CN110293847A - 燃料电池汽车下电控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃料电池汽车下电控制方法，包括：当整车控制器发送高压下电指令时，触发电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器进入下电延时过程；当燃料电池完成高压下电时，整车控制器断开高压回路接触器，电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，完成电机控制器高压存储电能及升压DC/DC变换器中超级电容所存储电能的安全消耗；当电容存储电能完成安全消耗时，整车控制器断开电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器的相应继电器，完成低压下电。应用本发明提供的方法，通过对整车高低压电气系统的设计，实现对燃料电池下电延时过程的精确控制，并通过现有的电机控制器内部部件，保证下电完成后高压回路的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种燃料电池汽车下电控制方法及装置。
背景技术
随着新能源汽车技术的快速发展，新能源汽车在汽车领域中被大力推广，而燃料电池汽车因其具有零污染、燃料来源多元化及能源可再生等特点，成为新能源汽车领域研究的重点。燃料电池作为燃料电池汽车的核心部件，因其特殊性在燃料电池汽车下电过程中，需要进行降功率、清载及清扫等工作，导致所需下电过程的延时时间较长。并且用于燃料电池进行升压的DC/DC变换器中含有超级电容，在燃料电池汽车下电过程中，需要释放超级电容中所存储的电能，避免燃料电池汽车存在安全隐患问题。
目前，在燃料电池汽车下电过程中，由燃料电池汽车动力系统中的各控制器分别控制各自的下电延时，不利于燃料电池汽车对下电过程的整车协调和精确控制。并且用于对燃料电池进行升压的DC/DC变换器中的超级电容，其所存储的电能只能在下电完成后自行释放，存在着较大的安全隐患问题。因此如何实现对燃料电池下电过程的精确控制，保证燃料电池下电完成后汽车的安全性，成为燃料电池汽车领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种燃料电池汽车下电过程控制方法，通过控制电路中的整车控制单元，对相应的各个继电器及高压接触器进行控制，实现对电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器下电延时过程的精确控制，保证了下电过程的安全性。
本发明还提供了一种燃料电池汽车下电控制装置，用于保证上述方法在实际应用中的实现。
一种燃料电池汽车下电控制方法，所述方法应用于控制电路，所述控制电路包括：整车控制单元、电机控制器、电池管理系统、燃料电池控制器、升压DC/DC、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一高压接触器、第二高压接触器和第三高压接触器，所述整车控制单元的第一输出针脚通过所述第一继电器与所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第二输出针脚通过所述第二继电器与所述电池管理系统相连接；
所述整车控制单元的第三输出针脚通过所述第三继电器与所述燃料电池控制器相连接；
所述整车控制单元的第四输出针脚通过所述第一高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第五输出针脚通过所述第二高压接触器与第一连接处相连接，所述第一连接处为所述升压DC/DC与所述电机控制器的连接处；
所述第二高压接触器与所述第一连接处之间设置有预充电阻；
所述整车控制单元的第六输出针脚通过所述第三高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述升压DC/DC与燃料电池相连接，所述电机控制器与电机相连接；
所述方法包括：
当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，所述整车控制单元通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
在所述整车控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，所述整车控制单元通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，所述整车控制单元发送高压下电指令至所述电机控制器，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，所述整车控制单元通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
上述的方法，可选的，还包括：
当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器低压下电完成时，所述整车控制单元进入休眠状态。
上述的方法，可选的，还包括：
当所述整车控制单元接收到驾驶员发送的低压上电指令时，所述整车控制单元进行低压上电；
所述整车控制单元通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器对所述电机控制器进行低压上电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器对所述电池管理系统进行低压上电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器对所述燃料电池控制器进行低压上电；
当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器完成低压上电时，所述整车控制单元依据车辆的运行状态判断是否发出高压上电指令；
当所述整车控制单元发出高压上电指令后，所述整车控制单元通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器吸合，并通过所述第六输出针脚控制所述第三高压接触器吸合，以实现对所述电机控制器及所述升压DC/DC中的超级电容进行预充电，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均达到其各自对应的设定阈值时，所述整车控制单元通过所述第四输出针脚控制所述第一高压接触器吸合；
当所述第一高压接触器吸合时，所述整车控制单元通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器断开，以完成对所述燃料电池汽车的上电控制。
上述的方法，可选的，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，包括：
当所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC中超级电容所存储的电能进行消耗时，所述整车控制器采集电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压；
实时判断采集的所述整车控制器的电压及所述升压DC/DC的电压是否均小于其各自对应的电压阈值；
当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
上述的方法，可选的，所述控制电路的供电电源为12V直流电源或24V直流电源。
一种燃料电池汽车下电控制装置，所述装置应用于控制电路，所述控制电路包括：整车控制单元、电机控制器、电池管理系统、燃料电池控制器、升压DC/DC、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一高压接触器、第二高压接触器和第三高压接触器，所述整车控制单元的第一输出针脚通过所述第一继电器与所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第二输出针脚通过所述第二继电器与所述电池管理系统相连接；
所述整车控制单元的第三输出针脚通过所述第三继电器与所述燃料电池控制器相连接；
所述整车控制单元的第四输出针脚通过所述第一高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第五输出针脚通过所述第二高压接触器与第一连接处相连接，所述第一连接处为所述升压DC/DC与所述电机控制器的连接处；
所述第二高压接触器与所述第一连接处之间设置有预充电阻；
所述整车控制单元的第六输出针脚通过所述第三高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述升压DC/DC与燃料电池相连接，所述电机控制器与电机相连接；
所述燃料电池汽车下电控制装置设置在所述整车控制单元中，所述装置包括：
第一控制单元，用于当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
第一触发单元，用于在所述第一控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，触发所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
第二控制单元，用于当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
第二触发单元，用于在所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，发送高压下电指令至所述电机控制器，触发所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
第三控制单元，用于当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
上述的装置，可选的，还包括：
第四控制单元，用于当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器低压下电完成时，控制所述整车控制单元进入休眠状态。
上述的装置，可选的，还包括：
第五控制单元，用于当所述整车控制单元接收到驾驶员发送的低压上电指令时，控制所述整车控制单元进行低压上电；
第六控制单元，用于通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器对所述电机控制器进行低压上电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器对所述电池管理系统进行低压上电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器对所述燃料电池控制器进行低压上电；
判断单元，用于当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器完成低压上电时，依据车辆的运行状态判断是否发出高压上电指令；
第七控制单元，用于当所述判断单元发出高压上电指令后，通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器吸合，并通过所述第六输出针脚控制所述第三高压接触器吸合，以实现对所述电机控制器及所述升压DC/DC中的超级电容进行预充电，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均达到其各自对应的设定阈值时，通过所述第四输出针脚控制所述第一高压接触器吸合；
第八控制单元，用于当所述第一高压接触器吸合时，通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器断开，以完成对所述燃料电池汽车的上电控制。
上述的装置，可选的，所述第二触发单元，包括：
采集子单元，用于当所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC中超级电容所存储的电能进行消耗时，采集电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压；
判断子单元，用于实时判断采集的所述整车控制器的电压及所述升压DC/DC的电压是否均小于其各自对应的电压阈值；并当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
上述的装置，可选的，所述控制电路的供电电源为12V直流电源或24V直流电源。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明提供了一种燃料电池汽车下电控制方法，包括：当燃料电池汽车高压控制回路完成高压上电后，整车控制器根据驾驶员操作及整车运行状态，判断是否发送高压下电指令；若所述整车控制器发送高压下电指令，则所述整车控制器触发低压下电延时指令，通过相应的输出针脚及继电器分别继续控制电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器的低压供电，进入下电延时过程；在下电延时过程中，所述燃料电池控制器控制燃料电池完成高压下电；当所述燃料电池完成高压下电后，所述整车控制器通过输出针脚断开控制电路中全部的继电器，并向所述电机控制器发送高压下电指令；所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，完成电机控制器及升压DC/DC变换器中超级电容所存储电能的安全消耗；当所述电容存储电能完成安全消耗后，所述整车控制器通过输出针脚断开控制所述电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器的相应继电器，完成低压下电。应用本发明提供的方法，通过控制电路中的整车控制单元，对相应的各个继电器及高压接触器进行控制，实现对电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器下电延时过程的精确控制，保证了下电过程的安全性。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种控制电路的低压供电电路图；
图2为本发明提供的一种控制电路的高压供电电路图；
图3为本发明提供的一种燃料电池汽车下电控制方法的方法流程图；
图4为本发明提供的一种燃料电池上电及下电控制过程原理图；
图5为本发明提供的一种燃料电池汽车下电控制装置的结构示意图；
图6为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
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做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。
本发明实施例提供了一种燃料电池汽车下电控制方法，通过对燃料电池汽车整车高低压电气部分的设计以及依据现有的电机控制器硬件资源，实现对燃料电池下电延时过程的精确控制，保证下电完成后高压回路的安全性。
参考图1及图2，示出了本发明实施例提供的应用于燃料电池汽车中的控制电路，所述控制电路包括：整车控制单元VCU、电机控制器MCU、电池管理系统BMS、燃料电池控制器FCU、升压DC/DC、第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第一高压接触器K1、第二高压接触器K2和第三高压接触器K3，所述整车控制单元VCU的第一输出针脚B1通过所述第一继电器S1与所述电机控制器MCU相连接；
所述整车控制单元VCU的第二输出针脚B2通过所述第二继电器S2与所述电池管理系统BMS相连接；
所述整车控制单元VCU的第三输出针脚B3通过所述第三继电器S3与所述燃料电池控制器FCU相连接；
所述整车控制单元VCU的第四输出针脚B4通过所述第一高压接触器K1分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器MCU相连接；
所述整车控制单元VCU的第五输出针脚B5通过所述第二高压接触器K2与第一连接处相连接，所述第一连接处为所述升压DC/DC与所述电机控制器MCU的连接处；
所述第二高压接触器K2与所述第一连接处之间设置有预充电阻；
所述整车控制单元VCU的第六输出针脚B6通过所述第三高压接触器K3分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器MCU相连接；
所述升压DC/DC与燃料电池相连接，所述电机控制器MCU与电机相连接。
其中，图1示出了所述控制电路的低压供电部分，图2示出了所述控制电路的高压供电部分。
参考图3，示出了本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制方法的方法流程图，在下述对技术方案进行描述的过程中，相关术语的解释如下：
VCU：整车控制单元；
MCU：电机控制器；
FCU：燃料电池控制器；
IGBT：绝缘栅双极型晶体管；
BMS：电池管理系统。
所述方法包括：
S101：当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，所述整车控制单元通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
本发明实施例提供的方法中，当驾驶员需要对车辆进行下电，且当前车辆的运行状态满足下电条件时，所述整车控制单元确定当前车辆需要进行下电操作，所述整车控制单元触发下电延时功能，进而通过输出针脚B1、B2、B3继续控制相对应的各个继电器控制MCU、BMS及FCU的低压供电，保持下电延迟功能。
S102：在所述整车控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
本发明实施例提供的方法中，在下电延迟过程中，FCU控制所述燃料电池高压下电，完成燃料电池电堆的降功率、清载、清扫等过程。
S103：当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，所述整车控制单元通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
S104：所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，所述整车控制单元发送高压下电指令至所述电机控制器，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
S105：当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，所述整车控制单元通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制方法，通过VCU控制相应输出针脚以控制各个继电器的方案，实现对MCU、BMS、FCU的下电延时控制，进而在车辆钥匙下电后能够保证MCU、BMS、FCU的低压正常供电，从而实现对燃料电池下电过程的精确控制；通过MCU控制器内部的IGBT模块等对升压DCDC中超级电容所存储的电能进行消耗，从而保证下电完成后高压回路的安全性。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制方法中，当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器低压下电完成时，所述整车控制单元进入休眠状态。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制方法中，当所述整车控制单元VCU接收到驾驶员发送的低压上电指令时，所述整车控制单元VCU进行低压上电；
所述整车控制单元VCU通过所述第一输出针脚B1控制所述第一继电器S1对所述电机控制器MCU进行低压上电，并通过所述第二输出针脚B2控制所述第二继电器S2对所述电池管理系统BMS进行低压上电，并通过所述第三输出针脚B3控制所述第三继电器S3对所述燃料电池控制器FCU进行低压上电；
当所述电机控制器MCU、所述电池管理系统BMS及所述燃料电池控制器FCU完成低压上电时，所述整车控制单元VCU依据车辆的运行状态判断是否发出高压上电指令；
当所述整车控制单元VCU发出高压上电指令后，所述整车控制单元VCU通过所述第五输出针脚B5控制所述第二高压接触器K2吸合，并通过所述第六输出针脚B6控制所述第三高压接触器K3吸合，以实现对所述电机控制器MCU及所述升压DC/DC中的超级电容进行预充电，直至所述电机控制器MCU的电压及所述升压DC/DC的电压均达到其各自对应的设定阈值时，所述整车控制单元VCU通过所述第四输出针脚B4控制所述第一高压接触器K1吸合；
当所述第一高压接触器K1吸合时，所述整车控制单元VCU通过所述第五输出针脚B5控制所述第二高压接触器K2断开，以完成对所述燃料电池汽车的上电控制。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制方法中，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗的具体过程，包括：
当所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC中超级电容所存储的电能进行消耗时，所述整车控制器采集电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压；
实时判断采集的所述整车控制器的电压及所述升压DC/DC的电压是否均小于其各自对应的电压阈值；
当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
本发明实施例提供的方法中，在对电机控制器及IGBT模块中的电能进行消耗时，采集电机控制器两端的电压及所述升压DC/DC两端的电压，根据采集的电压值与预先设定的电压阈值进行比对，当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
本发明实施例提供的方法中，所述控制电路的供电电源为12V直流电源或24V直流电源。
本发明实施例提供的方法中，所述控制电路可以为低压电气系统的电路设计，在具体的设计过程中，可以采用12V或24V直流电源，对所述整车控制器进行低压上电。
参考图4，示出了本发明实施例提供的燃料电池汽车上下电过程的整体流程图，以下结合图4，对本发明实施例提供的燃料电池汽车上下电过程进行详细描述：
在车辆运行过程中，当驾驶员通过钥匙信号触发VCU低压上电时，所述VCU在低压上电后，通过输出针脚B1、B2、B3分别控制相对应的继电器以控制MCU、BMS、FCU的低压上电。
当所述MCU、BMS及FUC的上电自检过程完成后，所述VCU根据当前车辆的运行状态，判断是否发出高压上电指令。
当所述VCU发出高压上电指令时，所述VCU通过输出针脚B5控制第二高压接触器K2吸合，并通过输出针脚B6控制第三高压接触器K3吸合，以开始对MCU、升压DC/DC中的超级电容进行预充电过程，直至MCU及升压DC/DC的电压达到其各自对应的设定阈值；VCU再通过输出针脚B4控制第一高压接触器K1吸合，K1吸合后VCU通过输出针脚B5控制K2断开，此时即完成高压上电操作；本发明实施例提供的方法中，MCU及升压DC/DC的电压阈值可以为同一个设定阈值，也可以各自对应不同的设定阈值。
在车辆的下电过程中，VCU首先根据驾驶员需求以及车辆运行状态等车辆信息判断是否进行下电操作。
如果开始下电，则VCU触发下电延时功能，同时通过输出针脚B1、B2、B3继续控制相对应继电器控制MCU、BMS、FCU的低压供电，保持下电延时功能。
下电延时过程中，FCU控制燃料电池高压下电，完成燃料电池电堆的降功率、清载、清扫等过程。
FCU控制燃料电池高压下电完成后，VCU控制相对应针脚断开高压接触器K1、K3；在K1、K3断开后，VCU发送高压下电指令给MCU，MCU通过内部的IGBT模块完成MCU、升压DCDC内部超级电容中电能的消耗；直至MCU、升压DCDC端电压满足安全要求。
高压下电完成后，VCU通过输出针脚B1、B2、B3控制MCU、BMS、FCU低压下电，VCU进入休眠状态。
本发明实施例提供的方法中，通过VCU控制输出针脚输出，进而控制继电器的方案，实现对燃料电池下电过程的精确控制；通过MCU控制器内部的IGBT模块对升压DCDC中超级电容所存储的电能进行消耗，从而保证下电完成后高压回路的安全性。
本发明通过对整车高低压电气部分的设计以及VCU中的控制逻辑，实现燃料电池下电过程的延时控制；另外在不增加零部件的情况下通过现有的MCU硬件资源IGBT模块完成对升压DCDC中电能的释放，从而实现燃料电池下电过程中高压、低压延时的精确控制。
与图1所述的方法相对应，本发明实施例还提供了一种燃料电池汽车下电控制装置，用于对图1中方法的具体实现，其结构示意图如图5所示，该装置与上述方法相对应的，应用在控制电路中，所述控制电路包括：整车控制单元、电机控制器、电池管理系统、燃料电池控制器、升压DC/DC、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一高压接触器、第二高压接触器和第三高压接触器，所述整车控制单元的第一输出针脚通过所述第一继电器与所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第二输出针脚通过所述第二继电器与所述电池管理系统相连接；
所述整车控制单元的第三输出针脚通过所述第三继电器与所述燃料电池控制器相连接；
所述整车控制单元的第四输出针脚通过所述第一高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第五输出针脚通过所述第二高压接触器与第一连接处相连接，所述第一连接处为所述升压DC/DC与所述电机控制器的连接处；
所述第二高压接触器与所述第一连接处之间设置有预充电阻；
所述整车控制单元的第六输出针脚通过所述第三高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述升压DC/DC与燃料电池相连接，所述电机控制器与电机相连接。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制装置设置在所述整车控制单元中，可以为所述整车控制单元中的一个程序处理模块，也可以为所述整车控制单元中的微控制器，所述装置包括：
第一控制单元201，用于当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
第一触发单元202，用于在所述第一控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，触发所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
第二控制单元203，用于当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
第二触发单元204，用于在所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，发送高压下电指令至所述电机控制器，触发所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
第三控制单元205，用于当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制装置，在燃料电池汽车高压控制回路完成高压上电后，该装置根据驾驶员操作及整车运行状态，判断是否发送高压下电指令；若发送高压下电指令，则该装置触发低压下电延时指令，通过相应的输出针脚及继电器分别继续控制电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器的低压供电，进入下电延时过程；在下电延时过程中，触发所述燃料电池控制器控制燃料电池完成高压下电；当所述燃料电池完成高压下电时，该装置通过输出针脚断开控制电路中全部的继电器，并向所述电机控制器发送高压下电指令；所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，完成电机控制器及升压DC/DC变换器中超级电容所存储电能的安全消耗；当所述电容存储电能完成安全消耗后，该装置通过输出针脚断开控制所述电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器的相应继电器，完成低压下电。应用本发明提供的装置，对相应的各个继电器及高压接触器进行控制，实现对电机控制器、电池管理系统及燃料电池控制器下电延时过程的精确控制，保证了下电过程的安全性。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制装置中，还包括：
第四控制单元，用于当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器低压下电完成时，控制所述整车控制单元进入休眠状态。
第五控制单元，用于当所述整车控制单元接收到驾驶员发送的低压上电指令时，控制所述整车控制单元进行低压上电；
第六控制单元，用于通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器对所述电机控制器进行低压上电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器对所述电池管理系统进行低压上电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器对所述燃料电池控制器进行低压上电；
判断单元，用于当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器完成低压上电时，依据车辆的运行状态判断是否发出高压上电指令；
第七控制单元，用于当所述判断单元发出高压上电指令后，通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器吸合，并通过所述第六输出针脚控制所述第三高压接触器吸合，以实现对所述电机控制器及所述升压DC/DC中的超级电容进行预充电，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均达到其各自对应的设定阈值时，通过所述第四输出针脚控制所述第一高压接触器吸合；
第八控制单元，用于当所述第一高压接触器吸合时，通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器断开，以完成对所述燃料电池汽车的上电控制。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制装置中，所述第二触发单元，包括：
采集子单元，用于当所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC中超级电容所存储的电能进行消耗时，采集电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压；
判断子单元，用于实时判断采集的所述整车控制器的电压及所述升压DC/DC的电压是否均小于其各自对应的电压阈值；并当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
本发明实施例提供的燃料电池汽车下电控制装置中，所述控制电路的供电电源为12V直流电源或24V直流电源。
本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，在所述存储指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述燃料电池汽车下电控制方法。
本发明实施例还提供了一种电子设备，其结构示意图如图6所示，具体包括存储器301，以及一个或者一个以上的指令302，其中一个或者一个以上指令302存储于存储器301中，且经配置由一个或者一个以上处理器303执行所述一个或者一个以上指令302，具体结合如上述实施例中论述的控制电路进行以下操作：
当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，所述整车控制单元通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
在所述整车控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，所述整车控制单元通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，所述整车控制单元发送高压下电指令至所述电机控制器，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，所述整车控制单元通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种燃料电池汽车下电控制方法，其特征在于，所述方法应用于控制电路，所述控制电路包括：整车控制单元、电机控制器、电池管理系统、燃料电池控制器、升压DC/DC、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一高压接触器、第二高压接触器和第三高压接触器，所述整车控制单元的第一输出针脚通过所述第一继电器与所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第二输出针脚通过所述第二继电器与所述电池管理系统相连接；
所述整车控制单元的第三输出针脚通过所述第三继电器与所述燃料电池控制器相连接；
所述整车控制单元的第四输出针脚通过所述第一高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第五输出针脚通过所述第二高压接触器与第一连接处相连接，所述第一连接处为所述升压DC/DC与所述电机控制器的连接处；
所述第二高压接触器与所述第一连接处之间设置有预充电阻；
所述整车控制单元的第六输出针脚通过所述第三高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述升压DC/DC与燃料电池相连接，所述电机控制器与电机相连接；
所述方法包括：
当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，所述整车控制单元通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
在所述整车控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，所述整车控制单元通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，所述整车控制单元发送高压下电指令至所述电机控制器，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，所述整车控制单元通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器低压下电完成时，所述整车控制单元进入休眠状态。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述整车控制单元接收到驾驶员发送的低压上电指令时，所述整车控制单元进行低压上电；
所述整车控制单元通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器对所述电机控制器进行低压上电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器对所述电池管理系统进行低压上电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器对所述燃料电池控制器进行低压上电；
当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器完成低压上电时，所述整车控制单元依据车辆的运行状态判断是否发出高压上电指令；
当所述整车控制单元发出高压上电指令后，所述整车控制单元通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器吸合，并通过所述第六输出针脚控制所述第三高压接触器吸合，以实现对所述电机控制器及所述升压DC/DC中的超级电容进行预充电，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均达到其各自对应的设定阈值时，所述整车控制单元通过所述第四输出针脚控制所述第一高压接触器吸合；
当所述第一高压接触器吸合时，所述整车控制单元通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器断开，以完成对所述燃料电池汽车的上电控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，包括：
当所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC中超级电容所存储的电能进行消耗时，所述整车控制器采集电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压；
实时判断采集的所述整车控制器的电压及所述升压DC/DC的电压是否均小于其各自对应的电压阈值；
当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制电路的供电电源为12V直流电源或24V直流电源。
6.一种燃料电池汽车下电控制装置，其特征在于，所述装置应用于控制电路，所述控制电路包括：整车控制单元、电机控制器、电池管理系统、燃料电池控制器、升压DC/DC、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一高压接触器、第二高压接触器和第三高压接触器，所述整车控制单元的第一输出针脚通过所述第一继电器与所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第二输出针脚通过所述第二继电器与所述电池管理系统相连接；
所述整车控制单元的第三输出针脚通过所述第三继电器与所述燃料电池控制器相连接；
所述整车控制单元的第四输出针脚通过所述第一高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述整车控制单元的第五输出针脚通过所述第二高压接触器与第一连接处相连接，所述第一连接处为所述升压DC/DC与所述电机控制器的连接处；
所述第二高压接触器与所述第一连接处之间设置有预充电阻；
所述整车控制单元的第六输出针脚通过所述第三高压接触器分别与所述升压DC/DC及所述电机控制器相连接；
所述升压DC/DC与燃料电池相连接，所述电机控制器与电机相连接；
所述燃料电池汽车下电控制装置设置在所述整车控制单元中，所述装置包括：
第一控制单元，用于当所述整车控制单元依据驾驶员的操作指令及当前车辆的运行状态，确定需要进行下电操作时，通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器为所述电机控制器进行低压供电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器为所述电池管理系统进行低压供电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器为所述燃料电池控制器进行低压供电；
第一触发单元，用于在所述第一控制单元为所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器进行低压供电的过程中，触发所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电；
第二控制单元，用于当所述燃料电池控制器控制所述燃料电池高压下电完成时，通过所述第四输出针脚断开所述第一高压接触器，并通过所述第六输出针脚断开所述第三高压接触器；
第二触发单元，用于在所述第一高压接触器及所述第三高压接触器断开后，发送高压下电指令至所述电机控制器，触发所述电机控制器通过设置在其内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能进行消耗，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求；
第三控制单元，用于当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压满足预设的安全需求时，通过第一输出针脚控制所述电机控制器低压下电，并通过所述第二输出针脚控制所述电池管理系统低压下电，并通过所述第三输出针脚控制所述燃料电池控制器进行低压下电，以实现对所述燃料电池汽车的下电控制。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第四控制单元，用于当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器低压下电完成时，控制所述整车控制单元进入休眠状态。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：
第五控制单元，用于当所述整车控制单元接收到驾驶员发送的低压上电指令时，控制所述整车控制单元进行低压上电；
第六控制单元，用于通过所述第一输出针脚控制所述第一继电器对所述电机控制器进行低压上电，并通过所述第二输出针脚控制所述第二继电器对所述电池管理系统进行低压上电，并通过所述第三输出针脚控制所述第三继电器对所述燃料电池控制器进行低压上电；
判断单元，用于当所述电机控制器、所述电池管理系统及所述燃料电池控制器完成低压上电时，依据车辆的运行状态判断是否发出高压上电指令；
第七控制单元，用于当所述判断单元发出高压上电指令后，通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器吸合，并通过所述第六输出针脚控制所述第三高压接触器吸合，以实现对所述电机控制器及所述升压DC/DC中的超级电容进行预充电，直至所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均达到其各自对应的设定阈值时，通过所述第四输出针脚控制所述第一高压接触器吸合；
第八控制单元，用于当所述第一高压接触器吸合时，通过所述第五输出针脚控制所述第二高压接触器断开，以完成对所述燃料电池汽车的上电控制。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二触发单元，包括：
采集子单元，用于当所述电机控制器通过其内部的绝缘栅双极型晶体管，对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC中超级电容所存储的电能进行消耗时，采集电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压；
判断子单元，用于实时判断采集的所述整车控制器的电压及所述升压DC/DC的电压是否均小于其各自对应的电压阈值；并当所述电机控制器的电压及所述升压DC/DC的电压均小于其各自对应的电压阈值时，完成对所述电机控制器中的电能及所述升压DC/DC内部超级电容中的电能的消耗。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制电路的供电电源为12V直流电源或24V直流电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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