CN111591146A - 一种纯电动汽车控制系统 - Google Patents

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胡松华
刘伟东
江乐生
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Abstract

本发明提供一种纯电动汽车控制系统。属于电动汽车控制技术领域。系统包括电池管理系统、电机控制器，所述电池管理系统包括整车模式管理模块、能量管理模块、电池包热管理模块，所述电机控制器包括扭矩管理模块、电机回路热管理模块。本发明提供的系统，将三个控制器减为两个，节省了整车成本，扭矩控制部分不再需要VCU和MCU之间通讯实现，只需要MCU内部控制，提高了扭矩控制的安全性。

Description

一种纯电动汽车控制系统
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域，具体涉及一种纯电动汽车控制系统。
背景技术
纯电动汽车的三电系统是电动汽车的控制核心，三电系统就是电动汽车的“电池、电机和电控”三个系统。目前，新能源汽车所使用的控制系统大多是在传统汽车控制器基础上，再进行一些适应性的更改，形成适应于新能源汽车工作的控制软件。电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成本。电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。电池的关键在电芯，电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
三电系统包括：整车控制器（VCU）、电池管理系统（BMS）、电机控制器（MCU）。主流的功能分布是BMS负责管理整车电池包能源，并把整车可用能源状况发送给VCU，VCU负责解析用户的扭矩请求，以及整车功率使用，发送扭矩请求给MCU，MCU响应VCU的扭矩请求驱动车辆。这种模式有几个缺点：首先，需要三个控制模块，成本相对较高。其次，BMS、VCU、MCU通过CAN总线通讯，一旦总线通讯故障，特别是VCU和MCU之间总线通讯故障，就会导致动力丢失，故障率相对较高。另外由于动力CAN模块减少，响应的总线网络负载也会有所优化。
中国发明专利：纯电动汽车控制装置，公开号CN109696838A，公开日期2019-04-30，公开了一种纯电动汽车控制装置，实现了对电动汽车的控制更精准的目的，但是无法解决成本高、故障率高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动汽车VCU功能分解到BMS和MCU的控制系统架构，降低控制器硬件成本，提高系统的可靠性。
具体的技术方案为：
纯电动汽车控制系统，包括电池管理系统、电机控制器，所述电池管理系统包括整车模式管理模块、能量管理模块、电池包热管理模块，所述电机控制器包括扭矩管理模块、电机回路热管理模块。
进一步的，所述整车模式管理模块包括：低压模式管理模块、高压上下电模块、充电管理模块。
进一步的，所述电池包热管理模块包括电机回路热管理模块、电池包回路热管理模块。
进一步的，所述能量管理模块包括行车模式能量分配模块、电机超功率调节模块、充电模式能量分配模块。
进一步的，所述电机控制器整合制动开度传感器、油门开度传感器、定速巡航开关的硬件信号。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明提出了一种纯电动汽车VCU功能分解到BMS和MCU的控制系统架构，VCU的高压上下电及功率控制部分的软件功能整合到BMS功能中，VCU的扭矩控制功能整合到MCU的控制功能中。这样三个控制器减为两个，节省了整车成本，扭矩控制部分不再需要VCU和MCU之间通讯实现，只需要MCU内部控制，提高了扭矩控制的安全性。
附图说明
图1为实施例中VCU功能框图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的目的在于提供一种纯电动汽车VCU功能分解到BMS和MCU的控制系统，降低控制器硬件成本，提高系统的可靠性。
为实现这个目的本发明采用的技术方案为：
1、VCU功能模块化，整车模式管理、能量管理、电池包热管理功能集成到BMS模块中；
2、原VCU的扭矩管理、电机回路热管理，集成到MCU模块中；
3、相关硬件接口分别分配到BMS和MCU模块。
各功能模块的具体设置如下：
1、VCU的整车模式管理主要有三部分功能：低压模式管理、高压上下电、充电管理，这三部分和BMS密切相关，可整合进BMS功能模块。
2、热管理中的电池包热管理直接和BMS相关，可直接并入BMS热管理模块。
3、热管理中的电机系统热管理整合进MCU控制模块。
4、扭矩管理直接和MCU的扭矩响应相关，并入MCU的扭矩控制相关模块，提高扭矩的响应速度，MCU需要整加制动开度传感器、油门开度传感器、定速巡航开关等硬件信号，以实现相关功能的整合。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车控制系统，包括电池管理系统、电机控制器，其特征在于，所述电池管理系统包括整车模式管理模块、能量管理模块、电池包热管理模块，所述电机控制器包括扭矩管理模块、电机回路热管理模块。
2.如权利要求1所述的纯电动汽车控制系统，其特征在于，所述整车模式管理模块包括：低压模式管理模块、高压上下电模块、充电管理模块。
3.如权利要求1所述的纯电动汽车控制系统，其特征在于，所述电池包热管理模块包括电机回路热管理模块、电池包回路热管理模块。
4.如权利要求1所述的纯电动汽车控制系统，其特征在于，所述能量管理模块包括行车模式能量分配模块、电机超功率调节模块、充电模式能量分配模块。
5.如权利要求1所述的纯电动汽车控制系统，其特征在于，所述电机控制器整合制动开度传感器、油门开度传感器、定速巡航开关的硬件信号。
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