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作品名称：基于工况适应功能的全地形自适应四驱 VCU技术
学校名称：南京航空航天大学金城学院
参赛队伍：破零号
队伍编号：211258
参赛学生：王浩姜庚辰薛泽业粱宇豪
指导老师：田晋胡玥
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

项目紧扣新能源汽车产业发展需求与 “双碳” 目标，聚焦全地形自适应四驱 VCU（整车控制器）技术研发，旨在解决传统四驱车在复杂路况下动力分配不足、安全性与通过性欠佳等问题。核心是开发一款低成本、多功能 VCU，具备汽车正常行驶控制、整车电机控制与监测、动力电池能量管理、故障诊断、车辆状态监控及安全驾驶辅助等功能，可通过 CAN 总线与电机控制器、电池管理系统等通信，实现对整车的精准管控。

在技术层面，项目明确了硬件、软件、性能三类核心指标，如硬件工作电压覆盖 9V~16V、温度适应范围 - 40℃~85℃，软件控制周期≤10ms、故障诊断准确率≥99%，性能上扭矩分配精度误差≤±3%、雪地防滑控制响应时间≤20ms 等。技术路线遵循 “明确全地形工况控制需求→控制算法开发→仿真验证→软件分层设计→台架测试（模拟极端工况）” 流程，通过四重阶段推进实施：5 月 - 8 月完成硬件设计与测试、软件框架搭建；10 月 - 次年 1 月开发通信与驱动程序，开展脱车测试与仿真；次年 1 月 - 3 月实现整车组装与实车调试；次年 4 月 - 5 月总结问题并形成技术手册。

项目具备三大特色创新点，即刹车回路实时监测、减小驱动系统分断电流、具备实时报警功能，可提升车辆安全性与稳定性。团队拥有扎实基础，成员掌握 STM32 单片机、C 语言编程等嵌入式技术，熟练使用 Keil MDK、MATLAB/Simulink 等工具，且依托高校实验室设备、企业合作资源及第一代双驱 VCU 开发经验，为项目落地提供支撑。
核心作用可简述为以下 4 点：

动力系统精准控制：作为动力链的 “指挥官”，VCU 协调发动机（喷油、点火时机）与传动系统（如换挡逻辑、离合器联动），确保动力平顺输出 —— 既避免越野颠簸路况下动力中断，也防止发动机过载（如高转速空转、扭矩过大损坏传动部件），适配巴哈赛道的低速高负荷工况。
实时车辆状态监测：巴哈赛道多为泥泞、砂石等恶劣路面，VCU 通过传感器实时采集关键数据（如发动机水温、油压、电池电压、轮胎转速、刹车温度），并将信息反馈至车手仪表盘，同时在数据异常时触发预警（如水温过高提示），避免因部件隐性故障导致退赛。
安全逻辑执行：VCU 是赛车安全的 “第一道防线”，可联动安全传感器（如碰撞传感器、车手安全带卡扣），在紧急情况（如碰撞、翻车）下自动切断发动机供油与高压电路，防止燃油泄漏、电气短路引发二次风险，符合巴哈大赛的安全合规要求。
基础性能优化辅助：通过分析采集的行驶数据（如油耗、动力响应速度），VCU 可辅助车队微调控制策略（如不同赛道的喷油参数适配），在保证可靠性的前提下，优化赛车的油耗经济性（避免中途频繁加油）与低速脱困能力（适配复杂地形的动力需求）。