CN111038262A - 一种实现车辆高压放电的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现车辆高压放电的方法及系统，涉及车辆领域。实现车辆高压放电的方法在接收车辆下电的触发指令后检测到车辆发生碰撞或故障时控制车辆进行被动放电，检测到车辆未发生碰撞或故障时控制车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。本发明中设有多种放电途径，放电途径不单一，能够尽快并安全地进行放电，可以降低主动放电的失败率。

Description

一种实现车辆高压放电的方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种实现车辆高压放电的方法及系统。
背景技术
电动汽车高压母线上部分控制器带有高压薄膜电容部件，如电机控制器(MCU)、增程式电动车中发电机控制器(GCU)、压缩机等，车辆在主动停车下电或被动停车(碰撞、故障等)下电后，母线上的高压电容会带有高电压，电压可达到动力电池包的最大电压值，甚至更高，下电后会释放在母线上，如果人员碰触到母线各控制器时存在高压触电的隐患，尤其是在车辆发生碰撞后，造成车辆破损、高压部件外露，人员容易触及，产生触电的风险很高，故电动汽车需要具备主动放电的安全策略，同时法规GB/T 8488.1-2006要求，电动(纯电动或混合动力)汽车断开高压电池后，需要将高压电容两端的电压在5s内主动放电或120s内被动放电到安全电压以下。
现有技术中主动放电的途径单一，不能够以最优的方式实现主动放电，避免不了单一部件失效或损坏导致主动放电失败的情况发生。在特殊工况或失效时，如果仅是通过单一控制器进行主动放电，是容易产生因放电失败导致人员触电的风险，即放电失败概率的越大，触电风险越大。例如，现有驱动电机实现主动放电的方法只有在电机转速为零时才可实现通过驱动电机绕组进行主动放电，故车辆在发生碰撞等紧急情况时，存在电机仍有转速的情况，将导致主动放电失败，进而带来因母线电压无法短时间释放掉的高压危险。
发明内容
本发明第一方面的目的是要提供一种实现车辆高压放电的方法，解决现有技术中主动放电途径单一，避免不了单一部件失效或损坏导致主动放电失败的技术问题。
本发明第一方面的进一步目的是要减小放电部件的损坏。
本发明第二方面的目的是要提供一种实现车辆高压放电的系统。
根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种实现车辆高压放电的方法，包括：
接收车辆下电的触发指令；
检测所述车辆是否发生碰撞或故障；
若是，则控制所述车辆进行被动放电；
若否，则控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。
可选地，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，包括：
检测所述车辆的工作参数以及多个控制件是否存在故障，其中，所述工作参数包括母线电压、电机的转速、发电机的转速以及暖风系统中的水温，多个所述控制件包括电机控制器、发电机控制器、DCDC控制模块、电池管理系统、空调系统以及所述暖风系统；
在所述电机控制器正常工作下并且所述电机的转速低于预设阈值转速时控制所述电机控制器使用电机绕组进行主动放电。
可选地，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在使用所述电机绕组主动放电失败后，所述发电机控制器正常工作并且所述发电机的转速为零时控制所述发电机控制器使用发电机绕组进行主动放电。
可选地，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在使用所述发电机绕组主动放电失败后，所述DCDC控制模块正常工作时控制所述DCDC控制模块使用高频开关耗电和/或第一电阻进行主动放电、所述电池管理系统正常工作时控制所述电池管理系统使用预充电阻进行主动放电。
可选地，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在所述高频开关耗电和/或第一电阻、所述预充电阻主动放电失败后，所述空调系统正常工作且所述母线电压在压缩机的额定工作电压范围内时控制所述空调系统使用所述压缩机绕组和/或第二电阻进行主动放电。
可选地，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在使用所述压缩机绕组和/或第二电阻主动放电失败后，所述暖风系统正常工作且所述母线电压在热敏电阻的额定工作电压范围内并且所述水温在所述热敏电阻的额定工作温度范围内时控制所述暖风系统使用所述热敏电阻进行主动放电。
可选地，控制所述车辆进行被动放电，包括：
控制所述电机控制器使用所述电机绕组、所述发电机控制器使用所述发电机绕组、所述DCDC控制模块使用所述高频开关耗电和/或第一电阻、所述电池管理系统使用所述预充电阻、所述空调系统使用所述压缩机绕组和/或第二电阻、所述暖风系统使用所述热敏电阻同时进行被动放电。
根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种实现车辆高压放电的系统，包括检测模块和整车控制器，
所述检测模块，用于接收车辆下电的触发指令后检测所述车辆是否发生碰撞或故障并反馈给所述整车控制器；
所述整车控制器，与所述检测模块信号连接，配置成在所述车辆发生碰撞或故障时控制所述车辆进行被动放电、在所述车辆未发生碰撞或故障时控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。
可选地，还包括与所述检测模块和所述整车控制器均相连的多个控制件，多个所述控制件包括电机控制器、发电机控制器、DCDC控制模块、电池管理系统、空调系统以及暖风系统，
所述检测模块，还用于检测所述车辆的工作参数以及多个所述控制件是否存在故障，其中，所述工作参数包括母线电压、电机的转速、发电机的转速以及所述暖风系统中的水温；
所述整车控制器，配置成在所述电机控制器正常工作下并且所述电机的转速低于预设阈值转速时控制所述电机控制器使用电机绕组进行主动放电、在使用所述电机绕组主动放电失败后，所述发电机控制器正常工作并且所述发电机的转速为零时控制所述发电机控制器使用发电机绕组进行主动放电。
可选地，所述整车控制器，还配置成控制所述电机控制器使用所述电机绕组、所述发电机控制器使用所述发电机绕组、所述DCDC控制模块使用所述高频开关耗电和/或第一电阻、所述电池管理系统使用所述预充电阻、所述空调系统使用所述压缩机绕组和/或第二电阻、所述暖风系统使用所述热敏电阻同时进行被动放电。
本发明在接收车辆下电的触发指令后检测到车辆发生碰撞或故障时控制车辆进行被动放电，检测到车辆未发生碰撞或故障时控制车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。本发明中设有多种放电途径，放电途径不单一，能够尽快并安全地进行放电，可以降低主动放电的失败率。
进一步地，本发明先使用电机绕组主动放电，在电机绕组主动放电失败后使用发电机绕组主动放电，在使用发电机绕组主动放电失败后使用高频开关耗电和/或第一电阻或预充电阻主动放电，在使用高频开关耗电和/或第一电阻或预充电阻主动放电失败后使用压缩机绕组和/或第二电阻主动放电，在使用压缩机绕组和/或第二电阻主动放电失败后使用热敏电阻进行主动放电。本发明按照上述先后主动放电顺序进行主动放电，保证以最优的放电途径进行主动放电，将部件损耗降低到最小或无损。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的实现车辆高压放电的方法的示意性流程图；
图2是根据本发明一个实施例的使用主动放电方法的示意性流程图；
图3是根据本发明一个实施例的使用被动放电方法的示意性流程图；
图4是根据本发明一个实施例的实现车辆高压放电的系统的示意性结构图；
图5是根据本发明另一个实施例的实现车辆高压放电的系统的示意性结构图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1是根据本发明一个实施例的实现车辆高压放电的方法的示意性流程图。在一个具体地实施例中，实现车辆高压放电的方法一般性地可包括以下步骤：
S10，接收车辆下电的触发指令；
S20，检测车辆是否发生碰撞或故障；
S30，若是，则控制车辆进行被动放电；
S40，若否，则控制车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。
本发明中设有多种主动放电途径，在车辆正常运行时进行主动放电，在车辆发生故障或碰撞时进行被动放电，放电途径不单一，能够尽快并安全地进行放电，可以降低主动放电的失败率。
本发明提供的实现车辆高压放电的方法，能够有效保证无论车辆是主动下电还是被动下电，均可以保证母线电压在5s内降到60V以下，消除了人员高压触电的危险。本发明能够智能区分主动下电和被动下电(如碰撞等)情况，以最优方式进行主动放电，同时，智能区分下电情况也大大优化了主动放电时间。
图2是根据本发明一个实施例的使用主动放电方法的示意性流程图。如图2所示，并参见图1，在另一个实施例中，S40具体包括以下步骤：
步骤一：检测车辆的工作参数以及多个控制件是否存在故障，其中，工作参数包括母线电压、电机的转速、发电机的转速以及暖风系统中的水温，多个控制件包括电机控制器、发电机控制器、DCDC控制模块、电池管理系统、空调系统以及暖风系统；
步骤二：在电机控制器正常工作下判断电机的转速是否低于预设阈值转速，若是，则控制电机控制器使用电机绕组进行主动放电；若否，则进行步骤四；
步骤三：判断使用电机绕组主动放电是否成功，若失败，则进行步骤四；若成功，则放电结束；
步骤四：在发电机控制器正常工作下判断发电机的转速是否为零，若是，则控制发电机控制器使用发电机绕组进行主动放电；若否，则进行步骤六；
步骤五：判断使用发电机绕组主动放电是否成功，若失败，则进行步骤六；若成功，则放电结束；
步骤六：在DCDC控制模块正常工作下控制DCDC控制模块使用高频开关耗电和/或第一电阻进行主动放电、在电池管理系统正常工作下控制电池管理系统使用预充电阻进行主动放电，其中，若两者均能正常工作则同时进行主动放电；若两者均不能正常工作，则进行步骤八；
步骤七：判断使用高频开关耗电和/或第一电阻、预充电阻主动放电是否成功，若成功，则放电结束；若失败，则进行步骤八；
步骤八：在空调系统正常工作下判断母线电压是否在压缩机的额定工作电压范围内，若是，则控制空调系统使用压缩机绕组和/或第二电阻进行主动放电；若否，则进行步骤十；
步骤九：判断使用压缩机绕组和/或第二电阻主动放电是否成功，若成功，则放电结束；若失败，则进行步骤十；
步骤十：在暖风系统正常工作下判断母线电压是否在热敏电阻的额定工作电压范围内且水温是否在热敏电阻的额定工作温度范围内，若是，则控制暖风系统使用热敏电阻进行主动放电。
本发明提供多种放电途径，保证主动放电能在国标要求时间内完成放电，避免单一部件失效或损坏导致放电失败的情况，大大减小主动放电的失效率。并且按照上述先后主动放电顺序进行主动放电，保证以最优的放电途径进行主动放电，将部件损耗降低到最小或无损。
本发明为增程式电动车提供更多样的放电方案，通过发电机卸下扭矩，实现发电机转速为0，从而通过发电机绕组进行主动放电，并且当发电机转速≠0时，也可以通过其他途径进行放电，从而保证增程式车辆的放电成功。
图3是根据本发明一个实施例的使用被动放电方法的示意性流程图。如图3所示，并参见图1-2,在又一个具体地实施例中，S30具体包括控制电机控制器使用电机绕组、发电机控制器使用发电机绕组、DCDC控制模块使用高频开关耗电和/或第一电阻、电池管理系统使用预充电阻、空调系统使用压缩机绕组和/或第二电阻、暖风系统使用热敏电阻同时进行被动放电。
本发明中主动放电是在车辆正常运行工况下，在多种放电途径中按照预设的主动放电途径顺序进行主动放电，并在优选的主动放电途径失败后通过另外一种放电途径进行主动放电，尽量避免放电部件的损坏。而在车辆发生故障或者碰撞后采用被动放电，也就是同时通过多种放电途径进行放电，没有先后顺序关系，不管是否会损坏放电部件都强制放电，以在最短的时间内完成放电从而保证整车安全。
本发明区分整车工况，最大化缩短工况，保证各工况下主动放电时间最短，为整车提供更安全的主动放电策略，减少人员高压触电风险。正常主动放电按照“最优途径，最小损坏”放电的原则执行，被动放电按照“最安全放电，最短时间”放电的原则执行。
图4是根据本发明一个实施例的实现车辆高压放电的系统的示意性结构图，图5是根据本发明另一个实施例的实现车辆高压放电的系统的示意性结构图。如图4-5所示，在一个具体地实施例中，实现车辆高压放电的系统一般性地可包括检测模块9和整车控制器1。其中，检测模块9用于接收车辆下电的触发指令后检测车辆是否发生碰撞或故障并反馈给整车控制器1。整车控制器1与检测模块9信号连接，配置成在车辆发生碰撞或故障时控制车辆进行被动放电、在车辆未发生碰撞或故障时控制车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。
具体地，实现车辆高压放电的系统还包括与检测模块9和整车控制器1均相连的多个控制件10，多个控制件10包括电机控制器6、发电机控制器3、DCDC控制模块5、电池管理系统2、空调系统7以及暖风系统4。
检测模块9还用于检测车辆的工作参数以及多个控制件10是否存在故障，其中，工作参数包括母线电压、电机61的转速、发电机31的转速以及暖风系统4中的水温。
整车控制器1配置成在电机控制器6正常工作下并且电机61的转速低于预设阈值转速时控制电机控制器6使用电机61绕组进行主动放电、在使用电机61绕组主动放电失败后，发电机控制器3正常工作并且发电机31的转速为零时控制发电机控制器63使用发电机31绕组进行主动放电、在使用发电机31绕组主动放电失败后，DCDC控制模块5正常工作时控制DCDC控制模块5使用高频开关51耗电和/或第一电阻进行主动放电、电池管理系统2正常工作时控制电池管理系统2使用预充电阻21进行主动放电，在高频开关51耗电和/或第一电阻、预充电阻21主动放电失败后，空调系统7正常工作且母线电压在压缩机71的额定工作电压范围内时控制空调系统7使用压缩机71绕组和/或第二电阻进行主动放电、在使用压缩机71绕组和/或第二电阻主动放电失败后，暖风系统4正常工作且母线电压在热敏电阻41的额定工作电压范围内并且水温在热敏电阻41的额定工作温度范围内时控制暖风系统4使用热敏电阻41进行主动放电。
进一步地，整车控制器1还配置成控制电机控制器6使用电机61绕组、发电机控制器3使用发电机31绕组、DCDC控制模块5使用高频开关51耗电和/或第一电阻、电池管理系统2使用预充电阻21、空调系统7使用压缩机71绕组和/或第二电阻、暖风系统4使用热敏电阻41同时进行被动放电。
实现车辆高压放电的系统还包括与检测模块9和整车控制器1均相连的安全气囊控制器8，其在整车控制器1的控制下点爆安全气囊，检测模块9根据安全气囊控制器8的工作状态从而判断车辆是否发生碰撞。
本发明采用多途径多控制器执行主动放电，利用整车现有各系统，不改变硬件，解决单一系统在单点故障风险问题，提高整车和系统的可靠性，提高整车主动放电的安全性。另外，本发明结合增程式电动车的固有系统，提供更优的主动放电方案。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种实现车辆高压放电的方法，其特征在于，包括：
接收车辆下电的触发指令；
检测所述车辆是否发生碰撞或故障；
若是，则控制所述车辆进行被动放电；
若否，则控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，包括：
检测所述车辆的工作参数以及多个控制件是否存在故障，其中，所述工作参数包括母线电压、电机的转速、发电机的转速以及暖风系统中的水温，多个所述控制件包括电机控制器、发电机控制器、DCDC控制模块、电池管理系统、空调系统以及所述暖风系统；
在所述电机控制器正常工作下并且所述电机的转速低于预设阈值转速时控制所述电机控制器使用电机绕组进行主动放电。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：在使用所述电机绕组主动放电失败后，所述发电机控制器正常工作并且所述发电机的转速为零时控制所述发电机控制器使用发电机绕组进行主动放电。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在使用所述发电机绕组主动放电失败后，所述DCDC控制模块正常工作时控制所述DCDC控制模块使用高频开关耗电和/或第一电阻进行主动放电、所述电池管理系统正常工作时控制所述电池管理系统使用预充电阻进行主动放电。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在所述高频开关耗电和/或第一电阻、所述预充电阻主动放电失败后，所述空调系统正常工作且所述母线电压在压缩机的额定工作电压范围内时控制所述空调系统使用所述压缩机绕组和/或第二电阻进行主动放电。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电，还包括：
在使用所述压缩机绕组和/或第二电阻主动放电失败后，所述暖风系统正常工作且所述母线电压在热敏电阻的额定工作电压范围内并且所述水温在所述热敏电阻的额定工作温度范围内时控制所述暖风系统使用所述热敏电阻进行主动放电。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述车辆进行被动放电，包括：
控制所述电机控制器使用所述电机绕组、所述发电机控制器使用所述发电机绕组、所述DCDC控制模块使用所述高频开关耗电和/或第一电阻、所述电池管理系统使用所述预充电阻、所述空调系统使用所述压缩机绕组和/或第二电阻、所述暖风系统使用所述热敏电阻同时进行被动放电。
8.一种实现车辆高压放电的系统，其特征在于，包括检测模块和整车控制器，
所述检测模块，用于接收车辆下电的触发指令后检测所述车辆是否发生碰撞或故障并反馈给所述整车控制器；
所述整车控制器，与所述检测模块信号连接，配置成在所述车辆发生碰撞或故障时控制所述车辆进行被动放电、在所述车辆未发生碰撞或故障时控制所述车辆按照多种放电途径中预设的放电途径进行主动放电。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括与所述检测模块和所述整车控制器均相连的多个控制件，多个所述控制件包括电机控制器、发电机控制器、DCDC控制模块、电池管理系统、空调系统以及暖风系统，
所述检测模块，还用于检测所述车辆的工作参数以及多个所述控制件是否存在故障，其中，所述工作参数包括母线电压、电机的转速、发电机的转速以及所述暖风系统中的水温；
所述整车控制器，配置成在所述电机控制器正常工作下并且所述电机的转速低于预设阈值转速时控制所述电机控制器使用电机绕组进行主动放电、在使用所述电机绕组主动放电失败后，所述发电机控制器正常工作并且所述发电机的转速为零时控制所述发电机控制器使用发电机绕组进行主动放电。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述整车控制器，还配置成控制所述电机控制器使用所述电机绕组、所述发电机控制器使用所述发电机绕组、所述DCDC控制模块使用所述高频开关耗电和/或第一电阻、所述电池管理系统使用所述预充电阻、所述空调系统使用所述压缩机绕组和/或第二电阻、所述暖风系统使用所述热敏电阻同时进行被动放电。
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