CN112277650B - 一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，应用于汽车驱动系统，包括以下步骤：S1、高压下电前准备；S2、高压下电：S2.1、燃料电池紧急高压下电；S2.2、控制断开PDU正接触器、负接触器，PDU中包含DCL；S2.3、控制BMS断开接触器；S3、高压下电完成，低压下电、各控制器休眠。在车辆启动时，当汽车驱动系统中的各个控制器检测到整车存在影响人身、车辆安全的严重故障时，将执行高压紧急下电，车辆高压紧急下电条件中所涉及的控制器包括BCM、FCU、BMS、VCU、PDU、MCU、HMC、ACU，可以确保氢燃料电池汽车可以更加安全、有效地下高压，防止严重漏电等意外情况对接触电动汽车的人员造成伤害，保护氢燃料电动汽车驾驶和乘坐人员的人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料电池汽车技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法。
背景技术
为了较好地解决氢燃料电池汽车的高压系统安全问题，特别是氢燃料电池纯电动车的高压安全问题，国家对氢燃料电池纯电动车给出了较详细的硬件设计和测试规程，特别是高压安全系统，应能够防止严重漏电等情况对接触电动汽车的人员造成伤害，保护电动汽车驾驶和乘坐人员的人身安全，防止意外发生，因而氢燃料电池纯电动车在整车安全系统管理方面有较高的要求。
传统纯电动汽车的高压系统下电方法所涉及到的模块主要包括电驱动系统EDU、仪表管理系统MCU、整车控制器VCU、电池管理系统BMS和高压配电箱PDU，对于氢燃料电池汽车而言，传统纯电动汽车的高压系统下电方法已无法满足要求。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，车辆高压紧急下电条件中所涉及的控制器包括BCM、FCU、BMS、VCU、PDU、MCU、HMC、ACU，可以确保氢燃料电池汽车可以更加安全、有效地下高压。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，应用于汽车驱动系统，包括以下步骤：
S1、高压下电前准备：
S1.1、检测“需紧急断高压的故障”，若未检测到，重复执行步骤S1.1，若检测到，执行步骤S1.2；
S1.2、VCU发送CAN信号，包括发送“DCL控制指令＝停止”至DCL，发送“MCU工作状态设定＝高压待机”、“MCU紧急停机设定＝使能”、“电机转矩请求值＝0Nm”至MCU，发送“允许热管理高压系统工作指令＝禁止工作”、“紧急停止高压系统工作请求＝有请求”至HMC；
S2、高压下电：
S2.1、燃料电池紧急高压下电：
S2.1.1、VCU发送CAN信号，包括发送“FCU工作使能＝燃料电池紧急下强电”指令至FCU，判断FCU紧急高压下电是否完成，若FCU紧急高压下电完成，满足条件①，若FCU紧急高压下电未完成，开始计时，若未超过标定时间，重复执行步骤S2.1.1，若超过标定时间，则判定FCU紧急高压下电故障，满足条件②；
S2.2、控制断开PDU正接触器、负接触器，PDU中包含DCL：
S2.2.1、VCU发送CAN信号，包括发送“VCU主正接触器控制信息＝断开PDU正接触器”、“VCU主负接触器控制信息＝断开PDU负接触器”指令至PDU，判断PDU正接触器和负接触器是否断开，若断开，执行步骤S2.2.2，若未断开，开始计时，若未超过标定时间，重复执行步骤S2.2.1，若超过标定时间，则判定PDU正接触器故障、负接触器故障，执行步骤S2.2.2；
S2.2.2、判断PDU高压连接是否断开，若断开，执行步骤S2.2.3，若未断开，开始计时，若未超过标定时间，重复步骤S2.2.2，若超过标定时间，则不执行主动放电操作，满足条件③；
S2.2.3、判断电机控制器MCU主动放电是否完成，若完成，满足条件④，若未完成，开始计时，若未超过标定时间，重复步骤S2.2.3，若超过标定时间，满足条件⑤；
S2.1、S2.2同步进行，若条件①、条件②中任意一项与条件③、条件④、条件⑤中任意一项同时满足时，执行步骤S2.3；
S2.3、VCU发送CAN信号，包括发送“BMS工作使能＝断开接触器”指令至BMS，若BMS接触器断开完成，执行步骤S3，若BMS接触器断开未完成，开始计数，若未超过标定时间，重复步骤S2.3，若超过标定时间，执行步骤S3；
S3、高压下电完成，低压下电、各控制器休眠。
进一步的，所述“需紧急断高压的故障”包括BMS故障等级＝最高等级、FCU故障等级＝最高等级、MCU故障等级＝最高等级、PDU故障等级＝最高等级、ACU＝检测到碰撞信号。
进一步的，汽车驱动系统的高压电池包内部和PDU内部均设有一组高压继电器，高压电池包内部的高压继电器用于切断燃料电池系统内部的高压输入，PDU内部的高压继电器用于切断MCU的高压输入，两组高压继电器确保车辆在高压上电执行完成前可随时切断燃料电池系统和电机系统的高压输入。
本发明的有益效果为：
在车辆启动时，当汽车驱动系统中的各个控制器检测到整车存在影响人身、车辆安全的严重故障时，将执行高压紧急下电，车辆高压紧急下电条件中所涉及的控制器包括BCM、FCU、BMS、VCU、PDU、MCU、HMC、ACU，可以确保氢燃料电池汽车可以更加安全、有效地下高压，防止严重漏电等意外情况对接触电动汽车的人员造成伤害，保护氢燃料电动汽车驾驶和乘坐人员的人身安全。
附图说明
附图1为本发明低压控制高压紧急下电方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明中，控制模块的简写、英文全称、中文含义对照如下：
BCM，Body Control Module，车身控制器；
VCU，Vehicle Control Unit，整车控制器；
FCU，Fuel Cell Control Unit，燃料电池控制器；
MCU，Motor Controller Unit，电机控制器；
DCL，DCDC，降压DCDC；
BMS，Battery Management System，动力电池管理系统；
PDU，Power Distribution Unit，高压配电箱；
ACU，Airbag Control Unit，安全气囊控制器；
HMC，Heat Manage Control，热管理控制器。
请参阅图1所示，一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，应用于汽车驱动系统，包括以下步骤：
S1、高压下电前准备：
S1.1、检测“需紧急断高压的故障”，若未检测到，重复执行步骤S1.1，若检测到，执行步骤S1.2，其中，所述“需紧急断高压的故障”包括BMS故障等级＝最高等级(如严重漏电等)、FCU故障等级＝最高等级(如电堆输入电流过大等)、MCU故障等级＝最高等级(如输入母线电压过压等)、PDU故障等级＝最高等级(如输入母线电压过压等)、ACU＝检测到碰撞信号；
S1.2、VCU发送CAN信号，包括发送“DCL控制指令＝停止”至DCL，发送“MCU工作状态设定＝高压待机”、“MCU紧急停机设定＝使能”、“电机转矩请求值＝0Nm”至MCU，发送“允许热管理高压系统工作指令＝禁止工作”、“紧急停止高压系统工作请求＝有请求”至HMC，也就是说，VCU控制整车进行高压下电前，需先将高压负载降低到小于一定值，包括发送停止指令至DCL、发送高压停机模式和0Nm扭矩请求至MCU、发送禁止热管理高压系统工作指令至HMC；
S2、高压下电：
S2.1、燃料电池紧急高压下电：
S2.1.1、VCU发送CAN信号，包括发送“FCU工作使能＝燃料电池紧急下强电”指令至FCU，判断FCU紧急高压下电是否完成，若FCU紧急高压下电完成，满足条件①，若FCU紧急高压下电未完成，开始计时，若未超过标定时间，重复执行步骤S2.1.1，若超过标定时间，则判定FCU紧急高压下电故障，满足条件②；
S2.2、控制断开PDU正接触器、负接触器，PDU中包含DCL：
S2.2.1、VCU发送CAN信号，包括发送“VCU主正接触器控制信息＝断开PDU正接触器”、“VCU主负接触器控制信息＝断开PDU负接触器”指令至PDU，判断PDU正接触器和负接触器是否断开，若断开，执行步骤S2.2.2，若未断开，开始计时，若未超过标定时间，重复执行步骤S2.2.1，若超过标定时间，则判定PDU正接触器故障、负接触器故障，执行步骤S2.2.2；
S2.2.2、判断PDU高压连接是否断开，若断开，执行步骤S2.2.3，若未断开，开始计时，若未超过标定时间，重复步骤S2.2.2，若超过标定时间，则不执行主动放电操作，满足条件③；
S2.2.3、判断电机控制器MCU主动放电是否完成，若完成，满足条件④，若未完成，开始计时，若未超过标定时间，重复步骤S2.2.3，若超过标定时间，满足条件⑤；
S2.1、S2.2同步进行，若条件①、条件②中任意一项与条件③、条件④、条件⑤中任意一项同时满足时，执行步骤S2.3；
S2.3、VCU发送CAN信号，包括发送“BMS工作使能＝断开接触器”指令至BMS，若BMS接触器断开完成，执行步骤S3，若BMS接触器断开未完成，开始计数，若未超过标定时间，重复步骤S2.3，若超过标定时间，执行步骤S3；
S3、高压下电完成，低压下电、各控制器休眠。
作为优选的，汽车驱动系统的高压电池包内部和PDU内部均设有一组高压继电器，高压电池包内部的高压继电器用于切断燃料电池系统内部的高压输入(如空压机、PTC等)，PDU内部的高压继电器用于切断MCU的高压输入，两组高压继电器确保车辆在高压上电执行完成前可随时切断燃料电池系统和电机系统的高压输入。
采用上述技术方案后，在车辆启动时，当汽车驱动系统中的各个控制器检测到整车存在影响人身、车辆安全的严重故障时，将执行高压紧急下电，车辆高压紧急下电条件中所涉及的控制器包括BCM、FCU、BMS、VCU、PDU、MCU、HMC、ACU，可以确保氢燃料电池汽车可以更加安全、有效地下高压，防止严重漏电等意外情况对接触电动汽车的人员造成伤害，保护氢燃料电动汽车驾驶和乘坐人员的人身安全。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，应用于汽车驱动系统，其特征在于：包括以下步骤：
S1、高压下电前准备：
S1.1、检测“需紧急断高压的故障”，若未检测到，重复执行步骤S1.1，若检测到，执行步骤S1.2；
S1.2、VCU发送CAN信号，包括发送“DCL控制指令＝停止”至DCL，发送“MCU工作状态设定＝高压待机”、“MCU紧急停机设定＝使能”、“电机转矩请求值＝0Nm”至MCU，发送“允许热管理高压系统工作指令＝禁止工作”、“紧急停止高压系统工作请求＝有请求”至HMC；
S2、高压下电：
S2.1、燃料电池紧急高压下电：
S2.1.1、VCU发送CAN信号，包括发送“FCU工作使能＝燃料电池紧急下强电”指令至FCU，判断FCU紧急高压下电是否完成，若FCU紧急高压下电完成，满足条件①，若FCU紧急高压下电未完成，开始计时，若未超过标定时间，重复执行步骤S2.1.1，若超过标定时间，则判定FCU紧急高压下电故障，满足条件②；
S2.2、控制断开PDU正接触器、负接触器，PDU中包含DCL：
S2.2.1、VCU发送CAN信号，包括发送“VCU主正接触器控制信息＝断开PDU正接触器”、“VCU主负接触器控制信息＝断开PDU负接触器”指令至PDU，判断PDU正接触器和负接触器是否断开，若断开，执行步骤S2.2.2，若未断开，开始计时，若未超过标定时间，重复执行步骤S2.2.1，若超过标定时间，则判定PDU正接触器故障、负接触器故障，执行步骤S2.2.2；
S2.2.2、判断PDU高压连接是否断开，若断开，执行步骤S2.2.3，若未断开，开始计时，若未超过标定时间，重复步骤S2.2.2，若超过标定时间，则不执行主动放电操作，满足条件③；
S2.2.3、判断电机控制器MCU主动放电是否完成，若完成，满足条件④，若未完成，开始计时，若未超过标定时间，重复步骤S2.2.3，若超过标定时间，满足条件⑤；
S2.1、S2.2同步进行，当条件①、条件②中任意一项与条件③、条件④、条件⑤中任意一项同时满足时，执行步骤S2.3；
S2.3：VCU发送CAN信号，包括发送“BMS工作使能＝断开接触器”指令至BMS，若BMS接触器断开完成，执行步骤S3，若BMS接触器断开未完成，开始计数，若未超过标定时间，重复步骤S2.3，若超过标定时间，执行步骤S3；
S3、高压下电完成，低压下电、各控制器休眠。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，其特征在于：所述“需紧急断高压的故障”包括BMS故障等级＝最高等级、FCU故障等级＝最高等级、MCU故障等级＝最高等级、PDU故障等级＝最高等级、ACU＝检测到碰撞信号。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的低压控制高压紧急下电方法，其特征在于：汽车驱动系统的高压电池包内部和PDU内部均设有一组高压继电器，高压电池包内部的高压继电器用于切断燃料电池系统内部的高压输入，PDU内部的高压继电器用于切断MCU的高压输入，两组高压继电器确保车辆在高压上电执行完成前可随时切断燃料电池系统和电机系统的高压输入。
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