CN110370991A - 一种燃料电池汽车高压上电策略 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池汽车高压上电策略，涉及新能源汽车技术领域，该系统包括整车控制器(VCU)、辅助能源1、辅助能源2+双向DC、启动开关、低压配电盒、高压配电箱(PDU)、电驱动单元(EDU)、氢燃料系统(FCU+HTMS)和12V蓄电池；各ECU之间通过CAN总线进行信息的发送和接收，由于氢燃料电池汽车其独有的氢燃料电池系统导致其控制策略的独特性；本发明的有益效果是：使燃料电池汽车高压上电策略能够有效的保证高压上电的稳定性和可靠性，从而提高氢燃料电池汽车的实用性、适用性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体为一种燃料电池汽车高压上电策略。
背景技术
新能源汽车高压上电控制策略是汽车控制的一个重要应用领域，随着新能源汽车的高速发展，新能源汽车高压上电策略基本趋于完善；但随着氢燃料汽车的兴起，原有的策略不适用于燃料电池堆系统，新的高压上电控制策略设计必然成为趋势。
现有的新能源汽车上电策略是通过动力电池给相应高压系统预充后完成上高压流程，不能够适用于氢燃料电池汽车系统的电气特性，因此需要更加适用于氢燃料电池汽车高压上电的策略，为此，我们提出一种燃料电池汽车高压上电策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池汽车高压上电策略，以解决上述背景技术中提出的现有的新能源汽车上电策略是通过动力电池给相应高压系统预充后完成上高压流程，不能够适用于氢燃料电池汽车系统的电气特性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池汽车高压上电策略，包括整车控制器(VCU)、辅助能源1、辅助能源2+双向DC、启动开关、低压配电盒、高压配电箱(PDU)、电驱动单元(EDU)、氢燃料系统(FCU+HTMS) 和12V蓄电池等参与上电过程；各ECU之间通过CAN通讯网络进行信息的接收和发送，通过对信息的处理，执行相应控制和信息传递，再根据燃料电池系统(FCU+HTMS)的特点，设计符合其工作方式的控制策略，最终能够高效稳定的控制车辆完成上高压操作。
优选的，各ECU在执行各自功能的同时，通过双绞线屏蔽层CAN网络进行通讯，能很好地屏蔽外界EMC的干扰，保证了通讯的稳定性和可靠性。
优选的，通过识别启动开关的硬线信号，识别驾驶员的上电需求，进行车辆预启动识别，本过程采用了新式的按钮式启动，区别于传统的拧钥匙启动，更方便快捷且更具有时尚性。
优选的，VCU识别到启动信号以后，完成自检，并在自检成功后吸合低压配电盒内的电源继电器，使得辅助能源1、辅助能源2+双向DC、电驱动单元、氢燃料电池系统和高压配电箱得电，开始工作。优点在于便于实现控制器电源管理，提高系统电源稳定性和可靠性。
优选的，在各ECU反馈自检通过后，VCU才开始发送高压启动命令，辅助能源1和辅助能源2+双向DC分别完成高压预充和上高压，随后FCU完成高压预充和上高压。优点在于：使用辅助能源完成高压启动，提供了燃料电池系统启动时所需能耗，使得燃料电池汽车方案成为可能。
优选的，在辅助能源1和2完成高压上电后，整车控制器吸合负极接触器和预充接触器，开始对电驱动系统进行预充上高压，当电驱动系统的母线电压-辅助能源1电压≤10V时，VCU判定预充成功后吸合主接触器并延迟 100ms断开预充接触器从而完成高压上电。优点在于在主正接触器吸合后延迟 100ms断开预充接触器，确保高压上电的稳定性和可靠性。
优选的，在完成高压上电后，VCU需要检测整车故障等级，确定整车故障等级≤2后，发送电驱动系统使能信号，收到电驱动反馈使能成功信号后发送 Ready信号；同时发送PDU DCL使能信号，完成DCL给蓄电池供电，确保低压供电正常。
本发明提供了一种燃料电池汽车高压上电策略，具备以下有益效果：
1、本发明通过增加上电检测燃料电池系统状态策略，能够保证上高压的合理性和有效性。
2、本发明通过增加上电检测辅助能源系统状态策略，便于确保上电的有效性和安全性，确保辅助能源安全可靠，从而有利于保护车辆及用户使用安全。
3、本发明在高压上电完成后，由整车VCU发送整车需求功率策略，以便于满足整车在高压上电完成后的能耗需求和电平衡。
4、本发明基于氢燃料电池汽车系统的电气特性，设计出一种适用于氢燃料电池汽车高压上电策略，该合理和高效的控制策略，能够有效的保证高压上电的稳定性和可靠性，从而提高氢燃料电池汽车的实用性、适用性和安全性。
附图说明
图1为本发明一种燃料电池汽车高压上电策略的工作流程示意图；
图2为本发明一种燃料电池汽车高压上电策略的原理图；
图3为本发明一种燃料电池汽车高压上电预充的原理图；
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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，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“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。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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案，一种燃料电池汽车高压上电策略，包括整车控制器(VCU)、辅助能源1、辅助能源2+双向DC、启动开关、低压配电盒、高压配电箱(PDU)、电驱动单元(EDU)、氢燃料系统(FCU+HTMS) 和12V蓄电池等参与上电过程；各ECU之间通过CAN通讯网络进行信息的接收和发送，通过对信息的处理，执行相应控制和信息传递，再根据燃料电池系统(FCU+HTMS)的特点，设计符合其工作方式的控制策略，最终能够高效稳定的控制车辆完成上高压操作。
各ECU在执行各自功能的同时，通过双绞线屏蔽层CAN网络进行通讯，能很好地屏蔽外界EMC的干扰，保证了通讯的稳定性和可靠性。
通过识别启动开关的硬线信号，识别驾驶员的上电需求，进行车辆预启动识别，本过程采用了新式的按钮式启动，区别于传统的拧钥匙启动，更方便快捷且更具有时尚性。
VCU识别到启动信号以后，完成自检，并在自检成功后吸合低压配电盒内的电源继电器，使得辅助能源1、辅助能源2+双向DC、电驱动单元、氢燃料电池系统和高压配电箱得电，开始工作。优点在于便于实现控制器电源管理，提高系统电源稳定性和可靠性。
在各ECU反馈自检通过后，VCU才开始发送高压启动命令，辅助能源1和辅助能源2+双向DC分别完成高压预充和上高压，优点在于：使用辅助能源完成高压启动，提供了燃料电池系统启动时所需能耗，是的燃料电池汽车方案成为可能。
在辅助能源1和辅助能源2+双向DC完成高压上电，随后FCU完成高压预充和上高压，整车控制器吸合负极接触器和预充接触器，开始对电驱动系统进行预充上高压，当电驱动系统的母线电压-辅助能源1电压≤10V时，VCU 判定预充成功后吸合主接触器并延迟100ms断开预充接触器从而完成高压上电。优点在于在主正接触器吸合后延迟100ms断开预充接触器，确保高压上电的稳定性和可靠性。
在完成高压上电后，VCU需要检测整车故障等级，确定整车故障等级≤2 后，发送电驱动系统使能信号，收到电驱动反馈使能成功信号后发送Ready 信号；同时发送PDU DCL使能信号，完成DCL给蓄电池供电，确保低压供电正常。
Claims (7)
1.一种燃料电池汽车高压上电策略，包括整车控制器(VCU)、辅助能源1、辅助能源2+双向DC、启动开关、低压配电盒、高压配电箱(PDU)、电驱动单元(EDU)、氢燃料系统(FCU+HTMS)和12V蓄电池等参与上电过程；各ECU之间通过CAN通讯网络进行信息的接收和发送，通过对信息的处理，执行相应控制和信息传递，再根据燃料电池系统(FCU+HTMS)的特点，设计符合其工作方式的控制策略，最终能够高效稳定的控制车辆完成上高压操作。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车高压上电策略，其特征在于：各ECU在执行各自功能的同时，通过双绞线屏蔽层CAN网络进行通讯，能很好地屏蔽外界EMC的干扰，保证了通讯的稳定性和可靠性。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车高压上电策略，其特征在于：通过识别启动开关的硬线信号，识别驾驶员的上电需求，进行车辆预启动识别，本过程采用了新式的按钮式启动，区别于传统的拧钥匙启动，更方便快捷且更具有时尚性。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池汽车高压上电策略，其特征在于：VCU识别到启动信号以后，完成自检，并在自检成功后吸合低压配电盒内的电源继电器，使得辅助能源1、辅助能源2+双向DC、电驱动单元、氢燃料电池系统和高压配电箱得电，开始工作。优点在于便于实现控制器电源管理，提高系统电源稳定性和可靠性。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池汽车高压上电策略，其特征在于：在各ECU反馈自检通过后，VCU才开始发送高压启动命令，辅助能源1和辅助能源2+双向DC分别完成高压预充和上高压，随后FCU完成高压预充和上高压。优点在于：使用辅助能源完成高压启动，提供了燃料电池系统启动时所需能耗，使得燃料电池汽车高压上电方案成为可能。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池汽车高压上电策略，其特征在于：在辅助能源1和2完成高压上电后，整车控制器吸合负极接触器和预充接触器，开始对电驱动系统进行预充上高压，当电驱动系统的母线电压-辅助能源1电压≤10V时，VCU判定预充成功后吸合主接触器并延迟100ms断开预充接触器从而完成高压上电。优点在于在主正接触器吸合后延迟100ms断开预充接触器，确保高压上电的稳定性和可靠性。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池汽车高压上电策略，其特征在于：在完成高压上电后，VCU需要检测整车故障等级，确定整车故障等级≤2后，发送电驱动系统使能信号，收到电驱动反馈使能成功信号后发送Ready信号；同时发送PDUDCL使能信号，完成DCL给蓄电池供电，确保低压供电正常。优点在于：确保驾驶员与乘客的安全，VCU可根据蓄电池的电量状态调整DCL输出功率，从而确保保证了整车的低压电电平衡需求。
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Application publication date: 20191025 |