CN113665381B

CN113665381B - 用于新能源客车的停车无钥匙dcdc充电方法

Info

Publication number: CN113665381B
Application number: CN202111027175.8A
Authority: CN
Inventors: 周红丽; 潘巍; 田宇; 孙嫣银
Original assignee: Shanghai Sunwin Bus Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sunwin Bus Co Ltd
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2023-07-25
Anticipated expiration: 2041-09-02
Also published as: CN113665381A

Abstract

本发明公开了一种用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，包括步骤：在仪表（6）与手动开关（2）间连接充电自复位开关（5），充电自复位开关唤醒点亮仪表，仪表发送“无钥匙充电请求”报文至内网和动力网络，使BCM（7）唤醒BMS（8），同时唤醒VCU（9），使BMS控制主负接触器（101）闭合，VCU向DCDC（200）发送“DCDC工作使能请求”报文，DCDC为整车低压用电器供电，并为蓄电池（1）充电；仪表进入倒计时，整车进入停车无钥匙充电模式，倒计时结束后DCDC停止工作，整车进入休眠状态。本发明能在停车无钥匙的工况下通过DCDC为蓄电池充电，并为低压用电器供电。

Description

用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法

技术领域

本发明涉及一种新能源客车的电源控制方法，尤其涉及一种用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法。

背景技术

现有技术的新能源客车的动力系统包括纯电动、混合动力、燃料电池等，新能源客车采用DCDC（DC即Direct Current，意为直流电，DCDC具有高低压直流电转换的功能）取代传统燃油客车的发电机。DCDC的工作原理是将整车动力电池的高压直流转换成低压直流，用于给整车低压用电器供电，同时也能给低压蓄电池充电。

根据《GB 7258-2017机动车运行安全技术条件》的要求，大于等于6m的客车，需要设置电源总开关3以及能切断蓄电池与所有电路连接的手拨开关2，此外，新能源客车上还必须配有点火钥匙开关4，如附图1所示。手拨开关2可安装在侧舱、后舱内，电源总开关3一般安装在仪表台上，方便驾驶员操作。蓄电池1负极连接整车车身，正极接入带有保险集成的手拨开关2一侧，整车部分负载21电源连接在手拨开关2之后，手拨开关2打开后整车部分负载21可上电工作。电源总开关3连接在手拨开关2之后，电源总开关3打开后整车负载31可上电工作。请参见附图2，点火钥匙开关4转动ACC-ON-START后，BMS（battery managementsystem，即电源管理系统）8先控制整车主负继电器101闭合，动力电池300完成上电；然后VCU（vehicle control unit，即整车控制器）9控制整车配电单元406闭合内部继电器，完成配电上高压功能，整车进入高压ready状态，DCDC工作并输出28V左右的恒压，提供给整车所有低压用电器，同时为蓄电池充电。

有些公交等新能源客车在使用工况下，DCDC无法工作给整车低压用电器供电，也无法给蓄电池充电。由于公交等新能源客车基本使用铅酸蓄电池，无法深度充放电，一般只能放电至最高电压的85%，若长时间使用蓄电池的电量，易造成蓄电池亏电。例如，公交车在起点站长时间等客，驾驶员需要带钥匙离车，但需打开路牌、厢灯等大功率低压用电器。路牌和厢灯的工作电流通常大于20A，但由于无钥匙，整车无法上高压，DCDC无法进入工作状态。此时铅酸蓄电池需要为路牌和厢灯等用电器提供持续工作电流20A而进入深度放电状态，极易使蓄电池进入非健康状态，极板活性物质耗尽，蓄电池无法充满电量而导致亏电。

新能源客车运行结束后，若驾驶员在点火钥匙开关4下电离车后未断开手拨开关2和电源总开关3，无论此时整车需不需要，DCDC都处于工作状态并为蓄电池1充电，蓄电池1存在过充风险。另外，电源总开关3不唤醒点亮仪表，但能控制DCDC工作，即在仪表未点亮、无任何提醒情况下，整车部分高压电路上电，此时维修人员认为整车未上高压电而直接进行维修等操作，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，能在停车无钥匙的工况下通过DCDC为蓄电池充电，并为低压用电器供电。

本发明是这样实现的：

一种用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，包括以下步骤：

步骤1：在仪表与手动开关之间连接充电自复位开关，打开手动开关，使充电自复位开关得电；

步骤2：驾驶员手动打开充电自复位开关，充电自复位开关唤醒点亮仪表；

步骤3：仪表实时检测电压值，并在低压电源状态下显示“高压DCDC充电准备中”信号；

步骤4：仪表向整车的内网和动力网络发送“无钥匙充电请求”报文，同时执行步骤5和步骤6；

步骤5：内网将“无钥匙充电请求”报文转发至BCM，BCM唤醒BMS；

步骤6：动力网络将“无钥匙充电请求”报文转发至VCU，使VCU被唤醒；

步骤7：VCU通过动力网络向BMS发送“主负接触器闭合”指令，使BMS控制主负接触器闭合；

步骤8：BMS通过动力网络将“主负接触器闭合状态”报文发送至VCU；

步骤9：VCU通过动力网络向DCDC发送“DCDC工作使能请求”报文；

步骤10：DCDC被整车CAN总线唤醒并开始工作，DCDC为整车低压用电器供电，并为蓄电池充电；同时，DCDC将“DCDC工作状态”报文反馈至动力网络；

步骤11：仪表从动力网络接收“DCDC工作状态”报文，仪表进入倒计时，整车进入停车无钥匙充电模式；

步骤12：仪表判断倒计时是否结束，若是，则执行步骤13，若否，则等待倒计时结束；

步骤13：退出停车无钥匙充电模式，此时，DCDC、仪表、VCU和BMS均停止工作并休眠，整车进入休眠状态。

所述的步骤1中，充电自复位开关安装在仪表台上。

所述的步骤2中，低压电源状态为电压值≤27V。

所述的步骤11中，仪表实时检测电压值，仪表检测到DCDC输出的电压值＞27V时，仪表盘将“高压DCDC充电准备中”信号切换为“高压DCDC充电中”信号，并同时显示“充电倒计时”信号，整车进入停车无钥匙充电模式。

所述的步骤11中，仪表持续采集后舱门开关的硬线信号，并通过该硬线信号判断后舱门是否打开，若是，则仪表通过动力网络向VCU发送“停止无钥匙充电请求”报文，VCU通过动力网络向DCDC发送“DCDC不使能请求”报文，DCDC停止输出电压，并转至步骤13，若否，则执行步骤12。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明由于在手拨开关与仪表之间接入了充电自复位开关，在停车无钥匙的工况下，通过充电自复位开关唤醒仪表，并通过VCU经CAN网络使能DCDC，使DCDC为路牌、灯箱等大功率低压用电器供电，也为蓄电池充电，避免了蓄电池为低压用电器供电而导致的深度放电并引起亏电的问题，无需增加蓄电池的容量，优化了蓄电池的使用环境，保证了蓄电池的使用寿命，降低了蓄电池的维护成本。

2、本发明由于唤醒了仪表，能显示高压DCDC充电准备中、高压DCDC充电中信号，具有良好的提醒和警示作用；同时通过采集后舱门的打开信号，在后舱门打开时停止高压DCDC充电，有效避免了在高压DCDC充电过程中由于维修人员误操作而导致的高压操作安全风险，提高新能源客车的安全性。

3、本发明由于接入了充电自复位开关，可以在打开后马上自复位，充电时间通过倒计时的设定控制，无需在充电倒计时结束后手动关闭充电自复位开关，能满足公交车等新能源客车的使用场景需求和整车的用电安全需求，操作方便，同时也不影响新能源客车的正常上电行驶功能。

4、本发明在进入停车无钥匙充电模式后，只有动力电池、BDU和DCDC上电，其他高压电源设备均不带电，新能源客车无法进入可行驶模式，车辆不会意外移动，保证了高压DCDC充电过程中的安全性及附近人员的人身安全。

本发明能在停车无钥匙的工况下使能DCDC并通过DCDC为蓄电池充电，同时为路牌、灯箱等大功率低压用电器供电，避免蓄电池为低压用电器供电而导致蓄电池亏电，并通过唤醒仪表提高高压充电过程中的安全性。

附图说明

图1是现有技术新能源客车上电源开关的连接示意图；

图2是现有技术新能源客车的整车高压架构图；

图3是本发明用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法的流程图；

图4是采用本发明用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法的新能源客车的电源开关的连接示意图；

图5是采用本发明用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法的新能源客车的网络拓扑图。

图中，1蓄电池，2手拨开关，21整车部分负载，3电源总开关，31整车负载，4点火钥匙开关，5充电自复位开关，50低压线束，6仪表，61后舱门开关，7 BCM（body controlmodule，即车身控制器），8 BMS，9 VCU，100 BDU（battery distribute unit，即动力电池配电单元），101主负继电器，200 DCDC，300动力电池，400第一个回路，401主电机，402电空调，403电动转向，404电动空压机，405电空调，406整车配电单元，407控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图3，一种用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，包括以下步骤：

请参见附图4，步骤1：在仪表6与手动开关2之间连接充电自复位开关5，打开手动开关2，使充电自复位开关5得电。充电自复位开关5的一端通过低压线束50连接至手拨开关2，充电自复位开关5的另一端通过低压线束50连接至仪表6。

优选的，所述的充电自复位开关5可安装在仪表台上，便于驾驶员对充电自复位开关5的开关控制，在停车无钥匙，且整车低压用电器需要打开、蓄电池1需要充电的情况下，驾驶员可手动打开充电自复位开关5。

优选的，充电自复位开关5可采用复位翘板开关，打开后即自动关闭，无需在充电结束后手动关闭，提高了充电的使用安全性，充电自复位开关5的奇数次拨动定义为打开，偶数次拨动定义为关闭。同时在仪表6上定义复位翘板开关的管脚，用于通过充电自复位开关5硬线唤醒仪表6，起到显示和警示的作用。

步骤2：驾驶员手动打开充电自复位开关5，充电自复位开关5通过硬线触发唤醒点亮仪表6。

步骤3：仪表6实时检测电压值，并在低压电源（电压值≤27V）状态下显示“高压DCDC充电准备中”信号。

请参见附图5，步骤4：仪表6向整车的内网CAN6和动力网络CAN2发送“无钥匙充电请求”报文（DC_chr_req=1），同时执行步骤5和步骤6。

步骤5：内网CAN6将“无钥匙充电请求”报文转发至BCM 7，BCM 7输出24V高电平唤醒BMS 8。

步骤6：动力网络CAN2将“无钥匙充电请求”报文转发至VCU 9，使VCU 9被唤醒。

请参见附图2和附图5，步骤7：VCU 9通过动力网络CAN2向BMS 8发送“主负接触器闭合”指令（Main_Contactor_Control=1），使BMS 8控制BDU 100内的主负接触器101闭合。

步骤8：BMS 8通过动力网络CAN2将“主负接触器闭合状态”报文（BMS_Main_Contactor_State=1）发送至VCU 9。

步骤9：VCU 9通过动力网络CAN2向DCDC 200发送“DCDC工作使能请求”报文（ctrl_DCDC=1）。

步骤10：DCDC 200被整车CAN总线唤醒并开始工作，DCDC 200输出28V电压为整车低压用电器供电，并为蓄电池1充电，可满足公交车等新能源客车的使用场景需求和整车用电安全需求；同时，DCDC 200将“DCDC工作状态”报文（act_InverterStatus_DCDC=1）反馈至动力网络CAN2。

步骤11：仪表6从动力网络CAN2接收“DCDC工作状态”报文，仪表6进入倒计时并显示“高压DCDC充电中”信号和“充电倒计时”信号，整车进入停车无钥匙充电模式，有效避免了停车无钥匙充电模式下的高压电误操作安全风险。

所述的仪表6实时检测电压值，仪表6检测到DCDC 200输出的电压值为28V＞27V时，仪表6将“高压DCDC充电准备中”信号切换为“高压DCDC充电中”信号。

在步骤11中，即在停车无钥匙充电模式下，仪表6持续采集后舱门开关61的硬线信号，并根据该硬线信号判断后舱门是否打开，若是，则仪表6通过动力网络CAN2向VCU 9发送“停止无钥匙充电请求”报文（DC_chr_req=0），VCU 9通过动力网络CAN2向DCDC 200发送“DCDC不使能请求”报文（ctrl_DCDC=0），DCDC 200停止输出电压，并转至步骤13，若否，则执行步骤12。

在仪表6上定义后舱门开关61的硬线信号采集管脚，便于实时采集后舱门开关61的硬线信号，并根据该硬线信号判断后舱门是否打开。

步骤12：仪表6判断倒计时是否结束，若是，执行步骤13，若否，则等待倒计时结束。

倒计时即充电时间可通过仪表6预先设定，优选的，倒计时可设定为30min，即DCDC200开始工作并为低压用电器供电以及为蓄电池1充电30min后，倒计时结束，DCDC 200停止工作，整车进入休眠状态。倒计时可根据实际情况调整，以满足停车无钥匙的用电需求。

步骤13：退出停车无钥匙充电模式，此时，DCDC 200、仪表6、VCU 9和BMS 8均停止工作并休眠，整车进入休眠状态。在仪表6的倒计时过程中，可随时通过手动关闭充电自复位开关5直接退出停车无钥匙充电模式。

CAN总线网络（包括内网CAN6和动力网络CAN2）、DCDC 200、仪表6、BCM 7、VCU 9和BMS 8为新能源客车上的常规设置，其功能和连接方式此处不再赘述。

请参见附图2，在停车无钥匙充电模式中，主负继电器101闭合后，只有必要的动力电池300、DCDC 200上高压。整车高压架构除了动力电池300和BDU 100以外，其余共分成两个回路：

1、第一个回路400是由主继电器和预充继电器组成的整车配电单元406、主电机401、电空调402、电动转向403、电动空压机404、电空调405以及相关控制器407等组成的主回路。第一个回路只有在主负继电器101和整车配电单元406同时上电成功后，主电机401、电空调402、电动转向403、电动空压机404、电空调405以及相关的控制器407等才上电。因此，如果整车配电单元406在不上电情况下，主电机401、电空调402、电动转向403、电动空压机404、电空调405以及控制器407均不带电，新能源客车无法进入行驶模式，不会意外移动，确保新能源客车及其周围人员的安全。

2、第二个回路是由DCDC 200和动力电池300组成的DCDC充电回路。在主负继电器101闭合后，DCDC 200获得高压电源，在收到VCU 9发出的“DCDC工作使能请求”报文（ctrl_DCDC=1）后，DCDC 200即可开始工作。

在停车无钥匙充电模式中，若驾驶员需要上电用车，无需关闭充电自复位开关5，可直接通过点火钥匙开关4按上电操作流程上电、行车，此时DCDC 200进入常规的工作模式，为整车低压用电器提供电源并为蓄电池1充电，且不采用本发明的DCDC充电控制。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，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保护范围之内。

Claims

1.一种用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：在仪表（6）与手动开关（2）之间连接充电自复位开关（5），打开手动开关（2），使充电自复位开关（5）得电；

步骤2：驾驶员手动打开充电自复位开关（5），充电自复位开关（5）唤醒点亮仪表（6）；

步骤3：仪表（6）实时检测电压值，并在低压电源状态下显示“高压DCDC充电准备中”信号；

步骤4：仪表（6）向整车的内网和动力网络发送“无钥匙充电请求”报文，同时执行步骤5和步骤6；

步骤5：内网将“无钥匙充电请求”报文转发至BCM（7），BCM（7）唤醒BMS（8）；

步骤6：动力网络将“无钥匙充电请求”报文转发至VCU（9），使VCU（9）被唤醒；

步骤7：VCU（9）通过动力网络向BMS（8）发送“主负接触器闭合”指令，使BMS（8）控制主负接触器（101）闭合；

步骤8：BMS（8）通过动力网络将“主负接触器闭合状态”报文发送至VCU（9）；

步骤9：VCU（9）通过动力网络向DCDC（200）发送“DCDC工作使能请求”报文；

步骤10：DCDC（200）被整车CAN总线唤醒并开始工作，DCDC（200）为整车低压用电器供电，并为蓄电池（1）充电；同时，DCDC（200）将“DCDC工作状态”报文反馈至动力网络；

步骤11：仪表（6）从动力网络接收“DCDC工作状态”报文，仪表（6）进入倒计时，整车进入停车无钥匙充电模式；

步骤12：仪表（6）判断倒计时是否结束，若是，则执行步骤13，若否，则等待倒计时结束；

步骤13：退出停车无钥匙充电模式，此时，DCDC（200）、仪表（6）、VCU（9）和BMS（8）均停止工作并休眠，整车进入休眠状态。

2.根据权利要求1所述的用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，其特征是：所述的步骤1中，充电自复位开关（5）安装在仪表台上。

3.根据权利要求1所述的用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，其特征是：所述的步骤2中，低压电源状态为电压值≤27V。

4.根据权利要求1所述的用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，其特征是：所述的步骤11中，仪表（6）实时检测电压值，仪表（6）检测到DCDC（200）输出的电压值＞27V时，仪表（6）将“高压DCDC充电准备中”信号切换为“高压DCDC充电中”信号，并同时显示“充电倒计时”信号，整车进入停车无钥匙充电模式。

5.根据权利要求1所述的用于新能源客车的停车无钥匙DCDC充电方法，其特征是：所述的步骤11中，仪表（6）持续采集后舱门开关（61）的硬线信号，并通过该硬线信号判断后舱门是否打开，若是，则仪表（6）通过动力网络向VCU（9）发送“停止无钥匙充电请求”报文，VCU（9）通过动力网络向DCDC（200）发送“DCDC不使能请求”报文，DCDC（200）停止输出电压，并转至步骤13，若否，则执行步骤12。