CN108973776A - 电动汽车控制系统、方法及电动汽车 - Google Patents

电动汽车控制系统、方法及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电动汽车控制系统、方法及电动汽车，其中本发明技术方案将温度传感器采集电机温度，通过电机控制器发送至整车控制器，还将电机温度直接发送至整车控制器，整车控制器将电机控制器发送的温度信号对应的温度值，以及温度传感器发送的温度信号对应的温度值分别与预设温度阈值进行比较，当两温度值至少其中之一大于预设温度阈值时，整车控制器向电机控制器发送扭矩限值信号，电机控制器根据扭矩限值信号控制电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。本发明技术方案保证了在电机温度过高时，不会由于电机控制器与整车控制器之间的通信延迟或者受到干扰而导致电动汽车出现安全状况，提高了电动汽车安全性能。

Description

电动汽车控制系统、方法及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车控制系统、方法及电动汽车。
背景技术
在能源制约、环境污染等大背景下，国家将发展新能源汽车作为改善环境的重要举措。电动汽车近几年展现表出良好的发展势头。
电动汽车中控制系统通常包括整车控制器和电机控制器，现有技术中整车控制器和电机控制器是通过CAN通信，但是CAN通信容易受到电磁干扰、同时CAN会存在通信延时问题，如此导致电动汽车发生紧急情况，例如车辆碰撞、电机温度过高时，电机也不能立即停止转动，使得安全性降低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电动汽车控制系统，旨在提高整车控制器、电池管理器和电机控制器之间通信的可靠性。
为实现上述目的，本发明提出的电动汽车控制系统，所述电动汽车控制系统包括整车控制器、电机控制器及温度传感器，所述温度传感器设置于电机上，其中，
所述温度传感器，用于感应所述电机的当前温度，将感应的当前温度转换为温度信号，所述整车控制器及电机控制器采集所述温度信号；
所述电机控制器，用于采集所述温度传感器的温度信号时，将采集到的温度信号发送至所述整车控制器；
所述整车控制器，用于将所述电机控制器发送的温度信号对应的第一温度值，以及所述采集的温度传感器的温度信号对应的第二温度值分别与预设温度阈值进行比较，当所述第一温度值或第二温度值大于所述预设温度阈值时，向所述电机控制器发送扭矩限值信号；
所述电机控制器，还用于在接收到所述整车控制器发送的扭矩限值信号时，控制所述电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。
优选地，所述整车控制器与所述电机控制器分别通过CAN总线及信号电缆连接，所述温度传感器与所述整车控制器通过信号电缆连接，所述温度传感器还与所述电机控制器连接。
优选地，所述电机控制器采集电机的电流、电气角度及转速，将采集的电流、电气角度及转速发送至所述整车控制器，整车控制器根据电流、电气角度及转速确定电机的实际扭矩；
所述整车控制器获取驾驶输入信号，根据驾驶输入信号确定电机的指令扭矩；
所述整车控制器将所述指令扭矩和所述实际扭矩进行作差，判断差值是否小于预设基准阈值，当差值大于预设基准阈值时，发出扭矩故障信号。
优选地，所述电动汽车控制系统还包括碰撞传感器，当所述碰撞传感器检测到碰撞时，发送碰撞信号至所述电机控制器；所述电机控制器检测到碰撞信号时，控制所述电机停止输出扭矩。
优选地，所述整车控制器与所述动力电池通过信号电缆连接，整车控制器可以直接控制动力电池闭合或停止输出电能。
优选地，所述电机控制器将碰撞信号发送至所述整车控制器，所述整车控制器控制动力电池停止输出电能。
优选地，所述电动汽车控制系统包括高压互锁装置，当高压互锁装置被触发后，所述整车控制器检测到高压互锁断开信号时，控制动力电池停止输出电能。
优选地，所述电动控制器检测高压互锁断开信号时，控制所述电机停止输出扭矩。
优选地，所述整车控制器通过信号电缆，关断电机控制器中的驱动模块的输出，控制电机停止输出扭矩。
为实现本发明目的，本发明还提出一种电动汽车控制方法，基于电动汽车控制系统，所述电动汽车控制系统包括整车控制器、电机控制器及温度传感器，所述温度传感器设置于电机上，所述电动汽车控制方法包括：
所述温度传感器感应所述电机的当前温度，将感应的当前温度转换为温度信号，所述整车控制器及电机控制器采集所述温度信号；
所述电机控制器，用于采集所述温度传感器的温度信号时，将接收到的温度信号发送至所述整车控制器；
所述整车控制器将所述电机控制器发送的温度信号对应的第一温度值，以及所述采集的温度传感器的温度信号对应的第二温度值分别与预设温度阈值进行比较，当所述第一温度值或第二温度值大于所述预设温度阈值时，向所述电机控制器发送扭矩限值信号；
所述电机控制器在接收到所述整车控制器发送的扭矩限值信号时，控制所述电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。
本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括如上所述的电动汽车控制系统或者应用如上所述的电动汽车控制方法。
本发明技术方案将所述温度传感器采集电机温度，通过电机控制器发送至所述整车控制器，还将电机温度直接直接发送至整车控制器，所述整车控制器将所述电机控制器发送的温度信号对应的温度值，以及所述温度传感器发送的温度信号对应的温度值分别与预设温度阈值进行比较，当两所述温度值至少其中之一大于所述预设温度阈值时，所述整车控制器向所述电机控制器发送扭矩限值信号，所述电机控制器根据所述扭矩限值信号控制电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。本发明技术方案保证了在电机温度过高时，不会由于电机控制器与整车控制器之间的通信延迟或者干扰而导致电动汽车出现安全状况，提高了电动汽车安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电动汽车控制系统一实施例的结构示意图；
图2为本发明电动汽车控制方法一实施例的第一流程图；
图3为本发明电动汽车控制方法一实施例的第二流程图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
101 整车控制器 108 高压互锁装置
102 电机控制器 109 温度传感器
103 安全气囊控制器 K1 第一继电器
104 电机 K2 第二继电器
105 电池管理器 10 CAN总线
106 动力电池 107 碰撞传感器
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电动汽车控制系统。
参照图1，在本发明实施例中，该电动汽车控制系统包括整车控制器101、电机控制器102及温度传感器109，所述温度传感器109设置于电机104上，其中，
所述温度传感器109，用于感应所述电机104的当前温度，将感应的当前温度转换为温度信号，所述整车控制器101及电机控制器102采集所述温度信号。本实施例中，电机104上设置有两个温度传感器109，一个温度传感器109将温度信号通过信号电缆直接发送至整车控制器101，另一个温度传感器109将温度信号发送至电机控制器102，再有电机控制器102经过CAN总线发送至整车控制器101。
所述电机控制器102，用于采集所述温度传感器109的温度信号时，将采集到的温度信号发送至所述整车控制器101。在电动车辆中，电机控制器102的功能包括根据整车控制器的扭矩、工作模式等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机104所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。
所述整车控制器101，用于将所述电机控制器102发送的温度信号对应的第一温度值，以及所述采集的温度传感器109的温度信号对应的第二温度值分别与预设温度阈值进行比较，当所述第一温度值或第二温度值大于所述预设温度阈值时，向所述电机控制器102发送扭矩限值信号。所述电机控制器102，还用于在接收到所述整车控制器101发送的扭矩限值信号时，控制所述电机104的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。
整车控制器101(VCU，vehicle control unit)是纯电动汽车核心部件之一，是纯电动车型的控制核心，作用犹如大脑对人的作用的关系一样至关重要，其主要功能包括：1)根据档位、油门、制动等信号确定车辆驱动力；2)系统工作模式控制；3)车辆能量管理及优化；4)智能化的整车故障识别和处理；5)车辆网络管理；6)车辆状态监控、自诊断及保护。
本发明技术方案将所述温度传感器109采集电机104温度，通过电机控制器102发送至所述整车控制器101，还将电机104温度直接直接发送至整车控制器101，所述整车控制器101将所述电机控制器102发送的温度信号对应的温度值，以及所述温度传感器109发送的温度信号对应的温度值分别与预设温度阈值进行比较，当两所述温度值至少其中之一大于所述预设温度阈值时，所述整车控制器101向所述电机控制器102发送扭矩限值信号，所述电机控制器102根据所述扭矩限值信号控制电机104的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。本发明技术方案保证了在电机104温度过高时，不会由于电机控制器102与整车控制器101之间的通信受到延迟或者干扰而导致电动汽车出现安全状况，提高了电动汽车安全性能。
本实施例中，所述整车控制器101与所述电机控制器102分别通过CAN总线10及信号电缆连接，所述温度传感器109与所述整车控制器101通过信号电缆连接，所述温度传感器109还与所述电机控制器102连接。
可见，在本实施例中，电机104的温度通过两路信号通过分别送至整车控制器101，在CAN总线10受到外界干扰时，整车控制器101仍然能够采集到电机104的温度信息，如此提高了电动汽车安全性能。
进一步地，所述电机控制器102采集电机104的电流、电气角度及转速，将采集的电流、电气角度及转速发送至所述整车控制器101，整车控制器101根据电流、电气角度及转速确定电机104的实际扭矩。所述整车控制器101获取驾驶输入信号，根据驾驶输入信号确定电机104的指令扭矩。其中驾驶输入信号包括启动开关、档位、加速踏板、制动踏板等，通过这些驾驶输入信号，可以获知电机104所需输出的扭矩。所述整车控制器101将所述指令扭矩和所述实际扭矩进行作差，判断差值是否小于预设基准阈值，当差值大于预设基准阈值时，发出扭矩故障信号。如此，提升了扭矩控制的安全性能。
进一步地，所述电动汽车控制系统还包括碰撞传感器107及安全气囊控制器103，当所述碰撞传感器107检测到碰撞时，发送碰撞信号至所述电机控制器102，所述电机控制器102将碰撞信号发送至所述安全气囊控制器103，当所述安全气囊控制器103检测到碰撞信号时控制安全气囊打开。
本实施例中，碰撞传感器107设置电机控制器102上。当汽车发生碰撞时，安全气囊控制器103控制安全气囊及时打开，保护乘客的安全，从而提高电动汽车的安全性。
进一步地，当所述碰撞传感器107检测到碰撞时，发送碰撞信号至所述电机控制器102；所述电机控制器102检测到碰撞信号时，控制所述电机104停止输出扭矩。如此，不经过整车控制器101的处理，通过电机控制器102直接关断电机，使得在发生碰撞情况下，快速反应，切断电机输出，提高了安全性。
此外，所述电机控制器102检测高压互锁断开信号时，控制所述电机104停止输出扭矩，如此进一步地提高了电机的安全性。本实施例中，所述整车控制器101通过信号电缆，关断电机控制器102中的驱动模块的输出，控制电机停止输出扭矩。
进一步地，所述电机控制器102将碰撞信号发送至所述整车控制器101，所述整车控制器101控制动力电池停止输出电能。在发生碰撞后，及时地关断动力电池输出，避免在碰撞后电机104仍然在转动，对乘客造成的后续伤害。
进一步地，所述电动汽车控制系统包括高压互锁装置108，当高压互锁装置108被触发后，所述整车控制器101检测到高压互锁断开信号时，控制动力电池停止输出电能。
电动汽车的车内装有能保证足够动力性能的高压系统，包括了充电系统、配电箱、储能系统(动力电池)、动力系统(即驱动电机104)等高压部件。由此而存在的高压电伤害隐患完全有别于传统汽车，车中的高电压以及可能达到数十、甚至数百安培的电流对人的安全存在潜在的隐患。因为电动汽车内都设置有高压互锁装置108，以消除隐患。
高压互锁装置108，也指危险电压互锁回路(HVIL，Hazardous VoltageInterlockLoop)，高压互锁装置108通过使用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性(连续性)，识别回路异常断开时，及时断开高压电。
为实现本发明目的，本发明还提出一种电动汽车控制方法，基于电动汽车控制系统，所述电动汽车控制系统包括整车控制器、电机控制器及温度传感器，所述温度传感器设置于电机上，所述电动汽车控制方法包括：
参照图2，S400：所述温度传感器感应所述电机的当前温度，将感应的当前温度转换为温度信号，所述整车控制器及电机控制器采集所述温度信号。本实施例中，电机上设置有两个温度传感器，一个温度传感器将温度信号通过信号电缆直接发送至整车控制器，另一个温度传感器将温度信号发送至电机控制器，再有电机控制器经过CAN总线发送至整车控制器。
S500：所述电机控制器采集所述温度传感器的温度信号时，将接收到的温度信号发送至所述整车控制器。在电动车辆中，电机控制器的功能包括根据整车控制器的扭矩、工作模式等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。
S600：所述整车控制器将所述电机控制器发送的温度信号对应的第一温度值，以及所述采集的温度传感器的温度信号对应的第二温度值分别与预设温度阈值进行比较，当所述第一温度值或第二温度值大于所述预设温度阈值时，向所述电机控制器发送扭矩限值信号。
S700：所述电机控制器在接收到所述整车控制器发送的扭矩限值信号时，控制所述电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。整车控制器(VCU，vehiclecontrol unit)是纯电动汽车核心部件之一，是纯电动车型的控制核心，作用犹如大脑对人的作用的关系一样至关重要，其主要功能包括：根据档位、油门、制动等信号确定车辆驱动力；2)系统工作模式控制；3)车辆能量管理及优化；4)职能化的整车故障识别和处理；5)车辆网络管理；6)车辆状态监控、自诊断及保护。
参照图3，进一步地，在所述温度传感器感应电机温度，所述整车控制器及电机控制器分别采集温度信号步骤之前，所述电动汽车控制方法还包括：
S100：所述电机控制器采集电机的电流、电气角度及转速，将采集的电流、电气角度及转速发送至所述整车控制器，整车控制器根据电流、电气角度及转速确定电机的实际扭矩；
S200：所述整车控制器获取驾驶输入信号，根据驾驶输入信号确定电机的指令扭矩。其中驾驶输入信号包括启动开关、档位、加速踏板、制动踏板等，通过这些驾驶输入信号，可以获知电机所需输出的扭矩。
S300：所述整车控制器将所述指令扭矩和所述实际扭矩进行作差，判断差值是否小于预设基准阈值，当差值大于预设基准阈值时，发出扭矩故障信号。如此，提升了扭矩控制的安全性能。
进一步地，所述电动汽车控制系统还包括碰撞传感器及安全气囊控制器，所述电动汽车控制方法还包括：
当所述碰撞传感器检测到碰撞时，发送碰撞信号至所述安全气囊控制器，所述安全气囊控制器将碰撞信号发送至所述整车控制器，当所述整车控制器检测到碰撞信号时，所述整车控制器控制动力电池停止输出电能。
在发生碰撞后，及时地关断动力电池输出，避免在碰撞后电机仍然在转动，对乘客造成的后续伤害。
本发明还提出一种电动汽车，该电动汽车包括电动汽车控制系统，该电动汽车控制系统的具体结构参照上述实施例，由于本电动汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车控制系统，其特征在于，所述电动汽车控制系统包括整车控制器、电机控制器及温度传感器，所述温度传感器设置于电机上，其中，
所述温度传感器，用于感应所述电机的当前温度，将感应的当前温度转换为温度信号，所述整车控制器及电机控制器采集所述温度信号；
所述电机控制器，用于采集所述温度传感器的温度信号时，将采集到的温度信号发送至所述整车控制器；
所述整车控制器，用于将所述电机控制器发送的温度信号对应的第一温度值，以及所述采集的温度传感器的温度信号对应的第二温度值分别与预设温度阈值进行比较，当所述第一温度值或第二温度值大于所述预设温度阈值时，向所述电机控制器发送扭矩限值信号；
所述电机控制器，还用于在接收到所述整车控制器发送的扭矩限值信号时，控制所述电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。
2.如权利要求1所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述整车控制器与所述电机控制器分别通过CAN总线及信号电缆连接，所述温度传感器与所述整车控制器通过信号电缆连接，所述温度传感器还与所述电机控制器连接。
3.如权利要求1中任意一项所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述电机控制器采集电机的电流、电气角度及转速，将采集的电流、电气角度及转速发送至所述整车控制器，整车控制器根据电流、电气角度及转速确定电机的实际扭矩；
所述整车控制器获取驾驶输入信号，根据驾驶输入信号确定电机的指令扭矩；
所述整车控制器将所述指令扭矩和所述实际扭矩进行作差，判断差值是否小于预设基准阈值，当差值大于预设基准阈值时，发出扭矩故障信号。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述电动汽车控制系统还包括碰撞传感器，当所述碰撞传感器检测到碰撞时，发送碰撞信号至所述电机控制器；所述电机控制器检测到碰撞信号时，控制所述电机停止输出扭矩。
5.如权利要求4所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述电机控制器将碰撞信号发送至所述整车控制器，所述整车控制器控制动力电池停止输出电能。
6.如权利要求4所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述电动汽车控制系统包括高压互锁装置，当高压互锁装置被触发后，所述整车控制器检测到高压互锁断开信号时，控制动力电池停止输出电能。
7.如权利要求6所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述电机控制器检测高压互锁断开信号时，控制所述电机停止输出扭矩。
8.如权利要求6所述的电动汽车控制系统，其特征在于，所述整车控制器通过信号电缆，关断电机控制器中的驱动模块的输出，控制电机停止输出扭矩。
9.一种电动汽车控制方法，基于电动汽车控制系统，所述电动汽车控制系统包括整车控制器、电机控制器及温度传感器，所述温度传感器设置于电机上，其特征在于，所述电动汽车控制方法包括：
所述温度传感器感应所述电机的当前温度，将感应的当前温度转换为温度信号，所述整车控制器及电机控制器采集所述温度信号；
所述电机控制器采集所述温度传感器的温度信号时，将接收到的温度信号发送至所述整车控制器；
所述整车控制器将所述电机控制器发送的温度信号对应的第一温度值，以及所述采集的温度传感器的温度信号对应的第二温度值分别与预设温度阈值进行比较，当所述第一温度值或第二温度值大于所述预设温度阈值时，向所述电机控制器发送扭矩限值信号；
所述电机控制器在接收到所述整车控制器发送的扭矩限值信号时，控制所述电机的输出扭矩不超过预设扭矩阈值。
10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1-8任意一项所述的电动汽车控制系统或者应用如权利要求9所述的电动汽车控制方法。
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