三 吉利EV450整车控制电路的分析

按照“控制系统的功能”对整车电路图进行分析，可以实施以下功能：整车控制模式判断和驱动控制、整车能量优化管理、整车通信网络管理、制动能量回馈控制、故障诊断和处理、车辆状态检测与显示。其电路如图1-12所示。

通过图1-12可知，EV450整车控制器还具有充电过程控制、高压互锁控制、上下电控制等功能。

对整车控制电路图进行简化，可以得到整车控制电路原理，如图1-13所示。其中结合本课程其他章节，对照电路图与原理框图分别阐述整车控制模式判断和驱动控制、整车能量优化管理、整车通信网络管理、制动能量回馈控制、充电过程控制、高压互锁控制、上下电控制等。

1.整车模式与驱动控制

如图1-12、图1-13所示，控制器（VCU）根据加速踏板信号（CA67/123、CA67/112、CA67/99、CA67/124、CA67/111、CA67/110）、制动踏板信号（通过CA67/96、CA67/86）解释驾驶员的驾驶意图，根据控制策略中的相关规则将驾驶员发出的加速踏板信号和制动踏板信号转化为电机的转矩命令，并通过动力CAN（CA66/7、CA66/8）传送给PEU，PEU实施对电机的控制以此满足驾驶员的驾驶模式需求。

值得注意的是，驱动电机完成驾驶员的操作响应完全取决于VCU对加速踏板信号和制动踏板信号的解释结果。此外，VCU还根据驾驶员的输入：加速踏板信号、制动踏板信号和选档开关信号（CA66/20、CA67/86或V-CAN信号）等信息控制驱动电机，以满足驾驶员对动力性、舒适性等要求。

EV450有P、R、N、D 4个档位，加速踏板信号（CA67/123、CA67/112、CA67/99、CA67/124、CA67/111、CA67/110）和制动踏板信号（通过CA67/96、CA67/86）将纯电动车的运动状态分为五种运行模式，分别是起车模式、正常驱动模式、失效保护模式、制动能量回馈模式和空档模式。整车控制器采集钥匙信号、加速踏板、制动踏板、档位信号和其他传感器信号，然后提取出有效值，整车控制策略通过对这些有效值判断、计算，取相应的驱动模式，然后向电机控制器发送整车期望转矩指令。

2.制动能量回馈控制

正常驱动模式是指车辆处于驱动使能状态下，整车动力系统能够无故障运行，保障车辆正常行驶。此时整车控制器根据加速踏板信号（CA67/123、CA67/112、CA67/99、CA67/124、CA67/111、CA67/110）、车速（V-CAN）和电池状态信息（SOC、SOP）等，通过PT-CAN来确定发送给电机控制器的转矩指令，当电机控制器从整车控制器得到转矩输出的指令时，将动力电池提供的直流电，转化成三相交流电，驱动电机输出转矩，通过机械传输来驱动车辆。当车辆制动踏板信号（通过CA67/96）有效并且车速大于一定值，则对车辆的动能进行回收，开启制动能量回馈控制。由于电机既可以作为电动机，又可以作为发电机，此时电机有效地吸收车辆制动时的动能，电机将车辆的动能转化为电能，然后三相正弦交流电通过电机控制器转化为直流电，产生的电能给动力电池充电，增加能量的利用率，故电动汽车具有制动能量回馈的功能。

3.整车通信网络管理和车辆状态监测与显示

在整车的网络管理中，整车控制器是信息管理的中心，负责信息的组织与传输、网络节点管理、信息优先权的动态分配及网络故障与诊断等功能，如图1-14所示。VCU通过动力CAN与车身CAN进行信息管理，并且实施在线监控和参数调整。

4.充电过程控制

以慢充为例，当插入交流电供电装置的连接器（充电枪）时，由低压蓄电池给车辆控制器（VCU）、动力电池控制模块（BMS）供电，通过连接器上的CC信号给到车辆控制模块，此时车辆控制模块被唤醒，唤醒后的车辆控制模块唤醒其他控制模块，如动力电池模块、电机控制模块等，唤醒后这些模块也进行自检。

车辆控制模块通过CAN总线与动力电池模块、电机控制模块等进行通信，各个模块自检都通过后，车辆控制模块通过CP信号与交流电供电装置模块进行通信确认，当确定连接正常后，交流电供电装置控制继电器闭合，向车载充电机输入220V的交流电。动力电池控制模块检测动力电池状态符合充电要求，唤醒车载充电机向动力电池充电，并同时控制充电主继电器闭合，经车载充电机变压、整流后输出合适电压、电流的直流电给到高压分线盒，通过高压分线盒向动力电池进行充电。动力电池控制模块检测动力电池状态的变化，控制车载充电机输出电流的大小。动力电池控制模块检测到动力电池充满或交流慢充供电装置异常时，控制充电主继电器断开，同时控制交流供电装置停止输出交流电。

5.上下电的控制

吉利EV450上下电控制涉及整车控制器（VCU）、动力电池管理系统（BMS）、电机控制器（PEU）、车身控制模块（BCM）、减速机控制器（TCU）、安全气囊控制器（ACU）、高压配电盒（B-BOX）、驱动电机、制动开关、档位开关等，如图1-13所示。

（1）上电控制

1）吉利EV450采用无钥匙进入与启动系统，车身控制模块（BCM）检测周围遥控器（UID）的有效性，遥控器发出信号回应车辆，BCM控制解锁转向柱电子锁（ESCL），此时BCM通过CAN网络系统与动力系统进行信息认证。当驾驶员将一键启动开关置于ACC档，BCM通过IP23/32端子控制ACC继电器IR03闭合，给ACC用电设备供电。当驾驶员将启动开关置于ON档，BCM通过IP23/15、IP23/31控制IG1、IG2继电器闭合，IG1给VCU供电，IG2给BMS、PEU等电控单元供电，VCU、BMS、PEU等进行自检，无故障进入下一步。

2）当驾驶员踩下制动踏板，按下启动开关（ST档），请求上电。BCM发送启动信号给VCU，VCU通过动力CAN（P-CAN）检测是否满足上电条件，包括制动开关信号、档位开关信号、高压互锁信号、旋变传感器正弦信号、旋变传感器激励信号、温度传感器信号、碰撞信号、动力电池电流电压、整车漏电信号等是否正常。

3）满足上电条件的情况下，VCU通过动力CAN唤醒BMS，BMS控制负极接触器先闭合，然后启动预充程序，先闭合预充主预充继电器，串联预充电阻向车载充电机及分线盒总成输出高压电。BMS监测输出母线电压，当输出母线电压与动力电池电压相差小于50V，控制主正接触器闭合，断开主预充接触器，完成上电过程。

4）完成上电后，VCU通过VCAN总线点亮仪表“READY”指示灯。同时VCU向PEU发送指令，指示电机使能信息、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；PEU向VCU上报电机和控制器的各种参数及故障报警信息，主要参数包括电机转速、电机转矩、电机电压和电流，车辆进入行驶准备状态。

（2）下电控制

上电状态下，BMS、VCU、PEU等监测到漏电、碰撞、高压互锁、旋变传感器等故障信号时，让BMS控制主正接触器、负极接触器和分压接触器断开，电动汽车下电。或当驾驶员再次按下启动按钮下电时，BCM向VCU请求下电，VCU通过PCAN总线让PEU切断驱动电机驱动电源，然后通过P-CAN发送指令给BMS，BMS控制主正接触器、负极接触器断开，电动汽车下电。

6.高压互锁控制

吉利EV450整车高压互锁原理如图1-15所示，通过整车控制器发出PMW信号，经过电机控制器、车载充电机、空调压缩机、加热控制器再回到整车控制器，形成一个闭环的监测系统。当整车发生碰撞时，碰撞传感器发出碰撞信号，触发HVIL断电信号，整车高压源会在毫秒级时间内自动断开，以保障用户的安全。