整車控制器VCU(Vehicle control unit)作為新能源車中央控制單元，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。VCU采集電機(jī)及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、執(zhí)行器及傳感器信號(hào)，根據(jù)駕駛員的意圖綜合分析做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作，它負(fù)責(zé)汽車的正常行駛、制動(dòng)能量回饋、整車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動(dòng)力性、較高經(jīng)濟(jì)性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作?？梢哉f整車控制器性能的好壞直接決定了新能源汽車整車性能的好壞，起到了中流砥柱的作用。

新能源起步階段，大概在11到15年誕生了第一代VCU產(chǎn)品。技術(shù)來源于傳統(tǒng)汽車電控ECU，以發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及車身控制器為主要技術(shù)來源。行業(yè)典型產(chǎn)品有德爾福的HCU-2、聯(lián)電的VCU、大陸的H300及普華第一代VCU-1

（我工作的時(shí)候，做的第一款新能源汽車，就是用的大陸的32位控制器，H300，因?yàn)槌杀咎?，后來?a href="http://www.brongaenegriffin.com/soft/data/21-22/" target="_blank">嵌入式的同事給破解了……哦對(duì)，那時(shí)候還普遍叫HCU）

第二代產(chǎn)品起步階段是16年到19年。目前行業(yè)解決方案主要產(chǎn)品，聯(lián)電的VCU8、德爾福的HCU-5、大陸H500及普華ORIENTAIS_HCU-6，二代產(chǎn)品受制于補(bǔ)貼滑坡及車輛安全事件影響，因此出現(xiàn)了符合功能安全和不符合功能安全要求的兩種產(chǎn)品。但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看VCU的功能安全及AUTOSAR軟硬件平臺(tái)是勢(shì)在必行。

如果說汽車未來發(fā)展趨勢(shì)是電動(dòng)化、智能化(甚至是軟件定義汽車)，那么整車控制器未來發(fā)展必將是高度集成及安全可靠。無論汽車發(fā)展到什么階段，安全、舒適與經(jīng)濟(jì)性永遠(yuǎn)是發(fā)展的硬性指標(biāo)。開放合作、分工合作是未來OEM、Tier1及Tier2主流合作模式。

現(xiàn)在的第三代的技術(shù)，已經(jīng)更加高度集成化，例如集合了VCU功能的域控制器

當(dāng)然，還有一種方式是，取消VCU，將VCU的功能分解到其他控制器，例如安全和上下電的功能，分到到BMS，行車相關(guān)的功能，分解到MCU

至于，VCU到底有哪些作用？我來稍微系統(tǒng)的給大家介紹一下：

說白了，就是汽車的大腦！接受外部的信號(hào)信息，然后運(yùn)算后，給出相應(yīng)的指令，給其他部件，進(jìn)行車輛的工作。

1.VCU長什么樣子？

如下圖：

拆開之后，是一些電路板

VCU包含的部分，如下圖所示?！覀€(gè)人負(fù)責(zé)的，就是其中應(yīng)用層軟件的集成化測(cè)試工作。

2.VCU的基本工作方式如何？

一切都是電信號(hào)！如下圖：

3.VCU軟件控制方向的架構(gòu)如何？

當(dāng)前來說相對(duì)成體系。如下圖：

4.VCU的具體作用詳解：

1.駕駛員意圖解析

VCU通過采集加速踏板，制動(dòng)踏板，檔位，等人機(jī)交互的接口信息（智能汽車還接收大屏等信號(hào)），并綜合車輛當(dāng)前的狀態(tài)，如電池電量，車速，等關(guān)鍵信息，給出駕駛員對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)或者制動(dòng)需求，進(jìn)行加速或者減速。

2.整車模式管理

實(shí)車車輛模式狀態(tài)的變化和管控，純電動(dòng)車輛總體分為初始化模式，高壓保持模式，交流充電模式，直流充電模式，行車模式，補(bǔ)電模式，故障模式等，VCU通過合理且明確的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和路徑，實(shí)現(xiàn)車輛各狀態(tài)之間的切換

3.整車能量管理

對(duì)于純電動(dòng)車輛來說，VCU通過對(duì)整車能量狀態(tài)的監(jiān)控，協(xié)調(diào)車輛動(dòng)力輸出和其他高壓部件的工作狀態(tài)，最大化的利用車輛的能量，以達(dá)到最優(yōu)的能量使用效果——更強(qiáng)的動(dòng)力，或更長的續(xù)航里程。

如低電量時(shí)對(duì)電機(jī)的限功率，限制空調(diào)使用?；蛘咴谟脩暨x擇不同的駕駛模式（如Sport模式）時(shí)，更大偏向于能量偏向動(dòng)力輸出。

4.驅(qū)動(dòng)控制

以駕駛員驅(qū)動(dòng)扭矩需求和車輛實(shí)際狀態(tài)為基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制的動(dòng)態(tài)管控過程進(jìn)行優(yōu)化和管理。使動(dòng)力系統(tǒng)部件，在最優(yōu)化的工作模式下，符合駕駛員的駕駛需求。

例如，通過油門踏板的控制（深度，踩下速率等）解析，判斷駕駛員的需求扭矩大小，實(shí)現(xiàn)不同的加速效果。

5.制動(dòng)控制

此處的制動(dòng)控制的說法，其實(shí)不太嚴(yán)謹(jǐn)，更準(zhǔn)確的說法，是能量回收的控制。VCU根據(jù)車輛當(dāng)前的車速，駕駛員對(duì)踏板的操作，以及當(dāng)前車輛狀態(tài)的預(yù)估（例如，電池溫度，SOC等狀態(tài)），計(jì)算符合當(dāng)前狀態(tài)下的能量回收，由車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行。從而獲得最優(yōu)的能量的回收和制動(dòng)的感覺。

但是，能量回收和制動(dòng)這個(gè)話題非常大,這里不具體展開。

6.扭矩監(jiān)控

從整車功能安全角度出發(fā)，VCU采集動(dòng)力系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器）所反饋的客觀參數(shù)，進(jìn)行運(yùn)算得到的車輛實(shí)際扭矩，從而對(duì)整車的扭矩進(jìn)行監(jiān)控，以確保車輛動(dòng)力系統(tǒng)工作在安全的范圍內(nèi)

7.整車故障監(jiān)控

VCU通過綜合分析比較各零部件上傳的信號(hào)值，和傳感器采集的數(shù)值，進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算，比較。對(duì)車輛零部件的狀態(tài)進(jìn)行有效的識(shí)別和管理。

例如對(duì)電池上報(bào)的電池溫度，或者充電口的溫度傳感器采集的溫度值，進(jìn)行判斷，有效的避免車輛發(fā)生故障?；蛘咴诎l(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行提醒或者安全措施。

8.部件故障監(jiān)測(cè)

通過整車級(jí)別的設(shè)計(jì)，VCU可以進(jìn)行相關(guān)冗余設(shè)計(jì)，在部分部件發(fā)生故障時(shí)，可以有效的進(jìn)行診斷和處理，保證車輛的基本功能不會(huì)喪失。

例如，在電機(jī)過溫時(shí)，VCU通過一定的冗余設(shè)計(jì)，可以降低行車功率，保證車輛部分基本功能完善?；谡嚱嵌龋瑢?duì)故障進(jìn)行適應(yīng)性處理。

9.整車附件的管理

VCU可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的附件功能，例如，空調(diào)功能的管理，DCDC需求管理，水泵，儀表，真空泵倒車燈，制動(dòng)燈的管控。進(jìn)行能量的最優(yōu)化計(jì)算管理和整車需求。

10.故障診斷

VCU根據(jù)故障診斷的要求，便于售后進(jìn)行維護(hù)和診斷。包括診斷儀開發(fā)都和VCU的診斷方案息息相關(guān)

11.在線標(biāo)定

通過對(duì)VCU的扭矩Map和一些溫度map的標(biāo)定，包括一些故障限制的標(biāo)定。可以對(duì)VCU內(nèi)的一些標(biāo)定量參數(shù)進(jìn)行修改。因?yàn)檐囕v的軟件并不是一開始就寫死的，通常都會(huì)預(yù)留一些可調(diào)的數(shù)值，讓標(biāo)定工程師進(jìn)行修改，以實(shí)現(xiàn)車輛達(dá)到最好的狀態(tài)。

例如，對(duì)駕駛員的扭矩Map進(jìn)行標(biāo)定，可以改變車輛的駕駛性。

以上，就是VCU的大概的介紹。

審核編輯 ：李倩