VCU와 ECU의 차이점은 무엇입니까?

소개

자동차 산업이 전기 화를 향한 발전함에 따라 차량의 내부 아키텍처는 대규모 변화를 겪고 있습니다. 내부 연소 엔진 (ICE)에 크게 의존하는 전통적인 자동차는 수많은 전자 제어 장치 (ECU)가 관리하는 분산 시스템으로 제작되었습니다. 그러나 전기 자동차 (EVS)는 실시간 조정, 에너지 관리 및 소프트웨어 정의 행동에 대한 새로운 요구 사항을 도입했습니다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 새로운 유형의 제어 시스템 인 차량 제어 장치 (VCU)가 등장했습니다.

ECU와 VCU는 모두 현대 차량에 필수적이지만, 특히 EV의 맥락에서 그들의 역할, 기능 및 중요성은 크게 다릅니다. 이 블로그는 차량 제어 장치와 전자 제어 장치의 차이점을 탐색하며 EV의 역할에 중점을 둡니다. 또한 이러한 부품이 차량 전자 제품의 차량 성능, 에너지 효율, 안전 및 미래 추세에 어떤 영향을 미치는지 조사 할 것입니다.

ECU (전자 제어 장치) 란 무엇입니까?

ECU (Electronic Control Unit)는 특정 기능을 관리하는 차량 내의 임베디드 컴퓨터 시스템입니다. 각 ECU는 일반적으로 차량 내 단일 도메인 또는 기능을 담당합니다. 전통적인 아이스 차량에서 엔진 (엔진 제어 모듈 -ECM), 변속기 (전송 제어 모듈 -TCM) 또는 제동 시스템 (브레이크 제어 모듈 -BCM)을 관리하는 ECU를 찾을 수 있습니다.

ECU의 주요 기능 :

• 엔진 관리 : 연료 분사, 점화 타이밍, 공기 흡입 및 배출을 제어합니다.
• 변속기 제어 : 기어 교대, 클러치 참여 및 토크 분포를 관리합니다.
• 에어백 시스템 : 충돌 중에 센서 입력에 응답하여 에어백을 배치합니다.
• ABS (잠금 방지 제동 시스템) : 하드 제동 중에 바퀴가 잠그는 것을 방지합니다.
• 인포테인먼트 및 내비게이션 : 멀티미디어, GPS 및 사용자 인터페이스를 처리합니다.

특징:

• 모듈 식 아키텍처 : 각 ECU는 독립적으로 작동하므로 구성 요소 교체가 더 쉽습니다.
• 실시간 처리 : 센서 데이터를 사용하여 계산을 수행하고 즉각적인 작업을 수행합니다.
• 유선 커뮤니케이션 : CAN, LIN 또는 FlexRay 프로토콜을 통해 다른 ECU와 통신합니다.

ICE 차량의 경우 평균 ECU 수는 70에서 100 사이 일 수 있습니다.이 모듈성에는 장점이 있지만 복잡한 배선과 시스템 중량이 증가 할 수 있습니다.

VCU (차량 제어 장치) 란 무엇입니까?

차량 제어 장치 (VCU)는 전기 및 하이브리드 차량을 위해 특별히 설계된 중앙 집중식 제어 시스템입니다. 독립적으로 작동하는 기존 ECU와는 달리 VCU는 차량 내 다중 서브 시스템의 작동을 감독하고 통합합니다. 에너지 효율, 운동 조정 및 전반적인 차량 성능에서 중추적 인 역할을합니다.

EV에서 VCU의 주요 기능 :

• 토크 관리 : 운전자 입력 및 주행 조건에 따라 전기 모터가 전력을 전달 해야하는 전력의 양을 결정합니다.
• 배터리 조정 : 배터리 관리 시스템 (BMS)과 밀접하게 작동하여 충전, 온도 및 전압을 모니터링합니다.
• 재생 제동 : 제동 중에 운동 에너지의 캡처 및 전기 에너지로의 전환을 제어합니다.
• 열 관리 : 모터, 배터리 및 기타 전자 부품의 냉각 시스템을 조절합니다.
• 충전 관리 : 온보드 충전기 및 외부 충전소와의 인터페이스.

특징:

• 중앙 집중식 제어 :보다 효율적인 데이터 처리 및 의사 결정을 위해 다양한 기능을 통합합니다.
• EV 특이 적 소프트웨어 : 전력 분포, 에너지 재생 및 결함 감지를위한 복잡한 알고리즘이 포함되어 있습니다.
• 통신 허브 : 차량의 전자 네트워크에서 중앙 노드 역할을합니다.

본질적으로 VCU는 모든 부서 (모터, 배터리, 브레이크)가 조화를 이루어 안전하고 효율적이며 즐거운 운전 경험을 제공하도록하는 총지배인과 같습니다.

VCU와 ECU의 주요 차이점

VCU와 ECU는 차량 운영에 중요하지만 아키텍처, 목적 및 응용 분야에서 근본적으로 다릅니다.

전통적인 차량에서 ECU는 고립 된 기능에 필수적입니다. 대조적으로, 전기 자동차의 VCU는 최적화 된 성능을 위해 모든 서브 시스템을 통합하고 조화시키는 마스터 컨트롤러 역할을합니다.

전기 자동차에서 VCU의 작동 방식

에이EV의 차량 제어 장치모든 차량 시스템의 실시간 관리를 수행하는 고도로 통합 된 구성 요소입니다. 다음은 운영에 대한 자세한 고장입니다.

에이. 파워 트레인 제어

운전자가 가속기 페달을 누르면 VCU는 토크 요청을 계산하고 전기 모터를 구동하는 인버터로 명령을 보냅니다. 이것은 즉시 발생하고 지형, 하중 또는 배터리 상태의 변화에 ​​적응해야합니다.

비. 배터리 및 에너지 관리

VCU는 BMS와 지속적으로 통신합니다.

• 배터리 건강 모니터 (건강 상태 -SOH)
• 가용 에너지 추정 (충전 상태 -COC)
• 균형 셀 전압
• 충전 속도를 조정하십시오

기음. 재생 제동

감속 중에 운동 에너지를 배터리의 저장된 에너지로 다시 변환함으로써 VCU는 차량의 범위를 확장하는 데 도움이됩니다. 기계적 제동과 재생 제동 사이의 최적 혼합을 결정합니다.

디. 열 조절

전기 모터와 리튬 이온 배터리는 온도에 민감합니다. VCU는 필요에 따라 냉각 또는 가열 시스템을 활성화하여 구성 요소가 안전한 한계 내에서 작동하도록합니다.

이자형. 안전 기능

VCU에는 진단 및 결함 내성 메커니즘이 포함되어 있습니다. 변칙을 감지하고 전력 제한, 경고 발행 또는 차량을 안전하게 폐쇄하는 것과 같은 보호 조치를 시작할 수 있습니다.

전기 자동차 제어 장치의 중요성

전기 자동차 제어 장치는 현대 전기 자동차의 적절한 기능과 효율에 필수적입니다. 중앙 집중식 지능은 최적의 에너지 사용, 하위 시스템의 더 나은 조정 및 높은 안전 표준을 보장합니다.

주요 이점 :

• 효율성 향상 : 지능형 제어 전략은 에너지 손실을 줄이고 범위를 증가시킵니다.
• 복잡성 감소 : 중앙 집중식 관리는 수십 개의 별도의 ECU의 필요성을 최소화합니다.
• 안전성 향상 : 실시간 모니터링을 통해 사전 실패 관리가 가능합니다.
• 더 똑똑한 사용자 경험 : 드라이브 모드, 토크 벡터링 및 재생 제동 사용자 정의와 같은 적응 형 기능이 활성화됩니다.
• 연결성 : 차량 간 그리드 (V2G), 차량 간 (V2H) 및 차량 간 통신 (V2X) 통신을 지원합니다.

VCU는 본질적으로 현명하고 효율적이며 안전한 전기 운전을 가능하게하는 것입니다.

EV는 여전히 ECU를 사용합니까?

EVS에서 VCU의 두드러짐에도 불구하고, ECU는 쓸모 없게되었다. 많은 ECU는 여전히 중앙 조정이 필요하지 않은 개별 기능을 관리하기 위해 여전히 VCU와 공존합니다.

EVS에서 여전히 사용되는 ECU의 예 :

• 에어백 제어 모듈
• 인포테인먼트 시스템 ECU
• 기후 제어 ECU
• ADAS ECU (고급 운전자 지원 시스템)
• 조명 제어 ECU

VCU와의 통합 :

VCU는 중앙 허브 역할을하는 반면 다른 ECU는 특수 노드처럼 작동합니다.

이 하이브리드 아키텍처는 유연성과 중복성을 제공합니다.

차량이 더 큰 소프트웨어 정의로 이동함에 따라 VCU 또는 고차 컴퓨팅 장치로 더 많은 기능이 통합 될 수 있습니다. 그러나 현재 ECU는 자동차 환경의 중요한 부분으로 남아 있습니다.

차량 제어 시스템의 미래 추세

차량 제어 시스템은 전자 제품, 소프트웨어 및 연결의 발전으로 인해 빠르게 발전하고 있습니다. 차세대 차량 제어 장치를 정의 할 미래의 트렌드는 다음과 같습니다.

에이. 지역 아키텍처

기능 별 ECU 대신 차량은 구역 기반 제어 장치 (예 : 전면 구역, 후면 영역)로 설계되고 있습니다. 각 영역은 여러 기능을 처리하여 배선 복잡성을 줄이고 신뢰성을 향상시킵니다.

비. 소프트웨어 정의 차량 (SDV)

VCU와 같은 제어 장치는 소프트웨어 업데이트를위한 플랫폼이되고 있습니다. OTA (Over-in-Air) 업데이트를 통해 제조업체는 버그를 수정하거나 기능을 추가하거나 물리적 개입없이 성능을 향상시킬 수 있습니다.

기음. AI 및 기계 학습

향후 VCU는 AI를 사용하여 운전 패턴을 분석하거나 유지 보수 요구를 예측하거나 배터리 사용량을 최적화 할 수 있습니다. 반응성에서 예측 제어로의 이러한 전환은 변형 적입니다.

디. 사이버 보안 초점

차량이 연결되면 VCU는 암호화 된 통신 및 침입 탐지 시스템을 포함한 고급 보안 프로토콜을 통합하여 해킹으로부터 보호합니다.

이자형. ECU의 통합

비용과 체중을 줄이기 위해 자동차 제조업체는 ECU를 통합하고 있습니다. 강력한 VCU는 여러 ECU를 대체하여 설계를 단순화하고 통신 속도를 향상시킬 수 있습니다.

결론

전자 제어 장치 (ECU)에서 차량 제어 장치 (VCU)로의 진화는 자동차 엔지니어링의 상당한 변화를 나타냅니다. ECU는 특히 특수 시스템을 관리하는 데 여전히 관련이 있지만 전기 자동차의 성능, 효율성 및 안전성을 정의하는 것은 VCU입니다.

전기 자동차의 중앙 뇌 역할을함으로써 EV의 차량 제어 장치는 모터 제어, 배터리 관리, 재생 제동 등을 조정합니다. 전기 자동차 제어 장치는 ECU를 대체 할뿐 아니라 인텔리전스, 통합 및 기능의 완전히 업그레이드입니다.

EV가 계속 인기가 높아지고 업계가 자율성과 완전한 연결성으로 이동함에 따라 VCU의 역할은 중요하게 증가 할 것입니다. VCU와 ECU의 차이를 이해하는 것은 현대식 차량의 설계, 제조 또는 사용과 관련된 모든 사람에게 중요합니다.