電動汽車整車控制器的案例
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 國內外電動汽車整車控制器(VCU)性能指標及設計思路
圖中電動汽車是四輪驅動結構， 其中前輪由低速永磁同步電機通過差速器驅動，后輪由高速感應電機通過差速器驅動。
整車控制器的控制策略是在不同的工況下使用不同的電機驅動電動汽車，或者按照一定的扭矩分配比例，聯合使用2臺電機驅動電動汽車，使系統動力傳動效率最大。
當電動汽車起步或爬坡時，由低速、大扭矩永磁同步電機驅動前輪。當電動汽車高速行駛時，由高速感應電機驅動后輪。
（3）日產公司整車控制器
日產聆風LEAF是5門5座純電動轎車，搭載鋰離子電池，續駛里程是160km。采用200V家用交流電，大約需要8h可以將電池充滿；快速充電需要10min，可提供其行駛50km的用電量。
日產聆風LEAF的整車控制器原理圖如下圖所示，它接收來自組合儀表的車速傳感器和加速踏板位置傳感器的電子信號，通過子控制器控制直流電壓變換器DC／DC、車燈、除霜系統、空調、電機、發電機、動力電池、太陽能電池、再生制動系統。
（4）英飛凌新能源汽車VCU & HCU解決方案
該控制器可兼容12V及24V兩種供電環境，可用于新能源乘用車、商用車電控系統，作為整車控制器或混合動力控制器。
展開 108頁PPT，純電動汽車整車控制策略（技術干貨、建議收藏）
本材料詳細的介紹了純電動汽車整車控制策略，是難得的整車控制策略方面的材料，全文108頁，篇幅過大，只展示了30頁，已上傳公眾號知識星球，加入知識星球解鎖更多新能源技術資源，更多獲取方法見文末。
本材料詳細的介紹了純電動汽車整車控制策略，是難得的整車控制策略方面的材料，全文108頁，篇幅過大，只展示了30頁，已上傳公眾號知識星球，加入知識星球解鎖更多新能源技術資源，更多獲取方法見文末。
新能源電動汽車電動汽車驅動電機控制器結構與功能
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 
新能源電動汽車電動汽車驅動電機控制器結構與功能
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 新能源汽車整車控制器（VCU\HCU）
概述
新能源汽車根據其動力源可分為純電動汽車(EV) 和混合動力車(HEV\PHEV)。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 基于電動汽車電池加熱器的控制方法優化
內部加熱主要包含高低頻交流電加熱和電池內部放電加熱，加熱方式主要通過電池內部的化學反應產生熱量直接對電池進行加熱，該方式加熱效率高，能耗低，但是對電池自身性能要求高且控制復雜。
外部加熱主要包括熱風加熱、液體加熱、加熱膜加熱和外置加熱器（PositiveTemperatureCoefficient，PTC）加熱，加熱方式通過外部加熱組件產生熱量，從外部對電池進行加熱，該方式能效低，加熱時間長，但是加熱簡單，更加安全實用。
本文采用的是外部加熱的方法，通過PTC將水溫加熱到較高的溫度，加熱后的熱水流經電池內部，與電池進行熱交換實現電池的加熱功能。本文將針對PTC的特性進行研究，并提出一種PTC的控制方法實現電池低溫加熱的功能，從而提升整車的動力性和續航能力。
1、電池低溫加熱系統介紹本文以某款純電動汽車為研究對象，該車型的電池加熱系統主要由動力電池、加熱器PTC、水泵、PTC水溫傳感器以及相關的管路組成，見圖1。動力電池采用一款容量為170Ah的三元鋰離子電池，在檢測到電池的溫度低于一定值后進入低溫加熱模式，請求PTC工作，通過調節PTC的不同加熱檔位將PTC的水溫控制在目標溫度區間，在PTC工作的同時請求水泵運轉提供7L/min的流量，使冷卻液流經電池內部與電池進行熱量交換實現電池的加熱功能。
本系統的核心是通過控制PTC工作將水溫加熱到一個目標溫度值并維持在目標值附近。本文設定的加熱目標溫度區間是45-50℃，設定的目標值過低會導致加熱效率過低，設置過高會導致電池內部溫差過大，通過請求PTC以不同的檔位進行加熱來維持冷卻液在目標溫度區間內。2、PTC介紹2.1 PTC檔位介紹PTC加熱器，是一類以鈦酸鋇（BaTiO3）鈦酸鍶（SrTiO3），鈦酸鉛（PbTiO3）為基本組成的半導體陶瓷。
展開 電動汽車電機驅動控制器功能安全架構研究
基于該方法，可對純電動汽車電機驅動控制器進行如下分析：控制系統的功能是“提供所需要的轉矩”，對其進行危害與可操作性分析（HOZAP）的關鍵詞可定義為“轉矩”，HOZAP分析的目的是用于識別控制系統功能的失效。表2示出對于電機驅動控制器的HOZAP分析。
限于篇幅，本文僅以“非預期的轉矩增加”的功能失效行為為例進行分析，則在整車層面產生的潛在危害是“非預期的車輛加速”。對于該危害，從不同的場景分析S，E，C等級。以“汽車在市區緩行且前方有行人”的場景為例進行分析，該場景在日常駕駛中非常常見，幾乎發生在每次駕駛中，其運行場景暴露概率（E）等級可定義為E4；非預期加速后與前方行人發生碰撞，屬于“行人/自行車事故”，極有可能造成人員死亡，其嚴重度（S）等級可定義為S3；而一般駕駛員可以通過猛踩制動踏板使車輛減速或停下，因此其可控性（C）等級可定義為C2。由此，在該運行場景下，ASIL等級可確定為C。如上所述，還應對該危害的其他場景進行分析，以便確定控制系統的最終ASIL等級，表3給出了基于“非預期的轉矩增加”幾個典型場景的HARA分析結果。
從上述分析可知，“非預期的轉矩增加”在不同的場景下所對應的ASIL等級并不相同，應選擇最高的ASIL等級進行開發（本例確定為ASILC）。需要說明的是，HARA分析是功能安全開發中非常重要而且復雜的工作，本文主要對分析方法進行研究，所做的HARA分析是基于“非預期的轉矩增加”幾個典型場景，而最終的ASIL等級確定需要綜合考慮所有場景。
1.2 微處理器需求分析
將電動汽車電機驅動控制器的安全目標分解到電機驅動控制器的微處理器中，可知微處理器部分的ASIL等級應不小于ASILC。
展開 電動汽車驅動電機控制器結構與功能
【免責聲明】文章為作者個人觀點，不代表EDC電驅未來立場。如因作品內容、版權等存在問題，請于本文布30日內聯系EDC電驅未來進行刪除或洽談版權使用事宜。
用于無刷直流電機的汽車電動直流電機控制器的工作原理
用于無刷直流電機的汽車電動直流電機控制器的工作原理-博揚智能
直流電機控制器的具體細節取決于電機類型（有刷、無刷、步進）和使用該電機的設備的功能。例如，與有刷電機的工業直流電機控制器相比，用于無刷直流(BLDC)電機的電動汽車直流電機控制器具有不同的設計和工作原理。
控制器分為數字和模擬版本。數字直流電機控制器與其模擬變體之間的主要區別在于前者包括基于微控制器(MCU)的硬件和固件。
一些直流電機控制器類型可以接收來自電機的反饋、檢測錯誤并糾正它們，使值與設定值一致。它們被稱為閉環或反饋控制器。
或者，即使發生故障，開環或非反饋控制器也不會影響這種情況，因為它不會檢測到故障。您可以在不需要自動控制的簡單系統中找到此類控制器。
開環和閉環系統是控制理論的基本概念。根據電子設備的要求或復雜性，您可以實施帶或不帶反饋的控制系統。例如，步進電機可以與開環控制器一起運行。用于高性能應用中精確定位的伺服直流電機控制器是一個閉環系統。
圖中顯示了閉環和開環控制系統的示例。在第一種情況下，機器人的電機控制器接收反饋并根據景觀條件調節速度。在非反饋系統的情況下，電機控制器得不到反饋。因此，機器人的速度在到達平臺時會降低。
展開 淺析純電動汽車驅動電機控制系統的控制過程
驅動電機系統的控制核心是驅動電機控制模塊，驅動電機控制模塊主要采用三相兩電平電壓源型逆變器。驅動電機控制系統中的各種傳感器將信號反饋給控制模塊，控制模塊根據檢測測出的電流信號、電壓信號、溫度信號對電機當前運行狀態進行監測并調整相應的參數，完成控制。驅動電機控制模塊根據溫度傳感器反饋的信息，再通過 CAN 線反饋給整車控制器整車控制模塊，來控制冷卻風扇的開啟與否、冷卻系統循環的路線，確保電機保持在理想溫度下工作。
驅動電機控制系統工作過程見圖 3。
驅動電機控制器主要功能有：
①驅動時：逆變器將蓄電池提供的直流電逆變為電壓頻率可調的三相交流電，供電動機使用，驅動汽車運行。
②制動時：電動機做發電機運行將動能變為電能產生三相交流電，經逆變器變為直流電反饋回蓄電池，進行再生制動。
③運行速度控制：采用脈寬調制控制改變逆變器輸出的三相交流電的電壓和頻率就可以改變電機的轉速，從而對汽車進行調速。
④運行方向控制：通過改變逆變器中控制模塊的導通順序就可以改變輸出三相交流電的相序，即改變了三相異步電動機定子三相繞組所接交流電的相序，三相異步電動機反轉，從而改變汽車的運行方向。
⑤驅動與制動控制：通過改變逆變器輸出三相交流電的頻率，改變三相異步電動機的轉差頻率的正負，控制三相異步電動機是處于電動機狀態還是發電機狀態，從而控制汽車的驅動和制動。
驅動電機控制系統的所有傳感器將信號反饋給驅動電機控制模塊，控制模塊對采集到的信號進行分析處理后，將電機運行狀況信息通過數據 CAN 線反饋到整車的控制模塊。整車控制模塊根據電機的運行狀況及相關傳感器信號分析處理后發出指令給驅動電機控制模塊，對驅動電機的工作進行實時控制，從而完成驅動電機的各種功能。
展開 
純電動汽車整車及三電系統設計開發
需要批量下載和及時更新最新汽車行業學習資料、技術資料、行業報告的朋友，可以加入我們的《EV汽車邦》知識星球，大量的中外文精品汽車行業資料將會優先分享到知識星球中，加入即可下載全部報告。
《EV汽車邦》知識星球加入請掃描以下二維碼
↓↓↓
歷史發布報告，星球↓內免費下載
（更多報告請星球↑內按關鍵詞搜索）
新人優惠券
1、電動汽車充電系統技術原理及解析（技術干貨，建議收藏）
2、108頁PPT，純電動汽車整車控制策略（技術干貨、建議收藏）
3、特斯拉專利解析報告（專利都在這，建議收藏）
4、電動汽車正向開發對動力電池性能要求及系統熱失控防護措施（PPT可下載）
5、日本專家看呆！拆解五菱宏光MINIEV后直呼：成本太低，我們造不了（附拆解報告可下載）
6、卷起來了：海通剛拆完比亞迪，中信就拆了特斯拉（報告可下載）！
展開 純電動汽車整車級高壓線束開發
安全性能方面；
采用高壓互鎖，高壓互鎖分為內置式和外置式，因內置式布局緊湊體積小，電動汽車上均采用內置式，并通過VMS或BMS等控制器檢測高壓互鎖，要求高壓連接器分開后，帶電部分能夠在1S內降低到60Vd.c和30Va.c以下，
才能保證人身安全。
維修開關MSD即手動維護開關是保證純電動汽車高壓電氣安全的關鍵部件，是能夠在關鍵時刻實現高壓系統電氣隔離的執行部件，能夠將分斷裝置和熔斷器兩者高度整合，在內部配置合適的熔斷器同時也可以起到電路過流和短路保護的保護，合理的設計和操作維修開關對于電動汽車的電氣安全起到至關重要的作用。
充電接口目前分為兩種，交流充電接口和直流充電接口，而交流接口是將交流電網電源通過纜上控制與保護裝置接入到車載充電機。直流接口是將帶控制引導功能的直流供電設備直接接入到電動汽車電池上。交流接口額定電壓250Va.c或440Va.c，額定電流電流不超過63A，直流接口額定電壓750Vd.c或1000Vd.c，額定電流不超過250A，根據整車布置要求來確定充電接口的額定電壓電流值，交直流充電接口其他相關電氣特性等參數必須滿足國標GBT20234.2-2015和GBT20234.3-2015的要求。
展開 三星決定不進軍電動汽車整車市場
據報道，兩名直接參與相關事宜的知情人士稱，韓國三星集團近期已決定不會生產自己品牌的電動汽車。
圖片來源：三星SDI
根據知情人士的說法，做出上述決定的主要原因，是該公司并不認為進入電動汽車整車市場將獲得可持續的利潤，因此其將繼續聚焦半導體代工業務，也不希望與頂級客戶發生任何潛在沖突。
其中一名知情人士表示，“在與客戶進行了全面的評估、回應和討論后，三星高層達成了共識，即無論從利潤角度還是客戶管理角度，進軍電動汽車整車領域都不合適。”
知情人士透露，三星的目標是為客戶提供一流的、可負擔得起的設備。對于需要解決很多設計問題的整車業務，三星需要做的還有很多。“而這將帶來很高的成本，而且從三星的角度看，此舉不一定能創造價值。”
三星擁有垂直整合的業務結構，以及自己的成品制造能力，并向全球科技公司銷售零部件。比如，三星電子是全球最大的電視等家用電器和存儲芯片制造商；三星SDI向寶馬供應電動汽車電池，并計劃與Stellantis建立電池合資企業；顯示器子公司Samsung Display向汽車制造商供應顯示器；零部件子公司 Samsung Electro-Mechanics的客戶之一是特斯拉。
“關鍵是，三星沒有必要讓客戶不滿，因為智能手機業務的盈利能力已經不如以前。鑒于該公司在零部件領域的地位和實力，對客戶進行清晰有效的管理將非常重要。三星電子從與蘋果的爭端中得到的另一個重要教訓是，需要始終保持以服從為中心的客戶管理意識，”其中一名知情人士如是說。
-END-
展開 電動汽車整車級高壓線束開發注意事項
3 高壓連接器選型
3.1 高壓連接器
電性能方面：需要考慮額定工作電壓、額定工作電流、絕緣電阻、耐壓等級、屏蔽和互鎖等相關電性能參數。環境性能方面：需要考慮工作溫度、環境溫度、鹽霧等級、阻燃等級、耐溶液試劑以及禁用物質等方面的要求。根據不同設計要求還會有其他方面的要求。
機械性能方面：根據不同的工況來測試耐振動以及相應的機械壽命。
安全性能方面：采用高壓互鎖，高壓互鎖分為內置式和外置式，因內置式布局緊湊體積小，電動汽車上均采用內置式，并通過VMS或BMS等控制器檢測高壓互鎖，要求高壓連接器分開后，帶電部分能夠在1S內降低到60Vd.c和30Va.c以下。才能保證人身安全。
3.2 維修開關
MSD即手動維護開關是保證純電動汽車高壓電氣安全的關鍵部件，是能夠在關鍵時刻實現高壓系統電氣隔離的執行部件，能夠將分斷裝置和熔斷器兩者高度整合，在內部配置合適的熔斷器同時也可以起到電路過流和短路保護的保護，合理的設計和操作維修開關對于電動汽車的電氣安全起到至關重要的作用。
3.3 充電接口
充電接口目前分為兩種，交流充電接口和直流充電接口，而交流接口是將交流電網電源通過纜上控制與保護裝置接入到車載充電機。直流接口是將帶控制引導功能的直流供電設備直接接入到電動汽車電池上。交流接口額定電壓250Va.c或440Va.c，額定電流電流不超過63A，直流接口額定電壓750Vd.c或1000Vd.c，額定電流不超過250A，根據整車布置要求來確定充電接口的額定電壓電流值，交直流充電接口其他相關電氣特性等參數必須滿足國標GBT20234.2-2015和GBT20234.3-2015的要求。
展開 