整车控制器

整车控制器（VMS，vehicle management System），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(Vehicle Controller)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“Controller Area Network”，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。CAN是一种多主方式的串行通讯总线，具有较高的实时性能，因此，广泛应用于汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域。

决策层控制单元是车辆智能化的关键,其收集车辆运行过程中的信息,并根据智能算法的决策向物理器件层控制单元发送命令;动力源控制单元负责调节动力源系统部件以满足决策层控制单元的命令要求;驱动/制动控制单元则调节双向变量电机和能耗制动系统实现车辆的各种工况,如驱动控制、防抱制动等。

功能需求

整车控制器在汽车行驶过程中执行多项任务，具体功能包括：

(1)接收、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望行驶。

(2)与电机、DC/DC、蓄电池组等进行可靠通讯，通过CAN总线（以及关键信息的模拟量）进行状态的采集输入及控制指令量的输出。

(3)接收处理各个零部件信息，结合能源管理单元提供当前的能源状况信息。

(4)系统故障的判断和存储，动态检测系统信息，记录出现的故障。

(5)对整车具有保护功能，视故障的类别对整车进行分级保护，紧急情况下可以关掉发电机及切断母线高压系统。

(6)协调管理车上其他电器设备。

工作模式

一共有9个工作模式：停车状态、充电状态、启动状态（也可以称为自检状态）、运行状态、车辆前进/后退状态、回馈制动状态、机械制动状态、一般故障状态、重大故障状态。每个状态的具体含义如下：

整车控制器系统

1、停车状态：纯电动客车处于停车状态，此时系统的主继电器断电，系统中各个节点停止运行。

2、充电状态：当纯电动客车在停车状态下，插上充电插头或者按下充电按钮时，整车控制器控制组合仪表显示电池充电状态，并对电池工作状态进行实时监测；电池ECU进入充电程序，并强制切断动力电机继电器的回路电源。

3、启动状态：在整车控制器确认拔掉充电插头时，拨动汽车钥匙位置，这时系统中各个节点进入自检状态。

4、运行状态：拨动汽车钥匙到指定位置，整车控制器向电机ECU发送准备开车指令；整车控制器收到就绪指令后，闭合主继电器，进入行车程序。同时，电池ECU进入电池管理程序。

5、车辆前进、后退状态：整车控制器通过对当前车辆功率的要求和蓄电池当前的状态计算并向电机控制器发出信号，动力电机控制器接收到方向信号和驱动转矩给定值信号后，控制动力电机进入运转状态，并根据方向信号确定动力电机的转向，以及根据驱动转矩给定值信号确定动力电机输出转矩的大小，控制电机的输出功率以实现动力性目标。

6、回馈制动状态：当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时，整车控制器发送符合回馈制动要求的负扭矩给电机ECU；电机ECU进入发电程序，电池ECU进入电池回馈管理程序。

7、机械制动状态：制动踏板离开回馈制动区，电机ECU停止发电程序，整车控制器进入机械制动程序，电池ECU停止回馈。

8、一般故障状态：ECU检测到一般故障，整车控制器报警（报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息，通知其他的节点），整个系统降级运行。

9、重大故障状态：ECU报警（紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点），必要时切断主继电器电源，系统停车。

特点

*强大智能的微处理器

*高速低损耗同步整流PWM调制

*严格的电流限制和转矩控制[1]

*低电磁干扰，抗干扰、抗震动性能强

*故障指示灯指示各种故障,方便用户检测和维护

*设有电池保护功能：当电池电压较低时会及时进行报警并进行电流衰减，过低时停止输出以保护电池

*美观并能快速散热的铝制带散热刺外壳

*镀了多层金属的铜制连接器，插拔式接头，防锈导电性能强

*设有过温保护功能：当温度过高或过低时会自动进行电流衰减，以保护控制器和电池

*倒车时速度限制为全速的一半，以确保安全

*设有油门、刹车信号传感器开路检测及保护

*油门保护：当打开钥匙时将检测油门信号，如果信号较高将不输出以保证安全

*电流倍增：在绝大多情况下电机电流远大于电池电流

*安装简易：使用一个2线0-5K油门电位器即可工作

*连接计算机串口可以对控制器进行配置，控制器配置程序可运行所有的Windows版本之上

规格

*工作频率：16.6KHz

*待机电流：小于15mA

*标准踏板输入：0-5K电阻±10%(也可用其它方式)

*全功率工作温度范围： -30°C 至90 °C，100°C关机(控制器环境温度)