(完整版)电动汽车整车控制器功能结构
电动汽车动力总成系统控制器的工作原理
电动汽车动力总成系统控制器的工作原理电动汽车动力总成系统控制器是电动汽车的核心部件之一，它扮演着对电动汽车的电力系统进行监控和控制的重要角色。
本文将从工作原理的角度来介绍电动汽车动力总成系统控制器的工作原理。
电动汽车动力总成系统控制器主要由电路板、处理器、传感器和执行器等部件组成。
电路板是控制器的核心部分，上面布置了各种电子元件，用于接收和处理来自传感器的信息以及向执行器发送控制信号。
电动汽车动力总成系统控制器的工作原理可以分为三个主要步骤：感知、决策和执行。
首先，感知阶段通过传感器来感知车辆的各种参数，如车速、转速、电池电量等。
传感器会将这些参数信息转化为电信号，并传送给控制器。
控制器会对这些信号进行采集和处理，以获取车辆当前的状态。
然后，在决策阶段，控制器会根据感知到的车辆状态信息，结合预设的算法和控制策略，进行逻辑计算和决策。
例如，当车速较低时，控制器可能会决定启动电机进行加速；当车速较高时，控制器可能会决定减小电机的输出功率以降低能耗。
这些决策将会转化为控制信号，并发送给执行器。
在执行阶段，执行器根据控制信号的指令来执行相应的动作。
例如，执行器可以控制电机的转速、转向、制动等。
通过执行器的操作，控制器可以实现对电动汽车系统的精确控制，从而使车辆能够按照预期的方式运行。
总体来说，电动汽车动力总成系统控制器的工作原理可以概括为感知、决策和执行三个阶段。
通过感知车辆状态信息，控制器可以根据预设的算法和控制策略进行逻辑计算和决策，并将决策结果转化为控制信号发送给执行器，从而实现对电动汽车系统的精确控制。
需要注意的是，电动汽车动力总成系统控制器的工作原理在不同的车型和厂商之间可能会有所差异，但总体的工作原理是相似的。
控制器的设计和算法也会根据车辆的特点和需求进行优化和调整，以实现更高效、安全和可靠的控制。
电动汽车动力总成系统控制器是电动汽车的核心控制设备，通过感知、决策和执行三个阶段的工作，实现对电动汽车系统的精确控制。
纯电动汽车的结构及工作原理
车的结构与燃油汽车相比，主要增加了电力驱动控制系统，而取消了 发动机，电力驱动控制系统的组成与工作原理如图所示，它由电力驱 动主模块、车载电源模块和辅助模块三大部分组成。
二、纯电动汽车的结构原理
• 当汽车行驶时，由蓄电池输出电能(电流)通过控制器驱动电动机运转，
它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电 机向蓄电池充电。
• 纯电动汽车的能量管理主要是指电池管理系统，它的主要功用是对电
动汽车用电池单体及整组进行实时监控、充放电、巡检、温度监测等。
• 充电控制器是把交流电转化为相应电压的直流电，并按要求控制其电
流。
二、纯电动汽车的结构原理
3.辅助模块
• 中央控制单元根据加速踏板和制动踏板的输入信号，向驱动控制器发
出相应的控制指令，对电动机进行启动、加速、减速、制动控制。
二、纯电动汽车的结构原理
1．电力驱动主模块
• 驱动控制器是按中央控制单元的指令和电动机的速度、电流反馈信号，
对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。驱动控制器必须和 电动机配套使用。
13l汽油发动机起动发电机等附件发动机控制单元ecu油箱变速箱动车动力系统区别m1纯电动车2940kw永磁同步电机电机管理系统mcu336v锂电池包电池管理系统bms整车管理系统vms固定速比减速器左前轮右前轮左后轮右后轮电机电机管理系统mcu逆变器电池系统bms电池本体发电机dcdc高低压转换器cancan高压连接机械连接常规汽油车纯电动车左前轮右前轮左后轮右后轮dcdc高低压转换器canbms电池电机vmsmcuvmsicumcubmscancancanmotorcontrolunit电机控制单元batterymanagementsystem电池管理系统vehiclemanagementsystem整车控制系统instrumentclusterunit仪表显示单元cancan电动空调m1电动车通过电动压缩机满足用户制冷要求通过ptc满足系统取暖除霜除雾要求
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
第9页/共16页
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
第14页结/束 共16页
第15页/共16页
感谢您的观看。
第16页/共16页
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
第2页/共16页
仿真验证模型（奥运会纯电动公交车模型）
第3页/共16页
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
第4页/共16页
档位仿真结果
整车控制系统的工作原理图：
第5页/共16页
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。
整车控制vcu研究报告
整车控制vcu研究报告整车控制器（VCU）是电动汽车中的核心控制部件，它负责协调和管理车辆的各种系统，包括动力系统、底盘系统、车身系统等，以确保车辆的正常运行和安全。
随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断进步，整车控制器的研究和应用也变得越来越重要。
一、整车控制器概述整车控制器是电动汽车的“大脑”，它负责接收驾驶员的操控信号，根据车辆的状态和驾驶员的意图，协调和控制车辆的各种系统，以实现车辆的正常运行和安全。
整车控制器的主要功能包括：能量管理：根据驾驶员的需求和车辆的状态，合理分配电机的输出功率，以实现最佳的能量利用效率。
故障诊断与处理：实时监测车辆各系统的状态，发现异常情况及时进行处理，保证车辆的安全运行。
驾驶员意图解析：根据驾驶员的操作，解析驾驶员的意图，如加速、减速、转向等，并协调控制车辆的各个系统。
通信与网络管理：与车辆各系统进行通信，获取各系统的状态信息和操控信号，同时向各系统发送控制指令。
二、整车控制器的研究现状目前，国内外对于整车控制器的研究主要集中在以下几个方面：硬件设计：研究如何设计更加高效、可靠、稳定的硬件结构，以满足整车控制器的需求。
软件算法：研究如何优化控制算法，提高整车控制器的控制精度和响应速度。
故障诊断与处理：研究如何实时监测车辆各系统的状态，发现异常情况及时进行处理，保证车辆的安全运行。
通信与网络管理：研究如何实现更加高效、可靠、安全的通信与网络管理，以保证车辆各系统之间的信息交互。
三、整车控制器的发展趋势随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断进步，整车控制器的发展趋势如下：高度集成化：未来整车控制器将更加集成化，将更多的功能集成在一起，实现更加高效、可靠、稳定的控制。
智能化：未来整车控制器将更加智能化，能够更加自主地实现车辆的操控和管理，提高车辆的智能化水平。
网络化：未来整车控制器将更加网络化，能够实现更加高效、可靠、安全的通信与网络管理，以保证车辆各系统之间的信息交互。
项目四纯电动汽车整车控制器的认知与故障诊断
1.1 整车控制器的技术要求
根据整车控制网络的构成以及对整车控制器输入输出信号的分析，整车控制器应满足以下技术要求。 （1）设计硬件电路时，应该充分考虑汽车恶劣的行驶环境，注重电磁兼容性，提高抗干扰能力。整车控制器 在软硬件上都应该具备一定的自保护能力，以防止极端情况的发生。 （2）整车控制器需要有足够多的I/O接口，能够快速准确地采集各种输入信息，至少具备两路A/D转换通道 用于采集加速踏板信号和制动踏板信号，应该具有多个开关量输入通道，用于采集汽车挡位信号，同时应该具 有多个用于驱动车载继电器的功率驱动信号输出通道。 （3）整车控制器应该具备多种通信接口，CAN通信接口用于与电机控制器、蓄电池管理系统和车载仪表通信， RS232通信接口用于与上位机通信，同时预留了一个RS-485/422通信接口，这可以将不支持CAN通信的设备兼 容，例如某些型号的车载触摸屏。 （4）不同的路况条件下，汽车会遇到不同的冲击和震动，整车控制器应该具备良好抗冲击性，才能保证汽车 的可靠性和安全性。
1.2 整车控制器的功能
5．监测车辆状态 整车控制器通过直接采集信号和接收CAN总线上的数据的方式获得车辆运行的实时数据，包括车速、驱动电 机的工作模式、转矩、转速、蓄电池的剩余电量、蓄电池总电压、单体蓄电池电压、蓄电池温度和故障等信息 ，然后通过CAN总线将这些实时信息发送到车载仪表进行显示。此外整车控制器定时检测CAN总线上各模块的 通信，如果发现总线上某一节点不能够正常通信，则在车载仪表上显示该故障信息，并对相应的紧急情况采取 合理的措施进行处理，防止极端状况的发生，使得驾驶员能够直接、准确地获取车辆当前的运行状态信息。 6．故障诊断与处理 整车控制器对整车运行状态进行实时监控。发生故障时及时报警，采取安全措施并发送错误代码，确保车辆 安全行驶。对于不太严重的故障，能做到低速行驶到附近维修站进行检修。 7．外接充电管理 整车控制器监控充电过程，显示充电状态。 8．设备在线诊断 整车控制器负责与外部诊断设备的连接和诊断通信，实现诊断服务，包括数据流读取，故障码的读取和清除 ，控制端口的调试。
新能源汽车的动力系统及控制可修改全文
开关磁阻电机及其控制系统
开关磁阻电动机驱动系统是高性能机电一体化系统， 主要由开关磁阻电动机、功率变换器、传感器和控 制器四部分组成。
开关磁组电机结构 1-外壳；2-定子；3-转子
关磁阻电机的控制
开关磁阻电机具有明显的非线性 特性，系统难于建模，一般的线 性控制方式不适于采用开关磁阻 电机的驱动系统。主要控制方式 有模糊逻辑控制和神经网络控制 等。
OPTION
04 金融企业的运营优化：包括市场和渠道分析优化、产品和服务优化、舆情分析。
OPTION
2.3 大数据的应用
制造行业
大数据在制造行业的应用包括诊断与预测产品故障、分析工艺流程、改进生产工艺、 优化生产过程能耗和工业供应链分析与优化等，从而帮助企业提升工业制造的水平。
2.3 大数据的应用
驱动电机
电磁型电 机
非电磁型 电机
直流电机
交直流两 用电机
交流电机
步进电机
超声波电 机
雅典执行 器
磁致伸缩 执行器
静电执行 器
电磁铁型 直流电机
永磁直流 电机
交流整流 式电机
感应电机
同步电机
可变磁阻 型永磁型混合型带电刷直 流电机
无刷直流 电机
三相感应 电机
两项感应 电机
单项感应 电机
绕组磁场 型电机
目录 /Contents
1
人工智能
2
大数据
3
云计算
4
拓展知识——人工智能、大数据和云计算三者间的关系
5
课后练习
2.1 大数据的特点
规模大
1
2
价值大
速度快
4
3 多样性
2.2 大数据的技术组成
北汽E150EV整车控制器的功能与检修
2020/03·汽车维修与保养57◆文/山东 刘春晖北汽E150EV 整车控制器的功能与检修北汽E150EV电动汽车动力系统主要由整车控制器(VCU)、电机及电机管理系统、电池及电池管理系统3部分组成。
整车控制器(图1)主要用于判断操纵者意愿，并根据车辆行驶状态、电池和电机系统的状态合理分配动力，使车辆运行在最佳状态。
VCU一方面通过自身数据采集模块获取驾驶员需求信息，另一方面与电机控制器、电池管理系统、电动辅助系统等部件组成CAN总线网络，可以实时获取当前整车状态，电机、电池、电动辅助等部件的参数，采用优化算法协调电动辅助部件和电机运行，在满足驾驶员对整车动力性和舒适性需求的前提下，最大限度节约电能的消耗。
图1 整车控制器(VCU)外形一、整车控制器(VCU)的功能1.整车状态的获取功能(1)整车状态的获取。
通过车速传感器、挡位信号传感器等，采用不同的采样周期，检测整车的运行状态。
(2)通过CAN总线获得原车功能模块、动力电池系统、电机驱动系统等的状态信息。
2.驾驶员的意愿识别和控制模式的判断(1)通过各种状态信息(加速/制动踏板位置、当前车速和整车是否有故障信息等)来判断当前需要的整车工作模式(如起步、加速、减速、匀速行驶)。
(2)根据判断得出的整车工作模式、动力电池系统和电机驱动系统状态计算出当前车辆需要的转矩。
(3)根据当前的参数和状态及前一段时间的参数及状态，算出当前车辆的转矩能力，根据当前车辆需要的转矩，最终计算出合理的最终需要实现的转矩。
3.整车故障的判别及处理(1)判断整车的各个传感器、执行机构的状态。
(2)指出相应的错误标志，协调在错误情况下各个模块的计算、执行。
(3)将错误状态记录、输出、消除。
4.外围相连驱动模块的管理根据各个功能模块的最终计算结果，通过总线控制各个外围功能模块(例如空调模块等)。
5.电动汽车辅助系统的控制(1)驾驶安全辅助设备：助力转向。
(2)电器附件：DC/DC、水泵、空调、暖风等。
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。
新能源汽车控制系统硬件框架
信号调理电路功率
驱动
电路
电源电路通讯
电路
整车控制器电机控制器仪表ECU
电池管理系统MCU外围电路车载充电机
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。
电源模块
微
控
制
器
模
拟
量
调
理
开
关
量
调
理
光
电
隔
离
光
电
隔
离
光电隔离
CAN
总
线
接
口
高速CAN
总线接口
继
电
器
驱
动
加速踏板传感器
制动踏板传感器
充电开关
启动钥匙
空调开关
模式开关
制动踏板开关
电机转速
车速
电池SOC
故障指示灯
主继电器
空调继电器
DC/DC继电器
备用继电器
组
合
仪
表
电机
ECU
电池
ECU
通信
节点
监控
节点
其他
节点
高速CAN总线
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。
6、脉冲信号输入和输出模块
可采集脉冲信号并调理，范围1Hz—20KHZ, 幅度6---50V；输出PWM信号
范围1HZ—10KHZ，幅度0—14V。
7、故障和数据存储模块
铁电存储器可以存储标定的数据和故障码，车辆特征参数等，容量32K。
二、整车控制器功能说明
新能源汽车整车控制器基本上以下几项功能：
1. 对汽车行驶控制的功能
新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员
踩下加速踏板或制动踏板，动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏
板开度越大，动力电机的输出功率越大。因此，整车控制器要合理解释驾驶员操
作；接收整车各子系统的反馈信息，为驾驶员提供决策反馈；对整车各子系统的
发送控制指令，以实现车辆的正常行驶。
2. 整车的网络化管理
在现代汽车中，有众多电子控制单元和测量仪器，它们之间存在着数据交换，
如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题，为了解决这个问
题，德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网（CAN）。在电动
汽车中，电子控制单元比传统燃油车更多更复杂，因此，CAN总线的应用势在
必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个，是CAN总线中的一个节点。
在整车网络管理中，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，网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。
3. 制动能量回馈控制
新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性
能，此时电动机作为发电机，利用电动汽车的制动能量发电，同时将此能量存储
在储能装置中，当满足充电条件时，将能量反充给动力电池组。在这一过程中，
整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一
时刻能否进行制动能量回馈，如果可以进行，整车控制器向电机控制器发出制动
指令，回收能部分能量。
4. 整车能量管理和优化
在纯电动汽车中，电池除了给动力电机供电以外，还要给电动附件供电，因
此，为了获得最大的续驶里程，整车控制器将负责整车的能量管理，以提高能量
的利用率。在电池的SOC值比较低的时候，整车控制器将对某些电动附件发出
指令，限制电动附件的输出功率，来增加续驶里程。
5. 车辆状态的监测和显示
整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测，并且将各个子系统的信息发送
给车载信息显示系统，其过程是通过传感器和CAN总线，检测车辆状态及其各
子系统状态信息，驱动显示仪表，将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示
出来。显示内容包括：电机的转速、车速，电池的电量，故障信息等。
6. 故障诊断与处理
连续监视整车电控系统，进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分
故障码。根据故障内容，及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障，能
做到低速行驶到附近维修站进行检修。
7. 外接充电管理
实现充电的连接，监控充电过程，报告充电状态，充电结束。
8. 诊断设备的在线诊断和下线检测
负责与外部诊断设备的连接和诊断通讯，实现ＵＤＳ诊断服务，包括数据
流读取，故障码的读和清除，控制端口的调试。