10新能源汽车整车控制器VCU

整车控制器（VCU）是新能源汽车整车控制系统的核心部件，根据驾驶人意愿和各系统实时状态，经过对比分析后做出决策并发出指令，合理分配动能，使车辆运行在最佳状态。

整车控制系统VCU主要功能：

 VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置。

VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态（车速、温度等）信息，由VCU判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，控制车载附件电力系统的工作模式；VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。

下图为VCU的结构组成，包括外壳、硬件电路、底层软件和应用层软件。

为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配。因此，纯电动必须需要一个整车控制器来管理纯电动汽车中的各个部件。

整车控制器分层控制：

整车控制器为第一层，其他各控制器为第二层，各控制器之间通过CAN网络进行信息交互，共同实现整车的功能控制。对于安全要求较高控制器模块，必须通过硬线控制必须刹车系统等等。

北汽新能源汽车整车控制器：

国内某纯电动汽车VCU整车控制器电路图：

根据整车控制器VCU功能，对比电路进行分析，认识整车控制器核心控制及功能等等。

整车控制器控制策略：

整车状态获取方式：

a、整车状态的获取：通过车速传感器、档位信号传感器等采用不同的采样周期时检测整车的运行状态。

b、通过CAN总线获得原车功能模块、动力电池系统、电机驱动系统等状态信息。

整车状态获取内容：

1、点火钥匙状态—OFF、ACC、ON、START，车辆需要获得钥匙状态，给整车提供供电条件及高压上电条件；

2、充电监控状态—充电唤醒、连接状态、慢充门板（开-关），车辆处于充电模式，将禁止上高压电；

3、档位状态—P、R、N、D，上电之前，车辆应处于P或N档位。

4、加速踏板位置—加速踏板开度（0-100%）,检测加速踏板状态。

5、制动踏板状态—踩制动、未制动,如未踩制动踏板，车辆无法上高压电，部分中高端车，可能会存在一键启动，或者无钥匙进入系统，直接上高压电。

6、BMS状态—继电器、电压、电流等,整车获取电池包内部状态，是否存在问题，得到电池包内部详细数据，从而判断放电或者充电能力等等。

7、MCU状态—工作模式、转速、扭矩等,整车获取电机状态以及工作模式等等。

8、空调系统EAS制冷、PTC加热信息,空调系统数据获取等等。

9、ABS状态、ICM状态。

工作模式检测：

整车模式有三种模式，充电模式、行驶模式、远程模式；VCU有低压唤醒后，周期执行整车模式的判断，其中，充电模式优先于行驶模式，当车辆处于充电模式，车辆是无法行驶。

1、充电模式：整车控制器需要检测，充电唤醒信号、（快慢充）充电门板信号或连接确认信号；

2、行驶模式：点火钥匙ON档、无充电唤醒信号、无充电门板信号或连接确认信号；

整车正常上电流程：

纯电动车的点火钥匙采用OFF、ACC、ON、START四个状态；

1) 低压上电：当点火钥匙ON时，VCU、BMS、MCU等整车其他零部件低压上电；

2) 高压上电： 点火钥匙ON档，BMS、MCU当前状态正常、且不满足整车充电条件，开始执行高压上电。

国内某款新能源汽车高压上电流程：

a）BMS、MCU初始化完成，VCU检查BMS反馈电池继电器状态；核心控制模块自检。

b）BMS正极继电器处于断开状态，VCU执行闭合高压主继电器；电池包内高压模块检测。

c） VCU执行闭合其他高压系统继电器（空调系统高压继电器）为预充电做准备；上高压准备阶段。

d）VCU发送BMS上电指令，进行预充电操作；VCU发出上电指令，电池管理系统根据上电逻辑进行预充电。

e）电池反馈预充电完成状态，且档位在空挡状态。闭合正极继电器。正极继电器闭合完成，断开预充继电器，完成高压上电。

f）仪表显示Ready灯点亮，水泵、DC/DC开始工作等车辆附件进行工作。

车辆仪表显示整车故障诊断流程：

车辆必须能够与故障诊断仪通讯，但凡故障诊断仪无法连接的车辆：首先要检查低压控制线路，主要检查供电、打铁，通信，线束等等。

检测方法：

使用万用表，检查VCU的供电是否正常，包括ON档电、常电是否正常；同时，需要检查低压电气盒中VCU的各个供电保险是否正常；

使用万用表，检查OBD诊断口与VCU的CAN总线线束连接是否牢固、正常；如果以上都正常，请更换全新的整车控制器。

当车辆确认有故障的瞬间，整车控制器可以存储车辆在“这个瞬间”的整车状态信息，比如车辆发生故障时车辆 的车速是多少？高压多少？档位状态？ 驾驶员踩的加速踏板开度？制动状态等等，维修技师需要读取这些数据，通过数据信息有助于我们分析故障时的状态和故障原因。

【新能源后市场专业圈】