更新时间:2024-03-30 06:39作者:小乐
整车控制器VCU(Vehicle control unit)作为新能源汽车的中央控制单元,是整个控制系统的核心。 VCU 收集电机和电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号、执行器和传感器信号。根据驾驶员的意图进行综合分析并做出相应判断后,监控下层控制器的动作。负责汽车的正常行驶、制动能量反馈、车辆驱动系统和动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断与处理、车辆状态监测等,从而保证车辆具有更好的动力性、更高的经济性可靠性正常条件下正常稳定工作。可以说,整车控制器的性能直接决定了新能源汽车的性能,起着中流砥柱的作用。新能源起步阶段,第一代VCU产品诞生的时间大概是2011年至2015年,技术来源于传统汽车电控ECU,以发动机控制器和车身控制器为主要技术来源。业界典型产品有德尔福的HCU-2、联华电子的VCU、大陆集团的H300、普华第一代VCU-1等。第二代产品从2016年到2019年开始,目前行业解决方案的主要产品有联华电子的VCU8、德尔福的HCU-5、大陆H500和普华永道ORIENTAIS_HCU-6。第二代产品受到补贴下滑和车辆安全事件的影响。因此,符合功能安全的产品和不符合功能安全的产品之间存在一些差异。要求两种产品。但从长远发展来看,VCU的功能安全和AUTOSAR软硬件平台势在必行。如果说汽车未来的发展趋势是电动化、智能化(甚至软件定义汽车),那么车辆控制器未来的发展将是高度集成、安全可靠。无论汽车发展到什么阶段,安全性、舒适性、经济性始终是发展的刚性指标。开放合作、分工合作将是未来OEM、Tier1、Tier2的主流合作模式。目前的第三代技术集成度更高,比如集成了VCU功能的域控制器。当然,也有办法取消VCU,将VCU功能分解给其他控制器,比如安全、开关机等。功能分为BMS,驾驶相关功能分为MCU。至于VCU有哪些功能呢?下面我系统地给大家介绍一下:说白了,就是汽车的大脑!它接收外部信号信息,然后经过计算,向其他部件发出相应的指令,以执行车辆的工作。 1.VCU是什么样的?如下所示:
拆开后,有一些电路板
VCU包含的部件如下图所示。
2、VCU的基本工作方式是什么?一切都是电信号!如下所示:
3、VCU软件控制方向的架构是怎样的?目前来说,已经比较系统化了。如下所示:
四、VCU具体作用详解: 1、驾驶员意图分析VCU采集油门踏板、制动踏板、档位等人机交互界面信息(智能汽车也会接收大屏等信号),并集成车辆的当前状态,如电池电量、车速等关键信息,给出了驾驶员对车辆加速或减速的驾驶或制动需求。
2、整车模式管理实际车辆的车辆模式状态的改变和控制。纯电动汽车一般分为初始化模式、高压保持模式、交流充电模式、直流充电模式、行驶模式、补电模式、故障模式等,VCU通过合理明确的状态转换条件和路径来实现车辆状态之间的切换
3、车辆能源管理对于纯电动汽车来说,VCU监控整车的能源状态,协调车辆功率输出和其他高压部件的工作状态,最大限度地利用车辆能源,实现能源最优化利用。效果是——动力更强或者续航里程更长。例如,电池电量低时电机的功率受到限制,空调的使用受到限制。或者当用户选择不同的驾驶模式(例如运动模式)时,对能量和动力输出有更大的偏好。
4、驱动控制是根据驾驶员的驱动扭矩需求和车辆的实际状态,优化和管理整个驱动系统控制的动态控制过程。使动力系统部件在优化的工作模式下满足驾驶员的驾驶需求。例如,通过分析加速踏板的控制(深度、踩下速率等),可以确定驾驶员的扭矩需求,以实现不同的加速效果。
5、制动控制这里的制动控制这个词其实并不是很严格。更准确的术语是能量回收控制。 VCU根据车辆当前速度、驾驶员对踏板的操作以及对当前车辆状态(例如电池温度、SOC等)的估计,计算出与当前状态一致的能量回收,执行过程为车辆的驱动系统。这会带来最佳的能量回收和制动感觉。
不过,能量回收和制动的话题非常大,这里就不详细讨论了。 6、扭矩监测从整车功能安全的角度出发,VCU采集动力系统(驱动电机控制器)反馈的客观参数,计算车辆的实际扭矩,对整车的扭矩进行监测,确保车辆电源系统在安全范围内工作
7、车辆故障监控VCU通过对各部件上传的信号值和传感器采集的值进行综合分析比较,进行实时计算和比较。有效识别和管理车辆零部件的状态。例如,可以判断电池报告的电池温度或充电口温度传感器采集的温度值,有效避免车辆故障。或者在发生故障时提供提醒或安全措施。
8、部件故障监控通过整车级设计,VCU可以进行相关冗余设计。当某些部件出现故障时,可以有效诊断和处理,确保车辆的基本功能不丧失。例如,当电机过热时,VCU可以通过一定的冗余设计降低驱动功率,保证车辆基本功能完整。从整车角度出发,自适应处理故障。
9、车辆附件管理VCU可实现车辆附件功能,如空调功能管理、DCDC需求管理、水泵、仪表、真空泵倒车灯、刹车灯管理与控制。对能源和车辆需求进行优化计算和管理。
10、故障诊断VCU根据故障诊断的要求,方便售后维护和诊断。包括诊断仪器的发展,都和VCU的诊断解决方案息息相关。
11.在线校准是通过校准VCU的扭矩图和一些温度图来完成的,包括一些故障极限的校准。 VCU 中的一些校准参数可以修改。由于车辆的软件从一开始就不是硬编码的,因此通常会保留一些可调值供标定工程师修改,以达到车辆的最佳状态。例如,校准驾驶员的扭矩图可以改变车辆的驾驶性能。
以上是VCU的总体介绍。来源:智能汽车电子和软件