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今天整理点整车控制器资料，从一些论文拷贝过来的，做一个简单的介绍。 整车控制器是纯电动汽车整车电子控制系统的关键设备。与传统内燃机汽车中的发动机管理系统（EMS）功能相似，纯电动汽车的整车控制器能够合理分配能量，最大限度地提高车载电池能量的利用效率。整车控制器的电控单元（VCU）是整车控制器系统的核心。当今，电动汽车上电子设备日趋增多，控制系统越来越复杂，先进的整车控制结构对于确保车辆安全可靠行驶以及提高各控制系统之间数据传递效率具有重要意义。申请国外某专利的电动汽车整车控制系统如图 所示，该系统能够实现电机驱动控制、温度控制、能量管理控制等功能，主要由传感器输入及开关系统、系统驱动输出、控制单元输出系统等分系统组成。
 整车控制系统组成和工作原理 纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、加速踏板、制动踏板、整车通信网络以及液晶显示单元等组成，如图 所示。纯电动汽车整车控制器采集点火信号、制动踏板信号、加速踏板信号、电机模块信号、电池管理系统信号，然后对驾驶员意图和车辆行驶状态进行判断，控制电动汽车进入不同的运行模式工作。整车控制系统按照执行任务的层级可分为决策层、协调层、执行层等部分。决策层由驾驶员构成；整车控制器作为协调层根据车辆实时状态和决策层的指令对驾驶员的操作目的做出合理判断；整车控制器将控制指令发送给执行层，由执行层执行相应控制命令。整车控制系统是一个闭环控制系统，依靠反馈修正控制误差，有助于提高控制系统的稳定性和安全性。  整车控制器主要功能 整车控制器接收传感器传送的数据和驾驶员操作指令，按照控制策略进行处理后发送控制指令到电机控制单元、电池管理系统、车内服务设施等控制单元，并对车辆运行状态进行实时监控。在电动汽车制动过程中进行制动能量回馈控制，提高纯电动汽车的续驶里程。整车控制器直接或者通过 CAN 总线和其他电控单元进行数据和控制指令的传递。以整车控制器为中心节点的整车通信网络使数据的传递更为迅速、可靠。 整车控制器实现的主要功能有： 1. 控制纯电动汽车行驶，协调电动汽车各个分系统正常工作。这是整车控制器最基本的功能。整车控制器根据司机的驾驶意图和车辆实时状态按照设定的控制程序向相关电控单元发送控制信号。例如，当驾驶员踩下加速踏板时，整车控制器向电机控制单元发送电机输出转矩信号，电机控制系统控制电机按照驾驶员的意图输出扭矩。 2. 控制液晶显示单元显示车辆运行状态。实时监测车辆的状态可以使驾驶员准确了解车辆行驶状态。整车控制器直接或者通过 CAN 总线通信获得车速、电池剩余电量、电机转速、电流等车辆运行数据，将这些数据通过液晶显示单元进行显示，便于驾驶员准确掌握车辆整体运行状况完成相应操作。 3. 对整车通信网络进行管理。纯电动汽车整车通信网络是基于 CAN 总线技术的通信网络，具有多个主从节点，整车控制器作为车载网络的主节点，负责对网络状态的监管和对信息优先权的动态分配，对车载网络的正常运行具有重要意义。 4. 进行制动能量回馈控制。纯电动汽车的电机可以工作在再生制动状态，对制动能量进行回收利用是纯电动汽车和传统能源汽车的重要区别。整车控制器根据行驶速度、驾驶员制动意图和电池组状态进行综合判断后，对制动能量回馈进行控制。如果达到回收制动能量的条件，整车控制器向电机控制单元发送控制指令，使电机工作在发电状态，将部分制动能量储存在动力电池组中，提高车辆能量利用效率。 5. 故障检测与诊断。整车控制器对整车运行状态进行实时监控。发生故障时及时报警、采取安全措施并发送错误代码，确保车辆安全行驶。 6. 进行整车能量优化。纯电动汽车有很多用电设备，包括电机和空调设备等。整车控制器可以对能量进行合理优化来提高纯电动汽车的续驶里程。例如当动力电池组电量较低时，整车控制器发送控制指令关闭部分起辅助作用的电气设备，将电能优先保证车辆的安全行驶。 7. 对纯电动汽车具有保护功能，按照出现故障的类别对整车进行保护，紧急情况下可以采取必要措施进行安全保护，以防止极端情况的发生。 为了保证整车控制器实现整车控制系统定义的各项功能，确保电动汽车在各种恶劣行驶条件下能够正常工作，整车控制器必须能够快速准确采集信息并进行分析计算能力。在整车控制器研发过程中必须满足一定的技术指标，主要包括：能够按照整车控制策略，向控制单元发送指令，确保车辆安全行驶；能够准确迅速处理相关数据，存储能力强，易于扩展；电磁兼容性好，抗干扰能力强，能够适应恶劣的行驶环境等。 整车控制器车辆行驶控制模式 1. 起步行驶模式 整车控制器在完成对电动汽车的上电自检后，如果采集到驾驶员加速踏板信号，开始计算电机转矩，发送扭矩需求给电机控制单元。然后电机控制单元控制电机启动使电动汽车平稳起步。如果检测到动力电池组电量低于安全值，发送报警信号提醒驾驶员采取相应措施。 2. 行车模式 在行车模式中，整车控制器根据车辆实时状态，按照相应控制策略发送控制指令给控制单元。例如当检测到加速踏板信号时，整车控制器将计算出的电机转矩发送给电机控制单元，输出加速扭矩提高车辆行驶速度；如果车辆出现故障或电池电流过低，整车控制器发送报警信号提示驾驶员采取相应措施。 3. 再生制动模式 纯电动汽车区别于传统内燃机动力汽车的主要特点是可以对制动能量进行回收，即在制动过程中采用合理的制动能量回馈控制策略使电机工作在发电状态，对部分制动能量进行回收利用，提高车载能量利用效率。本文将在第四章对制动能量回馈控制策略进行详细阐述。 4. 安全保护模式 在纯电动汽车运行模式中设置安全保护模式有着重要意义，可以确保电动汽车在驱动系统出现非严重故障时继续行驶。在安全保护模式下，电机转矩受到整车控制器的限制，防止极端情况的发生。 电池管理 动力型电池组是纯电动汽车唯一的动力来源，对电池组进行有效管理是纯电动汽车整车能量管理的重要内容。作为纯电动汽车项目的另一个研究方向，电池管理系统（BMS）是直接进行电池管理的控制单元，同时也是整车能量管理系统的重要组成部分。整车控制器通过 CAN 总线通信网络对电池管理系统进行控制，实现对电池进行有效管理。并且通过电池管理系统获取电池信息，为整车能量的优化控制提供参考。电池管理系统实现的主要功能有： 1. 对电池信息进行采集。准确采集电池组的充放电电流、电压、环境温度等数据，将电池组的信息通过CAN总线通信网络发送给整车控制器。 2. 进行电池SOC估算。整车控制器在进行整车能量管理时，必须考虑电池组状态。电池剩余电量SOC(State Of Charge)是衡量电池状态的重要指标，表示电池当前剩余电量与额定电量的比值。如何根据电池的端电压，充放电电流，内阻等参数对电池剩余容量进行估计是电池管理系统研究的关键问题之一。 3. 对电池组进行充放电控制。对电池组进行充放电控制对于保证电池组安全工作，防止电池过度充放电有着重要意义。整车控制器通过对电池管理系统的控制实现电池的充放电转换。 4. 故障诊断及处理。动力型电池组的运行环境非常恶劣复杂，一旦出现故障必然会导致电池性能的下降，情况严重会导致电池报废甚至爆炸。因此，电池管理系统必须具备及时预防故障和及时处理故障的能力。动力型电池组可能出现的故障主要有：过充、过放、过温、过流、容量过高、容量过低等。电池管理系统的故障诊断及处理是实现电池组安全工作的重要保障。 5. 对电池组进行均衡控制。锂电池组单体间的不一致型是固有的，为了延长电池的使用寿命，电池管理系统需要提供均衡措施尽量减小单体电池之间的差异。对动力型锂电池组进行均衡控制对提高电池使用寿命有着重要意义。 整车控制器通过对电池管理系统的有效控制，确保电池组安全可靠工作，同时通过电池管理系统获得电池的实时工作状态，为整车能量优化提供重要参考依据。
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