CN109421541B - 基于唤醒源的电动汽车上电方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于唤醒源的电动汽车上电方法，包括：第一控制单元接收不同的唤醒源；第一控制单元识别唤醒源是否对应于高压使用请求，并指示电池管理系统及电压转换单元进入初始化状态；若唤醒源对应于高压使用请求，第一控制单元向电池管理系统发送控制指令；基于所接收到的控制指令，电池管理系统执行控制程序使得电池输出高压功率，并将执行结果反馈至第一控制单元；基于接收到执行结果，第一控制单元或启动故障处理程序或指示电压转换单元将电动汽车电池输出的高压转换为低压。按照该方法，能够识别各种复杂唤醒源，进而确定是否需要加载高压，也能够对上电过程进行监测，防止其中有任何的异常或故障。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车上电方法。
背景技术
电动汽车已逐渐得到普及，为节省电力，在电动汽车不需要使用高压的情况下，对其进行高压下电操作；而在其需要、甚至仅仅是可能使用高压的情况下，又希望其能够快速上电。
随着科技的发展，电动汽车的智能功能越来越多，off-car的功能也越来越多，所以，需要汽车上电的唤醒源也越来越多。这种情况下，电动汽车需要识别各种唤醒源并分别根据其需求来做不同的处理。
另一方面，在电动汽车的上电过程中，也期望对上电过程进行监测，防止其中有任何的异常或故障，进而快速处理这些异常或故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车上电方法，其能够判断是否电动汽车是否需要使用高压，进而能够快速上电。
为实现上述目的，本发明提供一种技术方案如下：
一种基于唤醒源的电动汽车上电方法，包括如下步骤：a)、第一控制单元接收不同的唤醒源；b)、第一控制单元识别唤醒源是否对应于高压使用请求，并指示电池管理系统及电压转换单元进入初始化状态；c)、若唤醒源对应于高压使用请求，第一控制单元向电池管理系统发送控制指令；d)、基于所接收到的控制指令，电池管理系统执行控制程序使得电池输出高压功率，并将执行结果反馈至第一控制单元；e)、基于接收到执行结果，第一控制单元或启动故障处理程序或指示电压转换单元将电动汽车电池输出的高压转换为低压。
优选地，唤醒源包括：网关识别车辆启动上电请求或off-car上电请求后向第一控制单元发出的信号；IBS检测到低压电池SOC低于第一阈值时向第一控制单元发出的信号；接入充电桩时充电桩向第一控制单元发出的信号；行车需求信号；以及例程控制需求信号。
优选地，高压使用请求包括：IBS检测到低压电池SOC低于第二阈值时向第一控制单元发出的信号；接入充电桩时充电桩向第一控制单元发出的信号；行车需求信号；以及例程控制需求信号。
优选地，闭合继电器程序包括：对高压主正继电器、高压主负继电器进行预充电；闭合高压主正继电器、高压主负继电器；对高压主正继电器、高压主负继电器进行粘连检测。
根据本发明各实施例提供的电动汽车上电方法，一方面，能够识别各种复杂唤醒源，进而确定是否需要加载高压。另一方面，在电动汽车的上电过程中，也能够对上电过程进行监测，防止其中有任何的异常或故障。该方法能够为用户带来优秀的使用体验，且其实现简单、便利。
附图说明
图1示出本发明第一实施例提供的电动汽车上电方法的流程示意图。
图2示出执行本发明一实施例提供的电动汽车上电方法的过程中的信号流。
具体实施方式
在以下描述中提出具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的技术人员将清楚地知道，即使没有这些具体细节也可实施本发明的实施例。在本发明中，可进行具体的数字引用，例如“第一元件”、“第二装置”等。但是，具体数字引用不应当被理解为必须服从于其字面顺序，而是应被理解为“第一元件”与“第二元件”不同。
本发明所提出的具体细节只是示范性的，具体细节可以变化，但仍然落入本发明的精神和范围之内。术语“耦合”定义为表示直接连接到组件或者经由另一个组件而间接连接到组件，还可以包括通过无线传输等通信方式来实现连接。
以下通过参照附图来描述适于实现本发明的方法、系统和装置的优选实施例。虽然各实施例是针对元件的单个组合来描述，但是应理解，本发明包括所公开元件的所有可能组合。因此，如果一个实施例包括元件A、B和C，而第二实施例包括元件B和D，则本发明也应被认为可以包括A、B、C或D的其他剩余组合，即使没有明确指出。
需要说明的是，根据本发明，电动汽车的运行模式可以包括驻车模式、高压上电模式、交流充电模式、直流充电模式、换电模式、远程软件刷新模式。参与上电过程的控制器可以包括：整车控制器VCU，电池管理系统BMS，前电机控制器PEU_F，后电机控制器PEU_R，网关CGW，高压直流转低压直流转换器DC/DC，这些控制器通过硬线或CAN总线来相互耦合。具体而言，硬线在本文中指的是传输逻辑电平的传输线，或者说，控制器通过逻辑电平或CAN总线来相互耦合。
如图1所示，本发明第一实施例提供一种电动汽车上电方法，其包括如下各步骤。
步骤S10、第一控制单元接收不同的唤醒源。
这里，第一控制单元可以为整车控制单元VCU，也可以为电动汽车自身携带或与电动汽车耦合的任何其他控制单元。
可能引起电动汽车唤醒（具体地，整车控制单元被唤醒）的唤醒源例如包括：网关识别车辆启动上电请求（包括插钥匙上电、遥控启动车辆、远程启动车辆）或off-car上电请求后向整车控制单元VCU发出的信号；智能电池传感器IBS检测到低压电池SOC低于第一阈值时向整车控制单元发出的信号；接入充电桩时充电桩向整车控制单元发出的信号；行车需求信号；以及例程控制（辅助实现一些特殊功能，例如电池换电、远程软件刷新等）需求信号。
其中，off-car上电请求可以包括：远程充电请求；远程开启空调请求；以及，远程软件刷新请求。
此外，唤醒源也可以包括车载娱乐系统使用需求、导航系统使用需求、防盗系统发出的信号等已在电动汽车上实现或将能实现在电动车上的功能。
VCU接收的低压唤醒源有以下五种：12V蓄电池管理系统IBS的LIN唤醒信号、交流充电桩的CC或CP信号、直流充电桩的CC2或A+信号、网关CGW的网络管理帧、网关的KL15信号。
其中，网关主要负责在通过钥匙开启车辆或者有off-car（off-car在此指的是远程控制车辆的情况）功能的上电需求时发出网络管理帧或KL15信号来唤醒VCU。IBS主要负责实时监控小电池的SOC，如果在系统未上电的情况下，低压电池SOC低于第一阈值（例如，低于电池容量的80%等），IBS将通过LIN信号（但不以此为限，也可能用硬线或CAN等）唤醒VCU。交流充电插枪后，交流充电桩输出CC或CP信号将VCU唤醒。直流充电插抢后，直流充电桩输出CC2或A+信号将VCU唤醒。其中，交流充电唤醒源和直流充电唤醒源有优先级之分，优先响应直流充电唤醒源，即当CC或CP和CC2或A+同时存在时，响应CC2或A+，忽略CC或CP。
在电动汽车处于驻车模式时，第一控制单元能够从汽车内部、或外部，从不同来源/渠道接收到这些唤醒源，将自己从休眠模式唤醒。
步骤S11、第一控制单元识别唤醒源是否对应于高压使用请求，并指示电池管理系统及电压转换单元进入初始化状态。
该步骤中，第一控制单元（作为示例，这里采用整车控制单元）识别唤醒源是否对应于高压使用请求。其中，高压使用请求包括：IBS检测到低压电池SOC低于第二阈值时向整车控制单元发出的信号；接入充电桩时充电桩向整车控制单元发出的信号；行车需求信号；以及例程控制需求信号。
可以理解，高压使用请求为唤醒源集合的一个子集。换言之，并非所有的唤醒源都是要电动汽车使用高压功能。另外，本文中步骤S10中针对低压电池的第一阈值与步骤S11中的第二阈值可以不同，也可以相同，这可根据具体实际应用来确定。
作为示例，需要使用高压的需求有以下这些：正常行车、交流充电、直流充电、高压电池换电、例程（routine）控制（辅助实现一些特殊功能，例如电池换电、远程软件刷新等）、远程软件刷新过程中12V蓄电池电量不足从而需要充电、高压电池均衡、远程开启空调、以及长时间静置12V蓄电池造成其电量不足从而需要充电等。
在这里，无论VCU接收到的唤醒源是否对应于高压使用请求，VCU均指示电池管理系统BMS及电压转换单元DC/DC进入初始化状态。采用这种方式，电动汽车可以快速响应用户指令和/或唤醒源，从而有利于提升用户体验。
步骤S12、若唤醒源对应于高压使用请求，第一控制单元向电池管理系统发送控制指令。
这里，控制指令用于指示电池管理系统执行相应的控制程序，使得电池输出高压功率。
若所识别的唤醒源并不是对应于高压使用请求，后续的各步骤无需执行。即，仅当唤醒源对应于高压使用请求时，第一控制单元（作为示例，这里采用整车控制单元）才发出闭合继电器指令。作为控制指令的一种示例，闭合继电器指令指示电池管理系统来闭合继电器，从而可以使用电池输出的高压功率。应当理解，在电池管理系统对于控制高压输出与否采用的是继电器以外的其它开关元件时，则整车控制单元向电池管理系统发送闭合该开关的指令。继电器只是这类开关中的一个具体示例。
步骤S13、电池管理系统执行控制程序，使得电池输出高压功率。
在该步骤中，一旦接收到控制指令，例如闭合继电器指令，电池管理系统将执行控制程序（例如，闭合继电器程序、或闭合其他开关元件的程序）使得电池输出高压功率，并将执行结果反馈至第一控制单元。控制程序可以不仅仅是单纯的闭合继电器动作，而是还包括一系列的检测或其他行为，以防止其中有任何的异常或故障，或能够处理这些异常或故障。
作为控制程序的一种具体示例，闭合继电器程序包括：对高压主正继电器、高压主负继电器进行预充电；闭合所述高压主正继电器、高压主负继电器；对高压主正继电器、高压主负继电器进行粘连检测。
在步骤S13之后，将基于所反馈的执行结果而选择执行步骤S140或选择执行步骤S141。
步骤S140、第一控制单元启动故障处理程序。
进入该步骤S140的前提是闭合继电器程序的执行结果为“失败”。
作为示例，故障处理程序可以包括：判断继电器是否在时间阈值内闭合；若继电器未闭合，则判断是否存在影响电动汽车上电/下电的故障；若存在影响电动汽车上电/下电的故障，则重启整个上电流程，例如，回到步骤S10继续执行。在实际应用中，用于要求继电器闭合的时间取决于继电器或开关的类型，例如所能忍受的最长时间、也就是时间阈值为2秒。
作为另一示例，如果VCU发出继电器闭合指令后，在规定时间内（或者说在等待超时之后）未收到继电器闭合成功、同时又没有检测到影响高压上电的故障时，VCU通过硬线信号将BMS、PEU、DC/DC先休眠再重新唤醒，从而起到重启作用，然后再指示电池管理系统执行闭合继电器程序。
优选情况下，若上述故障处理程序重复执行达到多次，例如3次，而闭合继电器程序的执行结果仍为“失败”，则停止电动汽车上电流程并发出报警信息。
步骤S141、第一控制单元指示电压转换单元将电动汽车电池输出的高压转换为低压。
进入该步骤S141的前提是闭合继电器程序的执行结果为“成功”。此时，VCU将指示电压转换单元进入正常工作模式，即，将电池输出的高压转换为低压，以供电动汽车中的各种低压控制系统使用。
作为上述第一实施例的一种改进实施方式，电动汽车采用的动力系统为双电机系统，且电机为异步电机。基于双电机系统，如果上高压前检测到一台电机存在问题而另一台正常，则允许高压上电以及行车，但会提醒用户状态，也可适量进行车速限制。
作为示例，其中，动力系统由VCU主控，电池管理系统BMS、电机控制器PEU、电压转换单元DC/DC均参与高压上电过程，VCU协调系统操作并进行系统层级诊断，BMS负责预充及高压继电器吸合，DC/DC为各种控制系统提供低压功率，PEU协助高压功能。
采用上述第一实施例，电动汽车能够识别各种复杂唤醒源，进而确定是否需要加载高压，同时，能够对上电过程进行监测，防止其中有任何的异常或故障。
图2示出在电动汽车上电过程中的信号流。
如图2所示，VCU被唤醒后，将进入初始化，同时通过硬线或CAN总线唤醒BMS、DC/DC以及电机控制器PEU（图2未示出），并使它们分别进入初始化状态，BMS、DC/DC及PEU随后进行自检，并将检测结果反馈给VCU。
关于闭合继电器程序，如果VCU发出继电器闭合请求后，在200ms(标定量)内未收到BMS关于闭合继电器成功的反馈，同时此时并无严重故障发生，VCU将自动重启动力系统而无需外界条件触发（例如，VCU会将BMS、PEU、DCDC通过硬线或CAN信号休眠再重新唤醒而达到重启的目的，然后再重新尝试闭合继电器），这种尝试可进行多次。
关于电压转换单元的正常工作模式，DC/DC接收到来自VCU的使能信号后，开始工作，输出13.6V电压为各种控制系统提供低压功率。
关于IMMO防盗校验，IMMO校验通过时，VCU使能所有高压功能，并允许正常行车。若IMMO校验未通过，VCU将禁用行车功能，但允许其他高压功能。
在本发明的一些实施例中，方法的一些步骤可在采用通信网络所连接的一组分布式计算装置上实现，或，基于“云”来实现。在这类系统中，多个计算装置共同操作，以通过使用其共享资源来提供服务。
基于“云”的实现可提供一个或多个优点，包括：开放性、灵活性和可扩展性、可中心管理、可靠性、可缩放性、对计算资源所优化、具有聚合和分析跨多个用户的信息的能力、跨多个地理区域进行连接、以及将多个移动或数据网络运营商用于网络连通性的能力。
本发明还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，这些计算机程序在由处理器执行时，将执行如上述第一实施例或其改进方式所提供的方法。
上述说明仅针对于本发明的优选实施例，并不在于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可能作出各种变形设计，而不脱离本发明的思想及附随的权利要求。
Claims (8)
1.一种基于唤醒源的电动汽车上电方法，包括如下步骤：
a)、第一控制单元接收不同的唤醒源；
b)、所述第一控制单元识别所述唤醒源是否对应于高压使用请求，并指示电池管理系统及电压转换单元进入初始化状态，其中所述高压使用请求包括接入充电桩时所述充电桩向所述第一控制单元发出的信号，并且当交流充电唤醒源和直流充电唤醒源同时存在时，优先响应所述直流充电唤醒源而忽略所述交流充电唤醒源；
c)、若所述唤醒源对应于所述高压使用请求，所述第一控制单元向所述电池管理系统发送控制指令；
d)、基于所接收到的控制指令，所述电池管理系统执行控制程序使得电池输出高压功率，并将执行结果反馈至所述第一控制单元；
e)、基于接收到所述执行结果，所述第一控制单元或启动故障处理程序或指示所述电压转换单元将电动汽车电池输出的高压转换为低压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述唤醒源包括：
网关识别车辆启动上电请求或off-car上电请求后向所述第一控制单元发出的信号；
IBS检测到低压电池SOC低于第一阈值时向所述第一控制单元发出的信号；
接入充电桩时所述充电桩向所述第一控制单元发出的信号；
行车需求信号；以及
例程控制需求信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述off-car上电请求包括：
远程充电请求；远程开启空调请求；以及，远程软件刷新请求。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压使用请求包括：
IBS检测到低压电池SOC低于第二阈值时向所述第一控制单元发出的信号；
行车需求信号；以及
例程控制需求信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障处理程序包括：
判断继电器是否在时间阈值内闭合；
若所述继电器未闭合，则判断是否存在影响电动汽车上电/下电的故障；
若存在所述影响电动汽车上电/下电的故障，则回到步骤a)继续执行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述故障处理程序重复执行达到三次，而所述执行结果仍为失败，则停止电动汽车上电流程并发出报警信息。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，闭合继电器程序包括：
对高压主正继电器、高压主负继电器进行预充电；
闭合所述高压主正继电器、高压主负继电器；
对所述高压主正继电器、高压主负继电器进行粘连检测。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器执行时，执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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