汽车热域控制器如何操作

① 浅谈整车域控制器——VCU功能

VCU作为整车控制的核心，负责管理电池系统、电驱系统、热管理系统等关键部件，实现档位、加速踏板、制动踏板的精准控制。其内部结构复杂，通过汽车总线或硬线，对车辆进行全方位的控制管理。

VCU拥有多种功能，包括档位管理、踏板信号管理、局域网内网络管理、车辆驱动管理、高压系统上下电管理及整车能量管理。档位管理通过档位控制器与VCU的信号交换，实现自动或手动档位切换。踏板信号管理确保油门和刹车信号的准确性，通过冗余信号采集和严格的错误监测机制，确保信号的可靠性。局域网内网络管理由VCU负责，控制节点的上下电，确保车辆系统的稳定运行。车辆驱动管理涵盖了驾驶模式、扭矩输出、定速巡航和自适应巡航的控制，满足不同驾驶需求。高压系统上下电管理确保了高压安全，确保车辆在正常和紧急情况下能够顺利上电和下电。

VCU的发展趋势是集成化和域控制化。集成化通过将多个控制器功能整合到一个控制器中，如比亚迪E3.0平台的八合一集成，实现更高效的系统管理。域控制化则在集成化基础上，使VCU升级为动力域的域控制平台，通过高性能芯片支持SOA服务架构，实现更复杂的模型预测控制算法，提高电耗优化和续航里程。

② 车身域控制器

随着整车技术的不断发展，车身控制器的数量日益增多。为了降低成本，减轻整车重量，集成化趋势逐渐显现。一个车身域控制器整合了从车头至车尾部分的所有功能器件，如后刹车灯、后位置灯、尾门锁、双撑杆等，实现统一连接，显着提升了车辆的集成度与效率。

车身域控制器集成了基础驱动、钥匙功能、车灯、车门、车窗等控制功能，形成了一体化的大控制器。它还整合了灯光、雨刮洗涤、中控门锁、车窗控制等基本操作，以及智能钥匙系统（PEPS）、低频天线、电子转向柱锁、IMMO天线等高级功能。同时，它还具备了CAN、CANFD、FLEXRAY、LIN网络、以太网接口等通信技术，以及TPMS和无线接收模块等，形成了综合性的车身域控制系统。

从通信角度来看，车身域控制器经历了从传统架构到混合架构，再到最终的Vehicle Computer Platform的演进。通信速度的变化与高功能安全的基础算力成本的降低是关键。未来的控制器电子层面将可能实现不同功能的兼容。

采用业界最高规格的域控 MCU，实现功能安全目标。通过多核安全处理器平台，实现不同功能、不同安全等级、不同算力要求的应用在不同核心上运行，从而降低系统运行故障风险。同时，它还具备丰富的通信资源，支持16路CAN-FD、24路LIN、2路以太网等总线资源，提供稳定、高速的通信网络。

软件系统支持AUTOSAR CP、AUTOSAR AP、车载智能操作系统，实现分层设计，使上层应用完全独立于硬件平台开发，增强系统的可移植性和软件模块复用性。升级域控制器框架和接口技术，基于跨域控制通信系统，提升跨域权限和冲突管理，以及算力优化配置。

针对车身域的控制需求，如新型传感器算法、新型执行器控制算法、热管理系统和车身控制算法等，提供算力支持。采用高性能的MPU为预留扩展各新型算法的算力能力。

当前，量产车型已搭载了域控制器。例如吉利星越L搭载的“CMA超级母体”架构，借助车辆域控制器实现动力控制、智驾控制、底盘控制、云端协同等功能域的跨域高速运算与功能高度集成协同管理，实现自动驾驶控制管理的集中、敏捷特性。岚图FREE、小鹏P7、红旗H9等车型也已应用了域控制器技术。

③ vcu档位控制

整车域控制器(VCU)是整车控制的核心控制器，通过汽车总线或者硬线，实现对电池系统、电驱系统、热管理系统等的管理，具体包括档位、加速踏板、制动踏板的控制，根据实时的动力电池电量，计算出需要输出的扭矩控制，整车的低压、高压的上下电、能量回收等控制。

VCU的内部结构简图如下

VCU的各项功能

一、档位管理

例如不踩刹车挂不上D档就是车辆的档位管理，这个就是由VCU控制的。档位控制器将档位请求信号发送给VCU，VCU判断换挡条件是否满足，再执行档位切换。

判断条件：

输入信号：档位请求、当前车速信号、高压状态信号、钥匙信号、制动踏板信号。

档位的控制分三个阶段——上电阶段、正常运行阶段、下电阶段。

上电时，VCU默认向档位控制器发送P档请求，并且在仪表盘上点亮P档指示灯。

下电时，VCU会检测到钥匙的OFF后，VCU首先停发网络管理报文，等待局域网内其他各节点都停发网络管理报文后，再一起停发应用报文，同步将进入下电休眠。

二、踏板信号管理

车辆驱动管理包括驾驶模式管理，扭矩输出管理、定速巡航管理、自适应巡航管理等。

驾驶模式管理通常是按ECO、NORMAL、SPORT三种模式来管理动力输出和功率输出。

ECO模式下，通过限功率输出、车速来降低能量消耗，达到节能经济的目的。NORMAL通常为整车默认模式，能耗、车速都相对均衡，运动模式下通常是默认整车涉及的最大功率输入，提供强劲的动力表现。

这些控制是通过油门开度与不同的扭矩响应来达到的，在不同模式下有不同的映射表，也就是所说的map。在ECO模式下，扭矩变化率更加平缓，动力响应偏慢，比较柔和。SPORT模式下扭矩变化率比较激进，变化率更大，动力响应快。

三、高压系统上下电管理

在纯电车中，高压系统的上下电是很重要的一环。首先高压存在安全问题，另外如果高压无法上电，车辆无法开动，类似于传统车上发动机无法启动一样。

高压上下电(有个高压保护策略，挖个坑，之后聊)需要的原则：

首先高压上下电功能需求主要包括：钥匙上电、直流/交流充电、远程控制(可能还有其他上电唤醒需求)，这三种场景仅仅是唤醒方式不一样，高压上电的逻辑和时序是差不多的。

随后VCU请求DCU、DC/DC、BMS被唤醒(VCU发送的网络管理报文或者IGON信号唤醒)并进行自检，监控HVIL回路状态，对于BMS来说还需要计算绝缘阻值，确认绝缘是否正常，无故障后进入待机模式(standby状态)。

预充是将预充电阻串联到高压回路中，由预充电阻分掉一部分电压，然后，随着各ECU内的电容充电上来，等到电压上升到某一阈值，主正继电器闭合，这样预充回路就完成了它的工作了，时序图如下。

四、整车能量管理

能量管理是VCU根据动力电池的充放电能力、车辆运行模式、运行状态，以及各用电负载的优先级，实时调整各用电负载的功率。

常规工况下，各个用电负载的优先级为DCDC电池制热/制冷乘员舱制冷乘员舱制热电机功率；

急加速工况下，通过判断驾驶员是否有紧急加速意图，VCU的能量管理优先满足动力需求，限制空调等系统的工作。

动力电池馈电工况下，优先满足基本驾驶需求，空调系统功能会被限制。

五、VCU发展趋势

VCU朝向集成化和域控制化发展。

集成化是指将整车域系统中的部分控制功能集成到一个控制器中，例如比亚迪E3.0平台中的八合一，就是将原来的VCU、电机控制器、BMS、车载充电器(OBC)集成到一个控制器中。

域控制化是在集成化的基础上将VCU升级为动力域的域控制平台，更高性能的芯片将其支持整车实现SOA服务架构，另外可以尝试更复杂的模型预测控制算法，让VCU对需求扭矩、能量分配和管理做更好，更加精准的控制和分配，从而达到整车电耗的优化，提升电车的续航里程。

④ 汽车的分区空调，是怎么实现不同温区不同温度的

炎炎夏日，酷热高温是这个季节的主旋律，古语有云：“我的命是空调给的”，不敢想象，如果没有了空调，我们的日子将如何过。夏天最畅快的莫过于躺在家里的大沙发，吹着空调送来的凉风，吃着冰冻的西瓜，看着欢乐的电视，度过一个无聊的下午。

相比家用空调，汽车空调不但模式更多，而且使用更加讲究，了解其功能结构，学会了正确的使用方法，不但提高使用效率，还起到节能作用。