简谈整车控制器VCU

2019-09-19来源: 电子产品世界关键字:VCU  控制器

普华软件汽车电子事业部, 新能源产品总监/ 西安研发中心经理 李文龙


李文龙,拥有十多年汽车电控软硬件设计开发经验,先后在国内外知名汽车零部件公司就任工程师、设计主管、测试经理及开发总监等。主要从事汽车电控 ECU ( EMS、BCM、HCU、VCU、电 机 控制 MCU、TCU、DCU、ADAS 等  )系统搭建、设计开发、生产及测试工作。

概述


整车控制器 VCU(Vehicle control unit)作为新能源车中央控制单元,是整个控制系统的核心。VCU 采集电机及电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号及其它执行器传感器控制器信号,根据驾驶员的驾驶意图综合分析并做出相应判定后,监控下层的各部件控制器的动作,它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等,从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。可以说整车控制器性能的优劣直接决定了新能源汽车整车性能的好坏,起到了中流砥柱的作用。


发展过程


整车控制器可谓是起源于传统汽车,落地于新能源汽车。传统汽车包含发动机控制器、变速箱控制器、车身控制器、底盘控制器等,各控制器是由不同的 Tier1 提供,为解决各自零部件的功能及性能指标而定制设计。比如 EMS 是解决发动机燃油经济性、排放法规及热处理等。变速箱是解决操作杆与齿轮动作的  相互协调及切换。各自独立控制车辆某一部分,无法总体考虑整  车性能与功能需求。因此部分OEM 为了实现整车定制功能、个性化设计、摆脱国外 Tier1 高昂的开发费及开发周期,有了整车控制器最初的概念设想。由于国内电控技术起步晚,OEM 对国外 Tier1 的控制力不足,直到新能汽车快速发展,混合动力迫切需要解决燃油动力系统与电池动力系统之间的有效协调,纯电动车需要解决整车动力管理,因此明确了整车控制器的概念及  功能定义,奠定了 VCU 获得的高速发展的基础。

混合动力 E/E 架构

传统汽车 E/E 架构


行业分析


新能源起步阶段,大概在 2012-2015年诞生了第一代 VCU产品。技术来源于传统汽车电控 ECU,以发动机控制器及车身控制器为主要技术来源。行业典型产品有德尔福的HCU-2、联电的VCU、大陆的H300及普华第一代VCU-1。VCU-1 是普华软件与国内知名 OEM 合作开发,采用主从 MCU 的硬件解决方案,AUTOSAR3.1.5软件平台,是国内最早自主 AUTOSAR 软硬一体化的 VCU 解决方案。从这些厂家不难看出,前身都是做发动机及车身控制器为主的零部件供应商,只有普华软件是国内唯一的汽车电控基础软件及软硬件一体解决方案提供商,开创了国内分工合作的先例。


随着行业应用及发展,整车控制器功能定义及安全要求逐步明确,有了行业针对新能源车的系统解决方案,比如符合功能安全的 MCU及外围芯片。第二代产品起步阶段是2016-2019年。目前行业解决方案主要产品,联电的VCU8、德尔福的HCU-5、大陆 H500及普华ORIENTAIS_HCU-6,二代产品受制于补贴滑坡及车辆安全事件的影响,因此出现了符合功能安全和不符合功能安全要求的两种产品。但从长远发展来看VCU的功能安全和 AUTOSAR软硬件平台是势在必行。HCU-6硬件满足ASIL-C要求,软件符合AUTOSAR4.2.X及功能全AISL-D,实现国内知名OEM 多车型小批量及批量装车。


未来趋势


如果说汽车未来发展趋势是电动化及智能化,那么整车控制器未来发展必将是高度集成化及安全化。无论汽车发展到什么阶段,安全、舒适与经济性永远是发展的硬性指标。开放合作、分工合作是未来 OEM、Tier1 及Tier2主流合作模式。


行业安全标准ISO26262《道路车辆功能安全》不断完善,功能安全设计议题在汽车领域已被高度重视。该标准从产品的整个生命周期进行评估,从需求开始,到概念设计、软件设计、硬件设计,包括最终的生产、报废等,整个生命周期都提出了严格的要求,来保证安全相关的电子产品的功能性失效不会造成危险的发生。无论是 FMEA(Failure Mode and Effects Analysis 失效模式与影响分析),还是 FMEDA(Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis 失效模式、影响及其诊断分析),从安全分析落地到软硬件安全策略的建立,都需要不断提出应对方案,然后投入大量的验证策略,最终实现安全机制的覆盖。硬件主要解决单点失效、潜藏失效及诊断覆盖率等。


技术指标


结合国内外众多产品的分析及行业多年产品设计,未来整车控制器满足行业需求,一般需满足如下技术指标及服务能力。


满足车规 12V/24V 系统电源输入;


基于车规级 32 位MCU(三核)符合 ASILC 以上;


软硬件功能安全ASILC 以上;


满足整车网络发展需求,比如车载 ETH、FlexRay、CAN/ CANFD、LIN ;


符合AUTOSAR 4.2.X 基础软件平台;


系统平台符合国 6 法规要求;


快速响应的软硬件现场服务及离岸支持;


专业的行业分析及立足未来的平台产品;


满足EV MPV HEV 及传统车平台化应用;


开放的平台化软硬件合作模式。


合作模式


整车控制器作为OEM定制化车型、整车性能及安全的载体,需要 OEM、Tier1 及 Tier2 各方开发深入合作,各自分工,做各自最专业的部分。比如应用软件作为 OEM 的核心,自己来搭建或寻求专业第三方公司,基础软件寻找专业的国内外软件Tier2,硬件采用行业开发平台或专业的 Tier1。最终解决成熟产品,软硬件剥离,快速导入,降低开发时间风险,节省开发费用。



关键字:
VCU  控制器 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic475115.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:起底激光雷达专利黑幕
下一篇:5G和电动汽车市场快速发展,SOI晶圆会缺货吗?

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

新能源汽车核心技术详解:电池包和BMS、VCU、 MCU - 全文
的永磁同步和交流异步,离合器中的干式和湿式,驱动电机的永磁同步和交流异步,齿轮箱部分的有级式自动变速器(包括AMT、AT和DCT等)、行星排和减速齿轮;二级模块的控制系统包括BMS、ECU、GCU、CCU、MCU、TCU和VCU,分别表示电池管理系统、发动机电子控制单元、发电机控制器、离合器控制单元、电机控制器、变速器控制系统和整车控制器。三级模块体系中,包括电池单体的功率型和能量型,永磁和异步电机的水冷和风冷形式,控制系统的三级模块主要包括硬件、底层和应用层软件。  图2三级模块体系  根据功能和控制的相似性,三级模块体系的部分模块可组成纯电动(含增程式)、插电并联混动和插电混联混动三种平台架构,例如纯电动(含增程式)由充电设备
发表于 2017-11-25
新能源汽车核心技术详解:电池包和BMS、VCU、 MCU - 全文
VCU研发锂超离子导体 提升固态电解质导电性
Li3SBF4晶体结构示意图据外媒报道,弗吉尼亚州立邦联大学(Virginia Commonwealth University,VCU)研究人员设计了新款锂超离子导体(lithium superionic conductor),其锂离子导电性可媲美有机电解液(organic liquid electrolytes)。他们在美国国家科学院院刊(National Academy of Sciences,PNAS)上发表了一篇论文。研究人员在论文中宣称,基于团簇(Cluster)的锂离子超导体的导电性极高,室温下为0.01S/cm到0.1 S/cm以上,而活化能(activation energy )较低,低于0.210 eV,能带间隙
发表于 2017-10-30
VCU研发锂超离子导体 提升固态电解质导电性
详解VCU是如何让新能源汽车更智能的
新能源汽车、互联网汽车在近两年的增长大家有目共睹,从长期来看,这也是汽车发展的趋势所在。跟传统汽车相比,新能源汽车更加偏向互联网和智能化,其所带来的优秀操作体验也是传统汽车不能及的,而这种操作体验多数归功于汽车中的一个核心——VCU(整车控制系统)。   整车控制系统能够实现对汽车动力、舒适度、安全性以及能耗等多方面进行调整优化,配合大数据让汽车拥有更好的操作性和可靠性。   布尔科技是一家汽车大数据解决方案提供商,其主营业务之中就有电动汽车整车控制系统VCU。布尔科技CEO闫方超向记者介绍了整车控制系统与大数据在电动汽车上的应用。   研发中的自动标定和数据挖掘   其实,VCU是互联网、电动汽车等新交通工具的控制核心
发表于 2016-10-24
整车控制系统VCU是如何让汽车更智能的
新能源汽车、互联网汽车在近两年的增长大家有目共睹,从长期来看,这也是汽车发展的趋势所在。跟传统汽车相比,新能源汽车更加偏向互联网和智能化,其所带来的优秀操作体验也是传统汽车不能及的,而这种操作体验多数归功于汽车中的一个核心——VCU(整车控制系统)。   整车控制系统能够实现对汽车动力、舒适度、安全性以及能耗等多方面进行调整优化,配合大数据让汽车拥有更好的操作性和可靠性。 布尔科技是一家汽车大数据解决方案提供商,其主营业务之中就有电动汽车整车控制系统VCU。布尔科技CEO闫方超向雷锋网介绍了整车控制系统与大数据在电动汽车上的应用。 研发中的自动标定和数据挖掘 其实,VCU是互联网、电动汽车等新交通工具的控制核心,在传统汽车
发表于 2016-06-06
整车控制系统VCU是如何让汽车更智能的?
    新能源汽车、互联网汽车在近两年的增长大家有目共睹,从长期来看,这也是汽车发展的趋势所在。跟传统汽车相比,新能源汽车更加偏向互联网和智能化,其所带来的优秀操作体验也是传统汽车不能及的,而这种操作体验多数归功于汽车中的一个核心——VCU(整车控制系统)。     整车控制系统能够实现对汽车动力、舒适度、安全性以及能耗等多方面进行调整优化,配合大数据让汽车拥有更好的操作性和可靠性。     布尔科技是一家汽车大数据解决方案提供商,其主营业务之中就有电动汽车整车控制系统VCU。布尔科技CEO闫方超向雷锋网介
发表于 2016-05-25
整车控制系统VCU是如何让汽车更智能的?
MSP430程序库<十五>Flash控制器
一般,在单片机中的Flash存储器用于存放程序代码,属于只读型存储器。而在MSP430些列的单片机中,都可以通过内置的Flash控制器擦除或改写任何一段的内容。另外,msp430的单片机内部还专门留有一段Flash区域(information memory),用于存放掉电后需要永久保存的数据。利用430内部的Flash控制器,可以完成较大容量的数据记录、用户设置参数在掉电后的保存等功能。硬件介绍:要对Flash读写,首先要了解MSP430的存储器组织。430单片机的存储器组织结构采用冯诺依曼结构,RAM和ROM统一编址在同一寻址空间中,没有代码空间和数据空间之分。一般430的单片机都统一编址在0-64k地址范围中,只有少数高端
发表于 2019-10-09
MSP430程序库<十五>Flash控制器
热门资源推荐
小广播
热门活动
换一批
更多
有奖直播报名|富士通FRAM无加密算法(频谱)的真赝验证解决方案 ,安全的革新,世界首创全新的验证方式
最新汽车电子文章
更多相关热搜器件
更多每日新闻
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved