整车控制器（VCU）相当于电动汽车的大脑，它指挥汽车各电气系统互相配合、各司其职，使整个汽车系统流畅运行。因此，它的性能优劣，直接影响其它电气系统性能的发挥，是整车性能好坏的决定性因素之一。本文简单介绍一下整车控制器与其它电气系统之间的交互信号。

一些用来监测汽车自身状态的信号或者车载部件中比较重要的开关信号、模拟信号和频率信号，由传感器直接传递给VCU，而不通过CAN总线，这提高了关键信号处理的时效性。而电动汽车上的其它独立的电气系统，一般通过CAN总线与VCU进行交互。

1. VCU直接采集的信号

（1）开关信号包括：钥匙信号、档位信号、充电开关、制动信号等；

（2）模拟信号包括：加速踏板信号、制动踏板信号、电池电压信号等；

（3）频率信号一般是车速传感器输出的信号。

输出信号，动力电池主供电回路上的高压接触器和预充电继电器，在一些主机厂的设计中由VCU负责控制。

2. 通过CAN总线交互的电气系统

CAN总线是一种多主总线，也就是总线上的每一个节点都可以主动发起信息传递，而没有发送信息的节点则处于监听状态。每个节点发送的信息都有特定的优先级，优先级在通讯协议中已经做出规定，并且每条信息里都有发送者的地址编码。

通讯中的信息编码，都有相应的通讯协议予以明确规定，哪个节点发出什么样的代码提供哪些类型的信息，由供需双方进行约定。例外的是充换电相关的协议，由于通用性的强烈需求，通讯协议需要统一，由国家标准予以统一编码。这里所说的协议都位于总线的应用层。

2.1 VCU与动力电池系统

动力电池是电动汽车动力的唯一来源，VCU与动力电池管理系统（BMS）通过CAN总线进行信息交互。

BMS实时监测并上报给VCU的参数包括：总电流、总电压、最高单体电压、最低单体电压、最高温度、电池包荷电状态SOC、电池包健康状态SOH等。

VCU发送给BMS的命令包括充电、放电和开关命令。

充电时，在最初的充电连接信号确认后，整车处于禁止行车状态，之后VCU交出控制权。整个充电过程由BMS和充电机共同完成，直到充电完成或充电中断，然后车辆控制权重新回到VCU手中。

放电时，VCU根据油门踏板或制动踏板的信号，计算出车辆的功率需求，换算成电流需求，然后发送给BMS。BMS根据自身SOC、温度和系统设计阈值，确定提供的电流值。

开关指令，在充放电开始之前，VCU控制整车强电系统是否上电，通过控制电池包主回路的接触器实现。在车辆行驶过程中，如果遇到突发状况或发生故障，VCU根据故障等级决定是否闭合或者断开主回路接触器。

2.2 VCU与电机控制器

VCU向电机控制器发送的指令，主要包含三类，电机使能信息、电机模式信息（再生制动、正向驱动、反向驱动）以及相应模式下的电机转矩。

电机控制器向VCU上报电机和控制器的各种参数及故障报警信息，主要包括电机转矩、电机转速、电机电压和电流等。

2.3 VCU与充电系统

充电系统包括车载充电机和非车载充电机，这一部分的协议要严格遵守国标的规定，如下所示。

GB/T 27930-2015 《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》

GB/T 32895-2016 《电动汽车快换电池箱通信协议》

GB/T 32896-2016 《电动汽车动力仓总成通信协议》

标准统一规定了充电流程，包括具体的通讯内容编码和通讯语句的内容。

从充电枪和车辆上的充电接口的物理连接开始，整个充电过程中的信息交互都在电池管理系统BMS和充电机之间进行，不再通过VCU。

2.4 VCU与制动系统

采用复合制动系统的电动汽车，需要综合考虑液压制动系统、电机制动和防抱死系统（ABS）的协调一致性，因此需要有独立的管理系统，称为制动管理系统（BCU）。BCU可以独立于VCU之外，只通过CAN通讯，也可以把功能集成到VCU内部。

根据制动踏板的开度和开度变化的速度，VCU计算出车辆的制动需求力矩，传递给BCU。BCU根据车辆状态做出具体的力矩分配。

（1）车速中等的一般制动，直接切入电机能量回馈制动，以最大程度地回收制动能量；

（2）车速高，驾驶员急踩踏板，需要紧急制动。则BCU会首先启动液压制动系统，待减速状态稳定以后，再引入能量回馈制动，并逐渐加大比例；

（3）行驶在冰雪路面，BCU引入ABS，并将其优先级设置为最高，以车辆安全行驶为首要。

2.5 VCU与智能仪表

电动汽车仪表盘，结合传统汽车的布置，国标GB/T 19836-2019对显示内容给出了要求。

仪表系统通过CAN总线与VCU交互，从VCU获取需要显示的数据。仪表取得显示的数据后，通过内部信号处理电路，将信息以图形或文字的方式进行显示。

总结

以上介绍了整车控制器直接采集的信号以及与其它电气系统进行交互的信号类型，希望通过本文的介绍，大家能够了解电动汽车各电气系统的基本功能以及各系统之间是如何协调配合工作的。在这个过程中，整车控制器起到了一个全局决策者的作用，它的性能是整车性能好坏的决定性因素之一。但是就目前状况来说，整车控制器的技术还是由外资企业来主导和把持，希望通过广大电动汽车从业者的努力，我们在不久的将来能够实现追赶甚至反超。