純電動汽車整車網路控制系統

㈠ 北汽電動汽車整車控制系統的組成

整車控制系統的主要組成部分控制系統、車身及底盤、車載電源、電池管理系統、驅動電動機、安全保護系統

㈡ 純電動汽車CAN匯流排應用整車控制策略研究與經驗

純電動汽車的國內外發展背景

汽車享有「第一商品」的美譽，因為，汽車工業的發展，可以帶動眾多產業發展。一輛轎車的零部件數以萬計，附加值很高，一輛車背後是一系列的產業。因此，汽車工業也就成為了衡量一個國家工業化水平和綜合科技水平的重要標志。

我國的汽車工業水平落後先進國家，短時間內在內燃機領域是不可能消除差距的，中國大規模發展燃油車動力汽車，在環境、資源、技術等方面面臨嚴重壓力，所以，從國內的資源和環境條件，也要求中國在未來的汽車工業必須探索新的思路。

隨著我國國民經濟持續高速發展，轎車成為我國居民消費的主要商品之一，我國汽車工業也將迎來一個快速發展的機遇，發展燃油車，會依賴石油資源需求的激增，同時會造成對環境、環保的負面影響，電動汽車恰好避免或者減少這些不利因素。

當代融合多種高新技術企業而興起的純電動汽車、混合動力汽車正在引發世界汽車工業一場革命，展現了中國企業工業的光明未來。近些年來，美國、日本、歐洲的一些國家和跨國公司已經投入大量資金和研發成本，我國也奮起直追，積極投入電動汽車研究與開發，目前新能源車在市場、整車、生產、應用等多方面實現了趕超和創新成果轉化及產業化。

在電動汽車領域，我們和世界發達國家處於同一起跑線，不少方面還處於世界領先地位，這為我國汽車工業技術實現跨越發展提供了一次歷史性的機遇。更重要的是我國還有後發優勢，因為生產電動汽車不僅僅是發動機的更改，而且是設計、製造、材料、電氣、控制和整個社會服務體系的全面變革，我國電動汽車發展，沒有包袱，市場巨大，生存空間充足。

此外，我們還可以通過開發自主的電動汽車，申請專利、制定標准，保護自己的汽車工業。加入世貿組織後，再靠關稅、政府政策來保護本國利益已經不行了，一流企業做標准，國家也一樣，這是產業的游戲規則。電動汽車的零排放標准及低排放控制政策就可以很好的保護本國的合法權益。

我國電動汽車開發走在國際的前列，目前還需要攻破關鍵的電池技術，電機和電控基本已經完善，面向世界推出純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力電動汽車。

純電動汽車CAN匯流排實際應用

2016年，速銳得科技與中汽中心、清華大學、國家計量、環保部等，用一年時間研究了純電動汽車和重型燃油車排放等標准。速銳得作為合作方，主要任務是定製純電動汽車CAN匯流排應用層和開發CAN匯流排整車控制策略節點的軟體部分和主控制器CAN匯流排底層DBC驅動程序。在充分理解整個系統的基礎上，參考SAEJ1939協議定製符合電動汽車特點又兼容混合動力汽車的CAN匯流排協議，定製完成後，將適配好的DBC文件提交中汽中心。

CAN匯流排位定時?是在CAN中比較復雜的內容，現有的CAN匯流排方面對位定時講解的過於含糊而且不統一，在純電動汽車系統開發過程中，我們實際使用了遠不止幾款CAN晶元，在SAEJ1939的基礎和CAN2.0B基礎上，設計了符合電動汽車特點的CAN匯流排協議，引入了調度演算法，提高了系統的性能，給純電動汽車系統提供了一個良好的調試測試環境，還在CAN匯流排系統測試指導下，開發出指定車型的CAN匯流排監控節點的DBC文件。

純電動汽車各ECU單元的作用

在純電動汽車控制系統中，主要包括4個節點，即主控制器ECU、電機控制ECU、電池管理系統BMS及CAN匯流排控制單元。

主控制器ECU相當於純電動汽車的大腦，它起到控制全局的作用，主控制器ECU接受汽車上感測器的信息，通過A/D轉換後計算，編碼為CAN報文，發送到匯流排上控制其他節點的工作。同時，將一些整車相關的信息（車速、電池SCO、踏板位置、電池狀態、門鎖信息）在組合儀表上顯示出來。其中最核心的就是通過感測器的輸入值與系統當前狀態及汽車工況等條件計算出合適的電機扭矩值，通過CAN匯流排發送到電機控制系統，指揮電機正確工作。另外，主控制器ECU還控制主繼電器的開關，使得整個系統上電和斷電，行業有的把這些集成在VCU裡面。

電機控制ECU相當於純電動汽車的四肢，它的主要工作是主控制器發送扭矩值為輸入值，採用雙閉環控制來調速電機，使電機工作在需要的轉速下，根據電動機的溫度變化控制電機的冷卻水泵和冷卻風扇，從而有效的調節電機溫度。

純電動汽車的電池是有幾十塊單體電池成組供電的，並能保證在不供電時電池不成組，每塊電池的電壓不超過5V，這樣由於單個電池的性能差異，就需要在電池充放電過程中經常要均衡電壓，保證電池性能，這個由BMS電池管理系統來控制。BMS等同於電動汽車血液循環的心臟，電池為血液循環及能量系統。

純電動汽車CAN匯流排的特點

CAN匯流排控制單元主要是在不幹擾匯流排數據傳輸的情況下，對匯流排上傳輸的數據進行實時監控，實時記錄和實時報警，還提供了離線分析功能在純電動汽車調試階段對主控制器主要計算參數進行標定。各個子系統依靠CAN匯流排傳輸數據，進行數據交換，實現整個分布式系統的控制功能，為了充分利用匯流排的帶寬，合理分配了8個數據位元組的空間，將相關的數據放到一個報文里進行傳輸，保證數據幀有效信息傳輸比重。

在純電動汽車運行過程中，是一些固定的工作狀態之間進行切換，一般有停車狀態、充電狀態、啟動狀態、運行狀態、車輛前進和後退狀態、回饋制動狀態、機械制動狀態、一般故障狀態、重大故障狀態。純電動汽車控制系統正是通過CAN匯流排協議進行通訊和傳遞參數，將各個分散的節點連成一個閉環系統，把每個節點的特點發揮到最好，在CAN匯流排技術總有幾個關鍵技術（定位時、匯流排終端匹配阻抗、CAN驅動器電路設計和DBC應用層協議的設計）這也是CAN調試中的難點。

CAN匯流排定位時本質上和匯流排的同步是緊密相關聯的，CAN匯流排系統的收/發雙方必須以同步時鍾來控制數據的發送和接收。接收端在相當長的數據流中保持位同步。必須要能識別每個二進制位是從什麼時候開始的。為此，對於硬體終端的處理能力提出了高處理能力的需求，如果是直接通過4G/5G遠程傳輸到雲端，目前行業內可能成熟的產品有速銳得的V81。為保證接收時鍾和發送時鍾嚴格一致，採用接收器通過調節器從數據中提出同步信號或者是接收器和發送器統一時鍾的方法，CAN匯流排的定位時在系統位編碼/解碼時採用自有的方式保證系統同步。

CAN匯流排的一般按照功能的不同分為幾個不同的時段：在預分頻倍數確定時，一定波特率的CAN匯流排系統的同步段就是已經確定下來了，而其他幾個時間段是可變的，所以，我們可以發現在位定時配置中可以存在幾組不同的參數都可以滿足波特率的要求，應用這些參數，系統基本上可以正常運行。但是在這些組的參數中，存在一組最優的，這組最優的配置參數需要根據系統的最大匯流排長度和匯流排節點的振盪器容差來確定。

如果要獲得一個給定速率下的最大匯流排長度，就應考慮采樣點應該盡可能接近周期的末尾處。如果要使系統中每個節點可以有更大的振盪器容差，則需要在位周期中點附近選擇采樣點，正是由於振盪器容差和匯流排長度的矛盾，所以需要我們優化位定時參數，使得系統獲得更大的振盪器容差和最大匯流排長度。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

㈢ 新能源汽車控制器的概念及整車控制器的工作原理

新能源汽車作為一種綠色的運輸工具在環保、節能以及駕駛性能等方面具有諸多內燃機汽車無法比擬的優點，其是由多個子系統構成的一個復雜系統，主要包括電池、電機、制動等動力系統以及其它附件（如圖1所示）。各子系統幾乎都通過自己的控制單元（ECU）來完成各自功能和目標。為了滿足整車動力性、經濟性、安全性和舒適性的目標，一方面必須具有智能化的人車交互介面，另一方面，各系統還必須彼此協作，優化匹配，這項任務需要由控制系統中的整車控制器來完成。基於匯流排的分布式控制網路是使眾多子系統實現協同控制的理想途徑。由於CAN匯流排具有造價低廉、傳輸速率高、安全性可靠性高、糾錯能力強和實時性好等優點，己廣泛應用於中、低價位汽車的實時分布式控制網路。隨著越來越多的汽車製造廠家採用CAN協議，CAN逐漸成為通用標准。採用匯流排網路可大大減少各設備間的連接信號線束，並提高系統監控水平。另外，在不減少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制單元，拓展網路系統功能。

下面對每個模塊功能進行簡要的說明：

1、開關量調理模塊

開關量調理模塊，用於開關輸入量的電平轉換和整型，其一端與多個開關量感測器相連，另一端與微控制器相接；

2、繼電器驅動模塊

繼電器驅動模塊，用於驅動多個繼電器，其一端通過光電隔離器與微控制器相連，另一端與多個繼電器相接；

3、高速CAN匯流排介面模塊

高速CAN匯流排介面模塊，用於提供高速CAN匯流排介面，其一端通過光電隔離器與微控制器相連，另一端與系統高速CAN匯流排相接；

4、電源模塊

電源模塊，可為微處理器和各輸入和輸出模塊提供隔離電源，並對蓄電池電壓進行監控，與微控制器相連；

5、模擬量輸入和輸出模塊

模擬量輸入和輸出模塊，可採集0~5V模擬信號，並可輸出0~4.095V的模擬電壓信號。

6、脈沖信號輸入和輸出模塊

可採集脈沖信號並調理，范圍1Hz—20KHZ,幅度6---50V；輸出PWM信號

范圍1HZ—10KHZ，幅度0—14V。

7、故障和數據存儲模塊

鐵電存儲器可以存儲標定的數據和故障碼，車輛特徵參數等，容量32K。

二、整車控制器功能說明

新能源汽車整車控制器基本上以下幾項功能：

1.對汽車行駛控制的功能

新能源汽車的動力電機必須按照駕駛員意圖輸出驅動或制動扭矩。當駕駛員踩下加速踏板或制動踏板，動力電機要輸出一定的驅動功率或再生制動功率。踏板開度越大，動力電機的輸出功率越大。因此，整車控制器要合理解釋駕駛員操作；接收整車各子系統的反饋信息，為駕駛員提供決策反饋；對整車各子系統的發送控制指令，以實現車輛的正常行駛。

2.整車的網路化管理

在現代汽車中，有眾多電子控制單元和測量儀器，它們之間存在著數據交換，如何讓這種數據交換快捷、有效、無故障的傳輸成為一個問題，為了解決這個問題，德國BOSCH公司於20世紀80年代研製出了控制器區域網（CAN）。在電動汽車中，電子控制單元比傳統燃油車更多更復雜，因此，CAN匯流排的應用勢在必行。整車控制器是電動汽車眾多控制器中的一個，是CAN匯流排中的一個節點。在整車網路管理中，整車控制器是信息控制的中心，負責信息的組織與傳輸，網路狀態的監控，網路節點的管理以及網路故障的診斷與處理。

3.制動能量回饋控制

新能源汽車以電動機作為驅動轉矩的輸出機構。電動機具有回饋制動的性能，此時電動機作為發電機，利用電動汽車的制動能量發電，同時將此能量存儲在儲能裝置中，當滿足充電條件時，將能量反充給動力電池組。在這一過程中，整車控制器根據加速踏板和制動踏板的開度以及動力電池的SOC值來判斷某一時刻能否進行制動能量回饋，如果可以進行，整車控制器向電機控制器發出制動指令，回收能部分能量。

4.整車能量管理和優化

在純電動汽車中，電池除了給動力電機供電以外，還要給電動附件供電，因此，為了獲得最大的續駛里程，整車控制器將負責整車的能量管理，以提高能量的利用率。在電池的SOC值比較低的時候，整車控制器將對某些電動附件發出指令，限制電動附件的輸出功率，來增加續駛里程。

5.車輛狀態的監測和顯示

整車控制器應該對車輛的狀態進行實時檢測，並且將各個子系統的信息發送給車載信息顯示系統，其過程是通過感測器和CAN匯流排，檢測車輛狀態及其各子系統狀態信息，驅動顯示儀表，將狀態信息和故障診斷信息經過顯示儀表顯示出來。顯示內容包括：電機的轉速、車速，電池的電量，故障信息等。

6.故障診斷與處理

連續監視整車電控系統，進行故障診斷。故障指示燈指示出故障類別和部分故障碼。根據故障內容，及時進行相應安全保護處理。對於不太嚴重的故障，能做到低速行駛到附近維修站進行檢修。

7.外接充電管理

實現充電的連接，監控充電過程，報告充電狀態，充電結束。

8.診斷設備的在線診斷和下線檢測

負責與外部診斷設備的連接和診斷通訊，實現UDS診斷服務，包括數據流讀取，故障碼的讀和清除，控制埠的調試。

㈣ 純電動汽車三大核心系統是什麼

1、電池包系統，包括電池包和管理系統，即battery package 和 BMS ，是電動車的能量源，現在的電池芯主流是磷酸鐵鋰子電池，三元鋰離子電池等。
2、電機系統，包括驅動馬達motor和電機控制器MC，考慮到汽車的空間限制，電機和控制器做在一起，電機多用三相非同步。目前出現新的技術叫輪轂電機。
3、控制系統，純電動車與傳統車最大的區別就是動力和能源，這兩個相對關鍵的系統需要控制系統合理地調控，使它們和諧平衡的工作。還包括配套的其它各種小系統的調控，各種數據收集分析並由駕駛者作出相應控制，這關乎駕駛員操控體驗。
4、整車系統，這個系統更多的是關於車體機械性能，各個系統模塊如何合理搭配組合，比如受制於電池電量，如何選取合適的新材料降低能耗，如何安排巨大的電池包和電機等的空間位置，使車體保持平衡等等，當然還有後期的各種整車實驗。

㈤ 純電動汽車中，整車控制器VCU各個針腳中，常說的高有效和低有效是什麼意思什麼是高有效什麼是低有效

你好，VCU整車控制系統，高有效，指輸出高電壓信號，低有效是控制接地。

㈥ 純電動汽車整車控制器收到慢充連接信號後此時整車控制器發出什麼樣的指令給哪個用電器

1、傳遞指令： 調速指令的觸發信號，來自整車控制器的命令。車身控制器一方面體現駕駛員意圖，另一方面從安全和車輛電氣系統運行狀態出發，評估對駕駛員的響應是否合理，最後執行或打折執行。

㈦ 電動汽車整車控制系統的作用

新能源汽車作為一種綠色的運輸工具在環保、節能以及駕駛性能等方面具有諸多內燃機汽車無法比擬的優點，其是由多個子系統構成的一個復雜系統，主要包括電池、電機、制動等動力系統以及其它附件（如圖1所示）。各子系統幾乎都通過自己的控制單元（ECU）來完成各自功能和目標。為了滿足整車動力性、經濟性、安全性和舒適性的目標，一方面必須具有智能化的人車交互介面，另一方面，各系統還必須彼此協作，優化匹配，這項任務需要由控制系統中的整車控制器來完成。基於匯流排的分布式控制網路是使眾多子系統實現協同控制的理想途徑。由於CAN匯流排具有造價低廉、傳輸速率高、安全性可靠性高、糾錯能力強和實時性好等優點，己廣泛應用於中、低價位汽車的實時分布式控制網路。隨著越來越多的汽車製造廠家採用CAN協議，CAN逐漸成為通用標准。採用匯流排網路可大大減少各設備間的連接信號線束，並提高系統監控水平。另外，在不減少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制單元，拓展網路系統功能。

下面對每個模塊功能進行簡要的說明： 

1、開關量調理模塊 

開關量調理模塊，用於開關輸入量的電平轉換和整型，其一端與多個開關量感測器相連，另一端與微控制器相接； 

 2、繼電器驅動模塊 

繼電器驅動模塊，用於驅動多個繼電器，其一端通過光電隔離器與微控制器相連，另一端與多個繼電器相接；

3、高速CAN匯流排介面模塊 

高速CAN匯流排介面模塊，用於提供高速CAN匯流排介面，其一端通過光電隔離器與微控制器相連，另一端與系統高速CAN匯流排相接；

4、電源模塊 

電源模塊，可為微處理器和各輸入和輸出模塊提供隔離電源，並對蓄電池電壓進行監控，與微控制器相連；

5、模擬量輸入和輸出模塊 

模擬量輸入和輸出模塊，可採集0~5V模擬信號，並可輸出0~4.095V的模擬電壓信號。

6、脈沖信號輸入和輸出模塊 

可採集脈沖信號並調理，范圍1Hz—20KHZ, 幅度6---50V；輸出PWM信號 范圍1HZ—10KHZ，幅度0—14V。 7、故障和數據存儲模塊鐵電存儲器可以存儲標定的數據和故障碼，車輛特徵參數等，容量32K。 

二、整車控制器功能說明

新能源汽車整車控制器基本上以下幾項功能：

1. 對汽車行駛控制的功能 

新能源汽車的動力電機必須按照駕駛員意圖輸出驅動或制動扭矩。當駕駛員踩下加速踏板或制動踏板，動力電機要輸出一定的驅動功率或再生制動功率。踏板開度越大，動力電機的輸出功率越大。因此，整車控制器要合理解釋駕駛員操作；接收整車各子系統的反饋信息，為駕駛員提供決策反饋；對整車各子系統的發送控制指令，以實現車輛的正常行駛。 

2. 整車的網路化管理 

在現代汽車中，有眾多電子控制單元和測量儀器，它們之間存在著數據交換，如何讓這種數據交換快捷、有效、無故障的傳輸成為一個問題，為了解決這個問題，德國BOSCH公司於20世紀80年代研製出了控制器區域網（CAN）。在電動汽車中，電子控制單元比傳統燃油車更多更復雜，因此，CAN匯流排的應用勢在必行。整車控制器是電動汽車眾多控制器中的一個，是CAN匯流排中的一個節點。在整車網路管理中，整車控制器是信息控制的中心，負責信息的組織與傳輸，網路狀態的監控，網路節點的管理以及網路故障的診斷與處理。

3. 制動能量回饋控制 

新能源汽車以電動機作為驅動轉矩的輸出機構。電動機具有回饋制動的性能，此時電動機作為發電機，利用電動汽車的制動能量發電，同時將此能量存儲在儲能裝置中，當滿足充電條件時，將能量反充給動力電池組。在這一過程中，整車控制器根據加速踏板和制動踏板的開度以及動力電池的SOC值來判斷某一時刻能否進行制動能量回饋，如果可以進行，整車控制器向電機控制器發出制動指令，回收能部分能量。

4. 整車能量管理和優化 

在純電動汽車中，電池除了給動力電機供電以外，還要給電動附件供電，因此，為了獲得最大的續駛里程，整車控制器將負責整車的能量管理，以提高能量的利用率。在電池的SOC值比較低的時候，整車控制器將對某些電動附件發出指令，限制電動附件的輸出功率，來增加續駛里程。

5. 車輛狀態的監測和顯示

整車控制器應該對車輛的狀態進行實時檢測，並且將各個子系統的信息發送給車載信息顯示系統，其過程是通過感測器和CAN匯流排，檢測車輛狀態及其各子系統狀態信息，驅動顯示儀表，將狀態信息和故障診斷信息經過顯示儀表顯示出來。顯示內容包括：電機的轉速、車速，電池的電量，故障信息等。

6. 故障診斷與處理 

連續監視整車電控系統，進行故障診斷。故障指示燈指示出故障類別和部分故障碼。根據故障內容，及時進行相應安全保護處理。對於不太嚴重的故障，能做到低速行駛到附近維修站進行檢修。 

7. 外接充電管理 

實現充電的連接，監控充電過程，報告充電狀態，充電結束。 

8. 診斷設備的在線診斷和下線檢測

負責與外部診斷設備的連接和診斷通訊，實現UDS診斷服務，包括數據流讀取，故障碼的讀和清除，控制埠的調試。

㈧ 純電動汽車的低壓電器控制系統與傳統燃油汽車的區別

基本上沒太大區別，主要包括三種電路:
1.電器電路
2.電控電路
3.車載網路

㈨ 純電動汽車整車控制器作用

整車控制器是一個綜合控制，是廠家為了彌補各廠家配件的不足而設置的電子控制裝置