CN104827929B - 电动汽车的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电动汽车的控制方法，电动汽车包括振动检测组件和控制器，该方法包括以下步骤：振动检测组件检测电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号；以及控制器根据检测信号进行报警和/或控制动力电池停止向外供电。本发明的方法能够保证整车的高压安全。本发明还提供了一种电动汽车的控制装置。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种电动汽车的控制方法及装置。
背景技术
目前，电动汽车的电池管理系统只对动力电池包提供电压监测、电流监测和温度监测功能，以及提供过压、过流和过温安全保护，但没有提供振动监测和防护功能。电动汽车在行使过程中，振动是不可避免的，虽然出于安全考虑，动力电池系统在出厂前均会根据国家相关标准例对动力电池系统进行振动试验，但当电动汽车在行驶过程中的振动强度超出动力电池包所能承受的范围时，动力电池包内部就有可能发生损坏，严重的会造成电池单元外壳破裂、电器元器件发生短路等事故。然而，目前电动汽车的电池管理系统还没有对动力电池包进行振动监测和防护的，因而驾驶人员不能随时了解车辆动力电池包的振动情况。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的控制方法，该方法能够保证整车的高压安全。
本发明的另一个目的在于提供一种电动汽车的控制装置。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种电动汽车的控制方法，所述电动汽车包括振动检测组件和控制器，所述方法包括以下步骤：所述振动检测组件检测所述电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号；以及所述控制器根据所述检测信号进行报警和/或控制所述动力电池停止向外供电。
根据本发明实施例的电动汽车的控制方法，对电动汽车的动力电池的振动状态进行实时检测，并根据振动检测信号进行报警，从而可提醒驾驶人员，以便及时采取相应防护措施，当检测信号达到一定阈值时，也即振动特别剧烈时，控制动力电池停止向外供电，从而保证了整车的高压安全。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述振动检测组件包括：多个振动传感器，每个所述振动传感器与所述动力电池中的一个动力电池模块对应；多个微处理单元MCU，所述多个MCU分别与所述多个振动传感器相连，且所述多个MCU均与所述控制器相连，用于将所述多个振动传感器的振动检测信号发送至所述控制器。
在一些示例中，所述多个振动传感器中至少有两个振动传感器的类型不同。
在一些示例中，所述多个振动传感器包括电动式传感器、电磁式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压力式加速度传感器、压电式力传感器、电阻应变式传感器、惯性式测振传感器和阻抗头中的一种或多种。
在一些示例中，还包括：当所述振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，通过仪表显示所述振动检测信号；当所述振动检测信号大于所述第二预设阈值且小于第三预设阈值时，通过仪表进行报警；以及当所述振动检测信号大于所述第三预设阈值时，则控制所述动力电池停止向外供电。
本发明第二方面的实施例提供了一种电动汽车的控制装置，包括：振动检测组件，所述振动检测组件用于检测电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号；以及控制器，所述控制器用于根据所述检测信号进行报警和/或控制所述动力电池停止向外供电。
根据本发明实施例的电动汽车的控制装置，对电动汽车的动力电池的振动状态进行实时检测，并根据检测信号进行报警，从而可提醒驾驶人员，以便及时采取相应防护措施，当检测信号达到一定阈值时，也即振动特别剧烈时，控制动力电池停止向外供电，从而保证了整车的高压安全。并且，该装置结构简单，易于实现。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的控制装置还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述振动检测组件包括：多个振动传感器，每个所述振动传感器与所述动力电池中的一个动力电池模块对应；多个微处理单元MCU，所述多个MCU分别与所述多个振动传感器相连，且所述多个MCU均与所述控制器相连，用于将所述多个振动传感器的振动检测信号发送至所述控制器。
在一些示例中，所述多个振动传感器中至少有两个振动传感器的类型不同。
在一些示例中，所述多个振动传感器包括电动式传感器、电磁式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压力式加速度传感器、压电式力传感器、电阻应变式传感器、惯性式测振传感器和阻抗头中的一种或多种。
在一些示例中，当所述振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，所述控制器通过仪表显示所述振动检测信号；当所述振动检测信号大于所述第二预设阈值且小于第三预设阈值时，所述控制器通过仪表进行报警；以及当所述振动检测信号大于所述第三预设阈值时，所述控制器控制所述动力电池停止向外供电。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的控制方法的实现原理框图；
图3是根据本发明另一个实施例的电动汽车的控制方法的流程示意图；以及
图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的控制方法及装置。
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的控制方法的流程图。如图1所示，根据本发明一个实施例的电动汽车的控制方法，其中，电动汽车包括振动检测组件和控制器，该方法包括以下步骤：
步骤S101，振动检测组件检测电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号。
在一些示例中，振动检测组件例如包括：多个振动传感器和多个MCU(MicroControl Unit，微处理单元)。其中，每个振动传感器与动力电池中的一个动力电池模块对应。多个微处理单元MCU分别与多个振动传感器相连，且多个MCU均与控制器相连，用于将多个振动传感器的振动检测信号发送至控制器。
并且，多个振动传感器中至少有两个振动传感器的类型不同。具体地说，由于目前各种振动传感器的性能不一，在振动测量中，如何根据测试目的和实际条件，合理地选用振动传感器是十分重要的，选择不当往往会影响测量精度，甚至得出错误的结论。因此，为保证可同时检测动力电池振动的振幅、频率、速度、加速度、频率、应力等振动信号，保证动力电池的振动检测信号的多样性和可靠性，动力电池的每个电池模块安装的振动传感器应当是不同种类的传感器。在一些具体示例中，多个振动传感器例如包括电动式传感器、电磁式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压力式加速度传感器、压电式力传感器、电阻应变式传感器、惯性式测振传感器和阻抗头中的一种或多种。因此每个MCU应当针对各自对应的振动传感器设计自身的振动信号采集和处理电路。MCU芯片例如可为单片机，例如AT89C51。
步骤S102，控制器根据检测信号进行报警和/或控制动力电池停止向外供电。具体而言，当振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，通过仪表显示振动检测信号；当振动检测信号大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时，通过仪表进行报警；当振动检测信号大于第三预设阈值时，则控制动力电池停止向外供电。其中，在一些示例中，当振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，表明动力电池的振动情况处于正常范围内；当振动检测信号大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时，表明动力电池的振动情况超出正常工作范围但位于动力电池的安全承受范围内；当振动检测信号大于第三预设阈值时，表明振动检测信号的强度和频率超出动力电池的安全承受范围。第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值的值根据具体情况而设定。
作为一个具体例子，如图2所示，本发明实施例的方法在具体实现时所涉及到的硬件例如包括：构成动力电池的多个动力电池模块、微处理单元MCU、多个振动传感器、BCU(Battery Control Unit，电池组控制单元)，也即控制器、高压线束、控制线束、CAN总线、串联于电池系统高压线路中的正、负极继电器、显示仪表、报警装置。其中，每个动力电池模块表面设置有温湿度传感器、电压传感器外及振动传感器等，当振动传感器将检测到振动检测信号通过CAN总线传输给MCU进行采集和处理后，输入给BCU，BCU将输入的振动检测信号进行运算处理后，将振动信息输出给显示仪表进行显示。当振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，也即动力电池的振动情况处于正常范围内，则通过显示仪表显示振动检测信号即可。当振动检测信号大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时，即动力电池的振动情况超出正常工作范围但位于动力电池的安全承受范围内，则控制器控制报警装置发出报警信息，并通过仪表显示报警信息。当振动检测信号大于第三预设阈值时，也即振动检测信号的强度和频率超出动力电池的安全承受范围，则控制器切断正、负极继电器的开关，即切断高压电池的输出，断开整车高压电源，保证电动汽车的安全性。
结合图2和图3，本发明实施例的方法的具体控制原理及流程可概述如下：在车辆正常行驶时，多个不同种类的振动传感器同时检测其所对应的每个动力电池模块的振动信息，得到振动检测信号，并经过对应的MCU处理后输出给BCU，BCU将振动阈值范围分成正常振动阈值和安全防护阈值范围。进一步地，BCU收到MCU传送来的振动检测信号，经过综合运算处理后判断振动情况处于哪种阈值范围。其中，在该示例中，BCU具有分析处理振动检测信号的能力，可采用DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)芯片作为BCU，例如TMS320F2812、TMS320F28035。
当振动参量(振动检测信号)处于正常振动阈值范围内时，BCU维持动力电池正常工作，保证车辆正常运行，显示仪表实时显示各个动力电池模块的振动信息。
当振动参量超出正常振动阈值但处于安全防护阈值范围内时，BCU继续维持动力电池正常工作，车辆各个用电设备正常工作，显示仪表实时显示各个电池模块的振动信息，但是BCU控制报警装置输出报警信息，并通过显示仪表显示报警信息，以提醒驾驶人员当前动力电池的振动情况已经处于临近危险状态，从而及时采取对应防护措施，例如减速运行、改道行驶或者紧急停车进行维修检查等，并且，BCU随时准备发出控制信号断开正、负极继电器触点开关。
当振动参量超出安全防护阈值范围时，BCU立即发出控制信号以断开正、负极继电器触点开关，切断高压动力电源，同时输出严重故障报警信息，通知驾驶人员当前动力电池的振动情况已经处于危险状态，并且停止工作，需要立即检修。进一步地，整车控制器通过CAN总线监测车辆上各个电气设备，检查是否出现故障。
根据本发明实施例的电动汽车的控制方法，对电动汽车的动力电池的振动状态进行实时检测，并根据振动信息进行报警和防护，当振动强度超出正常工作范围时发出一般故障报警信号，并通知驾驶人员采取对应措施，当振动强度超出安全范围时切断正、负极继电器开关(即高压电源开关)，控制动力电池停止向外供电，并输出严重故障报警信号，保证车辆用电设备的安全。另外，该方法采用多种振动传感器检测各个动力电池模块的振动情况，并传送给控制器，以对多种振动参量进行综合分析运算处理后进行报警和防护控制动作，保证动力电池振动信息监测的多样性和可靠性，避免因只检测单一振动参量而造成误报情况的发生。
本发明的进一步实施例还提供了一种电动汽车的控制装置。
图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的控制装置的结构框图。如图4所示，根据本发明一个实施例的电动汽车的控制装置400，包括：振动检测组件410和控制器420。
其中，振动检测组件410用于检测电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号。
在一些示例中，振动检测组件410例如包括：多个振动传感器和多个微处理单元MCU。其中，每个振动传感器与动力电池中的一个动力电池模块对应。多个微处理单元MCU分别与多个振动传感器相连，且多个MCU均与控制器相连，用于将多个振动传感器的振动检测信号发送至控制器。
并且，多个振动传感器中至少有两个振动传感器的类型不同。具体地说，由于目前各种振动传感器的性能不一，在振动测量中，如何根据测试目的和实际条件，合理地选用振动传感器是十分重要的，选择不当往往会影响测量精度，甚至得出错误的结论。因此，为保证可同时检测动力电池振动的振幅、频率、速度、加速度、频率、应力等振动信号，保证动力电池的振动检测信号的多样性和可靠性，动力电池的每个电池模块安装的振动传感器应当是不同种类的传感器。在一些具体示例中，多个振动传感器例如包括电动式传感器、电磁式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压力式加速度传感器、压电式力传感器、电阻应变式传感器、惯性式测振传感器和阻抗头中的一种或多种。因此每个MCU应当针对各自对应的振动传感器设计自身的振动信号采集和处理电路。MCU芯片例如可为单片机，例如AT89C51。
控制器420用于根据检测信号进行报警和/或控制动力电池停止向外供电。
具体而言，当振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，控制器420控制仪表显示振动检测信号；当振动检测信号大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时，控制器420控制显示仪表进行报警；当振动检测信号大于第三预设阈值时，则控制器420控制动力电池停止向外供电。其中，在一些示例中，当振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，表明动力电池的振动情况处于正常范围内；当振动检测信号大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时，表明动力电池的振动情况超出正常工作范围但位于动力电池的安全承受范围内；当振动检测信号大于第三预设阈值时，表明振动检测信号的强度和频率超出动力电池的安全承受范围。第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值的值根据具体情况而设定。
作为一个具体例子，如图2所示，本发明实施例的装置400在具体实施时所涉及到的硬件例如包括：构成动力电池的多个动力电池模块、微处理单元MCU、多个振动传感器、控制器420(即图2中的BCU)、高压线束、控制线束、CAN总线、串联于电池系统高压线路中的正、负极继电器、显示仪表、报警装置。其中，每个动力电池模块表面设置有温湿度传感器、电压传感器外及振动传感器等，当振动传感器将检测到振动检测信号通过CAN总线传输给MCU进行采集和处理后，输入给控制器BCU，BCU将输入的振动检测信号进行运算处理后，将振动信息输出给显示仪表进行显示。当振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，也即动力电池的振动情况处于正常范围内，则通过显示仪表显示振动检测信号即可。当振动检测信号大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时，即动力电池的振动情况超出正常工作范围但位于动力电池的安全承受范围内，则控制器控制报警装置发出报警信息，并通过仪表显示报警信息。当振动检测信号大于第三预设阈值时，也即振动检测信号的强度和频率超出动力电池的安全承受范围，则控制器切断正、负极继电器的开关，即切断高压电池的输出，断开整车高压电源，保证电动汽车的安全性。
结合图2和图3，本发明实施例的装置400的具体控制原理可概述如下：在车辆正常行驶时，多个不同种类的振动传感器同时检测其所对应的每个动力电池模块的振动信息，得到振动检测信号，并经过对应的MCU处理后输出给控制器BCU，BCU将振动阈值范围分成正常振动阈值和安全防护阈值范围。进一步地，BCU收到MCU传送来的振动检测信号，经过综合运算处理后判断振动情况处于哪种阈值范围。其中，在该示例中，BCU具有分析处理振动检测信号的能力，可采用DSP芯片作为BCU，例如TMS320F2812、TMS320F28035。
当振动参量(振动检测信号)处于正常振动阈值范围内时，BCU维持动力电池正常工作，保证车辆正常运行，显示仪表实时显示各个动力电池模块的振动信息。
当振动参量超出正常振动阈值但处于安全防护阈值范围内时，BCU继续维持动力电池正常工作，车辆各个用电设备正常工作，显示仪表实时显示各个电池模块的振动信息，但是BCU控制报警装置输出报警信息，并通过显示仪表显示报警信息，以提醒驾驶人员当前动力电池的振动情况已经处于临近危险状态，从而及时采取对应防护措施，例如减速运行、改道行驶或者紧急停车进行维修检查等，并且，BCU随时准备发出控制信号断开正、负极继电器触点开关。
当振动参量超出安全防护阈值范围时，BCU立即发出控制信号以断开正、负极继电器触点开关，切断高压动力电源，同时输出严重故障报警信息，通知驾驶人员当前动力电池的振动情况已经处于危险状态，并且停止工作，需要立即检修。进一步地，整车控制器通过CAN总线监测车辆上各个电气设备，检查是否出现故障。
根据本发明实施例的电动汽车的控制装置，对电动汽车的动力电池的振动状态进行实时检测，并根据振动信息进行报警和防护，当振动强度超出正常工作范围时发出一般故障报警信号，并通知驾驶人员采取对应措施，当振动强度超出安全范围时切断正、负极继电器开关(即高压电源开关)，控制动力电池停止向外供电，并输出严重故障报警信号，保证车辆用电设备的安全。另外，该装置采用多种振动传感器检测各个动力电池模块的振动情况，并传送给控制器，以对多种振动参量进行综合分析运算处理后进行报警和防护控制动作，保证动力电池振动信息监测的多样性和可靠性，避免因只检测单一振动参量而造成误报情况的发生。并且，该装置结构简单，易于实现。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种电动汽车的控制方法，其特征在于，所述电动汽车包括振动检测组件和控制器，所述方法包括以下步骤：
所述振动检测组件检测所述电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号，其中，所述振动检测组件包括：多个振动传感器和多个微处理单元MCU，每个所述振动传感器与所述动力电池中的一个动力电池模块对应，所述多个振动传感器中至少有两个振动传感器的类型不同，所述多个MCU分别与所述多个振动传感器相连，且所述多个MCU均与所述控制器相连，用于将所述多个振动传感器的振动检测信号发送至所述控制器；以及
所述控制器根据所述检测信号进行报警和/或控制所述动力电池停止向外供电。
2.如权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，所述多个振动传感器包括电动式传感器、电磁式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压力式加速度传感器、压电式力传感器、电阻应变式传感器、惯性式测振传感器和阻抗头中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，通过仪表显示所述振动检测信号；
当所述振动检测信号大于所述第二预设阈值且小于第三预设阈值时，通过仪表进行报警；以及
当所述振动检测信号大于所述第三预设阈值时，则控制所述动力电池停止向外供电。
4.一种电动汽车的控制装置，其特征在于，包括：
振动检测组件，所述振动检测组件用于检测电动汽车中动力电池的振动状态，并生成振动检测信号，其中，所述振动检测组件包括：多个振动传感器和多个微处理单元MCU，每个所述振动传感器与所述动力电池中的一个动力电池模块对应，所述多个振动传感器中至少有两个振动传感器的类型不同，所述多个MCU分别与所述多个振动传感器相连，且所述多个MCU均与所述控制器相连，用于将所述多个振动传感器的振动检测信号发送至所述控制器；以及
控制器，所述控制器用于根据所述振动检测信号进行报警和/或控制所述动力电池停止向外供电。
5.如权利要求4所述的电动汽车的控制装置，其特征在于，所述多个振动传感器包括电动式传感器、电磁式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压力式加速度传感器、压电式力传感器、电阻应变式传感器、惯性式测振传感器和阻抗头中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的电动汽车的控制装置，其特征在于，其中，
当所述振动检测信号大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，所述控制器通过仪表显示所述振动检测信号；
当所述振动检测信号大于所述第二预设阈值且小于第三预设阈值时，所述控制器通过仪表进行报警；以及
当所述振动检测信号大于所述第三预设阈值时，所述控制器控制所述动力电池停止向外供电。
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