纯电动汽车整车控制器是纯电动汽车控制系统的关键组成部分,负责协调并控制汽车的各项电气单元,确保车辆的高效、经济和安全运行。本文以厦门金龙旅行车有限公司的整车控制器为例,详细介绍了控制器的设计与工作原理。
纯电动汽车电控系统主要包括整车控制器(VCU)、驱动电机及其控制器、动力电池及电池管理系统(BMS)、电转向助力及其控制器、电空压机、DC/DC转换器以及操控面板等。这些组件协同工作,保证车辆的动力来源、转向、刹车以及各项辅助系统的正常运作。驱动电机接收VCU的指令,根据驾驶需求提供动力;电池管理系统监控电池状态,确保安全高效供电;DC/DC将高压电转换为低压电,供应车内低压设备使用。
整车控制器(VCU)的工作原理是通过接收驾驶员的操作指令,与其他控制系统进行通信,如电机驱动系统和电池管理系统,实现车辆按照预期行驶。同时,VCU还具备实时监控系统状态,对故障进行分级响应,如在紧急情况下切断高压电源以保障安全。
VCU主要由微控制器模块、电源模块、开关量输入和输出模块、模拟量输入和输出模块、频率量的输入和输出模块、CAN总线模块以及存储模块构成。其中,微控制器(MCU)是核心,采用高性能的DSP芯片如TMS320F28335,处理各种信号采集、逻辑运算和控制任务。
电源模块设计包括电源电路、时钟电路、复位电路和JTAG接口电路。电源电路通过降压电路将24V转换为所需的不同电压等级,如3.3V和1.9V,供给微控制器和其他部件。时钟电路为DSP提供150MHz的时钟频率,复位电路提供手动复位功能,JTAG接口则用于程序的在线调试和编程。
此外,CAN总线模块是VCU与其他组件通信的关键,它构建了整个汽车的网络通信架构,如图2所示,包括充电CAN、整车CAN和内部CAN,确保了各控制单元间高效的数据交换。
纯电动汽车整车控制器硬件电路的开发与设计是一个复杂的过程,涉及到多方面的技术和专业知识,包括电源管理、信号处理、通信协议和系统集成等。这一领域的深入研究和创新对于推动新能源汽车的发展至关重要,以实现更高效、安全和环保的出行方式。