CN105128678B - 纯电动汽车高压上、下电控制系统及其控制方法 - Google Patents

纯电动汽车高压上、下电控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车高压上、下电控制系统及其控制方法，所述系统包括第一电池组、第一主负继电器、第二电池组、第二主负继电器、电机控制器MCU、预充电阻、预充继电器、整车及电池控制器EVCU、主正继电器以及钥匙开关等。所述方法包括高压上电控制方法和高压下电控制方法。本发明能够有效完成采用两组高压电池并联供电的纯电动汽车的高压上电和下电过程，避免在上电和下电过程中存在的安全隐患以及避免由于控制不协调导致的动力电池的损坏。

Description

纯电动汽车高压上、下电控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车电子控制领域，具体地指一种纯电动汽车高压上、下电控制系统及其控制方法。
背景技术
随着近年来雾霾天气的不断出现以及PM2.5数值的不断刷新，人们环境保护的意识越来越强，要求改善空气质量的呼声也日益高涨。据有关研究表明，汽车尾气排放是造成空气污染的重要因素之一。发展纯电动汽车，即被认为是减少现有机动车排放的一种技术途径。纯电动汽车由驱动电机提供动力，动力电池提供能量来源。由于需要的能量较多以及当前的电池以及车用电力元件的技术发展水平，驱动电机使用的电压一般都比较高，用以降低电流。这样，在纯电动汽车就存在2套电源系统，一套与传统内燃机汽车一样的12V或24V系统，称为低压系统，一套用于为驱动电机提供能量供车辆行驶，电压一般在60V以上，称为高压系统。高电压会对车辆的使用带来安全隐患，设计时必须认真考虑，因此有必要在高压回路接通和断开的过程中进行控制，且通过使用低电压的控制系统来控制高压回路接通和断开。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种纯电动汽车高压上、下电控制系统及其控制方法。
一种纯电动汽车高压上、下电控制系统，包括第一电池组1、第一主负继电器2、第二电池组10、第二主负继电器3、电机控制器MCU5、预充电阻8、预充继电器7、整车及电池控制器EVCU4、主正继电器9以及钥匙开关6，所述第一电池组1与第一主负继电器2串联，所述第二电池组10与第二主负继电器3串联，所述预充电阻8和预充继电器7串联，所述第一电池组1和第二电池组10的正极并联后与预充电阻8串联，所述预充电阻8和预充继电器7串联后与主正继电器9并联，所述预充继电器7与主正继电器9的一端并联后与电机控制器MCU5串联，所述整车及电池控制器EVCU4通过信号线控制第一主负继电器2和第二主负继电器3，所述电机控制器MCU5通过信号线控制预充继电器7和主正继电器9，所述第一主负继电器2和第二主负继电器3的一端后与电机控制器MCU5串联，所述钥匙开关6通过信号线将钥匙位置信号传给电机控制器MCU5，所述电机控制器MCU5与整车及电池控制器EVCU4之间通过CAN总线进行数据交换。
根据所述的纯电动汽车高压上、下电控制系统，其高压上电方法的具体步骤是：
步骤1：钥匙开关6由OFF档调到ON档，电机控制器MCU5和整车及电池控制器EVCU4上电自检工作，这时第一主负继电器2、第二主负继电器3、预充继电器7与主正继电器9都为断开状态；
步骤2：根据CAN总线协议，电机控制器MCU5实时发送档位信号、钥匙位置、预充和主正继电器的状态，整车及电池控制器EVCU4实时发送电机输出控制状态、第一电池组1两端电压、第二电池组10两端电压、第一主负继电器2状态信息以及第二主负继电器3状态信息给电机控制器MCU5；
步骤3：整车及电池控制器EVCU4在第一电池组1或第二电池组10安装就位后闭合相应的第一主负继电器2或第二主负继电器3，第一主负继电器2和第二主负继电器3均闭合时第一电池组1和第二电池组10之间的端电压压差不得大于5V；如整车及电池控制器EVCU4在第一电池组1和第二电池组10都未安装就位之前已经启动钥匙START信号，则先闭合其中一个主负继电器，待系统完成预充主正闭合后再闭合另一个主负继电器；
步骤4：在钥匙开关6处于START位置后，电机控制器MCU5检测到START信号并且接收到整车及电池控制器EVCU4上报的第一主负继电器2或第二主负继电器3闭合信息后，闭合预充继电器7，并根据整车及电池控制器EVCU4上报的当前电池组端电压判断预充是否完成，超时未完成预充则报警预充错误，预充完成后闭合主正继电器9，在主正闭合后断开预充继电器7；
步骤5：待主正继电器9闭合后就位了，若当前第一电池组1和第二电池组10压差不大于5V，闭合第二主负继电器3，如压差过大则限功率行驶并报电池组压差过大故障码。
根据所述的纯电动汽车高压上电控制方法，其下电控制方法的具体步骤是：
步骤1：钥匙开关6由ON档到OFF档，电机控制器MCU5判断当前为停车状态后切断主正继电器9，并发送主正继电器9断开状态给整车及电池控制器EVCU4；
步骤2：整车及电池控制器EVCU4检测到钥匙ON无效且为停车状态，并接收到主正继电器9断开状态后，切断第一主负继电器2或第二主负继电器3，完成高压下电操作；
步骤3：电机控制器MCU5等待整车及电池控制器EVCU4上报第一主负继电器2和第二主负继电器3断开后掉电关机。
本发明的有益效果是：本发明能够有效完成采用两组高压电池并联供电的纯电动汽车的高压上电和下电过程，避免在上电和下电过程中存在的安全隐患以及避免由于控制不协调导致的动力电池的损坏。
附图说明
图1为本系统结构示意图。
图2为纯电动汽车高压上电方法流程示意图。
图3为纯电动汽车高压下电方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
实施例：本发明一种纯电动汽车高压上、下电控制系统，包括第一电池组1、第一主负继电器2、第二电池组10、第二主负继电器3、电机控制器MCU5、预充电阻8、预充继电器7、整车及电池控制器EVCU4、主正继电器9以及钥匙开关6，所述第一电池组1与第一主负继电器2串联，所述第二电池组10与第二主负继电器3串联，所述预充电阻8和预充继电器7串联，所述第一电池组1和第二电池组10的正极并联后与预充电阻8串联，所述预充电阻8和预充继电器7串联后与主正继电器9并联，所述预充继电器7与主正继电器9的一端并联后与电机控制器MCU5串联，所述整车及电池控制器EVCU4通过信号线控制第一主负继电器2和第二主负继电器3，所述电机控制器MCU5通过信号线控制预充继电器7和主正继电器9，所述第一主负继电器2和第二主负继电器3的一端后与电机控制器MCU5串联，所述钥匙开关6通过信号线将钥匙位置信号传给电机控制器MCU5，所述电机控制器MCU5与整车及电池控制器EVCU4之间通过CAN总线进行数据交换。工作前线按顺序闭合第一主负继电器2、第二主负继电器3、预充继电器7与主正继电器9，整车无错误状态。
纯电动汽车高压上电方法的具体步骤是：
步骤1：钥匙开关6由OFF档调到ON档，电机控制器MCU5和整车及电池控制器EVCU4上电自检工作，这时第一主负继电器2、第二主负继电器3、预充继电器7与主正继电器9都为断开状态；
步骤2：根据CAN总线协议，电机控制器MCU5实时发送档位信号、钥匙位置、预充和主正继电器的状态，整车及电池控制器EVCU4实时发送电机输出控制状态、第一电池组1两端电压、第二电池组10两端电压、第一主负继电器2状态信息以及第二主负继电器3状态信息给电机控制器MCU5；
步骤3：整车及电池控制器EVCU4在第一电池组1或第二电池组10安装就位后闭合相应的第一主负继电器2或第二主负继电器3，第一主负继电器2和第二主负继电器3均闭合时第一电池组1和第二电池组10之间的端电压压差不得大于5V；如整车及电池控制器EVCU4在第一电池组1和第二电池组10都未安装就位之前已经启动钥匙START信号，则先闭合其中一个主负继电器，待系统完成预充主正闭合后再闭合另一个主负继电器；
步骤4：在钥匙开关6处于START位置后，电机控制器MCU5检测到START信号并且接收到整车及电池控制器EVCU4上报的第一主负继电器2或第二主负继电器3闭合信息后，闭合预充继电器7，并根据整车及电池控制器EVCU4上报的当前电池组端电压判断预充是否完成，超时未完成预充则报警预充错误，预充完成后闭合主正继电器9，在主正闭合后断开预充继电器7；
步骤5：待主正继电器9闭合后就位了，若当前第一电池组1和第二电池组10压差不大于5V，闭合第二主负继电器3，如压差过大则限功率行驶并报电池组压差过大故障码。
纯电动汽车高压下电控制方法的具体步骤是：
步骤1：钥匙开关6由ON档到OFF档，电机控制器MCU5判断当前为停车状态后切断主正继电器9，并发送主正继电器9断开状态给整车及电池控制器EVCU4；
步骤2：整车及电池控制器EVCU4检测到钥匙ON无效且为停车状态，并接收到主正继电器9断开状态后，切断第一主负继电器2或第二主负继电器3，完成高压下电操作；
步骤3：电机控制器MCU5等待整车及电池控制器EVCU4上报第一主负继电器2和第二主负继电器3断开后掉电关机。

Claims (2)

1.一种纯电动汽车高压上、下电控制系统，包括第一电池组(1)、第一主负继电器(2)、第二电池组(10)、第二主负继电器(3)、电机控制器MCU(5)、预充电阻(8)、预充继电器(7)、整车及电池控制器EVCU(4)、主正继电器(9)以及钥匙开关(6)，所述第一电池组(1)与第一主负继电器(2)串联，所述第二电池组(10)与第二主负继电器(3)串联，所述预充电阻(8)和预充继电器(7)串联，所述第一电池组(1)和第二电池组(10)的正极并联后与预充电阻(8)串联，所述预充电阻(8)和预充继电器(7)串联后与主正继电器(9)并联，所述预充继电器(7)与主正继电器(9)的一端并联后与电机控制器MCU(5)串联，所述整车及电池控制器EVCU(4)通过信号线控制第一主负继电器(2)和第二主负继电器(3)，所述电机控制器MCU(5)通过信号线控制预充继电器(7)和主正继电器(9)，所述第一主负继电器(2)和第二主负继电器(3)的一端并联后与电机控制器MCU(5)串联，所述钥匙开关(6)通过信号线将钥匙位置信号传给电机控制器MCU(5)，所述电机控制器MCU(5)与整车及电池控制器EVCU(4)之间通过CAN总线进行数据交换，其特征在于，其高压上电方法的具体步骤是：
步骤1：钥匙开关(6)由OFF档调到ON档，电机控制器MCU(5)和整车及电池控制器EVCU(4)上电自检工作，这时第一主负继电器(2)、第二主负继电器(3)、预充继电器(7)与主正继电器(9)都为断开状态；
步骤2：根据CAN总线协议，电机控制器MCU(5)实时发送档位信号、钥匙位置、预充和主正继电器的状态，整车及电池控制器EVCU(4)实时发送电机输出控制状态、第一电池组(1)两端电压、第二电池组(10)两端电压、第一主负继电器(2)状态信息以及第二主负继电器(3)状态信息给电机控制器MCU(5)；
步骤3：整车及电池控制器EVCU(4)在第一电池组(1)或第二电池组(10)安装就位后闭合相应的第一主负继电器(2)或第二主负继电器(3)，第一主负继电器(2)和第二主负继电器(3)均闭合时第一电池组(1)和第二电池组(10)之间的端电压压差不得大于5V；如整车及电池控制器EVCU(4)在第一电池组(1)和第二电池组(10)都未安装就位之前已经启动钥匙START信号，则先闭合其中一个主负继电器，待系统完成预充主正闭合后再闭合另一个主负继电器；
步骤4：在钥匙开关(6)处于START位置后，电机控制器MCU(5)检测到START信号并且接收到整车及电池控制器EVCU(4)上报的第一主负继电器(2)或第二主负继电器(3)闭合信息后，闭合预充继电器(7)，并根据整车及电池控制器EVCU(4)上报的当前电池组端电压判断预充是否完成，超时未完成预充则报警预充错误，预充完成后闭合主正继电器(9)，在主正闭合后断开预充继电器(7)；
步骤5：待主正继电器(9)闭合后就位了，若当前第一电池组(1)和第二电池组(10)压差不大于5V，闭合第二主负继电器(3)，如压差过大则限功率行驶并报电池组压差过大故障码。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车高压上、下电控制系统，其下电控制方法的具体步骤是：
步骤1：钥匙开关(6)由ON档到OFF档，电机控制器MCU(5)判断当前为停车状态后切断主正继电器(9)，并发送主正继电器(9)断开状态给整车及电池控制器EVCU(4)；
步骤2：整车及电池控制器EVCU(4)检测到钥匙ON无效且为停车状态，并接收到主正继电器(9)断开状态后，切断第一主负继电器(2)或第二主负继电器(3)，完成高压下电操作；
步骤3：电机控制器MCU(5)等待整车及电池控制器EVCU(4)上报第一主负继电器(2)和第二主负继电器(3)断开后掉电关机。
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