項目五整車控制系統(tǒng)任務(wù)1整車控制系統(tǒng)認知課程內(nèi)容12345情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標理論知識拓展閱讀任務(wù)實施6單元小結(jié)情境導(dǎo)入某品牌的新能源汽車4S店在維修一輛事故車，整車控制器被撞壞了需要更換。學(xué)徒李：這個整車控制器在車上起什么作用呢？技師王：小李呀你可別小瞧了這個整車控制器，他就相當于人的大腦，是新能源汽車的三大核心技術(shù)之一。整車控制器負責(zé)收集車輛的各種控制信號和運行數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列的運算后發(fā)出控制指令，驅(qū)動車輛運行和動力電池充電等。學(xué)習(xí)目標1．了解整車控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)2．了解整車控制器的控制策略1．具備資料查詢、收集和整理能力能進行整車控制器上插接件的拆裝作業(yè)具備一定的控制策略分析應(yīng)知應(yīng)會理論知識0203整車控制策略整車控制原理01整車控制器功能5.1整車控制功能

整車控制器（VCU），是新能源電動汽車的三大核心技術(shù)之一，是整個車輛的控制中心。其主要功能是根據(jù)駕駛員的操作意愿和各系統(tǒng)實時狀態(tài)，通過運算分析后做出決策，合理分配動能，控制車輛充電、加減速、能量回收以及故障檢測等工作，使車輛運行在最佳狀態(tài)。榮威E50整車控制器北汽EV160整車控制器5.1整車控制功能

整車控制器的工作流程是首先進行工況判斷，然后計算出扭矩需求并發(fā)出控制指令，各系統(tǒng)將實時運行信息反饋給VCU，以此來修正控制指令，信息的傳送采用CAN總線模式。整車控制系統(tǒng)的控制模式通常分為正常模式、跛行模式和停機保護模式三種。（1）正常模式

正常模式是指車輛按照駕駛員的操作意愿、車輛負載以及行駛環(huán)境的變化，能夠自行調(diào)節(jié)車輛的動力性、經(jīng)濟性和舒適性，是車輛的正常行駛狀態(tài)。

5.1整車控制功能（2）跋行模式

跋行模式是指當車輛的某個系統(tǒng)出現(xiàn)中度故障時，系統(tǒng)此時將不采納駕駛員的加速請求，啟動跋行模式即備用模式，此時最高車速通常在10km/h左右，可以維持車輛緩慢行駛至維修網(wǎng)點。車輛儀表及跛行故障燈5.1整車控制功能（3）停機保護模式

停機保護模式是當車輛的某個系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重故障時，整車控制器此時無法控制車輛行駛，只能進入停機狀態(tài)。系統(tǒng)故障燈5.2整車控制策略

整車控制器通過各種傳感器及控制器反饋的信息，判斷當前車輛所處的運行狀態(tài)，合理控制整車運行情況。整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.2整車控制策略（1）起?？刂?/p>

當點火開關(guān)置于“ON”檔時向VCU輸送12V喚醒信號，VCU控制主繼電器給電機控制器和電池控制器供電，同時通過CAN總線發(fā)送相關(guān)命令完成整車系統(tǒng)啟動。（2）高壓供電控制

當整車控制器接收到上電開關(guān)、直流充電樁、車載充電機或遠程智能終端的喚醒信號后，直接控制高壓繼電器吸合或斷開，完成高壓系統(tǒng)的接通或斷開。（3）電機驅(qū)動控制

整車控制器根據(jù)加速踏板位置信號、檔位信號和車速信號計算車輛的目標扭矩，并通過CAN總線發(fā)送扭矩需求指令給電機控制器。5.2整車控制策略（4）再生能量回收控制

再生能量回收是在車輛滑行或制動過程中，電機從驅(qū)動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，將車輛的動能轉(zhuǎn)換為電能儲存在動力電池中。當車輛在滑行或制動時VCU根據(jù)ABS狀態(tài)、動力電池狀態(tài)和制動踏板位置等信號，計算再生能量回收扭矩并發(fā)送指令給電機控制器啟動再生能量回收功能。（5）節(jié)能模式控制

整車控制器會根據(jù)電機狀態(tài)、加速或制動踏板狀態(tài)、空調(diào)狀態(tài)、停車狀態(tài)和節(jié)能（ECO）指令判斷車輛是否能夠進入節(jié)能模式。在ECO模式下，整車的加速性能會有所減弱，在滑行和制動過程中會加大能量回收效果。（6）交流充電控制

當整車控制器判斷車輛處于慢充充電模式時，根據(jù)動力電池的充電需求，向車載充電機發(fā)送充電指令，動力電池開始充電。5.2整車控制策略（7）快充充電控制

當車輛與快充充電設(shè)備連接時，充電設(shè)備發(fā)送充電喚醒信號給整車控制器，然后整車控制器根據(jù)充電需求向快充充電設(shè)備發(fā)送充電指令，動力電池開始充電。（8）冷卻系統(tǒng)控制

在車輛行駛狀態(tài)下，整車控制器根據(jù)電機溫度、IGBT溫度、冷卻液溫度和空調(diào)狀態(tài)等信號，控制電子冷卻水泵與散熱風(fēng)扇的運轉(zhuǎn)。（9）動力切斷控制

新能源電動汽車是利用高壓電作為動力，當車輛發(fā)生碰撞、絕緣故障、動力電池過溫/過壓、動力電機過流/過溫等嚴重故障時，整車控制器會及時切斷高壓電路上的繼電器，使動力電池停止輸出電流，以確保人員和車輛的安全。5.2整車控制策略（10）DC/DC變換器控制

新能源電動汽車的基礎(chǔ)電氣系統(tǒng)仍然采用12V供電，是由低壓蓄電池進行供電的。整車控制器隨時監(jiān)測低壓蓄電池的電量，當電壓降至設(shè)定值時，會控制高壓系統(tǒng)上電，通過DC/DC變換器給12V蓄電池充電。（11）遠程控制

用戶使用智能手機將遠程控制指令通過GPRS/SMS傳送到車載遠程智能終端，控制車輛相關(guān)部件實現(xiàn)遠程查詢、遠程空調(diào)和遠程充電功能。執(zhí)行遠程充電控制時充電線纜必須已經(jīng)連接車輛，且車輛必須處于無線信號能夠覆蓋的位置。5.2整車控制策略

新能源汽車以整車控制器為核心，實時收集各系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)經(jīng)運算后發(fā)出控制指令，并監(jiān)控運行狀態(tài)，如有異常立即啟動故障模式。整車控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系5.3整車控制原理（1）ON檔喚醒

當點火開關(guān)打到ON檔時，VBU整車控制器和RMS數(shù)據(jù)采集終端均會收到喚醒信號，使其開始工作。ON檔喚醒5.3整車控制原理（2）慢充喚醒

當車輛與慢充樁連接完成后，首先激活車載充電機，然后由車載充電機給VBU整車控制器和RMS數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送慢充喚醒信號。慢充喚醒5.3整車控制原理（3）遠程控制喚醒

車輛遠程控制功能被激活以后，由RMS數(shù)據(jù)采集終端向VBU整車控制器發(fā)送遠程喚醒信號。遠程控制喚醒5.3整車控制原理（4）檔位檢測換檔控制器向VBU整車控制器輸送4路電壓信號，通過不同的高低電位組合判斷車輛的檔位狀態(tài)。檔位檢測5.3整車控制原理（5）加速踏板位置檢測加速踏板位置傳感器采用兩組信號結(jié)構(gòu)，同時向VBU整車控制器輸送信號，信號1和信號2的電壓隨著加速踏板開度的增大而上升，兩個信號成倍數(shù)關(guān)系。加速踏板位置檢測5.3整車控制原理（6）真空泵控制點火開關(guān)打開后，真空壓力傳感器持續(xù)向VBU整車控制器發(fā)送制動系統(tǒng)真空管路壓力，當壓力小于設(shè)定值時由整車控制器驅(qū)動真空泵運轉(zhuǎn)。真空泵控制5.3整車控制原理（1）ON檔喚醒

當點火開關(guān)打到ON檔時，VBU整車控制器和RMS數(shù)據(jù)采集終端均會收到喚醒信號，使其開始工作。ON檔喚醒拓展閱讀整車控制器的作用與地位拓展閱讀整車控制器的作用與地位1、高壓防護作業(yè)及場地隔離2、新能源車故障診斷儀連接與使用3、整車控制器插接件拆卸與安裝4、整車控制器插接件針腳識讀任務(wù)實施1、整車控制器的功能分析2、整車控制器策略分析3、整車控制器原理及電路分析單元小結(jié)項目五整車控制系統(tǒng)任務(wù)2高壓附屬系統(tǒng)課程內(nèi)容12345情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標理論知識拓展閱讀任務(wù)實施6單元小結(jié)情境導(dǎo)入某品牌新能源汽車4S店在承修一輛事故車。學(xué)徒李：這輛車的快充線纜撞斷了，能用普通電線替代嗎？技師王：電動汽車高壓系統(tǒng)有著幾百伏的高壓直流電，采用的絕緣材料要求極為嚴格。另外，由于汽車是一個不斷高速運動的裝置，行車環(huán)境也在不斷地進行著溫度高低和濕度大小的交替變化，所以還要求車輛自帶絕緣檢測功能，所以說新能源電動汽車高壓系統(tǒng)的零部件必須嚴格按照廠家要求進行更換。學(xué)習(xí)目標1．了解新能源汽車高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2．了解高壓配電盒的結(jié)構(gòu)原理3．掌握DC/DC變換器的結(jié)構(gòu)原理4．掌握高壓互鎖的結(jié)構(gòu)原理1．具備資料查詢、收集和整理能力能進行高壓附屬系統(tǒng)的電路分析具備一定的高壓系統(tǒng)檢修能力應(yīng)知應(yīng)會理論知識0203高壓配電附屬高壓系統(tǒng)原理01高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電動汽車的高壓系統(tǒng)主要包括動力電池、高壓控制盒、快充線束、電機控制器、慢充線束、充電機、DC/DC變換器、PTC加熱器以及空調(diào)壓縮機等部件。高壓配電盒DC/DC高壓互鎖2.1高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動力電池的電通過高壓控制盒（分配盒）分別配送到需要高壓電的系統(tǒng)，同時車輛充電時，電能通過充電機、快充口等通過高壓控制盒再到動力電池。高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特斯拉電動汽車整車高壓系統(tǒng)組成。特斯拉高壓系統(tǒng)2.2高壓配電盒

比亞迪e6高壓配電箱安裝在動力電池后部，拆開后排座椅可以看到高壓配電箱。比亞迪e6高壓系統(tǒng)2.2高壓配電盒

高壓配電箱完成整車高壓配電的同時還在車載充電器的配合下將充電電流導(dǎo)入動力電池，實現(xiàn)為動力電池充電。高壓配電原理2.2高壓配電盒

高壓配電盒簡稱高壓盒，是新能源電動汽車的整車配電裝置。來自于動力電池的高壓直流電通過高壓盒實現(xiàn)電源分配、接通以及斷開的功能控制。高壓分配盒2.2高壓配電盒高壓配電盒內(nèi)部安裝有熔斷器和接觸器高壓配電＆內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2高壓配電盒

北汽EV200電動汽車高壓配電系統(tǒng)以高壓控制盒為核心，完成動力電池電源的輸出及分配，實現(xiàn)對支路用電器的保護及切斷。北汽EV200高壓控制盒安裝在前機艙內(nèi)，同時前機艙內(nèi)還安裝有電機控制器、DC/DC、車載充電機等高壓部件。高壓控制盒安裝位置2.2高壓配電盒

高壓配電盒外圍插接件由快充插接器、低壓控制插接器、高壓附件插接器、動力電池插接器和電機控制器插接器組成。高壓配電盒外部插接器2.2高壓配電盒

高壓控制盒內(nèi)部由4個熔斷器、PTC控制板和快充繼電器組成。4個熔斷器分別保護PTC電路、電動空調(diào)壓縮機電路、DC/DC電路和車載充電機電路。高壓配電盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2高壓配電盒高壓配電盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.3附屬高壓系統(tǒng)DC/DC變換器的主要作用是取代傳統(tǒng)燃油車上面的12V發(fā)電機，在行車過程中控制動力電池向低壓12V蓄電池充電，以滿足車輛運行時低壓用電設(shè)備的需要。廣泛應(yīng)用在HEV、PHEV和EV車輛系統(tǒng)中，功率范圍通常從1.5KW～2.5KW不等。在DC/DC變換器上面主要有高壓輸入端、低壓控制端、低壓輸出正極和低壓輸出負極4個線束插接件。DC/DC變換器線速插接件2.3附屬高壓系統(tǒng)DC/DC變換器可能出現(xiàn)的故障與維修方法。一、故障現(xiàn)象工作指示燈正常，測量輸出端無電壓輸出。二、可能原因DC/DC變換器輸出端保險熔斷。三、維修方法1.點火開關(guān)OFF25S后，斷開DC/DC變換器輸出端正負極與12V鉛酸電池的連接2.再打開點火開關(guān)到ON檔，檢測DC/DC變換器輸出端電壓。若輸出≤13V，則判定DC/DC變換器故障。2.3附屬高壓系統(tǒng)DC/DC變換器可能出現(xiàn)的故障與維修方法。一、故障現(xiàn)象DC/DC變換器輸出電壓正常，工作指示燈顯示不正常。二、可能原因DC/DC變換器內(nèi)部工作指示燈的驅(qū)動電阻故障。三、維修方法1.點火開關(guān)OFF25S后，斷開DC/DC變換器輸出端正負極與12V鉛酸電池的連接2.再打開點火開關(guān)到ON檔，檢測DC/DC變換器輸出端電壓。若輸出電壓正常（>13V），指示燈仍不正常，則判定為DC/DC變換器故障。2.3附屬高壓系統(tǒng)DC/DC變換器可能出現(xiàn)的故障與維修方法。一、故障現(xiàn)象DC/DC變換器無電壓輸出二、可能原因1.DC/DC變換器保險熔斷或BMS中DC/DC變換器繼電器未吸合2.DC/DC變換器輸入欠壓保護3.DC/DC變換器故障2.3附屬高壓系統(tǒng)三、維修方法1.點火開關(guān)OFF25S后，首先斷開DC/DC變換器輸出端正負極與12V鉛酸電池的連接，再打開點火開關(guān)到ON檔，檢查DC/DC變換器是否正常工作。2.若DC/DC變換器仍不工作，再將點火開關(guān)OFF25S后，斷開DC/DC變換器高壓輸入端插件，然后再打開點火開關(guān)，測量DC/DC變換器高壓線束端電壓。3.若高壓輸入端電壓<200V，則BMS中DC/DC變換器保險熔斷或繼電器未吸合，需檢查確認BMS是否正常。4.若高壓輸入端電壓<250V，則可能為DC/DC變換器欠壓保護，檢查動力電池電壓是否正常。5.若高壓輸入端電壓>250V，說明DC/DC變換器故障。2.3附屬高壓系統(tǒng)

高壓互鎖（HVIL），也叫危險電壓互鎖回路，是指通過使用低壓信號來檢測新能源電動汽車上所有與高壓動力電纜相連的各部分電路。高壓互鎖裝置由高壓電路、信號回路以及檢測器等部件組成。高壓互鎖裝置2.3附屬高壓系統(tǒng)當新能源電動汽車的動力電池、DC/DC變換器、電機控制器、高壓盒以及空調(diào)等高壓系統(tǒng)連接的完整性遇到破壞時，車輛會及時啟動安全措施，發(fā)出報警信號并切斷高壓電路，確保人員和車輛的安全。高壓互鎖裝置拓展閱讀BYDe6高壓部件1）動力電池拓展閱讀BYDe6高壓部件2）維修開關(guān)拓展閱讀BYDe6高壓部件3）高壓配電箱拓展閱讀BYDe6高壓部件4）DC/DC及空調(diào)驅(qū)動器1、高壓防護作業(yè)及場地隔離2、新能源車故障診斷儀連接與使用3、高壓互鎖裝置認知4、高壓分配器定義查找與識讀任務(wù)實施1、高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認知2、高壓配電盒內(nèi)外部結(jié)構(gòu)分析3、DC/DC結(jié)構(gòu)原理4、高壓互鎖機構(gòu)識別單元小結(jié)項目五整車控制系統(tǒng)任務(wù)3CAN總線系統(tǒng)課程內(nèi)容12345情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標理論知識拓展閱讀任務(wù)實施6單元小結(jié)情境導(dǎo)入張先生的新能源電動汽車在停放一周后出現(xiàn)無法啟動故障，將車輛拖至4S店進行檢修。張先生：這輛車是啥原因不能啟動了呢？技師李：打開點火開關(guān)儀表上面的“READY”燈不亮，并且動力電池的故障點亮。說明車輛高壓上電不正常，用診斷儀讀取車輛故障信息，出現(xiàn)無法進行通訊的提示，首先檢修車輛的CAN總線系統(tǒng)。學(xué)習(xí)目標1．了解新能源汽車CAN總線的工作原理2．了解新能源汽車CAN總線結(jié)構(gòu)1．具備資料查詢、收集和整理能力能進行CAN總線系統(tǒng)的電分析具備一定的CAN總線系統(tǒng)的檢修能力應(yīng)知應(yīng)會理論知識0203新能源汽車CAN總體結(jié)構(gòu)01CAN總線工作原理3.1CAN總線工作原理傳統(tǒng)的信號傳輸方式為一對一控制，在每一根線路上只能傳送互相獨立的信號。傳統(tǒng)信號傳輸方式3.1CAN總線工作原理CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方式是通過兩根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，能夠進行信息數(shù)據(jù)的大容量、高速度傳輸。所有的數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送給各控制單元，由各控制單元中的信息收發(fā)器接收，然后進行相關(guān)的計算處理，如圖5-24所示。它具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通信可靠性、結(jié)構(gòu)簡單和成本低的特點，特別適用于汽車計算機控制系統(tǒng)。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方式3.1CAN總線工作原理（1）CAN總線結(jié)構(gòu)CAN總線系統(tǒng)是將若干個控制單元并聯(lián)到兩條數(shù)據(jù)傳輸線上，每個控制單元內(nèi)都設(shè)有1個微處理器、1個CAN控制器和1個信息收發(fā)器，除了數(shù)據(jù)傳輸總線以外，其他各元件都安裝在各控制單元內(nèi)部。CAN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.1CAN總線工作原理

整個CAN總線系統(tǒng)有兩個120Ω的終端電阻，分別裝在兩個控制單元內(nèi)部，其作用是防止CAN總線信號產(chǎn)生反射現(xiàn)象。當終端電阻出現(xiàn)故障時，產(chǎn)生的線路反射信號會影響控制單元的其他信號。終端電阻3.1CAN總線工作原理（2）CAN總線數(shù)據(jù)傳輸原理

CAN總線系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為二進制的數(shù)字信息，每條信息的格式都是相同的。由開始域、狀態(tài)域、檢查域、數(shù)據(jù)域、安全域、確認域和結(jié)束域7部分組成。CAN總線數(shù)據(jù)組成3.1CAN總線工作原理

每條數(shù)據(jù)都包含提供數(shù)據(jù)、發(fā)生數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)5個過程。當某個控制單元通過CAN總線向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息時，其他控制單元會有選擇地接收。網(wǎng)絡(luò)上所有控制單元都在不斷的往CAN總線上發(fā)送各種信息，這就需要通過狀態(tài)域的數(shù)值來區(qū)分優(yōu)先權(quán)的大小。優(yōu)先權(quán)大的數(shù)據(jù)首先發(fā)送，以便重要信息能夠及時地接收使用。同一控制單元發(fā)出的信息其優(yōu)先權(quán)和發(fā)送頻率也不完全相同，以保證重要信息優(yōu)先為原則。3.1CAN總線工作原理（3）汽車CAN總線系統(tǒng)

為了防止外界電磁場的干擾和向外輻射，CAN總線采用2條導(dǎo)線纏繞在一起的方式，這2條線上的電位是相反的，分為CAN-High和CAN-Low數(shù)據(jù)線。

目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用3條CAN總線。