CN116872736A - 一种新能源汽车主动放电的方法、控制器及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源汽车领域，提供了一种新能源汽车主动放电的方法、控制器及系统。其中，新能源汽车主动放电的方法包括获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；判断是否同时满足所有设定条件，若是，则进入主动放电工况；本发明充分考虑不同工况下的放电条件，避免了带电流闭合高压继电器工况的发生，避免继电器粘连。

Description

一种新能源汽车主动放电的方法、控制器及系统
技术领域
本发明属于新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车主动放电的方法、控制器及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
由于按照相关规定，驱动电机控制器应具备主动放电功能，当驱动电机控制器被切断电源，切入专门的放电回路后，能够将控制器支撑电容中的电量快速放掉。在现有的驱动电机控制器主动放电的技术方案中，一般是判断高压继电器的状态，来决定是否进入主动放电。当高压继电器断开后，则进入主动放电工况。这会存在一些问题，比如在下电后又快速上电的过程中，下电后原本主动放电的条件满足，电机控制器进入主动放电控制，在母线电压没有泄放完成时上电，而此时，会导致在有较大的放电电流的情况下闭合高压继电器，造成继电器粘连等故障的发生。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种新能源汽车主动放电的方法、控制器及系统，其能够充分考虑不同工况下的放电条件，避免了带电流闭合高压继电器工况的发生，避免继电器粘连。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供了一种新能源汽车主动放电的方法。
一种新能源汽车主动放电的方法，其包括：
获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；
判断是否同时满足以下所有条件，若是，则进入主动放电工况；
条件1为母线电压高于设定电压阈值；条件2为驱动电机控制器处于可放电模式；条件3为高压继电器处于断开状态；条件4为整车控制器发送的高压继电器控制指令为断开连接；条件5为整车控制器硬线使能；条件6为电池管理系统发送的充电状态为未充电；条件7为电机转速小于设定转速阈值；条件8为电驱动系统不存在影响主动放电功能的故障；条件9为在一个上电周期内的上一次连续放电时间小于设定连续放电时间阈值。
作为一种实施方式，在进入主动放电工况后，当条件1～条件9中任一者不满足时，直接退出主动放电工况。
作为一种实施方式，所述放电模式包括运行后放电模式和应急放电模式。
作为一种实施方式，所述高压继电器处于断开状态的判定过程为：
若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态；其中，高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器。
作为一种实施方式，所述影响主动放电功能的故障包括驱动电机过温、驱动电机控制器过温和过流。
本发明的第二个方面提供了一种整车控制器。
一种整车控制器，包括：
信息获取模块，其用于获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；
主动放电判定模块，其用于判断是否同时满足以下所有条件，若是，则进入主动放电工况；
其中，条件1为母线电压高于设定电压阈值；条件2为驱动电机控制器处于可放电模式；条件3为高压继电器处于断开状态；条件4为整车控制器发送的高压继电器控制指令为断开连接；条件5为整车控制器硬线使能；条件6为电池管理系统发送的充电状态为未充电；条件7为电机转速小于设定转速阈值；条件8为电驱动系统不存在影响主动放电功能的故障；条件9为在一个上电周期内的上一次连续放电时间小于设定连续放电时间阈值。
作为一种实施方式，在所述主动放电判定模块中，在进入主动放电工况后，当条件1～条件9中任一者不满足时，直接退出主动放电工况。
作为一种实施方式，在所述主动放电判定模块中，所述放电模式包括运行后放电模式和应急放电模式。
作为一种实施方式，在所述主动放电判定模块中，所述高压继电器处于断开状态的判定过程为：
若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态；其中，高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器。
作为一种实施方式，在所述主动放电判定模块中，所述影响主动放电功能的故障包括驱动电机过温、驱动电机控制器过温和过流。
本发明的第三个方面提供了一种新能源汽车主动放电系统。
一种新能源汽车主动放电系统，其包括驱动电机控制器、驱动电机、电池管理系统、高压继电器和如上述所述的整车控制器；
所述电池管理系统、整车控制器和驱动电机控制器质检通过CAN总线进行信息交互；所述高压继电器由电池管理系统控制，所述电池管理系统用于控制高压继电器并将高压继电器的状态反馈到CAN总线；所述驱动电机控制器用于控制驱动电机，并将驱动电机的运行信息反馈到CAN总线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明考虑了不同工况，利用母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间这些信息形成放电条件，避免了带电流闭合高压继电器工况的发生以及继电器粘连情况，提高了新能源汽车器件运行的稳定性。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的一种新能源汽车主动放电的系统结构图；
图2是本发明实施例的新能源汽车进入主动放电流程图；
图3是本发明实施例的新能源汽车退出主动放电流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在一个或多个实施例中，参照图2，给出了一种新能源汽车主动放电的方法，其包括如下步骤：
步骤a：获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；
步骤b：判断是否同时满足以下所有条件，若是，则进入主动放电工况；
条件1为母线电压高于设定电压阈值(如：设定阈值为60V)；
条件2为驱动电机控制器处于可放电模式；其中，所述放电模式包括运行后放电模式和应急放电模式。
条件3为高压继电器处于断开状态；
条件4为整车控制器发送的高压继电器控制指令为断开连接；
其中，所述高压继电器处于断开状态的判定过程为：
若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态；其中，高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器。
条件5为整车控制器硬线使能。
例如：设置使能状态为整车控制器给电机驱动控制器为12V高电平。
条件6为电池管理系统发送的充电状态为未充电；
其中，条件6的好处是，在某些电子架构中，若电池处于充电状态，放电回路母线也带有高压，故此情况下不能进入主动放电。
条件7为电机转速小于设定转速阈值(如：转速阈值为800rpm，该转速阈值大小，本领域技术人员可根据实际情况来具体设置)。
条件8为电驱动系统不存在影响主动放电功能的故障。
其中，所述影响主动放电功能的故障包括但不限于驱动电机过温、驱动电机控制器过温和过流。
条件8的好处是，在电驱系统存在某些影响主动放电功能的故障时，比如说电驱系统过温故障，此时进行主动放电会进一步导致温度升高，从而损坏电驱系统；比如某相某桥臂功率器件故障，此时进行主动放电会导致功率器件不能按照既定顺序导通，从而损坏功率器件等。
条件9为在一个上电周期内的上一次连续放电时间小于设定连续放电时间阈值(其中，该阈值大小，本领域技术人员可根据实际情况来具体设置)。其中，条件9的好处是，避免放电超时后反复进入主动放电功能损坏电机控制器。
根据图3，在进入主动放电工况后，当条件1～条件9中任一者不满足时，直接退出主动放电工况。
本实施例考虑了不同工况，利用母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间这些信息形成放电条件，避免了带电流闭合高压继电器工况的发生以及继电器粘连情况，提高了新能源汽车器件运行的稳定性。
在一个或多个实施例中，还提供了一种整车控制器，包括：
(1)信息获取模块，其用于获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；
(2)主动放电判定模块，其用于判断是否同时满足以下所有条件，若是，则进入主动放电工况；
其中，条件1为母线电压高于设定电压阈值；条件2为驱动电机控制器处于可放电模式；条件3为高压继电器处于断开状态；条件4为整车控制器发送的高压继电器控制指令为断开连接；条件5为整车控制器硬线使能；条件6为电池管理系统发送的充电状态为未充电；条件7为电机转速小于设定转速阈值；条件8为电驱动系统不存在影响主动放电功能的故障；条件9为在一个上电周期内的上一次连续放电时间小于设定连续放电时间阈值。
在具体实施过程中，在所述主动放电判定模块中，在进入主动放电工况后，当条件1～条件9中任一者不满足时，直接退出主动放电工况。
在一些其他实施例中，在所述主动放电判定模块中，所述放电模式包括运行后放电模式和应急放电模式。
在一些其他实施例中，在所述主动放电判定模块中，所述高压继电器处于断开状态的判定过程为：
若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态；其中，高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器。
在一些实施例中，在所述主动放电判定模块中，所述影响主动放电功能的故障包括驱动电机过温、驱动电机控制器过温和过流。
此处需要说明的时，上述整车控制器中的各个模块与上述新能源汽车主动放电的方法中的各个步骤一一对应，其具体实施过程相同，此处不再累述。
根据图1，在一个或多个实施例中，还提供了一种新能源汽车主动放电系统，其包括驱动电机控制器(MCU)、驱动电机、电池管理系统(BMS)、高压继电器和如上述所述的整车控制器；
所述电池管理系统、整车控制器和驱动电机控制器质检通过CAN总线进行信息交互；所述高压继电器由电池管理系统控制，所述电池管理系统用于控制高压继电器并将高压继电器的状态反馈到CAN总线；所述驱动电机控制器用于控制驱动电机，并将驱动电机的运行信息反馈到CAN总线。
图1所示的新能源汽车主动放电系统的工作过程包括判断新能源汽车进入主动放电和判断新能源汽车推出主动放电的步骤。
其中，判断新能源汽车进入主动放电的具体步骤如下：
步骤1.1：MCU判断其所采集的母线电压是否高于设定阈值，所述设定阈值为60V。若是，则转到步骤1.2；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.2：MCU模式是否处于可放电模式，所述可放电模式包括Afterrun和Emergency Discharge。若是，则转到步骤1.3；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.3：BMS发送的高压继电器状态是否为断开状态。所述高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器。若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态。若是，则转到步骤1.4；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.4：VCU发送的高压继电器控制指令是否为断开，若是，则转到步骤1.5；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.5：VCU给MCU的硬线使能信号是否为使能，所述使能状态为此信号为12V高电平。若是，则转到步骤1.6；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.6：BMS发送的电池充电状态是否为未充电，若是，则转到步骤1.7；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.7：MCU采集的驱动电机转速是否小于设定阈值，所述的设定阈值为800rpm。若是，则转到步骤1.8；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.8：MCU诊断的电驱动系统是否无影响主动放电的故障发生。所述的电驱动系统包括MCU和驱动电机。所述的影响主动放电的故障指电机过温，MCU过温，过流，模块故障等。若是，则转到步骤1.9；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.9：MCU判断在一个上电周期内，上一次的连续放电时间是否小于设定阈值。所述的设定阈值为5s。若这个上电周期内，未进行过主动放电，则认为上一次连续放电的时间为0。若是，则转到步骤1.10；若否，则转到步骤1.11；
步骤1.10：MCU执行主动放电；
步骤1.11：反馈放电状态和结果。
判断新能源汽车退出主动放电的具体步骤如下：
步骤2.1：MCU判断其所采集的母线电压是否低于设定阈值，所述设定阈值为36V。与前述阈值60V不同，是为了设置一个滞回区间，防止退出主动放电工况时母线电压的回弹。若否，则转到步骤2.2；若是，则转到步骤2.11；
步骤2.2：MCU模式是否离开可放电模式，若否，则转到步骤2.3；若是，则转到步骤2.11；
步骤2.3：BMS发送的高压继电器状态是否为连接状态。若正极上面的主正继电器或预充继电器有一个连接，并且负极上面的主负继电器连接，则认为高压继电器处于连接状态。若否，则转到步骤2.4；若是，则转到步骤2.11；
步骤2.4：VCU发送的高压继电器控制指令是否为连接，若否，则转到步骤2.5；若是，则转到步骤11；
步骤2.5：VCU给MCU的硬线使能信号是否为不使能，所述信号为低电平。若否，则转到步骤2.6；若是，则转到步骤2.11；
步骤2.6：BMS发送的电池充电状态是否为充电，若否，则转到步骤7；若是，则转到步骤2.11；
步骤2.7：MCU采集的驱动电机转速是否大于设定阈值，所述的设定阈值为800rpm。若否，则转到步骤2.8；若是，则转到步骤2.2.11；
步骤2.8：MCU诊断的电驱动系统是否有影响主动放电的故障发生。若否，则转到步骤2.9；若是，则转到步骤11；
步骤2.9：MCU判断本次放电时间是否大于设定阈值。所述的设定阈值为5s。若否，则转到步骤2.10；若是，则转到步骤2.11；
步骤2.10：MCU维持当前主动放电状态；
步骤2.11：MCU退出主动放电状态。
在本实施例中，由于VCU发送的高压继电器控制指令先于BMS发送的高压继电器状态反馈，避免了在上电过程中的无效放电。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车主动放电的方法，其特征在于，包括：
获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；
判断是否同时满足以下所有条件，若是，则进入主动放电工况；
条件1为母线电压高于设定电压阈值；条件2为驱动电机控制器处于可放电模式；条件3为高压继电器处于断开状态；条件4为整车控制器发送的高压继电器控制指令为断开连接；条件5为整车控制器硬线使能；条件6为电池管理系统发送的充电状态为未充电；条件7为电机转速小于设定转速阈值；条件8为电驱动系统不存在影响主动放电功能的故障；条件9为在一个上电周期内的上一次连续放电时间小于设定连续放电时间阈值。
2.如权利要求1所述的新能源汽车主动放电的方法，其特征在于，在进入主动放电工况后，当条件1～条件9中任一者不满足时，直接退出主动放电工况。
3.如权利要求1或2所述的新能源汽车主动放电的方法，其特征在于，所述放电模式包括运行后放电模式和应急放电模式。
4.如权利要求1或2所述的新能源汽车主动放电的方法，其特征在于，所述高压继电器处于断开状态的判定过程为：
若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态；其中，高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器。
5.如权利要求1或2所述的新能源汽车主动放电的方法，其特征在于，所述影响主动放电功能的故障包括驱动电机过温、驱动电机控制器过温和过流。
6.一种整车控制器，其特征在于，包括：
信息获取模块，其用于获取母线电压、驱动电机控制器工作模式、高压继电器工作状态、高压继电器控制指令、整车控制器硬线使能状态、充电状态、电机转速、电驱动系统故障情况和在一个上电周期内的上一次连续放电时间；
主动放电判定模块，其用于判断是否同时满足以下所有条件，若是，则进入主动放电工况；
其中，条件1为母线电压高于设定电压阈值；条件2为驱动电机控制器处于可放电模式；条件3为高压继电器处于断开状态；条件4为整车控制器发送的高压继电器控制指令为断开连接；条件5为整车控制器硬线使能；条件6为电池管理系统发送的充电状态为未充电；条件7为电机转速小于设定转速阈值；条件8为电驱动系统不存在影响主动放电功能的故障；条件9为在一个上电周期内的上一次连续放电时间小于设定连续放电时间阈值。
7.如权利要求6所述的整车控制器，其特征在于，在所述主动放电判定模块中，在进入主动放电工况后，当条件1～条件9中任一者不满足时，直接退出主动放电工况。
8.如权利要求6或7所述的整车控制器，其特征在于，在所述主动放电判定模块中，所述放电模式包括运行后放电模式和应急放电模式。
9.如权利要求6或7所述的整车控制器，其特征在于，在所述主动放电判定模块中，所述高压继电器处于断开状态的判定过程为：
若正极上面的主正继电器和预充继电器均断开，或者负极上面的主负继电器断开，则认为高压继电器处于断开状态；其中，高压继电器包括连接高压电池正极上面的主正继电器和预充继电器，以及连接高压电池负极的主负继电器；
或
在所述主动放电判定模块中，所述影响主动放电功能的故障包括驱动电机过温、驱动电机控制器过温和过流。
10.一种新能源汽车主动放电系统，其特征在于，包括驱动电机控制器、驱动电机、电池管理系统、高压继电器和如权利要求6-9中任一项所述的整车控制器；
所述电池管理系统、整车控制器和驱动电机控制器质检通过CAN总线进行信息交互；所述高压继电器由电池管理系统控制，所述电池管理系统用于控制高压继电器并将高压继电器的状态反馈到CAN总线；所述驱动电机控制器用于控制驱动电机，并将驱动电机的运行信息反馈到CAN总线。
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