整車控制器VCU(Vehicle control unit)作為新能源車中央控制單元，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。VCU采集電機(jī)及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號、制動(dòng)踏板信號、執(zhí)行器及傳感器信號，根據(jù)駕駛員的意圖綜合分析做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作，它負(fù)責(zé)汽車的正常行駛、制動(dòng)能量回饋、整車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動(dòng)力性、較高經(jīng)濟(jì)性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作。可以說整車控制器性能的好壞直接決定了新能源汽車整車性能的好壞，起到了中流砥柱的作用。
新能源起步階段，大概在11到15年誕生了第一代VCU產(chǎn)品。技術(shù)來源于傳統(tǒng)汽車電控ECU，以發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及車身控制器為主要技術(shù)來源。行業(yè)典型產(chǎn)品有德爾福的HCU-2、聯(lián)電的VCU、大陸的H300及普華第一代VCU-1
（我工作的時(shí)候，做的第一款新能源汽車，就是用的大陸的32位控制器，H300，因?yàn)槌杀咎?，后來被嵌入式的同事給破解了……哦對，那時(shí)候還普遍叫HCU）
第二代產(chǎn)品起步階段是16年到19年。目前行業(yè)解決方案主要產(chǎn)品，聯(lián)電的VCU8、德爾福的HCU-5、大陸H500及普華ORIENTAIS_HCU-6，二代產(chǎn)品受制于補(bǔ)貼滑坡及車輛安全事件影響，因此出現(xiàn)了符合功能安全和不符合功能安全要求的兩種產(chǎn)品。但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看VCU的功能安全及AUTOSAR軟硬件平臺(tái)是勢在必行。
如果說汽車未來發(fā)展趨勢是電動(dòng)化、智能化(甚至是軟件定義汽車)，那么整車控制器未來發(fā)展必將是高度集成及安全可靠。無論汽車發(fā)展到什么階段，安全、舒適與經(jīng)濟(jì)性永遠(yuǎn)是發(fā)展的硬性指標(biāo)。開放合作、分工合作是未來OEM、Tier1及Tier2主流合作模式。
現(xiàn)在的第三代的技術(shù)，已經(jīng)更加高度集成化，例如集合了VCU功能的域控制器
當(dāng)然，還有一種方式是，取消VCU，將VCU的功能分解到其他控制器，例如安全和上下電的功能，分到到BMS，行車相關(guān)的功能，分解到MCU
至于，VCU到底有哪些作用？我來稍微系統(tǒng)的給大家介紹一下：
說白了，就是汽車的大腦！接受外部的信號信息，然后運(yùn)算后，給出相應(yīng)的指令，給其他部件，進(jìn)行車輛的工作。

一.  VCU長什么樣子？
如下圖：





拆開之后，是一些電路板



VCU包含的部分，如下圖所示。——我個(gè)人負(fù)責(zé)的，就是其中應(yīng)用層軟件的集成化測試工作。



二.  VCU的基本工作方式如何？

一切都是電信號！如下圖：



三.  VCU軟件控制方向的架構(gòu)如何？

當(dāng)前來說相對成體系。如下圖：



四.  VCU的具體作用詳解：

1.  駕駛員意圖解析

VCU通過采集加速踏板，制動(dòng)踏板，檔位，等人機(jī)交互的接口信息（智能汽車還接收大屏等信號），并綜合車輛當(dāng)前的狀態(tài)，如電池電量，車速，等關(guān)鍵信息，給出駕駛員對車輛的驅(qū)動(dòng)或者制動(dòng)需求，進(jìn)行加速或者減速。



2.  整車模式管理

實(shí)車車輛模式狀態(tài)的變化和管控，純電動(dòng)車輛總體分為初始化模式，高壓保持模式，交流充電模式，直流充電模式，行車模式，補(bǔ)電模式，故障模式等，VCU通過合理且明確的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和路徑，實(shí)現(xiàn)車輛各狀態(tài)之間的切換


3.  整車能量管理

對于純電動(dòng)車輛來說，VCU通過對整車能量狀態(tài)的監(jiān)控，協(xié)調(diào)車輛動(dòng)力輸出和其他高壓部件的工作狀態(tài)，最大化的利用車輛的能量，以達(dá)到最優(yōu)的能量使用效果——更強(qiáng)的動(dòng)力，或更長的續(xù)航里程。

如低電量時(shí)對電機(jī)的限功率，限制空調(diào)使用。或者在用戶選擇不同的駕駛模式（如Sport模式）時(shí)，更大偏向于能量偏向動(dòng)力輸出。



4.  驅(qū)動(dòng)控制

以駕駛員驅(qū)動(dòng)扭矩需求和車輛實(shí)際狀態(tài)為基礎(chǔ)，對整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制的動(dòng)態(tài)管控過程進(jìn)行優(yōu)化和管理。使動(dòng)力系統(tǒng)部件，在最優(yōu)化的工作模式下，符合駕駛員的駕駛需求。

例如，通過油門踏板的控制（深度，踩下速率等）解析，判斷駕駛員的需求扭矩大小，實(shí)現(xiàn)不同的加速效果。



5.  制動(dòng)控制

此處的制動(dòng)控制的說法，其實(shí)不太嚴(yán)謹(jǐn)，更準(zhǔn)確的說法，是能量回收的控制。VCU根據(jù)車輛當(dāng)前的車速，駕駛員對踏板的操作，以及當(dāng)前車輛狀態(tài)的預(yù)估（例如，電池溫度，SOC等狀態(tài)），計(jì)算符合當(dāng)前狀態(tài)下的能量回收，由車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行。從而獲得最優(yōu)的能量的回收和制動(dòng)的感覺。



但是，能量回收和制動(dòng)這個(gè)話題非常大,這里不具體展開。

6.  扭矩監(jiān)控

從整車功能安全角度出發(fā)，VCU采集動(dòng)力系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器）所反饋的客觀參數(shù)，進(jìn)行運(yùn)算得到的車輛實(shí)際扭矩，從而對整車的扭矩進(jìn)行監(jiān)控，以確保車輛動(dòng)力系統(tǒng)工作在安全的范圍內(nèi)



7.  整車故障監(jiān)控

VCU通過綜合分析比較各零部件上傳的信號值，和傳感器采集的數(shù)值，進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算，比較。對車輛零部件的狀態(tài)進(jìn)行有效的識(shí)別和管理。

例如對電池上報(bào)的電池溫度，或者充電口的溫度傳感器采集的溫度值，進(jìn)行判斷，有效的避免車輛發(fā)生故障?；蛘咴诎l(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行提醒或者安全措施。



8.  部件故障監(jiān)測

通過整車級別的設(shè)計(jì)，VCU可以進(jìn)行相關(guān)冗余設(shè)計(jì)，在部分部件發(fā)生故障時(shí)，可以有效的進(jìn)行診斷和處理，保證車輛的基本功能不會(huì)喪失。

例如，在電機(jī)過溫時(shí)，VCU通過一定的冗余設(shè)計(jì)，可以降低行車功率，保證車輛部分基本功能完善?；谡嚱嵌龋瑢收线M(jìn)行適應(yīng)性處理。



9.  整車附件的管理

VCU可以實(shí)現(xiàn)對車輛的附件功能，例如，空調(diào)功能的管理，DCDC需求管理，水泵，儀表，真空泵倒車燈，制動(dòng)燈的管控。進(jìn)行能量的最優(yōu)化計(jì)算管理和整車需求。



10.  故障診斷

VCU根據(jù)故障診斷的要求，便于售后進(jìn)行維護(hù)和診斷。包括診斷儀開發(fā)都和VCU的診斷方案息息相關(guān)



11.  在線標(biāo)定

通過對VCU的扭矩Map和一些溫度map的標(biāo)定，包括一些故障限制的標(biāo)定?？梢詫CU內(nèi)的一些標(biāo)定量參數(shù)進(jìn)行修改。因?yàn)檐囕v的軟件并不是一開始就寫死的，通常都會(huì)預(yù)留一些可調(diào)的數(shù)值，讓標(biāo)定工程師進(jìn)行修改，以實(shí)現(xiàn)車輛達(dá)到最好的狀態(tài)。

例如，對駕駛員的扭矩Map進(jìn)行標(biāo)定，可以改變車輛的駕駛性。



以上，就是VCU的大概的介紹。