新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、 MCU
纯电动汽车整车控制器(vcu)研究
车辆工程技术 2 车辆技术纯电动汽车整车控制器（VCU）研究宋述铨（天津优控智行科技有限公司,天津 300000）摘 要：电动汽车主要由电池管理系统(BMS)，整车控制系统(VCS)，以及电机控制器(MCU)等构成。
整车控制器(VCU)是电动汽车的重要控制结构，对汽车的各种信息进行检测、对车内通信网络和异常信息进行监控等，能够提高整车驾驶性能，进行制动能量回馈完善能源管理。
提升整车舒适性，使用户获得完美体验。
关键词：纯电动汽车；整车控制器；完美体验 随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。
传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。
纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。
随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。
本文从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。
1 整车电控系统组成 整车电控系统主要由整车控制器VCU为核心，通过硬线信号指挥各控制器使能，通过CAN总线信号控制储能系统、电机系统等关键总成执行相应的上下电动作以及扭矩指令。
最终完成整车的驾驶运行以及高压充电。
其中，低压部分完成车辆控制器供电和信号采集通讯。
高压部分通过高压线束将动力电池的电能传输到空调压缩机、电动机等高压供电设备，实现动力电能的传输。
其中电机、电池、电控系统被称为“三电”系统，主要包括：1.1 整车控制器 整车控制器系统为整车的运行大脑，具有高可靠性、高运行效率、逻辑缤密性。
整车控制系统上电后首先运行初始化程序并且自检，在自身没有问题后驱动端口使能储能系统、电机系统上电。
储能系统和电机系统完成上电后同样分别进行上电自检。
所有系统自检无故障且驾驶员有上高压指令时，整车控制系统通过总线驱动储能系统、电机系统完成上高压动作。
1.2 储能系统 储能系统包括动力电池组和BMS管理单元。
电动汽车VCU和BMS集成控制器硬件设计
一、概述
整车控制器是纯电动汽车控制系统的核心，它负责接收驾驶员的控制指令，根 据车辆的运行状态和电池的电量等信息，控制车辆的加速、减速、制动等动作， 同时还要监控电池的状态和充电情况，保证车辆的安全性和续航能力。
二、硬件设计
1、中央控制单元
中央控制单元是整车控制器的核心部件，它负责处理各种传感器和开关量信号， 根据车辆的运行状态和驾驶员的意图，控制车辆的加速、减速、制动等动作。 同时，中央控制单元还要与电池管理系统、充电控制系统等其他部件进行通信， 实现整车信息的实时监控和控制。
5、通信接口：BMS需要与VCU、充电桩等其他设备进行数据交换。因此，需要 配置相应的通信接口，如CAN、LIN等。考虑到电池管理系统的通信需求和数 据安全性，应选择具有高速、稳定、安全的通信接口。
6、故障诊断和处理单元：BMS应具备故障诊断和处理能力，能够对电池组进行 实时监测和故障预警。因此，需要配置相应的故障诊断和处理单元，包括故障 检测、故障处理、故障记录等功能。
电动汽车VCU和BMS集成控 制器硬件设计
目录
01 一、VCU硬件设计
03
三、VCU和BMS的集成 设计
02 二、BMS硬件设计 04 参考内容
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，电动汽车在交通领域的 应用越来越广泛。作为电动汽车的关键部分，车辆控制单元（VCU）和电池管 理系统（BMS）的集成控制对于整车的性能和安全性具有至关重要的意义。本 次演示将探讨电动汽车VCU和BMS集成控制器的硬件设计。
（4）安全保护措施：采用防电击、防泄漏等安全保护措施确保人员的安全。
3、可维护性设计
可维护性是指控制系统出现故障时容易维修和恢复的程度。在硬件设计过程中， 应考虑以下几点：
新能源汽车的核心技术
新能源汽车的核心技术新能源汽车是指采用新能源作为动力的汽车，主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车等。
新能源汽车在解决传统汽车能源消耗和环境污染等方面具有显著的优势，是未来汽车发展的重要方向。
下面将介绍一些新能源汽车的核心技术。
首先，电池技术是新能源汽车的核心技术之一。
电池是纯电动汽车的储能装置，影响了其续航里程、充电速度和寿命等重要指标。
目前，锂离子电池是最常用的电池技术之一，其具有高能量密度、低自放电率和长寿命等优点。
为了提高电池的性能，需要不断改进电池的材料、结构和工艺等方面。
其次，电机技术也是新能源汽车的核心技术之一。
电机是纯电动汽车的动力源，负责将电能转化为机械能驱动车辆运动。
电机的高效率和高转矩特性对于提高汽车的动力性能至关重要。
目前，永磁同步电机和感应电机是最常用的电机技术，它们具有体积小、重量轻、效率高和响应速度快的特点。
此外，充电技术也是新能源汽车的核心技术之一。
电动汽车的充电方式主要包括交流充电和直流充电两种。
交流充电主要适用于家庭和公共停车场等场所，而直流充电则适用于充电站等场所。
为了提高充电效率和安全性，需要研发更高效的充电设备和充电管理系统，同时建设更加便捷的充电基础设施。
另外，智能控制技术也是新能源汽车的核心技术之一。
智能控制系统可以实现对电池、电机和充电系统等各个部件的监控和管理，以提高整车的性能表现和安全性。
智能控制系统可以精确控制车辆的加速、制动和转向等动作，提高车辆的稳定性和安全性。
最后，燃料电池技术也是新能源汽车的核心技术之一。
燃料电池是一种将氢气和氧气通过化学反应直接转化为电能的装置，没有尾气排放，具有高效能转化和环保的特点。
燃料电池汽车需要解决氢气的储存和供应等问题，提高燃料电池的供氢效率和寿命。
综上所述，新能源汽车的核心技术包括电池技术、电机技术、充电技术、智能控制技术和燃料电池技术等。
这些技术的不断创新和发展，将为新能源汽车的推广和应用提供有力的支持，促进汽车产业的可持续发展。
新能源汽车关键技术简介_(纯电)
3、高压控制盒
高压控制盒主要用于 对动力电池中储存的电 能进行输出及分配，实 现对支路用电器件的切 断和保护。
高压控制盒共有5出 接线口，分别连接快充 、动力电池、电机控制 器和其它高压接插件。
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高压控制盒—高压附件插件
A：DC/DC 电源正极 B：PTC 电源正极 C：压缩机电源正极 D：PTC-A 组负极 E：充电机电源正极 F：充电机电源负极 G：DC/DC 电源负极 H：压缩机电源负极 J：PTC-B 组负极 L：互锁信号线
11 动力电池故障指示灯
12 动力电池断开指示灯
13 系统故障灯
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上汽荣威E50纯电动汽车基本组成
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一、充电系统（动力电池系统）
由动力电池组件、车载充电器、高压配电单元、快充口 （直流）、慢充口（交流）、电池冷却系统等组成。
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充电系统控制设计
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高压配电单元
高压配电单元用于分 配电能。
整车控制器在下电前会存储行车过程中发生的故障信息。
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3、电控系统故障诊断及处理 电控系统根据电机、电池、EPS、DC/DC等零部件故障、
整车CAN网络故障及VCU硬件故障进行综合判断，确定整车 的故障等级，并进行相应的控制处理。
等级 一级 二级 三级
四级
名称 致命故障 严重故障 一般故障
轻微故障
还有：电池管理控制器、电池高压电力分配单元、 电池检测模块、电池采集和均匀模块（大模块由2个采 集模块；小模块由1个采集模块）、高低压插件、水冷 却系统等
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二、电驱系统
主要由电动机组件、电力电子箱组件、减速器组件、电驱 冷却系统组成；主要功能是驱动汽车行驶和制动能量回收。
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新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、 MCU
新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、 MCU电子创新网| 2001-15-20 11:542014年国内新能源汽车产销突破8万辆，发展态势喜人。
为了使新能源爱好者和初级研发人员更好地了解新能源汽车的核心技术，笔者结合研发过程中的经验总结，从新能源汽车分类、模块规划、电控技术和充电设施等方面进行了分析。
1 新能源汽车分类在新能源汽车分类中，“弱混、强混”与“串联、并联”不同分类方法令非业内人士感到困惑，其实这些名称是从不同角度给出的解释、并不矛盾。
1.1消费者角度消费者角度通常按照混合度进行划分，可分为起停、弱混、中混、强混、插电和纯电动，节油效果和成本增等指标加如表1所示。
表中“-”表示无此功能或较弱、“+”个数越多表示效果越好，从表中可以看出随着节油效果改善、成本增加也较多。
1.2技术角度图1 技术角度分类技术角度由简到繁分为纯电动、串联混合动力、并联混合动力及混联混合动力，具体如图1所示。
其中P0表示BSG(Belt starter generator，带传动启停装置)系统，P1代表ISG(Integrated starter generator，启动机和发电机一体化装置)系统、电机处于发动机和离合器之间，P2中电机处于离合器和变速器输入端之间，P3表示电机处于变速器输出端或布置于后轴，P03表示P0和P3的组合。
从统计表中可以看出，各种结构在国内外乘用或商用车中均得到广泛应用，相对来说P2在欧洲比较流行，行星排结构在日系和美系车辆中占主导地位，P03等组合结构在四驱车辆中应用较为普遍、欧蓝德和标致3008均已实现量产。
新能源车型选择应综合考虑结构复杂性、节油效果和成本增加，例如由通用、克莱斯勒和宝马联合开发的三行星排双模系统，尽管节油效果较好，但由于结构复杂且成本较高，近十年间的市场表现不尽如人意。
2 新能源汽车模块规划尽管新能源汽车分类复杂，但其中共用的模块较多，在开发过程中可采用模块化方法，共享平台、提高开发速度。
新能源电控组成
新能源电控系统是指用于控制和管理新能源汽车的电力系统的组成部分。
以下是新能源电控系统的主要组成部分：1. 动力电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）：BMS是用于监控和管理新能源汽车动力电池的系统。
它负责监测电池组的电压、电流、温度等参数，并进行电池状态估计、均衡控制、故障诊断等功能，以确保电池组的安全和性能。
2. 电机控制器（Motor Controller）：电机控制器是控制电动机转速和扭矩输出的关键设备。
它接收来自车辆控制系统的指令，控制电机的运行模式、转向和速度，并监测电机的状态和故障。
3. 能量管理系统（Energy Management System，简称EMS）：EMS用于优化和管理新能源汽车的能量流动和利用。
它根据车辆的工况和需求，动态调整电池、发动机和电动机的功率分配，以提高能源利用效率和行驶里程。
4. 充电管理系统（Charging Management System）：充电管理系统用于管理新能源汽车的充电过程。
它监控充电电流和电压，并控制充电速度、充电模式和充电停止等操作，以确保充电过程的安全和高效。
5. 驱动系统控制器（Drive System Controller）：驱动系统控制器负责整合和协调新能源汽车的各个电动子系统。
它接收和处理来自传感器和其他控制模块的数据，控制电池、电机、变速器和制动系统等的协同工作，以实现车辆的动力传递和运行控制。
6. 故障诊断系统（Diagnostic System）：故障诊断系统用于监测和诊断新能源汽车的故障和问题。
它通过收集和分析车辆各个系统的数据，检测故障代码和警告信息，并提供故障诊断和维修建议，以保证车辆的可靠性和安全性。
以上是新能源电控系统的一般组成部分，具体的组成和配置可能会因车型、品牌和技术而有所差异。
新能源电控系统的设计和开发需要综合考虑安全性、效率性、可靠性和用户体验，以实现新能源汽车的高性能和可持续发展。
电动汽车整车控制器（VCU）技术及开发流程深度剖析
电动汽车整车控制器（VCU）技术及开发流程深度剖析整车控制器（VCU），电动汽车的大脑，相当于电脑的Windows，手机的Andrio。
作为电动汽车上全部电气的运行平台，它的性能优劣，直接影响其他电气性能的发挥，是整车性能好坏的决定性因素之一。
1. 组成1.1结构组成VCU，结构上，由金属壳体和一组PCB线路板组成。
1.2硬件组成功能上由主控芯片及其周边的时钟电路、复位电路、预留接口电路和电源模块组成最小系统。
在最小系统以外，一般还配备数字信号处理电路，模拟信号处理电路，频率信号处理电路，通讯接口电路（包括CAN通讯接口和RS232通讯接口）2. 各电气与VCU之间是怎样工作的一些用于监测车体自身状态的信号或者车载部件中比较重要的开关信号、模拟信号和频率信号，由传感器直接传递给VCU，而不通过CAN总线。
电动汽车上的其他具有独立系统的电气，一般通过共用CAN总线的方式进行信息传递。
2.1直接传递的信号们开关信号包括：钥匙信号，档位信号，充电开关，制动信号等；模拟信号一般有：加速踏板信号，制动踏板信号，电池电压信号等；频率信号，比如车速传感器的电磁信号。
输出的开关量，动力电池供电回路上的接触器和预充继电器，在一些车型上，由VCU负责控制。
2.2通过CAN交互的电气单元CAN总线上的通讯参与者地位不分主从，随时随地向总线发动信息。
信息之间的先后顺序由发出信息者的优先级确定。
优先级在通讯协议中已经做出规定，每条信息里都有发信者的地址编码；通讯中的信息编码，都有相应的通讯协议予以明确规定。
谁发出什么样的代码提供哪些类型的信息，主要依据是供需双方的约定。
比如下面表格中的电气单元地址编码，就是来自一份整车厂与VCU供应商的技术协议。
CAN故障记录，是维修调试人员最好的小帮手。
下图是通讯协议中对故障代码的规定，常见的故障类型都位列其中，只要对照协议表格，大家都可以读懂故障记录了。
比较例外的是充换电相关的系统，由于通用性的强烈需求，通讯协议需要统一，有国家标准予以统一编码（下文列举了相关国标）。
新能源汽车锂电池PACK系统集成的四大核心技术
新能源汽车锂电池PACK系统集成的四大核心技术
对于设计研发人员，电池PACK的电子和电气组件在较强的机械载荷下是否会发生连接松动？是否会加速老化？电气与结构组件之间的距离是否会影响绝缘性能？BMS功能失效是否会导致电芯发生过充进行引起热失控？温度变化对电池荷电状态（SOC）计算精度会产生怎样的影响？长期高温环境使用，电池寿命衰减程度如何？
电池包作为新能源汽车动力系统的核心部件，安全与性能是最重要的指标。
电池包系统集成，在于梳理机、电、热、化之间的相互关系，相互作用、相互影响，定量和定性地分析产品是否可以满足产品设计指标。
机
电池包装载在汽车上，首先得考虑和满足机械方面的特征，产品需要具有足够的强度和刚度，在振动、冲击等机械载荷下不发生形变和功能异常，在碰撞、挤压、翻滚、跌落等事故状态下有足够的安全防护。
电
电动汽车依靠电能驱动车辆行驶，瞬时功率可能高达几百千瓦，电压范围从几十伏特到几百伏特，电流也可以达到正负几百安培，大电流的充电和放电，以及高电压的输出，意味着电池包有很高的电气载荷要求。
此外，整个电池包由非常多的单体电池构成，为了有效地管理这些电池，控制电池包的充放电，以及响应整车层面的功能需求，电池包还有一套非常复杂的电池管理系统（BMS），由传感器、执行器、控制器（电控单元）等组件构成，采集系统的电压、电流、温度等数据，进行复杂的计算，与整车其他部件进行通信，完成特定的功能，实施判定系统的运行边界，控制系统的异常状态等。
新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、-MCU
新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、-MCU案场各岗位服务流程销售大厅服务岗：1、销售大厅服务岗岗位职责：1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品;2)保持销售区域台面整洁;3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等;4)收集客户意见、建议及现场问题点；2、销售大厅服务岗工作及服务流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
班中工作程序服务流程行为规范迎接指引递阅资料上饮品（糕点）添加茶水工作要求1）眼神关注客人，当客人距3米距离时，应主动跨出自己的位置迎宾，然后侯客迎询问客户送客户注意事项15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！”3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人；4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）；7）在满座位的情况下，须先向客人致歉，在请其到沙盘区进行观摩稍作等待；阶段工作及服务流程班中工作程序工作要求注意事项饮料（糕点服务）1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用托盘；2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一下，请问您需要什么饮品”为起始；3）服务方向：从客人的右面服务；4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时，必须询问客人是否需要再添一杯，在二次服务中特别注意瓶口绝对不可以与客人使用的杯子接触；5）在客人再次需要饮料时必须更换杯子；下班程序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导；2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会；4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班时间已经到，必须待客人离开后下班；1.3.3.3吧台服务岗1.3.3.3.1吧台服务岗岗位职责1）为来访的客人提供全程的休息及饮品服务；2）保持吧台区域的整洁；3)饮品使用的器皿必须消毒；4）及时补充吧台物资；5）收集客户意见、建议及问题点；1.3.3.3.2吧台服务岗工作及流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
纯电动汽车整车控制器(VCU)详细介绍
纯电动汽车整车控制器（VCU）详细介绍嘿，伙计们！今天我要给大家讲讲一个非常酷的东西——纯电动汽车整车控制器(VCU)。
别看它是个小小的东西，但它可是电动汽车的大脑，负责控制着整个车辆的运行呢！让我们一起来揭开它神秘的面纱吧！咱们来了解一下什么是VCU。
VCU是英文“Vehicle Control Unit”的缩写，翻译成中文就是“车辆控制单元”。
它是一种专门用于控制电动汽车的电子设备，可以实现对电池管理系统、电机控制系统、辅助系统等多种功能的综合控制。
有了VCU,电动汽车就可以像传统汽车一样行驶了！那么，VCU到底是怎么工作的呢？其实很简单，它就像是一个指挥家，指挥着电动汽车的各个部件协同工作。
当驾驶员踩下油门时，VCU会接收到这个信号，然后通过电池管理系统向电机控制系统发送指令，让电机产生动力；VCU还会根据车辆的速度、加速度等参数，调整能量回收系统的工作状态，确保电池的能量得到最大限度的利用。
接下来，我们再来聊聊VCU的一些重要功能。
首先就是电池管理系统。
这个系统负责监控和管理电动汽车的电池，确保电池在良好的状态下运行。
它可以实时监测电池的剩余电量、充电状态、温度等参数，并根据这些信息制定相应的充放电策略。
这样一来，不仅可以延长电池的使用寿命，还能提高电动汽车的续航里程。
其次就是电机控制系统。
这个系统负责控制电动机的转速和扭矩，从而实现对车辆的驱动。
VCU会根据驾驶员的需求和车辆的状态，向电机控制系统发送指令，让电动机产生合适的动力输出。
VCU还会对电机的工作状态进行监控和保护，防止因为过载或故障导致的损坏。
最后就是辅助系统。
这个系统包括了很多辅助功能，比如空调、音响、照明等。
VCU会根据驾驶员的需求和车辆的状态，向这些系统发送指令，实现各种功能的切换和调节。
这样一来，即使在没有发动机的情况下，电动汽车也可以享受到舒适便捷的驾驶体验。
VCU是电动汽车的核心部件之一，它的存在使得电动汽车变得更加智能、高效和环保。
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新能源汽车核心技术详解：电池包与ＢMS、VCU、 MCＵ电子创新网｜２001—１5—20 １1：54２0１4年国内新能源汽车产销突破8万辆，发展态势喜人。
为了使新能源爱好者与初级研发人员更好地了解新能源汽车得核心技术，笔者结合研发过程中得经验总结，从新能源汽车分类、模块规划、电控技术与充电设施等方面进行了分析。
1 新能源汽车分类在新能源汽车分类中,“弱混、强混”与“串联、并联”不同分类方法令非业内人士感到困惑，其实这些名称就是从不同角度给出得解释、并不矛盾。
１、1消费者角度消费者角度通常按照混合度进行划分,可分为起停、弱混、中混、强混、插电与纯电动，节油效果与成本增等指标加如表1所示。
表中“-”表示无此功能或较弱、“＋"个数越多表示效果越好，从表中可以瞧出随着节油效果改善、成本增加也较多。
1、2技术角度图1技术角度分类技术角度由简到繁分为纯电动、串联混合动力、并联混合动力及混联混合动力，具体如图1所示。
其中P０表示BSG（Belt sｔaｒteｒgenｅrator,带传动启停装置）系统，Ｐ1代表ＩSG(Iｎteｇｒaｔed stａrter geｎerator，启动机与发电机一体化装置）系统、电机处于发动机与离合器之间,P２中电机处于离合器与变速器输入端之间，P3表示电机处于变速器输出端或布置于后轴，P03表示P0与P３得组合。
从统计表中可以瞧出，各种结构在国内外乘用或商用车中均得到广泛应用，相对来说P2在欧洲比较流行，行星排结构在日系与美系车辆中占主导地位,P０3等组合结构在四驱车辆中应用较为普遍、欧蓝德与标致300８均已实现量产.新能源车型选择应综合考虑结构复杂性、节油效果与成本增加,例如由通用、克莱斯勒与宝马联合开发得三行星排双模系统,尽管节油效果较好，但由于结构复杂且成本较高，近十年间得市场表现不尽如人意。
2 新能源汽车模块规划尽管新能源汽车分类复杂，但其中共用得模块较多,在开发过程中可采用模块化方法，共享平台、提高开发速度。
总体上讲，整个新能源汽车可分为三级模块体系、如图２所示，一级模块主要就是指执行系统,包括充电设备、电动附件、储能系统、发动机、发电机、离合器、驱动电机与齿轮箱。
二级模块分为执行系统与控制系统两部分，执行部分包括充电设备得地面充电机、集电器与车载充电机，储能系统得单体、电箱与ＰＡCK，发动机部分得气体机、汽油机与柴油机，发电机得永磁同步与交流异步，离合器中得干式与湿式,驱动电机得永磁同步与交流异步,齿轮箱部分得有级式自动变速器(包括ＡMＴ、ＡT与ＤCT等）、行星排与减速齿轮；二级模块得控制系统包括BＭＳ、ECU、GCＵ、CCU、MCU、TCU 与ＶCU，分别表示电池管理系统、发动机电子控制单元、发电机控制器、离合器控制单元、电机控制器、变速器控制系统与整车控制器。
三级模块体系中，包括电池单体得功率型与能量型,永磁与异步电机得水冷与风冷形式，控制系统得三级模块主要包括硬件、底层与应用层软件.图2三级模块体系根据功能与控制得相似性，三级模块体系得部分模块可组成纯电动（含增程式）、插电并联混动与插电混联混动三种平台架构，例如纯电动（含增程式）由充电设备、电动附件、储能系统、驱动电机与齿轮箱组成.各平台模块得通用性较强，采用平台与模块得开发方法，可共享核心部件资源,提升新能源系统得安全性与可靠性，缩短周期、降低研发及采购成本。
3 新能源三大核心技术在三级模块体系与平台架构中,整车控制器(ＶCU)、电机控制器（MCU)与电池管理系统（BMＳ)就是最重要得核心技术，对整车得动力性、经济性、可靠性与安全性等有着重要影响.3、1VCUVＣU就是实现整车控制决策得核心电子控制单元,一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置.VＣU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员得驾驶意图；通过监测车辆状态(车速、温度等)信息,由VCU判断处理后,向动力系统、动力电池系统发送车辆得运行状态控制指令,同时控制车载附件电力系统得工作模式；VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。
图3为VCU得结构组成,共包括外壳、硬件电路、底层软件与应用层软件，硬件电路、底层软件与应用层软件就是VCU得关键核心技术。
图3 VCU组成ＶCU硬件采用标准化核心模块电路（32位主处理器、电源、存储器、CAN ）与ＶＣU专用电路(传感器采集等）设计；其中标准化核心模块电路可移植应用在MCＵ与ＢMS，平台化硬件将具有非常好得可移植性与扩展性。
随着汽车级处理器技术得发展，VCU从基于1６位向32位处理器芯片逐步过渡，３２位已成为业界得主流产品。
底层软件以AUTＯSＡＲ汽车软件开放式系统架构为标准,达到电子控制单元(E ＣＵ)开发共平台得发展目标，支持新能源汽车不同得控制系统;模块化软件组件以软件复用为目标,以有效提高软件质量、缩短软件开发周期.应用层软件按照V型开发流程、基于模型开发完成,有利于团队协作与平台拓展;采用快速原型工具与模型在环(MＩL）工具对软件模型进行验证，加快开发速度；策略文档与软件模型均采用专用版本工具进行管理,增强可追溯性；驾驶员转矩解析、换挡规律、模式切换、转矩分配与故障诊断策略等就是应用层得关键技术，对车辆动力性、经济性与可靠性有着重要影响.3、2MCUＭCU就是新能源汽车特有得核心功率电子单元，通过接收VCU得车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定得扭矩与转速,驱动车辆行驶。
实现把动力电池得直流电能转换为所需得高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。
同时,ＭCＵ具有电机系统故障诊断保护与存储功能。
MCU由外壳及冷却系统、功率电子单元、控制电路、底层软件与控制算法软件组成，具体结构如图４所示。
图4ＭCＵ组成ＭCU硬件电路采用模块化、平台化设计理念(核心模块与VＣU同平台）,功率驱动部分采用多重诊断保护功能电路设计，功率回路部分采用汽车级IＧBＴ模块并联技术、定制母线电容与集成母排设计;结构部分采用高防护等级、集成一体化液冷设计.与ＶCU类似,MCＵ底层软件以AUTOSＡR开放式系统架构为标准，达到ＥＣU 开发共同平台得发展目标,模块化软件组件以软件复用为目标。
应用层软件按照功能设计一般可分为四个模块：状态控制、矢量算法、需求转矩计算与诊断模块.其中，矢量算法模块分为MＴPＡ控制与弱磁控制。
ＭCU关键技术方案包括:基于32位高性能双核主处理器；汽车级并联IGＢＴ技术,定制薄膜母线电容及集成化功率回路设计,基于AutoSＡＲ架构平台软件及先进SVＰWM PMSＭ控制算法;高防护等级壳体及集成一体化水冷散热设计。
表3为世界主流MCU硬件供应商得技术参数,代表着MＣU得发展动态。
3、3 电池包与BMS电池包就是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质得壳体包络构成电池包主体。
模块化得结构设计实现了电芯得集成，通过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能,电器部件及线束实现了控制系统对电池得安全保护及连接路径；通过BMS实现对电芯得管理，以及与整车得通讯及信息交换。
电池包组成如图5所示，包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体与BM Ｓ。
BMS能够提高电池得利用率，防止电池出现过充电与过放电,延长电池得使用寿命,监控电池得状态。
图5 电池包组成BMS就是电池包最关键得零部件，与VCU类似，核心部分由硬件电路、底层软件与应用层软件组成。
但BＭS硬件由主板(BCＵ）与从板(BMＵ）两部分组成,从版安装于模组内部,用于检测单体电压、电流与均衡控制；主板安装位置比较灵活，用于继电器控制、荷电状态值（SOC）估计与电气伤害保护等。
ＢMU硬件部分完成电池单体电压与温度测量，并通过高可靠性得数据传输通道与BCU模块进行指令及数据得双向传输。
BCU 可选用基于汽车功能安全架构得32 位微处理器完成总电压采集、绝缘检测、继电器驱动及状态监测等功能. 底层软件架构符合AＵTOSAR标准,模块化开发容易实现扩展与移植，提高开发效率.应用层软件就是BMS得控制核心,包括电池保护、电气伤害保护、故障诊断管理、热管理、继电器控制、从板控制、均衡控制、SOC估计与通讯管理等模块，应用层软件架构如图6所示.图６应用层软件架构表4为国内外主流ＢMS供应商得技术参数,代表着BMＳ得发展动态。
４充电设施充电设施不完善就是阻碍新能源汽车市场推广得重要因素,对特斯拉成功得解决方案进行分析,并提出新能源汽车得充电解决方案、剖析充电系统组成。
4、1特斯拉充电方案分析特斯拉超级充电器代表了当今世界最先进得充电技术,它为MOＤＥＬS充电得速度远高于大多数充电站，表5为特斯拉电池与充电参数。
特斯拉具有5种充电方式，采用普通1１0/220V市电插座充电,30小时充满；集成得1０kＷ充电器,10小时充满；集成得20kW充电器，５小时充满；一种快速充电器可以装在家庭墙壁或者停车场，充电时间可缩短为5小时；４5分钟能充８０%得电量、且电费全免,这种快充装置仅在北美市场比较普遍.特斯拉使用太阳能电池板遮阳棚得充电站,既可以抵消能源消耗又能够遮阳。
与在加油站加油需要付费不同，经过适当配置得MＯＤEL Ｓ可以在任何开放充电站免费充电。
特斯拉充电技术特点可总结如下两点：1）特斯拉充电站加入了太阳能充电技术，这一技术使充电站尽可能使用清洁能源，减少对电网得依赖,同时也减少了对电网得干扰，国内这一技术也能实现。
２）特斯拉充电时间短也不足为奇，特斯拉得充电机容量大９0~120ｋWh，充电倍率0、8C，跟普通快充一样,并没有采用更大得充电倍率，所以不会影响电池寿命；20分钟充到4０％，就能满足续航要求，主要原因就是电池容量大。
４、2充电解决方案图7充电系统组成图7为一种可参考得新能源汽车充电解决方案,充电系统组成：配电系统(高压配电柜、变压器、无功补偿装置与低压开关柜)、充电系统（充电柜与充电机终端)以及储能系统（储能电池与逆变器柜）。
无功补偿装置解决充电系统对电网功率因数影响，充电柜内充电机一般都具备有源滤波功能、解决谐波电流与功率因数问题。
储能电池与逆变器柜解决老旧配电系统无法满足充电站容量要求、并起到削峰填谷作用,在不充电时候进行储能,大容量充电且配电系统容量不足时释放所储能量进行充电.如果新建配电系统容量足够,储能电池与逆变器柜可以不选用。
风力发电与光伏发电为充电系统提供清洁能源，尽量减少从电网取电。
５总结从消费者与技术角度分别对新能源汽车结构进行归纳分类，分析各种结构得优势,以及国内外各主机厂得应用情况.分析新能源汽车得模块组成与平台架构，详细介绍了三级模块体系中相关得执行系统与控制系统.分析ＶＣU、MＣU与BMＳ得结构组成及关键技术，以及世界主流供应商得技术参数与发展动态。
对特斯拉成功得解决方案进行分析,并提出新能源汽车得充电解决方案.作者：杨伟斌文章来源:ＯFweek‹ MCU厂商基本实现了物联网云连接即插即用基于Kinetis微控制器得三相电表设计›。