CN106004495B - 一种电动车上装电机控制器配电控制电路及其控制方法 - Google Patents

一种电动车上装电机控制器配电控制电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车上装电机控制器配电控制电路及控制方法。所述控制电路包括动力电池、整车逻辑单元、上装电机控制器、驱动电机控制器、上电缓冲电路、CAN总线、上装电控开关。整车逻辑单元分别与动力电池、上装电机控制器、驱动电机控制器连接，并通过低压控制线分别与第一电控开关、第二电控开关后连接接地；电池负极连接到上装电机控制器、驱动电机控制器；电压正极连接上电缓冲电路与第二电控开关组成的并联电路后连接到驱动电机控制器，且连接到上装电机控制器。本发明通过特定的控制逻辑使多个电机控制器共用一个上电缓冲电路，中间通过继电器进行配电控制，达到满足正常需求时也能保证用电安全。

Description

一种电动车上装电机控制器配电控制电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动车上装电机控制器配电控制电路及其控制方法。
背景技术
纯电动汽车作为专用汽车时，需要配置上装电机动力系统：如洒水车需要配置洒水电机、扫地车需要配置扫地电机等。电机控制器在通高压电源时，存在瞬间的电流脉冲会对配电的保险和继电器造成伤害，如果每一个电机控制器均配置上电缓冲电路，则成本会有明显上升。
如果能提供一种解决上述问题的高压配电方式，将是十分有意义的。
发明内容
针对现有技术中对于在行车过程中不需要开启的上装系统在行车过程中一直有通直流高压电源，存在风险的问题，本发明提供了一种电动车上装电机控制器配电控制电路及控制方法。所述电路包括原电动车上的动力电池、整车逻辑单元、上装电机控制器、驱动电机控制器，其特征在于，还包括上电缓冲电路、CAN总线、第一电控开关、第二电控开关，所述整车逻辑单元通过CAN总线分别与动力电池、上装电机控制器、驱动电机控制器连接，并通过低压控制线分别与第一电控开关、第二电控开关后连接接地；动力电池负极通过高压负极线连接到上装电机控制器、驱动电机控制器；动力电压正极连接上电缓冲电路与第二电控开关组成的并联电路后连接到驱动电机控制器，且连接到上装电机控制器；所述上电缓冲电路由第一电控开关与上电缓冲电阻串联而成。
进一步的，并联电路与动力电池之间设置有电机控制器保险。
进一步的，还包括第三电控开关，所述整车逻辑单元与第三电控开关连接后接地，第三电控开关位于并联电路与上装电机控制器之间。
进一步的，第三电控开关与上装电机控制器之间设置有上装保险。
进一步的，第一电控开关和/或第二电控开关和/或第三电控开关为继电器或IGBT等电子开关或GTO、IBGT等半异体电子开关。
上述电动车上装电机控制器配电控制电路的控制方法包括行走时启动上装负载的控制方法及停止时启动上装负载的控制方法。
所述行走时启动上装负载的控制方法包括如下步骤：
步骤一：电动车系统初始化，第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关均为断开状态。
步骤二：开启电动车，整车逻辑单元控制上装第三电控开关优先闭合，然后再控制第一电控开关闭合，电流经上电缓冲电阻给驱动电机控制器内部的支撑电容及上装电机控制器内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元开始对充电时间计时。
步骤三：整车逻辑单元通过CAN总线获知驱动电机控制器支撑电容的电压值，并获知动力电池的电压值。
步骤四：当动力电池的电压值与驱动电机控制器支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关，延迟1S-3S断开第一电控开关，缓冲上电过程完成。
步骤五：电动车开始行车，上装电机可以随时开启。
所述停止时启动上装负载的控制方法包括如下步骤:
步骤一：电动车系统初始化，第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关均为断开状态。
步骤二：开启电动车，整车逻辑单元控制第一电控开关闭合，电流经上电缓冲电阻后给驱动电机控制器内部的支撑电容及上装电机控制器内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元开始对充电时间计时。
步骤三：整车逻辑单元通过CAN总线获知驱动电机控制器支撑电容的电压值，并获知动力电池的电压值。
步骤四：当动力电池的电压值与驱动电机控制器支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关，延迟1S-3S断开第一电控开关，缓冲上电过程完成。
步骤五:车辆运行，此时上装电机不开启，当车辆停止时，开启上装电机，整车逻辑单元在接收到司控台翘板开关命令后，断开第二电控开关，然后闭合第三电控开关，再闭合第一电控开关，此时电流经上电缓冲电阻后给上装电机控制器内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元开始对充电时间计时。
步骤六：整车逻辑单元通过CAN总线获知上装电机控制器支撑电容的电压值，通过CAN总线与整车BMS通讯获知动力电池的电压值。
步骤七：当动力电池的电压值与驱动电机控制器支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关，延迟1S-3S断开第一电控开关，缓冲上电过程完成；
步骤八：上装电机开始工作，完成工作后断开第二电控开关，此时上装电机控制器不再通高压电源。
步骤九：电动车运行至下一个工作点，重复执行步骤五-步骤八，直到遍历完所有的工作点。
本发明的有益效果为：
1.通过借用驱动电机控制器的上电缓充电路来实现解决上装电机控制器上电电流脉冲问题，并可使得其它的电机控制器高压接入点与上装电机控制器高压接入点并联后也可借用此电路。
由于上电缓冲电阻的存在，能较好的限制其所在支路的电流，使得驱动电机控制器中电容的充电电压和上装电机控制器中电容的充电电压得到控制。
2. 上装电机控制器在同驱动电机控制器并联使用上电缓充电路时，中间通过一个继电器或其它形式的开关进行隔开控制，根据上装负载工作特性，可以在整车启动时与驱动电机控制器同时使用此上电缓冲电路完成上电过程，也可以在驱动电机控制器上电过程完成后整车停车时再使用上电缓冲电路进行缓冲上电。
3、在垃圾压缩车等行车过程中不需要开启上装的车型中，在行车过程中可以断开上装电机控制器的高压电源，保证用电安全，减少上装电机控制器的损耗。
附图说明
图1是本发明控制电路示意图。
如图中所示：1.动力电池、2.电机控制器保险、3.第二电控开关、4.第一电控开关、5.驱动电机控制器、6.上装电机控制器，7、上装保险、8.上装缓冲电阻、9.整车逻辑单元、10.CAN总线、11.第三电控开关。
具体实施方式
如图1所示，本发明的电路包括动力电池1、整车逻辑单元9（即图中的VCU）、上装电机控制器6、驱动电机控制器5、上电缓冲电路、CAN总线10、第一电控开关4、第二电控开关3。所述整车逻辑单元9通过CAN总线10连接到动力电池1、上装电机控制器6、驱动电机控制器5，并通过低压控制线分别与第一电控开关4、第二电控开关3后连接接地；动力电池1负极通过高压负极线连接到上装电机控制器6、驱动电机控制器5；动力电池1正极连接上电缓冲电路与第二电控开关3组成的并联电路后连接到驱动电机控制器5，且连接到上装电机控制器6；所述上电缓冲电路由第一电控开关4与上电缓冲电阻8串联而成。上电缓冲电阻8能较好的限制其所在支路的电流，使得驱动电机控制器5中电容的充电电压和上装电机控制器6中电容的充电电压得到控制。
进一步的，还包括第三电控开关11，所述整车逻辑单元9与第三电控开关11连接后接地，第三电控开关11位于并联电路与上装电机控制器6之间。所述第三电控开关11的设置使得驱动电机控制器5可以单独使用上电缓冲电路，也可以和驱动电机控制器5并联使用。
进一步的，第三电控开关11与上装电机控制器6之间设置有上装保险7。
进一步的，并联电路与动力电池1之间设置有电机控制器保险2。
第一电控开关4和/或第二电控开关3和/或第三电控开关11各个电控开关可以为继电器或者IGBT等电子开关或GTO、IBGT等半异体电子开关。
下面对上述电路的工作方法进行说明。
上述电路适用于整车行车过程中随时开启上装电机的情况及行车过程中不开启上装电机（例如边开边洒的洒水车）、仅仅在停车状态下开启电机的情况（例如停车压缩垃圾的垃圾压缩车）的情况。两个情况下电路的控制方法不一样。分别如下：
整车行车过程中随时开启上装电机的情况：
步骤一：系统初始化，第一电控开关4、第二电控开关3、第三电控开关11均为断开状态。
步骤二：整车钥匙开启后，整车逻辑单元9控制第三电控开关11优先闭合，然后再控制第一电控开关4闭合，电流经上电缓冲电阻8后给驱动电机控制器5及上装电机控制器6内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元9开始计时。
步骤三：整车逻辑单元9通过CAN总线10获知驱动电机控制器5支撑电容的电压值，通过CAN总线10与整车BMS通讯获知动力电池1的电压值。
步骤四：当动力电池1的电压值与驱动电机控制器5支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关3，延迟1S-3S断开第一电控开关4，缓冲上电过程完成。
步骤五：整车开始行车，上装电机可以随时开启。
仅在停车状态下开启电机的情况:
包括如下步骤:
步骤一：系统初始化，第一电控开关4、第二电控开关3、第三电控开关11均为断开状态。
步骤二：整车钥匙开启后，整车逻辑单元9控制第一电控开关4闭合，电流经上电缓冲电阻8后给驱动电机控制器5及上装电机控制器6内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元9开始计时。
步骤三：同时整车逻辑单元9通过CAN总线10获知驱动电机控制器5支撑电容的电压值，通过CAN总线10与整车BMS通讯获知动力电池1的电压值。
步骤四：当动力电池1的电压值与驱动电机控制器5支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关3，延迟1S-3S断开第一电控开关4，缓冲上电过程完成。
步骤五:车辆运行，此时上装电机不开启，当车辆停止时，开启上装电机，整车逻辑单元9在接收到司控台翘板开关命令后，断开第二电控开关3，然后闭合第三电控开关11，再闭合第一电控开关4，此时电流经上电缓冲电阻8后给上装电机控制器6内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元9开始计时。
步骤六：整车逻辑单元9通过CAN总线10获知上装电机控制器6支撑电容的电压值，通过CAN总线10与整车BMS通讯获知动力电池1的电压值。
步骤七：当动力电池1的电压值与驱动电机控制器5支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关3，延迟1S-3S断开第一电控开关4，缓冲上电过程完成。
步骤八：上装电机开始工作，完成工作后断开第二电控开关3，此时上装电机控制器6不在通高压电源。
步骤九：电动车运行至下一个工作点，重复执行步骤五-步骤八，直到遍历完所有的工作点。

Claims (3)

1.一种电动车上装电机控制器配电控制电路，包括原电动车上的动力电池、整车逻辑单元、上装电机控制器、驱动电机控制器，其特征在于，还包括上电缓冲电路、CAN总线、第一电控开关、第二电控开关，所述整车逻辑单元通过CAN总线分别与动力电池、上装电机控制器、驱动电机控制器连接，并通过低压控制线分别与第一电控开关、第二电控开关连接后接地；动力电池负极通过高压负极线连接到上装电机控制器、驱动电机控制器；动力电池正极连接上电缓冲电路与第二电控开关组成的并联电路后连接到驱动电机控制器，且连接到上装电机控制器；所述上电缓冲电路由第一电控开关与上电缓冲电阻串联而成；
并联电路与动力电池之间设置有电机控制器保险；
还包括第三电控开关，所述整车逻辑单元与第三电控开关连接后接地，第三电控开关位于并联电路与上装电机控制器之间；
控制电路包括行走时启动上装负载的控制方法及停止时启动上装负载的控制方法；
控制电路的行走时启动上装负载的控制方法包括如下步骤：
步骤一：电动车系统初始化，第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关均为断开状态；
步骤二：开启电动车，整车逻辑单元控制上装第三电控开关优先闭合，然后再控制第一电控开关闭合，电流经上电缓冲电阻给驱动电机控制器内部的支撑电容及上装电机控制器内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元开始对充电时间计时；
步骤三：整车逻辑单元通过CAN总线获知驱动电机控制器支撑电容的电压值，并获知动力电池的电压值；
步骤四：当动力电池的电压值与驱动电机控制器支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关，延迟1S-3S断开第一电控开关，缓冲上电过程完成；
步骤五：电动车开始行车，上装电机可以随时开启；
所述停止时启动上装负载的控制方法包括如下步骤:
步骤一：电动车系统初始化，第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关均为断开状态；
步骤二：开启电动车，整车逻辑单元控制第一电控开关闭合，电流经上电缓冲电阻后给驱动电机控制器内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元开始对充电时间计时；
步骤三：整车逻辑单元通过CAN总线获知驱动电机控制器支撑电容的电压值，并获知动力电池的电压值；
步骤四：当动力电池的电压值与驱动电机控制器支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关，延迟1S-3S断开第一电控开关，缓冲上电过程完成；
步骤五:车辆运行，此时上装电机不开启，当车辆停止时，开启上装电机，整车逻辑单元在接收到司控台翘板开关命令后，断开第二电控开关，然后闭合第三电控开关，再闭合第一电控开关，此时电流经上电缓冲电阻后给上装电机控制器内部的支撑电容进行充电，此时整车逻辑单元开始对充电时间计时；
步骤六：整车逻辑单元通过CAN总线获知上装电机控制器支撑电容的电压值，通过CAN总线与整车BMS通讯获知动力电池的电压值；
步骤七：当动力电池的电压值与驱动电机控制器支撑电容的电压值的电压差值小于设定值，且充电时间大于设定值时，判断为充电完成，此时闭合第二电控开关，延迟1S-3S断开第一电控开关，缓冲上电过程完成；
步骤八：上装电机开始工作，完成工作后断开第二电控开关，此时上装电机控制器不再通高压电源；
步骤九：电动车运行至下一个工作点，重复执行步骤五-步骤八，直到遍历完所有的工作点。
2.如权利要求1所述的电动车上装电机控制器配电控制电路，其特征在于，第三电控开关与上装电机控制器之间设置有上装保险。
3.如权利要求1所述的电动车上装电机控制器配电控制电路，其特征在于，第一电控开关和/或第二电控开关和/或第三电控开关为电子开关。
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