新能源汽车控制器详解：VCU、ECU、MCU和电池BMS

新能源汽车控制器详解：VCU、ECU、MCU和电池BMS

新能源汽车的快速发展带动了相关技术的革新，其中控制器作为汽车智能化的关键部件，扮演着至关重要的角色。本文将详细介绍新能源汽车中的四种主要控制器：整车控制器（VCU）、发动机控制器（ECU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS），帮助读者全面了解这些核心部件的功能与工作原理。

新能源汽车中的各种控制器主要包括：整车控制器（VCU）、发动机控制器（ECU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）。

新能源汽车的三电技术，包括电池、电驱和电控。电池部分阐述了动力电池系统的构成；电驱部分讲解了传动机构、电机和电机控制器的功能；

一、整车控制器（VCU）

1. 功能

• 驱动系统控制
• 整车能量管理和优化
• 整车通信和网络管理
• 故障处理与诊断
• 汽车状态显示

2. 工作模式

• 自检模式
• 启动模式
• 起步模式
• 行驶模式
• 制动模式
• 停车模式
• 故障模式
• 充电模式

整车域控制器（VCU）是整车控制的核心控制器，通过汽车总线或者硬线，实现对电池系统、电驱系统、热管理系统等的管理，具体包括档位、加速踏板、制动踏板的控制，根据实时的动力电池电量，计算出需要输出的扭矩控制，整车的低压、高压的上下电、能量回收等控制。

VCU的内部结构简图如下

二、电子控制单元（ECU）

Engine Control Unit即发动机控制单元，特指电喷发动机的电子控制系统。

后来随着电子汽车的迅速发展，ECU的定义变成了Electronic Control Unit，即电子控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统。

1. ECU基本组成
   ECU和普通的单片机一样，由微控制器（MCU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。

   微控制器（MCU）是汽车电子控制单元ECU的核心，以CPU为核心，是集成在一块芯片上的微型计算机。ECU是包括微控制器和相关外围接器件的电路板的总称，是微控制器在汽车的应用系统。

2. ECU的作用

• 参数控制
• 故障自诊断和保护功能

3. ECU的工作原理

4. 常见的ECU的类型
   ECU的控制范围已经扩张到巡航控制、灯光控制 、安全气囊控制、悬架控制 、燃油加热控制、排气控制、制动控制、EGR和增压压力控制等。

   1. EMS（Engine Mangement System）发动机管理系统
   2. TCU（Transmision Control Unit）自动变速箱控制单元
   3. BCM（Body Control Module）车身控制模块
   4. ESP（Electronic Stability Program）车身电子稳定控制系统，车身电子稳定控制系统
   5. BMS（Battery Management System）电池管理系统
   6. VCU（Vehicle Control Unit）整车控制器

三、电机控制器（MCU）

MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接受VCU的车辆行驶控制指令，控制电机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。

MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能；MCU由外壳及冷却系统、功率电子单元、控制电路、底层软件和控制算法软件组成

四、 电池管理系统（BMS）

通过BMS实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换；BMS能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池状态

来源:汽车电子库