整車(chē)控制器是電動(dòng)汽車(chē)各個(gè)子系統(tǒng)的調(diào)控中心，協(xié)調(diào)管理整車(chē)的運(yùn)行狀態(tài),，也是電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)之一,。就像真正的美女是需要智慧與美貌并存，光有身材,，哪怕前凸后翹,，S型，xiong器逼人,，也只能從肉體上感覺(jué)很誘人,，可遠(yuǎn)觀卻無(wú)法多溝通，這就是大家常說(shuō)的胸大無(wú)腦，而VCU就是汽車(chē)的大腦,，能夠讓汽車(chē)變得智能化,，更懂你，可遠(yuǎn)觀也可褻玩焉,！

今天

漫談君就和大家聊一聊

整車(chē)控制器（VCU）開(kāi)發(fā)的方法和流程

在電動(dòng)汽車(chē)中，VCU是核心控制部件,，它根據(jù)加速踏板位置,、檔位、制動(dòng)踏板力等駕駛員的操作意圖和蓄電池的荷電狀態(tài)計(jì)算出運(yùn)行所需要的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩等參數(shù),，從而協(xié)調(diào)各個(gè)動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng),，保障電動(dòng)汽車(chē)的正常行駛。此外,，可通過(guò)行車(chē)充電和制動(dòng)能量的回收等實(shí)現(xiàn)較高的能量效率,。在完成能量和動(dòng)力控制部分控制的同時(shí)，VCU還可以與智能化的車(chē)身系統(tǒng)一起控制車(chē)上的用電設(shè)備,，以保證駕駛的及時(shí)性和安全性,。因此，VCU的設(shè)計(jì)直接影響著汽車(chē)的動(dòng)力性,、經(jīng)濟(jì)性,、可靠性和其他性能。

1）整車(chē)能量分配及優(yōu)化管理,；

根據(jù)駕駛員的具體操作和實(shí)際工況對(duì)車(chē)輛進(jìn)行管理、優(yōu)化及調(diào)整,，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化能量供給,，延長(zhǎng)車(chē)輛使用壽命，提高車(chē)輛運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,。

2）故障處理及診斷功能,；

對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行診斷、提示和主動(dòng)修復(fù)工作,。

3）系統(tǒng)狀態(tài)儀表顯示,；

       4）整車(chē)設(shè)備管理

監(jiān)控各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,。

5）系統(tǒng)控制

根據(jù)既定的操控程序?qū)︸{駛員的各項(xiàng)操作進(jìn)行及時(shí)響應(yīng),，實(shí)時(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,。

VCU為純電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)度控制中心,，負(fù)責(zé)與車(chē)輛其他部件進(jìn)行通信，協(xié)調(diào)整車(chē)的運(yùn)行,。VCU系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，如下圖所示。

其主要包含電源電路,、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊,、模擬量輸入模塊及CAN通訊模塊。

1）電源模塊從車(chē)載12V蓄電池取電,，開(kāi)關(guān)量輸入模塊接收的信號(hào)主要有鑰匙信號(hào),、擋位信號(hào)、制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)等,；

2）開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)主要是控制繼電器,，其在不同整車(chē)系統(tǒng)中意義略有不同，一般情況下控制如水泵繼電器及PTC繼電器等,；

3）模擬量輸入模塊采集加速踏板和制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)及蓄電池電壓信號(hào)等,；

4）CAN模塊負(fù)責(zé)與整車(chē)其他設(shè)備通信，主要設(shè)備有電機(jī)控制器（MCU）,、電池管理系統(tǒng)（BMS）及充電機(jī)等。

整車(chē)系統(tǒng)通過(guò)CAN通信網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)子控制系統(tǒng)連接在一起,。整車(chē)系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。VCU起到協(xié)調(diào)管理整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的功能,，是各個(gè)子設(shè)備的通信服務(wù)端,。

根據(jù)整車(chē)工況和動(dòng)力總成狀態(tài)不同,，劃分為如下幾種工作模式：

如果鑰匙門(mén)信號(hào)處于ON檔，則啟動(dòng)自檢模式,，閉合主繼電器,，同時(shí)VCU進(jìn)行自檢，如果自檢失敗進(jìn)入故障處理模式,，自檢通過(guò)等待啟動(dòng)信號(hào),。

駕駛員通過(guò)打開(kāi)鑰匙等操作,，使VCU上電,，然后喚醒CAN網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)開(kāi)始工作。當(dāng)整車(chē)所有設(shè)備都正常啟動(dòng)后,，系統(tǒng)進(jìn)入READY狀態(tài),，指示可以進(jìn)行正常駕駛操作。

如果鑰匙門(mén)信號(hào)處于START擋，同時(shí)自檢模式有效,，擋位在P擋,，沒(méi)有禁止啟動(dòng)故障則進(jìn)行高壓上電程序，同時(shí)VCU給電機(jī)系統(tǒng),、DC-DC及空調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)送高壓上電請(qǐng)求命令,，電機(jī)系統(tǒng)、DC-DC及空調(diào)控制系統(tǒng)檢測(cè)沒(méi)有高壓故障則反饋給VCU準(zhǔn)許上高壓指令,，VCU通過(guò)控制高壓預(yù)充電及主繼電器實(shí)現(xiàn)高壓上電過(guò)程,，高壓上電結(jié)束后儀表上EV-Ready燈亮，完成啟動(dòng)模式,。

如下圖所示，當(dāng)車(chē)輛由靜止不踩加速踏板起步限車(chē)時(shí),，期望電機(jī)轉(zhuǎn)矩以某可標(biāo)定的汽車(chē)轉(zhuǎn)矩Start-T為目標(biāo)值,，當(dāng)車(chē)速V＜V1時(shí)以某個(gè)斜率上升，以克服車(chē)輛的靜止摩擦阻力,；

當(dāng)車(chē)速V＞V2時(shí)采用通過(guò)控制電機(jī)功率,，將車(chē)速控制在一個(gè)合理的速度范圍內(nèi)，輸出的電機(jī)扭矩進(jìn)行一個(gè)濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行平滑處理,，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的電起步,。

行駛模式主要根據(jù)加速踏板位置及車(chē)輛行駛狀態(tài),，實(shí)時(shí)控制電機(jī)扭矩指令,，實(shí)現(xiàn)按駕駛員意圖控制車(chē)輛運(yùn)行。行駛控制過(guò)程中的控制方式分為恒轉(zhuǎn)扭矩控制和恒功率控制,，如下圖所示,，VCU的控制輸出是轉(zhuǎn)矩，功率是約束條件,。

當(dāng)電機(jī)輸出功率沒(méi)有達(dá)到期望功率時(shí),，VCU采用恒轉(zhuǎn)扭矩控制策略，期望轉(zhuǎn)矩T*（k）,，輸出轉(zhuǎn)矩T（k）=T*（k）,；

當(dāng)電機(jī)輸出功率達(dá)到期望功率后，VCU采用恒功率控制策略,，期望輸出功率為P*（k）,，如果k時(shí)刻電機(jī)轉(zhuǎn)速n（k）＞nk，則采用功率控制,，P（k）=P*（k）,，輸出轉(zhuǎn)矩T（k）=P（k）×9.55/n（k）,。

VCU采集來(lái)自駕駛?cè)藛T的控制信號(hào)（擋位信號(hào)、加速踏板信號(hào),、車(chē)輛模式等）,，并根據(jù)系統(tǒng)的限制條件，經(jīng)算法運(yùn)算向MCU輸出驅(qū)動(dòng)扭矩,，控制汽車(chē)的運(yùn)行,。根據(jù)駕駛員的不同需要，可以實(shí)現(xiàn)蠕行,、前進(jìn),、后退、巡航,、一般模式行駛,、運(yùn)動(dòng)模式行駛、經(jīng)濟(jì)模式行駛等運(yùn)行方式,。

相比傳統(tǒng)燃油車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)能量回收,。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí),，VCU通過(guò)狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，推算所需的制動(dòng)扭矩,。此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)從工作模式轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)模式向動(dòng)力電池組充電,。

再生模式實(shí)現(xiàn)特定工況下控制電機(jī)發(fā)給電池充電,，根據(jù)制動(dòng)踏板狀態(tài)分為滑行再生發(fā)電及制動(dòng)再生兩種情況，下圖為制動(dòng)策略示意圖：

滑行再生與制動(dòng)再生采取的發(fā)電扭矩,，當(dāng)車(chē)速V大于車(chē)速V2的條件采取恒扭矩發(fā)電,，制動(dòng)再生扭矩為T(mén)2，滑行再生扭矩為T(mén)1,，車(chē)速V大于車(chē)速V1小于V2時(shí),，電機(jī)制動(dòng)再生或滑行再生發(fā)電扭矩按比例逐漸較小，車(chē)速小于V1取消電機(jī)發(fā)電,，同時(shí)電機(jī)發(fā)電扭矩取決于與當(dāng)前車(chē)速及電機(jī)的發(fā)電能力,。然后經(jīng)過(guò)電池準(zhǔn)許的功率限制后輸出給電機(jī)。

停車(chē)模式是整車(chē)運(yùn)行過(guò)程中無(wú)故障出現(xiàn),，駕駛者正常關(guān)閉鑰匙，此模式中VCU控制電機(jī)和電池系統(tǒng)下電,，然后控制各個(gè)附件設(shè)備關(guān)閉,，完成自下電過(guò)程,。

整車(chē)故障一般分為2級(jí)（1級(jí)故障和2級(jí)故障）,。故障來(lái)自于VCU,，BMS，空調(diào)等終端設(shè)備或者加速踏板器等輸入傳感設(shè)備,。這里定義1級(jí)故障為嚴(yán)重故障,，2級(jí)故障為一般故障。整車(chē)系統(tǒng)出現(xiàn)2級(jí)故障時(shí),，汽車(chē)進(jìn)入跛行故障模式,，主要以限制系統(tǒng)輸出功率的方式實(shí)現(xiàn)。整車(chē)系統(tǒng)出現(xiàn)1級(jí)故障時(shí),，整車(chē)系統(tǒng)進(jìn)入緊急停止工作狀態(tài),。

充電時(shí),，插上充電槍?zhuān)潆姍C(jī)開(kāi)始工作,，VCU被觸發(fā)上電。在檢測(cè)到充電連接信號(hào)后,，VCU監(jiān)控整車(chē)當(dāng)前狀態(tài)允許充電時(shí)啟動(dòng)BMS,，然后BMS與充電機(jī)進(jìn)行通信，啟動(dòng)充電過(guò)程,，VCU持續(xù)監(jiān)測(cè)BMS及充電機(jī)的狀態(tài)信息,，如果充電則儀表控制器顯示充電燈充電狀態(tài)。充電過(guò)程出現(xiàn)故障時(shí)VCU會(huì)及時(shí)切斷BMS繼電器,，以中斷充電過(guò)程,，防止發(fā)生危險(xiǎn)事故。

如果鑰匙門(mén)信號(hào)在OFF擋,，則啟動(dòng)下電模式，VCU根據(jù)電機(jī),、空調(diào)等高壓系統(tǒng)的準(zhǔn)許下高壓信號(hào)來(lái)控制BMS系統(tǒng)斷開(kāi)高壓繼電器,，同時(shí)VCU根據(jù)電機(jī)系統(tǒng)的溫度來(lái)確認(rèn)是否要延時(shí)下電，溫度降到一定范圍內(nèi)時(shí),，關(guān)閉電機(jī)冷卻水泵和冷卻風(fēng)扇,，關(guān)閉電源主繼電器，下電完成,。

純電動(dòng)車(chē)的整車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)和電機(jī)控制系統(tǒng)組成，并通過(guò)CAN總線方式與整車(chē)網(wǎng)絡(luò)通信,。

1）VCU通過(guò)采集到的踏板開(kāi)度信號(hào)和擋位等信號(hào),，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)矩計(jì)算,，得出最后的扭矩信息。扭矩信息通過(guò)CAN總線由VCU發(fā)送到MCU,，MCU收到相應(yīng)的控制信號(hào)后,，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。

2）根據(jù)汽車(chē)的運(yùn)行狀況,，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式分為電動(dòng)模式和發(fā)電模式,。電動(dòng)模式下整車(chē)運(yùn)行在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，汽車(chē)屬于行駛狀態(tài),；發(fā)電模式下整車(chē)運(yùn)行在滑行或制動(dòng)狀態(tài),，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回饋。

3）電機(jī)控制系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下,，MCU實(shí)時(shí)向VCU上報(bào)狀態(tài)信息和故障信息,，并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)做出及時(shí)處理。VCU接收到MCU的各項(xiàng)信息后,，會(huì)根據(jù)信息的內(nèi)容對(duì)整車(chē)系統(tǒng)做出合理的控制,。

純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)能量的唯一來(lái)源為動(dòng)力電池組,，通過(guò)BMS有序管理,。VCU通過(guò)總線與BMS通信。

1）BMS能夠向VCU上報(bào)剩余電量信息,、電池箱總電壓和總電流,、電池系統(tǒng)溫度信息、電池輸出繼電器狀態(tài)等,。

2）VCU根據(jù)汽車(chē)控制策略以及來(lái)自總線上的電池狀態(tài)和電機(jī)狀態(tài)信息以閉合或者斷開(kāi)BMS的總正/負(fù)繼電器,，完成高壓回路的閉合和斷開(kāi)功能。

3）與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比,，電動(dòng)汽車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)能量回饋功能,。當(dāng)整車(chē)處于減速滑行或制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，VCU控制汽車(chē)產(chǎn)生再生制動(dòng)力矩,，使電機(jī)發(fā)電，并將電機(jī)發(fā)出的電能回充到動(dòng)力電池中,，以實(shí)現(xiàn)有效的制動(dòng)能量回收,。

在純電動(dòng)汽車(chē)上除了動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)的主要零部件外,，還有加熱PTC,、電動(dòng)空調(diào)（AC）、電動(dòng)真空泵等諸多用電器,，VCU需要采集和監(jiān)控這些用電器的信號(hào)狀態(tài),，結(jié)合整車(chē)狀態(tài)判斷是否允許這些用電器正常以及處于什么狀態(tài),。

故障處理及診斷功能也是VCU控制策略的重要組成部分,，在VCU的代碼量中甚至到達(dá)60%以上的,。

VCU的故障主要分為傳感器（加速踏板傳感器）故障,、繼電器（空調(diào)繼電器等）故障以及CAN總線故障,。傳感器故障可從硬件和軟件兩方面來(lái)檢測(cè)處理。CAN總線故障主要有總線節(jié)點(diǎn)脫離和負(fù)載過(guò)高等,。依據(jù)故障的嚴(yán)重程度,，將故障分為2個(gè)等級(jí)，即2種故障模式,。發(fā)生某種故障,，就整車(chē)運(yùn)行進(jìn)入相應(yīng)故障模式。

電動(dòng)汽車(chē)上電子單元諸多,，當(dāng)某些器件出現(xiàn)故障時(shí)就難以快速的檢測(cè)出來(lái)。為了維修人員能夠快速,、準(zhǔn)確地確定故障的位置,，電動(dòng)汽車(chē)上VCU一般采用基于UDSISO15765協(xié)議）的診斷服務(wù)功能。

VCU對(duì)汽車(chē)的狀態(tài)信息進(jìn)行采集和處理,，將重要的狀態(tài)和故障信息發(fā)送給儀表進(jìn)行顯示，其顯示的主要內(nèi)容有：

為了實(shí)現(xiàn)VCU的主要功能,，必須通過(guò)VCU的硬件和軟件兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件控制策略是實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的關(guān)鍵,，必須依靠硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能,，但硬件有其固有的缺陷：一旦硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)成型后，不易于修改,；軟件程序可以上萬(wàn)次地輸入單片機(jī),，有利于系統(tǒng)的升級(jí)。事實(shí)上,，在正確配置硬件的基礎(chǔ)上,，合理應(yīng)用已有的硬件，可大大減少軟件工作量,；同時(shí),，完善軟件也可填補(bǔ)硬件的不足，給研發(fā)、維護(hù)和檢修帶來(lái)很大方便,，所以軟件是核心,，硬件是基礎(chǔ)，缺一不可按照系統(tǒng)的功能以及工況情況分析,，該VCU的設(shè)計(jì)思路如下：

1）至少2路以上的CAN總線,，建議3路。

2）可靠工作時(shí)間長(zhǎng)度保證大于車(chē)輛使用周期,。

3）鑒于設(shè)備需要極高的可靠性,，所以要求雙系統(tǒng)獨(dú)立并協(xié)同工作，在出現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)故障時(shí),，另一個(gè)系統(tǒng)能夠保證整車(chē)系統(tǒng)工作,。

4）能夠開(kāi)放給駕駛員選擇電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng),、外接充能設(shè)備的各類(lèi)工況選擇,。

5）擁有外接診斷接口，可以通過(guò)外接設(shè)備進(jìn)行在線診斷,。

6）多路信號(hào)采集和多路功率控制輸出,。

VCU開(kāi)發(fā)主要采用“V”模式,，所有控制策略與仿真模型都是利用框圖化的基本模塊建立起來(lái)的,，主要包括控制方案的設(shè)計(jì)、離線仿真,、快速控制原型,、產(chǎn)品自動(dòng)代碼生成及集成、硬件在環(huán)仿真測(cè)試和標(biāo)定（臺(tái)架及道路實(shí)車(chē)測(cè)試標(biāo)定）,，如圖所示,。

1）建立對(duì)象數(shù)學(xué)模型,。

2）設(shè)計(jì)控制方案,。

3）以Matlab或者RTC為平臺(tái)建立模型并進(jìn)行仿真分析、測(cè)試,，如圖所示,。

1）保留需要下載到dSPACE或者M(jìn)otoron等快速原型的模塊中,。

2）用硬件接口關(guān)系代替原來(lái)的邏輯連接,。

3）對(duì)I/O進(jìn)行配置。

1）利用Matlab自帶的RTW或者商業(yè)的Target Link工具將整車(chē)控制策略模型自動(dòng)生成C代碼。

2）利用code warrir或者GNU等軟件集成工具,，將控制策略生成的C代碼應(yīng)與VCU硬件底層程序集成,。

3）通過(guò)bootloader自動(dòng)下載到VCU硬件系統(tǒng)中,。

硬件在環(huán)（Hardware-in-loop,，HIL）即指由硬件控制器與模擬器之間形成一個(gè)以數(shù)據(jù),、信號(hào)進(jìn)行交流的閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)虛擬的整車(chē)駕駛環(huán)境,、道路環(huán)境的建立,，與實(shí)際的控制器硬件之間建立循環(huán)系統(tǒng)，測(cè)試該控制器在虛擬環(huán)境下的各種功能,。如下圖所示,。

基于CAN總線的標(biāo)定協(xié)議CAN Calibration Protocol,，（CCP）是一個(gè)連接開(kāi)發(fā)工具和VCU的軟件接口協(xié)議,，該協(xié)議定義了模塊標(biāo)定、數(shù)據(jù)采集和存取flash中運(yùn)行數(shù)據(jù)的方法,，在整車(chē)控制策略中,，可以利用CCP實(shí)現(xiàn)以下功能：

①實(shí)時(shí)在線測(cè)試；

②各傳感器檢測(cè)和標(biāo)定,；

③報(bào)警或出錯(cuò)值的調(diào)整,；

④程序下載。

V字型開(kāi)發(fā)流程大大縮短了VCU的開(kāi)發(fā)周期,，節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本,，并能保證代碼的高質(zhì)量和控制系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)為未來(lái)新的控制功能設(shè)計(jì)提供了圖形化的接口平臺(tái),。

1）合適性

VCU軟件體系結(jié)構(gòu)要適合于VCU軟件的“功能性需求”和“非功能性需求”,。

2）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的工作如用戶(hù)界面設(shè)計(jì),、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì),、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)等等,，都必須在體系結(jié)構(gòu)確定之后開(kāi)展的，而編程和測(cè)試則是更后面的工作,，因此體系結(jié)構(gòu)應(yīng)在一定的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,。注重軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，當(dāng)整車(chē)控制需求發(fā)生變化時(shí),，要保證只能對(duì)軟件做些程序代碼本身部分內(nèi)容進(jìn)行修改,，不改變軟件的體系結(jié)構(gòu)，不得去修改軟件的體系結(jié)構(gòu)。

3）可擴(kuò)展性

可擴(kuò)展性是指軟件擴(kuò)展新功能的容易程度,。VCU的軟件可擴(kuò)展性越好,，表示VCU適應(yīng)“變化”的能力越強(qiáng)，越容易軟件升級(jí)換代,。

4）可復(fù)用性

為使VCU能在不同類(lèi)型的純電動(dòng)車(chē)輛及多能源系統(tǒng)車(chē)輛的兼容,，VCU的體系結(jié)構(gòu)需具有良好的可復(fù)用性，軟件工程要設(shè)計(jì)出一種通用的體系結(jié)構(gòu)模式,，只有這樣體系結(jié)構(gòu)才可以被復(fù)用,。

VCU軟件由上層控制策略和底層驅(qū)動(dòng)程序組成,，用C語(yǔ)言編寫(xiě),。上層控制策略主要負(fù)責(zé)根據(jù)車(chē)輛狀態(tài)和駕駛員意圖實(shí)時(shí)控制能量流向和分配比例；下層軟件主要負(fù)責(zé)單片機(jī)初始化設(shè)置,、CAN總線信號(hào)的實(shí)時(shí)收發(fā)和其他輸入,、輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)處理與診斷。底層與上層的接口通過(guò)若干變量來(lái)實(shí)現(xiàn),。下圖為設(shè)計(jì)的一個(gè)最簡(jiǎn)單的軟件機(jī)制模型,，從“上電喚醒”開(kāi)始到“下電停機(jī)”的標(biāo)準(zhǔn)流程。

通過(guò)“信號(hào)處理,、故障診斷”完成系統(tǒng)工作前的自檢和故障診斷工作,；通過(guò)“高壓管理、計(jì)算需求轉(zhuǎn)矩,、控制策略”完成控制功能的計(jì)算和處理,。

需根據(jù)整車(chē)的底盤(pán),、車(chē)身相關(guān)部件的數(shù)量和控制內(nèi)容計(jì)算,，要求VCU的硬件必須滿(mǎn)足以下接口數(shù)量、種類(lèi)和驅(qū)動(dòng)能力：

1）10路高有效和10路低有效開(kāi)關(guān)量采集,?？梢詫?duì)車(chē)身上開(kāi)關(guān)情況進(jìn)行采集，VCU根據(jù)具體的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)進(jìn)行判斷或作相應(yīng)的處理,。

2）3路高速CAN（CAN2.0B）,。電動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)總線通訊協(xié)議主要參考SAEJ1939來(lái)制定，也就是在J1939的基礎(chǔ)上制定出滿(mǎn)足各種電動(dòng)車(chē)輛控制需要的通訊協(xié)議,。VCU與外界的聯(lián)系就是通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn),，包括數(shù)據(jù)的收集、傳遞,。

3）８路AＤ采集（其中定義4路為電壓采集,，4路為電阻采集）,。電壓為0—30Ｖ采集范圍，電阻為0—10ｋΩ,?？梢詫?duì)踏板信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)等模擬信號(hào)進(jìn)行采集,，采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理，并按照具體協(xié)議發(fā)送給外部設(shè)備,。

4）10路功率輸出（最大2A輸出）,。每路功率最大可輸出2A左右電流，共10路,，可帶40Ｗ的負(fù)載,。在使用過(guò)程中，應(yīng)避免滿(mǎn)負(fù)荷工作,。

5）2路＋5Ｖ電源輸出,。＋5Ｖ電源輸出（IｍAｘ＝0.5A），可供給踏板或其他設(shè)備,。

6）1路Ｋ－LINE,。通過(guò)Ｋ線可以對(duì)VCU進(jìn)行診斷和標(biāo)定，也可對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún),。

7）支持雙電源,、雙系統(tǒng)工作（推薦采用）。采用主從控制方式,，正常情況下,，由主機(jī)來(lái)處理整車(chē)的信息。當(dāng)遇到主機(jī)無(wú)法工作（出嚴(yán)重故障,，發(fā)送故障指令）時(shí),，從機(jī)馬上作出響應(yīng)接替主機(jī)工作，使整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行,。

為滿(mǎn)足VCU在整車(chē)環(huán)境下的使用需求，需要對(duì)控制器的各方面性能有所要求,。VCU的主要性能要求如下表所示,，具體性能要求可參考《VCU技術(shù)條件》。

該控制器采用滿(mǎn)足汽車(chē)使用環(huán)境溫度和震動(dòng)要求的高度集成汽車(chē)級(jí)微處理器,，該控制器具有較寬9~36V的電源輸入范圍,，滿(mǎn)足整車(chē)的低壓系統(tǒng)電源電壓波動(dòng)要求，同時(shí)具有較好的通用性,，適應(yīng)12V和24V電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)應(yīng)用,?？刂破鞑捎脴?biāo)準(zhǔn)的ECU接口，具有良好的防水防塵性能,。

純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制系統(tǒng)以VCU為中心，電池,、電機(jī)及充電系統(tǒng)為外圍輔助系的一套完整的電控系統(tǒng),。隨著汽車(chē)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，將來(lái)對(duì)VCU的要求會(huì)越來(lái)越高,。