CN103754115A

CN103754115A - 一种插电式混合动力汽车高低压上下时序管理系统及方法

Info

Publication number: CN103754115A
Application number: CN201410020204.1A
Authority: CN
Inventors: 赵斌良; 张君鸿; 姜炜
Original assignee: Beijing Zhixing Hongyuan Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: CN103754115B

Abstract

本发明涉及一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，包括整车控制器VCU、扁平电机控制器ISU、驱动电机控制器TMU、低压上电开关KL.15、高压上电开关KL.50、压缩机控制器ACP、直流转换器DCDC、电子油泵控制器EOP、正主接触器PMC（PositiveMainContactor）、负主接触器NMC（NegativeMainContactor）、预充电接触器PCC（Pre-chargeContactor）、电池管理器BMU，整车动力系统的高压上下电控制及低压上下电控制策略全部由VCU来实现。本发明的有益效果为：整车在高压上电和高压下电前后过程中既能保证人身安全又能保证各电力负载的运行安全，不会因为上下电时序的错乱而产生动力系统故障。

Description

一种插电式混合动力汽车高低压上下时序管理系统及方法

技术领域

本发明涉及混合动力轿车电子控制领域，尤其涉及一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法。

背景技术

混合动力汽车尤其是纯电动商用车会引入很多高压负载，有些高压负载直流输入端都有较大的储能滤波电容，在其高压运行之前必须要对其进行高压预充电才能安全运行；有些高压负载为了自我保护在其供电输入端又单独接了接触器，如果在单独启动这些负载的时候没有再次对其进行预充电则会出现高压启动失败甚至负载烧毁的现象。在混动汽车上，最为高压供电的动力系统与机械液压控制的传统系统之间需要协调配合，在高压负载输出力矩之前传动系统的液压系统需要提前准备好，否则会引起高压上电故障。

基于上述原因，本发明提出了一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法。整车的高压上下电控制和低压上下电控制完全由整车控制器实现，并且整车控制器会根据钥匙开关KL.15和KL.50的状态来实时动态控制各高压负载的高低压运行状态。在整个高低压上下电时序中各个控制器在各自接收指令时间和执行时间都有相应的安全阀值，超过该时间阀值将会被诊断并进行故障响应，从而保证了在整车高压上下电过程中正常有序的进行，即使发生了故障也能及时响应，在保证人身安全和高压零部件的执行器安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，以解决混动新能源汽车各高压零部件和传统传动系统在整车高压和低压上下电过程中不产生任何的人身安全和执行器及控制器安全影响。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，包括以下步骤：

1）激活钥匙开关KL·15，整车控制器从Sleep模式进入PowerUp模式，电池控制器BMU从Sleep模式进入StandBy模式，扁平电机控制器ISU从Sleep模式进入PreCharge模式，驱动电机控制器TMU从Sleep模式进入PreCharge模式，DCDC控制器从Sleep模式进入StandBy模式，ACP控制器从Sleep模式进入PowerUp模式；

2）经过T1时间段之后，所有ECU控制器完成了低压上电自检过程，激活钥匙开关KL·50，VCU开始给各高压负载控制器发送高压上电请求指令同时给电池主控制器发送接触器闭合指令；

3）正极主接触器，负极主接触器，预充电接触器都是由BMS来负责驱动的，但何时进行驱动取决于VCU发出的CAN信号接触器控制指令，当BMS收到该指令=1，则进行高压上电动作：先闭合负主接触器，再闭合预充电接触器，当母线电压达到一定阀值的时候再闭合正主接触器，随后的一段时间之后再断开预充电接触器；

4）整车控制器VCU会根据母线电流的数值以及当前工况来设定信号接触器控制指令何时为0；当BMS收到该指令=0，BMS须马上断开正主接触器和负主接触器，即便BMS报出了最严重的故障，也不允许立刻切断高压，只有在超过一定时间T1后仍没有收到“接触器控制指令=0”才可以自动切断高压；

5）扁平电机控制器ISU在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从Precharge模式到StandBy模式，驱动电机控制器TMU在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从Precharge模式到StandBy模式，直流转换控制器DCDC在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从Standy模式到Buck模式，ACP控制器在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从PowerUp模式到StandBy模式，电子油泵控制器EOP就开始启动并确保在T3的时间阀值内完成油压建立；

6）断开钥匙开关KL.15，整车控制器VCU会首先将各高压负载的电流卸载，电子油泵控制器EOP会立即释放油压，同时让扁平电机控制器ISU和驱动电机控制器TMU进入StandBy模式，并发送主接触断开指令给BMS。BMS收到该指令后先进行高压负载的交流绝缘检测，TMU在正主接触器断开之前进行高压母线的主动放电并把该主动放电结束状态信号通过VCU发送给BMS，BMS将开始接触器断开时序操作。

本发明的有益效果为：整车在高压上电和高压下电前后过程中既能保证人身安全又能保证各电力负载的运行安全，不会因为上下电时序的错乱而产生动力系统故障。

具体实施方式

本发明实施例所述的一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，包括以下步骤：

当钥匙开关KL.15激活后，整车控制器从Sleep模式进入PowerUp模式；电池控制器BMU从Sleep模式进入StandBy模式；ISU从Sleep模式进入PreCharge模式；TMU从从Sleep模式进入PreCharge模式；DCDC控制器从Sleep模式进入StandBy模式；ACP控制器从Sleep模式进入PowerUp模式；

经过T1时间段之后所有ECU控制器完成了低压上电自检过程，当钥匙开关KL.50激活后，VCU开始给各高压负载控制器发送高压上电请求指令同时给电池主控制器发送接触器闭合指令；

正极主接触器，负极主接触器，预充电接触器都是由BMS来负责驱动的，但何时进行驱动取决于VCU发出的CAN信号“接触器控制指令”，当BMS收到该指令=1，则进行高压上电动作：先闭合负主接触器，再闭合预充电接触器，当母线电压达到一定阀值的时候再闭合正主接触器，随后的一段时间之后再断开预充电接触器。整车控制器VCU会根据母线电流的数值以及当前工况（如是否高速，是否有来自电池电机的故障）来设定信号“接触器控制指令”何时为0；当BMS收到该指令=0，BMS须马上断开正主接触器和负主接触器，即便BMS报出了最严重的故障，也不允许立刻切断高压，只有在超过一定时间T1（暂设为30秒）后仍没有收到“接触器控制指令=0”才可以自动切断高压。

ISU控制器在收到VCU的指令后开始尝试并执行从Precharge模式到StandBy模式；TMU控制器在收到VCU的指令后开始尝试并执行从Precharge模式到StandBy模式；DCDC控制器在收到VCU的指令后开始尝试并执行从Standy模式到Buck模式；ACP控制器在收到VCU的指令后开始尝试并执行从PowerUp模式到StandBy模式；电子油泵EOP就开始启动并确保在T3 的时间阀值内完成油压建立。

当钥匙开关KL.15断开之后，整车控制器会首先将各高压负载的电流卸载，电子油泵EOP会立即释放油压，同时让ISU和TMU进入StandBy模式，并发送主接触断开指令给BMS。BMS收到该指令后先进行高压负载的交流绝缘检测，TMU在正主接触器断开之前进行高压母线的主动放电并把该主动放电结束状态信号通过VCU发送给BMS，BMS将开始接触器断开时序操作，再母线电流小于I1时候断开正主接触器，当母线电压小于60V的时候再断开负主接触器。

整车高低压上下电控制策略中详细描述了各关键时序点上关键动作的监控时间阀值：

（1）T1表示上电自检时间限制，（推荐 ≤ 300 ms ）从KL.15触发到各控制器自检结束。该限制仅对硬件的限制，而不是软件所能实现；

（2）T2表示预充电时间限制，（推荐≤ 600 ms ）从接收到主接触闭合指令到高压母线电压大于锂电池开路电压的90%；

（3）T3表示换挡机构内油压建立时间限制，（推荐≤ 3s ）从油泵启动到油压建立完成；

（4）表示预充电接触器打开时间限制，（推荐 ≤ 1s ）；

（5） T5表示整车启动时间限制，（推荐 ≤ 4s ）从钥匙开关KL.50触发到整车高压上电完成；

（6）T6表示ACP,TMU,ISU各执行部件等待VCU发出开始交流绝缘检测指令的时间限制；

（7） T7表示VCU发出交流绝缘检测开始的指令后收到ACP，TMU，ISU三者中至少有一个反馈IGBT Short状态的时间限制；

（8）T8表示整车下电的时间限制，从KL.15开关断开到VCU 进入Sleep状态；

（9）T9表示电池控制器BMU进行交流绝缘检测的时间限制，（推荐 ≤5s ）即从HCU收到ACP,TMU,ISU三者中至少有一个反馈IGBT Short状态，到VCU发送交流绝缘检测结束的指令；

（10）T10表示TMU进行主动放电的时间限制，（推荐 ≤ 0.5s ）从TMU收到主接触器闭合的状态到高压母线上的电压小于60V；（11）T11表示电池控制器BMU先后打开正负主接触器所需时间限制，（推荐 ≤ 10s ），如果等待时间超过10秒钟，BMU将断开负主接触器从而彻底断开母线高压之后BMU进入Sleep 状态。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

3）正极主接触器、负极主接触器、预充电接触器都是由BMS来负责驱动的，但何时进行驱动取决于VCU发出的CAN信号；

4）整车控制器VCU会根据母线电流的数值以及当前工况来设定信号接触器控制指令何时为0；当BMS收到该指令=0，BMS须马上断开正主接触器和负主接触器，即便BMS报出了最严重的故障，也不允许立刻切断高压；

5）扁平电机控制器ISU在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从Precharge模式到StandBy模式，驱动电机控制器TMU在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从Precharge模式到StandBy模式，直流转换控制器DCDC在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从Standy模式到Buck模式，ACP控制器在收到整车控制器VCU的指令后开始尝试并执行从PowerUp模式到StandBy模式，电子油泵控制器EOP就开始启动并确保在T3的时间阀值内完成油压建立；以及

6）断开钥匙开关KL.15，整车控制器VCU会首先将各高压负载的电流卸载，电子油泵控制器EOP会立即释放油压，同时让扁平电机控制器ISU和驱动电机控制器TMU进入StandBy模式，并发送主接触断开指令给BMS。

2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，其特征在于，步骤3）中：当BMS收到该指令=1，则进行高压上电动作：先闭合负主接触器，再闭合预充电接触器，当母线电压达到一定阀值的时候再闭合正主接触器，随后的一段时间之后再断开预充电接触器。

3.根据权利要求2所述的插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，其特征在于，步骤4）中：只有在超过一定时间T1后仍没有收到指令=0才可以自动切断高压。

4.根据权利要求3所述的插电式混合动力汽车高低压上下电时序管理方法，其特征在于，步骤6）中：BMS收到该指令后先进行高压负载的交流绝缘检测，TMU在正主接触器断开之前进行高压母线的主动放电，并把该主动放电结束状态信号通过VCU发送给BMS，BMS将开始接触器断开时序操作。