CN110893777A

CN110893777A - 车辆充电保护方法、装置、系统及车辆

Info

Publication number: CN110893777A
Application number: CN201810974891.9A
Authority: CN
Inventors: 王英杰; 贺丹凤
Original assignee: Borgward Automotive China Co Ltd
Current assignee: Borgward Automotive China Co Ltd
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-03-20

Abstract

本公开涉及一种车辆充电保护方法、装置、系统及车辆。所述方法包括：确定车辆是否处于充电状态；在确定所述车辆处于充电状态时，控制所述车辆的电机处于主动短路模式，以使所述电机三相短路。通过这样的方式，一方面可以避免充电口、充电桩等损坏，保护车辆充电装置，另一方面也可以避免充电口与充电桩间高压线路断开而带来的风险，降低安全隐患，从而可以达到在车辆充电过程中保护车辆的效果。

Description

车辆充电保护方法、装置、系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种车辆充电保护方法、装置、系统及车辆。

背景技术

电动汽车充电时，电机控制器存在两种控制策略。一种是控制内部全桥逆变电路的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)均为关断状态，使电机处于Freewheeling状态，此时电机发出的制动扭矩较小；另一种是电机控制器响应VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)的指令而采用零扭矩控制。

在电动汽车充电、电机控制器采用上述控制策略时，车辆在一些情况下可能会发生移动，例如，车辆处于有坡度的路面时发生溜车，或者，充电过程中车辆被启动而发生移动等。而电动汽车在充电过程中，其充电口与充电桩高压连接，若车辆发生移动，一方面可能会造成充电口、充电枪、充电电缆装置、充电桩装置等的损坏，另一方面，若车辆移动导致车辆与充电桩的连接断开，高压线路的断开可能会造成相关人员的误触电，影响人身安全，且损坏的充电桩装置也可能会引发高压漏电、人员触电等后果，存在极大的安全隐患。

发明内容

本公开的目的是提供一种车辆充电保护方法、装置、系统及车辆，以在车辆充电过程中保障车辆安全。

为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种车辆充电保护方法。所述方法包括：

确定车辆是否处于充电状态；

在确定所述车辆处于充电状态时，控制所述车辆的电机处于主动短路模式，以使所述电机三相短路。

可选地，所述控制所述车辆的电机处于主动短路模式，以使所述电机三相短路，包括以下中的任意一者：

控制与所述电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，并且控制与所述电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，以使所述电机三相短路到地；

控制与所述电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，并且控制与所述电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，以使所述电机三相短路到电源正。

可选地，所述方法还包括：

在所述车辆处于所述充电状态、且所述电机处于所述主动短路模式的情况下，若接收到用于驱动车辆行驶的驱动指令，不响应所述驱动指令，且控制所述电机保持在所述主动短路模式。

可选地，所述方法还包括：

在所述车辆由充电状态切换为非充电状态时，控制所述电机退出所述主动短路模式。

根据本公开的第二方面，提供一种车辆充电保护装置，所述装置包括：

状态确定模块，用于确定车辆是否处于充电状态；

第一控制模块，用于在确定所述车辆处于充电状态时，控制所述车辆的电机处于主动短路模式，以使所述电机三相短路。

可选地，所述第一控制模块包括以下中的任意一者：

第一控制子模块，用于控制与所述电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，并且控制与所述电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，以使所述电机三相短路到地；

第二控制子模块，用于控制与所述电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，并且控制与所述电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，以使所述电机三相短路到电源正。

可选地，所述装置还包括：

第二控制模块，用于在所述车辆处于所述充电状态、且所述电机处于所述主动短路模式的情况下，若接收到用于驱动车辆行驶的驱动指令，不响应所述驱动指令，且控制所述电机保持在所述主动短路模式。

可选地，所述装置还包括：

第三控制模块，用于在所述车辆由充电状态切换为非充电状态时，控制所述电机退出所述主动短路模式。

根据本公开的第三方面，提供一种车辆充电保护系统，所述系统包括：

电机；

电机控制器，包括本公开第二方面所提供的车辆充电保护装置。

可选地，所述系统还包括充电状态检测单元，用于检测车辆的充电状态，以使所述电机控制器确定所述车辆是否处于充电状态。

可选地，所述充电状态检测单元为车载充电器或电池管理系统。

根据本公开的第四方面，提供一种车辆，包括本公开第三方面所提供的车辆充电保护系统。

通过上述技术方案，在确定车辆处于充电状态时，电机控制器可以控制车辆的电机处于主动短路模式，以使电机三相短路。在主动短路模式下，电机输出的制动力矩大，这样可以避免车辆在受到外力的情况下发生移动，从而避免车辆充电过程中充电口与充电桩断开，一方面可以避免充电口、充电桩等损坏，保护车辆充电装置，另一方面也可以避免充电口与充电桩间高压线路断开而带来的风险，降低安全隐患，从而可以达到在车辆充电过程中保护车辆的效果。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的一种实施方式提供的车辆充电保护方法的流程图。

图2是根据本公开提供的车辆充电保护方法在实施时的一种示例性场景示意图。

图3是根据本公开的一种实施方式提供的车辆充电保护装置的框图。

图4是根据本公开的一种实施方式提供的车辆充电保护系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开的一种实施方式提供的车辆充电保护方法的流程图。示例地，该方法可以应用于电机控制器。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。

在步骤11中，确定车辆是否处于充电状态。

在一种情况中，电机控制器可以获取与车辆充电有关的参数信息，例如，车辆电池的电量变化情况、车辆充电口与充电桩的连接状态等，以确定车辆是否处于充电状态。示例地，若电机控制器检测到车辆充电口与充电桩连接，可以确定车辆处于充电状态。

在另一种情况中，车辆上可以设置有充电状态检测单元，该充电状态检测单元可以检测车辆的充电状态(例如，车辆处于充电状态，或者，车辆未处于充电状态)，并且，可以与电机控制器通信，以使电机控制器确定车辆是否处于充电状态。示例地，充电状态检测单元可以是OBC(On Board Charger，车载充电器)或者BMS(Battery Management System，电池管理系统)。示例地，充电状态检测单元可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)与电机控制器进行通信。示例地，充电状态检测单元可以实时向电机控制器发送用于表示车辆是否处于充电状态的信息，电机控制器对该信息进行接收，以确定车辆是否处于充电状态。再例如，电机控制器可以向充电状态检测单元发送请求信息以请求获知车辆是否处于充电状态，并根据充电状态检测单元返回的结果确定车辆是否处于充电状态。当车辆的充电口与充电桩连接以对车辆充电时，充电状态检测单元可以检测到车辆处于充电状态，进而与电机控制器进行通信，以使电机控制器获知车辆处于充电状态这一信息，以确定车辆处于充电状态，从而执行后续的相关步骤。

在步骤12中，在确定车辆处于充电状态时，控制车辆的电机处于主动短路模式，以使电机三相短路。

在确定车辆处于充电状态时，电机控制器可以控制车辆的电机处于主动短路(Active Short Curcuit，ASC)模式，使电机三相短路。电机处于主动短路模式下，其输出的制动力矩较大，因此可以避免车辆发生移动，保证车辆的安全。示例地，该制动力矩可以达到70N.m，乘以速比11.5，折算到轮端为805N.m。

在一种实施方式中，步骤12可以包括以下步骤中的任意一者：

控制与电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，并且控制与电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，以使电机三相短路到地；

控制与电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，并且控制与电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，以使电机三相短路到电源正。

电机控制器内部可以设置有与电机相连的全桥驱动电路，该全桥驱动电路可以包括相同数量的上桥臂与下桥臂，且每个桥臂上均可以设置有一个IGBT开关。电机控制器内还设置有单片机，该单片机可以向该全桥驱动电路发送驱动信号，以对每个上述IGBT开关的通断进行控制，从而使电机处于主动短路模式，或者，使电机退出主动短路模式。示例地，电机可以为三相永磁同步电机，相应地，该全桥驱动电路可以包括三个上桥臂与三个下桥臂，且每个桥臂上均设置有一个IGBT开关。电机控制器可以通过控制各个桥臂上的IGBT开关的通断以对电机进行控制。示例地，电机控制器可以控制其中的单片机向全桥驱动电路发送驱动信号，以控制各桥臂上的IGBT开关的通断。例如，当电机控制器中的单片机向某一桥臂上的IGBT开关发送高电平驱动信号时，该桥臂上的IGBT开关闭合；当电机控制器中的单片机向某一桥臂上的IGBT开关发送低电平驱动信号时，该桥臂上的IGBT开关断开。

示例地，电机控制器可以通过上述方式控制与电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，并且控制与电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，以使电机三相短路到地。如图2所示，示出了具有三个上桥臂(S1、S3、S5)和三个下桥臂(S4、S6、S2)的全桥驱动电路和电机20，其中，桥臂S1～S6上各设置有一个IGBT开关。在这一示例中，电机控制器可以向上桥臂S1、S3、S5的IGBT开关发送低电平驱动信号，以使上桥臂S1、S3、S5的IGBT开关断开，同时电机控制器可以向下桥臂S4、S6、S2的IGBT开关发送高电平驱动信号，以使下桥臂S4、S6、S2的IGBT开关闭合，以使电机20处于主动短路模式，且三相短路到地。

再例如，电机控制器可以通过上述方式控制与电机相连的所有上桥臂上的IGBT开关均处于闭合状态，并且控制与电机相连的所有下桥臂上的IGBT开关均处于断开状态，以使电机三相短路到电源正。如图2所示，在这一示例中，电机控制器可以向上桥臂S1、S3、S5的IGBT开关发送高电平驱动信号，以使上桥臂S1、S3、S5的IGBT开关闭合，同时电机控制器可以向下桥臂S4、S6、S2的IGBT开关发送低电平驱动信号，以使下桥臂S4、S6、S2的IGBT开关断开，以使电机20处于主动短路模式，且三相短路到电源正极。

通过上述方案，在确定车辆处于充电状态时，电机控制器可以控制车辆的电机处于主动短路模式，以使电机三相短路。在主动短路模式下，电机输出的制动力矩大，这样可以避免车辆在受到外力的情况下发生移动，从而避免车辆充电过程中充电口与充电桩断开，一方面可以避免充电口、充电桩等损坏，保护车辆充电装置，另一方面也可以避免充电口与充电桩间高压线路断开而带来的风险，降低安全隐患，从而可以达到在车辆充电过程中保护车辆的效果。

在一种实施方式中，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：

在车辆处于充电状态、且电机处于主动短路模式的情况下，若接收到用于驱动车辆行驶的驱动指令，不响应该驱动指令，且控制电机保持在主动短路模式。

在车辆处于充电状态、且电机控制器控制电机处于主动短路模式的情况下，若有人启动车辆使车辆移动，依旧会引起上述一系列问题。因此，在车辆处于充电状态、且电机处于主动短路模式的情况下，若接收到用于驱动车辆行驶的驱动指令，不响应该驱动指令，且控制电机保持在当前的主动短路模式。也就是说，在车辆充电过程中，电机控制器控制电机处于主动短路模式三相短路时，会将电机锁定在该模式下，即使此时有人启动车辆使电机控制器接收到驱动指令，车辆也不会被启动。

通过上述方案，在车辆充电过程中，使车辆保持在主动短路模式，即使有人驱动车辆，车辆也不会被启动，从而可以避免车辆发生移动，保证车辆充电过程中的安全。

在车辆由充电状态切换为非充电状态时，控制电机退出主动短路模式。

在车辆由充电状态转换为非充电状态时，说明车辆的充电过程已经结束，车辆不再处于充电状态，此时电机控制器可以控制电机退出主动短路模式，以保证车辆的正常运行。示例地，车辆上的充电状态检测单元(例如，车载充电器、电池管理系统)可以在车辆由充电状态转换为非充电状态时将相应的信息发送至电机控制器，以使电机控制器知晓；再例如，车辆上的充电检测单元可以实时向电机控制器发送用于表示车辆是否处于充电状态的信息，以使电机控制器知晓。这样，在车辆由充电状态转换为非充电状态时，控制电机退出主动短路模式，若此时接收到用于驱动车辆行驶的驱动指令，电机控制器可以正常驱动电机，以使车辆启动。

通过上述方式，在确定车辆已经不再处于充电状态时，控制电机退出主动短路模式，从而保证车辆的正常运行。

图3是根据本公开的一种实施方式提供的车辆充电保护装置的框图。如图3所示，车辆充电保护装置30可以包括：

状态确定模块31，用于确定车辆是否处于充电状态；

第一控制模块32，用于在确定所述车辆处于充电状态时，控制所述车辆的电机处于主动短路模式，以使所述电机三相短路。

可选地，所述第一控制模块32包括以下中的任意一者：

可选地，所述装置30还包括：

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图4是根据本公开的一种实施方式提供的车辆充电保护系统的框图。如图4所示，该系统40可以包括：电机41；电机控制器42，包括本公开任意实施例提供的车辆充电保护装置。

示例地，电机控制器42可以通过车辆充电保护装置中的状态确定模块确定车辆是否处于充电状态。该状态确定模块可以获取与车辆充电有关的参数信息，例如，车辆电池的电量变化情况、车辆充电口与充电桩的连接状态等，以确定车辆是否处于充电状态。示例地，若状态确定模块获取到的信息表明车辆充电口与充电桩连接，则状态确定模块可以确定车辆处于充电状态。

可选地，所述系统40还可以包括充电状态检测单元，用于检测车辆的充电状态，以使电机控制器确定车辆是否处于充电状态。

示例地，该充电状态检测单元可以检测车辆的充电状态(例如，车辆处于充电状态，或者，车辆未处于充电状态)，并且，可以与电机控制器42通信，以使电机控制器42确定车辆是否处于充电状态。

可选地，所述充电状态检测单元可以为车载充电器或电池管理系统。

本公开还提供一种车辆，包括本公开任意实施例提供的车辆充电保护系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims

1.一种车辆充电保护方法，其特征在于，所述方法包括：

确定车辆是否处于充电状态；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述车辆的电机处于主动短路模式，以使所述电机三相短路，包括以下中的任意一者：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种车辆充电保护装置，其特征在于，所述装置包括：

状态确定模块，用于确定车辆是否处于充电状态；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括以下中的任意一者：

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.一种车辆充电保护系统，其特征在于，所述系统包括：

电机；

电机控制器，包括权利要求5-8中任一项所述的车辆充电保护装置。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的车辆充电保护系统。