本文淺談純電動汽車中的大三電。即整車控制器（VCU）,，電池管理系統(tǒng)（BMS）和電機控制器（MCU）的通用的功能和技術(shù)點,。本文分四個要點闡述。

　　1.   大三電,？小三電,？

　　2.    VCU技術(shù)要點

　　3.    BMS技術(shù)要點

　　4.   MCU技術(shù)要點。

　　1.   大三電,？小三電,？

　　純電動車中的大三電一般指的是動力系統(tǒng)部分的控制器。純電動車的動力來源于動力電池,，通俗點說,，控制系統(tǒng)如下圖所示：

　　即將動力電池中的電，用來驅(qū)動圖中的驅(qū)動電機,。當(dāng)然,，為了延長續(xù)航里程,，需要盡可能將電池中的電傳輸給電機，提升效率,。

　　盡管直流電機是可以直接使用直流電控制,，但相比于交流電機，直流電機輸出效率比較低,，而且因為有機械摩擦的問題,，可靠性和穩(wěn)定性都不如交流電機。所以一般驅(qū)動電機都選用交流電機,。這就需要直流轉(zhuǎn)交流的控制器,，即圖中的MCU（motor controlunit，電機控制單元）,。它的作用就是接收加速減速急停等命令以后,，控制電機，從而穩(wěn)定和及時的響應(yīng),。這就是MCU最主要的工作職責(zé),。

　　顧名思義，BMS（batterymanagement unit,，電池管理單元）的作用就是管理電池的能量,。包括電池的充電和放電，以及緊急狀態(tài)下的斷電操作,。圍繞著電池狀態(tài)需要通過復(fù)雜的電路和算法,，準(zhǔn)確計算電池中的能量是多少，告訴駕駛員車還能跑多遠,，以及電池健康狀況（有多少的損耗,，是否需要更換）等。同時,，在緊急狀態(tài)（撞車,，熱失控等）下，一定要將動力電及時斷開,，避免造成更嚴(yán)重的影響,。

　　而VCU（VehicleControl Unit，整車控制器）,，其主要職責(zé)是,，處理各種有其他控制器和傳感器發(fā)過來的信號，根據(jù)當(dāng)前車的狀況去做出相應(yīng)的判斷,。舉個例子,，油門踏板加速信號，剎車信號等都是將原始信號告訴它，它來知道是要多快的加速還是要多快的減速,?？梢哉f他是動力系統(tǒng)的大腦，因而也非常重要,。

　　上文就是大三電的簡單介紹,，這三個單元是直接控制動力的，故稱為大三電,。

　　簡單介紹一下小三電：DC/DC轉(zhuǎn)換器,，車載充電機（OBC）和高壓配電盒，obc的主要功能就是將220V的電充電池中,，DC/DC轉(zhuǎn)換器和高壓配電盒（PDU）,，都是將電能進行有效合理的分配的用途，這些是比較重要的部分,，稱之為小三電,。

　　2.    VCU技術(shù)要點

　　作為整車控制器，VCU主要就是接受從整車其他地方傳過來的信號,，經(jīng)過邏輯處理以后,，做出一些驅(qū)動信號的執(zhí)行，以及與其他電子控制器的通信,。

　　其承擔(dān)的角色決定了它有如下特點：

　?。?）模擬量和數(shù)字量的準(zhǔn)確采集，考慮到很多信號來自于各種不同的電子控制單元,，數(shù)量非常多，各自的電氣屬性也不一致,。電路設(shè)計時需要逐一分析,。

　　（2）驅(qū)動信號的正確產(chǎn)生,。一般說來,，VCU的驅(qū)動信號電流都不會很大，也就安培級別的,。電路設(shè)計時需要考慮不同負載的工況,。

　　（3）通信,。汽車電子中的對外傳輸,，考慮到線束較長和穩(wěn)定通信，常采用CAN,，LIN,，SENT通信方式。不同通信之間有區(qū)別，即使是同一種通信（例如CAN通信）,，設(shè)計時也需要關(guān)注其技術(shù)需求,。

　　（4）診斷,。這是VCU非常重要的一環(huán),。它要能判斷輸入的信號有沒有問題，能知道自己發(fā)出的驅(qū)動信號有沒有問題,。最關(guān)鍵的,，不僅要保證正常通信時報文能準(zhǔn)確有效的發(fā)送和接收，而且遇到特殊情況不能亂對外發(fā)送通信報文,。

　?。?）現(xiàn)在的電動車賣的不是很好，一個最直接的原因就是成本比較高,。所以現(xiàn)在每個控制器的成本要求都比較嚴(yán)苛,，VCU更是如此，可以看到這個基本都是弱電信號,。對它的成本要求非常高,。這也是考驗硬件工程師技術(shù)能力很重要的一環(huán)。

　　3.    BMS技術(shù)要點

　　BMS主要是負責(zé)動力電池管理,。這樣解釋比較難懂,，通俗點說估計就明白了。

　　如今純電動車容易被人關(guān)注的兩個點,，這兩點都和BMS強相關(guān),。

　　（1）電動車能否準(zhǔn)確計算剩余電量能跑多遠,。電動車不像燃油車,，加油就能跑，純電動車一旦沒電就趴窩了,，一點辦法都沒有,，這個準(zhǔn)確性一直是老百姓關(guān)注的，這電量的負責(zé)者就是BMS,。

　?。?）電動車的電池?zé)崾Э仄鸹饐栴}。這個自然主要是電池相關(guān)的問題,，BMS如何盡可能的提前預(yù)警和預(yù)防熱失控,，很關(guān)鍵。

　　當(dāng)然,，BMS功能遠不止這些,，還有如下：

　　（1）電池的充電和放電管理，要準(zhǔn)確和充電進行數(shù)據(jù)交互,，管理電池的充電與放電,，避免過充和過放，這些都是大大影響電池壽命的,。

　?。?）電池的電量，健康情況等的處理,，這是BMS最核心的業(yè)務(wù),。其算法非常多，網(wǎng)上也有大段的材料介紹這個,，這里就不多提及了

　?。?）緊急狀況下的處理。這里緊急情況就比較多了,，比如電機控制器失控了,，這時候BMS就要將動力電掐斷。

　　作為能量管理單元,，軟件算法自然最關(guān)鍵,，但為了準(zhǔn)確的計算剩余電量等信息，BMS會要求其硬件的高精度,，穩(wěn)定性和一致性,，以提升估算的精度。

　　4.    MCU技術(shù)要點

　　它是電機控制器,，即動力輸出,。通俗點說，就是你要加速他讓電機轉(zhuǎn)得快一些,，要剎車他能讓電機轉(zhuǎn)的慢一點,。

　　所以，他有如下特點：

　?。?）響應(yīng)快，這個很容易理解,，但其實不好做,，因為工況比較復(fù)雜。舉一個簡單的例子就能感覺到,。同樣是加速,，有的發(fā)生在平地，有的發(fā)生在上坡,，有的發(fā)生在下坡,。平地和上坡都還好，因為是克服阻力。但是發(fā)生在下坡時就比較尷尬了,，因為有個重力分量,，不僅有控制器給電機施加力量，也有地球媽媽在拉著它,。有時候坡度較大,，如果控制不好，會有比較強的頓挫感,，這在駕駛時就比較嚇人了,。所以電機控制器的算法是比較難的，要平穩(wěn),，低調(diào)才行,。

　　（2）穩(wěn)定可靠,。這個也好理解,，但是做起來也很頭疼，因為這里都是大功率,，電流電壓什么的很容易來一個尖峰之類的,，還有發(fā)熱對器件的影響，這些都需要認真考慮,。要保證MCU穩(wěn)定運行,。

　　（3）緊急情況,。這個分幾種,，一種是車輛遇到緊急情況，電機做出及時的響應(yīng),，這里因為是動力,，響應(yīng)一定要及時；第二種就是內(nèi)部故障,，比如某個大功率器件出現(xiàn)了問題,，這個MCU本身就是工作不正常了，也要及時作出響應(yīng),。

　?。?）架構(gòu)和成本。為了降本,，電機控制器需要做一些簡化,，這就要從整車角度去考慮了，有時候會將電機和MCU做成一體的,，這樣可以有效節(jié)省空間和降低成本,，同時在硬件設(shè)計和軟件設(shè)計時要坐下來一塊討論討論整體架構(gòu),，才能最初最合適的設(shè)計出來。

　　總結(jié)

　　上述就是大三電的基本介紹,，為了實現(xiàn)科普效果,，盡可能不用專業(yè)術(shù)語，希望能達到讀著能看懂并有個直觀認知,。系能源車（混合動力,，純電動）是我們想在汽車工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車的重要策略，也希望更多的小伙伴愿意加入我們,，腳踏實地為中國汽車電子貢獻自己一份小小的力量,，