CN108016298A - 一种用于车辆高压系统放电的控制方法及控制系统 - Google Patents

一种用于车辆高压系统放电的控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于高压系统放电的控制方法及控制系统，涉及控制领域。所述控制方法用于实现车辆的高压系统能量的泄放，包括：发送断电指令；根据所述断电指令断开继电器，记录所述继电器两端的电压差并计算所述继电器断开的时间；发送所述继电器断开指令；接收所述继电器断开指令并使所述高压系统进行主动放电；将所述继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定所述高压系统是否放电成功。所述控制系统包括整车控制器、电池管理系统及电机控制器。本发明的控制方法及控制系统解决了车辆的高压系统能量泄放的问题。

Description

一种用于车辆高压系统放电的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制技术领域，特别是涉及一种用于车辆高压系统放电的控制方法及控制系统。
背景技术
随着化石燃料的减少和环境污染的加剧，新能源车辆越来越受到社会的追捧，随之而来的安全问题也引起了消费者的关注。新能源车辆的主要安全问题是高压系统安全—电池、电机。在设计电机控制器时，为保证其整体性能，其内部会设有大量的高压电容，这些电容的电压等级高、容量大，在断电时，高压电容会储存大量的电量，对车内用户和整车来说均存在严重的安全隐患，尤其是在车辆维护修理过程中，高压系统的安全问题显得十分突出。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种用于车辆高压系统放电的控制方法及控制系统，以实现车辆的高压系统能量的泄放。
本发明的另一个目的是要解决传统中通过直接断电而不进行高压泄放导致高压系统存在大量能量对车内用户产生威胁的问题。
本发明的进一步目的是要解决现有技术中只通过高压被动放电而安全性不够高的问题。
特别地，本发明提供了一种用于高压系统放电的控制方法，用于实现车辆的高压系统能量的泄放，所述控制方法包括：
发送断电指令；
根据所述断电指令断开继电器，记录所述继电器两端的电压差并计算所述继电器断开的时间；
发送所述继电器断开指令；
接收所述继电器断开指令并使所述高压系统进行主动放电；
将所述继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定所述高压系统是否放电成功。
进一步地，在所述发送断电指令之前还包括：
判断电机控制器、DC/DC转换器和压缩机是否有功率输出，若所述电机控制器或所述DC/DC转换器或所述压缩机有功率输出，则控制所述电机控制器、所述DC/DC转换器和所述压缩机的输出功率均降为零；若所述电机控制器、所述DC/DC转换器和所述压缩机均无功率输出，则发送断电指令。
进一步地，将所述继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定所述高压系统是否放电成功的步骤具体为：
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差不高于所述预设电压值，则高压系统主动放电成功；
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差高于所述预设电压值，则高压系统主动放电未成功，切换至被动放电检测步骤。
进一步地，所述被动放电检测步骤具体包括：
使所述继电器保持断开以继续进行放电，并记录所述继电器两端的第二电压差和计算所述继电器断开的被动放电时间，若所述第二电压差符合被动放电成功的条件，则判定所述高压系统被动放电成功；若所述第二电压差不符合被动放电成功的条件，则判定所述高压系统被动放电未成功。
进一步地，所述被动放电成功的条件为：
在第二预设时间内，若所述继电器两端的第二电压差不高于所述第二预设电压值，则高压系统被动放电成功；
在第二预设时间内，若所述继电器两端的第二电压差高于所述第二预设电压值，则高压系统被动放电未成功。
进一步地，在所述被动放电检测步骤中，判定所述高压系统被动放电成功时，发送被动放电成功指令给整车控制器；
判定所述高压系统被动放电未成功时，发送所述继电器粘连指令给所述整车控制器，以使所述整车控制器做出示警。
本发明还提供一种用于车辆高压系统放电的控制系统，用于实现车辆的高压系统能量的泄放，所述控制系统包括整车控制器、电池管理系统、电机控制器；
其中，所述整车控制器分别与所述电池管理系统、所述电机控制器通信连接，用于检测所述电机控制器的功率输出和发送断电指令给所述电池管理系统；
所述电池管理系统与所述电机控制器双向通信连接，所述电池管理系统包括继电器，用于控制所述继电器的开启并计算所述继电器的开启时间，并将所述继电器的开启信号发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述继电器的开启信号和开启时间控制所述高压系统是否放电。
进一步地，所述电池管理系统包括：
检测单元，与所述继电器通信连接，用于检测所述继电器两端的电压差；
比较单元，将所述电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果判断所述高压系统是否放电成功，具体为，
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差不高于所述预设电压值，则高压系统主动放电成功；
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差高于所述预设电压值，则高压系统未成功，切换至被动放电检测模式。
进一步地，所述被动放电检测模式具体为，
电池管理系统继续计算所述继电器的开启时间，所述检测单元检测所述继电器两端的第二电压差，以根据被动放电成功的条件判定被动放电是否成功，并将被动放电是否成功的结果发送至所述整车控制器。
进一步地，还包括DC/DC转换器和压缩机，分别与所述整车控制器通信连接，以使得所述整车控制器根据所述DC/DC转换器和所述压缩机的功率输出控制是否向所述电池管理系统发送断电指令。
本发明的有益效果为：
首先，本发明的控制方法先通过发送断电指令控制继电器断开，并记录继电器两端的电压差和计算其断开的时间，然后发送继电器断开的指令以使高压系统进行主动放电，再将继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，从而根据比较结果确定高压系统是否放电成功。如此，该控制方法只需通过对继电器进行简单的逻辑判断即可控制高压系统主动放电，并通过继电器两端的电压差与预设电压值的比较即可判断高压系统是否放电成功，从而实现了车辆的高压系统能量的泄放，与传统的通过直接断电而不进行高压泄放的方案相比，本发明的控制方法解决了高压系统存在大量能量对车内用户和整车的安全产生威胁的问题。
其次，当根据继电器两端的电压差与预设电压值比较的结果确定高压系统主动放电未成功时，可切换至被动放电检测步骤，即使继电器继续进行放电并记录其两端的第二电压差，当第二电压差符合被动放电成功的条件时判定高压系统被动放电成功；当第二电压差不符合被动放电成功的条件时判定高压系统被动放电未成功。因此，与现有技术中的只通过高压被动放电的方案相比，本发明的控制方法同时结合高压系统的主动放电和被动放电，克服了现有技术中的高压系统强制断电后再通过被动放电的方式进行放电而导致车辆安全性能不够高的问题。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的一种用于高压系统放电的控制方法的示意性流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的一种用于高压系统放电的控制方法的示意性流程图；
图3是根据本发明第三个实施例的一种用于高压系统放电的控制方法的示意性流程图；
图4是根据本发明一个实施例的一种用于高压系统放电的控制系统的示意性流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的一种用于高压系统放电的控制方法的示意性流程，用于实现车辆的高压系统能量的泄放，该控制方法可包括：
S100.发送断电指令；
S200.根据断电指令断开继电器，记录继电器两端的电压差并计算继电器断开的时间；
S300.发送继电器断开指令；
S400.接收继电器断开指令并使高压系统进行主动放电；
S500.将继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定高压系统是否放电成功。
本发明的控制方法可先通过发送断电指令控制继电器断开，并记录继电器两端的电压差和计算其断开的时间，然后发送继电器断开的指令以使高压系统进行主动放电，再将继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，从而根据比较结果确定高压系统是否放电成功。如此，该控制方法只需通过对继电器进行简单的逻辑判断即可控制高压系统主动放电，并通过继电器两端的电压差与预设电压值的比较即可判断高压系统是否放电成功，从而实现了车辆的高压系统能量的泄放，与传统的通过直接断电而不进行高压泄放的方案相比，本发明的控制方法解决了高压系统存在大量能量对车内用户和整车的安全产生威胁的问题。
在上述实施例中，如图2所示，在步骤S100之前可包括：
S10.判断电机控制器、DC/DC转换器和压缩机是否有功率输出，若电机控制器或DC/DC转换器或压缩机有功率输出，则控制电机控制器、DC/DC转换器和压缩机的输出功率均降为零；若电机控制器、DC/DC转换器和压缩机均无功率输出，则发送断电指令。如此，在确保电机控制器、DC/DC转换器和压缩机等高压用电器件停止向外输出功率的情况下，再进行断电操作，从而避免强制断电易产生高压的危险。
在上述进一步的实施例中，步骤S500中的将继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定高压系统是否放电成功的步骤具体可为：
在预设时间内，若继电器两端的电压差不高于预设电压值，则高压系统主动放电成功；在预设时间内，若继电器两端的电压差高于预设电压值，则高压系统主动放电未成功，切换至S600中的被动放电检测步骤。其中，在预设时间内，是将继电器断开的时间与预设时间进行比较，即当继电器断开的时间小于预设时间时，说明在预设时间内。
在进一步的上述实施例中，如图3所示，S600中被动放电的检测步骤具体可包括：
S601.使继电器保持断开以继续进行放电，并记录继电器两端的第二电压差和计算继电器断开的被动放电时间；
S602.判断第二电压差是否符合被动放电成功的条件。具体可为，
若第二电压差符合被动放电成功的条件，则判定高压系统被动放电成功；若第二电压差不符合被动放电成功的条件，则判定高压系统被动放电未成功。
其中，被动放电成功的条件可为：在第二预设时间内，若继电器两端的第二电压差不高于第二预设电压值，则高压系统被动放电成功；在第二预设时间内，若继电器两端的第二电压差高于第二预设电压值，则高压系统被动放电未成功。
在继续进一步的上述实施例中，被动放电检测步骤中，判定高压系统被动放电成功时，发送被动放电成功指令给整车控制器；判定高压系统被动放电未成功时，发送继电器粘连指令给所述整车控制器，以使整车控制器做出示警。
由于本发明的控制方法中当根据继电器两端的电压差与预设电压值比较的结果确定高压系统主动放电未成功时，可切换至被动放电检测步骤，即使继电器继续进行放电并记录其两端的第二电压差，当第二电压差符合被动放电成功的条件时判定高压系统被动放电成功；当第二电压差不符合被动放电成功的条件时判定高压系统被动放电未成功。即说明：本发明的控制方法只有在主动放电失败时才会控制进入被动放电步骤，因此，与现有技术中的只通过高压被动放电的方案相比，本发明的控制方法同时结合高压系统的主动放电和被动放电，克服了现有技术中的高压系统强制断电后再通过被动放电的方式进行放电而导致车辆安全性能不够高的问题。
在上述任一项实施例中，当根据将继电器两端的电压差与预设电压值比较的结果确定高压系统放电成功时，可将主动放电成功指令发送给整车控制器。
如图4所示，本发明还提出一种用于车辆高压系统放电的控制系统，用于实现车辆的高压系统能量的泄放，控制系统可包括整车控制器1、电池管理系统2、电机控制器3；其中，整车控制器1分别与电池管理系统2、电机控制器3通信连接，用于检测电机控制器的功率输出和发送断电指令给电池管理系统；电池管理系统与电机控制器双向通信连接，电池管理系统2包括继电器，用于控制继电器的开启并计算继电器的开启时间以及继电器两端的电压差，并将继电器的开启信号发送至电机控制器3，以使电机控制器根据继电器的开启信号和开启时间控制高压系统是否放电；电池管理系统还用于对继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定高压系统是否放电成功。
由于上述控制系统可通过整车控制器1先发送断电指令控制继电器断开，并由电池管理系统2记录继电器两端的电压差和计算其断开的时间，并将继电器的开启指令(这里主要指继电器的断开指令)发送给电机控制器3以使高压系统进行主动放电，再通过电池管理系统2对继电器两端的电压差与预设电压值的比较，确定高压系统是否放电成功。如此，该控制系统只需通过对继电器的开启状态进行简单的逻辑判断即可控制高压系统主动放电，并通过继电器两端的电压差与预设电压值的比较即可判断高压系统是否放电成功，从而实现了车辆的高压系统能量的泄放，与传统的通过直接断电而不进行高压泄放的方案相比，本发明的控制方法解决了高压系统存在大量能量对车内用户和整车的安全产生威胁的问题。
在上述实施例中，整车控制器1、电池管理系统2、电机控制器3之间可通过网络进行通讯，高压系统主要可包括电池管理系统和电机控制器。高压系统的功率输出、能量回收和高压泄放均可在高压系统(这里主要是在电机控制器)的层面上进行控制操作。整车控制器是整个控制系统的核心，电池管理系统和电机控制器的信息指令或数据均汇总到整车控制器处，整车控制器根据信息指令或数据进行逻辑判断，并可将判断的结果发送至电池管理系统或电机控制器，从而使得电池管理系统和电机控制器根据整车控制器发送的指令控制电池管理系统或电机控制器的工作状态，如上高压电或输出功率等。
在上述实施例中，控制系统还可包括DC/DC转换器和压缩机，分别与整车控制器通信连接，从而可以使得整车控制器根据DC/DC转换器和压缩机的功率输出控制是否向电池管理系统发送断电指令。
上述任一项实施例中，主动放电和被动放电都可在电机控制器层面进行控制操作，主动放电主要指高压系统(电机控制器)通过整车控制器的控制主动的消耗电量，而被动放电则指通过类似电阻等负载以发热耗能的形式将电能耗掉。
在上述进一步的实施例中，电池管理系统2可包括：检测单元，与继电器通信连接，用于检测继电器两端的电压差；和比较单元，将电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果判断高压系统是否放电成功，具体可为，在预设时间内，若继电器两端的电压差不高于预设电压值，则高压系统主动放电成功；在预设时间内，若继电器两端的电压差高于预设电压值，则高压系统未成功，切换至被动放电检测模式。其中，在预设时间内，意味着将继电器断开的时间与预设时间进行比较，当继电器断开的时间小于预设时间时，则说明在预设时间内。
在进一步的上述实施例中，被动放电检测模式具体可以为，电池管理系统2可继续计算继电器的开启时间，检测单元检测继电器两端的第二电压差，以根据被动放电成功的条件判定被动放电是否成功，并将被动放电是否成功的结果发送至整车控制器。其中，被动放电成功的条件可为：在第二预设时间内，若继电器两端的第二电压差不高于第二预设电压值，则高压系统被动放电成功；在第二预设时间内，若继电器两端的第二电压差高于第二预设电压值，则高压系统被动放电未成功。
由于本发明的控制系统只有在主动放电失败时才会控制进入被动放电步骤，因此，与现有技术中的只通过高压被动放电的方案相比，本发明的控制方法同时结合高压系统的主动放电和被动放电，克服了现有技术中的高压系统强制断电后再通过被动放电的方式进行放电而导致车辆安全性能不够高的问题。
上述任一项实施例中，高压系统主要可包括电池管理系统和电机控制器。预设时间可低于第二预设时间。
上述任一项实施例中，控制方法或控制系统均只通过简单的软件控制实现高压系统能量的泄放，而无需增加其他的硬件，从而可以在不增加成本的前提下实现简单而又高效地泄放对人体或整车有威胁的高压。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于高压系统放电的控制方法，用于实现车辆的高压系统能量的泄放，所述控制方法包括：
发送断电指令；
根据所述断电指令断开继电器，记录所述继电器两端的电压差并计算所述继电器断开的时间；
发送所述继电器断开指令；
接收所述继电器断开指令并使所述高压系统进行主动放电；
将所述继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定所述高压系统是否放电成功。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，在所述发送断电指令之前还包括：
判断电机控制器、DC/DC转换器和压缩机是否有功率输出，若所述电机控制器或所述DC/DC转换器或所述压缩机有功率输出，则控制所述电机控制器、所述DC/DC转换器和所述压缩机的输出功率均降为零；若所述电机控制器、所述DC/DC转换器和所述压缩机均无功率输出，则发送断电指令。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，将所述继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定所述高压系统是否放电成功的步骤具体为：
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差不高于所述预设电压值，则高压系统主动放电成功；
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差高于所述预设电压值，则高压系统主动放电未成功，切换至被动放电检测步骤。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，所述被动放电检测步骤具体包括：
使所述继电器保持断开以继续进行放电，并记录所述继电器两端的第二电压差和计算所述继电器断开的被动放电时间，若所述第二电压差符合被动放电成功的条件，则判定所述高压系统被动放电成功；若所述第二电压差不符合被动放电成功的条件，则判定所述高压系统被动放电未成功。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，所述被动放电成功的条件为：
在第二预设时间内，若所述继电器两端的第二电压差不高于所述第二预设电压值，则所述高压系统被动放电成功；
在第二预设时间内，若所述继电器两端的第二电压差高于所述第二预设电压值，则所述高压系统被动放电未成功。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，在所述被动放电检测步骤中，判定所述高压系统被动放电成功时，发送被动放电成功指令给整车控制器；判定所述高压系统被动放电未成功时，发送所述继电器粘连指令给所述整车控制器，以使所述整车控制器做出示警。
7.一种用于车辆高压系统放电的控制系统，用于实现车辆的高压系统能量的泄放，所述控制系统包括整车控制器、电池管理系统、电机控制器；
其中，所述整车控制器分别与所述电池管理系统、所述电机控制器通信连接，用于检测所述电机控制器的功率输出和发送断电指令给所述电池管理系统；
所述电池管理系统与所述电机控制器双向通信连接，所述电池管理系统包括继电器，用于控制所述继电器的开启并计算所述继电器的开启时间以及所述继电器两端的电压差，并将所述继电器的开启信号发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述继电器的开启信号和开启时间控制所述高压系统是否放电；
所述电池管理系统还用于对所述继电器两端的电压差与预设电压值进行比较，以根据比较的结果确定所述高压系统是否放电成功。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，所述电池管理系统包括：
检测单元，与所述继电器通信连接，用于检测所述继电器两端的电压差；
比较单元，将所述电压差与所述预设电压值进行比较，以根据比较的结果判断所述高压系统是否放电成功，具体为，
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差不高于所述预设电压值，则高压系统主动放电成功；
在预设时间内，若所述继电器两端的电压差高于所述预设电压值，则高压系统未成功，切换至被动放电检测模式。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述被动放电检测模式具体为，
电池管理系统继续计算所述继电器的开启时间，所述检测单元检测所述继电器两端的第二电压差，以根据被动放电成功的条件判定被动放电是否成功，并将被动放电是否成功的结果发送至所述整车控制器。
10.根据权利要求7-9任一项所述的控制系统，其中，还包括DC/DC转换器和压缩机，分别与所述整车控制器通信连接，以使得所述整车控制器根据所述DC/DC转换器和所述压缩机的功率输出控制是否向所述电池管理系统发送断电指令。
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