整車控制單元的案例
整車控制單元（VCU）
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU等的工作，實現整車的上下電、驅動控制、能量回收、附件控制和故障診斷等功能。
功能特點
- 基于AUTOSAR的軟件架構，產品功能滿足PHEV/EV VCU及HCU開發，合作模式靈活
- 提供涵蓋從功能規范定義、模型開發、MIL/HIL測試、實車標定，到批量生產整個生命周期的解決方案
- 具有豐富的算法模型庫，應用軟件平臺化開發
- VCU平臺迭代開發，覆蓋乘用車與商用車，配套車型三十余個
- 產品功能（可根據客戶需求進行功能定制）
車輛模式判斷
整車驅動（扭矩管理）
能量回收控制
定速巡航
車輛防溜坡控制
車輛蠕行控制
整車能量分配
高壓上下電控制
高壓安全監控
整車熱管理
整車故障診斷及應對
整車狀態監控與顯示
充電監控
附件控制
車輛防盜
續航里程計算
程序在線升級和在線標定
其他整車自定義功能
產品族譜
展開 整車控制單元（VCU）
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU等的工作，實現整車的上下電、驅動控制、能量回收、附件控制和故障診斷等功能。
功能特點
? 基于AUTOSAR的軟件架構，產品功能滿足PHEV/EV VCU及HCU開發，合作模式靈活
? 提供涵蓋從功能規范定義、模型開發、MIL/HIL測試、實車標定，到批量生產整個生命周期的解決方案
? 具有豐富的算法模型庫，應用軟件平臺化開發
? VCU平臺迭代開發，覆蓋乘用車與商用車，配套車型三十余個
? 產品功能（可根據客戶需求進行功能定制）
? 車輛模式判斷
? 整車驅動（扭矩管理）
? 能量回收控制
? 定速巡航
? 車輛防溜坡控制
? 車輛蠕行控制
? 整車能量分配
? 高壓上下電控制
? 高壓安全監控
? 整車熱管理
? 整車故障診斷及應對
? 整車狀態監控與顯示
? 充電監控
? 附件控制
? 車輛防盜
? 續航里程計算
? 程序在線升級和在線標定
? 其他整車自定義功能
產品族譜
展開 經緯恒潤整車控制單元，為新能源車保駕護航
各子系統幾乎都通過自己的控制單元 （ECU ）來完成各自的功能和目標。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接口，另一方面，各系統還必須彼此協作，優化匹配。因此，新能源汽車必須通過一個整車控制器來管理各個部件。.
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，它采集加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，并做出相應判斷后，控制下層各部件控制器的動作，驅動汽車正常行駛。作為汽車的指揮管理中心，整車控制器集成了整車扭矩管理、模式管理、高低壓上下電管理、能量管理、整車故障管理、整車狀態監控等功能。整車控制器的優劣直接決定了新能源汽車的動力性、經濟性、舒適性和安全性。
經緯恒潤整車控制器，在乘用車領域，自2010年研發以來，已成功為江鈴、日產、吉利和合眾等客戶量產配套。目前，經緯恒潤已推出第四代產品VCU 4.0，適用于純電動和混動不同構型車型，集成了英飛凌、板載陀螺儀、RTC、Dither等芯片，同時滿足功能安全、信息安全和OTA等功能要求，資源更豐富、處理速度更快，安全性更高。
在商用車領域，為解決整車廠同一車型多種配置問題，重新規劃新電子電器架構以及定義新功能，經緯恒潤推出了24V整車控制器。自2014年至今，經緯恒潤已經開發了5款硬件平臺，成功配套了一汽解放J7、中國重汽汕德卡C7&T7、陜重汽德龍X6000、德龍X5000、M3000、柳汽乘龍H7等車型，占據了新能源重卡領域絕大多數的市場份額。
“價值創新，服務客戶”。未來，經緯恒潤將緊跟汽車行業發展大勢，堅持自主創新，為更多的國內外客戶提供更好的產品和服務，為中國汽車工業的發展貢獻自己的一份力量！
展開 深度分析整車控制域現狀與發展
動力總成（Powertrain）系統是車輛的重要組成部分，它負責從車輛的儲能單元進行能量轉換，也即生成動力，然后將動力傳送給車輛的驅動系統，從而驅動車輛行駛前進。
盡管傳統燃油的內燃機車（ICEV）與電動汽車（Electric Vehicle）有著完全的不同的動力總成設計和部件，但從Powertrain架構上來看依然可以分為“儲能系統”和“驅動系統”兩大主要部分。EV使用動力電池取代了油箱來儲能，相應地也增加了“電池管理系統（Battery Management System, BMS）”。同時EV采用了“電機(Motor)”取代內燃機引擎（Engine）來驅動車輛，因此“電機控制器（Inverter）”代替了“發動機控制器（Engine Control Unit，ECU）”。
對于ICEV車輛來說，從駕駛意圖的獲取到能源供給，再到能量的轉化，幾乎都是由發動機控制器ECU來完成的。而對于EV來說，類似的功能則由“整車控制單元VCU（Vehicle Control Unit，也稱為電控單元）”來完成。VCU可以被視作電車的動力總成系統的主控單元，負責根據駕駛員意圖、車輛運行狀態以及整車控制策略，經過計算分析然后給各部件發出相應的控制命令，以實現電車的高性能安全行駛。因此也有人把VCU比喻成EV的“小腦”。
電機、電池和電控（也就是俗稱的“三電”系統）構成了電動汽車的整車控制系統。狹義上的電控就是指整車控制器VCU，但是廣義上的電控系統往往指由電機、電池和VCU組成的整車控制系統。
1 整車控制系統
整車控制系統按照執行任務的層級可以分為“決策層”、“協調層”和“執行層”等，這三個層級構成了一個閉環控制系統。
展開 
新型整車控制器關鍵技術分析
1前言
目前整車電子電氣架構及整車控制器所搭載技術普遍無法滿足以上需求。為覆蓋上述需求，未來汽車產品將逐漸采用集中式電子電氣架構，同時整車控制器必須包含以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA等關鍵技術。
本文將首先介紹整車控制器與分布式和集中式2種電子電氣架構的關系，然后分別介紹了新型整車控制器的關鍵技術，對技術內容進行了分析，提出了未來發展趨勢并進行了展望。
2整車控制器與電子電氣架構
2.1整車控制器與分布式電子電氣架構
在以往的芯片能力前提下，受到計算能力及通信能力的限制，整車控制器無法集成所有的車輛控制軟件，即使是新能源部件控制相關的軟件也無法全部集成。這決定了整車控制器只能作為分布式電子電氣架構中的一員，但是這種關系限制了功能變更及擴展。
在分布式電子電氣架構中，一項整車層級的功能由多個控制器配合完成。某項功能的實現可能需要幾個或十幾個控制器相互配合，并且這些控制器可能分布在整車不同的網絡中(圖1)。整個交互過程與時間配合異常復雜。
整車普遍有100余個控制器，幾百項整車級功能，功能與控制器本身的物理連接交織成一個巨大而復雜的網，非常不利于模塊化設計與擴展。在這種情況下，增加一個新功能，需要在上述的復雜功能網絡上考慮各部分相關性，并對大量的控制器軟件進行修改及測試。
2.2整車控制器與集中式電子電氣架構
隨著芯片及車載以太網的發展，整車控制器已經具備集成大部分車輛控制軟件的能力。
展開 新型整車控制器的關鍵技術分析
作為電動汽車核心零部件，整車控制器必須能夠支撐汽車“四化”。其必須滿足高計算性能、高通信帶寬、高功能安全性、軟件持續更新等需求。目前整車電子電氣架構及整車控制器所搭載技術普遍無法滿足以上需求。為覆蓋上述需求，未來汽車產品將逐漸采用集中式電子電氣架構，同時整車控制器必須包含以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA等關鍵技術。
本文將首先介紹整車控制器與分布式和集中式2種電子電氣架構的關系，然后分別介紹了新型整車控制器的關鍵技術，對技術內容進行了分析，提出了未來發展趨勢并進行了展望。
1. 整車控制器與電子電氣架構
1.1 整車控制器與分布式電子電氣架構
在以往的芯片能力前提下，受到計算能力及通信能力的限制，整車控制器無法集成所有的車輛控制軟件，即使是新能源部件控制相關的軟件也無法全部集成。這決定了整車控制器只能作為分布式電子電氣架構中的一員，但是這種關系限制了功能變更及擴展。
在分布式電子電氣架構中，一項整車層級的功能由多個控制器配合完成。某項功能的實現可能需要幾個或十幾個控制器相互配合，并且這些控制器可能分布在整車不同的網絡中(圖1)。
圖1 整車控制器在分布式電子電氣架構中的位置
整個交互過程與時間配合異常復雜。整車普遍有100余個控制器，幾百項整車級功能，功能與控制器本身的物理連接交織成一個巨大而復雜的網，非常不利于模塊化設計與擴展。在這種情況下，增加一個新功能，需要在上述的復雜功能網絡上考慮各部分相關性，并對大量的控制器軟件進行修改及測試。
展開 新型整車控制器關鍵技術分析
【摘要】從汽車電動化、智能化、網聯化、共享化的角度闡述了新型整車控制器關鍵技術需求，包括高計算性能、高通訊帶寬、高功能安全性、軟件持續更新。針對上述需求總結了以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA關鍵技術行業現狀，對未來發展趨勢進行了展望。
1.前言
電動化、智能化、網聯化和共享化是汽車產業公認的未來發展方向。作為電動汽車核心零部件，整車控制器必須能夠支撐汽車“四化”。其必須滿足高計算性能、高通信帶寬、高功能安全性、軟件持續更新等需求。目前整車電子電氣架構及整車控制器所搭載技術普遍無法滿足以上需求。為覆蓋上述需求，未來汽車產品將逐漸采用集中式電子電氣架構，同時整車控制器必須包含以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA等關鍵技術。
本文將首先介紹整車控制器與分布式和集中式2種電子電氣架構的關系，然后分別介紹了新型整車控制器的關鍵技術，對技術內容進行了分析，提出了未來發展趨勢并進行了展望。
2.整車控制器與電子電氣架構
1 整車控制器與分布式電子電氣架構
在以往的芯片能力前提下，受到計算能力及通信能力的限制，整車控制器無法集成所有的車輛控制軟件，即使是新能源部件控制相關的軟件也無法全部集成。這決定了整車控制器只能作為分布式電子電氣架構中的一員，但是這種關系限制了功能變更及擴展。
在分布式電子電氣架構中，一項整車層級的功能由多個控制器配合完成。某項功能的實現可能需要幾個或十幾個控制器相互配合，并且這些控制器可能分布在整車不同的網絡中(圖1)。整個交互過程與時間配合異常復雜。整車普遍有100余個控制器，幾百項整車級功能，功能與控制器本身的物理連接交織成一個巨大而復雜的網，非常不利于模塊化設計與擴展。在這種情況下，增加一個新功能，需要在上述的復雜功能網絡上考慮各部分相關性，并對大量的控制器軟件進行修改及測試。
展開 純電動汽車整車控制器原理及功能解析
整車控制器是電動汽車正常行駛的控制中樞，是整車控制系統的核心部件，是純電動汽車的正常行駛、再生制動能量回收、故障診斷處理和車輛狀態監視等功能的主要控制部件。
整車控制器包括硬件和軟件兩大組成部分，它的核心軟件和程序一般由生產廠商研發，而汽車零部件供應商能夠提供整車控制器硬件和底層驅動程序。現階段國外對純電動汽車整車控制器的研究主要集中在以輪轂電機驅動的純電動汽車。對于只有一個電機的純電動汽車通常不配備整車控制器，而是利用電機控制器進行整車控制。國外很多大企業都能夠提供成熟的整車控制器方案，如大陸、博世、德爾福等。
1. 整車控制器組成與原理
純電動汽車整車控制系統主要分為集中式控制和分布式控制兩種方案。
集中式控制系統的基本思想是整車控制器獨自完成對輸入信號的采集，并根據控制策略對數據進行分析和處理，然后直接對各執行機構發出控制指令，驅動純電動汽車的正常行駛。集中式控制系統的優點是處理集中、響應快和成本低；缺點是電路復雜，并且不易散熱。
分布式控制系統的基本思想是整車控制器采集一些駕駛員信號，同時通過CAN總線與電機控制器和電池管理系統通信，電機控制器和電池管理系統分別將各自采集的整車信號通過CAN總線傳遞給整車控制器。整車控制器根據整車信息，并結合控制策略對數據進行分析和處理，電機控制器和電池管理系統收到控制指令后，根據電機和電池當前的狀態信息，控制電機運轉和電池放電。分布式控制系統的優點是模塊化和復雜度低；缺點是成本相對較高。
展開 整車控制器（VCU/HCU）開發咨詢服務
整車控制器是整個新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU 等的工作，實現整車驅動控制、能量回收控制、附件控制和故障診斷等功能。
開發工具RCP介紹
RCP硬件開發平臺
產品級硬件平臺共有3 個平臺可以選擇，如下所示：
工程服務內容
基于經緯恒潤現有成熟硬件平臺開發新能源汽車（Demo 車、公告車、資質車、量產車等）VCU/HCU，具體內容包括：
VCU/HCU需求分析和方案設計
VCU/HCU軟件開發
VCU/HCU實車功能調試
VCU/HCU臺架與實車標定
相關試驗和數據分析
可服務的新能源汽車類型包括：
單電機純電動
雙電機純電動
四輪純電動
BSG系統
ISG系統
PHEV
增程式HEV
燃料電池VCU
服務優勢
根據客戶需求定制服務
豐富方案供客戶選擇
V流程開發模式，縮短開發周期
交鑰匙工程，打包服務
展開 高階整車域控制器的詳細設計方案
隨著智能駕駛技術對于整車智能化程度要求的不斷提升，對其整車的控制能力要求也大幅提升，這一過程推動整車電子電器架構逐漸從分布式架構向集中式專用域控制器架構進行不斷演進和發展，以便提供更加高速、安全、可靠的電子架構。這一過程中，不僅要求智能駕駛功能能夠運行在具有高性能軟件到硬件集成的專用中央域控制器上，同時也要求整車控制這塊也需要運行于穩定性、可靠性極高的中央與控制器上，這樣的中央域控制器不僅需要充當對于整個車身控制的終端，也需要執行包含中央網關、動力、底盤等各域的綜合控制系統端。這也是實現后續作為面向服務開發的前置條件。
本文將針對整車中央域控單元VDC從硬件、軟件設計兩個方面進行詳細的方案設計介紹，以方便對整體控制能力進行詳述。
1.整車域控硬件設計方案介紹
整車域控VDC的設計包含整機設計，具體硬件方案，視頻輸入/輸出，通信鏈路、供電終端、存儲終端。
1、硬件總體設計
從整個整車域控設計思路上講，需要考慮MCU和MPU在整車域控中需要達到一定的功能安全等級前提下，滿足對整車域控的控制能力輸出。此外，設置通用接口GPIO用于對整車其他域控的輸出指令控制（如油門開度、制動開關、輸入喚醒、輸出喚醒等）。設置CAN、ETH、LIN接口用于通信連接分別傳輸不同的數據類型；設置基礎時鐘晶振用于上下電時鐘同步；設置雙路供電電源用于考慮整車域控整體不會因為供電故障導致的失效。
從上圖可以看出，整車域控從功能角度上講就是一個多維度的準集中式中央處理單元，不僅需要執行包含低階行泊車控制功能，還需要執行對整個底盤系統的整體控制，同時也需要承擔中央網關的通信路由轉發等功能。
展開 整車控制器（VCU/HCU）開發咨詢服務
整車控制器是整個新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU 等的工作，實現整車驅動控制、能量回收控制、附件控制和故障診斷等功能。
一文梳理整車域控制器的經典五域
來源：智駕最前沿
講到這個問題先講講，什么是域控制器。域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構的發展演變而來的。由于整車電子電器的日益復雜，傳統的分布式架構已經無法滿足日益增長的計算需求，也導致冗長的線束。
根據 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構方面的戰略圖，博世將整車電子電氣架構的發展分為三大類，分別是模塊化和集成化架構方案（分布式）、集中式域融合架構方案和車載電腦云計算架構方案。
目前市面上大多數車型的架構方案都位于模塊化和集成化架構方案，而特斯拉重新劃分了“域”的概念，打破了功能與功能之間的壁壘劃分和傳統整車架構設計的思維，搭載車載電腦，直接跨入車載電腦和區域導向架構。
電子電氣(EEA)架構技術戰略圖
核心：以博世經典的五域分類拆分整車為動力域（安全）、底盤域（車輛運動）、座艙域/智能信息域（娛樂信息）、自動駕駛域（輔助駕駛）和車身域（車身電子），這五大域控制模塊較為完備的集成了L3及以上級別自動駕駛車輛的所有控制功能。
1.動力域（安全）
動力域控制器是一種智能化的動力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實現變速器管理、引擎管理、電池監控、交流發電機調節。其優勢在于為多種動力系統單元（內燃機、電動機\發電機、電池、變速箱）計算和分配扭矩、通過預判駕駛策略實現 CO2 減排、通信網關等，主要用于動力總成的優化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節電、總線通信等功能。
展開 燃料電池汽車整車控制策略設計
3燃料電池車整車控制策略設計
燃料電池電動車的整車控制系統實現的主要功能:駕駛員需求信息識別、動力系統的工作狀態控制、燃料電池系統的啟停控制、多能源能量管理功率分配控制、CAN網絡通信及系統故障診斷等，見圖2。
整車控制系統(VCU)作為上層控制單元負責協調動力子系統的運行，采集駕駛員控制輸入信號，向各子控制系統發送控制指令，動力系統各子控制器的主要功能是接收整車控制器的指令，控制相應部件動作，并向整車控制器反饋部件的狀態信息。整車控制系統的核心是能量管理。
在驅動模式下，能量管理系統對燃料電池和蓄電池的能量流動進行合理有效的分配，在滿足汽車功率需求的同時，提高整車的燃料經濟性。在制動模式下，蓄電池充電電流允許的情況下，能夠有效地回收制動能量，提高整車能量利用率。VMS通過輸入信號分析駕駛員意圖，做出扭矩需求的解釋，隨后根據動力系統部件的當前狀況對駕駛員的扭矩需求進行限制，最后再根據車輛的當前工作狀態選擇合適的工作模式，并應用該模式下的能源管理策略，對系統進行控制。
VMS在這個過程中的控制策略決定了燃料電池車的動力性能，燃料經濟性，以及動力系統關鍵部件的壽命。因此控制策略需要完成以下幾點的任務：
(1)駕駛員需求解釋模塊。負責對駕駛員的加速踏板、剎車踏板開度信號進行分析，對系統解釋駕駛員的扭矩需求。
(2)將駕駛員的意圖轉化為動力系統的扭矩的需求，由電機轉化為真實的扭矩輸出。
(3)根據實際的能量需求，通過能量分配模塊，將能量的需求在燃料電池和動力電池系統之間合理地分配，保證較高的燃料經濟性。
(4)通過能量管理模塊的合理分配，調整蓄電池適當地充電和放電，對蓄電池的SOC進行管理，使其保持在合適的范圍內。
(5)對動力系統關鍵部件的負載進行限制，保證該部件的壽命及安全性。
展開 新能源汽車整車控制器（VCU\HCU）
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU 等的工作，實現整車的上下電、驅動控制、能量回收、附件控制和故障診斷等功能。
? 基于 AUTOSAR的軟件架構，產品功能滿足PHEV/EV VCU及HCU開發，合作模式靈活
? 提供涵蓋從功能規范定義、模型開發、MIL/HIL測試、實車標定，到批量生產整個生命周期的解決方案
? 具有豐富的算法模型庫，應用軟件平臺化開發
? VCU平臺迭代開發，覆蓋乘用車與商用車，配套車型三十余個
? 產品功能（可根據客戶需求進行功能定制）:
? 車輛模式判斷
? 整車驅動（扭矩管理）
? 能量回收控制
? 定速巡航
? 車輛防溜坡控制
? 車輛蠕行控制
? 整車能量分配
? 高壓上下電控制
? 高壓安全監控
? 整車熱管理
? 整車故障診斷及應對
? 整車狀態監控與顯示
? 充電監控
? 附件控制
? 車輛防盜
? 續航里程計算
? 程序在線升級和在線標定
? 其他整車自定義功能
主要參數
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 電動汽車常見車型的充電系統結構原理
充電時動力電池喚醒整車控制單元（VCU）控制充電器進行交流高壓充電。高壓直流充電時車載充電器不工作，VCU 與安裝于動力電池內部的電池管理器配合，直流高壓電直接通過高壓配電盒為動力電池充電。電池管理器檢測到動力電池已充滿，通過CAN 總線與VCU 通信，VCU 控制車載充電器關閉，停止充電。
車載充電器低壓線束插接器端子及定義見表3-5-7。
4. 廣汽新能源
GA3S PHEV/GS4 PHEV 配備最大輸出功率3.3kW 的車載充電器，使用標準充電樁或者家庭220V 電源進行充電，備用充電線束會自動根據允許電流值選擇充電功率曲線進行充電，5 ～ 6h 可充滿電量。車載充電器安裝在車輛左前部，采用水冷方式。車載充電器安裝位置如圖3-5-20 所示。因GA3S PHEV/GS4 PHEV 車型無需擔心續駛里程，所以兩款車型僅配備交流慢充系統。
車載充電器包括主功率和弱電控制兩部分。主功率部分包括EMI 濾波、軟啟動、功率因數校正變換器、DC/DC 轉換器及負載；弱電控制部分包括弱電輔助電源、功率因數控制電路、DC/DC 轉換器控制電路及通信模塊。功率因數控制電路由電壓電流檢測電路、驅動保護電路和控制器組成，DC/DC 轉換器控制電路由電流電壓檢測電路和驅動保護電路組成。
車載充電器通過DC/DC 轉換器將電網的交流電轉換為滿足動力電池充電要求的直流電。
GA3S PHEV/GS4 PHEV 充電系統電路如圖3-5-21 所示。
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