CN204440127U - 集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，主要包括：单片机、电源芯片、多种总线类型的收发器；收发器通过收发总线和所述单片机连接，接入所述收发器对应类型的总线；单片机分别通过多条收发总线和各种总线类型的收发器连接，通过SPI总线和电源芯片连接；电源芯片通过SPI总线和单片机连接，为整车控制器提供供电电压，通过唤醒信号输入接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号。该VCU配备了大量的外围总线芯片，并且能够兼容更多的总线类型，从而具备更大的网络通讯能力，实现了网关功能。VCU中的电源芯片的每个唤醒输入都有检测信号，保证VCU可以在各种必需工作状态下启动相应的工作模式。

Description

集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器

技术领域

本实用新型涉及纯电动汽车技术领域，尤其涉及一种集成网关功能的纯电动汽车的VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)。

背景技术

在石油资源枯竭和环境污染严重的双重压力下，纯电动汽车的高节能、低污染的优点，使其成为了当代汽车发展的主要方向，对纯电动汽车关键技术进行开发和研究具有非常重要的意义。

纯电动汽车的整车网络具有种类多、节点多、内容杂的特点，使用一个网关既可以对整车网络进行梳理，又可以在一定程度上改善整车网络的信号质量。而VCU作为纯电动汽车核心控制部件，需要和不同总线网络上的各种控制器进行信息交互。将网关同VCU进行集成，由一个部件变为两个部件，即节省了空间，又降低了成本。

在纯电动汽车中，VCU取代传统汽车中的发动机控制单元，是进行纯电动汽车动力控制及电能管理的载体。一方面，VCU通过自身数据采集模块获取驾驶员需求信息，另一方面VCU与电机控制器、电池管理系统、电动辅助系统等部件组成总线网络，可以实时获取当前整车状态、电机、电池、电动辅助等部件的参数，采用优化算法协调电动辅助部件和电机运行，在满足驾驶员对整车的动力性和舒适性需求的前提下，最大限度的节约电能的消耗。

目前市场上有部分纯电动汽车，根据各网络节点对实时性的要求，设计了高、低速两个速率不同的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)通信网络。将实时性要求严格的节点组成高速CAN通信网络，将其他实时性要求相对较低的节点组成低速CAN通信网络，并安排整车控制器将这两个速率不同的CAN通信网络连接起来，实现全部节点之间的数据共享。

随着纯电动汽车的不断发展，整车网络节点不断增多，安全性能要求不断提高，总线的类型已经不局限于CAN总线，即使是CAN总线也不仅仅是靠速度来划分，还会涉及到安全与专业网络的划分。这时，就需要一种集成网关功能的VCU，该VCU需要具备更大的网络通讯能力，能够兼容更多的总线类型，具有更多的总线通道。而且为了匹配更大的通讯数据量，需要有足够多的数据存储或缓存模块。现有的纯电动汽车VCU，其工作状态仅限制于点火钥匙开启、车辆充电等2-3个状态，而如果要作为整车网关出现，VCU就不应当仅仅限制在这几个工作状态，其他状态也需要作为网关的VCU启动工作，比如报警激活状态，远程唤醒工作状态，车辆静止预警状态等多个状态。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种集成网关功能的纯电动汽车的VCU，以实现一种具有网关功能的VCU。

一种集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，包括：单片机、电源芯片、多种总线类型的收发器；

所述的收发器，通过收发总线和所述单片机连接，接入所述收发器对应类型的总线；

所述的单片机，分别通过多条收发总线和各种总线类型的收发器连接，通过串行外设接口SPI总线和所述电源芯片连接；

所述的电源芯片，通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，为所述整车控制器提供供电电压，通过唤醒信号输入接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号，所述多种类型的唤醒信号包括每种总线对应的唤醒信号。

优选地，所述收发总线包括：CAN总线、LIN总线和FlexRay总线，所述收发器包括：CAN总线收发器、LIN总线收发器和FlexRay总线收发器。

优选地，所述的整车控制器还包括：

输入信号处理电路，通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，通过唤醒信号采样接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号的采样信号。

所述的输入信号处理电路包括钳位二极管，通过SPI总线和所述电源芯片连接。

所述的整车控制器还包括：

输出信号处理电路，通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，向外输出继电器类控制信号、电阻型输出信号和LED驱动信号。

所述电源芯片，包括三路独立的电源输出VDD、VDD1和VDD2，每一路电源输出都带有去耦电容，所述VDD为单片机提供电源，所述VDD1和VDD2为外部传感器和内部隔离电路提供电源。

所述单片机包括片上诊断接口，该片上诊断接口通过无线通信网络接收服务器发送过来的待刷写程序。

所述电源芯片包括看门狗电路输入接口，所述看门狗电路输入接口连接所述单片机的看门狗电路输出接口，所述电源芯片通过所述看门狗电路输入接口接收所述单片机输出的看门狗脉冲。

所述电源芯片设置有复位输出接口，该复位输出接口连接所述单片机的复位输入接口，所述电源芯片通过所述复位输出接口向所述单片机输出复位信号，通过所述复位信号将所述单片机复位。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提出了一种性能安全可靠的用于纯电动汽车的集成网关功能的VCU，该VCU配备了大量的外围总线芯片，并且能够兼容更多的总线类型，从而具备更大的网络通讯能力，实现了网关功能。VCU中的电源芯片的唤醒输入包括：点火钥匙唤醒、充电唤醒、远程唤醒、时钟唤醒、CAN总线唤醒、LIN总线唤醒、FlexRay总线唤醒和车身系统唤醒等，且每个唤醒输入都有检测信号，保证VCU可以在各种必需工作状态下启动相应的工作模式。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种集成网关功能的整车控制器的总体结构架构图。

图2为本实用新型实施例提供的一种电源芯片TLE4471的电路原理图。

图3为本实用新型实施例提供的一种驱动芯片TLE8718SA的结构框图。

图4为本实用新型实施例提供的一种CAN总线收发器芯片TLE6251-3G的电路框图。

图5为本实用新型实施例提供的一种FlexRay总线收发器芯片TLE9221SX的电路框图。

图6为本实用新型实施例提供的一种LIN网络收发器芯片TLE7269的电路框图。

图7为本实用新型实施例提供的一种VCU的电源输入信号电压采集电路原理图。

图8为本实用新型实施例提供的一种VCU的12V电平输入信号处理电路原理图。

图9为本实用新型实施例提供的一种VCU的电阻及电压型传感器输入信号处理电路原理图。

图10为本实用新型实施例提供的一种VCU的电流型传感器输入信号处理电路原理图。

图11为本实用新型实施例提供的一种VCU的片上调试接口电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例提供的一种用于纯电动汽车的集成网关功能的VCU，该VCU选用总线资源丰富、运算能力强的微控制器作为VCU的核心芯片，经过各类总线收发器同整车网络相连。同时，为了使VCU在各种工况下都能启动工作，还增加了各种整车工作状态标志信号，作为VCU的唤醒输入。

VCU的中央处理器采用英飞凌的XC2298H单片机，该单片机拥有丰富的总线资源，包括6个CAN节点共256个报文对象，2路FlexRay通道和10路通用串行总线接口。其中6个CAN节点都具备自动转发功能(即可将一个CAN节点的报文自动转发到另一个节点而不消耗单片机内核的资源，大大提高了单片机的工作效率)，而10路通用串行总线可编程为SPI(SerialPeripheral Interface，串行外设接口)、IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)、LIN((Local Interconnect Network，本地互联网络)等多种总线，保证微控制器对外围电路的控制能力。此外，XC2298H单片机主频达到100MHz，具有1600KB的程序存储空间和138KB的静态存储空间，以及150个通用输入输出端口和30个模拟采样输入，可以满足VCU的数据采集、运算和处理需求。

VCU的电源芯片采用的是TLE4471芯片，该芯片可以将车载蓄电池的12V电平转换为单片机XC2298H工作所需要的5V电平。同时该芯片具有使能控制输入，当使能输入有效时，VCU处于唤醒状态，当使能输入无效时，VCU处于休眠状态。本实用新型实施例的控制器中电源芯片的唤醒输入包括：点火钥匙唤醒、充电唤醒、远程唤醒、时钟唤醒、CAN总线唤醒、LIN总线唤醒、FlexRay总线唤醒和车身系统唤醒等，且每个唤醒输入都有检测信号，保证VCU可以在各种必需工作状态下启动相应的工作模式。

为了实现网关功能，VCU配备了大量的外围总线芯片。CAN总线方面，VCU使用了6片TLE6251-3G高速CAN收发器，该芯片具备CAN总线唤醒和错误诊断功能。LIN总线方面，VCU使用的是1片TLE7269G收发器，该芯片具有2路LIN通道，具有LIN总线唤醒和故障诊断功能。FlexRay总线方面，VCU使用的是2片TLE9221SX收发器，该芯片具有FlexRay总线唤醒功能。

VCU作为纯电动汽车的核心控制部件，除了总线信号外还需要采集大量的整车状态信号，包括加速踏板、制动踏板、离合开关、档位、电动模式开关等驾驶员意图判断输入信号，各种电源唤醒信号的检测信号，高低压互锁、快慢充连接确认信号、安全带、安全气囊等安全输入信号，空调档位选择、空调开关、温度传感器、真空助力压力传感器、空调管路压力、电动转向助力系统故障、DC/DC故障等电辅助系统状态输入信号，传感器电源电压监控、供电系统电压监控等内部供电安全监控信号。

与此同时，VCU还负责整车一些电控部件的控制功能，保证纯电动汽车能够安全、可靠、高效的运行。这些控制信号包括：电池系统高压继电器控制、快充系统高压继电器控制、空调系统高压继电器控制、高低速风扇继电器控制、冷却水泵继电器控制、倒车灯继电器控制、仪表充电灯控制、真空泵驱动控制等输出信号。由于这些芯片的驱动电流都远远高于单片机XC2298H输出端口的最大驱动电流值，所以VCU采用了驱动芯片TLE8718SA，由XC2298H通过SPI总线对TLE8718SA驱动芯片进行输出控制和故障诊断。

VCU还为XC2298H单片机提供了两种程序刷写方式。一种是CAN刷写方式，通过6路CAN总线中的第1路总线，根据XC2298H单片机指定的通讯协议进行数据传输，将待刷写的程序代码写入XC2298H单片机的程序存储单元。第二种方法是片上诊断接口刷写方式，通过XC2298H单片机的片上诊断接口既可以对XC2298H单片机进行在线仿真，也可以将待刷写的程序代码写入XC2298H单片机的程序存储单元。

图1是本实用新型实施例的用于纯电动汽车的集成网关功能的VCU的总体原理架构图，包括主控制芯片、电源和复位管理模块、输出信号处理及诊断模块、CAN通讯模块，LIN通讯模块、FlexRay通讯模块、电源输入处理电路、12V电平输入信号处理电路、电阻和电压类传感器输入信号处理电路、电流类传感器处理电路。VCU具有多种通讯能力，包括CAN、LIN和FlexRay总线，且每种总线都能够提供唤醒信号；单片机XC2298H的供电电压，外部传感器的供电电压，隔离电路的供电电源，都由一个TLE4471集成芯片完成；整车控制器的所有继电器类控制信号，电阻型输出信号，LED驱动信号，都由一个TLE8718SA集成芯片完成。

图1中的单片机XC2289H为控制器的核心处理器，TLE4471、TLE6251-3G、TLE7269、TLE9221SX、TLE8718SA等芯片为本实用新型实施例的控制器的外围芯片。单片机XC2289H通过电源芯片TLE4471获得5V电源供给，通过收发器芯片TLE6251-3G、TLE7269、TLE9221SX和外部的CAN总线、LIN总线、FlexRay总线进行信息交互，并通过驱动芯片TLE8718SA对外部负载进行控制。

TLE4471是本实用新型实施例的控制器的电源供给芯片，其原理图如图2所示。

TLE4471将外部的12V电源转化为单片机XC2298H工作所需的5V电源，当外部电源的电压范围为9-16V时，TLE4471都可以正常工作。而TLE4471芯片除了电源输入以外，还需要使能输入信号，该使能输入信号可以是点火钥匙唤醒、充电唤醒、远程唤醒、时钟唤醒、CAN网络唤醒、LIN网络唤醒、FlexRay网络唤醒和车身系统唤醒等唤醒信号，其中任意一个唤醒信号为高电平，则电源芯片可以正常工作。除了外部唤醒信号外，TLE4471还为单片机预留了一个电源控制信号，当单片机开始工作后，单片机立刻将该信号拉高，这样即使外部唤醒信号全部失效时，单片机XC2298H仍可以通过该电源控制信号保持TLE4471正常工作。TLE4471的每个唤醒信号在进入电源芯片之前都经过了一个隔离二极管，这样单片机XC2289H在电源芯片正常工作后可以通过对各个唤醒信号进行采样，从而准确地判断出现在控制器正处于哪种工作状态。

电源芯片TLE4471有三路电源输出，三路输出电压都是5V，其中VDD为单片机提供电源，VDD1和VDD2为外部传感器(加速踏板、档位等)和内部隔离电路提供电源。为了使输出电源电压更加平稳，每一路电源输出都带有去耦电容，而VDD作为整个控制器工作的一个标志位，还配置了一个电源指示LED灯，方便调试时快速地判断出控制器是否处于工作状态。

看门狗定时器(WDT，Watch Dog Timer)是单片机的一个组成部分，它实际上是一个计数器，一般给看门狗一个大数，程序开始运行后看门狗开始倒计数。如果程序运行正常，过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位，重新开始倒计数。如果看门狗减到0就认为程序没有正常工作，强制整个系统复位。

本实用新型实施例的控制器的电源芯片TLE4471还具有监控单片机工作状态的功能。

WDI引脚为电源芯片TLE4471的看门狗电路输入，同时也是单片机XC2289H的看门狗电路输出引脚。PORST为电源芯片TLE4471的监控输出，同时也是单片机XC2289H的电源复位输入引脚。单片机XC2289H正常工作时，需要定时向电源芯片TLE4471输出脉冲信号，表明单片机XC2289H工作状态正常。一旦单片机XC2289H不能正常工作，则无法持续输出看门狗脉冲。当电源芯片TLE4471超过50毫秒未收到单片机XC2289H的脉冲输入，则判断单片机XC2289H工作异常，从而将PORST引脚拉低，复位单片机XC2289H。

图3是控制器的输出芯片TLE8718SA的电路框图。从图中可以看出，输出芯片TLE8718SA受单片机XC2289H的控制，控制方式为SPI串行数据传输。单片机XC2289H不仅可以通过SPI总线对TLE8718SA进行输出控制，还可以对TLE8718SA的所有的输出通道进行故障诊断，包括每个通道的负载开路，对负载短路、对地短路和温度过高等故障的诊断。

TLE8718SA共有18个输出通道，其中两个通道的输出能力为8A，两个通道的输出能力为3A，10个通道的输出能力为2.2A，4个通道的输出能力为0.6A，每个通道都可以经受50-60V的浪涌电压冲击。18个通道中的通道5-10等6个通道是可以由单片机XC2289H屏蔽输出的，当TLE8718SA的DIS5_10引脚的电平为高时，通道5-10允许输出，当DIS5_10引脚的电平为低时，通道5-10禁止输出。

TLE8718SA还具有电压监控功能。由于VDD输入引脚的电平对TLE8718SA芯片十分重要，决定了该芯片的逻辑电路是否可以正常工作。所以TLE8718SA芯片会对VDD的电压值进行监控，当VDD的电压高于5.5V或者低于4.5V时，TLE8718SA芯片会禁止所有输出通道的输出功能，同时将ABE引脚电平拉低。同样的，当TLE8718SA芯片检测到SVBATT引脚的电压高于30V时，也会禁止所有输出通道的输出功能。

图4是控制器的CAN电路框架图。由于单片机XC2289H共有6路CAN通道，所以控制器内共配置了6路CAN通道，分别对应着纯电动汽车的原车高速CAN总线，原车低速CAN总线，新能源CAN总线，快充CAN总线，动力电池信息CAN总线以及1路预留CAN总线。其中的新能源CAN总线除了同外界进行CAN总线信息交互外，还具有CAN刷写功能，即可以通过此路CAN对单片机XC2289H进行程序代码的刷写。

每一路的CAN总线电路都如图4所示，芯片TLE6251-3G作为CAN总线收发器通过RxD和TxD引脚同单片机XC2289H进行信息传输。单片机XC2289H通过EN和NSTB引脚对TLE6251-3G的工作模式进行控制，而TLE6251-3G芯片通过NERR引脚向单片机XC2289H反馈收发器工作状态是否正常。

CANH和CANL是芯片TLE6251-3G的CAN网络差分信号，两个60欧姆的电阻串联在一起成为该条CAN总线的终端电阻，如果控制器在该条CAN总线上不需要配置终端电阻，这两个电阻可以不焊接。51uH的共模电感是用来抑制CAN总线上的共模干扰，提高CAN总线的信号稳定性。

芯片TLE6251-3G是具有CAN唤醒功能的。前面提到的CAN总线唤醒信号即由芯片TLE6251-3G提供。当控制器处于休眠状态，即电源芯片TLE4471的使能输入无效时，如果CAN总线上出现总线报文，即总线上个的CANH与CANL的电平达到CAN总线电平标准时，芯片TLE6251-3G的INH引脚便会输出高电平，将电源芯片TLE4471唤醒，从而将整个控制器唤醒。关于CAN唤醒功能，需要做以下两点说明：一、6路CAN总线的唤醒输出是直接连在一起的，单片机XC2289H被唤醒后通过分析CAN数据就可以判断是哪路CAN上的信息将控制器唤醒；二、6路CAN都配置了CAN唤醒功能，如果其中部分总线不需要CAN唤醒功能的，只需要将VBatt和芯片TLE6251-3G的Vs引脚之间的二极管不焊接即可。

图5是控制器的FlexRay总线电路框架图。本实用新型实施例的控制器共有两路FlexRay总线，一路与车载主机进行信息交互，另一路为预留。芯片TLE9221SX通过RxD和TxD引脚同单片机XC2289H进行信息传输，单片机XC2289H和芯片TLE9221SX之间通过EN、BGE、RxEN、TxEN、STBN等引脚进行数据传输控制和工作状态控制。控制器通过BP和BM引脚同外界总线进行信息交互。而电感LCMC的使用是为了FlexRay总线提高抗共模干扰能力。WAKE引脚为芯片的输入引脚，本实用新型实施例的控制器无需此功能，所以将该引脚接地。

芯片TLE9221SX是具有FlexRay总线唤醒功能的。前面提到的FlexRay总线唤醒信号即由芯片TLE9221SX提供。与CAN总线唤醒类似，FlexRay总线上报文可以通过芯片TLE9221SX将电源芯片TLE4471唤醒，从而将整个控制器唤醒。

图6是控制器的LIN总线电路框架图。本实用新型实施例的控制器包含一片TLE7269芯片驱动两路LIN总线，一路与整车诊断接口进行信息交互，另一路为预留。芯片TLE7269通过RxD和TxD引脚同单片机XC2289H进行信息传输，单片机XC2289H和芯片TLE7269之间通过EN、W2O等引脚进行数据传输和工作状态控制。控制器通过BUS引脚同外界总线进行信息交互。

芯片TLE7269具有LIN总线唤醒功能。前面提到的LIN总线唤醒信号即由芯片TLE7269提供。与CAN总线唤醒类似，LIN总线上报文可以通过芯片TLE7269将电源芯片TLE4471唤醒，从而将整个控制器唤醒。

图7-10是控制器的输入信号处理电路。

图7中，电源输入包括蓄电池电源、点火钥匙唤醒、充电唤醒、远程唤醒、时钟唤醒、CAN总线唤醒、LIN总线唤醒、FlexRay总线唤醒和车身系统唤醒等输入信号。单片机采集的电压V1和电源电压Vs的关系是：

$V1=\mathrm{Vs}\×\frac{R2}{R1+R2}=\frac{1}{4}\mathrm{Vs}$

图8中，12V电平输入信号包括制动踏板、离合开关、电动模式开关、高低压互锁、快慢充连接确认信号、安全带、安全气囊、空调档位选择、空调开关、空调管路压力、电动转向助力系统故障、DC/DC故障等输入信号。单片机采集的电压V2和12V电平信号电压Vd的关系是：

当输入信号不为悬空时，

当输入信号为悬空时， $V2=\mathrm{VBatt}\×\frac{R3}{R1+R2+R3}$

图9中，电压电阻型传感器的输入信号包括加速踏板信号、档位、温度传感器、真空助力压力传感器等传感器信号。单片机采集的电压V3和电压电阻型传感器输入信号电压Vsen的关系是：

V3＝Vsen

图10中，电流型传感器的输入信号是指车速传感器信号。单片机采集的电压V4和电流型传感器输入信号电流Isen的关系是：

V4＝R1×Isen

在图7-10中，所有的输入及采样信号都是进入单片机的模拟信号处理模块，单片机XC2298H可以根据当前纯电动汽车的实际工作状态配合采集到的电压值，来判断该信号是处于哪种状态，大大提高了信号判断和电压采集的准确度。运算放大器的作用都是将单片机同外部电路隔离开，防止单片机受外部信号干扰，同时运算放大器充当电压跟随器，保证采样电压值准确。电容C1布置在控制的接插件附近，在外部信号进入控制器后对信号进行滤波，将信号中的高频干扰信号滤除。电容C2布置在单片机周围，在信号进入单片机前将信号中高频信号滤除，增强信号测量的准确性。两个钳位二极管的作用是防止输入电压超出单片机的允许输入电平值，当输入单片机的电压高于VDD1的电平时(即单片机供电电源电平)，二极管将高出的信号导出到VDD1网络，当输入单片机的电压低于GND电平时，二极管将低出的信号导出到GND网络。GND表示上述电子电路中的公共地，GND电平代表了零电位(零电压)；

图11为单片机XC2298H的片上调试接口，TDI、TDO、TCK为数据传输的信号线，TRST、PORST、TMS为单片机XC2298H的工作模式控制信号。通过片上调试接口，用户可以对单片机上运行的程序进行仿真和跟踪，更易于发现软件中存在的漏洞。与此同时，用户还可以通过片上调试接口对单片机XC2298H进行程序代码刷写。

综上所述，本实用新型实施例提出了一种性能安全可靠的用于纯电动汽车的集成网关功能的VCU，该VCU配备了大量的外围总线芯片，使用了6片TLE6251-3G高速CAN收发器，并且能够兼容更多的总线类型，具有更多的总线通道，从而具备更大的网络通讯能力，实现了网关功能。

现有的纯电动汽车VCU，其工作状态仅限制于点火钥匙开启、车辆充电等2-3个状态，本实用新型实施例的VCU中的电源芯片的唤醒输入包括：点火钥匙唤醒、充电唤醒、远程唤醒、时钟唤醒、CAN总线唤醒、LIN总线唤醒、FlexRay总线唤醒和车身系统唤醒等，且每个唤醒输入都有检测信号，保证VCU可以在各种必需工作状态下启动相应的工作模式。

现有的纯电动汽车VCU，多以档位、踏板等传统部件为驾驶员操作意识输入，本实用新型实施例的VCU不仅判断这些信号，还允许驾驶员通过车载娱乐设备的FlexRay总线同VCU进行信息交互，同时对VCU进行一定的指令操作。

现有的纯电动汽车VCU，与其他电动汽车关键部件(如电机、电池等)之间的通讯以CAN通讯为主，本实用新型实施例的VCU不仅通过CAN总线同电机和电池进行通讯，还通过LIN总线同这些部件进行关键信息的二次确认，增强动力网络连接的可靠性。

现有的纯电动汽车VCU，多不具备网关功能，本实用新型实施例的VCU集成了网关功能，对整车网络进行梳理和重新规划，符合整车集成化的趋势，降低了整车成本，同时便于网络报文进行加密，使得整车的网络安全性得到提高。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于，包括：单片机、电源芯片、多种总线类型的收发器；

所述的收发器，通过收发总线和所述单片机连接，接入所述收发器对应类型的总线；

所述的单片机，分别通过多条收发总线和各种总线类型的收发器连接，通过串行外设接口SPI总线和所述电源芯片连接；

所述的电源芯片，通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，为所述整车控制器提供供电电压，通过唤醒信号输入接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号，所述多种类型的唤醒信号包括每种总线对应的唤醒信号。

2.根据权利要求1所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于，所述收发总线包括：CAN总线、LIN总线和FlexRay总线，所述收发器包括：CAN总线收发器、LIN总线收发器和FlexRay总线收发器。

3.根据权利要求1所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于，所述的整车控制器还包括：

输入信号处理电路，通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，通过唤醒信号采样接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号的采样信号。

4.根据权利要求3所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于，所述的输入信号处理电路包括钳位二极管，通过SPI总线和所述电源芯片连接。

5.根据权利要求4所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于，所述的整车控制器还包括：

输出信号处理电路，通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，向外输出继电器类控制信号、电阻型输出信号和LED驱动信号。

6.根据权利要求5所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于：

所述电源芯片，包括三路独立的电源输出VDD、VDD1和VDD2，每一路电源输出都带有去耦电容，所述VDD为单片机提供电源，所述VDD1和VDD2为外部传感器和内部隔离电路提供电源。

7.根据权利要求1所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于,所述单片机包括片上诊断接口，该片上诊断接口通过无线通信网络接收服务器发送过来的待刷写程序。

8.根据权利要求1至7任一项所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于,所述电源芯片包括看门狗电路输入接口，所述看门狗电路输入接口连接所述单片机的看门狗电路输出接口，所述电源芯片通过所述看门狗电路输入接口接收所述单片机输出的看门狗脉冲。

9.根据权利要求8所述的集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，其特征在于,所述电源芯片设置有复位输出接口，该复位输出接口连接所述单片机的复位输入接口，所述电源芯片通过所述复位输出接口向所述单片机输出复位信号，通过所述复位信号将所述单片机复位。