CN104354655A - 一种新能源汽车的放电方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的放电方法及系统，当需要整车下电时，整车控制器确定新能源汽车中电机系统是否出现故障，在电机系统发生故障的情况下，整车控制器向新能源汽车中的电加热器发送放电指令，使电加热器依据放电指令通过自身的加热电阻释放直流母线上的电能。由此可见，当电机系统出现故障的情况下通过电加热器释放直流母线上电能的方法，与目前通过增加功率电阻的方法相比，减少了整车的能耗，由于加热电阻的阻值很大，因此能够快速实现直流母线上电能的释放，从而提高整车的安全性能。

Description

一种新能源汽车的放电方法及系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车控制技术领域，特别是涉及新能源汽车的放电方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，汽车行业在工业生产和日常生活中越来越受到关注，尤其是新能源汽车的发展。新能源汽车以其节能环保的特点将成为未来汽车行业的发展趋势。

新能源汽车的电机控制器、电加热器相关部件与动力电池通过直流母线并联。直流母线上的电能由动力电池提供，动力电池端带有高压继电器。当整车下电时，将切断动力电池端的高压继电器，由于电机控制器内部设置有大容量的功率电容，而且功率电容也与直流母线连接，因此，在高压继电器被切断后，由于电容的储能作用，直流母线上的高压会保持一段时间，在这种情况下，严重影响乘客的安全。

目前，新能源汽车的高压下电过程是由电机控制器将直流母线上的电能通过驱动电机绕组的方式转化为热能，从而在比较短的时间内，使直流母线上的电压值下降至36V以下，进而达到快速放电的目的。该方法实现的前提是依靠电机系统的正常工作，一旦电机系统发生故障，则功率电容上的电能无法释放。为了避免该种情况，通常在功率电容两端并联功率电阻，当电机系统发生故障时，功率电容上的电能通过该功率电阻释放。

但是，所述并联功率电阻的方法存在以下弊端：一方面，增加的功率电阻一直处于工作状态，增加了整车的能耗；另一方面整个放电过程持续时间较长，导致车辆长时间处于高压状态，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源汽车的放电方法及系统，以实现在所述新能源汽车电机系统发生故障的情况下，通过所述汽车上电加热器自身的加热电阻释放直流母线上的电能，从而快速完成整车下电的过程。

为实现上述目的，本发明提供一种新能源汽车的放电方法，包括：

整车控制器确定所述新能源汽车中电机系统是否出现故障；

在所述电机系统发生故障的情况下，整车控制器向所述新能源汽车中的电加热器发送放电指令，使所述电加热器依据所述放电指令通过自身的加热电阻释放所述直流母线上的电能；

在所述电机系统正常工作的情况下，整车控制器向所述新能源汽车中的电机控制器发送放电指令，使所述电机控制器依据所述放电指令通过驱动电机绕组的方式释放直流母线上的电能。

优选的，所述整车控制器向所述新能源汽车中的电加热器发送放电指令，包括：

所述整车控制器通过控制器局域网络向所述电加热器发送放电指令。

优选的，在整车控制器向所述新能源汽车中的电机控制器发送放电指令后，还包括：

所述电机控制器检测所述直流母线上的电压值；

当所述直流母线上的电压值在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器停止通过驱动所述电机绕组释放所述直流母线上的电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号；

当所述直流母线上的电压值未在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器向所述整车控制器发送电机系统故障命令，以使得所述整车控制器向所述电加热器发送放电指令。

优选的，在整车控制器向所述新能源汽车中的电加热器发送放电指令后，还包括：所述电加热器检测直流母线上的电压值；

所述电加热器在检测到直流母线电压值下降至阈值后，停止通过所述加热电阻释放电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号。

本发明提供一种新能源汽车的放电系统，包括：

整车控制器，用于确定所述新能源汽车的电机系统是否出现故障；

与所述整车控制器连接的电加热器，用于接收所述整车控制器在判断出电机系统有故障的情况下发送的放电指令，将直流母线上的电能释放至加热电阻；

与所述整车控制器连接的电机控制器，用于接收所述整车控制器在确定所述电机系统正常工作的情况下发送的放电指令，将直流母线上的电能通过驱动电机绕组释放。

优选的，所述整车控制器通过控制器局域网络与所述电加热器连接。

优选的，所述电机控制器还用于：在接收所述整车控制器发送的放电指令后，检测所述直流母线上的电压值；

当所述直流母线上的电压值在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器停止通过驱动所述电机绕组释放所述直流母线上电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号；

当所述直流母线上的电压值未在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器向所述整车控制器发送电机系统故障命令，以使得所述整车控制器向所述电加热器发送放电指令。

优选的，所述电加热器还用于：检测所述直流母线上的电压值；

在所述直流母线上的电压值不高于阈值的情况下，停止通过所述加热电阻释放电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号。

综上所述，本发明有如下有益效果：

本发明所提供的新能源汽车的放电方法，利用了现有新能源汽车的硬件结构，在整车下电时，新能源汽车的整车控制器首先判断电机系统是否出现故障，当确定新能源汽车电机系统出现故障的情况下，整车控制器向与其连接的电加热器发送放电指令，所述电加热器通过自身的加热电阻将直流母线上的电能释放。综上所述，该方法不需要额外增加部件，因此减少整车的能耗，同时确保在电机系统存在故障的情况下依然能够实现快速放电，提高了整车的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的新能源汽车的放电方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的另一种新能源汽车放电方法的流程图；

图3为本发明实施例公开的新能源汽车放电系统的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的新能源汽车放电系统结构对应的布局示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种新能源汽车的放电方法及系统，用于新能源汽车快速完成整车下电的过程。在该系统中，当所述新能源汽车需要放电时，其整车控制器首先确定电机系统是否出现故障，当检测到电机系统出现故障的情况下，所述整车控制器将放电指令发送至电加热器，所述电加热器依据放电指令，通过自身的加热电阻释放直流母线上的电能。当检测到电机系统正常工作的情况下，所述整车控制器将放电指令发送至电机控制器，所述电机控制器依据放电指令，通过驱动电机绕组的方式释放直流母线上的电能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例公开的新能源汽车的放电方法的流程图，其中，所述新能源汽车的放电方法包括：

步骤101：整车控制器确定所述新能源汽车中电机系统是否出现故障。当检测到所述电机系统发生故障的情况下，进入步骤102；当检测到所述电机系统正常工作的情况下，进入步骤103。

步骤102：整车控制器向电加热器发送放电指令，进入步骤104。

步骤103：整车控制器向电机控制器发送放电指令，进入步骤105。

其中，所述新能源汽车包括主控板、整车控制器、电加热器、电机控制器、电机系统、动力电池、高压继电器，直流母线、功率电容以及部件连接采用的控制器局域网络，以下简称CAN总线。

当需要整车下电时，整车控制器首先判断电机系统当前的工作状态。具体为，整车控制器向电机控制器发送指令，另其判断电机系统的状态。当电机系统发生故障时，所述电机控制器将电机系统故障命令反馈至整车控制器，告知所述整车控制器：当前电机系统存在故障，无法完成此次放电指令。当电机系统正常工作时，所述电机控制器将电机系统正常工作命令反馈至整车控制器，告知所述整车控制器：当前电机系统正常工作，能够完成此次放电指令。

步骤104：所述电加热器依据所述放电指令，利用自身的加热电阻将直流母线上的电能以热能释放。

当整车控制器判断出电机系统存在故障时，则将所述放电指令发送至电加热器。由于所述电加热器与直流母线连接，故所述电加热器接收到所述放电指令后，利用自身的加热电阻消耗直流母线上的电能，最终将所述电能以热能的形式转化，从而完成此次放电指令。

其中，所述新能源汽车的动力电池断开高压继电器，即汽车主控板向整车控制器发送放电指令，所述整车控制器确定电机系统发生故障时，电加热器的工作状态有如下两种情况：

一种是所述电加热器并没有立即关闭，而是等待整车控制器向其发送放电指令。当接收到所述的放电指令时，利用自身的加热电阻消耗直流母线上的电能。

另一种是所述电加热器在新能源汽车的动力电池断开高压继电器时立即关闭。当接收到整车控制器发送的放电指令时，再次开启，并利用自身的加热电阻消耗直流母线上的电能。

所述电加热器通常可以作为新能源汽车的空调加热装置或其他加热设备。

步骤105：所述电机控制器依据所述放电指令通过驱动电机绕组的方式释放直流母线上的电能。

当整车控制器判断出电机系统正常工作时，则将所述放电指令发送至电机控制器。由于所述电机控制器与直流母线连接，故所述电机控制器接收到所述放电指令后，通过驱动电机绕组的方式消耗直流母线上的电能，最终将所述电能以机械能的形式转化，从而完成此次放电指令。

本实施例中，当需要整车下电时，整车控制器首先判断电机系统是否出现故障，当电机系统出现故障的情况下通过电加热器释放直流母线上电能的方法，与目前通过增加功率电阻的方法相比，该方法利用电加热器自身的加热电阻，所述加热电阻通常很大，因此能够快速实现直流母线上电能的释放，既保证了高压下电的安全性又没有增加额外的能耗。

本发明实施例公开另一种新能源汽车放电方法的流程图，如图2所示。方法包括以下步骤：

步骤201：整车控制器确定所述新能源汽车中电机系统是否出现故障，当检测到所述电机系统发生故障的情况下，进入步骤202；当检测到所述电机系统无故障的情况下，进入步骤203。

步骤202：整车控制器向电加热器发送放电指令，使所述电加热器依据所述放电指令，利用自身的加热电阻将直流母线上的电能释放，进入步骤204。

步骤203：整车控制器向电机控制器发送放电指令，使所述电机控制器依据所述放电指令，通过驱动电机绕组的方式将直流母线上的电能释放，进入步骤205。

步骤204：电加热器通过加热电阻释放直流母线上的电能，当所述直流母线上的电压值下降至阈值时，进入步骤206。

其中，在电加热器通过加热电阻释放直流母线上的电能后，检测直流母线上的电压值，判断所述电压值是否下降至阈值，该阈值可以设置为36V。

步骤205：电机控制器检测所述直流母线上的电压值；当所述直流母线上的电压值在预设时间内下降至阈值的情况下，进入步骤207；当所述直流母线上的电压值未在预设时间内下降至阈值的情况下，进入步骤208。

步骤206：所述电加热器停止通过加热电阻释放直流母线上的电能，向整车控制器发送下电准备就绪信号。

步骤207：所述电机控制器停止通过驱动电机绕组释放直流母线上的电能，向整车控制器发送下电准备就绪信号。

步骤208：所述电机控制器向所述整车控制器发送电机系统故障命令，进入步骤202。

在本次高压下电过程中，电机系统正常工作仅是电机控制器收到整车控制器发送的放电指令时的状态，并不能保证整个高压下电过程中，电机系统一直处于无故障状态。为了保证高压下电的安全性，电机控制器在驱动电机绕组的过程中，还检测直流母线上电压值。当所述直流母线上的电压值在预设时间内未下降至阈值，如36V，则判断此时电机系统发生故障，并将该故障命令发送至整车控制器。整车控制器依据所述故障命令，更改放电指令发送的对象，即将放电指令发送至电加热器。

以上所述的放电指令可以通过CAN总线进行发送和接收。

在本实施例中，高压下电过程增加了直流母线上电压值的检测环节，根据放电指令发送的对象不同，包括：电机控制器检测直流母线电压值环节和电加热器检测直流母线电压值环节。其中，前者避免了电机系统在高压下电过程中出现故障，导致高压下电过程的失败；后者在保证直流母线上电压值对车上乘客没有危险的情况下，停止放电，并向整车控制器发送下电准备就绪信号，以便整车控制器尽快执行后续的低压下电操作，减小了整车下电的时间消耗。

上述公开的实施例中详细描述了新能源汽车放电方法，对于本发明的方法可采用多种形式的系统实现，因此，本发明还公开了相应系统的实施例，下面进行详细说明。

图3为本发明实施例公开的新能源汽车的放电系统的结构图，其中，所述新能源汽车放电系统30包括：

整车控制器301，用于确定电机系统是否出现故障。

所述新能源汽车包括主控板、整车控制器、电加热器、电机控制器、电机系统、动力电池、高压继电器，直流母线、功率电容以及部件连接采用的控制器局域网络，以下简称CAN总线。当所述整车控制器接收到汽车的主控板发出的放电指令时，整车控制器判断电机系统当前的工作状态。

电加热器302，与所述整车控制器301连接，用于接收所述整车控制器在确定电机系统有故障的情况下发送的放电指令，将直流母线上的电能释放至加热电阻。

电机控制器303，与所述整车控制器301连接，用于接收所述整车控制器在确定电机系统正常工作的情况下发送的放电指令，将直流母线上的电能通过驱动电机绕组的方式释放。

当整车控制器301判断出电机系统存在故障时，则将所述放电指令发送至电加热器302。由于所述电加热器302与直流母线连接，故所述电加热器302接收到所述放电指令后，利用自身的加热电阻消耗直流母线上的电能，最终将所述电能以热能的形式转化，从而完成此次放电指令。当整车控制器301判断出电机系统正常工作时，则将所述放电指令发送至电机控制器303。由于所述电机控制器303与直流母线连接，故所述电机控制器303接收到所述放电指令后，通过驱动电机绕组最终将所述电能以机械能的形式转化，从而完成此次放电指令。

本系统通过电加热器释放直流母线上的电能，与目前系统采用增加功率电阻释放直流母线上的电能相比，本系统利用电加热器自身的加热电阻，而且所述加热电阻通常很大，因此能够快速实现直流母线上电能的释放，既保证了高压下电的安全性又没有增加额外的能耗。

所述电加热器通常可以作为新能源汽车的空调加热装置或其他加热设备。

图4为图3对应的系统结构布局示意图。如图4所示，当整车下电时，新能源汽车放电系统30中的动力电池401和高压继电器402是断开的，但功率电容404依然与直流母线403相连。

所述新能源汽车放电系统30包括：

整车控制器301；

整车控制器301在接收到放电指令时，确定电机系统405的状态，在确定电机系统405正常工作的情况下，通过CAN总线406向电机控制器303发送所述放电指令；在确定所述电机系统405存在故障的情况下，通过CAN总线406向电加热器302发送放电指令。

与所述整车控制器连接的电加热器302；

电加热器302用于接收整车控制器301在电机系统405出现故障的情况下发送的放电指令，并通过加热电阻将直流母线403上的电能释放。在释放电能的同时，电加热器302还用于检测所述直流母线403上的电压值，在检测到所述电压值下降至阈值(如36V)时，停止通过加热电阻释放直流母线403上的电能，并向所述整车控制器301发送下电准备就绪信号。即电加热器302在接收到整车控制器301发送的放电指令后，利用自身加热电阻进行放电，并检测直流母线403上的电压值，当检测到所述电压值下降至阈值(如36V)时，停止通过加热电阻释放直流母线上的电能，并向所述整车控制器301发送下电准备就绪信号。

电机控制器303；

电机控制器303用于在电机系统405出现故障的情况下，向整车控制器301发送故障命令；在接收到整车控制器301发送的放电指令后，电机控制器303通过驱动电机绕组释放直流母线403上的电能。在驱动所述电机绕组的同时，所述电机控制器303还用于检测直流母线403上的电压值，即电机控制器303在接收到整车控制器301发送的放电指令后，检测直流母线403上的电压值。当所述直流母线403上的电压值在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器303停止通过驱动所述电机绕组释放电能，并向整车控制器301发送下电准备就绪信号；当所述直流母线403上的电压值未在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器303向所述整车控制器301发送电机系统故障命令，以使得所述整车控制器301向所述电加热器302发送放电指令。

对本说明书实施例中公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述方法比较简单，相关之处参见方法中的说明即可。

以上对本发明所提供的新能源汽车放电方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新能源汽车的放电方法，其特征在于，包括：

整车控制器确定所述新能源汽车中电机系统是否出现故障；

在所述电机系统发生故障的情况下，整车控制器向所述新能源汽车中的电加热器发送放电指令，使所述电加热器依据所述放电指令通过自身的加热电阻释放所述直流母线上的电能；

在所述电机系统正常工作的情况下，整车控制器向所述新能源汽车中的电机控制器发送放电指令，使所述电机控制器依据所述放电指令通过驱动电机绕组的方式释放直流母线上的电能。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整车控制器向所述新能源汽车中的电加热器发送放电指令，包括：

所述整车控制器通过控制器局域网络向所述电加热器发送放电指令。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在整车控制器向所述新能源汽车中的电机控制器发送放电指令后，还包括：

所述电机控制器检测所述直流母线上的电压值；

当所述直流母线上的电压值在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器停止通过驱动所述电机绕组释放所述直流母线上的电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号；

当所述直流母线上的电压值未在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器向所述整车控制器发送电机系统故障命令，以使得所述整车控制器向所述电加热器发送放电指令。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在整车控制器向所述新能源汽车中的电加热器发送放电指令后，还包括：所述电加热器检测直流母线上的电压值；

所述电加热器在检测到直流母线电压值下降至阈值后，停止通过所述加热电阻释放电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号。

5.一种新能源汽车放电系统，其特征在于，包括：

整车控制器，用于确定所述新能源汽车的电机系统是否出现故障；

与所述整车控制器连接的电加热器，用于接收所述整车控制器在判断出电机系统有故障的情况下发送的放电指令，将直流母线上的电能释放至加热电阻；

与所述整车控制器连接的电机控制器，用于接收所述整车控制器在确定所述电机系统正常工作的情况下发送的放电指令，将直流母线上的电能通过驱动电机绕组释放。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述整车控制器通过控制器局域网络与所述电加热器连接。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电机控制器还用于：在接收所述整车控制器发送的放电指令后，检测所述直流母线上的电压值；

当所述直流母线上的电压值在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器停止通过驱动所述电机绕组释放所述直流母线上电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号；

当所述直流母线上的电压值未在预设时间内下降至阈值的情况下，所述电机控制器向所述整车控制器发送电机系统故障命令，以使得所述整车控制器向所述电加热器发送放电指令。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电加热器还用于：检测所述直流母线上的电压值；

在所述直流母线上的电压值不高于阈值的情况下，停止通过所述加热电阻释放电能，并向所述整车控制器发送下电准备就绪信号。