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新能源汽车的大三电系统中的整车控制器

首先我来给大家解释一下，汽车里其实有大三电和小三电，通常我们说的三电系统是电机、电控、电池，小伙伴随我一起研究一下关键的整车控制器。

关于电动汽车整车控制器
纯电动汽车整车控制系统主要由辅助模块、电力驱动模块和电源模块构成。 电动汽车整车控制器是纯电动汽车的核心控制器件，主要功能为采集车辆信息 / 驾驶员意图 / 控制车辆运行 / 诊断车辆故障。

1.电力驱动模块组成：电机控制器MCU、 VCU、驱动电机、驱动桥。关于VCU才是是整车控制系统的关键，其由经过搜集驾驶员发出的钥匙信号、档位信号、踏板信号等去分析驾驶员的操作意图，而且及时读取电池管理系统BMS与MCU 等传输的通讯信息来得到车辆的实时状态，VCU再按照控制策略由CAN 总线向 BMS与MCU 等发送相应的控制指令，最终去控制整车的每个部件进行良好的运行。MCU能够把动力电池的直流电逆变为三相交流电来驱动电机的运行，电机再经过驱动桥带动车轮转动从而达到整车的行驶状态。

2.辅助模块组成：动力转向系统、辅助动力电源、DC/DC 变换器、显示车辆运行信息的组合仪表、空调、照明、音响等。其中DC/DC 变换器，它是用在把动力电池的高压转换成低压存储到辅助动力电源中来为 VCU、空调、门窗、音响等低压部件来进行供电；关于动力转向系统，它能够依照驾驶员的想法去改变汽车的行驶方向；关于汽车的辅助动力电源通常是12V。
3.电源模块组成： BMS、车载充电器、动力电池。用户在使用充电桩等外部电源经过车载充电器来为动力电池进行充电；动力电池用在为驱动电机与整车低压部件进行供电；BMS用在控制动力电池的充放电，而且持续监测动力电池的状态，能够由CAN 通讯将动力电池的电量等信息反馈给VCU。

小伙伴已经对其有一定的了解，那么在深入到汽车整车控制器(VCU)作的功能
下述为整车控制器在纯电动整车中的控制示意图。在图中的整车控制器硬件通过 CAN 通信模块 、电源模块、MCU 最小系统模块、信号处理模块 、驱动输出模块等组成。

再来聊它通过结构功能图来表达功能地实现。
整车控制器(VCU)还负责整车网络管理、车辆运行状态管理、档位管理、附件管理、能量管理、故障诊断、高压上下电管理等。
关于整车网络管理方面，它是负责整车网络的报文重组和路由，还经网络管理其他 ECU 的睡眠及唤醒的工作。
关于车辆运行状态管理方面，它是对整车的制动、驱动、能量回收等状态进行控制和管理。
关于整车能量管理方面，它是对整车的能量进行控制，以此实现驾驶的动力性、经济性、舒适性的需求。
关于整车附件管理方面，它是控制整车中的风扇的速度、空调、真空泵等。
关于故障诊断方面，它可以动态情况下对车辆工作状态的方式进行监测，且预估应对整车故障的发生。
关于高压上下电管理方面，它是控制高压盒中继电器实现电池包、充电机、电机控制器、直流转换器的连接。

其实对单电机驱动的纯电动汽车，通常不会去单独对VCU进行设计，是通过电机控制器去实现 VCU 的功能，比如扭矩计算、再生制动能量回收等功能；对采用四轮驱动和轮毂电机驱动的纯电动汽车，才会去单独对VCU进行设计，那么VCU 的功能撇开对驾驶员意图进行解析、制动能量的回收、扭矩的计算等，还可以用在对多个驱动电机同步运行的协调。下面是特斯拉的某款运用轮毂电机驱动方式的纯电动汽车 VCU 原理图。它是经过收集四个车轮的转速、驾驶员发出的信号、电池管理系统、电机控制器等发出的通讯报文来获取当前车辆的运行状态，再解析驾驶员意图且进行扭矩的计算与分配，从而向对应的部件发送控制指令，最终实现车辆行驶的驱动。