第六章 电动汽车整车控制器课件
纯电动汽车构造与检修 第6章 整车控制器功能与整车状态认知
整车驱动控制
扭矩限制与输出-驾驶员驾驶意图的实现 根据整车当前的参数和状态及前一段时间的参数及状态，计算出当前车辆
的扭矩能力，根据当前车辆需要的扭矩，最终计算出合理的最终需要实现的扭 矩。 限制因素
① 动力电池的允许充放电功率—温度、 SOC ② 驱动电机的驱动扭矩/制动扭矩—温度 ③ 电辅助系统工作情况—放电、发电 ④ 最大车速限制—前进档和倒车档 ⑤ 跛行工况—限功率、限车速
充电过程中， VCU不直接参与充电控制，实时监控充电过程，对异常情况 进行紧急充电停止，以及部分信息的仪表显示、监控平台信息上传。
纯电动汽车构造与检修
整车正常上电过程控制
纯电动车的点火钥匙采用OFF、 ACC、 ON、 START四个状态； 整车上电分为低压上电和高压上电两个步骤。 1) 低压上电 当点火钥匙ON时， VCU、 BMS、 MCU等整车所有零部件低压上电。
纯电动汽车构造与检修
内容回顾
整车控制器功能 重点：整车控制方案
整车控制状态获取
纯电动汽车构造与检修
6.2整车控制策略认知
纯电动汽车构造与检修
学习目标
了解整车工作模式 了解整车充电过程控制 了解整车上电过程控制 了解整车驱动控制 了解整车高压及辅助系统控制
图1 整车控制器 纯电动汽车构造与检修
6.1整车控制器功能与整车状态认知
纯电动汽车构造与检修
学习目标
掌握整车控制器功能 了解整车控制方案 熟悉整车状态获取
图1 整车控制器 纯电动汽车构造与检修
整车控制器安装位置
VCU
纯电动汽车构造与检修
整车控制系统关联图
图3 整车控制 纯电动汽车构造与检修
整车控制方案
整车控制器PPT课件
整车控制系统总线通信：
整车控制器
电池状态 电机状态
电池管理指令 扭矩/转速指令
其他设备 CAN总线
扭矩/转速/ 温度/故障
扭矩/转速/ 模式设定
电机控制器
充电控制
电流电流限值 电压温度SOC 充电状态故障
电池管理系统
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电动汽车各控制系统功能及其之间的通信
控制单元 整车控制单元
满足车辆行驶安全性、动力性和舒适性的前提下，采用制动能量回馈技术大 大的增加了电动车辆的续驶里程。当驱动电机在能量回收与驱动两种工况进 行切换时，通过整车控制系统给予电机转矩的斜坡给定控制保证了车辆行驶 的平顺性。通过限制电机的功率有效得保护了电池，提高其使用寿命。整车 控制系统在整体性能设计上进行了优化，控制器采用光耦隔离提高了其抗干 扰能力，使其在多变的工作环境中能够稳定的工作。
制动开关1？
否
是 是
SOC > 90
否 接受电池最大充电电流信息
根据转速给出制动力
制动力修正
发送扭矩
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感谢您的观看。
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关键零部件选型或研制
整车级集成与试制
实车标定与优化
验证
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仿真验证模型（奥运会纯电动公交车模型）
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仿真结果分析
加速时间仿真结果
电机性能仿真结果
加速度仿真结果
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档位仿真结果
整车控制系统的工作原理图：
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VCU是电动汽车整车控制系统的核心控制单元，它负责协调各控制系统协同工作，为 车辆的良好运行提供完善的控制逻辑。
第六章 电动汽车整车控制器课件
6.7.2 硬件电路抗干扰措施
? 电源线布置 ? 电源线的布置除了要根据电流的大小，尽量加粗导体宽度外，采取使电源线、 ? 地线走向与数据传递的方向一致，将有助于增强抗噪声能力。 ? ? 去藕电容配置 ? 在印刷电路板的各个关键部件配置去藕电容应视为印刷电路板设计的一项常规 ? 做法，电源输入端跨接 10～100 μF 的电解电容器。原则上每个集成电路芯片都尽可 ? 能安置一个 0.01 μ F 的陶瓷电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在 500 KHz ～ ? 20 MHz 范围内阻抗小于 1Ω，而且漏电流很小。 ? 电容引线不能太长，特别是高频旁路电容不能带引线。 ? 在器件布置方面，与其它逻辑电路一样，把相互有关的器件尽量放得靠近些， ? 能获得较好的抗噪声效果，如时钟发生器、晶振和 CPU 的时钟输入端都易产生噪声， ? 要相互靠近些。 ? 单片机复位端子 “RESET在”强干扰现场会出现尖峰电压干扰，可能会改变部 ? 分寄存器状态，因此可以在 “RESET端”配置 0.01 μ F 去藕电容。 ? CMOS 芯片的输入阻抗很高，易受感应，故在使用时，对其不用端接地或接电 ? 源正。 ?
? 如会使所测数据精度不够，会使数据值不稳定，会使系统电压偏移 ，不能正常工作，
? 会使系统软件无法运行等等，严重的还会损坏元件。
? 通过对实际工作中电磁干扰的干扰源、干扰传播途径和被干扰对象的 响应等电
? 磁干扰三要素的分析，见下图 ，根据 HCU 的工作特点，在控制干扰 的策略上采取
? 了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的技术方案。采用传 统抑制干
第六章 电动汽车整车控制器
1.整车控制系统硬件设计 2.整车控制系统软件设计
陈曦
1
6.1电动汽车整车控制器硬件
整车控制器
整车控制器（VMS，vehiclemanagementSystem），即动力总成控制器。
是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。
介绍??纯电动汽车整车控制器(VehicleController)是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，它对汽车的正常行驶，再生能量回收，网络管理，故障诊断与处理，车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。
与各部件控制器的动态控制相比，整车控制器属于管理协调型控制。
体系结构整个车辆系统采用一体化集成控制与分布式处理的车辆控制系统的体系结构，各部件都有独立的控制器，整车控制器对整个系统进行能量管理及各部件的协调控制。
为满足系统数据交换量大，实时性、可靠性要求高的特点，整个分布式控制系统之间采用CAN总线进行通讯。
整车控制器主要由控制器主芯片，Flash存储器和RAM存储器及相关电路组成，控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相连。
组成?控制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串口通信模块、电源及保护电路模块等。
微处理器选用了Motorola公司专门为汽车电子开发的MCgS12，它具有运算速度快和内部资源与接口丰富的特点，适合实现整车复杂的控制策略和算法。
CAN通信模块符合CAN2.0B技术规范，采用了光电隔离、电源隔离等多项抗干扰设计;BDM调试模块用于实时对控制程序进行调试、修改;串口通信模块用于对控制系统的诊断和标定;?电源模块进行了二级滤波的冗余设计，保证控制器在车载12V系统供电情况下正常工作，并具短路保护功能。
CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网，是一种国际标准的，高性价的现场总线，在自动控制领域具有重要作用。
整车控制器全解PPT课件
总的来看，虽然电动汽车拥有广阔的市场前景， 但是整个产业的发展还需要一个漫长趋于成熟的过 程。针对我国在电动汽车推广中遇到的问题，应对 的策略应该以政府为主导，协调汽车企业、电网企 业、汽车经销商和相关企业之间的关系，共同推进 电动汽车的产业化。
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2.2湖南大学整车控制器 电机及整车总成控制器以电动汽车用交流电
机驱动系统为研究对象，将直接转矩控制思想运 用于电动汽车驱动系统。根据电动汽车所要达到 的性能指标，分析了电动汽车驱动系统的特点， 对各种驱动电机进行了比较。采用空间电压矢量 方法分析了直接转矩控制的基本原理结构及其算 法。控制器原理图如下：
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e. 90 年代末，丰田公司研制出 RAV－4 EV 型 纯电动轿车，动力装置：交流同步电动机，由 288V 氢电池提供电能，最高车速为 125km/h。
丰田公司整车控制器
整车控制器接收整车控制器接收驾驶员的 操作信号和汽车的运动传感器信号，控制器将这 些信号经过控制策略计算，通过左右2组电机控 制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。控制器 原理图如下：
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二、控制器的简介
1.整车控制器（VMS），即动力总成控制器。作 为核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏 板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控 制下层的各部件控制器的动作，驱动汽车正常行 驶。
2.控制器主要功能：驱动力矩控制、制动能量的 优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和 管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等。
目 录
1
控制器的研究背景
2
控制器简介
纯电动汽车电机及控制器课件
高效、节能、环保，具有较高的 能量密度和较长的续航里程。
工作原理
电机工作原理
电机通过磁场和电流相互作用，将电 能转化为机械能，驱动车辆前进或后 退。
控制器工作原理
控制器根据车辆行驶状况和驾驶员意 图，调节电机的输入电流和电压，实 现对车辆行驶速度和方向的控制。
电机及控制器在电动汽车中的作用
提供动力
总结词
效率高、转矩密度大、可靠性高，但成本较高且对高温环境敏锐。
详细描述
永磁同步电机采用永磁体替代了励磁绕组，提高了电机的效率和功率密度。由于 永磁体的存在，电机具有较高的转矩密度和可靠性。然而，永磁同步电机的制造 成本较高，且对高温环境较为敏锐，高温环境下可能导致永磁体失磁。
开关磁阻电机
要点一
总结词
交流感应电机
总结词
结构简单、可靠性高、成本低，但调速性能较差。
详细描述
交流感应电机基于电磁感应原理，通过定子绕组产生旋转磁场，使转子产生感应电流而产生转矩。其 结构简单、可靠性高、成本较低，适用于各种类型的电动汽车。然而，交流感应电机的调速性能较差 ，一般需要通过变频器进行调速控制。
永磁同步电机
安全性增强
加强电机控制器的安全性和可靠性，确保 车辆行驶安全。
04
纯电动汽车电机及控制器的应用与案例分 析
电机及控制器在电动汽车中的应用
01
02
03
驱动系统
电机及控制器作为电动汽 车的核心驱动部件，负责 提供动力，实现车辆的行 驶。
能量回收
在制动或滑行过程中，电 机及控制器能够回收能量 ，将其储存于电池中，提 高能量利用率。
典型案例分析
特斯拉Model S
采用了高性能的永磁同步电机及控制 系统，提供了杰出的动力和续航性能 。
新能源汽车整车控制器
新能源汽车整车控制器新能源汽车整车控制器是指用于控制新能源汽车各个系统的主要控制单元。
它是汽车电子控制系统中的核心部件，负责接收传感器信号并处理，控制电动机、电源、制动系统、转向系统等各个系统的运行。
新能源汽车整车控制器的主要功能有以下几个方面：1. 电动机控制：新能源汽车的动力系统采用电动机来驱动车辆，整车控制器负责对电动机进行精确控制，包括控制电动机的转速、转矩、加速度等，使车辆能够稳定、高效地行驶。
2. 电池管理：新能源汽车采用电池作为能源储存装置，整车控制器需要对电池进行管理，包括监测电池的电量、温度、电压等状态，并进行保护措施，以确保电池的安全和寿命。
3. 制动系统控制：整车控制器负责对制动系统进行控制，根据车辆的速度、加速度等参数，计算制动力的大小和分配，使车辆能够稳定、安全地制动。
4. 转向系统控制：整车控制器对转向系统进行控制，根据驾驶者的转向指令，计算转向力的大小和方向，使车辆能够灵活、准确地转向。
5. 能量管理：新能源汽车的能源利用效率较高，整车控制器可以根据当前的行驶状态和驾驶者的需求，对能源进行合理分配，以最大限度地提高车辆的能源利用效率。
为了实现以上功能，新能源汽车整车控制器需要具备以下特点：1. 高性能：整车控制器应具有较高的计算能力和响应速度，能够实时采集和处理控制信号，保证车辆的安全性和可靠性。
2. 可靠性：整车控制器应具有较高的抗干扰能力和故障自诊断能力，能够在复杂的环境条件下正常工作，并能够准确地检测和报告故障信息，提高维修和保养的效率。
3. 兼容性：整车控制器应具有良好的兼容性，可以与各个系统的硬件和软件进行良好的通信和协调，实现系统之间的协同工作。
4. 可扩展性：整车控制器应具有良好的可扩展性，可以根据市场需求和技术进展进行功能升级和更新，以适应不断变化的市场需求。
总之，新能源汽车整车控制器是新能源汽车电子控制系统的核心部件，具有控制车辆各个系统的功能，对车辆的性能、安全性和能源利用效率起着关键作用。
电动汽车整车控制器PPT课件
3.整车网络控制系统 整车网络控制系统包括整车控 制器、电机控制器、动力电池
B LOREM 管理系统、信息显示系统和通 信系统等。
C 4.对整车控制系统的要求：
LOREM
为保证纯电动汽车的安 全和可靠运行，要求： 具有可靠性、 容错性、 电磁兼容性、 环境适应性
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二、整车控制器简介
整车控制器简称VCU （vehicle contorl unit） 是整车控制系统的核心， 承担车辆各系统的数据交 换与管理，故障诊断、安 全监控、驾驶人意图解析 等作用。
插电式混合动力汽车 PHEV
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中国有望十年后成为电动汽车强国
国民车 低速车
高端车 特种车
中国工程院院士 香港工程科学院院士 英国皇家工程院院士
世界电动汽车协会主席
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二、整车控制器系统
整车控制系统VMS, 是电动汽车的神经中枢，承担了各系统 的数据交换，信息传递、故障诊断、安全监控、驾驶人意图 解析、动力电池能量管理等作用，对电动汽车的动力性、经 济性、安全性和舒适性等有很大的影响。
常亮
工作条件
1
动力电池故障
表示动力电池内部 来自总线信号，受
出现短路或断路故 整车控制器控制
障
2
充电线连接指示灯 连接好充电枪时点 在该灯点亮时无法
亮
进入行车状态。
3
驱动电机或其控制 表示驱动电机或其 来自总线信号，受
器过热警告灯
控制器温度过高 整车控制器控制
4
动力电池电量不足 表示该车的动力电 来自总线信号，受
警告灯
池电量不足，需充 整车控制器控制
电处理
5
EV驱动模式指示灯 表示车辆处于纯电 来自总线信号，受
1.电动汽车整车控制课件
第四章
故障分级及处理方式
15
第四章
故障分级及处理方式
16
整车控制器架构图
第四章
故障分级及处理方式
17
整车CAN总线网关及网络化管理 在整车的网络管理中,整车控制器是信息控制的中心,负责信息的 组织与传输,网络状态的监控,网络节点的管理,信息优先权的动 态分配以及网络故障的诊断与处理等功能。通过CAN(EVBUS)线协 调电池管理系统、电机控制器、空调系统等模块相互通信。
7
驾驶员意图解释 对驾驶员操作信息及控制命令进行分析处理,也就是将驾驶员的 油门信号和制动信号根据某种规则,转化成电机的需求转矩命令。 因而驱动电机对驾驶员操作的 响应性能完全取 决于整车控制的 油门解释结果,直接影响驾驶员的控制效果和操作感觉。
驱动控制 根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开 关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向VMS发出相应 的指令,控制电机的驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱 动的动力性要求;同时根据车辆状态,向VMS发出相应指令,保证安 全性、舒适性。
第四章
故障分级及处理方式
18
基于CCP的在线匹配标定 主要作用是监控ECU工作变量、在线调整ECU的控制参数(包括MAP、 曲线及点参数)、保存标定数据结果以及处理离线数据等。完整 的标定系统包括上位机PC标定程序、PC与ECU通讯硬件连接及ECU 标定驱动程序三个部分。
第四章
故障分级及处理方式
电 动 汽 车 培 训 之 一
天津市优耐特汽车电控技术服务有限公司
讲师：优耐特汽车电控·王征
01 整车控制器硬件 02 第二代整车控制器功能 03 整车控制器功能介绍 04 故障分级及处理方式
(完整版)电动汽车整车控制器功能结构
新能源汽车整车控制器系统结构新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点，其是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图1所示）。
各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。
为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。
基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。
由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。
随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。
采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。
另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。
图1 新能源汽车控制系统硬件框架一、整车控制器控制系统结构公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、开关量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。
整车控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
该整车控制器还具有综合仪表接口功能，可显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；具有整车网关及网络管理功能。
其结构原理如图2所示。
图2 整车控制器结构原理图下面对每个模块功能进行简要的说明：1、开关量调理模块开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量传感器相连，另一端与微控制器相接；2、继电器驱动模块继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与多个继电器相接；3、高速CAN总线接口模块高速CAN总线接口模块，用于提供高速CAN总线接口，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与系统高速CAN总线相接；4、电源模块电源模块，可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；5、模拟量输入和输出模块模拟量输入和输出模块，可采集0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
纯电动汽车整车控制系统原理与检修课件
▲ 课程导读
随着能源以及环境问题的日益严峻,世界上各个汽车生产大国都将把越来越 多的电动汽车投入市场。 电动汽车的一个重要特点就是带有高压动力回路,其工 作回路中的电压甚至可以达到600V 以上。因此在考虑电动汽车给我们带来环保 效益的同时,高压安全问题同样不容忽视。因此,认识高压元器件变得尤为重要。
图 1-1-10 高压配电盒 (北 汽 EV160)
如图1-1-11所示为高压配电盒总成内部机构。
图 1-1-11 高压配电盒总成内部机构 (比 亚迪 E6)
3. 驱动电机+电机控制器
驱动电机系统作为电动汽车三大核心构成之一,是车辆行驶的主要执行机构,其特 性决定了车辆的 主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。电动 汽车驱动电机系统主要由整车控制 器 (VCU)、电机控制器 (MCU)、驱动电机、机械传 动装置和冷却系统等构成。如图1-1-12所示。
如图1-1-16所示
图1-1-17
7. 以北汽为例: 三合一、 四合一
三合一是指由车载充电机、DC-DC、高压控制盒组成。四合一是指由车载充 电机、DC-DC、高压 控制盒、电机控制器组成。如图1-1-18所示。
图 1-1-18 以北汽为例:三合一、四合一
整车高压用电设备:动力电池组、动力电池配电箱、驱动电机控制器、动力电 机、DC-DC、空调驱 动器、压缩机、PTC加热器、高压线束。如图1-1-19所示
任务1 纯电动汽车高压系统的认识
▲ 任务要求
了解纯电动汽车高压系统的各组成部件,认识各高压部件及其作用。
▲ 知识内容
一、 常规能源汽车与纯电动汽车的结构的区别 1. 汽车动力系统 常规能源汽车与新能源汽车的动力系统发生了变化:由四冲程机 械发动机转变成电动机。由此结构也发生了很大的变化。如图1-1-1所示。
新能源汽车技术 第2版 第6章 电动汽车控制系统
整车控制器通过采集加速踏板信号、 制动踏板信号及其他部件信号, 做出相应判断, 控制下层各部件控制器的动作, 通 过 CAN 总线对网络信息进行管理、 调度、 分析和运算, 针对车型的不同配置进行相应的能量管理实现整车驱动控制、 能量优化控制、 制动回馈控制和网络管理等 功能。 在汽车行驶过程中具体执 行的任务包括:
1. CAN 总线结构 CAN 总线采用双线串行通信方式, 通过 CAN 总线、 传感器、 控制器和执行器将串行数据 线连接起来。 CAN 控制器对于 控制单元处理器传送的数据进行处理并发送至 CAN 收发器, 同 时接收 CAN 收发器的数据传送至控制单元处理器; 所有数据 通过 CAN 收发器连接至数据传输 线上。 为减少干扰, 数据传输线多采用双绞线、 同轴电缆或光纤, 分为 CAN-H 和 CAN-L。 其 电压值为镜像关系, 数据通过线轴上的差分电压进行传送。 总线末端接有抑制反射的负载电 阻, 阻值一般为 120Ω, 作 用是阻止数据在传输至终端反射回来时产生反射波而破坏数据。 其 拓扑结构如图 6-3 所示。
电动车控制器教材课件
电池管理
控制器通过监测电池的电量、温 度等信息，合理分配电流，避免 电池过充或过放，延长电池使用
寿命。
故障诊断与保护
控制器具有故障诊断功能，能够 实时监测电动车的运行状态，一 旦出现异常情况，立即采取保护 措施，保障车辆和人员的安全。
控制器应用中的常见问题与解决方案
控制器损坏
长时间使用或不当使用可能导致控制器损坏，需 更换新的控制器。
软件优化与调试
代码优化
通过优化算法和数据结构，提高 软件的运行效率。
调试技术
采用仿真和实际硬件调试技术，确 保软件的正确性和稳定性。
版本控制
采用版本控制系统（如Git），对代 码进行版本管理和协作开发。
04
CATALOGUE
电动车控制器应用实例
应用场景与案例介绍
城市出行
景区观光
电动车在城市出行中具有便捷、环保 的优势，控制器作为电动车的核心部 件，保障了车辆的安全和稳定运行。
电动车控制器教 材 PPT 课件
contents
目录
• 电动车控制器概述 • 电动车控制器硬件 • 电动车控制器软件 • 电动车控制器应用实例 • 电动车控制器发展趋势与未来展望
01
CATALOGUE
电动车控制器概述
定义与功能
定义
电动车控制器是用于控制电动车 电机运行的核心部件，它接收来 自驾驶者的输入并转换为电信号 ，以驱动电机运转。
软件应具备电量管理功能，包括电量检测 、充电和放电控制等。
故障诊断与保护
人机交互
软件应具备故障诊断与保护功能，能够检 测和处理各种故障，保证电动车的安全运 行。
软件应具备良好的人机交互界面，方便用 户进行操作和控制。
整车控制系统的组成与功能课件
学习交流PPT
39
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 1.故障分级
学习交流PPT
40
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 1.故障分级
学习交流PPT
41
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 2 ．报警指示灯符 号解释
学习交流PPT
42
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 2 ．报警指示灯符 号解释
在汽车上CAN总线的通信节点一般是各种电脑，例如：发
动机控制电脑、自动变速器电脑、ESP电脑、灯光组合开
关电脑、仪表电脑等等。 学习交流PPT
30
CAN 总线组成-硬件（通信节点）
汽车电脑
汽车电脑
传感器 执行元件
传感器 执行元件
模块控制器
模块控制器
CAN控制器
CAN控制器
TX
RX
CAN收发器
TX
RX
Ø12V 低压铅酸电池电压，可以分析电池是否馈电、是否 DC/DC 正在充电等——低压铅酸电池是否馈电、DC/DC 是否正常；
Ø 加速踏板开度，可以分析当前加速踏板的开度—— 加 速油门踏板是否正常；
Ø 电机系统状态：电机初始化、预充电状态、电机扭矩、 电机本体温度、电机控制器温度、电机转速、电机生命信
逻辑“0”： CAN-H =3.5V
CAN-L =1.5V
电压差= 3.5V-1.5 =2.0V
学习交流PPT
27
CAN 总线组成-硬件（数据传输终端）
通信节点
通信节点
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
数据传输终端实际上就是两个阻抗为120欧姆的电阻，也称为终端 电阻。总线上的总阻抗大概是60-70欧姆左右。
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6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
? 础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor，原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ?拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息； ? 12. 硬件故障自诊断与处理； ? 13. 硬件失效控制； ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； ? 15. 将有关信息送至仪表板； ? 16. CAN 通讯方式； ? 17. 监测和标定； ? 18. 与故障诊断仪的通信；
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
7
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
部)是全球领 ? 先的半导体供应商，主要为汽车、网络、无线通信、工业控制和消费
电子市场设计 ? 制造嵌入式半导体。飞思卡尔是众多市场领域中的领导者，2004 市
场主导地位：第 ? 一大汽车半导体制造商（Gartner），第一大通信处理器制造商（
Gartner），第二大通 ? 用微控制器制造商（Gartner）。
第六章 电动汽车整车控制器
1.整车控制系统硬件设计 2.整车控制系统软件设计
陈曦
1
6.1电动汽车整车控制器硬件
?采用了分层控制的方法来对驾驶员的意图 和各个动力系统零部件进行信号采集和控 制，如图 3-1 所示。其中整车控制器是整 车控制的核心，负责协调各个控制器来驱 动整车，并且具有如下的系统硬件（含独 立运行的底层驱动程序）基本功能：
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6.1 电动汽车整车控制器
系统需求分析图
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6.1 电动汽车整车控制器
? 1. 整车各控制器（ HCU整车控制单元、BPCM电池控 制器、DMCM电机控制器、 EMS发动机管理系统）的 唤醒；
? 2. 上电初始化：HCU 自检，HCU 初始化，仪表灯， 高压接通；
? 3. 驾驶员指令与传感器信号处理； ? 4. 停车维护充电控制； ? 5. 驱动力控制、车辆运行工况（起步、加速、巡航、
减速、驻车、停车、倒车） ? 控制； ? 6. 最高车速限制； ? 7. 对 EMS、DMCM、DCDC、BPCM 发出控制指令
；
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6.1 电动汽车整车控制器
? 8. 发动机启动模式控制； ? 9. 指令控制 ADM； ? 10. 接收 BPCM 的有关动力蓄电池组状态信号（电流、电压、
温度等）； ? 11. 接收 DMCM 的有关电机、逆变器总成的运行参数和状态信
? 硬件开发过程中需首先考虑的事项有： ? 1) 开发系统支持的编程语言； ? 2) 开发系统使用的开发平台； ? 3) 开发系统的功能； ? 4) 友好的集成开发环境； ? 5) 确定控制单元输入/输出管脚的数量和性质； ? 6) 选择各种芯片和元器件，应特别慎重地选择控制单元的 CPU 芯片。 ? 硬件系统的搭建，包括以下内容： ? A. 辅助电路设计 ? B. I/O 电路的设计、调试和标定 ? C. 通讯电路的设计和调试 ? D. CPU 电控单元的设计和调试 ? E. 底层汇编程序的编制和调试
? [3]电源模块 ? 电源电路是车载控制器设计中比较困难的设计之一
，也是影响能否通过电磁兼 ? 容测试的关键部件。为使混合动力 HCU 具有较好
的适应性、通用性，我们采用了 ? 两级电源控制，第一级采用开关电源模块，以保证
电源的供电电压在 8～32VDC 的 ? 范围内都有一致的输出电压，从而使第二级低压差
电源能够有一个非常稳定的输出 ? 电压[2]。这样既保证了控制器的工作稳定性和抗干
扰性，又能在低功耗的前提下， ? 具有很宽的电压输入
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6.4 主要模块电路
? [4] 上下电和安全保护模块[21] ? HCU还承担着整车低压电源的控制，如果钥匙不在起动或关闭状态并且低压
电 ? 源超过8V，则接通低压电源，整车所有控制器上电。 ? 车辆运行过程中通过ADM实时监控高压电路的电气状态、通断状态及高压电
? 其中，油门信号、刹车制动信号等都是非常重要的信号，硬件 设计中同时采集它们
? 的二路互补信号，并由底层处理程序来确认其可靠性 [21] 。 ? 脉冲信号主要是检测整车车速和发动机转速。
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6.4 主要模块电路
?[2] 控制输出电路 ?在 HCU 中 CAN 总线承担了主要数据和命令
的交换任务，控制输出电路中设计 ?若干开关量输出信号，来满足整车上下电
? 容余度比较大，不论是 12V/24V 电源直接拉高的信号，还是 标准的 5V 拉高的信号，
? 都能直接识别，并且都具有很好的抗干扰能力，基本满足车用 的 EMC 测试要求。
? 同样模拟输入信号也必须经二阶有源低通滤波器等调理电路处 理，0-16V 之间
? 的输入信号均能自动转换为 0-5V 的 AD 信号，并且能充分地 利用 A/D 的量程特性。
路 ? 的接通过程，在发现异常状况后能立即通过状态线输出相应的动作。 ? 点火开关断电后，底层程序应能继续执行，以便停车充电或保存数据、系统
设 ? 置和故障代码等有用信息。只有满足适当的条件时，才能通过软件
使 POW_CTRL1 ? 切断所有的低压供电电源。 ? 硬件上外加一个主电源继电器控制电路。充电唤醒、点火开关、