CN111516498B - 一种双电池系统安全应用控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双电池系统安全应用控制方法，安全应用控制方法应用于双电池系统，双电池系统包括第一动力电池子系统、第二动力电池子系统、切换开关、整车控制器、电池管理系统、高压负载、总正接触器以及切换接触器，第一动力电池子系统与切换接触器的常闭触点相连，第二动力电池子系统与切换接触器的常开触点相连，切换接触器的输出端与总正接触器的输入端相连，总正接触器的输出端与高压负载相连，切换接触器的线圈与整车控制器相连，总正接触器的线圈与整车控制器相连，切换开关与整车控制器相连，整车控制器与电池管理系统信号连接，本发明结构合理，纯电动客车双电池系统智能控制切换，应用安全。

Description

一种双电池系统安全应用控制方法
技术领域
本发明属于纯电动客车领域，涉及双电池系统应用技术，具体是一种双电池系统安全应用控制方法。
背景技术
目前，纯电动客车双电池系统在切换时，不能实现智能控制，存在安全隐患，因车辆在运行时，可能会有较大的工作电流，如果此时车辆没有停止，在跑动过程进行切换，此时接触器就会带电切断，产生电火花，粘结接触器触电，致使整车断不了高压，存在安全隐患；
考虑到纯电动客车双电池系统在切换时的重要性，有必要提供一种双电池系统安全应用控制方法，可根据车速、高压用电情况及电池信息，智能控制电池系统的切换，从而确保整车安全，为此，我们提出一种双电池系统安全应用控制方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种双电池系统安全应用控制方法，本发明结构合理，纯电动客车双电池系统智能控制切换，应用安全。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何实现纯电动客车双电池系统的智能控制切换，如何有效避免纯电动客车双电池系统切换时带来的安全隐患；
(2)如何根据纯电动客车的车速和电池信息进行双电池系统的智能控制切换。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种双电池系统安全应用控制方法，所述安全应用控制方法应用于双电池系统，所述双电池系统包括第一动力电池子系统、第二动力电池子系统、切换开关、整车控制器、电池管理系统、高压负载、总正接触器以及切换接触器；
所述第一动力电池子系统与切换接触器的常闭触点相连，所述第二动力电池子系统与切换接触器的常开触点相连，所述切换接触器的输出端与总正接触器的输入端相连，所述总正接触器的输出端与高压负载相连，所述切换接触器的线圈与整车控制器相连，所述总正接触器的线圈与整车控制器相连，所述切换开关与整车控制器相连，所述整车控制器与电池管理系统信号连接；
所述整车控制器包括计时单元、监测模块、信号接收单元、处理模块、测速单元、通讯模块、数据库、切换控制单元、记录单元以及显示单元；
所述信号接收单元用于接收切换开关的切换信号；所述信号接收单元用于将切换信号传输到处理模块，所述处理模块接收到信号接收单元传输的切换信号并传输到整车控制器，所述整车控制器接收到处理模块传输的切换信号并传输到切换控制单元，所述切换控制单元接收到整车控制器传输的切换信号，切换控制单元按照切换信号切换纯电动客车的电池系统；
所述通讯模块通过CAN总线与电池管理系统通讯连接；所述记录单元用于记录整车控制器发出的切换信号的次数；所述显示单元为设置在纯电动客车驾驶室仪表台上的显示屏，用于显示切换信号和切换结果；
所述安全应用控制方法具体包括以下步骤：
步骤一：电池需要切换时，按下切换开关；
步骤二：整车控制器接收到切换开关的切换信号；
步骤三：整车控制器与电池管理系统通过CAN总线进行通讯，接收电池信息；
步骤四：整车控制器接收到切换开关的切换信号，根据整车的电池信息和车速状况进行切换的判断；
步骤五：当条件满足切换条件后，整车控制器控制总正接触器断开；
步骤六：总正接触器断开后，整车控制器控制切换接触器，电池由第一动力电池子系统切换到第二动力电池子系统；
步骤七：动力电池系统切换完成后，整车控制器控制总正接触器闭合；
步骤八：整车控制器接收电池管理系统信息，控制整车运行。
进一步地，所述安全应用控制方法中步骤四的具体步骤为：
S1：首先获取信号接收单元接收到的切换信号，并将切换信号传输至处理模块；
S2：利用测速单元获取初始行驶速度S1，利用计时单元获取初始行驶速度S1的初始行驶持续时间T1，利用监测模块获取第一动力电池子系统和第二动力电池子系统的实时电池量，分别标记为D1和D2；
S3：行驶一段时间后，再次利用测速单元获取初始行驶速度S2，利用计时单元获取初始行驶速度S2的当前行驶持续时间T2，再次利用监测模块获取第一动力电池子系统和第二动力电池子系统的实时电池量，分别标记为D11和D22；
S4：测速单元将初始行驶速度S1、当前行驶速度S2传输给处理模块，计时单元将初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2传输给处理模块，监测模块将实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22传输给处理模块；
S5：处理模块对初始行驶速度S1、当前行驶速度S2、初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2、实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22进行切换分析；
S51：数据库中预设有行驶速度切换界定值S、行驶速度持续时间值T以及低电量值D，第一动力电池子系统为初始动力电池系统；
S52：当行驶速度小于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第一动力电池子系统；当行驶速度大于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第二动力电池子系统；
S53：获取得到初始行驶速度S1、当前行驶速度S2，获取得到初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2、实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22；
S54：若D＞D1，且D＞D2，整车无法继续行驶；
若D＜D1，且D＞D2，切换开关无法启动，产生切换不通过信号；
若D＞D1，且D＜D2，切换开关无法启动，产生切换不通过信号；
若D＜D1，且D＜D2，进入下一步骤，产生切换通过信号；
S55：当S1＜S，且T1＜T，产生切换不通过信号；
当S1＜S，且T1＞T，产生切换不通过信号；
当S1＞S，且T1＞T，产生切换通过信号；
当S1＞S，且T1＜T，产生切换不通过信号；
当S2＜S，且T2＜T，产生切换不通过信号；
当S2＜S，且T2＞T，产生切换不通过信号；
当S2＞S，且T2＞T，产生切换通过信号；
当S2＞S，且T2＜T，产生切换不通过信号；
S56：若D＞D11，且D＞D22，整车无法继续行驶；
若D＜D11，且D＞D22，切换开关无法启动，产生切换不通过信号；
若D＞D11，且D＜D22，切换开关无法启动，产生切换不通过信号；
若D＜D11，且D＜D22，进入下一步骤，产生切换通过信号；
S6：处理模块进行切换分析后产生切换通过信号和切换不通过信号，并传输至整车控制器。
进一步地，所述整车控制器还用于产生切换通过信号和切换不通过信号，切换通过信号和切换不通过信号均传输至显示单元。
进一步地，所述监测模块用于监测整车电池的实时电池量。
本发明的有益效果：
本发明通过切换开关开启双电池系统的切换，通过整车控制器接收到切换开关的切换信号，整车控制器与电池管理系统通过CAN总线进行通讯，接收电池信息，通过整车控制器接收到切换开关的切换信号，根据整车的电池信息和车速状况进行切换的判断，当条件满足切换条件后，整车控制器控制总正接触器断开，总正接触器断开后，整车控制器控制切换接触器，电池由第一动力电池子系统切换到第二动力电池子系统，当动力电池系统切换完成后，整车控制器控制总正接触器闭合整车控制器接收电池管理系统信息，控制整车运行；
通过信号接收单元获取切换信号，并将切换信号传输至处理模块，处理模块通过测速单元、计时单元以及监测模块获取整车行驶速度、行驶持续时间以及实时电池量，并将获取得到的整车行驶速度、行驶持续时间以及实时电池量与数据库中预设的行驶速度切换界定值S、行驶速度持续时间值T以及低电量值D进行切换分析；
当第一动力电池子系统和第二动力电池子系统的实时电池量均低于低电量值D时，整车无法继续行驶，当第一动力电池子系统和第二动力电池子系统中任一实时电池量低于低电量值D时，则切换开关无法启动；
当整车行驶速度小于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第一动力电池子系统；当行驶速度大于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第二动力电池子系统，处理模块进行切换分析后会产生切换通过信号和切换不通过信号，并传输至整车控制器，本发明结构合理，纯电动客车双电池系统智能控制切换，应用安全。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的系统框图。
图中：1-第一动力电池子系统、2-第二动力电池子系统、3-切换开关、4-整车控制器、5-电池管理系统、6-高压负载、7-总正接触器、8-切换接触器。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种双电池系统安全应用控制方法，安全应用控制方法应用于双电池系统，双电池系统包括第一动力电池子系统1、第二动力电池子系统2、切换开关3、整车控制器4、电池管理系统5、高压负载6、总正接触器7以及切换接触器8；
第一动力电池子系统1与切换接触器8的常闭触点相连，第二动力电池子系统2与切换接触器8的常开触点相连，切换接触器8的输出端与总正接触器7的输入端相连，总正接触器7的输出端与高压负载6相连，切换接触器8的线圈与整车控制器4相连，总正接触器7的线圈与整车控制器4相连，切换开关3与整车控制器4相连，整车控制器4与电池管理系统5信号连接；
整车控制器4包括计时单元、监测模块、信号接收单元、处理模块、测速单元、通讯模块、数据库、切换控制单元、记录单元以及显示单元；
信号接收单元用于接收切换开关3的切换信号；信号接收单元用于将切换信号传输到处理模块，处理模块接收到信号接收单元传输的切换信号并传输到整车控制器4，整车控制器4接收到处理模块传输的切换信号并传输到切换控制单元，切换控制单元接收到整车控制器4传输的切换信号，切换控制单元按照切换信号切换纯电动客车的电池系统；
通讯模块通过CAN总线与电池管理系统5通讯连接；记录单元用于记录整车控制器4发出的切换信号的次数；显示单元为设置在纯电动客车驾驶室仪表台上的显示屏，用于显示切换信号和切换结果；
安全应用控制方法具体包括以下步骤：
步骤一：电池需要切换时，按下切换开关3；
步骤二：整车控制器4接收到切换开关3的切换信号；
步骤三：整车控制器4与电池管理系统5通过CAN总线进行通讯，接收电池信息；
步骤四：整车控制器4接收到切换开关3的切换信号，根据整车的电池信息和车速状况进行切换的判断；
步骤五：当条件满足切换条件后，整车控制器4控制总正接触器7断开；
步骤六：总正接触器7断开后，整车控制器4控制切换接触器8，电池由第一动力电池子系统1切换到第二动力电池子系统2；
步骤七：动力电池系统切换完成后，整车控制器4控制总正接触器7闭合；
步骤八：整车控制器4接收电池管理系统5信息，控制整车运行。
安全应用控制方法中步骤四的具体步骤为：
S1：首先获取信号接收单元接收到的切换信号，并将切换信号传输至处理模块；
S2：利用测速单元获取初始行驶速度S1，利用计时单元获取初始行驶速度S1的初始行驶持续时间T1，利用监测模块获取第一动力电池子系统1和第二动力电池子系统2的实时电池量，分别标记为D1和D2；
S3：行驶一段时间后，再次利用测速单元获取初始行驶速度S2，利用计时单元获取初始行驶速度S2的当前行驶持续时间T2，再次利用监测模块获取第一动力电池子系统1和第二动力电池子系统2的实时电池量，分别标记为D11和D22；
S4：测速单元将初始行驶速度S1、当前行驶速度S2传输给处理模块，计时单元将初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2传输给处理模块，监测模块将实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22传输给处理模块；
S5：处理模块对初始行驶速度S1、当前行驶速度S2、初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2、实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22进行切换分析；
S51：数据库中预设有行驶速度切换界定值S、行驶速度持续时间值T以及低电量值D，第一动力电池子系统1为初始动力电池系统；
S52：当行驶速度小于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第一动力电池子系统1；当行驶速度大于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第二动力电池子系统2；
S53：获取得到初始行驶速度S1、当前行驶速度S2，获取得到初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2、实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22；
S54：若D＞D1，且D＞D2，整车无法继续行驶；
若D＜D1，且D＞D2，切换开关3无法启动，产生切换不通过信号；
若D＞D1，且D＜D2，切换开关3无法启动，产生切换不通过信号；
若D＜D1，且D＜D2，进入下一步骤，产生切换通过信号；
S55：当S1＜S，且T1＜T，产生切换不通过信号；
当S1＜S，且T1＞T，产生切换不通过信号；
当S1＞S，且T1＞T，产生切换通过信号；
当S1＞S，且T1＜T，产生切换不通过信号；
当S2＜S，且T2＜T，产生切换不通过信号；
当S2＜S，且T2＞T，产生切换不通过信号；
当S2＞S，且T2＞T，产生切换通过信号；
当S2＞S，且T2＜T，产生切换不通过信号；
S56：若D＞D11，且D＞D22，整车无法继续行驶；
若D＜D11，且D＞D22，切换开关3无法启动，产生切换不通过信号；
若D＞D11，且D＜D22，切换开关3无法启动，产生切换不通过信号；
若D＜D11，且D＜D22，进入下一步骤，产生切换通过信号；
S6：处理模块进行切换分析后产生切换通过信号和切换不通过信号，并传输至整车控制器4。
整车控制器4还用于产生切换通过信号和切换不通过信号，切换通过信号和切换不通过信号均传输至显示单元。
监测模块用于监测整车电池的实时电池量。
工作原理：一种双电池系统安全应用控制方法，在工作时，通过切换开关3开启双电池系统的切换，通过整车控制器4接收到切换开关3的切换信号，整车控制器4与电池管理系统5通过CAN总线进行通讯，接收电池信息，通过整车控制器4接收到切换开关3的切换信号，根据整车的电池信息和车速状况进行切换的判断，当条件满足切换条件后，整车控制器4控制总正接触器7断开，总正接触器7断开后，整车控制器4控制切换接触器8，电池由第一动力电池子系统1切换到第二动力电池子系统2，当动力电池系统切换完成后，整车控制器4控制总正接触器7闭合整车控制器4接收电池管理系统5信息，控制整车运行；
通过信号接收单元获取切换信号，并将切换信号传输至处理模块，处理模块通过测速单元、计时单元以及监测模块获取整车行驶速度、行驶持续时间以及实时电池量，并将获取得到的整车行驶速度、行驶持续时间以及实时电池量与数据库中预设的行驶速度切换界定值S、行驶速度持续时间值T以及低电量值D进行切换分析；
当第一动力电池子系统1和第二动力电池子系统2的实时电池量均低于低电量值D时，整车无法继续行驶，当第一动力电池子系统1和第二动力电池子系统2中任一实时电池量低于低电量值D时，则切换开关3无法启动；
当整车行驶速度小于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第一动力电池子系统1；当行驶速度大于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第二动力电池子系统2，处理模块进行切换分析后会产生切换通过信号和切换不通过信号，并传输至整车控制器4；本发明结构合理，纯电动客车双电池系统智能控制切换，应用安全。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种双电池系统安全应用控制方法，其特征在于，所述安全应用控制方法应用于双电池系统，所述双电池系统包括第一动力电池子系统（1）、第二动力电池子系统（2）、切换开关（3）、整车控制器（4）、电池管理系统（5）、高压负载（6）、总正接触器（7）以及切换接触器（8）；
所述第一动力电池子系统（1）与切换接触器（8）的常闭触点相连，所述第二动力电池子系统（2）与切换接触器（8）的常开触点相连，所述切换接触器（8）的输出端与总正接触器（7）的输入端相连，所述总正接触器（7）的输出端与高压负载（6）相连，所述切换接触器（8）的线圈与整车控制器（4）相连，所述总正接触器（7）的线圈与整车控制器（4）相连，所述切换开关（3）与整车控制器（4）相连，所述整车控制器（4）与电池管理系统（5）信号连接；
所述整车控制器（4）包括计时单元、监测模块、信号接收单元、处理模块、测速单元、通讯模块、数据库、切换控制单元、记录单元以及显示单元；
所述信号接收单元用于接收切换开关（3）的切换信号；所述信号接收单元用于将切换信号传输到处理模块，所述处理模块接收到信号接收单元传输的切换信号并传输到整车控制器（4），所述整车控制器（4）接收到处理模块传输的切换信号并传输到切换控制单元，所述切换控制单元接收到整车控制器（4）传输的切换信号，切换控制单元按照切换信号切换纯电动客车的电池系统；
所述通讯模块通过CAN总线与电池管理系统（5）通讯连接；所述记录单元用于记录整车控制器（4）发出的切换信号的次数；所述显示单元为设置在纯电动客车驾驶室仪表台上的显示屏，用于显示切换信号和切换结果；
所述安全应用控制方法具体包括以下步骤：
步骤一：电池需要切换时，按下切换开关（3）；
步骤二：整车控制器（4）接收到切换开关（3）的切换信号；
步骤三：整车控制器（4）与电池管理系统（5）通过CAN总线进行通讯，接收电池信息；
步骤四：整车控制器（4）接收到切换开关（3）的切换信号，根据整车的电池信息和车速状况进行切换的判断；
步骤五：当条件满足切换条件后，整车控制器（4）控制总正接触器（7）断开；
步骤六：总正接触器（7）断开后，整车控制器（4）控制切换接触器（8），电池由第一动力电池子系统（1）切换到第二动力电池子系统（2）；
步骤七：动力电池系统切换完成后，整车控制器（4）控制总正接触器（7）闭合；
步骤八：整车控制器（4）接收电池管理系统（5）信息，控制整车运行；
所述安全应用控制方法中步骤四的具体步骤为：
S1：首先获取信号接收单元接收到的切换信号，并将切换信号传输至处理模块；
S2：利用测速单元获取初始行驶速度S1，利用计时单元获取初始行驶速度S1的初始行驶持续时间T1，利用监测模块获取第一动力电池子系统（1）和第二动力电池子系统（2）的实时电池量，分别标记为D1和D2；
S3：行驶一段时间后，再次利用测速单元获取初始行驶速度S1，利用计时单元获取初始行驶速度S1的当前行驶持续时间T2，再次利用监测模块获取第一动力电池子系统（1）和第二动力电池子系统（2）的实时电池量，分别标记为D11和D22；
S4：测速单元将初始行驶速度S1、当前行驶速度S2传输给处理模块，计时单元将初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2传输给处理模块，监测模块将实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22传输给处理模块；
S5：处理模块对初始行驶速度S1、当前行驶速度S2、初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2、实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22进行切换分析；
S51：数据库中预设有行驶速度切换界定值S、行驶速度持续时间值T以及低电量值D，第一动力电池子系统（1）为初始动力电池系统；
S52：当行驶速度小于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第一动力电池子系统（1）；当行驶速度大于行驶速度切换界定值S，且行驶持续时间大于行驶速度持续时间值T，则启用第二动力电池子系统（2）；
S53：获取得到初始行驶速度S1、当前行驶速度S2，获取得到初始行驶持续时间T1、当前行驶持续时间T2、实时电池量D1、实时电池量D2、实时电池量D11以及实时电池量D22；
S54：若D＞D1，且D＞D2，整车无法继续行驶；
若D＜D1，且D＞D2，切换开关（3）无法启动，产生切换不通过信号；
若D＞D1，且D＜D2，切换开关（3）无法启动，产生切换不通过信号；
若D＜D1，且D＜D2，进入下一步骤，产生切换通过信号；
S55：当S1＜S，且T1＜T，产生切换不通过信号；
当S1＜S，且T1＞T，产生切换不通过信号；
当S1＞S，且T1＞T，产生切换通过信号；
当S1＞S，且T1＜T，产生切换不通过信号；
当S2＜S，且T2＜T，产生切换不通过信号；
当S2＜S，且T2＞T，产生切换不通过信号；
当S2＞S，且T2＞T，产生切换通过信号；
当S2＞S，且T2＜T，产生切换不通过信号；
S56：若D＞D11，且D＞D22，整车无法继续行驶；
若D＜D11，且D＞D22，切换开关（3）无法启动，产生切换不通过信号；
若D＞D11，且D＜D22，切换开关（3）无法启动，产生切换不通过信号；
若D＜D11，且D＜D22，进入下一步骤，产生切换通过信号；
S6：处理模块进行切换分析后产生切换通过信号和切换不通过信号，并传输至整车控制器（4）。
2.根据权利要求1所述的一种双电池系统安全应用控制方法，其特征在于，所述整车控制器（4）还用于产生切换通过信号和切换不通过信号，切换通过信号和切换不通过信号均传输至显示单元。
3.根据权利要求1所述的一种双电池系统安全应用控制方法，其特征在于，所述监测模块用于监测整车电池的实时电池量。
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