文：電馳科研（137 電車工坊）技術總監／羅玉林
汽車電子控制系統不是電動車專有的，而燃油車同樣也需具備，只是電動車的電控系統更加的複雜，也更強大。
汽車電子控制系統是由硬體和軟體構成，電控其實就是車輛所有電子控制系統的軟體+硬體的總稱，可以將整個電控系統理解為車輛的大腦與神經系統，這個系統可以控制車輛的運作能力，所以電控系統越強大，車輛的控制與行駛就越出色。
整車控制系統由加速踏板位置感知器，煞車位置感知器，電子換檔器等輸入訊號感知器，整車控制器 (VCU)，電機控制器 (MCU)，電池管理系統 (BMS)等控制模組及驅動馬達，動力電池等執行元件組成，如圖1 所示。
汽車上的這些控制器透過 CAN 網路來通訊。CAN，全稱為「Controller Area Network」，即控制器區域網，是國際上應用最廣泛的現場匯流排之一。
最初，CAN 被設計為汽車環境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置 ECU 之間交換訊息，形成汽車電子控制網路。
電動車控制系統的主要功能有下㤡幾個項目：
1.駕駛意圖解析
主要是對駕駛員操作資訊及控制命令進行分析處理，也就是將駕駛的加速踏板信號和煞車踏板信號，根據電壓的變化轉成馬達的需求轉矩命令。因而驅動馬達對駕駛者操作的反應性能完全取決於整車控制的油門解釋結果，直接影響駕駛者的控制效果和操作感覺，如圖2 所示。
2.整車驅動控制
根據駕駛對車輛的操縱輸入（加速踏板、煞車踏板以及選檔開關）、車輛狀態、道路及環境狀況，經分析和處理，向整車管理系統發出相應的指令，控制馬達的驅動轉矩來驅動車輛，以滿足駕駛對車輛驅動的動力性要求，同時根據車輛狀態，向整車管理系統發出相應性指令、安全性、舒適性指示。
3.煞車能量回饋控制
整車控制器根據加速踏板和煞車踏板的開度、車輛行駛狀態資訊以及動力電池的狀態資訊（如 SOC 值）來判斷某一時刻能否進行煞車能量回饋，在滿足安全性能、煞車性能以及駕駛員舒適性的前提下，回收部分能量，包括滑行煞車和煞車過程中的馬達煞車轉矩控制，如圖3 所示。
4.整車能量優化管理
透過電動車的馬達驅動系統、電池管理系統、傳動系統以及其它車載能源動力系統（如空調、電動幫浦等）的協調和管理，提高整車能量利用效率，延長續航里程。在電動車中電池除了給驅動馬達供電以外，還要給其他電器供電。因此，為了獲得最大的續航里程，整車控制器將負責整車的能量管理，以提高能源的使用率。在電池的 SOC 值比較低的時候，控制器將會對其他電器發出指令，限制其他電器的輸出功率，或關閉部分輔助設備來增加續駛里程。
5.充電過程控制
與電池管理系統共同進行充電過程中的充電功率控制，整車控制器接收到充電信號後，應該禁止高壓系統上電，保證車輛在充電狀態下處於行駛鎖止狀態，並根據電池狀態資訊限制充電功率以保護電池，如圖4 所示。
6.電控系統的上下電控制
當高壓上電時會自檢 BMS、MCU 目前狀態是否都正常、且在先前一次上下電過程中整車無嚴重故障，BMS、MCU初始化完成並確認狀態，閉合預充繼電器，閉合主繼電器，MCU 高壓上電，如檔位在 P 或 N 檔，儀表顯示 Ready 燈點亮。
當高壓下電時，主繼電器斷開、MCU低壓下電，輔助系統停止運作，包括DC/DC、水泵、空調、暖風等。
7.電動化輔助系統管理
電動化輔助系統包括電動空調、電子煞車、電動輔助轉向。控制器應根據動力電池以及低壓電池狀態，對 DC/DC、電動化輔助系統進行監控。
8.車輛狀態的即時監測與顯示
控制器應該對車輛的狀態進行即時檢測，並且將各個子系統的信息發送給車載信息顯示系統，其過程是通過傳感器和 CAN 總線，檢測車輛狀態及其動力系統及相關電器附件相關各子系統狀態信息，驅動顯示儀表將狀態資訊和故障診斷資訊通過數字儀表顯示出來。
9.故障診斷與處理
連續監控電控系統，進行故障診斷，並及時進行相應安全保護處理。根據感測器的輸入及其它透過CAN總線通訊到的馬達、電池、充電機等訊息，對各種故障進行判斷、等級分類、警報顯示，儲存故障碼，供維修時查看。故障指示燈只是故障類型和部分故障碼。在行車過程中，根據故障內容作故障診斷處理。
10.遠端控制
I. 遠端查詢功能：使用者可透過手機 APP 即時查詢車輛狀態，即時瞭解車輛的狀況包括：剩餘 SOC 值、續航里程等。
II. 遠端空調控制：無論是在炎熱的夏季還是在寒冷的冬季，使用者在出門前就可以透過手機指令實現遠端的空調冷氣、空調暖風和除霜功能。
III. 遠端充電控制：使用者離開車輛時將充電槍插入充電樁，並未進行立即充電，可利用電價波谷並在家中即時查詢 SOC 值，需要充電時透過手機 APP 發送遠端充電指令，進行充電操作。
11.整車CAN匯流排網關及網路化管理
電動車CAN總線系統由中央控制器、電池管理系統、馬達控制系統、煞車控制系統、儀表控制系統所組成。各個控制器之間透過 CAN 總線進行通信，以實現感測器測量資料的共用、控制指令的發送和接收等，並使各自的控制性能都有所提高，從而提高系統的控制性能。它們之間的通訊與資訊類型為資訊類和命令類。訊息類主要是發送一些訊息，如感測器訊號、診斷訊息、系統的狀態。命令類別則主要是發送給其他執行器的命令，如圖5 所示。
12. DC/DC控制
DC/DC 變換器即是把直流電壓轉換為另一個數值的直流電壓，是開關電源技術的一個分支。它是由半導體功率元件作為的開關管、二極體、電感、電容、負載和直流電源構成的，透過使帶濾波器的負載電路和直流電壓時而接通、時而關斷，使得負載上得到另一個直流電壓，如圖6 所示。
13. EPAS控制
汽車電動輔助式轉向系統利用電動馬達產生的轉矩，經過轉向系統減速及傳遞機構轉化後協助駕駛者進行動力轉向。不同車的 EPAS 結構部件儘管不一樣，但基本原理是一致的。當方向盤的轉向軸轉動時，轉矩或轉角感知器將偵測到的轉矩和轉角訊號輸出至電子控制單元 EPAS ECU。EPAS ECU 根據轉矩、轉角訊號、汽車速度、軸重負載訊號等進行分析計算，得出助力電動機的轉向和目標助力電流的大小，從而實現助力轉向控制，如圖7 所示。
14.防溜車功能控制
電動車在坡上起步時，駕駛從鬆開煞車踏板到踩油門踏板過程中，會出現整車向後溜車的現象。在坡上行駛過程中，如果駕駛人踩油門踏板的深度不夠，整車會出現車速逐漸降到0然後向後溜車現象。因此為了防止汽車在坡上起步和運行時向後溜車現象，在整車控制策略中增加了防溜車功能。防溜車功能可以確保整車在坡上起步時，向後溜車小於 10CM，在整車坡上運行過程中如果動力不足時，整車車速會慢慢降到 0，然後保持 0 車速，防止車輛向後溜。
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