新能源汽車作為一種綠色的運輸工具在環保、節能以及駕駛性能等方面具有諸多内燃機汽車無法比拟的優點，其是由多個子系統構成的一個複雜系統，主要包括電池、電機、制動等動力系統以及其它附件（如圖1所示）。各子系統幾乎都通過自己的控制單元（ECU）來完成各自功能和目标。為了滿足整車動力性、經濟性、安全性和舒适性的目标，一方面必須具有智能化的人車交互接口，另一方面，各系統還必須彼此協作，優化匹配，這項任務需要由控制系統中的整車控制器來完成。基于總線的分布式控制網絡是使衆多子系統實現協同控制的理想途徑。由于CAN總線具有造價低廉、傳輸速率高、安全性可靠性高、糾錯能力強和實時性好等優點，己廣泛應用于中、低價位汽車的實時分布式控制網絡。随着越來越多的汽車制造廠家采用CAN協議，CAN逐漸成為通用标準。采用總線網絡可大大減少各設備間的連接信号線束，并提高系統監控水平。另外，在不減少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制單元，拓展網絡系統功能。

一、整車控制器控制系統結構

公司自行設計開發的新能源汽車整車控制器包括微控制器、模拟量輸入和輸出、開關量調理、繼電器驅動、高速CAN總線接口、電源等模塊。整車控制器對新能源汽車動力鍊的各個環節進行管理、協調和監控，以提高整車能量利用效率，确保安全性和可靠性。該整車控制器采集司機駕駛信号，通過CAN總線獲得電機和電池系統的相關信息，進行分析和運算，通過CAN總線給出電機控制和電池管理指令，實現整車驅動控制、能量優化控制和制動回饋控制。該整車控制器還具有綜合儀表接口功能，可顯示整車狀态信息；具備完善的故障診斷和處理功能；具有整車網關及網絡管理功能。

下面對每個模塊功能進行簡要的說明： 

1、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； 

 2、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；

3、高速CAN總線接口模塊 

高速CAN總線接口模塊，用于提供高速CAN總線接口，其一端通過光電隔離器與微控制器相連，另一端與系統高速CAN總線相接；

4、電源模塊 

電源模塊，可為微處理器和各輸入和輸出模塊提供隔離電源，并對蓄電池電壓進行監控，與微控制器相連；

5、模拟量輸入和輸出模塊 

模拟量輸入和輸出模塊，可采集0~5V模拟信号，并可輸出0~4.095V的模拟電壓信号。

6、脈沖信号輸入和輸出模塊 

可采集脈沖信号并調理，範圍1Hz—20KHZ, 幅度6---50V；輸出PWM信号 範圍1HZ—10KHZ，幅度0—14V。 7、故障和數據存儲模塊鐵電存儲器可以存儲标定的數據和故障碼，車輛特征參數等，容量32K。 

二、整車控制器功能說明

新能源汽車整車控制器基本上以下幾項功能：

1. 對汽車行駛控制的功能 

新能源汽車的動力電機必須按照駕駛員意圖輸出驅動或制動扭矩。當駕駛員踩下加速踏闆或制動踏闆，動力電機要輸出一定的驅動功率或再生制動功率。踏闆開度越大，動力電機的輸出功率越大。因此，整車控制器要合理解釋駕駛員操作；接收整車各子系統的反饋信息，為駕駛員提供決策反饋；對整車各子系統的發送控制指令，以實現車輛的正常行駛。 

2. 整車的網絡化管理 

在現代汽車中，有衆多電子控制單元和測量儀器，它們之間存在着數據交換，如何讓這種數據交換快捷、有效、無故障的傳輸成為一個問題，為了解決這個問題，德國BOSCH公司于20世紀80年代研制出了控制器局域網（CAN）。在電動汽車中，電子控制單元比傳統燃油車更多更複雜，因此，CAN總線的應用勢在必行。整車控制器是電動汽車衆多控制器中的一個，是CAN總線中的一個節點。在整車網絡管理中，整車控制器是信息控制的中心，負責信息的組織與傳輸，網絡狀态的監控，網絡節點的管理以及網絡故障的診斷與處理。

3. 制動能量回饋控制 

新能源汽車以電動機作為驅動轉矩的輸出機構。電動機具有回饋制動的性能，此時電動機作為發電機，利用電動汽車的制動能量發電，同時将此能量存儲在儲能裝置中，當滿足充電條件時，将能量反充給動力電池組。在這一過程中，整車控制器根據加速踏闆和制動踏闆的開度以及動力電池的SOC值來判斷某一時刻能否進行制動能量回饋，如果可以進行，整車控制器向電機控制器發出制動指令，回收能部分能量。

4. 整車能量管理和優化 

在純電動汽車中，電池除了給動力電機供電以外，還要給電動附件供電，因此，為了獲得最大的續駛裡程，整車控制器将負責整車的能量管理，以提高能量的利用率。在電池的SOC值比較低的時候，整車控制器将對某些電動附件發出指令，限制電動附件的輸出功率，來增加續駛裡程。

5. 車輛狀态的監測和顯示

整車控制器應該對車輛的狀态進行實時檢測，并且将各個子系統的信息發送給車載信息顯示系統，其過程是通過傳感器和CAN總線，檢測車輛狀态及其各子系統狀态信息，驅動顯示儀表，将狀态信息和故障診斷信息經過顯示儀表顯示出來。顯示内容包括：電機的轉速、車速，電池的電量，故障信息等。

6. 故障診斷與處理 

連續監視整車電控系統，進行故障診斷。故障指示燈指示出故障類别和部分故障碼。根據故障内容，及時進行相應安全保護處理。對于不太嚴重的故障，能做到低速行駛到附近維修站進行檢修。 

7. 外接充電管理 

實現充電的連接，監控充電過程，報告充電狀态，充電結束。 

8. 診斷設備的在線診斷和下線檢測

負責與外部診斷設備的連接和診斷通訊，實現ＵＤＳ診斷服務，包括數據流讀取，故障碼的讀和清除，控制端口的調試。

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