新能源汽车整车控制器开发

新能源汽车整车控制器，在新能源整车中具有重要的作用，是电气和网络通讯的中枢。由于新能源汽车不同车型，不同配置和工设计会有同的设计要求，因此，设计新能源整车控制器，应尽量做到通用。通用应包括二个层面的意思，一、硬件要通用，即应该做到平台化，基于某一款MCU进行平台化硬件设计。二、软件平台化，即软件设计上，底层驱动层，中间层和应用层清晰明确，软件模块功能平台化，如标定，诊断等模块应功能完善。同时，软件编写应模块化。

下面就一款VCU开发实例，介绍下VCU的开发。本实例基于MC9S12XE系列芯片，不考虑AUTOSAR。

1 首先，应明确基本的车辆状态，虽然VCU开发不一某具体唯一车型作为开发目标，但在开关流程上，还是应从需求端进行表述。下面我们就某一车型基本参数描述如下：

项次	参数	说明
车辆类型	纯电动商用车	可扩展为混合动力、燃料电池商用车
车辆总质量	8T
车辆最高车车速	90km/h
加速性能（0~50km/h）	<20s
最大爬坡度	25
续驶里程	280km
系统电压	24V
动力电压平台	540V
VCU安装位置	车身（驾驶室外部）	防护等级应达到IP67

2 整车电路原理设计

整车电气原理设计是基于功能设计，确定VCU的功能，在此基础上来确定VCU与整车电气的接口，如VCU要控制哪些部件、采集哪些信号，参与哪些网络的数据交互、电源如何获取，又向哪些外部设备供电了。

网络架构，借用这个图片。

3 VCU硬件电路设计

VCU硬件电路设计基于特定的MCU设计核心电路，本设计选用的VCU为MC9S12XE，其时钟、复位电路等最小系统，可以参考相关设计。

IO输入，原则上可以对车辆IO处理后，接入单片机的IO口。但如果单片机需要采集的IO口比较多时，亦可通过芯片扩展；

IO输出，汽车应用应通过专用驱动芯片实现。如NXP、英飞凌等公司，都有响应的高边、低边、H桥等芯片。在选用时，注意额定电流、峰值电流的选择。

频率采集，注意对频率信号的整形处理，另外还应特别注意频率信号的电平、相位、隔离等处理。最好在硬件设计上不要改变到单片机IO口的频率的相位，即不要将频率信号反相。对于频率信号反相，不影响频率和周期的采集，但是占空比就要换个了。

模拟量采集。在整车应用中，模拟量采集一定要做到稳定，可靠。整车应用中，VCU经常会用来采集油门、制动等关键信号，必须可靠采集、调理和进行运算处理。

通讯接口。CAN网络接口设计，比较通用。注意隔离设计。

硬件资源如下（切个图吧，就不一一打字了）：

外壳体，就不啰嗦了，自己开模划不来，通用的壳体。

4 软件设计

软件设计是VCU设计的主要和关键工作。很重要。按照规范、结构化和模块化设计好软件更重要。后续软件的更新、维护、移植等工作的开展，就需要在软件设计开始就规范化设计，否则，谁都不愿意拿烂糟的代码来修改、维护。

软件设计，本设计设计了2大部分软件。一部分是基于MCU的嵌入式软件，基于CodeWarrior，C语言。另一部分是上位机软件，基于VS2010设计的。

嵌入式软件，主要包括：

1）底层驱动。

2）应用程序。

3）标定程序模块。

4）bootloader。严格来讲，与控制应用程序应不是一个工程，可以融合，也可以独立。本设计的bootloader为一个独立的工程。

5）诊断程序模块。

嵌入式软件，编译后为S19文件。

上位机软件，主要包括：

1）bootloader上位机

2）VCU测试上位机（用于VCU产品下线检测）

3）CCP标定上位机

4）UDS诊断上位机

另外，为了配合整车开发，调试，还开发了整车上位机、DBC文件解析器、直流充电协议解析器等。

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