基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计

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1、基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计宋雪静(长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北保定071000)摘要：根据长城汽车某传统车型改装成纯电动车的实际需求，及对整车控制系统的要求设计整车控制器，详细介绍电源管理、CAN通信、输入信号处理以及继电器驱动等电路的设计方法。基于双MCU的硬件设计方案增强了整车控制系统的硬件故障自诊断能力，大大提高了整车控制器的可靠性。关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；双MCU中图分类号：U463．61文献标识码：A文章编号：1003—8639(2014)05—0033—04

2、HardwareDesignofVehicleControlUnitforEVBasedonDualMCUSONGXue-jing(R&DCenterofGreatWallMotorCo．，Ltd．，Baoding071000．China)Abstract：AccordingtothepracticalneedofmodifyingatraditionalcarofGreatWal1MotorintoanEVandthedesignrequirementsofvehiclecontrolsystem，avehiclecontrolun

3、itfortheEVisdesigned．Themethodofhardwarecircuitdesign，includingpowermanagement，CANcommunication，inputsignalprocessingandrelaydriving，isdescribedindetails．ThedesignschemebasedondualMCUenhancesthehardwarefaultdiagnosticcapacityofvehiclecontrolunitanditsreliability．Keyword

4、s：EV；vehiclecontrolunit；hardwaredesign；dualMCU纯电动车的结构框图如图1所示，它由整车控1设计原则和需求分析制器、电机及其控制器、动力电池、动力电池管理整车控制器硬件设计的总体原则是系统的安全系统、变速器、减速器、辅助系统等组成。其中辅与可靠。参照IS026262的设计要求．使用一块低成助系统包括转向电动机及其控制器、空调电动机及本独立的MCU单元和主MCU通信．当主MCU发生故其控制器、制动系统、充电机、DC／DC等。动力电障或计算错误的时候。辅助MCU可以对关键执行器池作为全车的动力源，

5、为各个用电设备提供动力。进行独立的关断功能，从而起到系统的安全监控和驾驶员通过整车控制系统达到对车辆的整体控制[1]。保护功能。整车控制器相当于汽车的大脑．它在汽车行驶过程中执行多项任务，具体功能包括：①驾驶员驾驶意图解析；②道路工况辨识；③整车故障分级处理；④整车行驶控制；⑤跛行回家；⑥巡航定速功能；⑦剩余里程估算；⑧能量优化管理；⑨安全管理；⑩在线集成标定和监控技术。图1纯电动车结构框图结合纯电动汽车的结构框架．以及整车控制器的硬件设计原则、功能定义．进行了如图2所示的在长城纯电动车型C20REV的开发过程中。整硬件架构设计、MC

6、U的选型以及各个模块电路的设车控制器(VCU，VehicleControlUnit)是整个汽计。在整个硬件架构关键功能模块中使用的电子元车的核心部件．它负责采集加速踏板信号、制动踏器件如表1所示。板信号、档位信号以及其它部件信号，结合整车状态做出相应判断后，控制下层的各部件控制器动2双MCU架构作．驱动汽车正常行驶。因此VCU的优劣直接影响MCU是整车控制器的核心，它负责数据采集、着整车性能。下面就简单介绍整车控制器的硬件电处理及所有的逻辑运算，为了提高整车控制器的可路设计。靠性，方案中采用ggMCU架构。如图3所示，主MCU收稿日期

7、：2013—07—16：修回日期：2013—10—16基金项目：国家863计划节能与新能源汽车重大专项资助项目(2012AA111202)；河北省重大技术创新项目(12213906Z)作者简介：宋雪静(1983一)，女，河北省石家庄人，工程师，硕士，主要从事新能源电控系统硬件开发。《汽车电器》2014年第5期j圆数字输入输入总线传感器工作电源保证车辆在故障状态下的基本安全行驶功能。高有效加速踏板行程传感器电源整车控制器设计过程中，主MCU选用了点火开关ACC电源制动踏板行程传感器电源Freescale的32位单片机MPC5634m．基

8、于5V供点火开关IG管理加速度传感器电源点火开关START轮速传感器电源电，此芯片在运算能力、存储空间、数字量模拟制动开关信号轮速传感器电源量输入输出及CAN通信方面均有上乘表现．是汽高压互锁信号真空压力传感器电源预留4