Fahrzeugsteuergerät (VCU) für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik
Obwohl Elektrofahrzeuge (EVs) und Fahrzeuge mit herkömmlichem Verbrennungsmotor (ICEVs) völlig unterschiedliche Antriebskomponenten haben, können sie aus Sicht der Antriebsarchitektur dennoch in zwei Teile unterteilt werden: Energiespeichereinheit und Antriebseinheit. EVs verwenden zum Speichern von Energie Batteriesysteme anstelle von Kraftstofftanks, sodass ein Batteriemanagementsystem (BMS) hinzugefügt wird. Gleichzeitig verwenden EVs Motoren anstelle von Verbrennungsmotoren zum Antrieb von Fahrzeugen, sodass Motorsteuerungen (MCUs) Motorsteuergeräte (ECUs) ersetzen. Warum müssen EVs also häufiger eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) hinzufügen als ICEVs? Daher befasst sich dieser Artikel hauptsächlich mit der Rolle der VCU in Elektrofahrzeugen.
Die Fahrzeugsteuereinheit (VCU) oder Antriebsstrangsteuerung ist die zentrale Steuerkomponente von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnik. Sie muss über eine hohe Zuverlässigkeit und gute Fehlertoleranz, elektromagnetische Verträglichkeit und Umweltanpassungsfähigkeit verfügen, um den sicheren und stabilen Betrieb von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnik zu gewährleisten.
Die Fahrzeugsteuereinheit kann Gaspedalstellungssignale, Bremspedalsignale und andere Komponentensignale erfassen und entsprechende Beurteilungen vornehmen, die Aktionen der Steuereinheiten der unteren Komponenten steuern und dann die entsprechenden Funktionen realisieren. Gleichzeitig kann die Fahrzeugsteuerung auch den Betriebszustand des Fahrzeugs über den CAN-Bus verwalten und versenden.
Zusammensetzung und Prinzip
Hauptsächlich in zwei Schemata unterteilt: zentralisierte Steuerung und verteilte Steuerung
Die Grundidee des zentralisierten Steuerungssystems besteht darin, dass die Fahrzeugsteuerung die Erfassung der Eingangssignale allein durchführt, die Daten entsprechend der Steuerungsstrategie analysiert und verarbeitet und dann direkt Steueranweisungen an die einzelnen Aktuatoren ausgibt, um den normalen Fahrbetrieb des reinen Elektrofahrzeugs zu gewährleisten.
Die Vorteile des zentralisierten Steuerungssystems liegen in der zentralisierten Verarbeitung, der schnellen Reaktion und den geringen Kosten; die Nachteile sind komplexe Schaltkreise und eine schwierige Wärmeableitung.
Die Grundidee des verteilten Steuerungssystems besteht darin, dass der Fahrzeugcontroller einige Treibersignale sammelt und über den CAN-Bus mit dem Motorcontroller und dem Batteriemanagementsystem kommuniziert. Der Motorcontroller und das Batteriemanagementsystem übertragen die gesammelten Fahrzeugsignale über den CAN-Bus an den Fahrzeugcontroller. Der Fahrzeugcontroller analysiert und verarbeitet die Daten entsprechend den Fahrzeuginformationen und kombiniert sie mit der Steuerungsstrategie. Nach Erhalt der Steuerungsanweisungen steuern der Motorcontroller und das Batteriemanagementsystem den Motorbetrieb und die Batterieentladung entsprechend den aktuellen Statusinformationen des Motors und der Batterie.
Die Vorteile des verteilten Steuerungssystems liegen in der Modularisierung und geringen Komplexität, der Nachteil sind die relativ hohen Kosten.
