신에너지 차량제어장치 VCU는 왜?
차량이 그렇게 중요한가?
1. 차량 제어 장치란?
차량 제어 장치 VCU(Vehicle Control Unit)는 신에너지 차량의 전자 제어 시스템에 속하는 차량 제어 장치로, 전체 차량의 핵심 제어 구성 요소입니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.
다양한 구성 요소로부터 정보를 수신하여 차량 상태를 종합적으로 판단하고 다중 시스템의 조정된 제어를 실현합니다.
고전압 릴레이를 제어하여 닫거나 분리하고, 고전압 시스템의 연결 또는 분리를 완료합니다.
가속 페달, 브레이크 페달, 기어 정보 및 차량 속도 신호를 기반으로 차량의 목표 토크를 계산하고, CAN 통신을 통해 토크 요구 명령을 전력 제어 장치(PCU)로 전송합니다.
ABS의 상태에 따라 전원 배터리 상태와 브레이크 페달 위치 신호를 제어하고, 에너지 회수 토크를 계산하며, 모터 컨트롤러 MCU에 명령을 전송하여 에너지 회수를 시작합니다.
모터, PCU, 컨트롤러, 냉각수 및 차량 속도 신호의 온도에 따라 PWM 신호를 보내 전자 냉각수 펌프의 속도를 제어합니다.
차량이 충돌하거나 절연 오류, 전원 배터리 과열 또는 과전압, 전원 모터 과열 또는 과전류 등 심각한 오류가 발생하는 경우 VCU는 고전압 회로의 릴레이를 차단하여 인명 안전을 보장합니다.
2. 차량 컨트롤러 개발
차량 컨트롤러는 기존 자동차에서 유래하여 신에너지 자동차에 적용되었습니다. 기존 자동차에는 엔진 컨트롤러, 변속기 컨트롤러, 차체 컨트롤러, 섀시 컨트롤러 등이 있습니다. 각 컨트롤러는 자체 구성 요소의 기능과 성능 지표를 해결하도록 맞춤화되었습니다.
국내 전자제어기술의 늦은 출발로 인해 신에너지차의 급속한 발전까지 하이브리드 파워는 연료 파워 시스템과 배터리 파워 시스템 간의 효과적인 조정을 긴급히 해결해야 하며, 순수 전기 자동차는 전체 차량의 파워 관리를 해결해야 합니다. 따라서 전체 차량 컨트롤러의 개념과 기능 정의가 명확해져 VCU의 급속한 발전을 위한 토대가 마련되었습니다.
3. 차량 컨트롤러의 기능
차량 컨트롤러는 가속 페달 신호, 브레이크 페달 신호 및 기타 구성 요소 신호를 수집하고, 해당 판단을 내린 후 하위 구성 요소 컨트롤러의 동작을 제어하고, 차량 컨트롤러를 구동하여 운전자 주행 신호 및 차량 상태를 수집하고, CAN 버스를 통해 네트워크 정보를 관리, 전송, 분석 및 계산하고, 다양한 차량 모델 구성에 대한 해당 에너지 관리를 수행합니다.
순수 전기 자동차용 차량 컨트롤러의 주요 기능은 다음과 같습니다. 차량 제어 모드 판단 및 주행 제어, 차량 에너지 최적화 관리, 차량 통신 네트워크 관리, 브레이크 에너지 피드백 제어, 고장 진단 및 처리, 차량 상태 모니터링 및 표시 등입니다.
차량 컨트롤러는 운전자의 주행 신호와 차량 상태를 수집하고, CAN 버스를 통해 각 하위 시스템의 작동을 제어하여 차량이 정상적으로 작동하도록 지침을 내립니다.
운전자 의도 분석
운전자의 의도에 따라 VCU는 모터 컨트롤러에 명령을 내리고, 그 후 모터에 적절한 토크와 속도를 출력하도록 지시합니다.
차량 모드 관리
차량 모드 관리 및 제어를 실현하고, 합리적이고 명확한 모드 전환 경로 및 조건을 통해 차량이 일정한 안전 상태에서 운행되도록 보장합니다.
제동 에너지 회수
VCU는 배터리 상태를 분석하고 제동 에너지 회수 조건이 충족되면 모터 컨트롤러에 제동 명령을 내려 에너지를 회수합니다.
차량 상태 모니터링
차량 컨트롤러는 각 구성품의 실시간 정보를 종합적으로 분석하여 구성품의 고장 상태 및 차량 고장 상태를 효과적으로 파악하고 관리합니다.