新能源汽车VCU诊断软件系统开发探索

新能源汽车VCU诊断软件系统开发探索

甘尚

安徽江淮汽车集团股份有限公司    安徽合肥  230601

摘要：汽车VCU（VehicleCarUnit）是新能源汽车中的一个关键部件，主要用于实现整车控制系统与动力系统之间的数据通讯和信息交互。随着新能源汽车技术的快速发展，对VCU功能也提出了更高要求，不仅要求其具有很强的通讯能力和处理能力，而且对软件系统的实时性、可靠性及安全性等也有了更高的要求。

关键词：新能源；VCU诊断软件；开发

本文结合VCU诊断软件系统开发的实际经验，首先介绍VCU诊断软件系统开发的背景和意义，然后提出VCU诊断软件系统开发流程，最后以某款新能源汽车为例详细阐述其VCU诊断软件系统开发过程。本文对于新能源汽车VCU诊断软件系统开发有一定的参考意义。

1.VCU的定义

VCU（VehicleControlUnit）是汽车电子控制单元（ElectronicControlUnit,ECU）的缩写，通常由微处理器、存储器、I/O设备等组成。VCU是整车控制系统中的一个重要组成部分，是连接整车控制器与动力总成（发动机、驱动电机、变速器、电池等）之间的信息交互通道，同时还承担了对动力总成（发动机、变速器等）的控制，主要实现对动力系统相关数据的采集、存储、计算以及执行等功能。VCU能够实现整车控制器与动力系统之间的信息交互，包括远程诊断信息和控制执行指令，是整车控制系统中数据交换的中枢。VCU一般由微控制器（MCU）、存储器、I/O设备等组成。MCU是整个VCU的核心部件，它能在非常苛刻的环境下工作，实现对多种控制算法的开发与优化；存储器用于存储整车控制策略中所需要的数据，同时能够保证在故障情况下正常工作；I/O设备负责VCU与控制器之间数据交换和信息传输。VCU主要由以下几部分组成：MCU微控制器（MCU）、存储器（包括存储器芯片和SDRAM）、I/O设备（包括A/D转换器）。

VCU包含了一个完整的ECU，能够实现对动力总成相关数据的采集和存储，并将数据传输到动力总成中。同时，VCU还负责对动力总成进行控制，包括电机控制、发动机控制、变速器控制等。因此，VCU具有很强的数据处理能力和功能，可以实现对整车控制器与动力总成之间数据交换和信息传输。

2.软件系统开发流程

汽车VCU诊断系统的开发流程，主要包括系统需求分析、系统设计、代码开发与调试、软件测试四个步骤，其中系统需求分析和系统设计是基础，代码开发和调试是关键，软件测试是保障。该流程中需要考虑的问题主要有：①诊断程序是否能够满足实际应用环境要求；②诊断程序是否能够达到预期的功能和性能要求；③软件代码是否能够满足故障诊断需求；④软件能否满足在线升级和维护的需求等。系统需求分析主要包括对整车控制策略进行分析，确定其应用环境及功能要求；对动力控制策略进行分析，确定其应用环境及功能要求；对VCU软件进行分析，确定其功能和性能要求。代码开发主要包括对ECU上电初始化、ECU内部算法、CAN通信、数据采集与处理等的代码编写。软件测试主要包括软件系统的集成测试、系统功能测试、稳定性测试、兼容性测试等。最后，VCU诊断软件系统开发完成后需要进行验证和确认。验证和确认主要包括对整个诊断软件系统进行功能性验证和性能验证，主要是对整个诊断软件系统进行功能和性能测试，包括故障诊断及策略优化等功能，并对其进行功能和性能的验证，以保证整个诊断系统的功能和性能满足客户需求。

3.某款新能源汽车VCU功能介绍

该新能源汽车VCU诊断软件系统的开发过程其主要功能是通过CAN/LIN总线实现动力总成控制器和整车控制器之间的通信，接收和处理整车控制器发送的CAN数据，并将处理结果发送给动力总成控制器。在CAN总线通讯中，动力总成控制器负责对整车控制器的命令进行解析并执行相应的动作，从而控制发动机、电机和电池等子系统；整车控制器负责对动力总成控制器的指令进行解析并执行相应的动作，从而控制变速器、制动器和电池等子系统。该新能源汽车VCU诊断软件系统在开发时主要有以下几个部分组成：1)控制程序设计。该部分主要负责实现对整车控制系统和动力总成控制器之间的通信，以保证两者之间可以进行正常的数据传输；2)数据采集与处理。该部分主要负责采集和处理动力总成控制器发送来的CAN数据，并对这些数据进行处理；3)CAN信号分析。该部分主要负责对CAN信号进行分析和处理，从而获取动力总成控制器发送过来的动力总成状态信息和其他相关信息；4)诊断分析。该部分主要负责对动力总成控制器发送过来的信息进行分析，获取相关故障信息，并对故障进行初步诊断；5)故障报警。该部分主要负责对动力总成控制器发送过来的故障报警信息进行分析，确定具体故障位置并以最小代价恢复动力系统的正常工作状态，从而保证车辆正常行驶。

4.诊断软件系统设计

诊断软件系统是新能源汽车VCU中的一个重要组成部分，是实现整车控制系统与动力系统之间通讯的核心软件，同时也是保证新能源汽车安全运行的重要手段。因此，诊断软件系统必须具有很高的可靠性、实时性和安全性。目前，新能源汽车VCU诊断软件系统主要采用C语言进行编程，C语言具有便于阅读、代码易于维护和扩展等特点。在进行VCU诊断软件系统开发前，首先要对VCU诊断软件系统的设计目标、功能模块等进行详细分析，并根据所设计目标制定相应的诊断软件系统功能需求文档。通过对诊断软件系统功能需求文档的分析和分解，确定各功能模块所要实现的具体功能以及满足这些功能所需的硬件资源及各硬件资源之间的相互关系。在此基础上，根据诊断软件系统设计目标，对VCU诊断软件系统进行总体结构设计、各子模块设计及流程图设计。

结束语：

综上所述，本文主要对新能源汽车VCU诊断软件系统开发进行了探索，介绍了新能源汽车VCU诊断软件系统的开发背景和意义，提出了新能源汽车VCU诊断软件系统开发流程，最后以某款新能源汽车为例详细阐述了其VCU诊断软件系统开发过程，为新能源汽车VCU诊断软件系统的开发提供了一种参考方法。随着新能源汽车技术的快速发展，在VCU诊断软件系统的开发方面还需要不断探索，提高其可靠性、实时性、安全性等。

参考文献：

[1]樊凯,杨丽杰.新能源汽车动力电池故障的诊断与维护分析[J].时代汽车,2023(11):144-146.

[2]张磊.新能源汽车电池核心技术故障诊断与排除策略探析[J].时代汽车,2023(09):102-104.

[3]周亚芬,钟日敏,黄祖朋.新能源汽车VCU诊断软件系统开发[J].汽车实用技术,2019(10):55-57.