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架構的迭代及控制單元集成度越來越高,VCU的功能可能會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)即整車控制器,是新能源汽車控制系統的核心控制單元。它就像是整車的大腦一樣,采集輸入信號,輸出負載控制信號,協調各個控制系統工作并且提供監控檢測功能。
隨著新能源EE架構的迭代及控制單元集成度越來越高,VCU的功能可能會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;
圖片來源聯電
本文目錄:
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系統連接概覽
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VCU框圖概覽
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VCU功能清單及軟件架構圖
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VCU供應商排名
1、系統連接概覽
如下圖,除了電源,開關/模擬信號采集,開關控制輸出外,一般VCU還有三路的CAN,一路用于量產標定和故障診斷,一路用于動力ECU通信(也可能用高速FlexRay通信),一路用于電動ECU通信;
2、VCU框圖概覽
如下圖,目前VCU一般采用ASIL-D級別的MCU作為主控,配置一顆符合功能安全的電源,同時配置一顆簡單的安全監控MCU,如MC9S12/XC2000 (這里水平有限,沒有繪制出MC9S12需要采樣及控制的信號)
3、VCU功能清單及軟件架構圖
VCU在新能源汽車中,負責管理和協調其他控制器產品,如發動機控制器、變速箱控制器、電機控制器、電池管理控制器及DCDC控制器等。
正如人的大腦會根據外界環境做出反應,了解你的意圖,然后思考采取何種動作,最終控制你的身體做出相應的行為一樣,VCU在工作時會通過采集例如加速踏板信號、制動踏板信號等部件信號, 來監控車輛的狀態信息及駕駛員的行駛意圖,然后根據扭矩模型等算法做出相應判斷,再控制動力總成域內各部件控制器及執行器的動作,驅動汽車正常行駛。
作為新能源汽車的控制管理中心,VCU主要功能包括:驅動力矩控制、制動能量的優化控制、整車的能量管理、充電管理、通訊及網絡管理、故障診斷和處理、車輛狀態監視等。?
完整的VCU功能清單如下:
| 序號 | 功能點 | 功能描述 |
| 1 | 高壓上下電功能 | 整車驅動上下電、充電上下電時序管理 |
| 1.1 | 驅動上電 | 車輛正常功能下的上電功能 |
| 1.2 | 驅動下電 | 車輛正常功能下的下電功能 |
| 1.3 | 碰撞絕緣故障下電 | 當出現碰撞故障、絕緣二級故障時的異常下電功能 |
| 1.4 | 般故障下電 | 當出現非絕緣二級故障,非整車三級故障時的故障下電功能 |
| 1.5 | 充電上電 | 充電時的上電功能 |
| 1.6 | 充電下電 | 充電完成或者退出充電時的下電功能 |
| 1.7 | 高壓上下電仲裁功能 | 保證充電上下電的優先級高于驅動上下電 |
| 2 | 驅動功能 | 根據整車狀態,解析駕駛員意圖,輸出扭矩命令,控制整車行駛 |
| 2.1 | 擋位識別 | 可根據當前車速和輸出扭矩實現邏輯擋位輸出 |
| 2.2 | 駕駛模式識別 | 在一定條件下實現經濟模式、NORMAL模式和切換功能 |
| 2.3 | 滑行工況回饋扭矩控制 | 整車制動踏板和加速踏板均未踩下的狀態執行 |
| 2.4 | 制動工況回饋扭矩控制 | 滑行能量回收整車根據加速踏板、制動踏板狀態執行制動能量回收 |
| 2.5 | 驅動扭矩控制 | 正常行駛時根據加速踏板開度、擋位、當前車速進行扭矩輸出,仲裁,分配及濾波. |
| 2.6 | 檔位防盜 | 根據整車狀態,向換擋器輸出擋位鎖止信號 |
| 2.7 | 最高車速限制 | 當整車達到出廠設置的最高車速時,限制扭矩輸出,實現限速。 |
| 2.8 | 蠕行功能 | 在起步掛擋時,整車會緩慢行駛至標定車速 |
| 2.9 | 跛行回家 | 當整車有故障時,整車降扭、限速行駛 |
| 2.10 | 坡起輔助功能 | 當整車在坡上時,控制整車緩慢向前行駛,輔助進行坡起。 |
| 3 | 高壓互鎖防護 | |
| 4 | 碰撞防護 | 采集氣囊傳感器碰撞信號,當有碰撞發生時停止扭矩輸出,切斷高壓電。 |
| 5 | 真空泵控制 | 采集真空泵信號,控制零扭矩輸出。 |
| 6 | 熱管理功能 | 整車高壓系統級空調系統管理功能 |
| 6.1 | 驅動高壓散熱功能 | 驅動狀態下,控制水泵及風扇,對電機,電控進行散熱 |
| 6.2 | PTC加熱功能 | 控制PTC繼電器,實現空調加熱功能。 |
| 6.3 | 空調制冷功能 | 輸出壓縮機啟停信號 |
| 7 | 動力防盜功能 | 通過與PEPS防盜認證,防止整車被非法啟動 |
| 8 | 附件管理功能 | 控制DCDC等相關附件的工作狀態 |
| 9 | 剩余里程顯示功能 | 通過計算百公里平均電耗及電池剩余電量,計算續航里程 |
| 10 | 故障處理功能 | 對整車不同等級故障進行處理 |
| 11 | 網關功能 | VCU具備不同總線間信號轉發功能 |
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VCU軟件架構圖如下:
圖片來自知乎,Daijun211
4、VCU供應商排名
隨著整車廠和Tier1的博弈,部分有能力的OEM自己設計VCU,未來相信頭部品牌的VCU可能都會選擇自研
圖片內容從NE時代新能源內容整理而來
來源 |?芯小二的下午茶
總結
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內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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