1、国外产品介绍

(1)丰田车辆控制器

丰田整车控制器原理图如下所示：

该车为后轮驱动，左后轮和右后轮分别由两个轮毂电机驱动。

其车辆控制器接收驾驶员的操作信号和汽车的运动传感器信号。驾驶员的操作信号包括油门踏板信号、制动踏板信号、档位信号和转向角信号。汽车的运动传感器信号包括水平摆动角速度信号、纵向加速度信号、横向加速度信号和四轮速度信号。

整车控制器通过控制策略计算这些信号，通过左右两组电机控制器和逆变器分别驱动左右后轮。

(2)日立车载控制器

日立纯电动汽车控制器原理图如下图所示。

图中的电动车为四轮驱动结构，前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动，后轮由高速感应电机通过差速器驱动。

整车控制器的控制策略是在不同工况下使用不同的电机驱动电动汽车，或者使用两台电机按照一定的扭矩分配比驱动电动汽车，以最大化系统动力传输效率。

电动汽车起步或爬坡时，前轮由低速大扭矩永磁同步电机驱动。当电动汽车高速行驶时，后轮由高速感应电机驱动。

(3)日产车辆控制器

日产聆风是一款配备锂离子电池的5门5座纯电动轿车，续航里程为160公里。使用200V家用交流电源，充满电大约需要8小时；快速充电仅需10分钟，即可提供足够行驶50公里的电量。

日产聆风LEAF的整车控制器示意图如下图所示。它接收来自仪表组的车速传感器和油门踏板位置传感器的电子信号，并通过子控制器控制直流电压转换器DC/DC、灯光和其他组件。化霜系统、空调、电机、发电机、动力电池、太阳能电池、再生制动系统。

（4）英飞凌新能源汽车VCU HCU解决方案

该控制器兼容12V和24V供电环境，可作为整车控制器或混合动力控制器应用于新能源乘用车和商用车的电控系统中。控制器对新能源汽车动力链各环节进行管理、协调和监控，提高汽车能源利用效率，保证安全可靠。

车辆控制器采集驾驶员的驾驶信号，通过CAN总线获取电机和电池系统的相关信息，进行分析计算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现车辆驱动控制、能量优化控制和生产。动态反馈控制。具有完善的故障诊断和处理功能。

此外，控制器还采用专门添加的16位处理器单元，实现主处理器的安全监控和安全IO控制。

表现：

主控制器：英飞凌32位TC1782

安全控制器：英飞凌16/32位XC2000

工作电压范围：9~32V；

工作温度范围：-40~105；

通讯接口：3路*CAN； 1路*LIN；

数字输入：26路

模拟量输入：6路*10位@05V； 7通道*12位@012V；

低边驱动器：14通道；

高边驱动器：7通道；

传感器供电：1路@Vbat； 4路@5V；

示例图片：

2、国内产品

国内市场的车辆控制器主要由一些大学和研究单位开发。技术方案是通过微处理器的嵌入式结构编写控制软件代码，实现高效驱动纯电动汽车的功能。它一般采集油门踏板、制动踏板、档位、车速等信号，利用CAN总线与电机控制器、电池管理系统进行通信，实现对整车的管理和控制。

（一）天津清源电动汽车有限公司、一汽天津夏利有限公司牵头，中国汽车技术研究中心、天津大学、天津和平湾公司、天津蓝天等十几家单位高新公司参与合作开发XL2000型纯电动汽车。其控制系统如下图所示。

电动汽车采用集中式电机驱动方式，采用CAN通信总线连接各个控制节点。整车控制器对采集到的模拟量、开关量以及其他控制单元反馈的数据进行综合处理，判断车辆的行驶工况，控制电机等部件协调工作，保证纯电动汽车的正常行驶。

（2）众泰整车控制器众泰2008EV是众泰汽车集团研发的首款国产纯电动SUV。 2009年3月参加上海车展。2010年7月，众泰5008EV纯电动汽车以10.08万元的价格卖给杭州个人客户，成为国内第一辆上路的纯电动汽车。众泰5008EV采用锂离子动力电池，配备车载充电器，可采用家用电源充电模式或快充模式充电。最大功率27kW，最高车速可达110km/h，充满电后续驶里程300公里，百公里电耗仅为12kW·h。目前，众泰5008EV享受国家6万元补贴和杭州地方补贴后售价为10.08万元。众泰2008EV整车控制器（VCU）原理图如下图所示。它连接油门踏板、控制电机控制器、电池管理系统、直流电压转换器DC/DC、电动助力转向系统EPS、真空辅助系统、空调系统和仪表盘。整车控制器可以统计车内所有用电设备的耗电量，与动力电池提供的电量进行比较，并根据功率模型计算结果向电机控制器输出控制器指令信号，电机控制器进行调整牵引电机的扭矩值。当车辆控制器接收到油门踏板输入的用电需求信息时，根据车内所有用电设备的功率分布以及电池管理输入的供电电池的电压、电流等信息进行综合分析系统，合理调整牵引电机。扭矩输出保证足够的牵引力。

3、国内某公司整车控制器详细介绍

1. 说明：

整车控制器是纯电动汽车的核心控制部件。其主要功能是收集车辆信息和驾驶员意图、控制车辆运行、诊断车辆故障。

车辆组件拓扑：

主要功能：VCU完成车辆各模块的监控和通讯，是整车的“大脑”。

（1）车辆驾驶：收集驾驶员的驾驶需求，管理车辆动力分配；

(2)网络管理：监控通信网络、信息调度、信息汇总、网关；

(3)仪表辅助驱动；

(4)故障诊断与处理：诊断系统传感器、执行器等部件的故障并进行相应的故障处理，并以标准格式存储故障代码。标准故障码显示；

（5）在线配置与维护：通过车载标准CAN口，基于标准接口进行控制参数修改、匹配标定、功能配置、监控、调试能力等；

（6）能源管理：通过对电动汽车车载耗能系统（如空调、电泵等）的协调和管理，获得最佳的能源利用；

(7)功率分配：通过整合车辆信息、电池和电机信息计算电机功率的分配，并进行车辆驱动控制和制动能量反馈控制。为了在系统允许的范围内获得最佳的行驶性能；

(8)真空助力泵控制及故障诊断、真空泵故障时电制动辅助控制；

(9) 坡道停车辅助控制；

(10) 斜坡起步时防止溜车的控制。

VCU性能参数——硬件性能参数：

(1)工作特性参数

工作电压范围：918V

功耗：50W

储存环境温度：-4090

工作环境温度：-4085

工作湿度：90%，无凝露

指令执行速度：20MIPS

(2) I/O功能指示灯

采集油门踏板、制动踏板、钥匙信号、档位信号等，控制车辆部件开关。

6路模拟电压输入：分辨率12bit，范围0-5V

2路模拟电流输入：分辨率12bit，范围0-20mA

10路高端数字输出：最大输出电流2A

2路大功率高端数字输出：最大输出电流11A

4 个低侧数字输出：最大电流吸收1A

10个高端数字输入：逻辑1阈值8V

8 个低侧数字输入：逻辑0 阈值 6V

电路噪声：10mV

(3)通讯功能：

与电机控制器、电池管理系统、仪表系统完成CAN总线通信。波特率达到250KHz，兼容J1939标准。三路独立CAN总线，扩展性高。

(4)在可靠性和电磁兼容性方面，满足：

防护等级QC/T413-2002 IP65

抗震QC/T413-2002

电磁兼容GB/T18655-2002

GB/T17619-1998

GB/T21437.2-2008

耐压QC/T413-2002，具有过压、过流、短路和反接保护

耐盐雾性能：经24小时盐雾试验后，产品内部干燥，无腐蚀。常温下即可正常使用。

电子控制器温度冲击10次循环后（温度范围：-40~85），转换时间：

(2)驱动控制器策略

电动卡车需要根据实际运行工况制定适合车辆的运行策略，以达到提高运行效率、降低能耗的目的。因此，在响应驾驶员的油门踏板、制动踏板等信息时，需要根据当前车辆状态进行修正，输出合适的动力。

(3)能量回馈策略

能量回馈是指车辆制动时，利用电机的特性将电能反馈给动力电池，同时产生制动扭矩的能量回收策略。制动扭矩的安全输出问题受到以下条件的制约：电池快充能力约束、电芯及SOC状态约束、前后轴制动力平衡约束。

再生制动造成的车辆前后轴制动力分布不均匀，保证了ABS系统的可靠性和车辆制动系统的标准。

如下图所示，如果仍然采用传统汽车的定比例制动力分配策略，新的“机械+再生制动”分配曲线将在I曲线上方，在路面上后轮先制动附着力低。严重不稳定的工况影响了ABS系统的可靠性。应研究电动卡车专用制动系统，确保车辆制动系统符合标准要求。

再生制动策略：限制最大再生制动力，当轮速低于一定阈值时退出能量再生制动。

(4)故障排除策略

对故障严格分类分级，根据实际情况制定故障处理机制，确保车辆安全运行。

故障分为三个级别：

A。低级故障：仪表声光报警，车辆继续行驶；

b.中级故障：仪表声光报警，车辆以50%电量运行，仪表提示降低功率；

C。高等级故障：仪器声光报警、停车、切断高压（绝缘电阻、短路、碰撞）。