關于汽車電控系統(tǒng)，它其實并不是新能源電動汽車專有的，燃油車同樣具備，只不過新能源電動汽車的電控系統(tǒng)更加的復雜，也更強大。

新能源汽車電控系統(tǒng)，狹義上指的是整車控制器，廣義上講，則包括整車控制器、電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機控制器等。

新能源汽車 電控系統(tǒng)組成簡圖

汽車上的這些控制器通過CAN網(wǎng)絡來通信。CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。

本文我們就簡單介紹下整車電控系統(tǒng)的構(gòu)成及功能。

整車控制VCU

車輛行駛過程中，需要一個與駕駛員進行指令互動的窗口，這個窗口就是整車控制器VCU(Vehicle control unit)，VCU負責接收來自駕駛員的各種駕駛操作指令和配置功能操作的需求，如上電、加速、制動踏板等各種信號，并結(jié)合車輛其它系統(tǒng)發(fā)出的操作指令或協(xié)控信息，以及各部件傳感器反饋的各種車況信號，實現(xiàn)對整車和各部件工況的分析，形成可以確保車輛安全行駛的指令，以達到各個控制系統(tǒng)器執(zhí)行動作的目的。

VCU協(xié)調(diào)控制的高低壓部件

新能源汽車電動化的動力總成增加了很多高低壓電氣部件。VCU是新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制的“大腦”，成熟的系統(tǒng)軟件在提高運行效率、降低能耗排放、提高故障后處理的魯棒性等方面都發(fā)揮著重要作用。是電動化動力總成系統(tǒng)解決方案真正落地的核心能力之一。

作為車輛驅(qū)動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的核心控制器，VCU需要負責整車狀態(tài)協(xié)調(diào)、駕駛員駕駛需求實現(xiàn)等最基本也是最重要的功能。因此VCU軟件的完善度直接影響了車輛運行的穩(wěn)定性和行駛安全性。隨著“域融合”的概念推廣，越來越多的新功能也逐漸被融合到VCU控制器中，例如：跟充電相關的AC/DC車輛端充電主控功能，以及跟底盤相關的電動四驅(qū)控制功能。

從系統(tǒng)功能劃分角度考慮，可以把VCU的功能劃分為：車輛系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)，以及OBD診斷、通訊、安全監(jiān)控等系統(tǒng)功能。VCU的主要功能如下。

VCU系統(tǒng)功能分類和概覽

驅(qū)動電機控制器

電機控制器(Micro Controller Unit)的作用主要是接收整車控制器的扭矩指令，進而控制驅(qū)動電機電機按照設定的方向、速度、角度、響應時間進行工作。

在電動車輛中，電機控制器的功能是根據(jù)擋位、油門、剎車等指令，將動力電池所存儲的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力電池中。

每個電動機都會有對應的控制器，控制器的特性及復雜度會隨電動機需要呈現(xiàn)的性能而不同。最簡單的控制器是連接電動機及電源的開關，例如小的家電或動力工具等。更復雜的電動機控制器可以精確地控制電動機的速度及轉(zhuǎn)矩，也可能是機械控制位置的閉回路控制系統(tǒng)中的一部分。

另外，在能量回收過程中，電機控制器還要負責將驅(qū)動電機副扭矩產(chǎn)生的交流電進行整流，回充給動力電池。它面臨的工況相對復雜，需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高轉(zhuǎn)矩，高速行駛時要求低轉(zhuǎn)矩，具有大變速范圍。

電池管理系統(tǒng)

相比前兩個控制器，電池管理系統(tǒng)相對比較“年輕”，其主要功能包括：電池物理參數(shù)實時監(jiān)測、在線診斷與報警、充放電與預充控制、均衡管理和熱管理等。

電池管理系統(tǒng)BMS的核心功能：

1.電芯監(jiān)控技術

a.單體電池電壓采集；

b.單體電池溫度采集；

c.電池組電流檢測；

溫度的準確測量對于電池組工作狀態(tài)相當重要，包括單個電池的溫度測量和電池組散熱液體溫度監(jiān)測。這需要合理設置好溫度傳感器的位置和使用個數(shù)，與BMS控制模塊形成良好的配合。電池組散熱液體溫度的監(jiān)控重點在于入口和出口處的流體溫度，其監(jiān)測精度的選擇與單體電池類似。

在新能源汽車電控系統(tǒng)設計基礎上，壹為汽車把專用車整車電控系統(tǒng)分為高壓電控系統(tǒng)和低壓電控系統(tǒng)兩個部分。

高壓電控系統(tǒng)

在電動車上，高電壓的部件有動力電池、驅(qū)動電機、高壓配電箱(PDU)、電動壓縮機、DC/DC、OBC、PTC、高壓線束等。這些部件構(gòu)成了車輛的高壓系統(tǒng)，其中動力電池、驅(qū)動電機和高壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)是純電動汽車的三大核心部件。

低壓電控系統(tǒng)

電動汽車低壓電氣系統(tǒng)主要由DC/DC功率變換器、輔助蓄電池和若干低壓電器設備組成。電動汽車的低壓電器設備主要包括燈光系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)等。目前，低壓電氣系統(tǒng)通常采用12V/24V直流電源作為整車低壓電源，一方面為燈光和雨刮器等常規(guī)低壓電器供電，另一方面為整車控制器、電機控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及高壓設備的控制器及冷卻電動水泵等輔件供電。

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審核編輯：劉清