CN112477784A - 一种汽车的高压配电控制系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车的高压配电控制系统和汽车，该装置包括：继电器模块、多合一控制器、整车控制器和电池BMS控制器；所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器；所述多合一控制器中，不包含高压配电板；其中，所述多合一控制器，分别与所述继电器模块、所述整车控制器和所述电池BMS控制器连接。该方案，通过简化多合一控制器的电气结构，减小多合一控制器内部各模块之间的相互干扰。

Description

一种汽车的高压配电控制系统和汽车

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车的高压配电控制系统和汽车，尤其涉及一种新能源大巴车的多合一控制器内高压配电系统、以及具有该多合一控制器内高压配电系统的新能源大巴车。

背景技术

新能源大巴车内部各个电机的控制器及其它功能模块，集成设置在一个“盒子”里，形成多合一控制器。但多合一控制器内部的电气结构复杂，使得多合一控制器内部各模块之间的相互干扰大。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种汽车的高压配电控制系统和汽车，以解决多合一控制器内部的电气结构复杂，存在使得多合一控制器内部各模块之间的相互干扰大的问题，达到通过简化多合一控制器的电气结构，减小多合一控制器内部各模块之间的相互干扰的效果。

本发明提供一种汽车的高压配电控制系统，包括：继电器模块、多合一控制器、整车控制器和电池BMS控制器；所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器；所述多合一控制器中，不包含高压配电板；其中，所述多合一控制器，分别与所述继电器模块、所述整车控制器和所述电池BMS控制器连接。

在一些实施方式中，所述继电器模块，还与所述汽车的BMS高压母线正极连接；所述多合一控制器，还与所述汽车的BMS高压母线负极连接；所述多合一控制器，通过CAN总线与所述整车控制器连接；所述电池BMS控制器，连接至所述CAN总线。

在一些实施方式中，所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器；所述继电器驱动模块连接至所述继电器，所述继电器连接至所述多合一控制器；所述继电器，连接至所述汽车的BMS高压母线正极。

在一些实施方式中，在所述继电器模块中，所述继电器驱动电路和所述继电器集成设置。

在一些实施方式中，所述继电器驱动电路，设置在所述继电器的底座的底部，且所述继电器驱动电路的PCB板与所述继电器的底座之间设置有隔离件；所述隔离件，能够将所述述继电器驱动电路的PCB板与所述继电器的底座之间，隔开设定距离。

在一些实施方式中，所述继电器驱动电路，设置在所述继电器的底座的底部；并且，所述继电器的底座，设置在板件件的正面；所述继电器驱动电路的PCB板，设置在钣金件的背面。

在一些实施方式中，所述继电器驱动电路的驱动板，设置在所述继电器的底座的侧面。

在一些实施方式中，所述继电器，包括：主驱主继电器、主驱预充继电器、油泵主继电器、气泵主继电器、油泵预充继电器、气泵预充继电器、DC/DC继电器、电空调继电器、电加热继电器、电除霜继电器中的一个或多个继电器；所述继电器驱动电路，包括：主驱主继电器驱动电路、主驱预充继电器驱动电路、油泵主继电器驱动电路、气泵主继电器驱动电路、油泵预充继电器驱动电路、气泵预充继电器驱动电路、DC/DC继电器驱动电路、电空调继电器驱动电路、电加热继电器驱动电路、电除霜继电器驱动电路中的一个或多个继电器的驱动电路。

在一些实施方式中，所述多合一控制器，包括：DC/DC控制器、油泵电机控制器、气泵电机控制器和主驱电机控制器中的一个或多个控制器。

在一些实施方式中，在所述DC/DC控制器、所述油泵电机控制器、所述气泵电机控制器和所述主驱电机控制器中的一个或多个控制器中，每个控制器，包括：DSP控制模块、CAN通讯模块和电压采样模块；其中，所述电压采样模块，连接至所述多合一控制器与所述继电器模块中的继电器之间的连接线上；所述DSP控制模块，分别与所述电压采样模块和所述CAN通信模块连接；所述CAN通讯模块，通过CAN总线连接至所述整车控制器；所述DSP控制模块，还通过预留的通用输入输出端口，连接至所述继电器模块中的继电器驱动电路。

与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种汽车，包括：以上所述的汽车的高压配电控制系统。

由此，本发明的方案，通过将多合一控制器中高压配电板的继电器驱动电路与继电器集成设置，并省去高压配电板，从而，通过简化多合一控制器的电气结构，减小多合一控制器内部各模块之间的相互干扰。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的汽车的高压配电控制系统的一实施例的结构示意图；

图2为高压配电板的内部模块的结构示意图；

图3为新能源大巴车多合一控制器与整车系统CAN通信连接的结构示意图；

图4为多合一控制器的配电模式的结构示意图；

图5为新能源大巴车多合一控制器内部的高压配电系统的一实施例的结构示意图；

图6为新能源大巴车多合一控制器内部的各个控制器和集成继电器的连接方式的结构示意图；

图7为新能源大巴车多合一控制器的软件程序实现方案的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种汽车的高压配电控制系统。参见图3所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该汽车的高压配电控制系统可以包括：继电器模块、多合一控制器、整车控制器和电池BMS控制器。所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器。所述多合一控制器中，不包含高压配电板。所述多合一控制器，分别与所述继电器模块、所述整车控制器和所述电池BMS控制器连接。所述多合一控制器，还连接至所述汽车的内部的电机及其它装置。

其中，电池BMS控制器用于监控高压电池，改善高压电池内部稳定性。整车控制器用于调配管理整车信息，相当于车的大脑。

具体地，充分利用多合一控制器内各个电机控制器的资源，使得多合一控制器内高压配电板的功能被取代，从而剔除高压配电板，形成一种新的多合一控制器内高压配电设计。通过将多合一控制器中高压配电板的继电器驱动电路与继电器集成设置，并省去高压配电板，简化多合一控制器的电气结构，减小多合一控制器内部各模块之间的相互干扰，也节省了成本。

在一些实施方式中，所述继电器模块，还与所述汽车的BMS高压母线正极连接。所述多合一控制器，还与所述汽车的BMS高压母线负极连接。所述多合一控制器，通过CAN总线与所述整车控制器连接。所述电池BMS控制器，连接至所述CAN总线。

具体地，CAN通信总线为粗黑色的两根，各个子模块的CAN线分别挂在CAN总线上，任意一子模块都可以收到其它子模块发出的信息。因此整车控制器通过CAN总线发给高压配电板的命令，也可以通过CAN总线发给其它子模块。

在一些实施方式中，所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器。所述继电器驱动模块连接至所述继电器，所述继电器连接至所述多合一控制器。所述继电器，连接至所述汽车的BMS高压母线正极。

具体地，继电器驱动模块连接至继电器，继电器连接至多合一控制器内各个控制器。BMS高压母线正极，通过直流高压线连接至继电器。BMS高压母线负极，连接至多合一控制器内各个控制器，并接地。多合一控制器内各个控制器，连接至汽车电机及其它用电装置。电池BMS控制器连接至CAN总线。整车控制器还通过CAN总线连接至多合一控制器内各个控制器。

在一些实施方式中，在所述继电器模块中，所述继电器驱动电路和所述继电器集成设置。

具体地，原高压配电板的继电器驱动模块和继电器，集成模式，形成继电器模块。各个控制器内的DSP控制模块，通过驱动线连接至继电器驱动模块，继电器驱动模块连接至继电器。例如：多合一主驱控制器之一的大巴主驱电机控制器，其内的DSP控制模块，引出的两个I/O驱动信号，通过驱动信号线，接入集成了继电器驱动电路所对应的继电器上。

在一些实施方式中，所述继电器驱动电路，设置在所述继电器的底座的底部，且所述继电器驱动电路的PCB板与所述继电器的底座之间设置有隔离件。所述隔离件，能够将所述述继电器驱动电路的PCB板与所述继电器的底座之间，隔开设定距离。

具体地，继电器驱动电路和各个继电器集成在一起，具体形式为继电器驱动电路放置在继电器的底座下面。因为继电器底部是平面，而且底座有固定用的螺钉孔，设计继电器驱动电路时，使驱动电路PCB板形状和继电器底座一致，螺钉孔位置大小也一致，安装的时候继电器和继电器驱动电路两者之间放置支撑小圆柱，以在空间上将继电器和继电器驱动电路隔开，使继电器驱动电路的PCB板和继电器两者互不干涉。在多合一控制器内部钣金件上的相应位置，依次从下往上放置继电器驱动电路的PCB板、支撑小圆柱和继电器，再利用螺钉把这几者往钣金件上固定。

在一些实施方式中，所述继电器驱动电路，设置在所述继电器的底座的底部；并且，所述继电器的底座，设置在板件件的正面；所述继电器驱动电路的PCB板，设置在钣金件的背面。

具体地，继电器+钣金件+继电器驱动电路的PCB板的方式，即继电器驱动电路的PCB板放置在钣金件另一面，钣金件起隔离作用，无须支撑圆柱。

在一些实施方式中，所述继电器驱动电路的驱动板，设置在所述继电器的底座的侧面。

具体地，继电器驱动电路的PCB板放置在继电器侧面，使用胶固定。

在一些实施方式中，所述继电器，包括：主驱主继电器、主驱预充继电器、油泵主继电器、气泵主继电器、油泵预充继电器、气泵预充继电器、DC/DC继电器、电空调继电器、电加热继电器、电除霜继电器中的一个或多个继电器。

相应地，所述继电器驱动电路，包括：主驱主继电器驱动电路、主驱预充继电器驱动电路、油泵主继电器驱动电路、气泵主继电器驱动电路、油泵预充继电器驱动电路、气泵预充继电器驱动电路、DC/DC继电器驱动电路、电空调继电器驱动电路、电加热继电器驱动电路、电除霜继电器驱动电路中的一个或多个继电器的驱动电路。

具体地，多合一控制器内各个控制器的DSP控制模块，到继电器驱动模块的驱动信号线的连接并非一种，一些方案中，使用油泵控制器控制油泵气泵预充继电器和油泵气泵主继电器。可以把油泵电机控制器换为使用气泵电机控制器控制这两个，也可以这两个电机控制器各控制预充和主继电器中的一个。电空调、电加热、电除霜等驱动信号是由DC/DC控制器发出的，可以把这3根驱动信号任意分配给其它电机控制器。

在一些实施方式中，所述多合一控制器，包括：DC/DC控制器、油泵电机控制器、气泵电机控制器和主驱电机控制器中的一个或多个控制器。

其中，气泵电机控制器，负责控制气泵电机，提供压缩空气，用于气压刹车，开关门等。油泵电机控制器，负责控制油泵电机，负责抽油，用于司机打方向盘时的助力转向。主驱电机控制器用于控制主驱电机，用于汽车前进后退提供动力。DC/DC控制器负责给车载低压蓄电池充电。

在一些实施方式中，在所述DC/DC控制器、所述油泵电机控制器、所述气泵电机控制器和所述主驱电机控制器中的一个或多个控制器中，每个控制器，包括：DSP控制模块、CAN通讯模块和电压采样模块。

其中，所述电压采样模块，连接至所述多合一控制器与所述继电器模块中的继电器之间的连接线上。所述DSP控制模块，分别与所述电压采样模块和所述CAN通信模块连接。所述CAN通讯模块，通过CAN总线连接至所述整车控制器。

所述DSP控制模块，还通过预留的通用输入输出端口，连接至所述继电器模块中的继电器驱动电路。

其中，高压配电板的DSP控制模块、高压配电板的电压采样模块、高压配电板的CAN通信模块的功能，使用多合一控制器内各个控制器功能替代。这样，只需多合一控制器中各个控制器内对应DSP芯片，多使用若干个通用I/O(即输入或输出)口管脚就行，用于产生驱动信号，通过导线连接至继电器驱动模块的输入。

大巴车多合一控制器内的DC/DC控制器、油泵电机控制器、气泵电机控制器和主驱电机控制器，它们的DSP控制模块添加使用预留GPIO(即通用型之输入输出)端口，作为输出驱动信号线端口，并把驱动信号线连接至继电器驱动电路。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过将多合一控制器中高压配电板的继电器驱动电路与继电器集成设置，并省去高压配电板，从而，通过简化多合一控制器的电气结构，减小多合一控制器内部各模块之间的相互干扰。

根据本发明的实施例，还提供了对应于汽车的高压配电控制系统的一种汽车。该汽车可以包括：以上所述的汽车的高压配电控制系统。

大巴客车(即大巴车)的各控制器，是随着各个对应电机分散在车体各个对应位置，较为分散。关于新能源大巴车的控制器的发展趋势是集成，即，把新能源大巴车内部各个电机的控制器及其它功能模块，放置在一个多合一控制器的“盒子”里。这种多合一控制器集成设计，整体体积更小，通用性更强，规模化成本更低。但多合一控制器集成在一个“盒子”里，存在相互干扰大，电气结构复杂，开发难度较大等问题。

新能源大巴车的多合一控制器，相当于把各个控制器做了集成。新能源大巴车的多合一控制器，如一个长*宽*高为50CM*30CM*20CM的盒子，其内部集成了大巴车的主驱电机(即动力电机)控制器，油泵电机(即控制方向盘转向电机)控制器，气泵电机(即用于刹车的电机)控制器，DC-DC控制器(即直流-直流控制器，是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，其采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成，用于给汽车的低压蓄电池充电)，高压配电板，及多个高压继电器和高压线路铜牌端子，外部接口等。优势是降低整车设计难度，节约成本，方便更新换代，减少占用车内空间。由于体积越小，越轻量，竞争力越强，但体积变小就要做得紧凑，电气结构就要更复杂，实现难度越大。由于多合一控制器内部的控制器模块多，各个控制器模块都会接入高压电(如540V的高压电)，相对较为危险，安装较为复杂，稍有不慎易发生火灾或者爆炸。且由于多合一控制器内部的结构紧凑，各个控制器模块距离近，相互之间电磁干扰严重，影响通信。

对多合一控制器进行配电的目的，主要是把电池的高压直流电传递至多合一控制器内各个电机控制器的直流母线端，再由各个电机控制器转换成驱动电机的三相电，从而新能源大巴车才可以行进。因为新能源大巴车电池高压可达500V以上，如果大巴车上电下电(配电)逻辑顺序或者时间不当，有可能会造成继电器或者电路损坏，甚至发生安全事故。因此，需要专门的软硬件搭配的配电设计。

相关方案中，新能源大巴车多合一控制器的配电模式是：新能源大巴在拧钥匙点火开动之后，首先软硬件系统进行自检，在无影响行车安全的情况下，则可以自动按设定程序进行配电。执行逻辑可以包括：整车控制器负责整理信息，逻辑判断，以此决定配电板应该执行什么操作，或者闭合或者断开继电器，并通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信线向配电板发送命令。

多合一控制器的高压配电系统，主要包括：整车控制器、高压配电板、继电器。图2为高压配电板的内部模块的结构示意图。如图2所示，高压配电板，包括：CAN通信模块、DSP控制模块、继电器驱动模块和电压采样模块。CAN通信模块与DSP控制模块之间通信连接，电压采样模块连接至DSP控制模块，DSP控制模块连接至继电器驱动模块。

如图2所示，配电板(即高压配电板)通过CAN通信模块从整车控制器得到命令。进一步，配电板(即高压配电板)的DSP控制模块，通过向继电器驱动模块发送信号，负责驱动继电器，即驱动继电器以使继电器闭合或者断开。配电板(即高压配电板)的电压采样模块，采集各个继电器末端电压(即多合一控制器内各个控制器的直流母线端电压)，并将采集到的数据送入DSP控制模块，再结合整车控制器已发送给配电板(即高压配电板)的命令，从而判断继电器的真实状态(闭合或者断开)，进而配电板(即高压配电板)的DSP控制模块通过CAN通信模块将判断的结果反馈给整车控制器。让整车控制器决定下一步的动作。

其中，继电器负责传递车载高压电池的BMS(即电池管理系统)的电压，给多合一控制器内各个电机控制器及其它模块，或者把传递的高压断开。

图3可以显示高压配电板的运行逻辑，各个模块的功能，然后再利用用多合一控制器内部现有硬件资源，取代这块高压配电板的功能，从而实现不需要这块高压配电板，实现为多合一控制器“减负”。

图4为新能源大巴车多合一控制器与整车系统CAN通信连接的结构示意图。图4可以显示大巴车多合一控制器内部主要控制器及CAN通信系统的连接关系。理论上可以充分利用多合一控制器内各个控制器的资源，从而达到无需高压配电板就能实现配电的功能。

图4可以显示新能源大巴车多合一控制器的内部模块构成。新能源大巴车多合一控制器内部之间通信连接及整个大巴系统通信连接，车内主要使用CAN通信总线。CAN通信总线为粗黑色的两根，各个子模块的CAN线分别挂在CAN总线上，任意一子模块都可以收到其它子模块发出的信息。因此整车控制器通过CAN总线发给高压配电板的命令，也可以通过CAN总线发给其它子模块，只要其它子模块完成本属于高压配电板子模块的功能，那么高压配电板就可以被取消了。

如图4所示，新能源大巴多合一控制器，包括：气泵电机控制器、油泵电机控制器、主驱电机控制器、DC/DC控制器和高压配电板。气泵电机控制器、油泵电机控制器、主驱电机控制器、DC/DC控制器和高压配电板，连接至汽车CAN总线。电池BMS控制器、整车控制器和各汽车仪表。电池BMS控制器、整车控制器和各汽车仪表，连接至各模块CAN线。

大巴整个控制器内各个控制器主要功能：气泵电机控制器，负责控制气泵电机，提供压缩空气，用于气压刹车，开关门等。油泵电机控制器，负责控制油泵电机，负责抽油，用于司机打方向盘时的助力转向。主驱电机控制器用于控制主驱电机，用于汽车前进后退提供动力。DC/DC控制器负责给车载低压蓄电池充电，高压配电板用于配电。电池BMS控制器用于监控高压电池，改善高压电池内部稳定性。整车控制器用于调配管理整车信息，相当于车的大脑。各汽车仪表用于显示车辆各种状态信息。

在多合一控制器中，能够使用集成模式，继电器和继电器驱动电路板使用螺钉打胶等方式固定在一起，或者更换使用集成了驱动电路的继电器(内部集成)。因为多合一控制器内各个电机控制器中本就存在DSP(即数字信号处理)控制模块、模拟电压采样模块、CAN通信模块，使用预留资源，能够代替配电板(即高压配电板)中DSP控制模块、模拟电压采样模块、CAN通信模块。能够充分利用已有资源，只需在各个电机控制器的DSP引出一根预留驱动线就成。两者的区别在于，原来一个配置板干的活，现在分成几个板干，每个负责一部分继电器。

图5为多合一控制器的配电模式的结构示意图。如图5所示，高压配电板，通过CAN总线与整车控制器连接。继电器驱动模块连接至继电器，继电器连接至多合一控制器内各个控制器。BMS高压母线正极，通过直流高压线连接至继电器。BMS高压母线负极，连接至多合一控制器内各个控制器，并接地。多合一控制器内各个控制器，连接至汽车电机及其它用电装置。电池BMS控制器连接至CAN总线。整车控制器还通过CAN总线连接至多合一控制器内各个控制器。

在图5所示的例子中，从高压配电板的DSP控制模块引出，到高压配电板的继电器驱动模块的线，每一根都控制一个继电器驱动模块工作或者不工作。从高压配电板的继电器驱动模块引出指向继电器的线，每根线都可以驱动对应继电器闭合或者断开。

从继电器后端电压采样点采样高压电，每一根线代表采样一路继电器后端的高电压，进入高压配电板-电压采样模块，转成低电压，再回到高压配电板的DSP控制模块计算具体电压值

每根直流高压线，通过对应继电器闭合，从而给多合一控制器内各个控制器供电，进而给汽车电机及其它用电装置供电。

在一些实施方式中，本发明的方案，提供一种新能源大巴车多合一控制器内高压配电设计，巧妙省去了多合一控制器内的配电板(即高压配电板)，一定程度上减轻多合一控制器的电气结构复杂度，提高集成度，降低开发难度；充分利用当前硬件资源，省去了一块电路板，能节约成本；方便维护，采用继电器驱动电路和继电器集成，当某路驱动电路损坏时，可以直接更换一路驱动电路，而不是像原先更换整块配电板。

本发明的方案，充分利用多合一控制器内各个电机控制器的资源，使得多合一控制器内高压配电板的功能被取代，从而剔除高压配电板，形成一种新的多合一控制器内高压配电设计。

图5为新能源大巴车多合一控制器内部的高压配电系统的结构示意图。如图5所示，新能源大巴车多合一控制器内部的高压配电系统，包括：继电器模块、各个控制器(即各个电机控制器)、汽车内电机及其它装置、整车控制器和电池BMS控制器。继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器，继电器驱动模块连接至继电器的触点。各个控制器，连接至继电器模块，还连接至汽车内电机及其它装置，还通过CAN总线连接至整车控制器。电池BMS控制器连接至CAN总线。BMS高压母线正极连接至继电器模块。BMS高压母线负极连接至各个控制器。

在图5所示的例子中，将图5所示的例子中的高压配电板的继电器驱动模块和继电器，成为了图5所示的集成模式，形成继电器模块。

在图5所示的例子中，将图5所示的例子中的高压配电板的DSP控制模块、高压配电板的电压采样模块、高压配电板的CAN通信模块的功能，使用多合一控制器内各个控制器功能替代。这样，只需多合一控制器中各个控制器内对应DSP芯片，多使用若干个通用I/O(即输入或输出)口管脚就行，用于产生驱动信号，通过导线连接至继电器驱动模块的输入。

图6为新能源大巴车多合一控制器内部的各个控制器和集成继电器的连接方式的结构示意图。如图6所示，大巴车多合一控制器内哪个控制器控制哪根信号线，从而控制哪个继电器。

在本发明的方案中，多合一控制器内各个控制器和集成继电器的驱动线连接方式，可以参见图5所示的例子，即，各个控制器内的DSP控制模块，通过驱动线连接至继电器驱动模块，继电器驱动模块连接至继电器。例如：多合一主驱控制器之一的大巴主驱电机控制器，其内的DSP控制模块，引出的两个I/O驱动信号，通过驱动信号线，接入集成了继电器驱动电路所对应的继电器上。

在一些实施方式中，本发明的方案，在硬件方面：继电器驱动电路和各个继电器集成在一起，具体形式为继电器驱动电路放置在继电器的底座下面。

因为继电器底部是平面，而且底座有固定用的螺钉孔，设计继电器驱动电路时，使驱动电路PCB板形状和继电器底座一致，螺钉孔位置大小也一致，安装的时候继电器和继电器驱动电路两者之间放置支撑小圆柱，以在空间上将继电器和继电器驱动电路隔开，使继电器驱动电路的PCB板和继电器两者互不干涉。在多合一控制器内部钣金件上的相应位置，依次从下往上放置继电器驱动电路的PCB板、支撑小圆柱和继电器，再利用螺钉把这几者往钣金件上固定。

大巴车多合一控制器内的DC/DC控制器、油泵电机控制器、气泵电机控制器和主驱电机控制器，它们的DSP控制模块添加使用预留GPIO(即通用型之输入输出)端口，作为输出驱动信号线端口，并把驱动信号线连接至继电器驱动电路。

本发明的方案，在软件方面：新能源大巴拧钥匙打开点火开关之后，整个大巴车系统进行自检，是否满足配电条件这点和之前一致。假设无影响行车安全的故障，则满足配电条件，可以给多合一控制器配电。

图7为新能源大巴车多合一控制器的软件程序实现方案的流程示意图。

结合图6所示的多合一控制器内各个控制器和集成继电器的连接方式，如图7所示，新能源大巴车多合一控制器的软件程序实现方案的流程，包括以下几种个控制情形：

第一种控制情形：DC/DC模块(即DC/DC控制器)控制相应的DC/DC继电器，参见步骤1至步骤3。

步骤1、整车控制器通过CAN总线，向DC/DC控制器发送闭合DC/DC继电器的命令。

步骤2、DC/DC控制器接收到该命令后，其DSP控制模块响应，使得相应的驱动信号线端口电平跳变，通过驱动信号线传递给继电器驱动电路，从而继电器驱动电路工作，进而DC/DC继电器闭合。

步骤3、DC/DC控制器响应指令发出后，3s内DC/DC控制器内部采样至流直母线电压值是否达到预设540V，结合整车控制器给油泵电机控制器的命令，从而判断是否真的已经闭合了该DC/DC继电器，并反馈结果给整车控制器。

第二种控制情形：油泵电机控制器控制油泵气泵对应继电器，参见步骤4至步骤13。

步骤4、整车控制器收到DC/DC控制器的反馈信号，若已经闭合，则整车控制器通过CAN总线，向油泵电机控制器发送闭合油气泵预充继电器的命令，否则，下电流程，退出程序，等待重启或者人工检查。

步骤5、油泵电机控制器接收到该命令后，其DSP控制模块响应，使得相应的驱动信号线端口电平跳变，通过驱动信号线传递给继电器驱动电路，从而继电器驱动电路工作，进而油泵气泵预充继电器闭合。

步骤6、油泵电机控制器响应指令发出后，3s内油泵电机控制器内部采样至流直母线电压值是否达到预设540V，结合整车控制器给油泵电机控制器的命令，从而判断是否真的已经闭合了该预充继电器。

步骤7、假设3s内达到预设540V，则油泵气泵预充继电器上电成功，否则上电失败，进入下电流程，退出程序，等待重启或者人工检查。

步骤8、油泵电机控制器再把已经闭合了油泵气泵预充继电器的信息反馈给整车控制器

步骤9、整车控制器接收到油泵气泵预充继电器已经闭合的消息后，再次检测整个大巴车系统是否有安全隐患，如果没有，则向油泵电机控制器发送闭合油泵气泵主继电器的命令。如果有，则退出程序，下电。

步骤10、油泵电机控制器接收到该命令后，响应该命令，使得油泵气泵主继电器的驱动电路工作，从而使得油泵气泵主继电器闭合，

步骤11、油泵电机控制器向整车控制器反馈已经响应了闭合油泵气泵主继电器的操作。

步骤12、整车控制器收到反馈后，再2s后，向油泵电机控制器发送断开油泵气泵预充继电器的命令。油泵电机控制器使驱动电路动作，从而使油泵气泵预充继电器断开，并内部采样电路检测直流母线电压值是否保持540V电压不变。

步骤13、若油泵控制器采样直流母线电压保持540V不变，则主驱主继电器上电成功，反馈该结果给整车控制器，若采样电压值不能保持，而是慢慢减小，则说明油泵气泵主继电器上电失败，反馈该结果给整车控制器并进入下电流程，退出程序，等待重启或者人工检查。

例如：闭合预充继电器后，高压直流母线的电压传递至对应的电机控制器，传递后，检测电机控制器高压输入或者继电器后端电压为540V，则闭合成功。检测是通过检测电压，闭合不成功，电压为零，没电路连接，电压传递不过来。但是此时再命令主继电器闭合后，因为我们检测方式就是检测电压，但此电压还是保持540V，所以不知道到底闭合没有。但是命令断开继电器肯定会断开(具体和电路有关系)，所以当命令预充继电器断开(主继电器保持闭合)如果电压保持540V不变，则主继电器肯定闭合了。

第三种控制情形：主驱电机控制器控制对应主驱继电器，参见步骤14至步骤23。

步骤14、油泵气泵上电成功后，整车控制器再判断整车状态有无故障，如果无故障，则可以进行下一步操作，向主驱电机控制器发送闭合预充主驱预充继电器的命令。

步骤15、主驱电机控制器接收到该命令后，其DSP控制模块响应，使得相应的驱动信号线端口电平跳变，通过驱动信号线传递给继电器驱动电路，从而继电器驱动电路工作，进而主驱预充继电器闭合。

步骤16、主驱电机控制器响应指令发出后，3s内油泵电机控制器内部采样至流直母线电压值是否达到预设540V，结合整车控制器给油泵电机控制器的命令，从而判断是否真的已经闭合了该预充继电器。

步骤17、假设3s内达到预设540V，则主驱预充继电器上电成功，否则上电失败，进入下电流程，退出程序，等待重启或者人工检查。

步骤18、主驱电机控制器再把已经闭合了主驱预充继电器的信息反馈给整车控制器

步骤19、整车控制器接收到主驱预充继电器已经闭合的消息后，再次检测整个大巴车系统是否有安全隐患，如果没有，则向主驱电机控制器发送闭合主驱主继电器的命令。如果有，则退出程序，下电。

步骤20、主驱电机控制器接收到该命令后，响应该命令，使得主驱主继电器的驱动电路工作，从而使得主驱主继电器闭合，

步骤21、主驱电机控制器向整车控制器反馈已经响应了闭合主驱主继电器的操作。(这一步我们程序检测不了是否真实闭合了继电器)

步骤22、整车控制器收到反馈后，再2s后，向主驱电机控制器发送断开主驱预充继电器的命令。主驱电机控制器使驱动电路动作，从而使主驱预充继电器断开，并内部采样电路检测直流母线电压值是否保持540V电压不变。

步骤23、若主驱控制器采样直流母线电压保持540V不变，则主驱主继电器上电成功，反馈该结果给整车控制器，若采样电压值不能保持，而是慢慢减小，则说明油泵气泵主继电器上电失败，反馈该结果给整车控制器并进入下电流程，退出程序，等待重启或者人工检查。

第四种控制情形：电空调等继电器的闭合，参见步骤24。

步骤24、到这一步，整个大巴拧钥匙配电过程结束，整车控制器不断循环检测各个状态量，假设检测到司机按下汽车仪表上空调开关，或者电除霜开关，或者电加热开关，则发闭合对应继电器的命令给DC/DC控制器，则DC/DC控制器闭合相应的，空调控制器继电器，或者电除霜继电器，或者电加热继电器。(因为电空调，电除霜开关，电加热功能损坏也不影响行车，所以相对检测少了，此处只进行闭合操作，没进行相应检测，检测是否真的闭合了。这个由于空调控制器，电加热控制器，电除霜控制器未集成到多合一控制器内)。

第五种控制情形：下电流程，参见步骤25至步骤29。

步骤25、若行车完成，整车控制器检测到钥匙信号回到OFF档，则进入下电流程。同样整车控制器发命令，各控制器执行断开继电器的命令，先断开主驱继电器，检测主驱控制器执行断开主驱主继电器后，2s内直流母线采样电压慢慢下降，则主驱控制器断电成功。否则下电不成功，进行强制断电。

步骤26、主驱控制器断电后，同样整车控制器发命令，再断开油泵气泵主继电器，检测油泵控制器执行断开油泵气泵主继电器后，其2s内直流母线采样电压慢慢下降，则油泵控制器和气泵控制器断电成功。否则进行强制断电。

步骤27、油泵控制器和气泵控制器断电后，整车控制器发命令，再断开电空调，电加热，电除霜等控制器(也无检测)。

步骤28、最后整车控制器接收到执行完断开电空调等反馈后，最后断开DC/DC继电器，2s内其母线电压不下降，则断电不成功，将强制下电。

步骤29、强制下电是指将维持继电器闭合的电压，和各个控制器工作的电压断掉，具体操作则是整车控制器发强制下电指令给蓄电池控制电路。

在一些实施方式中，本发明的方案中，继电器和驱动电路在多合一控制器内部固定方式不仅只有那一种方式(即继电器+支撑圆柱+继电器驱动电路的PCB板+钣金件)，也可以是继电器+钣金件+继电器驱动电路的PCB板的方式，即继电器驱动电路的PCB板放置在钣金件另一面，钣金件起隔离作用，无须支撑圆柱。也可以是继电器驱动电路的PCB板放置在继电器侧面，使用胶固定。

图6所示的多合一控制器内各个控制器的DSP控制模块，到继电器驱动模块的驱动信号线的连接并非一种，一些方案中，使用油泵控制器控制油泵气泵预充继电器和油泵气泵主继电器。可以把油泵电机控制器换为使用气泵电机控制器控制这两个，也可以这两个电机控制器各控制预充和主继电器中的一个。电空调、电加热、电除霜等驱动信号是由DC/DC控制器发出的，可以把这3根驱动信号任意分配给其它电机控制器。

由于本实施例的汽车所实现的处理及功能基本相应于前述系统所示的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过充分利用当前硬件资源，省去了一块电路板，省去了多合一控制器内的配电板(即高压配电板)，一定程度上减轻多合一控制器的电气结构复杂度，提高集成度，降低开发难度，能节约成本；采用继电器驱动电路和继电器集成，当某路驱动电路损坏时，可以直接更换一路驱动电路，而不是像原先更换整块配电板，方便维护。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种汽车的高压配电控制系统，其特征在于，包括：继电器模块、多合一控制器、整车控制器和电池BMS控制器；所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器；所述多合一控制器中，不包含高压配电板；其中，

所述多合一控制器，分别与所述继电器模块、所述整车控制器和所述电池BMS控制器连接。

2.根据权利要求1所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述继电器模块，还与所述汽车的BMS高压母线正极连接；所述多合一控制器，还与所述汽车的BMS高压母线负极连接；

所述多合一控制器，通过CAN总线与所述整车控制器连接；所述电池BMS控制器，连接至所述CAN总线。

3.根据权利要求1或2所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述继电器模块，包括：继电器驱动电路和继电器；所述继电器驱动模块连接至所述继电器，所述继电器连接至所述多合一控制器；所述继电器，连接至所述汽车的BMS高压母线正极。

4.根据权利要求3所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，在所述继电器模块中，所述继电器驱动电路和所述继电器集成设置。

5.根据权利要求4所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述继电器驱动电路，设置在所述继电器的底座的底部，且所述继电器驱动电路的PCB板与所述继电器的底座之间设置有隔离件；所述隔离件，能够将所述述继电器驱动电路的PCB板与所述继电器的底座之间，隔开设定距离。

6.根据权利要求4所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述继电器驱动电路，设置在所述继电器的底座的底部；并且，所述继电器的底座，设置在板件件的正面；所述继电器驱动电路的PCB板，设置在钣金件的背面。

7.根据权利要求4所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述继电器驱动电路的驱动板，设置在所述继电器的底座的侧面。

8.根据权利要求3所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述继电器，包括：主驱主继电器、主驱预充继电器、油泵主继电器、气泵主继电器、油泵预充继电器、气泵预充继电器、DC/DC继电器、电空调继电器、电加热继电器、电除霜继电器中的一个或多个继电器；

所述继电器驱动电路，包括：主驱主继电器驱动电路、主驱预充继电器驱动电路、油泵主继电器驱动电路、气泵主继电器驱动电路、油泵预充继电器驱动电路、气泵预充继电器驱动电路、DC/DC继电器驱动电路、电空调继电器驱动电路、电加热继电器驱动电路、电除霜继电器驱动电路中的一个或多个继电器的驱动电路。

9.根据权利要求1或2所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，所述多合一控制器，包括：DC/DC控制器、油泵电机控制器、气泵电机控制器和主驱电机控制器中的一个或多个控制器。

10.根据权利要求9所述的汽车的高压配电控制系统，其特征在于，在所述DC/DC控制器、所述油泵电机控制器、所述气泵电机控制器和所述主驱电机控制器中的一个或多个控制器中，每个控制器，包括：DSP控制模块、CAN通讯模块和电压采样模块；其中，

所述电压采样模块，连接至所述多合一控制器与所述继电器模块中的继电器之间的连接线上；所述DSP控制模块，分别与所述电压采样模块和所述CAN通信模块连接；所述CAN通讯模块，通过CAN总线连接至所述整车控制器；

所述DSP控制模块，还通过预留的通用输入输出端口，连接至所述继电器模块中的继电器驱动电路。

11.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至10中任一项所述的汽车的高压配电控制系统。

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