1.組成
整車控制器主要由硬件和軟件組成,硬件包括殼體和硬件電路,軟件分為應(yīng)用軟件和底層軟件。
殼體主要用于硬件電路的保護(hù)以及密封,要滿足防水、防塵等清潔度要求,也要滿足避免跌落、振動(dòng)等機(jī)械要求。
硬件電路主要由主控芯片(32位處理芯片)及周邊的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源模塊組成,一般還配備數(shù)字信號(hào)/模擬信號(hào)處理電路,頻率信號(hào)處理電路和通信接口電路等。
應(yīng)用軟件和底層軟件一般由C語(yǔ)言編寫(xiě)。應(yīng)用軟件主要是上層控制策略,主要負(fù)責(zé)根據(jù)車輛狀態(tài)和駕駛員意圖實(shí)時(shí)控制能量流向和分配比例。底層軟件主要負(fù)責(zé)單片機(jī)初始化設(shè)置、CAN總線信號(hào)的實(shí)時(shí)收發(fā)和輸入、輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)處理與診斷。
2.功能
a.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制
根據(jù)駕駛員加速踏板的位置、檔位、制動(dòng)踏板力等操作意圖,計(jì)算出電動(dòng)機(jī)所需轉(zhuǎn)矩等參數(shù),協(xié)調(diào)各動(dòng)力部件運(yùn)動(dòng),保證電動(dòng)汽車正常行駛。
b.整車能量管理和優(yōu)化
根據(jù)實(shí)際工況,對(duì)整車進(jìn)行管理,監(jiān)控電動(dòng)汽車充電以及制動(dòng)能量的回收,控制車上其他用電設(shè)備,實(shí)現(xiàn)能量高效分配,提高整車經(jīng)濟(jì)性,延長(zhǎng)整車使用壽命。
c.整車通信和網(wǎng)絡(luò)管理
電動(dòng)汽車上除了整車控制器,還有電動(dòng)機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)等各個(gè)子控制系統(tǒng),這些控制器之間需要通信,整車控制器通過(guò)CAN通信網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)子控制系統(tǒng)連接在一起,協(xié)調(diào)管理整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。
d.故障處理與診斷
實(shí)時(shí)監(jiān)控各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行診斷、提示和主動(dòng)修復(fù),保證電動(dòng)汽車安全運(yùn)行。
e.汽車狀態(tài)顯示
對(duì)汽車的狀態(tài)信息進(jìn)行采集和處理,將重要的狀態(tài)和故障信息發(fā)送給儀表進(jìn)行顯示,如車速、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電池剩余電量、電動(dòng)機(jī)或者電池故障信息等。
3.工作模式
a.自檢模式
當(dāng)鑰匙門(mén)信號(hào)處于ON擋,啟動(dòng)自檢模式,整車控制器上電進(jìn)行自檢,如果自檢通過(guò)則等待啟動(dòng)模式,如果自檢失敗則進(jìn)入故障模式。
b.啟動(dòng)模式
鑰匙門(mén)信號(hào)處于START擋,同時(shí)自檢模式通過(guò),整車控制器會(huì)喚醒整車CAN通信網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)(電動(dòng)機(jī)、變換器、空調(diào)系統(tǒng)等)開(kāi)始工作,進(jìn)行高壓上電,當(dāng)所有設(shè)備都正常啟動(dòng)后,整車進(jìn)入READY狀態(tài),儀表上顯示READY燈亮,指示駕駛員可以進(jìn)行正常駕駛操作,完成啟動(dòng)模式。
c.起步模式
當(dāng)駕駛員不踩加速踏板起步時(shí),整車控制器會(huì)協(xié)調(diào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)到起步目標(biāo)值,車速逐漸上升,并控制在合理的速度范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起步。
d.行駛模式
在汽車行駛過(guò)程中,整車控制器實(shí)時(shí)采集駕駛員加速踏板位置以及開(kāi)度變化率等信息,并根據(jù)當(dāng)前車輛的行駛狀態(tài)(車速、電池電流、電壓、溫度等),實(shí)時(shí)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力電池的輸出功率,從而按駕駛員意圖控制汽車的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、巡航、加速等。
e.制動(dòng)模式
當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí),汽車處于制動(dòng)或減速狀態(tài)時(shí),整車控制器根據(jù)當(dāng)前車輛行駛狀態(tài),計(jì)算出所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)模式,向動(dòng)力電池充電。
f.停車模式
當(dāng)駕駛員關(guān)閉鑰匙,整車控制器控制子系統(tǒng)電,設(shè)備關(guān)閉后,完成停車。
g.故障模式
當(dāng)整車控制器監(jiān)控到汽車發(fā)生故障時(shí),會(huì)啟動(dòng)自我診斷和主動(dòng)修復(fù)功能,同時(shí)限制系統(tǒng)功率輸出,使汽車進(jìn)入限速或者緊急停止?fàn)顟B(tài),并將故障信息顯示給駕駛員。
h.充電模式
當(dāng)插上充電槍時(shí),充電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作,整車控制器會(huì)協(xié)調(diào)電池管理系統(tǒng)啟動(dòng)充電,并持續(xù)監(jiān)測(cè)電池管理系統(tǒng)及充電動(dòng)機(jī)的狀態(tài),將充電信息顯示給駕駛員;當(dāng)充電過(guò)程出現(xiàn)故障時(shí),整車控制器會(huì)及時(shí)切斷電池管理系統(tǒng)繼電器,以中斷充電過(guò)程。
審核編輯:郭婷
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原文標(biāo)題:新能源汽車講解丨整車控制器VCU
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