CN105109354A - 插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统及方法 - Google Patents

插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统及方法 Download PDF

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王瑛
陈立冲
蔡交明
钱兆刚
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Abstract

本发明提供一种插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统及方法，包括集成功率控制单元、整车控制单元和高压电池管理单元，集成功率控制单元分别与整车控制单元和高压电池管理单元通信连接，集成功率控制单元根据整车控制单元与高压电池管理单元的控制指令和高压继电器状态信号，使直流转换器在无效模式和使能模式之间切换，并判断是否进行紧急泄放。本发明系统能够对插电式混合动力汽车直流转换器进行有效模式控制，匹配插电式混合动力汽车上复杂的工况要求，有效保障直流转换器工作的安全性和可靠性。

Description

插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统及方法
技术领域
本发明属于混合动力控制策略领域，具体涉及一种插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统及方法。
背景技术
目前，新能源汽车已逐步成为一种新的发展趋势。插电式混合动力汽车作为一种不可忽视的新能源汽车类型，兼有内燃机汽车和纯电动汽车的优点，具有低油耗、低排放、长续驶里程等优点，有其不可替代的作用和地位，是当前切实可行的一种方案。
插电式混合动力汽车采用的是单电机双离合器的混动系统，可以以发动机和/或驱动电机为动力源，共同或独立驱动车辆。例如，在低速、起步和倒车时能够纯电动行驶，而在加速和爬坡时发动机和驱动电机共同驱动车辆。插电式混合动力汽车直流转换器用于将动力电池的高压电转化为12V低压电供给低压用电系统工作和车载蓄电池充电，起着非常重要的作用。对插电式混合动力汽车直流转换器进行有效模式控制，匹配插电式混合动力汽车上复杂的工况要求，有效保障直流转换器工作的安全性和可靠性，是亟待解决的技术问题。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明提供一种插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统及方法，能够对插电式混合动力汽车直流转换器进行有效模式控制，匹配插电式混合动力汽车上复杂的工况要求，有效保障直流转换器工作的安全性和可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统，包括集成功率控制单元IPU、整车控制单元HCU和高压电池管理单元BMS，集成功率控制单元分别与整车控制单元和高压电池管理单元通信连接，集成功率控制单元根据整车控制单元与高压电池管理单元的控制指令和高压继电器状态信号，使直流转换器在无效模式和使能模式之间切换，并判断是否进行紧急泄放。
一种插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于采用了下列步骤：集成功率控制单元接收整车控制单元的控制信号并将自身的状态信号反馈给整车控制单元，集成功率控制单元根据控制信号控制直流转换器在无效模式和使能模式之间切换，集成功率控制单元根据高压电池管理系统检测到的高压继电器状态信号，判断是否进行紧急泄放。所述整车控制单元发送给集成功率控制单元的信号包括直流转换器工作状态请求、直流转换器工作模式请求、直流转换器的给定输出电压和允许转换功率；集成功率控制单元发送给整车控制单元的信号包括直流转换器工作状态反馈、直流转换器工作模式反馈、直流转换器故障状态、直流转换器温度、直流转换器输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；所述直流转换器故障状态包括0级无故障状态、1级维修请求状态、2级警告降级状态、3级禁止操作状态、4级紧急泄放状态。所述直流转换器工作状态请求包括默认初始化状态请求、可操作状态请求、下电状态请求和紧急泄放状态请求；集成功率控制单元发送给整车控制单元的直流转换器工作状态反馈包括初始化状态、就绪状态、可操作状态、下电状态、下电保存状态、服务状态和紧急泄放状态。集成功率控制单元处于就绪状态或者下电状态时，可响应整车控制单元的可操作状态请求，进入可操作状态，并根据整车控制单元请求在无效状态和使能状态之间切换，使能状态下，直流转换器按照整车控制单元给定的输出电压和允许转换功率输出。集成功率控制单元处于任一状态时，当连接诊断仪后，则进入服务状态。集成功率控制单元处于下电状态或就绪状态时，当接收到来自高压电池管理单元的高压继电器断开状态信号，则进入下电保存状态；集成功率控制单元在下电保存状态时，进行下电保存。集成功率控制单元处于可操作状态时，当接收到来自整车控制单元的下电请求，则进入下电状态；或集成功率控制单元处于服务状态，当点火开关断开时，集成功率控制单元进入下电状态。集成功率控制单元处于下电保存状态，下电保存完成，退出模式控制流程；或集成功率控制单元处于紧急泄放状态，点火开关断开，退出模式控制流程。集成功率控制单元处于任一状态时，当接收到来自于整车控制单元的紧急泄放请求或4级故障发生，且同时接收到来自于高压电池管理单元的高压继电器断开状态信号，则进行快速泄放。
本发明有益效果是:本发明IPU接收HCU的控制信号，IPU根据控制信号，控制直流转换器在无效模式和使能模式两种工作模式之间切换；BMS向IPU发送高压继电器状态信号，IPU根据HCU的工作状态请求、IPU的故障状态以及高压继电器状态信号，判断是否进行紧急泄放。本发明能够对插电式混合动力汽车直流转换器进行有效模式控制，匹配插电式混合动力汽车上复杂的工况要求，有效保障直流转换器工作的安全性和可靠性。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明具体实施方式的控制系统原理框图；
图2为本发明具体实施方式的控制方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示，集成功率控制单元IPU与插电式混合动力整车控制单元HCU、高压电池管理系统BMS通过CAN总线通信连接；IPU接收HCU的控制信号，IPU根据控制信号，控制直流转换器在无效模式和使能模式两种工作模式之间切换；BMS向IPU发送高压继电器状态信号，IPU根据HCU的直流转换器工作状态请求、直流转换器故障状态以及高压继电器状态信号，判断是否进行紧急泄放。
HCU发送给IPU的直流转换器控制信号包括直流转换器工作状态请求、直流转换器工作模式请求、直流转换器给定输出电压和允许转换功率，IPU发送给HCU的信号包括直流转换器工作状态反馈、直流转换器工作模式反馈、直流转换器故障状态、直流转换器温度、直流转换器输入电压、输出电压、输入电流和输出电流。
HCU发送给IPU的直流转换器工作状态请求包括默认初始化状态请求、可操作状态请求、下电状态请求和紧急泄放状态请求；IPU发送给HCU的直流转换器工作状态反馈包括初始化状态、就绪状态、可操作状态、下电状态、下电保存状态、服务状态和紧急泄放状态。
IPU发送给HCU的直流转换器故障状态包括无故障即0级故障、维修请求即1级故障、警告降级即2级故障、禁止操作即3级故障和紧急泄放即4级故障。
如图2所示，点火开关闭合，IPU进入初始化状态；或IPU处于下电保存状态，点火开关闭合，IPU进入初始化状态。IPU在初始化状态进行自检、IPU程序加载工作；
IPU完成初始化进入就绪状态；
IPU在就绪状态或下电状态时，接收到CAN总线上来自于HCU的可操作状态请求则进入可操作状态；IPU在可操作状态时，根据HCU发送的工作模式请求，控制直流转换器在无效模式与使能模式两种工作模式之间切换；IPU接收到来自于HCU的无效模式请求，IPU进入无效模式。此模式下，IPU不执行任何操作，如果无需直流控制器工作，进入此模式；IPU接收到来自于HCU的使能模式请求，IPU进入使能模式。此模式下，IPU接收来自于HCU的直流转换器给定输出电压和允许转换功率，按照以上命令进行转换输出；
IPU处于可操作状态时，当接收到来自HCU的下电请求，则进入下电状态；或IPU处于服务状态，当点火开关断开时，IPU进入下电状态；
IPU处于下电状态或就绪状态时，当接收到来自BMS的高压继电器断开状态信号，则进入下电保存状态；IPU在下电保存状态时，进行下电保存；
IPU处于下电保存状态，下电保存完成，退出模式控制流程；或IPU处于紧急泄放状态，点火开关断开，退出模式控制流程；
IPU处于任一状态时，当连接诊断仪后，则进入服务状态；
IPU处于任一状态时，当接收到来自于HCU的紧急泄放状态请求或4级故障发生，且同时接收到来自于BMS的高压继电器断开状态信号，则进行快速泄放。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制系统，其特征在于，包括集成功率控制单元、整车控制单元和高压电池管理单元，集成功率控制单元分别与整车控制单元和高压电池管理单元通信连接，集成功率控制单元根据整车控制单元与高压电池管理单元的控制指令和高压继电器状态信号，使直流转换器在无效模式和使能模式之间切换，并判断是否进行紧急泄放。
2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于采用了下列步骤：集成功率控制单元接收整车控制单元的控制信号并将自身的状态信号反馈给整车控制单元，集成功率控制单元根据控制信号控制直流转换器在无效模式和使能模式之间切换，集成功率控制单元根据高压电池管理系统检测到的高压继电器状态信号，判断是否进行紧急泄放。
3.根据权利要求2所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：所述整车控制单元发送给集成功率控制单元的信号包括直流转换器工作状态请求、直流转换器工作模式请求、直流转换器的给定输出电压和允许转换功率；集成功率控制单元发送给整车控制单元的信号包括直流转换器工作状态反馈、直流转换器工作模式反馈、直流转换器故障状态、直流转换器温度、直流转换器输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；所述直流转换器故障状态包括0级无故障状态、1级维修请求状态、2级警告降级状态、3级禁止操作状态、4级紧急泄放状态。
4.根据权利要求3所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：所述直流转换器工作状态请求包括默认初始化状态请求、可操作状态请求、下电状态请求和紧急泄放状态请求；集成功率控制单元发送给整车控制单元的直流转换器工作状态反馈包括初始化状态、就绪状态、可操作状态、下电状态、下电保存状态、服务状态和紧急泄放状态。
5.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：集成功率控制单元处于就绪状态或者下电状态时，可响应整车控制单元的可操作状态请求，进入可操作状态，并根据整车控制单元请求在无效状态和使能状态之间切换，使能状态下，直流转换器按照整车控制单元给定的输出电压和允许转换功率输出。
6.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：集成功率控制单元处于任一状态时，当连接诊断仪后，则进入服务状态。
7.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：集成功率控制单元处于下电状态或就绪状态时，当接收到来自高压电池管理单元的高压继电器断开状态信号，则进入下电保存状态；集成功率控制单元在下电保存状态时，进行下电保存。
8.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：集成功率控制单元处于可操作状态时，当接收到来自整车控制单元的下电请求，则进入下电状态；或集成功率控制单元处于服务状态，当点火开关断开时，集成功率控制单元进入下电状态。
9.根据权利要求7所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：集成功率控制单元处于下电保存状态，下电保存完成，退出模式控制流程；或集成功率控制单元处于紧急泄放状态，点火开关断开，退出模式控制流程。
10.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车直流转换器的模式控制方法，其特征在于：集成功率控制单元处于任一状态时，当接收到来自于整车控制单元的紧急泄放请求或4级故障发生，且同时接收到来自于高压电池管理单元的高压继电器断开状态信号，则进行快速泄放。
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