CN107719126B - 一种插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法，属于插电式混合动力汽车技术领域，解决了传统的插电式混合动力汽车控制器可靠性低且成本较高的技术问题。该高压控制装置包括：主源正负极接口，辅源正负极接口，第一接触器，主源正极接口连接第一接触器的一端，动力总成变流单元，其连接在所述第一接触器的另一端和主源负极接口之间，其用于对在动力总成部件与主源之间传输的高压电能进行变流；常规部件变流单元，其连接在辅源正负极接口之间，其用于对在常规部件与主辅源之间传输的高压电能进行变流；常规部件配电单元，其连接在辅源正负极接口之间，其用于辅源向常规部件输送高压电能。

Description

一种插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法
技术领域
本发明涉及插电式混合动力汽车技术领域，具体的说，涉及一种插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法。
背景技术
目前新能源汽车主要分为插电式混合动力汽车和纯电动汽车，其中插电式混合动力汽车的主要电控部件包括发电机控制器、主驱动电机控制器、整车控制器、辅助电源控制器等等，其电控部件多达6个，每个部件各自独立工作，这就可能造成各部件功能重复或者功能矛盾，从而容易造成系统的不稳定，并且造价成本较高，不适应成本越来越低的插电式混合动力客车的应用发展。
因此，亟需一种能够提高系统稳定性和可靠性，降低成本的插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法，以解决传统的插电式混合动力汽车控制器可靠性低且成本较高的技术问题。
本发明提供一种插电式混合动力汽车高压控制装置，该装置包括：
主源正负极接口，辅源正负极接口，第一和第二接触器，第一和第二负载，第一电容，主源正极接口连接第一接触器和第二接触器的一端，第二接触器的另一端连接第一负载和第二负载的一端，第一接触器的另一端与第二负载的另一端连接，第一负载的另一端与主源负极接口连接，第一电容连接在所述第一接触器的另一端和主源负极接口之间；
动力总成变流单元，其连接在所述第一接触器的另一端和主源负极接口之间，其用于对在动力总成部件与主源之间传输的高压电能进行变流；
常规部件变流单元，其连接在辅源正负极接口之间，其用于对在常规部件与主辅源之间传输的高压电能进行变流；
常规部件配电单元，其连接在辅源正负极接口之间，其用于辅源向常规部件输送高压电能。
所述动力总成变流单元包括：
电机控制模块，其交流侧用于与驱动电机连接，其直流侧正负端分别与所述第一接触器的另一端和主源负极接口连接，其用于对主源向驱动电机输送的电能进行DC/AC转换；
发电机控制模块，其交流侧用于与发电机连接，其直流侧正负端分别与所述第一接触器的另一端和主源负极接口连接，其用于对发电机向主源输送的电能进行AC/DC转换。
所述常规部件变流单元包括：
油泵控制模块，其用于对辅源输送向油泵的电能进行DC/AC转换；
气泵控制模块，其用于对辅源输送向气泵的电能进行DC/AC转换；
蓄电池控制模块，其用于对辅源与蓄电池之间传输的电能进行DC/DC转换。
所述常规部件配电单元包括：
空调配电模块，其用于向空调部件输送辅源高压电能；
除霜配电模块，其用于向除霜部件输送辅源高压电能；
加热配电模块，其用于向加热部件输送辅源高压电能。
本发明提供的插电式混合动力汽车高压控制装置还包括：外壳以及绝缘检测仪，所述绝缘检测仪连接在辅源正负极接口之间并与外壳连接。
本发明提供的插电式混合动力汽车高压控制装置还包括：双向高压接口，其与所述第一接触器的另一端连接。
所述油泵控制模块包括：50A保险与第一DC/AC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，第一DC/AC电路直流侧正负端分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，其三相交流侧用于与油泵部件连接；
所述气泵控制模块包括：50A保险与第二DC/AC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，第二DC/AC电路直流侧正负端分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，其三相交流侧用于与气泵部件连接；
所述蓄电池控制模块包括：50A保险与DC/DC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，DC/DC电路一侧分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，另一侧用于与蓄电池正负极连接。
所述空调配电模块包括：并联的两个50A保险，其一端与辅源正极接口连接，另一端和辅源负极接口分别用于与空调部件正负极连接；
所述除霜配电模块包括：一端与辅源正极接口连接的50A保险，以及与其另一端连接的第三接触器，第三接触器与50A保险连接端的另一端和辅源负极接口分别用于与除霜部件正负极连接；
所述加热配电模块包括：一端与辅源正极接口连接的50A保险，其另一端和辅源负极接口分别用于与加热部件正负极连接。
本发明还提供一种应用于所述的插电式混合动力汽车高压控制装置的高压上电方法，该方法包括：
检测第一接触器两端压差是否正常；
若正常，则闭合第二接触器进行预充电，若不正常，则报故障；
在预充电过程中，检测第一接触器两端压差是否在预设时间内降低到设定阈值以下；
若是，则闭合第一接触器，若否，则断开第二接触器，报故障；
闭合第一接触器后，检测所述高压控制装置工作状态；
若无故障，则高压上电完成，若有故障，则断开第一和第二接触器，报故障。
所述预设时间为1分钟，所述设定阈值为20V。
本发明提供的插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法，将插电式混合动力汽车中的电控部件集成在一起通过主源和辅源进行统一供电，对动力总成部件和常规部件进行集中控制，并基于此还提供了高压控制装置的高压上电方法。相对于传统的各自为战的电控部件控制器，本发明把各个部件的重复功能剔除，精简设计，并且使各个部件分工明确，提高插电式混合动力汽车电控部分的可靠性并降低成本，确保新能源汽车在正常行驶过程中行车安全，同时提高新能源汽车各个部件的效率，提高整车燃油经济性，对于新能源汽车节能有积极意义，同时在新能源汽车成本控制方面有着积极意义。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是本发明实施例提供的高压控制装置的示意图；
图2是本发明实施例提供的高压控制装置的应用示意图；
图3是本发明实施例提供的高压上电方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的高压上电方法的应用流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供一种插电式混合动力汽车高压控制装置，如图1所述，该装置包括：主源正负极接口(主源+和主源-)，辅源正负极接口(辅源+和辅源-)，第一接触器K1和第二接触器K2，第一负载R1和第二负载R2，第一电容C，动力总成变流单元1，常规部件变流单元2，常规部件配电单元3。
其中，主源正极接口连接第一接触器K1和第二接触器K2的一端，第二接触器K2的另一端(与主源+连接端的另一端)连接第一负载R1和第二负载R2的一端，第一接触器K1的另一端(与主源+连接端的另一端)与第二负载R2的另一端(与第二接触器K2连接端的另一端)连接，第一负载R1的另一端(与第二接触器K2连接端的另一端)与主源负极接口连接，第一电容C连接在第一接触器K1的另一端(与主源+连接端的另一端)和主源负极接口之间，辅源负极接口与主源负极接口连接。
第一接触器K1是高压控制装置主源配电部分的主接触器，第二接触器K2是高压控制装置主源配电部分的预充电接触器，第二负载R2为预充电电阻，第一电容C为直流母线电容，第一负载R1为直流放电电阻。
动力总成变流单元1连接在第一接触器K1的另一端(与主源+连接端的另一端)和主源负极接口之间，动力总成变流单元1用于对在动力总成部件与主源之间传输的高压电能进行变流进而对高压动力总成部件进行控制。常规部件变流单元2连接在辅源正负极接口之间，常规部件变流单元2用于对在常规部件与主辅源之间传输的高压电能进行变流进而对高压常规部件进行控制。常规部件配电单元3连接在辅源正负极接口之间，常规部件配电单元3用于辅源向常规部件输送高压电能。
本发明提供的插电式混合动力汽车高压控制装置将插电式混合动力汽车中的电控部件集成在一起通过主源和辅源进行供电，对动力总成部件和常规部件进行集中控制，相对于传统的各自为战的电控部件控制器，本发明把各个部件的重复功能剔除，精简设计，并且使各个部件分工明确，提高插电式混合动力汽车电控部分的可靠性并降低成本。
进一步的，在本发明的一种更为具体的实施方式中，如图2所示，动力总成变流单元1包括电机控制模块11和发电机控制模块12。
电机控制模块11的交流侧用于与驱动电机连接，其直流侧正负端分别与第一接触器K1的另一端(K1与主源+连接的另一端)和主源负极接口连接，电机控制模块11用于对主源向驱动电机输送的电能进行DC/AC转换，进而实现对于驱动电机的控制。
当然动力总成变流单元中并不局限于电机和发电机的变流模块，也可包括插电式混合动力汽车中其他需要进行高压变流控制的动力总成部件的变流模块。
发电机控制模块12的交流侧用于与发电机连接，其直流侧正负端分别与第一接触器K1的另一端(K1与主源+连接的另一端)和主源负极接口连接，发电机控制模块12用于对发电机向主源输送的电能进行AC/DC转换，进而实现对于发电机的控制。
进一步的，在本发明实施例中，常规部件变流单元包括：油泵控制模块、气泵控制模块以及蓄电池控制模块。
油泵控制模块用于对辅源输送向油泵的电能进行DC/AC转换。更为具体的，油泵控制模块包括：50A保险与第一DC/AC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，第一DC/AC电路直流侧正负端分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，其三相交流侧用于与油泵部件连接。
气泵控制模块用于对辅源输送向气泵的电能进行DC/AC转换。更为具体的，气泵控制模块包括：50A保险与第二DC/AC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，第二DC/AC电路直流侧正负端分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，其三相交流侧用于与气泵部件连接。
蓄电池控制模块用于对辅源与蓄电池之间传输的电能进行DC/DC转换。更为具体的，蓄电池控制模块包括：50A保险与DC/DC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，DC/DC电路一侧分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，另一侧用于与蓄电池正负极连接。
当然常规部件变流单元中并不局限于油泵、气泵和蓄电池的变流模块，也可包括插电式混合动力汽车中其他需要进行高压变流控制的常规部件的变流模块。
进一步的，在本发明实施例中，常规部件配电单元包括：空调配电模块、除霜配电模块以及加热配电模块。空调配电模块用于向空调部件输送辅源高压电能。更为具体的，空调配电模块包括有并联的两个50A保险，两个50A保险的一端与辅源正极接口连接，另一端和辅源负极接口分别用于与空调部件正负极连接。
除霜配电模块用于向除霜部件输送辅源高压电能。更为具体的，除霜配电模块包括有一端与辅源正极接口连接的50A保险，以及与50A保险另一端连接的第三接触器K3，第三接触器K3与50A保险连接端的另一端和辅源负极接口分别用于与除霜部件正负极连接。
加热配电模块用于向加热部件输送辅源高压电能。更为具体的，加热配电模块包括有一端与辅源正极接口连接的50A保险，50A保险另一端和辅源负极接口分别用于与加热部件正负极连接。
当然常规部件变流单元中并不局限于空调、除霜和加热的配电模块，也可包括插电式混合动力汽车中其他需要进行高压配电控制的常规部件的配电模块。
进一步的，本发明实施例提供的高压控制装置，还包括：外壳5以及绝缘检测仪4，绝缘检测仪4连接在辅源正负极接口之间并与外壳5连接。
进一步的，本发明实施例提供的高压控制装置，还包括：双向高压接口(双向高压+)，其与第一接触器K1的另一端(K1与主源+连接的另一端)连接。双向高压接口的主要用途是在调试过程中可以不通过K1来控制高压进入，直接通过双向高压供给高压。
在本发明提供的高压控制装置中，主源主要负责为动力总成部分提供电能，辅源主要负责向转向、气泵和DC/DC等与动力总成无关的常规高压器件供电。本发明提供的高压控制装置基于整车控制器实现对于插电式混合动力汽车高压电控部件的控制，整车控制器控制第一接触器K1和第二接触器K2的断开和闭合，并且控制例如电机、发电机以及常规部件的变流和控制模块的低压上电、工作和非工作，这些部件都是通过整车控制器通过CAN网络通讯进行控制的。
本发明实施例还提供一种基于上述插电式混合动力汽车高压控制装置的高压上电方法，如图3和图4所示，该方法包括：步骤101至步骤106。其中，在步骤101之前还包括低压上电检测步骤，主要检测高压控制装置内部各个部件是否通讯正常，在各个部件低压上电完成后，进行下述高压上电步骤。在步骤101中，检测第一接触器两端压差是否正常。即在高压上电时，首先检测接触器高压前后端电压是否有压差。具体在检测接触器高压前后端电压时，其前端电压来自储能系统，后端电压来自高压控制装置内部的电压传感器。
在步骤102中，若正常，即压差处在正常范围内，则闭合预充电接触器(第二接触器)进行预充电。若不正常，即没压差，则停止上高压，整车控制器VCU报故障提示高压控制装置内部接触器吸死并记录。
在进入预充电环节后，在步骤103中，在预充电过程中，检测第一接触器两端压差是否在预设时间内降低到设定阈值以下。进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，预设时间为1分钟，设定阈值为20V。即检测第一接触器高压前后端电压是否在1分钟之内降低到20V以下。
在步骤104中，若是，即第一接触器高压前后端电压在1分钟之内降低到20V以下，则闭合第一接触器。若否，即第一接触器高压前后端电压一直达不到小于20V的压差，压差大于20V持续1分钟，则断开第二接触器，结束高压上电，整车控制器VCU报故障并记录。
在步骤105中，闭合第一接触器后，检测高压控制装置工作状态，即其内部各个变流器部件状态，具体为通过内部各个模块自检状态通过CAN通讯上报整车控制器。在步骤106中，若各个变流器部件状态无故障，则高压上电完成，若有故障，则断开第一和第二接触器，整车控制器VCU报故障并记录。
本发明提供的插电式混合动力汽车高压控制装置及其高压上电方法，将插电式混合动力汽车中的电控部件集成在一起通过主源和辅源进行统一供电，对动力总成部件和常规部件进行集中控制，并基于此还提供了高压控制装置的高压上电方法。相对于传统的各自为战的电控部件控制器，本发明把各个部件的重复功能剔除，精简设计，并且使各个部件分工明确，提高插电式混合动力汽车电控部分的可靠性并降低成本，确保新能源汽车在正常行驶过程中行车安全，同时提高新能源汽车各个部件的效率，提高整车燃油经济性，对于新能源汽车节能有积极意义，同时在新能源汽车成本控制方面有着积极意义。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种插电式混合动力汽车高压控制装置，其特征在于，包括：
主源正负极接口，辅源正负极接口，第一和第二接触器，第一和第二负载，第一电容，主源正极接口连接第一接触器和第二接触器的一端，第二接触器的另一端连接第一负载和第二负载的一端，第一接触器的另一端与第二负载的另一端连接，第一负载的另一端与主源负极接口连接，第一电容连接在所述第一接触器的另一端和主源负极接口之间；
动力总成变流单元，其连接在所述第一接触器的另一端和主源负极接口之间，其用于对在动力总成部件与主源之间传输的高压电能进行变流；
常规部件变流单元，其连接在辅源正负极接口之间，其用于对在常规部件与主辅源之间传输的高压电能进行变流；
常规部件配电单元，其连接在辅源正负极接口之间，其用于辅源向常规部件输送高压电能。
2.根据权利要求1所述的高压控制装置，其特征在于，所述动力总成变流单元包括：
电机控制模块，其交流侧用于与驱动电机连接，其直流侧正负端分别与所述第一接触器的另一端和主源负极接口连接，其用于对主源向驱动电机输送的电能进行DC/AC转换；
发电机控制模块，其交流侧用于与发电机连接，其直流侧正负端分别与所述第一接触器的另一端和主源负极接口连接，其用于对发电机向主源输送的电能进行AC/DC转换。
3.根据权利要求1所述的高压控制装置，其特征在于，所述常规部件变流单元包括：
油泵控制模块，其用于对辅源输送向油泵的电能进行DC/AC转换；
气泵控制模块，其用于对辅源输送向气泵的电能进行DC/AC转换；
蓄电池控制模块，其用于对辅源与蓄电池之间传输的电能进行DC/DC转换。
4.根据权利要求1所述的高压控制装置，其特征在于，所述常规部件配电单元包括：
空调配电模块，其用于向空调部件输送辅源高压电能；
除霜配电模块，其用于向除霜部件输送辅源高压电能；
加热配电模块，其用于向加热部件输送辅源高压电能。
5.根据权利要求1所述的高压控制装置，其特征在于，还包括：外壳以及绝缘检测仪，所述绝缘检测仪连接在辅源正负极接口之间并与外壳连接。
6.根据权利要求1所述的高压控制装置，其特征在于，还包括：双向高压接口，其与所述第一接触器的另一端连接。
7.根据权利要求3所述的高压控制装置，其特征在于，所述油泵控制模块包括：50A保险与第一DC/AC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，第一DC/AC电路直流侧正负端分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，其三相交流侧用于与油泵部件连接；
所述气泵控制模块包括：50A保险与第二DC/AC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，第二DC/AC电路直流侧正负端分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，其三相交流侧用于与气泵部件连接；
所述蓄电池控制模块包括：50A保险与DC/DC电路，50A保险一端与辅源正极接口连接，DC/DC电路一侧分别与50A保险的另一端和辅源负极接口连接，另一侧用于与蓄电池正负极连接。
8.根据权利要求4所述的高压控制装置，其特征在于，所述空调配电模块包括：并联的两个50A保险，其一端与辅源正极接口连接，另一端和辅源负极接口分别用于与空调部件正负极连接；
所述除霜配电模块包括：一端与辅源正极接口连接的50A保险，以及与其另一端连接的第三接触器，第三接触器与50A保险连接端的另一端和辅源负极接口分别用于与除霜部件正负极连接；
所述加热配电模块包括：一端与辅源正极接口连接的50A保险，其另一端和辅源负极接口分别用于与加热部件正负极连接。
9.一种应用于权利要求1至8任一项所述的插电式混合动力汽车高压控制装置的高压上电方法，其特征在于，包括：
检测第一接触器两端压差是否正常；
若正常，则闭合第二接触器进行预充电，若不正常，则报故障；
在预充电过程中，检测第一接触器两端压差是否在预设时间内降低到设定阈值以下；
若是，则闭合第一接触器，若否，则断开第二接触器，报故障；
闭合第一接触器后，检测所述高压控制装置工作状态；
若无故障，则高压上电完成，若有故障，则断开第一和第二接触器，报故障。
10.根据权利要求9所述的高压上电方法，其特征在于，所述预设时间为1分钟，所述设定阈值为20V。
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