VCU功能结构说明全解.docx

文档介绍：VCU 系统结构
和功能说明书
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
整车控制器 电机控制器 仪表ECU 电池管理系统 车载充电机
MCU
外围
电路
信号
调理
电路
功率 驱动 电路
电源
电路
通讯
电路
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。
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
电源模块
微控制器
►

模拟量调理
K
-V
光电隔离
CAN
总 线
接 口
J
►
—►
—►
开关量调理
\
光电隔离
_Jk
二 二
继电器驱动
>
P-
高速CAN
总线接口
高速CAN总线
监控 节点
其他 节点
图2整车控制器结构原理图
组合仪表
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
下面对每个模块功能进行简要的说明：
、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；
、继电器驱动模块
继电器驱动模块，用