純電動汽車整車控制器的構成、原理、功能

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。

典型分布式整車控制系統示意圖

下圖為某公司開發的純電動汽車整車控制器組成原理圖。整車控制器的硬件電路包括微控制器、開關量調理、模擬量調理、繼電器驅動、高速CAN總線接口、電源等模塊。

某公司開發的純電動汽車整車控制器組成原理圖

（1）微控制器模塊

微控制器模塊是整車控制器的核心，綜合考慮純電動汽車整車控制器的功能及其運行的外界環境，微控制器模塊應該具有高速的數據處理性能、豐富的硬件接口、低成本和可靠性高的特點。

（2）開關量調理模塊

開關量調理模塊用于開關輸入量的電平轉換和整型，其一端與多個開關量傳感器相連，另一端與微控制器相接。

（3）模擬量調理模塊

模擬量調理模塊用于采集加速踏板和制動踏板的模擬信號，并輸送給微控制器。

（4）繼電器驅動模塊

繼電器驅動模塊用于驅動多個繼電器，其一端通過光電隔離器與微控制器相連，另一端與多個繼電器相接。

純電動汽車整車控制器實例

3. 整車控制器設計要求

直接向整車控制器發送信號的傳感器包括加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和擋位開關，其中加速踏板傳感器和制動踏板傳感器輸出模擬信號，擋位開關輸出信號是開關量信號。整車控制器通過向電機控制器、電池管理系統發送指令間接控制驅動電機運轉和動力電池充放電，通過控制主繼電器來實現車載模塊的通斷電。

根據整車控制網絡的構成以及對整車控制器輸入和輸出信號的分析，整車控制器應滿足以下技術要求。

① 設計硬件電路時，應該充分考慮電動汽車的行駛環境，注重電磁兼容性，提高抗干擾能力。整車控制器在軟硬件上都應該具備一定的自保護能力，以防止極端情況的發生。

② 整車控制器需要有足夠多的I/O接口，能夠快速、準確地采集各種輸入信息，至少具備兩路A/D轉換通道用于采集加速踏板信號和制動踏板信號，應該具有多個開關量輸入通道，用于采集汽車擋位信號，同時應該具有多個用于驅動車載繼電器的功率驅動信號輸出通道。

③ 整車控制器應該具備多種通信接口，CAN通信接口用于與電機控制器、電池管理系統和車載信息顯示系統通信，RS232通信接口用于與上位機通信，同時預留了一個RS-485/422通信接口，這可以將不支持CAN通信的設備兼容，例如某些型號的車載觸摸屏。

④ 不同路況條件下，汽車會遇到不同的沖擊和振動，整車控制器應該具備良好的抗沖擊性，才能保證汽車的可靠性和安全性。

本文內容來自于汽車維護與修理，版權屬于原作者。

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