新能源汽车整车控制器的作用是负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等,从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。可以说整车控制器性能的优劣直接决定了新能源汽车整车性能的好坏,起到了中流砥柱的作用。
VCU采集电机及电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号及其它执行器传感器控制器信号,根据驾驶员的驾驶意图综合分析并做出相应判定后,监控下层的各部件控制器的动作,它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等,从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。可以说整车控制器性能的优劣直接决定了新能源汽车整车性能的好坏,起到了中流砥柱的作用。
发展过程整车控制器可谓是起源于传统汽车,落地于新能源汽车。传统汽车包含发动机控制器、变速箱控制器、车身控制器、底盘控制器等,各控制器是由不同的 Tier1 提供,为解决各自零部件的功能及性能指标而定制设计。比如 EMS 是解决发动机燃油经济性、排放法规及热处理等。变速箱是解决操作杆与齿轮动作的 相互协调及切换。各自独立控制车辆某一部分,无法总体考虑整 车性能与功能需求。因此部分OEM 为了实现整车定制功能、个性化设计、摆脱国外 Tier1 高昂的开发费及开发周期,有了整车控制器最初的概念设想。由于国内电控技术起步晚,OEM 对国外 Tier1 的控制力不足,直到新能汽车快速发展,混合动力迫切需要解决燃油动力系统与电池动力系统之间的有效协调,纯电动车需要解决整车动力管理,因此明确了整车控制器的概念及 功能定义,奠定了 VCU 获得的高速发展的基础。
混合动力 E/E 架构传统汽车 E/E 架构行业分析新能源起步阶段,大概在 2012-2015年诞生了第一代 VCU产品。技术来源于传统汽车电控 ECU,以发动机控制器及车身控制器为主要技术来源。行业典型产品有德尔福的HCU-
2、联电的VCU、大陆的H300及普华第一代VCU-1。
(图/文/摄: 问答叫兽) 蔚来ES8 蔚来ES6 问界M5 蔚来EC6 小鹏汽车P7 传祺GS8 @2019
新能源汽车高压控制器的作用是什么
太平洋汽车网电机控制器是连接电机与电池的神经中枢,用来调校整车各项性能,足够智能的电控不仅能保障车辆的基本安全及精准操控,还能让电池和电机发挥出充足的实力。
电控效率的提升,能显著提升纯电动汽车的整车经济性。
电控,广义上电控有整车控制器、电机控制器与电池管理系统。
本文介绍电机控制的的工作原理及优化方案。
01电机控制器电机控制器是连接电机与电池的神经中枢,用来调校整车各项性能,足够智能的电控不仅能保障车辆的基本安全及精准操控,还能让电池和电机发挥出充足的实力。
02电机控制器的工作过程电机控制器单元的核心,便是对驱动电机的控制。动力单元的提供者--动力电池所提供的是直流电,而驱动电机所需要的,则是三项交流电。因此,电控单元所要实现的,便是在电力电子技术上称之为逆变的一个过程,即将动力电池端的直流电转换成电机输入侧的交流电。
为实现逆变过程,电控单元需要直流母线电容,IGBT等组件来配合一起工作。当电流从动力电池端输出之后,首先需要经过直流母线电容用以消除谐波分量,之后,通过控制IGBT的开关以及其他控制单元的配合,直流电被最终逆变成交流电,并最终作为动力电机的输入电流。如前文所述,通过控制动力电机三项输入电流的频率以及配合动力电机上转速传感器与温度传感器的反馈值,电控单元最终实现对电机的控制。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
新能源汽车电控是什么,值得关注吗
太平洋汽车网高压控制器的能量来源于高压电池包(高压直流电,一般300-400v),电机控制器内部,通过控制芯片,驱动电路,以及IGBT,针对不同电机采用不同的控制算法,将直流电变化为交流电,输出给电机,然后使电机能出扭矩。
1、驱动电机控制器(英文缩写:MCU)电机控制器MCU将高压直流电转为交流电,并与整车上其他模块进行信号交互,实现对驱动电机的有效控制。电机能量回收功能、逆变、互锁、通讯等,驱动电机让汽车行驶。与传统燃油车的发动机将燃料燃烧的化学能转为机械能不同,其工作效率更高,能达到85%以上,故相比传统汽车,其能量利用率更高,能够减少资源的浪费。
2、高压配电盒(英文缩写:PDU)高压配电盒是整车高压电的一个电源分配的装置,主要是分配高压电源到各个执行器驱动,类似于低压电路系统中的电器保险盒。高压保险盒PDU(PowerDistributionUnit)是由很多高压继电器,高压保险丝组成。协调驱动电机控制系统,电池管理系统,充电管理系统,DC/DC,电空调,电助力转向,制动系统等高压附件的功能转换和能量分配。高压配电单元还可以实现短路过载的快速断电保护,防漏电保护等安全保护功能。
3、DC/DC转换器在新能源汽车上,DC/DC是一个将高压直流电转为低压直流电的装置。新能源汽车上没有发动机,整车用电的来源也不再是发电机和蓄电池,而是动力电池和蓄电池。由于整车用电器的额定电压是低压,因此需要DC/DC装置来将高压直流电转为低压直流电,这样才能够保持整车用电平衡。
4、车载充电器(英文缩写:OBC)车载充电器是一个将交流电转为直流电的装置。因为动力电池是一个高压直流电源,当使用交流电进行充电的时候,交流电不能直接被电池包进行电量储存,因此需要电源转换装置OBC,将高压交流电转为高压直流电,从而给动力电池进行充电储存。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
新能源汽车主控制器的作用是什么
新能源汽车发展到今天,无论怎么变,最基础、最核心的部分还是三电技术,即电池、电驱、电控。作为消费者,我们可能对电池和电驱两个部分的了解比较多,毕竟这两个部分讨论的话题比较多,而电控则因为出场率太低,很少让人注意到它的存在。那么电控系统是个什么东西呢?又值得我们去关注吗?
关于电控系统,它其实并不是新能源电动汽车专有的,燃油车同样有,只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂,也更强大。作为三电技术之一,电控系统肯定也是值得我们关注的,简单来说,如果电机、电池关系着新能源电动汽车能不能跑、能跑多远,那电控系统就关系着车辆跑得怎么样。
电控其实就是车辆所以电子控制系统的软件+硬件的总称,我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统,这个系统可以控制车辆的运行能力,所以电控系统越强大,车辆的控制与行驶能力越出色。狭义上的电控指的是整车控制器,但是新能源电动汽车的“电控”较多,还包括电机控制器与电池管理系统等,这些控制器通过CAN网络等来通信。
整车控制器主要是采集油门、制动踏板等各种信号,并做出相应判断与给出指令,在新能源汽车上还要协调各个控制器的通信。
电机控制器的作用主要是接收整车控制器的扭矩报文指令,进而控制驱动电机的转速与转动方向,另外,在能量回收过程中,电机控制器还要负责将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池。它面临的工况相对复杂:需要能够频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,具有大变速范围;。
相比前面两个控制器,电池管理系统相对比较“年轻”,电池安全和性能一直都是我们关注的重点问题,电池管理系统起到的作用就是保证电池的安全稳定和不同环境下的正常运行,其主要功能包括:电池物理参数实时监测、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等。
由于电控系统联系着全车的其他部分,会对全车的其他部件造成影响,所以电控系统必须要有非常高的控制精度和动态响应速率,同时还要能够提供较高的安全性和可靠性,如果某个环节出现问题,那可真是牵一发而动全身了,轻则导致车辆趴窝,重则可能导致严重的交通事故,危及我们的人生安全。
为了不断完善电控系统,提供更好的服务,电控系统和我们的电脑、手机系统一样,可以通过无线网络进行远程升级,也就是我们常说的OTA。主要包括两个方面的,一是应用软件的升级,如导航、音乐、车机系统等;另一个则是固件的升级,即车辆所有部件的控制软件。升级后的车辆会改变部分性能的参数或者增加新的功能。
说了这么多,那么我们该如何判断一辆车的电控系统好不好呢?电控系统的好坏其实很难说,毕竟电控系统对于用户来说无法直观感受,上文说到它会影响汽车其他部件的发挥,所以只能通过一些数据进行对比来进行一个简单的判断,例如百公里加速时间、百公里电耗、最高车速、充电功率及速度等等。
电动汽车作为一个整体,由无数个小的部分组成,就像我们人体一样,每个组成部分都有它存在的必要,虽然电控系统很少被我们关注到,但是缺少了它就会对整体造成很大的影响,在购车时我们也可以先了解一下品牌的技术实力,尽量选择知名度高一些的品牌,至少在技术积累上会有更多的保障。
太平洋汽车网主控制器作为新能源车辆的大脑,在监测和保护各系统的同时也肩负着对各个指令的请求与发送。各控制器之间相互独立又相互制约。相互独立是说不同控制器的功用各有侧重独立运作;相互制约是指各控制器间存在主副关系,在特定情况下主控制器可以向副控制器发送指令使其禁用某些功能。
新能源车为什么能够行驶,光靠驾驶员发出操作意图、动力电池组提供能量、主电机提供动力是远远不够的,还需要一颗的聪明的“大脑”,使各系统能够彼此协作,满足整车动力性、经济性和安全性的目标,它就是“整车控制器”。
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1:纯电动新能源车系统工作原理图整车控制器具有以下几方面的功能:
1、对新能源车行驶控制的功能新能源车的主电机会根据驾驶员操作意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下油门(加速踏板)或制动踏板时,主电机就会输出一定的驱动功率或再生制动功率。开度越大,输出功率越大。在这个过程中,整车控制器就是将驾驶员的操作意图翻译成了各系统能够执行的指令,实现车辆的正常行驶。
2、车辆网络化管理新能源车上有着大量的电子控制单元和传感器,彼此之间交换着数据,如:气囊高度阀传感器就会将气囊高度转化为电信号发送给整车控制器,如果高度低于预设值,整车控制器就会给相应的气囊电磁阀发出充气指令。这些数据通过CAN总线发送到整车控制器这个信息控制中心。
3、制动能量回收控制新能源车的电动机具有制动能量回收的功能,利用制动能量发电,发出的电反充给动力电池组。在这一过程中,整车控制器根据制动踏板的开度,以及动力电池的SoC值来判断是否能够进行制动能量回收,如果可以,则向电机控制器发出制动能量回收指令,否则通过制动器消耗车辆动能。
4、整车能量管理和优化在新能源车中,动力电池组除了给主动机供电外,还要给各类电动附件供电,为了获得最大里程,整车控制器负责整车的能量管理,当SoC值较低时,整车控制器对某些电动附件发出指令,降功率运行以增加续驶里程。
5、车辆状态监测和显示整车控制器会对车辆的状态进行实时检测,将各子系统的信息发送给仪表板显示出来。包括:电机转速、车速、电池电量、故障信息等。
6、外接充电管理实现外部充电桩与动力电池组的连接,监控充电过程。在不同充电阶段可以实现对充电电流的控制,遇紧急情况时,也可以自动切断充电电流。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)