整车控制器是应用于纯电动车型中的核心控制器，其作用类似于传统燃油车中的发动机管理系统（EMS），在新能源汽车控制系统中扮演着“中央大脑”的角色。在部分插电式混合动力汽车的设计中，整车控制器同样是不可或缺的关键部件。
整车控制器主要交互的控制器示意图如下所示。
整车控制器主要交互的系统构成
相应地，我们可以明确整车控制器的主要功能涵盖以下几个方面：
1. 行驶控制功能；
新能源汽车的动力电机必须精确响应驾驶员的操作意图，输出相应的驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板时，动力电机需要按照要求输出特定的驱动功率或再生制动功率。踏板的开度与动力电机的输出功率呈正相关关系。因此，整车控制器需要准确解读驾驶员的操作指令；接收来自整车各子系统的反馈信息，为驾驶员提供实时的决策支持；向各子系统发送控制指令，确保车辆能够平稳、安全地行驶。
2. 附件管理系统；
对DCDC转换器、车载充电机、水泵、空调压缩机等附件设备进行集中控制与管理。通过智能算法确定高压部件的启用时机，使其在最佳状态下工作；并根据整车及各部件的温度、电压、电流等运行参数，实施限制运行策略（LOS），必要时进行功率降低甚至停机操作。当部件温度超过安全阈值时，会触发冷却请求，并精确计算所需的冷却水流量。当车辆开启空调功能时，会启动空调压缩机，通过脉宽调制（PWM）技术控制压缩机的运行状态，为整车提供有效的制冷效果。
3. 能量管理系统；
在纯电动汽车中，动力电池除了为动力电机提供能量外，还需为电动附件设备供电。为了最大限度地延长续航里程，整车控制器负责统筹整车的能量分配，提升能源利用效率。在电池荷电状态（SOC）较低时，整车控制器会对部分电动附件设备实施功率限制指令，从而有效增加车辆的续航能力。
新能源汽车采用电动机作为驱动扭矩的输出装置。电动机具备回馈制动的特性，在制动过程中，电动机可以作为发电机使用，将车辆的制动能量转化为电能，并存储在储能装置中。当满足充电条件时，这些电能可以反向充入动力电池组。在这一过程中，整车控制器会根据加速踏板和制动踏板的开启程度以及动力电池的SOC值，判断是否具备进行制动能量回馈的条件。如果条件满足，整车控制器会向电机控制器发出制动指令，实现部分能量的回收利用。
4. 故障处理机制；
整车控制器需要对车辆状态进行实时监测，并将各子系统的信息传输至车载信息显示系统。这一过程通过传感器和CAN总线实现，用于检测车辆状态及其各子系统的运行信息，驱动显示仪表，将状态信息和故障诊断信息直观地显示出来。显示内容主要包括：电机的转速、车速、电池的电量、故障信息等。
持续监控整车电控系统，进行故障诊断。故障指示灯会明确指示故障类别和部分故障码。根据故障的具体情况，及时采取相应的安全保护措施。对于一些非严重故障，系统应支持车辆以较低速度行驶至附近的维修站点进行检修。
5. 信息交互功能（主要与仪表系统等进行状态或数值信息的交互显示）；
将动力系统、电机、电池、高压系统、空调等关键部件的主要数据、故障状态等信息传输至仪表系统，同时接收驾驶员的控制指令。
此外，整车控制器还具备充放电管理等功能。部分汽车制造商还会将部分热管理功能集成到整车控制器（HCU）中，主要用于控制水泵、风扇、空调控制阀、热交换器等设备的运行。
新能源汽车系统原理图
新能源整车控制器关键技术
上图为新能源整车控制器涉及的关键技术，主要包括扭矩分配、换挡调节、能量回收等方面。
HCU与其他控制器之间主要通过CAN通信进行信息交换。少数信息会通过硬线连接、LIN总线、FlexRay等通信方式传输。
整车控制系统的主要架构类似于分布式结构。整车系统根据功能需求划分为多个CAN子网络，不同子网络之间通过网关进行连接。网关负责在不同子网络之间进行信号路由。
动力系统（VCU所在子网络）的通信速率通常设置为500kb/s即可满足需求。下一代通信架构的发展方向是减少控制器的数量，即所谓的域控制器方案。当然，还有其他一些技术路线可供选择，对此感兴趣的用户可以进一步查阅相关资料。下图展示了网络架构的发展趋势。
整车网络架构发展趋势
从图中可以看出，未来的整体发展趋势是向减少控制器数量、提高通信速度的方向发展。这主要是因为随着汽车电气化和智能化程度的不断提升，通信信息量显著增加，对通信的实时性要求也更高，因此需要更高的通信速率。在提高通信实时性的同时，对控制器CPU的计算能力也提出了更高的要求。采用少控制器方案有助于集成计算能力更强的CPU，从而降低成本。
PCB板主要由控制器的驱动芯片、控制器的中央处理器、控制器的输入/输出/通信接口等部分组成。
行业内普遍采用的控制器架构是AUTOSAR架构。AUTOSAR architecture采用分层式设计，旨在支持完整的软件和硬件模块的独立性（Independence）。中间的RTE(Runtime Environment)作为虚拟功能总线VFB（Virtual Functional Bus）的实现，隔离了上层的应用软件层（Application Layer）与下层的基础软件（Basic Software），摆脱了以往ECU软件开发与验证过程中对硬件系统的依赖。
软硬件分离的分层设计，对于OEM及供应商而言，提高了系统的整合能力。尤其是标准化交互接口以及软件组件模型的定义，显著提升了各层的软件复用能力，从而降低了开发成本，使得系统集成与产品推出的速度大幅提升。
AUTOSAR分层结构及应用软件层功能
autosar分层
更详细的一层结构如下：
详见链接：
AUTOSAR软件架构（一）_u014252814的博客-CSDN博客_autosar软件架构blog.csdn.net/u014252814/article/details/105726591
我们可以深入了解应用软件层（Application Layer），即asw层；基础软件（Basic Software）即bsw层，这两层是控制器的主要组成部分。
应用层软件开发流程通常采用V字形开发流程。
V字形开发流程
V模式开发，其核心理念是通过协同合作，实现软件设计的高效与高质量。在模型的水平方向上，强调验证的及时性和适用性。根据通用经验，在“V”字的最底部，进行基础工作，通常采用白盒测试；随着系统复杂性的增加，越往上层，倾向于采用黑盒测试。
具体整车控制器的开发过程如下：
首先，根据提炼出的需求，建立数学模型，并进行模型仿真；
然后，将模型数据下载到快速原型中，使用硬件接口替代模型中的逻辑接口；
接下来，利用专业软件生成C代码，与底层程序集成后，通过接口程序下载到整车控制器硬件中，准备进行调试。在此过程中，每个功能模块都会进行单独调试；
随后，进行硬件在环仿真测试，利用模拟器模拟车辆运行环境，对VCU进行功能测试；
最后，将VCU安装到实车上，进行实车测评，完成通讯协议标定。测评通过后，即可得到产品的第一个版本。