新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、
节能以及驾驶性能等方面具有
诸多内燃机汽车无法比拟的优点，
其是由多个子系统构成的一个复杂系统，
主要
包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图
1
所示）。各子系统几乎
都通过自己的控制单元（
ECU
）来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、
经济性、
安全性和舒适性的目标，
一方面必须具有智能化的人车交互接口，
另一
方面，
各系统还必须彼此协作，
优化匹配，
这项任务需要由控制系统中的整车控
制器来完成。
基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途
径。由于
CAN
总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强
和实时性好等优点，
己广泛应用于中、
低价位汽车的实时分布式控制网络。
随着
越来越多的汽车制造厂家采用
CAN
协议，
CAN
逐渐成为通用标准。
采用总线网
络可大大减少各设备间的连接信号线束，
并提高系统监控水平。
另外，
在不减少
其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。
新能源汽车控制系统硬件框架
信号
调理
电路
功率
驱动
电路
电源
电路
通讯
电路
整车控制器
电机控制器
仪表
ECU
电池管理系统
MCU
外围
电路
车载充电机
图
1
新能源汽车控制系统硬件框架
一、整车控制器控制系统结构
公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、
模拟量输入和输
出、开关量调理、继电器驱动、高速
CAN
总线接口、电源等模块。整车控制器
对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、
协调和监控，
以提高整车能量利用效
率，确保安全性和可靠性。该整车控制器采集司机驾驶信号，通过
CAN
总线获
得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过
CAN
总线给出电机控制
和电池管理指令，
实现整车驱动控制、
能量优化控制和制动回馈控制。
该整车控
制器还具有综合仪表接口功能，
可显示整车状态信息；
具备完善的故障诊断和处
理功能；具有整车网关及网络管理功能。
其结构原理如图
2
所示。
电源模块
微
控
制
器
模
拟
量
调
理
开
关
量
调
理
光
电
隔
离
光
电
隔
离
光电隔离
CAN
总
线
接
口
高速
CAN
总线接口
继
电
器
驱
动
加速踏板传感器
制动踏板传感器
充电开关
启动钥匙
空调开关
模式开关
制动踏板开关
电机转速
车速
电池
SOC
故障指示灯
主继电器
空调继电器
DC/DC
继电器
备用继电器
组
合
仪
表
电机
ECU
电池
ECU
通信
节点
监控
节点
其他
节点
高速
CAN
总线
图
2
整车控制器结构原理图
下面对每个模块功能进行简要的说明：
1
、开关量调理模块
开关量调理模块，
用于开关输入量的电平转换和整型，
其一端与多个开关量
传感器相连，另一端与微控制器相接；
2
、继电器驱动模块
继电器驱动模块，
用于驱动多个继电器，
其一端通过光电隔离器与微控制器
相连，另一端与多个继电器相接；
