◆文/山东 刘春晖

北汽E150EV电动汽车动力系统主要由整车控制器(VCU)、电机及电机管理系统、电池及电池管理系统3部分组成。整车控制器(图1)主要用于判断操纵者意愿，并根据车辆行驶状态、电池和电机系统的状态合理分配动力，使车辆运行在最佳状态。VCU一方面通过自身数据采集模块获取驾驶员需求信息，另一方面与电机控制器、电池管理系统、电动辅助系统等部件组成CAN总线网络，可以实时获取当前整车状态，电机、电池、电动辅助等部件的参数，采用优化算法协调电动辅助部件和电机运行，在满足驾驶员对整车动力性和舒适性需求的前提下，最大限度节约电能的消耗。

图1 整车控制器(VCU)外形

一、整车控制器(VCU)的功能

1.整车状态的获取功能

(1)整车状态的获取。通过车速传感器、挡位信号传感器等，采用不同的采样周期，检测整车的运行状态。

(2)通过CAN总线获得原车功能模块、动力电池系统、电机驱动系统等的状态信息。

2.驾驶员的意愿识别和控制模式的判断

(1)通过各种状态信息(加速/制动踏板位置、当前车速和整车是否有故障信息等)来判断当前需要的整车工作模式(如起步、加速、减速、匀速行驶)。

(2)根据判断得出的整车工作模式、动力电池系统和电机驱动系统状态计算出当前车辆需要的转矩。

(3)根据当前的参数和状态及前一段时间的参数及状态，算出当前车辆的转矩能力，根据当前车辆需要的转矩，最终计算出合理的最终需要实现的转矩。

3.整车故障的判别及处理

(1)判断整车的各个传感器、执行机构的状态。

(2)指出相应的错误标志，协调在错误情况下各个模块的计算、执行。

(3)将错误状态记录、输出、消除。

4.外围相连驱动模块的管理

根据各个功能模块的最终计算结果，通过总线控制各个外围功能模块(例如空调模块等)。

5.电动汽车辅助系统的控制

(1)驾驶安全辅助设备：助力转向。

(2)电器附件：DC/DC、水泵、空调、暖风等。

(3)休闲娱乐辅助设备：DVD等。

二、整车控制器上、下电控制

北汽E150EV电动汽车的车钥匙只采用OFF、ACC、ON三个状态。

1.上电顺序

上电顺序如图2所示。

(1)低压上电

当车钥匙由OFF→ACC时，VCU低压上电；当车钥匙由ACC→ON时，BMS、MCU(驱动电机控制器)低压上电。

图2 上电顺序

(2)高压上电

车钥匙ON档，BMS、MCU当前状态正常，且在之前一次上、下电过程中整车无严重故障。

①BMS、MCU初始化完成，VCU确认状态；

②闭合电池继电器；

③闭合主继电器；

④MCU高压上电；

⑤如挡位在N挡，仪表显示Ready灯点亮。

2.上电注意事项

(1)车钥匙旋转至Start档，松开后回到ON档。

(2)挡位处于N挡上电，踩下制动踏板。

3.上电异常情况

车钥匙ON档时，高压不能正常上电，需注意观察仪表信息：

(1)充电指示灯亮，关好充电门板，重新ON上电；

(2)动力电池故障灯亮，重新ON上电后，如仍亮，表明电池有故障；

(3)动力电池绝缘电阻低，检查动力电池的高压线连接情况；

(4)挡位显示状态闪烁，挡位换到N挡；

(5)系统故障灯亮且无以上情况，需先检查蓄电池电量，VCU、MCU(驱动电机控制器)、BMS低压供电情况，用诊断仪读取当前故障码。

4.下电顺序

纯电动车下电只需车钥匙打到OFF档，即可实现高压、低压电的正常下电。

(1)车钥匙到OFF档，主继电器断开、MCU低压下电；

(2)辅助系统停止工作，包括DC/DC、水泵、空调、暖风；

(3)BMS断开电池继电器；

(4)整车控制器下电。

注意：整车控制器在下电前会存储行车过程中发生的故障信息。

三、整车控制器的故障诊断及检修

1.故障分级

整车控制器根据电机、电池、EPS、DC/DC等零部件故障，整车CAN网络故障及VCU硬件故障进行综合判断，确定整车的故障等级，并进行相应的控制处理。可对整车的故障等级进行四级划分，见表1。

表1 整车故障的四级划分

2.OBD接口线束定义

图3 OBD-II诊断接口

OBD接口线束定义如下：

(1)Pin1：新能源CAN高，线号32；

(2)Pin9：新能源CAN低，线号33；

(3)Pin6：原车CAN高，线号52；

(4)Pin14：原车CAN低，线号53；

(5)Pinl6：常电(BAT+)；

(6)Pin5：信号地线。

3.VCU通信故障的检测方法和解决方法

VCU通信故障存在四种可能情况。

(1)第一种情况：VCU没有电。检测方法：根据VCU针脚定义，检查以下针脚。

21世纪是属于生命科学的世纪。未来，英特尔的人工智能还将在智慧医疗领域发挥更大的作用，致力解决人类面临的大问题，加速行业转型，更好地帮助医生，造福广大患者。

①Pin1：ACC，车钥匙ACC档；

②Pin2：GND，地；

③Pin3：BAT，整车常电；

④Pin4：ON，车钥匙ON档；

⑤Pin5：GND，地；

⑥维修：可能的原因有VCU供电熔断器烧毁、线束断开、接插件退针等问题。

(2)第二种情况：仪表到VCU的新能源CAN总线线束有问题，直接维修线束即可。

①VCU线束端子Pin8：新能源CANH，对应仪表线束端子Pin；

②VCU线束端子Pin9：新能源CANL，对应仪表线束端子Pin。

(3)第三种情况：整车控制器VCU与车型不匹配或者VCU损坏。检查VCU的零部件号，直接更换可用的正确车型的VCU即可。

(4)第四种情况：仪表与车型不匹配或者仪表损坏。检查仪表的零部件号，直接更换可用的正确车型的仪表即可。

4.当仪表显示整车故障时的诊断流程

(1)检修前提

①车辆必须能够与故障诊断仪通信，只要故障诊断仪无法连接通信的车辆，请按以下顺序首先排查：

a.使用万用表，检查VCU供电是否正常，包括ACC电、ON档电、常电，同时，需要检查低压电气盒中VCU的各个供电熔断器是否正常；

b.使用万用表，检查OBD诊断口与VCU的CAN总线线束连接是否牢固、正常；

c.如果以上都正常，请更换全新的整车控制器。

②排查结束，故障诊断仪将可以顺利与整车控制器VCU建立CAN总线通信连接。

③进入诊断界面，按照流程进行其他故障的定位、排查、维修，最后清除故障码，试车，将车辆交还用户。

(2)诊断流程

当仪表显示整车故障时的诊断流程如图4所示。

①读取故障码；

②读取冻结帧；

图4 当仪表显示整车故障时的诊断流程

③读取数据流；

④维修；

⑤清除故障码；

⑥关闭钥匙，再打开钥匙到ON档，再次读取故障码，确认故障不再存在，表明故障排除。

(3)特别说明

故障码检测步骤在进行下列步骤之前，确认蓄电池电压为正常电压。

①将车钥匙置于OFF档；

②将诊断仪IMS-D60连接至车辆诊断接口上；

③将车钥匙置于ON档；

④用诊断仪读取和清除故障码；

⑤将车钥匙置于OFF档，3～5s后重新将车钥匙置于ON档；

⑥用诊断仪读取故障码。

如果检测到故障码，则说明车辆有故障，要进行相应的诊断步骤；如果没有检测到故障码，则说明先前检测到的故障为偶发性故障。