CN109484184A - 电动汽车、电动汽车的动力系统及其控制方法 - Google Patents

电动汽车、电动汽车的动力系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电动汽车、电动汽车的动力系统及其控制方法，该系统包括：动力电池；通过高压接触器与动力电池相连的高压部件；放电电路，放电电路选择性地与高压部件相连，以在接入高压部件时对高压部件进行高压泄放；用于在车辆的低压失效时为DCDC供电的备用电源；DCDC，用于在车辆高压下电且车辆的低压失效时，接入备用电源，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放。本发明能够在车辆低压失效时，通过备用电源供电，以便继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。

Description

电动汽车、电动汽车的动力系统及其控制方法
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、电动汽车的动力系统及其控制方法。
背景技术
在车辆关闭钥匙后，一般通过主动放电来将直流母线上的残余电量在规定的时间内快速泄放到安全电压以下，在每次操作循环和检测到碰撞时断开高压电网开关后，都要启动主动放电，以防止人员发生触电危险。根据国际标准设计要求，每次下电后，高压系统电容应在5秒内放电到60VDC以下。
目前，相关技术中的一种方法是通过电机控制器实现主动放电，车辆每次下电后(断开动力电池主正、主负后)DCDC给电机控制器发送放电指令，把电容里面的电量通过电机绕组消耗掉，此时电机控制器的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管芯片)必须为闭合状态。相关技术中还有一种方法是通过PTC加热进行主动放电。
以上描述的主动放电的方式，都是需要在整车12V蓄电池供电的情况下才可以完成。然而当整车12V蓄电池供电失败时，就不能够实现主动放电功能。例如，当发生碰撞后蓄电池供电失败，或总线掉线，或碰撞过程中电机控制器或PTC发生严重故障时，都不能完成主动放电功能，从而降低了车辆下电的安全性。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的动力系统，该系统能够在车辆低压失效时，通过备用电源供电，以便继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车的动力系统的控制方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种电动汽车的动力系统，包括：动力电池；通过高压接触器与所述动力电池相连的高压部件；放电电路，所述放电电路选择性地与所述高压部件相连，以在接入所述高压部件时对所述高压部件进行高压泄放；用于在车辆的低压失效时为DCDC供电的备用电源；所述DCDC，用于在车辆高压下电且所述车辆的低压失效时，接入所述备用电源，以便控制所述放电电路对所述高压部件进行高压泄放。
根据本发明实施例的电动汽车的动力系统，在车辆高压下电且车辆的低压失效时，通过接入备用电源来为DCDC进行供电，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放，从而能够继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的动力系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，还包括：电压检测电路，用于检测所述高压部件的端电压，所述电压检测电路与所述DCDC相连，所述DCDC根据所述高压部件的端电压判断所述高压部件的高压泄放是否失效。
在一些示例中，还包括：提示组件，所述提示组件与所述DCDC相连，以在所述高压部件的高压泄放失效时，发出提示信号。
在一些示例中，所述DCDC包括：记录单元，用于记录所述高压部件的高压泄放失效的历史故障；故障提示单元，用于在下一次上电时，进行仪表提示，直到故障维修后清除。
在一些示例中，所述备用电源设置在所述DCDC内部，并与所述DCDC的直流输出端相连，同时对所述DCDC供电。
在一些示例中，所述放电电路包括：开关组件，所述开关组件具有控制端，所述开关组件的一端与所述高压部件的正极相连，所述控制端与所述DCDC相连，所述开关组件由所述DCDC控制；放电组件，所述放电组件的一端与所述开关组件的另一端相连，所述放电组件的另一端接地。
在一些示例中，所述开关组件包括继电器，所述放电组件包括多个放电电阻。
为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种电动汽车，包括如本发明上述实施例所述的电动汽车的动力系统。
根据本发明实施例的电动汽车，在高压下电且低压失效时，通过接入备用电源来为DCDC供电，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放，从而能够继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
为了实现上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种电动汽车的动力系统的控制方法，包括以下步骤：在车辆高压下电时，DCDC检测车辆的低压是否失效，如果是，则接入备用电源，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放。
根据本发明实施例的电动汽车的动力系统的控制方法，在车辆高压下电且车辆的低压失效时，通过接入备用电源来为DCDC供电，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放，从而能够继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的动力系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，还包括：检测所述高压部件的端电压；所述DCDC根据所述高压部件的端电压判断所述高压部件的高压泄放是否失效。
在一些示例中，还包括：在一些示例中，所述DCDC包括：记录所述高压部件的高压泄放失效的历史故障；在下一次上电时，进行仪表提示，直到故障维修后清除。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的动力系统的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的放电电路示意图；
图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的动力系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车、电动汽车的动力系统及其控制方法。
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的动力系统的结构示意图。如图1所示，该系统100包括：动力电池110、高压部件130、放电电路140、备用电源150和DCDC160。其中，备用电源150例如设置在DCDC160内部，通常在车辆高压上电时通过DCDC160将高压转换为低压给备用电源150充电。
其中，高压部件130通过高压接触器120与动力电池110相连。放电电路140选择性地与高压部件130相连，以在接入高压部件130时对高压部件130进行高压泄放。备用电源150用于在车辆的低压失效时为DCDC160供电。DCDC160用于在车辆高压下电且车辆的低压失效时，接入备用电源150，以便控制放电电路140对高压部件130进行高压泄放。其中，高压部件130例如包括多个电容，例如图1所示，高压部件130包括电容C1至C5，其中，C1为前电机控制器电容，C2为后电机控制器电容，C3为电动压缩机电容，C4为充电机电容，C5为DCDC电容(其中，C5在DCDC160中)。
也即是说，当车辆高压下电时，如果车辆低压失效，即整车12V蓄电池无法给DCDC160供电，导致整车无法主动放电，容易发生危险，降低了车辆下电的安全性。而本发明实施例通过增加备用电源150，当整车高压下电时，如果车辆低压失效，则接入备用电源150(低压12V)对DCDC160内的低压ECU供电，使DCDC160正常工作，控制放电电路140对高压部件130进行高压泄放，实现车辆的主动放电，即泄放掉高压部件130中多个电容中所存储的能量，提高了整车下电的安全性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该系统100还包括电压检测电路(图中未示出)，例如高压采集电路。电压检测电路用于检测高压部件130的端电压，电压检测电路与DCDC160相连，DCDC160根据高压部件130的端电压判断高压部件130的高压泄放是否失效。换言之，即DCDC160通过电压检测电路实时监控高压部件130的端电压，当监测到高压部件130的端电压不正常(例如，高压下电时，端电压未在预设时间内降到预设电压下)时，即判断高压部件130的高压泄放失效，存在高压安全隐患。
进一步地，在本发明的一个实施例中，DCDC160包括记录单元和故障提示单元。记录单元用于记录历史故障功能。故障提示单元用于在下一次上电后进行仪表提示，提示驾驶员应去维修站维修，避免发生进一步危险情况，提高了车辆安全性。
在本发明的一个实施例中，备用电源150设置在DCDC160内部，并与DCDC160的低压直流输出端相连，在车辆正常时，可通过DCDC160低压给备用电源充电，在低压失效时，通过备用电源150给DCDC160供电。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，放电电路140包括：开关组件141和放电组件142。开关组件141具有控制端，开关组件141的一端与高压部件130的正极相连，控制端与DCDC160相连，开关组件141由DCDC160控制。放电组件142的一端与开关组件141的另一端相连，放电组件142的另一端接地。其中，开关组件141包括继电器，例如图2中的继电器K4。放电组件142包括多个放电电阻，例如图2中的电阻R1至R4，其中，电阻R1至R4的阻值例如分别为150欧姆，放电功率分别为3W。
具体地说，继电器K4例如为常开开关。正常情况下，即可利用车辆的12V蓄电池进行放电。当整车低压12V失效时，(即12V低压蓄电池与整车断开连接)启动备用电源150，给DCDC160供电，以继续执行主动放电。其中，结合图1所示，每一次高压下电时，DCDC160按照下电流程时序执行操作，整车VCU即控制继电器K1、K2断开后，控制继电器K4闭合，下电完成后由电压检测电路(如高压采集电路)采集高压部件130前后端电压信息给DCDC160，DCDC160根据高压部件130的端电压情况进行主动放电结果的判断。如果主动放电成功，即高压部件130的端电压下降到DC60V以下，则控制继电器K4断开。如果高压部件130的端电压未在1秒内降为DC60V以下，则判定主动放电失败，即高压部件130的高压泄放失效，则记录在历史故障中，并自动断开继电器K4。进一步地，当主动放电失效后，提示组件(如整车仪表)应提示需要进行维修检查并报故障，以提醒相关人员及时处理，并当记录历史故障，当车辆再次上电时进行仪表提示，以避免发生危险情况，提高车辆的安全性。
根据本发明实施例的电动汽车的动力系统，在车辆高压下电且车辆的低压失效时，通过接入备用电源来为DCDC供电，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放，从而能够继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
本发明的进一步实施例还提出了一种电动汽车。该电动汽车包括本发明上述任意一个实施例所描述的电动汽车的动力系统。
根据本发明实施例的电动汽车，在高压下电且低压失效时，通过接入备用电源来为DCDC供电，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放，从而能够继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
另外，根据本发明实施例的电动汽车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
本发明的进一步实施例还提出了一种电动汽车的动力系统的控制方法。其中，该电动汽车的动力系统例如为本发明上述任意一个实施例所描述的电动汽车的动力系统。
图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的动力系统的控制方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：在车辆高压下电时，DCDC检测车辆的低压是否失效。
步骤S2：如果是，则接入备用电源，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放。
也即是说，当整车高压下电时，如果车辆低压失效，则接入备用电源(低压12V)对DCDC供电，使DCDC正常工作，控制放电电路对高压部件进行高压泄放，实现车辆的主动放电，即泄放掉高压部件中多个电容中所存储的能量，提高了整车下电的安全性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该方法还包括：检测高压部件的端电压；DCDC根据高压部件的端电压判断高压部件的高压泄放是否失效。举例而言，即DCDC通过电压检测电路实时监控高压部件的端电压，当监测到高压部件的端电压不正常(例如，高压下电时，端电压未在预设时间内降到预设电压下)时，即判断高压部件的高压泄放失效，存在高压安全隐患。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该方法还包括：DCDC可记录历史故障，在下一次上电时显示在仪表，提示驾驶员进行维修，直到故障维修后，才清除历史故障。
需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的动力系统的控制方法的具体实现方式与本发明实施例的电动汽车的动力系统的具体实现方式类似，具体请参见系统部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的电动汽车的动力系统的控制方法，在车辆高压下电且车辆的低压失效时，通过接入备用电源来为DCDC供电，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放，从而能够继续完成主动放电，保证车辆下电的安全性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (11)

1.一种电动汽车的动力系统，其特征在于，包括：
动力电池；
通过高压接触器与所述动力电池相连的高压部件；
放电电路，所述放电电路选择性地与所述高压部件相连，以在接入所述高压部件时对所述高压部件进行高压泄放；
用于在车辆的低压失效时为DCDC供电的备用电源；
所述DCDC，用于在车辆高压下电且所述车辆的低压失效时，接入所述备用电源，以便控制所述放电电路对所述高压部件进行高压泄放。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，还包括：
电压检测电路，用于检测所述高压部件的端电压，所述电压检测电路与所述DCDC相连，所述DCDC根据所述高压部件的端电压判断所述高压部件的高压泄放是否失效。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，还包括：
提示组件，所述提示组件与所述DCDC相连，以在所述高压部件的高压泄放失效时，发出提示信号。
4.根据权利要求2所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述DCDC包括：
记录单元，用于记录所述高压部件的高压泄放失效的历史故障；
故障提示单元，用于在下一次上电时，进行仪表提示，直到故障维修后清除。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述备用电源设置在所述DCDC内部，并与所述DCDC的直流输出端相连，同时对所述DCDC供电。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述放电电路包括：
开关组件，所述开关组件具有控制端，所述开关组件的一端与所述高压部件的正极相连，所述控制端与所述DCDC相连，所述开关组件由所述DCDC控制；
放电组件，所述放电组件的一端与所述开关组件的另一端相连，所述放电组件的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述开关组件包括继电器，所述放电组件包括多个放电电阻。
8.一种电动汽车，其特征在于，包括：根据权利要求1-7任一项所述的电动汽车的动力系统。
9.一种电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在车辆高压下电时，DCDC检测车辆的低压是否失效；
如果是，则接入备用电源，以便控制放电电路对高压部件进行高压泄放。
10.根据权利要求9所述的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，还包括：
检测所述高压部件的端电压；
所述DCDC根据所述高压部件的端电压判断所述高压部件的高压泄放是否失效。
11.根据权利要求10所述的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，还包括：
记录所述高压部件的高压泄放失效的历史故障；
在下一次上电时，进行仪表提示，直到故障维修后清除。
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