连接器在电动汽车 VCU 中起什么作用？

车辆控制单元 (VCU) 协调和管理 关键 电动汽车 (EV) 系统的运行。本文回顾了 VCU 的主要功能，探讨了其核心物理架构和协议，并强调了连接器在将 VCU 与各种电子控制单元 (ECU) 连接起来方面的关键作用。本文还讨论了安装和集成的最佳实践。

EV VCU 的基本原理

EV VCU（图 1）管理动力系统和传动系统 ECU，动态调整电机控制单元 (MCU)、集成动力单元 (IPU)、电池管理系统 (BMS)、牵引力控制系统 (TCS) 和转向辅助系统的运行参数。它优化了能量分配和扭矩管理，提高了加速度、能源效率和车辆稳定性。此外，VCU 最大限度地利用再生制动，在减速期间为电池充电，并处理来自加速器和制动器传感器的数据以微调电动机功率输出。 

VCU 还与高级驾驶辅助系统 (ADAS) 协调，支持摄像头、传感器和其他组件，以实现自适应巡航控制、车道保持辅助、紧急制动和自动停车。最后，EV VCU 管理车载充电器 (OBC)、直流-直流转换器、仪表盘 (IC) 和遥测控制单元 (TCU)。 

VCU 通过控制器局域网 (CAN 总线)、本地互连网络 (LIN) 和以太网维持全车通信。这些协议有助于快速收集和分析来自不同 ECU 的数据，监控电机温度、电池健康状况、充电状态 (SOC) 和车辆效率指标。VCU 还记录和存储诊断数据，向驾驶员显示屏和移动应用发送系统状态警报和安全警告。

如果检测到异常，VCU 可以启动安全（跛行）模式，暂时限制电动机的功率输出、每分钟转速 (RPM) 和再生制动。 

核心组件和协议

由微控制器单元 (MCU) 或中央处理单元 (CPU) 驱动的 VCU（图 2）通过解释和响应传感器数据来管理车辆子系统。

VCU 使用模数转换器 (ADC) 将温度、电压和电流等输入转换为数字数据，使用数模转换器 (DAC) 为执行器生成精确的控制信号。它还读取外部信号并通过各种数字 I/O 控制继电器和螺线管等设备。此外，VCU 还可以使用 RAM、ROM 和闪存高效地加载、保存和检索数据。 

EV VCU 连接器：关键连接

连接器将 VCU 连接到各种 ECU，确保可靠地传输电信号和电力。 连接器 专为动力系统和传动系统子系统设计，可在 -40° 至 257° F的温度范围内工作，可承受高达 1000V 的电压，在极端环境压力下也能保持功能。这些组件中的高电流 VCU 连接器通常采用增强塑料或高级合金等材料来提高热稳定性和机械稳定性。 相比之下，信息娱乐系统和其他车内系统连接器可能依赖于 更简单的 设计和材料。 

尽管如此，大多数 VCU 连接器都具有先进的屏蔽功能并采用接地技术，以保持信号完整性并减少密集电磁环境中的电气干扰。高效的线路布线和连接器放置进一步减少了电磁干扰。符合汽车行业标准（例如 汽车安全完整性等级 (ASIL)、 美国汽车研究委员会 (USCAR)、  LV214和 ISO 16750） 可确保这些连接器能够承受热膨胀、振动、潮湿和腐蚀。

高压联锁环 (HVIL) 连接器 （图 3）提供了一种重要的安全机制，可在危险情况或紧急情况下立即禁用 EV 高压电路。这些连接器集成到监控系统中，可将 HVIL 信号的状态中继到 VCU 或 BMS。 

如果在任何一点（例如电机和 MCU 之间或压缩机和 HVAC 系统之间）检测到突然断开或异常，受影响的 HVIL 检测点会向 VCU 发送信号。然后，VCU 指示 BMS 停用或断开电源，确保驾驶员和乘客的安全。

优化 VCU 和连接器

布局尽管 VCU 的安装因 车辆而异，但该装置通常位于乘客舱下方，与 BMS 平行。这种布局有利于简化连接并高效管理两个系统。

安装指南很简单： 汽车厂技术人员将 VCU 牢固地安装在四个角上，并将连接器向下放置，以防潮并简化维护或维修。至关重要的是，VCU 连接器设计必须精确匹配其各自 ECU 的特定工作条件和功能，以确保最佳性能和可靠性。

摘要

EV VCU 协调所有主要汽车系统的运行，从 IPU、BMS 和 OBC 到 MCU、TCS 和再生制动机制。连接器将 VCU 连接到不同的 ECU，确保可靠、安全地传输电信号和电力。大多数 VCU 连接器都采用先进的屏蔽和接地，以保持信号完整性并减少密集电磁环境中的电气干扰。

值得注意的是，HVIL 连接器 专门 设计 用于在紧急情况下立即 禁用 电动汽车高压电路。

文章转载自微信公众号：汽车研究院auto