纯电动汽车学习入门(十)——整车控制系统(中)

◆文/北京 李玉茂

(接上期)

16.远程控制

如图12所示，用户在出门前可以通过手机指令，实现充电控制、空调控制、电池预加热控制等，用户刚上车就可以进入一个舒适的环境和温度。如图13所示，用户离开车辆时将充电枪插入慢充口，并不进行立即充电，可以利用电价波谷并在家里实时查询SOC值，需要充电时通过手机App发送远程充电指令。

三、VCU与各设备的连接

1.VCU与电子换挡器连接

北汽新能源EU系列装有旋钮式电子换挡器，如图14所示，转动旋钮可选择R位、N位、D位、E位，同时仪表盘显示对应的挡位字母。电子换挡器向VCU提供4个信号，如图15所示。每个信号0.1～0.9V判定为“0”，2.8～3.95V判定为“1”，四位二进制代码表示相应的挡位，见表3。在换挡旋钮后侧有制动能量回收按键，如图14中红圈所示。有“E+”和“E-”两个按键，“E+”表示能量回收强度增加，“E-”表示能量回收强度减小，共有3级，变速器位于D位和E位时，可在1级和3级之间调节。“E”位是经济模式，通过降低加速和最高车速等动力性能，降低能耗。

2.VCU与加速踏板传感器连接

加速踏板信号向VCU提供驾驶人行驶意图，该传感器向VCU提供两组信号，信号1和信号2，如图16所示，VCU将两组信号对比使用。加速踏板角度从0.2°～14.5°(深度范围0～100%)变化，信号1电压由0.7～4.8V变化，信号2电压由0.37～2.4V变化，如图17所示。

3.VCU与制动踏板传感器连接

制动踏板传感器向VCU提供制动踏板深度两组信号，信号1和信号2，如图18所示，VCU将两组信号对比使用，利用此信号进行能量回收和制动力控制，VCU同时发出信号控制制动灯点亮。

4.VCU与BMS连接

如图19所示，VCU通过硬线对BMS发出唤醒信号、对主负继电器发出闭合信号，通过CAN线询问BMS是否有接收方面故障。BMS反馈VCU的信号有动力电池电量、动力电池温度、动力电池电压、动力电池电流。

5.VCU与OBC连接

如图20所示，当插入慢充枪，OBC感知CC与PE之间接通，OBC向VCU发出充电唤醒信号，再由VCU向组合仪表发出充电唤醒信号。OBC向VCU发出连接确认信号，再由VCU向组合仪表发出连接确认信号，仪表盘上慢充指示灯点亮。

北汽新能源EX3、EX5具有双向充电功能，在单向车载充电机的基础上进行硬件、软件升级，可以对220V通用电器供电，例如电磁炉。如图21所示，将转换插头插入慢充口，按下双向充电按键“Vtol”，就可实现“移动电源”的功能扩展。

6.VCU与PTC控制器连接

各品牌车型设计不同，PTC控制器可以安装在高压盒内、压缩机控制器内或单独设立。VCU通过CAN总线与高压盒内PTC控制器通信，如图22所示，VCU根据驾驶人指令和PTC温度传感器信号，控制PTC的分组通电或断开。

7.VCU与MCU连接

VCU通过CAN总线向MCU发出转矩需求信号，以及询问MCU是否有接收方面故障，如图23所示。MCU反馈给VCU的信息有电机转速、电机温度、电机控制器温度。能量回馈时，VCU通知MCU，6个IGBT不再工作，而由三相桥式整流器自动工作。当回收电流大于动力电池允许的最大充电电流，MCU执行IGBT工作状态。

8.VCU与DC/DC连接

在慢充电或行车中，VCU对继电器发出“使能”信号，如图24所示，继电器闭合，DC/DC开始工作，将高压直流电转换成14V直流电，对蓄电池充电。“使能”的英文是Enable，前缀en是使的意思，able是能够的意思，合起来就是“使能”，是一个动词，通俗说是“允许”信号。当VCU发出“使能”信号，继电器线圈“85”接地，线圈通电触点闭合。当DC/DC本身出现故障时，DC/DC通过故障信号线上报VCU，再由VCU报送组合仪表，仪表盘上的充电故障灯点亮。

9.VCU与压缩机控制器连接

有的车型VCU还兼有空调控制单元的作用，如图25所示，驾驶人操作空调面板，VCU接收空调面板发来的AC开关、温度设定、鼓风机风速、蒸发器温度、室内温度、制冷管路压力等信号。VCU通过CAN总线将执行信号送给压缩机控制器，控制电动压缩机工作和执行不同转速。

10.VCU与RMS连接

RMS的中文是数据采集终端，也称作T-BOX(Telematics BOX远程信息处理盒子)，VCU通过CAN总线与RMS连接，如图26所示。RMS的一般功能：①服从VCU的控制命令，获取整车相关信息；②利用GPS/北斗对车辆进行定位；③将数据存储到本地SD卡中，供软件读取和分析；④将信息按规定的时间和数据量，以无线的方式发送到服务平台，并且做到信息的保密；⑤保存车辆最近一段时间的数据，作为“黑匣子”提供车辆故障或事故发生前的数据信息；⑥在通讯网络不畅的情况下，自动将数据存在flash区，等待网络正常后自动上传至服务平台；⑦当检测到GPS等模块故障主动上报警情监控中心；⑧支持远程自动升级功能，自动接收服务平台升级指令完成软件升级。

11.VCU与远程模式开关连接

北汽新能源在高配车上装有远程模式按键，如图27所示，按下按键，远程模式指示灯点亮，用户可以利用手机进行远程充电控制、远程空调控制、远程电池预加热控制等。

四、低压、高压上电原理

1.电动汽车上电特点

燃油汽车只有12V电池，电动汽车有12V电池和动力电池，所以上电方式与燃油汽车不同，电动汽车上电方式包括低压上电、高压上电。

电动汽车上电原理：VCU控制、协调各控制单元，使各控制单元按顺序合理地发出或断开低压控制信号，控制动力电池继电器接通或断开，从而使车辆正确完成上电和下电，同时进行信息交换和故障监测。整个过程必须保证逻辑正确、顺序合理、故障检测有效。

2.低压上电原理

各品牌对电动汽车电路设计不同，下面是笔者对北汽EV200电路图进行的分析。

①常火线供电，亦称30号线，如图28中的红色线，12V电池正极长期供电OBC、ON档继电器、电机继电器、倒车灯继电器、空调继电器、BMS、DC/DC、RMS、ICM、VCU等。

②ACC供电，亦称辅助电器线，点火开关拧到“ACC”档，为辅助电器供电，例如点烟器，这是燃油汽车电路的保留，因不涉及电动汽车特有部件，故在图28中未画出。

③IG供电，亦称15号线，如图28中的蓝色线，点火开关拧到“ON”档，12V电池正极供电ON档继电器线圈、电子换档器、制动能量回收开关、ICM等。

④唤醒模式供电，如图28中的绿色线，继电器接收到唤醒信号后触点闭合，控制单元收到唤醒信号后由待机转为工作。OBC继电器接收来自慢充插口唤醒信号，电机继电器接收来自VCU唤醒信号，倒车灯继电器接收来自VCU唤醒信号，空调继电器接收来自空调面板唤醒信号，BMS、DC/DC、ICM接收来自VCU唤醒信号。

有5种唤醒模式：ON档唤醒(运行模式)、快充唤醒(快充模式)、慢充唤醒(慢充模式)、远程唤醒(远程慢充模式/远程运行模式)、网络唤醒(DC/DC转换模式)。各模式优先级：快充模式＞远程慢充模式＞慢充模式＞运行模式＞远程运行模式＞DC/DC转换模式。

①ON档唤醒。如图29所示，钥匙拧到ON档，点火开关IG触点闭合。ON档继电器收到ON档信号，如图30所示，继电器线圈通电，触点闭合发出唤醒信号，唤醒VCU、RMS、EPS。再由VCU再发出唤醒信号，唤醒电机继电器、BMS、DC/DC。钥匙拧到START档，该信号发送BCM，防盗系统核实钥匙芯片电子代码与车辆登记ID代码一致，启动驱动电机，此时慢充系统、快充系统不工作。对于智能钥匙，无钥匙启动/停止按键有3个档位“OFF”、“RUN”、“ACC”，按到“RUN”位置时防盗系统核实钥匙是否授权。