CN110816365A - 双源控制系统及其控制方法、电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动汽车的动力电池技术领域，特别是一种双源控制系统及其控制方法，具有该双源控制系统的电动汽车，所述的双源控制系统包括整车控制器、换电电池高压配电柜、车载高压配电柜和DCDC变压系统，DCDC变压系统设置在换电电池组与车载电池组之间，用于将换电电池组的输出电压变换为满足车载电池组的输入电压，实现换电电池组与车载电池组之间的电压匹配；通过该双源控制系统，换电电池组将储存的电能通过换电高压配电柜及车载高压配电柜分配给电机，车载电池组将储存的电能通过车载高压配电柜分配给附件用电设备，提高了电池利用率，可大大的延长电动汽车的续驶里程；换电电池组可更换，可插枪充电，使得纯电动汽车用户获得更好的体验。

Description

双源控制系统及其控制方法、电动汽车

技术领域

本发明属于电动汽车的动力电池技术领域，特别是一种双源控制系统及其控制方法，以及具有该双源控制系统的电动汽车。

背景技术

电动汽车作为一种新能源交通工具，具有噪音低、能源利用效率高、无移动废弃排放等优点。能源供给是电动汽车产业链中的重要环节。目前，电动汽车的能源供应有两种：插充和换电池。

在插充模式下，制约电动汽车发展的电池问题尤为突出：一方面购买电池的初期投资成本太大，一般占到电动汽车本体费用的一半以上，昂贵的电池成本在很大程度上阻碍了电动汽车的推广；另一方面，插充的方式可分为慢充和快充，其中，慢充一般需要4～5h，即使快充也需要0.5h，与当前传统汽车的加油或加气相比，电动汽车获取能源的便捷性远不能满足人们的需求；同时，快充对电池有较大的损伤，容易造成电池的寿命急剧衰减，因此实际上也进一步的增加了电动汽车的电池成本。

与插充模式相比，换电池的方式一般可在几分钟内完成，但是仍旧存在着要求电池等标准统一的问题，另外，若采用换电池方式的车辆大规模运行时，可能会造成部分充电站及配送站较为拥挤的状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双源控制系统，其能够结合换电电池和车载电池的双源模式，实现以换电为主，插充为辅的能源供应模式。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种双源控制系统，包括：

整车控制器，其采集加速踏板、制动踏板、换挡位置和车速信号灯的信号，使用CAN总线与电机控制器和电源管理系统通信，实现对整车的管理与控制；

换电电池高压配电柜，其中配设有换电电池组并采用第一电池管理系统进行管理；

车载高压配电柜，其中配设有车载电池组并采用第二电池管理系统进行管理；

DCDC变压系统，其设置在换电电池组与车载电池组之间，用于将换电电池组的输出电压变换为满足车载电池组的输入电压，实现换电电池组与车载电池组之间的电压匹配；

其中，所述的整车控制器包括主控制器和辅助控制器，所述的主控制器用于控制整车行车，所述的辅助控制器用于控制电机输出正、负接触器，附件输出正、负接触器，DCDC1充电预充接触器和充电接触器，所述的DCDC1充电预充接触器和充电接触器是控制DCDC变压系统的输入端电路。

本发明还提供了一种上述双源控制系统的控制方法，所述的控制方法包括上电过程和下电过程，其中：

(1)上电过程

启动钥匙拧到ON档后，主控制器、辅助控制器、第一电池管理系统和第二电池管理系统均被唤醒；

(1.1)主控制器自检完成且未检测到换电完成，第一电池管理系统自检故障，第二电池管理系统自检无故障，此时整车控制器发送第二电池管理系统高压上电指令，所述的第二电池管理系统接收到主控制器的上电指令后控制闭合车载电池组总正或总负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器，若SOC大于50％，则第二电池管理系统进入放电逻辑，其中，SOC为电池的剩余电量占电池容量的比值；

所述的主控制器接收到第二电池管理系统总负闭合指令后，主控制器发送指令至辅助控制器使其控制闭合电机输出正、负接触器，主控制器再闭合电机预充接触器，预充完成后闭合附件接触器，整车控制器进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

若第二电池管理系统自检故障，则不允许上电；

(1.2)在换电完成的情况下，若主控制器、辅助控制器、第一电池管理系统和第二电池管理系统自检均无故障，即整车控制器未收到第一电池管理系统三级故障开关信号和第二电池管理系统三级故障开关信号，此时主控制器发送第一电池管理系统高压上电指令，第一电池管理系统接收到来自主控制器的上电指令后闭合换电电池组的总正、负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；

若第一电池管理系统未检测到插枪状态，则进入放电逻辑；

所述的主控制器接收到第一电池管理系统的总正、负闭合指令后，主控制器发送第二电池管理系统高压上电指令，且该第二电池管理系统接收到主控制器的上电指令后闭合车载电池组的总负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；主控制器接收到车载电池组的总负闭合指令，且未接收到插枪状态时，主控制器闭合预充接触器，预充完成后闭合附件接触器，整车控制器进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

(1.3)在换电完成的情况下，若主控制器、辅助控制器和第一电池管理系统自检无故障，第二电池管理系统自检故障，即主控制器收到第二电池管理系统的故障开关信号，则主控制器发送第一电池管理系统高压上电指令，第一电池管理系统接收到主控制器的上电指令后闭合换电电池组的总正、负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；

若第一电池管理系统未检测到插枪状态，则进入放电逻辑；

所述的主控制器接收到第一电池管理系统的总正、负闭合指令，且未收到插枪状态后，主控制器控制闭合预充接触器，预充完成后发送指令至辅助控制器使其控制闭合附件输出正、负接触器，主控制器再闭合附件接触器；整车控制器进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

(2)下电过程

(2.1)若在电动汽车的行驶过程中，第一电池管理系统和第二电池管理系统出现二级故障，则第一电池管理系统和第二电池管理系统限制允许放电电流60％；

若主控制器出现二级故障，则主控制器降低电机驱动功率60％；

(2.2)若ON档消失或主控制器三级故障

主控制器降低驱动功率为0，驱动扭矩为0，第一电池管理系统和第二电池管理系统限制放电电流为0；当车速≤5km/h，且第一电池管理系统或第二电池管理系统的动力输出母线电流小于20A，主控制器停止用电设备使能，断开用电设备接触器，并发送第一电池管理系统和第二电池管理系统高压下电指令，所述的第一电池管理系统和第二电池管理系统分别接收到主控制器发送的高压下电指令后，分别断开各自的总正/总负接触器，并分别发送接触器断开状态给主控制器，所述的第一电池管理系统和第二电池管理系统延时2s进入休眠状态，主控制器接收到第一电池管理系统和第二电池管理系统发出的总正/总负接触器断开状态后，整车控制器也进入休眠状态，下电结束；

(2.3)第一电池管理系统或第二电池管理系统三级故障

第一电池管理系统或第二电池管理系统限制其放电电流为0，然后向主控制器发送请求高压断开，主控制器接收到请求高压断开指令后，整车控制器降低驱动功率为0，驱动扭矩为0，当车速≤5km/h，且第一电池管理系统或第二电池管理系统的动力输出母线电流小于20A，主控制器停止用电设备使能，断开用电设备接触器，并发送第一电池管理系统和第二电池管理系统高压下电指令；

所述的第一电池管理系统和第二电池管理系统接收到主控制器发送的高压下电指令后，断开各自的总正/总负接触器，若超过30s未收到主控制器发送的高压下电指令，则直接断开总正/总负接触器，同时第一电池管理系统和第二电池管理系统发送接触器断开状态至主控制器，第一电池管理系统和第二电池管理系统延时2s进入休眠状态，主控制器接收到第一电池管理系统和第二电池管理系统总正/总负接触器断开状态后，整车控制器也进入休眠状态，下电接触。

优选的，所述的控制方法还包括充电过程，其中：

(1)未换电且插枪充电状态

充电枪充电时，唤醒主控制器、辅助控制器、第一电池管理系统和第二电池管理系统；第一电池管理系统检测到插枪状态后将此状态发送至主控制器，主控制器和辅助控制器输出充电控制并分别控制仪表、高压柜和多合一电源继电器闭合，主控制器、辅助控制器和第一电池管理系统自检无障碍后，主控制器给第一电池管理系统发送高压上电指令，第一电池管理系统收到上电指令后，闭合换电电池组的总正、总负接触器，然后将闭合状态发送至主控制器，主控制器收到后判断第二电池管理系统的SOC是否小于80％且自检是否无障碍，若是，则主控制器发送第二电池管理系统高压上电指令，且在第二电池管理系统收到上电指令后，闭合车载电池组总负接触器，并将闭合状态发送至主控制器，主控制器接收到闭合状态后，主控制器发送指令至辅助控制器使其控制闭合DCDC1充电预充接触器，预充完成后辅助控制器闭合DCDC1充电接触器，然后主控制器发送第二电池管理系统闭合充电DCDC2充电预充指令，第二电池管理系统收到其指令后闭合DCDC2充电预充，预充完成后闭合DCDC2充电接触器，第二电池管理系统发送给主控制器DCDC2充电接触器闭合状态，第二电池管理系统进入充电流程，然后主控制器闭合附件接触器，此时高压上电成功，主控制器发送DCDC变压系统使能及DC/DC使能后，整车进入充电状态；其中，DCDC2充电预充接触器和充电接触器是控制DCDC变压系统输出端电路。

若第二电池管理系统的SOC大于80％，则不需要给车载电池组充电，此时辅助控制器直接闭合附件输出正、负接触器后，主控制器发送DC/DC使能，进入整车充电状态；

充电完成后，第二电池管理系统控制断开充电接触器，同时发出充电接触器断开状态，主控制器接收到该充电接触器断开状态后断开DCDC变压系统，停止DC/DC使能输出后断开附件接触器，主控制器发送第二电池管理系统断开DCDC2充电接触器指令，第二电池管理系统接收指令后断开DCDC2充电接触器并发送其断开状态，主控制器收到断开状态后让辅助控制器断开DCDC1充电接触器，此时整车控制器停止输出充电控制，充电完成；

(2)车辆运行中换电电池组向车载电池组充电

在车辆行驶过程中，车载电池组电量SOC小于50％时，第二电池管理系统发送SOC状态给主控制器，主控制器判断换电电池组的电量是否大于车载电池组的电量，若是，主控制器发送指令给辅助控制器闭合DCDC1充电预充接触器，预充完成后闭合DCDC1充电接触器，然后主控制器发送第二电池管理系统闭合充电DCDC2充电预充指令，第二电池管理系统收到其指令后闭合DCDC2充电预充，预充完成后闭合DCDC2充电接触器，第二电池管理系统发送给主控制器DCDC2充电接触器闭合状态，第二电池管理系统进入充电流程，整车控制器发送DCDC变压系统使能，进入充电模式，充电完成后，DCDC2充电接触器断开，主控制器收到DCDC2充电断开指令后断开DCDC变压系统使能，然后指令辅助控制器断开DCDC1充电接触器，充电过程结束。

本发明还提供了一种电动汽车，所述的电动汽车具有上述双源控制系统。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的双源控制系统，由整车控制器通过CAN总线与电机控制器和电源管理系统进行通讯，判断整车的运行状况，并通过硬线控制换电电池高压配电柜里的继电器断开与吸合，来控制各高压电路输出。具体的优势表现在：

其一、在满足继电器闭合条件后，换电电池组将储存的电能通过换电高压配电柜及车载高压配电柜分配给电机，车载电池组将储存的电能通过车载高压配电柜及换电电池高压配电柜分配给附件用电设备，提高了电池利用率，可大大的延长电动汽车的续驶里程；

其二、整车控制器可控制换电电池组通过DCDC变压系统给车载电池组充电，确保了车载电池有足够的动力提供给附件用电设备；

其三、通过该双源控制系统，换电电池组可在换电站进行更换，也可以进行插枪充电，也避免了换电站过于拥挤，使得纯电动汽车用户获得更好的体验；

其四、通过该双源控制系统，若换电电池组出现故障，可切换成车载电池组给整车提供动力，反之亦然；因此，不论哪组电池出现故障，都可短时为整车提供动力，确保了司机能够开至最近的维修站，保证其安全性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的双源控制系统的示意图；

图2为本发明提供的具有该双源控制系统的电动车在上下电过程中的流程图；

图3为本发明提供的具有该双源控制系统的电动车在充电过程中的流程图；

图4为本发明中换电电池组给车载电池组充电流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。

结合图1所示，本发明提供了一种双源控制系统，包括整车控制器、换电电池高压配电柜、车载高压配电柜和DCDC变压系统；所述的整车控制器用于采集加速踏板、制动踏板、换挡位置和车速信号灯的信号，使用CAN总线与电机控制器和电源管理系统通信，实现对整车的管理与控制；所述的换电电池高压配电柜中配设有换电电池组B1并采用第一电池管理系统进行管理；所述的车载高压配电柜中配设有车载电池组B2并采用第二电池管理系统进行管理；所述的DCDC变压系统设置在换电电池组B1与车载电池组B2之间，用于将换电电池组B1的输出电压变换为满足车载电池组B2的输入电压，实现换电电池组B1与车载电池组B2之间的电压匹配；其中，所述的整车控制器包括主控制器VCU1和辅助控制器VCU2，所述的主控制器VCU1用于控制整车行车，所述的辅助控制器VCU2用于控制电机输出正、负接触器，附件输出正、负接触器，DCDC1充电预充接触器和充电接触器，所述的DCDC1充电预充接触器和充电接触器是控制DCDC变压系统的输入端电路。

本发明提供的该双源控制系统用于控制向电机驱动系统和高压附件系统的电能供应，所述的电机驱动系统用于提供电动汽车的行驶动力，所述的高压附件系统包括除霜、空调、打气泵和转向泵。

本发明还提供了一种该双源控制系统的控制方法，所述的控制方法包括上电过程和下电过程，具体的，结合图2所示：

(1)上电过程

启动钥匙拧到ON档后，主控制器VCU1、辅助控制器VCU2、第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2均被唤醒；

(1.1)主控制器VCU1自检完成且未检测到换电完成，第一电池管理系统BMS1自检故障，第二电池管理系统BMS2自检无故障，此时整车控制器VCU发送第二电池管理系统BMS2高压上电指令，所述的第二电池管理系统BMS2接收到主控制器VCU1的上电指令后控制闭合车载电池组B2总正或总负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器VCU1，若SOC大于50％，则第二电池管理系统BMS2进入放电逻辑，其中，SOC为电池的剩余电量占电池容量的比值；

所述的主控制器VCU1接收到第二电池管理系统BMS2总负闭合指令后，主控制器VCU1发送指令至辅助控制器VCU2使其控制闭合电机输出正、负接触器，主控制器VCU1再闭合电机预充接触器，预充完成后闭合附件接触器，整车控制器VCU进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

若第二电池管理系统BMS2自检故障，则不允许上电；

(1.2)在换电完成的情况下，若主控制器VCU1、辅助控制器VCU2、第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2自检均无故障，即整车控制器VCU未收到第一电池管理系统BMS1三级故障开关信号和第二电池管理系统BMS2三级故障开关信号，此时主控制器VCU1发送第一电池管理系统BMS1高压上电指令，第一电池管理系统BMS1接收到来自主控制器VCU1的上电指令后闭合换电电池组B1的总正、负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；

若第一电池管理系统BMS1未检测到插枪状态，则进入放电逻辑；

所述的主控制器VCU1接收到第一电池管理系统BMS1的总正、负闭合指令后，主控制器VCU1发送第二电池管理系统BMS2高压上电指令，且该第二电池管理系统BMS2接收到主控制器VCU1的上电指令后闭合车载电池组B2的总负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器VCU1；主控制器VCU1接收到车载电池组B2的总负闭合指令，且未接收到插枪状态时，主控制器VCU1闭合预充接触器，预充完成后闭合附件接触器，整车控制器VCU进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

(1.3)在换电完成的情况下，若主控制器VCU1、辅助控制器VCU2和第一电池管理系统BMS1自检无故障，第二电池管理系统BMS2自检故障，即主控制器VCU1收到第二电池管理系统BMS2的故障开关信号，则主控制器VCU1发送第一电池管理系统BMS1高压上电指令，第一电池管理系统BMS1接收到主控制器VCU1的上电指令后闭合换电电池组B1的总正、负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器VCU1；

若第一电池管理系统BMS1未检测到插枪状态，则进入放电逻辑；

所述的主控制器VCU1接收到第一电池管理系统BMS1的总正、负闭合指令，且未收到插枪状态后，主控制器VCU1控制闭合预充接触器，预充完成后发送指令至辅助控制器VCU2使其控制闭合附件输出正、负接触器，主控制器VCU1再闭合附件接触器；整车控制器VCU进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

(2)下电过程

(2.1)若在电动汽车的行驶过程中，第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2出现二级故障，则第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2限制允许放电电流60％；具体的，所述的二级故障包括换电电池组B1或车载电池组B2出现总压过高/过低，温度过高/过低，单体电池的电压过高/过低，SOC过高/过低，绝缘阻值过低，插枪温度过高等。

若主控制器VCU1出现二级故障，则主控制器VCU1降低电机驱动功率60％；具体的，所述主控制器VCU1的二级故障包括有电机控制器母线的过压/欠压，电机控制器温度过高/过低，驱动电机温度过高/过低，驱动电机母线过压/欠压，电机堵转，传感器故障，与仪表、附件用电设备通讯故障等。

(2.2)若ON档消失或主控制器VCU1三级故障，具体的，所述的主控制器VCU1三级故障包括电机控制器/主控制器硬件故障、电机控制器母线过压/欠压、电机控制器温度过高/过低、驱动电机温度过高/过低、驱动电机母线过压/欠压、电机堵转、接触器故障、与BMS通讯故障、制动踏板、油门踏板、换挡面板故障等。

则此时主控制器VCU1降低驱动功率为0，驱动扭矩为0，第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2限制放电电流为0；当车速≤5km/h，且第一电池管理系统BMS1或第二电池管理系统BMS2的动力输出母线电流小于20A，主控制器VCU1停止用电设备使能，断开用电设备接触器，并发送第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2高压下电指令，所述的第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2分别接收到主控制器VCU1发送的高压下电指令后，分别断开各自的总正/总负接触器，并分别发送接触器断开状态给主控制器VCU1，所述的第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2延时2s进入休眠状态，主控制器VCU1接收到第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2发出的总正/总负接触器断开状态后，整车控制器VCU也进入休眠状态，下电结束；

(2.3)第一电池管理系统BMS1或第二电池管理系统BMS2三级故障，具体的，所述的第一电池管理系统BMS1或第二电池管理系统BMS2三级故障包括电池管理系统硬件故障、电池组总压过高/过低、温度过高、单体电压过低/过高、SOC过高/过低、电流采集故障、与充电机、从控、整车通讯故障、接触器故障等。

第一电池管理系统BMS1或第二电池管理系统BMS2限制其放电电流为0，然后向主控制器VCU1发送请求高压断开，主控制器VCU1接收到请求高压断开指令后，整车控制器VCU降低驱动功率为0，驱动扭矩为0，当车速≤5km/h，且第一电池管理系统BMS1或第二电池管理系统BMS2的动力输出母线电流小于20A，主控制器VCU1停止用电设备使能，断开用电设备接触器，并发送第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2高压下电指令；

所述的第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2接收到主控制器VCU1发送的高压下电指令后，断开各自的总正/总负接触器，若超过30s未收到主控制器VCU1发送的高压下电指令，则直接断开总正/总负接触器，同时第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2发送接触器断开状态至主控制器VCU1，第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2延时2s进入休眠状态，主控制器VCU1接收到第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2总正/总负接触器断开状态后，整车控制器VCU也进入休眠状态，下电接触。

所述的控制方法还包括充电过程，其中：

(1)未换电且插枪充电状态，具体的，结合图3所示，

充电枪充电时，唤醒主控制器VCU1、辅助控制器VCU2、第一电池管理系统BMS1和第二电池管理系统BMS2；第一电池管理系统BMS1检测到插枪状态后将此状态发送至主控制器VCU1，主控制器VCU1和辅助控制器VCU2输出充电控制并分别控制仪表、高压柜和多合一电源继电器闭合，主控制器VCU1、辅助控制器VCU2和第一电池管理系统BMS1自检无障碍后，主控制器VCU1给第一电池管理系统BMS1发送高压上电指令，第一电池管理系统BMS1收到上电指令后，闭合换电电池组B1的总正、总负接触器，然后将闭合状态发送至主控制器VCU1，主控制器VCU1收到后判断第二电池管理系统BMS2的SOC是否小于80％且自检是否无障碍，若是，则主控制器VCU1发送第二电池管理系统BMS2高压上电指令，且在第二电池管理系统BMS2收到上电指令后，闭合车载电池组B2总负接触器，并将闭合状态发送至主控制器VCU1，主控制器VCU1接收到闭合状态后，主控制器VCU1发送指令至辅助控制器VCU2使其控制闭合DCDC1充电预充接触器，预充完成后辅助控制器闭合DCDC1充电接触器，然后主控制器VCU1发送第二电池管理系统BMS2闭合充电DCDC2充电预充指令，第二电池管理系统BMS2收到其指令后闭合DCDC2充电预充，预充完成后闭合DCDC2充电接触器，第二电池管理系统BMS2发送给主控制器VCU1 DCDC2充电接触器闭合状态，第二电池管理系统BMS2进入充电流程，然后主控制器VCU1闭合附件接触器，此时高压上电成功，主控制器VCU1发送DCDC变压系统使能及DC/DC使能后，整车进入充电状态；其中，DCDC2充电预充接触器和充电接触器是控制DCDC变压系统输出端电路。

若第二电池管理系统BMS2的SOC大于80％，则不需要给车载电池组B2充电，此时辅助控制器VCU2直接闭合附件输出正、负接触器后，主控制器VCU1发送DC/DC使能，进入整车充电状态；

充电完成后，第二电池管理系统BMS2控制断开充电接触器，同时发出充电接触器断开状态，主控制器VCU1接收到该充电接触器断开状态后断开DCDC变压系统，停止DC/DC使能输出后断开附件接触器，主控制器VCU1发送第二电池管理系统BMS2断开DCDC2充电接触器指令，第二电池管理系统BMS2接收指令后断开DCDC2充电接触器并发送其断开状态，主控制器VCU1收到断开状态后让辅助控制器VCU2断开DCDC1充电接触器，此时整车控制器VCU停止输出充电控制，充电完成；

(2)车辆运行中换电电池组向车载电池组充电，具体的，结合图4所示，在车辆行驶过程中，车载电池组B2电量SOC小于50％时，第二电池管理系统BMS2发送SOC状态给主控制器VCU1，主控制器VCU1判断换电电池组B1的电量是否大于车载电池组B2的电量，若是，主控制器VCU1发送指令给辅助控制器VCU2闭合DCDC1充电预充接触器，预充完成后闭合DCDC1充电接触器，然后主控制器VCU1发送第二电池管理系统BMS2闭合充电DCDC2充电预充指令，第二电池管理系统BMS2收到其指令后闭合DCDC2充电预充，预充完成后闭合DCDC2充电接触器，第二电池管理系统BMS2发送给主控制器VCU1 DCDC2充电接触器闭合状态，第二电池管理系统BMS2进入充电流程，整车控制器VCU发送DCDC变压系统使能，进入充电模式，充电完成后，DCDC2充电接触器断开，主控制器VCU1收到DCDC2充电断开指令后断开DCDC变压系统使能，然后指令辅助控制器VCU2断开DCDC1充电接触器，充电过程结束。

本发明还提供了一种电动汽车，其具有上述双源控制系统。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种双源控制系统，其特征在于，包括：

整车控制器，其采集加速踏板、制动踏板、换挡位置和车速信号灯的信号，使用CAN总线与电机控制器和电源管理系统通信，实现对整车的管理与控制；

换电电池高压配电柜，其中配设有换电电池组并采用第一电池管理系统进行管理；

车载高压配电柜，其中配设有车载电池组并采用第二电池管理系统进行管理；

DCDC变压系统，其设置在换电电池组与车载电池组之间，用于将换电电池组的输出电压变换为满足车载电池组的输入电压，实现换电电池组与车载电池组之间的电压匹配；

其中，所述的整车控制器包括主控制器和辅助控制器，所述的主控制器用于控制整车行车，所述的辅助控制器用于控制电机输出正、负接触器，附件输出正、负接触器，DCDC1充电预充接触器和充电接触器，所述的DCDC1充电预充接触器和充电接触器是控制DCDC变压系统的输入端电路。

2.根据权利要求1所述的双源控制系统的控制方法，其特征在于，所述的控制方法包括上电过程和下电过程，其中：

(1)上电过程

启动钥匙拧到ON档后，主控制器、辅助控制器、第一电池管理系统和第二电池管理系统均被唤醒；

(1.1)主控制器自检完成且未检测到换电完成，第一电池管理系统自检故障，第二电池管理系统自检无故障，此时整车控制器发送第二电池管理系统高压上电指令，所述的第二电池管理系统接收到主控制器的上电指令后控制闭合车载电池组总正或总负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器，若SOC大于50％，则第二电池管理系统进入放电逻辑，其中，SOC为电池的剩余电量占电池容量的比值；

所述的主控制器接收到第二电池管理系统总负闭合指令后，主控制器发送指令至辅助控制器使其控制闭合电机输出正、负接触器，主控制器再闭合电机预充接触器，预充完成后闭合附件接触器，整车控制器进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

若第二电池管理系统自检故障，则不允许上电；

(1.2)在换电完成的情况下，若主控制器、辅助控制器、第一电池管理系统和第二电池管理系统自检均无故障，即整车控制器未收到第一电池管理系统三级故障开关信号和第二电池管理系统三级故障开关信号，此时主控制器发送第一电池管理系统高压上电指令，第一电池管理系统接收到来自主控制器的上电指令后闭合换电电池组的总正、负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；

若第一电池管理系统未检测到插枪状态，则进入放电逻辑；

所述的主控制器接收到第一电池管理系统的总正、负闭合指令后，主控制器发送第二电池管理系统高压上电指令，且该第二电池管理系统接收到主控制器的上电指令后闭合车载电池组的总负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；主控制器接收到车载电池组的总负闭合指令，且未接收到插枪状态时，主控制器闭合预充接触器，预充完成后闭合附件接触器，整车控制器进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

(1.3)在换电完成的情况下，若主控制器、辅助控制器和第一电池管理系统自检无故障，第二电池管理系统自检故障，即主控制器收到第二电池管理系统的故障开关信号，则主控制器发送第一电池管理系统高压上电指令，第一电池管理系统接收到主控制器的上电指令后闭合换电电池组的总正、负接触器，并将其闭合状态发送至主控制器；

若第一电池管理系统未检测到插枪状态，则进入放电逻辑；

所述的主控制器接收到第一电池管理系统的总正、负闭合指令，且未收到插枪状态后，主控制器控制闭合预充接触器，预充完成后发送指令至辅助控制器使其控制闭合附件输出正、负接触器，主控制器再闭合附件接触器；整车控制器进入行车使能逻辑，否则预充失败或上电失败；

(2)下电过程

(2.1)若在电动汽车的行驶过程中，第一电池管理系统和第二电池管理系统出现二级故障，则第一电池管理系统和第二电池管理系统限制允许放电电流60％；

若主控制器出现二级故障，则主控制器降低电机驱动功率60％；

(2.2)若ON档消失或主控制器三级故障

主控制器降低驱动功率为0，驱动扭矩为0，第一电池管理系统和第二电池管理系统限制放电电流为0；当车速≤5km/h，且第一电池管理系统或第二电池管理系统的动力输出母线电流小于20A，主控制器停止用电设备使能，断开用电设备接触器，并发送第一电池管理系统和第二电池管理系统高压下电指令，所述的第一电池管理系统和第二电池管理系统分别接收到主控制器发送的高压下电指令后，分别断开各自的总正/总负接触器，并分别发送接触器断开状态给主控制器，所述的第一电池管理系统和第二电池管理系统延时2s进入休眠状态，主控制器接收到第一电池管理系统和第二电池管理系统发出的总正/总负接触器断开状态后，整车控制器也进入休眠状态，下电结束；

(2.3)第一电池管理系统或第二电池管理系统三级故障

第一电池管理系统或第二电池管理系统限制其放电电流为0，然后向主控制器发送请求高压断开，主控制器接收到请求高压断开指令后，整车控制器降低驱动功率为0，驱动扭矩为0，当车速≤5km/h，且第一电池管理系统或第二电池管理系统的动力输出母线电流小于20A，主控制器停止用电设备使能，断开用电设备接触器，并发送第一电池管理系统和第二电池管理系统高压下电指令；

所述的第一电池管理系统和第二电池管理系统接收到主控制器发送的高压下电指令后，断开各自的总正/总负接触器，若超过30s未收到主控制器发送的高压下电指令，则直接断开总正/总负接触器，同时第一电池管理系统和第二电池管理系统发送接触器断开状态至主控制器，第一电池管理系统和第二电池管理系统延时2s进入休眠状态，主控制器接收到第一电池管理系统和第二电池管理系统总正/总负接触器断开状态后，整车控制器也进入休眠状态，下电接触。

3.根据权利要求2所述的双源控制系统的控制方法，其特征在于，所述的控制方法还包括充电过程，其中：

(1)未换电且插枪充电状态

充电枪充电时，唤醒主控制器、辅助控制器、第一电池管理系统和第二电池管理系统；第一电池管理系统检测到插枪状态后将此状态发送至主控制器，主控制器和辅助控制器输出充电控制并分别控制仪表、高压柜和多合一电源继电器闭合，主控制器、辅助控制器和第一电池管理系统自检无障碍后，主控制器给第一电池管理系统发送高压上电指令，第一电池管理系统收到上电指令后，闭合换电电池组的总正、总负接触器，然后将闭合状态发送至主控制器，主控制器收到后判断第二电池管理系统的SOC是否小于80％且自检是否无障碍，若是，则主控制器发送第二电池管理系统高压上电指令，且在第二电池管理系统收到上电指令后，闭合车载电池组总负接触器，并将闭合状态发送至主控制器，主控制器接收到闭合状态后，主控制器发送指令至辅助控制器使其控制闭合DCDC1充电预充接触器，预充完成后辅助控制器闭合DCDC1充电接触器，然后主控制器发送第二电池管理系统闭合充电DCDC2充电预充指令，第二电池管理系统收到其指令后闭合DCDC2充电预充，预充完成后闭合DCDC2充电接触器，第二电池管理系统发送给主控制器DCDC2充电接触器闭合状态，第二电池管理系统进入充电流程，然后主控制器闭合附件接触器，此时高压上电成功，主控制器发送DCDC变压系统使能及DC/DC使能后，整车进入充电状态；其中，DCDC2充电预充接触器和充电接触器是控制DCDC变压系统输出端电路；

若第二电池管理系统的SOC大于80％，则不需要给车载电池组充电，此时辅助控制器直接闭合附件输出正、负接触器后，主控制器发送DC/DC使能，进入整车充电状态；

充电完成后，第二电池管理系统控制断开充电接触器，同时发出充电接触器断开状态，主控制器接收到该充电接触器断开状态后断开DCDC变压系统，停止DC/DC使能输出后断开附件接触器，主控制器发送第二电池管理系统断开DCDC2充电接触器指令，第二电池管理系统接收指令后断开DCDC2充电接触器并发送其断开状态，主控制器收到断开状态后让辅助控制器断开DCDC1充电接触器，此时整车控制器停止输出充电控制，充电完成；

(2)车辆运行中换电电池组向车载电池组充电

在车辆行驶过程中，车载电池组电量SOC小于50％时，第二电池管理系统发送SOC状态给主控制器，主控制器判断换电电池组的电量是否大于车载电池组的电量，若是，主控制器发送指令给辅助控制器闭合DCDC1充电预充接触器，预充完成后闭合DCDC1充电接触器，然后主控制器发送第二电池管理系统闭合充电DCDC2充电预充指令，第二电池管理系统收到其指令后闭合DCDC2充电预充，预充完成后闭合DCDC2充电接触器，第二电池管理系统发送给主控制器DCDC2充电接触器闭合状态，第二电池管理系统进入充电流程，整车控制器发送DCDC变压系统使能，进入充电模式，充电完成后，DCDC2充电接触器断开，主控制器收到DCDC2充电断开指令后断开DCDC变压系统使能，然后指令辅助控制器断开DCDC1充电接触器，充电过程结束。

4.一种电动汽车，其特征在于，其具有如权利要求1所述的双源控制系统。

Images