智能汽车 | 整车控制器(VCU)系统框图,功能拆解及供应商排名
摘要:
隨著新能源EE架構(gòu)的迭代及控制單元集成度越來(lái)越高,VCU的功能可能會(huì)被拆解到中央控制器+域控制器,或者拆解到多合一的控制單元;
VCU(Vehicle Control Unit)即整車(chē)控制器,是新能源汽車(chē)控制系統(tǒng)的核心控制單元。它就像是整車(chē)的大腦一樣,采集輸入信號(hào),輸出負(fù)載控制信號(hào),協(xié)調(diào)各個(gè)控制系統(tǒng)工作并且提供監(jiān)控檢測(cè)功能。
隨著新能源EE架構(gòu)的迭代及控制單元集成度越來(lái)越高,VCU的功能可能會(huì)被拆解到中央控制器+域控制器,或者拆解到多合一的控制單元;
圖片來(lái)源聯(lián)電
本文目錄:
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系統(tǒng)連接概覽
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VCU框圖概覽
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VCU功能清單及軟件架構(gòu)圖
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VCU供應(yīng)商排名
1、系統(tǒng)連接概覽
如下圖,除了電源,開(kāi)關(guān)/模擬信號(hào)采集,開(kāi)關(guān)控制輸出外,一般VCU還有三路的CAN,一路用于量產(chǎn)標(biāo)定和故障診斷,一路用于動(dòng)力ECU通信(也可能用高速FlexRay通信),一路用于電動(dòng)ECU通信;
2、VCU框圖概覽
如下圖,目前VCU一般采用ASIL-D級(jí)別的MCU作為主控,配置一顆符合功能安全的電源,同時(shí)配置一顆簡(jiǎn)單的安全監(jiān)控MCU,如MC9S12/XC2000 (這里水平有限,沒(méi)有繪制出MC9S12需要采樣及控制的信號(hào))
3、VCU功能清單及軟件架構(gòu)圖
VCU在新能源汽車(chē)中,負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)其他控制器產(chǎn)品,如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、變速箱控制器、電機(jī)控制器、電池管理控制器及DCDC控制器等。
正如人的大腦會(huì)根據(jù)外界環(huán)境做出反應(yīng),了解你的意圖,然后思考采取何種動(dòng)作,最終控制你的身體做出相應(yīng)的行為一樣,VCU在工作時(shí)會(huì)通過(guò)采集例如加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)等部件信號(hào), 來(lái)監(jiān)控車(chē)輛的狀態(tài)信息及駕駛員的行駛意圖,然后根據(jù)扭矩模型等算法做出相應(yīng)判斷,再控制動(dòng)力總成域內(nèi)各部件控制器及執(zhí)行器的動(dòng)作,驅(qū)動(dòng)汽車(chē)正常行駛。
作為新能源汽車(chē)的控制管理中心,VCU主要功能包括:驅(qū)動(dòng)力矩控制、制動(dòng)能量的優(yōu)化控制、整車(chē)的能量管理、充電管理、通訊及網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷和處理、車(chē)輛狀態(tài)監(jiān)視等。?
完整的VCU功能清單如下:
| 序號(hào) | 功能點(diǎn) | 功能描述 |
| 1 | 高壓上下電功能 | 整車(chē)驅(qū)動(dòng)上下電、充電上下電時(shí)序管理 |
| 1.1 | 驅(qū)動(dòng)上電 | 車(chē)輛正常功能下的上電功能 |
| 1.2 | 驅(qū)動(dòng)下電 | 車(chē)輛正常功能下的下電功能 |
| 1.3 | 碰撞絕緣故障下電 | 當(dāng)出現(xiàn)碰撞故障、絕緣二級(jí)故障時(shí)的異常下電功能 |
| 1.4 | 般故障下電 | 當(dāng)出現(xiàn)非絕緣二級(jí)故障,非整車(chē)三級(jí)故障時(shí)的故障下電功能 |
| 1.5 | 充電上電 | 充電時(shí)的上電功能 |
| 1.6 | 充電下電 | 充電完成或者退出充電時(shí)的下電功能 |
| 1.7 | 高壓上下電仲裁功能 | 保證充電上下電的優(yōu)先級(jí)高于驅(qū)動(dòng)上下電 |
| 2 | 驅(qū)動(dòng)功能 | 根據(jù)整車(chē)狀態(tài),解析駕駛員意圖,輸出扭矩命令,控制整車(chē)行駛 |
| 2.1 | 擋位識(shí)別 | 可根據(jù)當(dāng)前車(chē)速和輸出扭矩實(shí)現(xiàn)邏輯擋位輸出 |
| 2.2 | 駕駛模式識(shí)別 | 在一定條件下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)模式、NORMAL模式和切換功能 |
| 2.3 | 滑行工況回饋扭矩控制 | 整車(chē)制動(dòng)踏板和加速踏板均未踩下的狀態(tài)執(zhí)行 |
| 2.4 | 制動(dòng)工況回饋扭矩控制 | 滑行能量回收整車(chē)根據(jù)加速踏板、制動(dòng)踏板狀態(tài)執(zhí)行制動(dòng)能量回收 |
| 2.5 | 驅(qū)動(dòng)扭矩控制 | 正常行駛時(shí)根據(jù)加速踏板開(kāi)度、擋位、當(dāng)前車(chē)速進(jìn)行扭矩輸出,仲裁,分配及濾波. |
| 2.6 | 檔位防盜 | 根據(jù)整車(chē)狀態(tài),向換擋器輸出擋位鎖止信號(hào) |
| 2.7 | 最高車(chē)速限制 | 當(dāng)整車(chē)達(dá)到出廠設(shè)置的最高車(chē)速時(shí),限制扭矩輸出,實(shí)現(xiàn)限速。 |
| 2.8 | 蠕行功能 | 在起步掛擋時(shí),整車(chē)會(huì)緩慢行駛至標(biāo)定車(chē)速 |
| 2.9 | 跛行回家 | 當(dāng)整車(chē)有故障時(shí),整車(chē)降扭、限速行駛 |
| 2.10 | 坡起輔助功能 | 當(dāng)整車(chē)在坡上時(shí),控制整車(chē)緩慢向前行駛,輔助進(jìn)行坡起。 |
| 3 | 高壓互鎖防護(hù) | |
| 4 | 碰撞防護(hù) | 采集氣囊傳感器碰撞信號(hào),當(dāng)有碰撞發(fā)生時(shí)停止扭矩輸出,切斷高壓電。 |
| 5 | 真空泵控制 | 采集真空泵信號(hào),控制零扭矩輸出。 |
| 6 | 熱管理功能 | 整車(chē)高壓系統(tǒng)級(jí)空調(diào)系統(tǒng)管理功能 |
| 6.1 | 驅(qū)動(dòng)高壓散熱功能 | 驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下,控制水泵及風(fēng)扇,對(duì)電機(jī),電控進(jìn)行散熱 |
| 6.2 | PTC加熱功能 | 控制PTC繼電器,實(shí)現(xiàn)空調(diào)加熱功能。 |
| 6.3 | 空調(diào)制冷功能 | 輸出壓縮機(jī)啟停信號(hào) |
| 7 | 動(dòng)力防盜功能 | 通過(guò)與PEPS防盜認(rèn)證,防止整車(chē)被非法啟動(dòng) |
| 8 | 附件管理功能 | 控制DCDC等相關(guān)附件的工作狀態(tài) |
| 9 | 剩余里程顯示功能 | 通過(guò)計(jì)算百公里平均電耗及電池剩余電量,計(jì)算續(xù)航里程 |
| 10 | 故障處理功能 | 對(duì)整車(chē)不同等級(jí)故障進(jìn)行處理 |
| 11 | 網(wǎng)關(guān)功能 | VCU具備不同總線間信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功能 |
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VCU軟件架構(gòu)圖如下:
圖片來(lái)自知乎,Daijun211
4、VCU供應(yīng)商排名
隨著整車(chē)廠和Tier1的博弈,部分有能力的OEM自己設(shè)計(jì)VCU,未來(lái)相信頭部品牌的VCU可能都會(huì)選擇自研
圖片內(nèi)容從NE時(shí)代新能源內(nèi)容整理而來(lái)
來(lái)源 |?芯小二的下午茶
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的智能汽车 | 整车控制器(VCU)系统框图,功能拆解及供应商排名的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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