今天，我們討論點新能源電動汽車在空調方面控制的一些話題。

此次我們就不主講電動汽車的空調自身是怎么控制，而是從另外一個維度來討論，電動汽車的整車的控制器，是如何來參與空調的控制。

有些人會好奇，整車控制器還能當空調控制器來使用？

首先，我們先看下什么是整車的控制器。整車控制器，行業里通用的叫法叫做VCU（Vehicle Control Unit），是汽車的控制大腦，也就是相當于汽油車的ECU。不過差異點是VCU管轄的范圍更廣，負責整車三電聯合控制及低壓電路的相關控制。

ECU則是專屬保姆，主要控制著發動機的工作。而今電動汽車的發展，是一個飽含滿滿高科技的產品，而這里面，VCU發揮著它強大的控制能力，那在空調方面的控制，VCU也就承擔起了部分職責。

空調控制跟VCU有什么關系？

傳統汽油車上，我們看到直觀的空調冷卻系統，更主要是乘用艙的駕駛體驗。最直觀的感受是，炎炎夏日，車內開啟空調那股冷風的冰爽；或是冬天瑟瑟寒風，車內開啟暖風的滿滿暖意，當然還有除霜除霧，內在循環功能，甚至是自動空調，PM2.5空調濾清等功能，都是屬于空調控制的功能范疇。

而這一類的控制，是專屬空調控制器的管轄范圍，行業里將該控制器稱為HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning，空氣調節系統 )，空調的控制邏輯是空調控制器的軟實力體現。

那到了電動汽車上，空調的控制會發生什么變化呢？

大家都知道，傳統汽油車，空調工作的動力源，是通過發動機帶動皮帶讓壓縮機實現轉動，產生機械做功；而到了電動汽車，沒有了發動機，就沒有了機械的驅動，轉而變成了電驅動，壓縮機消耗電池包的電，采用電能做功，整個工作系統都在高壓下進行。這個時候，VCU就發揮了其控制空調的部分職責，即如何控制這個高壓系統，管理著空調工作的一些具體事務。電動汽車這個電動系統的架構關系，讓VCU跟空調的控制產生了聯系，VCU擔當起了空調控制的二當家。

VCU控制空調工作的哪些內容呢？

VCU控制空調啟動工作的高壓系統：

上面我們已經說了，電動汽車的空調工作是在高壓環境下進行的，而整個高壓系統是由VCU控制的。其中，最關鍵的是車輛的上下電流程。這個過程是不允許空調提前工作的，否則會影響電池包的預充失敗。

所以，VCU這個時候對空調的高壓電源進行管理。VCU對整個上下電的時序做了一定的優先級管理，如圖2所示，上電過程中，VCU等待預充成功后，才給空調發送高壓使能可用標志位，允許空調啟動工作；

如圖3所示，下電過程中，VCU給空調發送高壓不可用標志位，等待空調停止工作后，同時包括其他高壓附件停止工作，才會繼續走下電流程，發送電池繼電器切斷請求，從實實現下電，避免在下電過程中，高壓帶載切電池繼電器，對繼電器完成粘連等風險。

圖2：一種上電時序圖

圖3：一種下電時序圖

VCU負責著對空調功率的管理：

上面已經提到電動汽車，空調在工作的過程中，是消耗電能的，一般在使用過程中，空調的電能來自于電池包的放電。而汽車在使用過程中，各種交叉場景使用都有，行駛中既要考慮車輛的動力性，經濟性，又得考慮乘用艙的空調使用體驗，特別是在電池包低電量的場景。

所以，VCU發揮著其強大的能量控制能力，對整車的高壓器件使用功率進行分配。那這樣的情況下，VCU就有必要根據場景使用，對空調的功率進行管理，在必要的時候，進行功率限值。在車輛放電的場景下，如果電量不足以滿足當前車輛的加速功率，則會考慮同時降空調的使用功率，來補給加速時電機需要的驅動功率；如果電池包的放電功率比較低的情況下，會考慮限制空調的許用功率為0，停止空調的工作，避免電池包出現電池過放的可能。

上面說的是電池包放電的情況，如果是充電的過程中呢？

這個看車輛開發時對產品的定義需求了。有的會考慮，空調的功率必須限值在充電機的許用功率范圍內，避免充電過程中電池包出現放電現象，影響充電效果；有的會優先考慮空調的體驗，在充電過程中，電源已經有了，不在懼怕沒電，這個時候更加注重空調的使用體驗，就像手機充電時的使用，發現性能更加給力，這些都是各大主機廠各自開發的產品定義。

它清楚整車的使用環境及整車狀態，像一位智者，給空調等其他高壓附近做功率分配，保證車輛的工作配合有序，各種性能各有表現。

VCU負責著請求空調給電池包進行熱管理的控制：

電動汽車的熱管理關注點轉向了電機回路的冷卻以及電池包的熱管理。

電機回路主要靠水冷+風冷，電池包需要冷卻時，主要靠空調壓縮機降溫，需要加熱時，主要靠PTC加熱。VCU這位管家，與整車各大器件控制器時刻進行著交流，時刻知道著車輛整體時刻的冷暖需求，最后會根據整體的需求情況是否滿足，來判斷是否應該請求空調來給電池包進行熱管理。

VCU會根據電池包的使用場景，如行車或是充電，根據電池包的溫度情況，來請求空調給電池包加熱或是制冷。這里面，涉及著一個復雜的熱管理系統，VCU判斷的邊界條件，主要是考慮電芯溫度，水泵是否有故障，水溫傳感器是否有故障，電子風扇是否有故障，回路是否有冷熱沖擊等條件，綜合以上條件，VCU來判斷是否滿足條件，在給HVAC發起加熱或是冷卻請求的使能條件。

這個過程中，VCU還要根據電池是加熱還是冷卻的需求，結合HVAC的工作需求，去控制水泵工作，控制冷卻回路水流量，進行冷熱的熱交換，同時也進行對空調壓縮機或是PTC的工作功率進行限制，功率限制大致內容如以上的空調功率管理介紹。冷卻的時候，VCU還需要控制電子風扇，給空調管路進行降壓，保證壓縮機工作不會過壓。在這個熱管理的環節里面，VCU既當了請求的發起者，又當了零部件工作的控制者，管理著一整套熱管理工作系統。而這里面，HVAC的角色相對專一，負責壓縮機工作的調速制冷，將電芯溫度降至目標溫度，回路不出現冷沖擊；或是控制PTC的加熱工作，給電池包加熱，同時也保證PTC不會自身過熱，回路不出現熱沖擊等內容。

以上是從VCU的控制角度，討論了一些整車控制器對空調控制的邏輯功能，讓大家有了新的認識，了解到VCU還有此等工作職責，對電動汽車的控制功能有更多的了解。VCU是一個強大的大腦中樞，對整車的控制體現在方方面面，后續會繼續從不同的維度，功能，繼續跟大家分享一些電動汽車的控制方法。