CN204340726U - 电动汽车的控制系统及具有其的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电动汽车的控制系统，包括：动力电池；一端与动力电池的正极相连的正极接触器；与正极接触器并联的预充接触器和预充电阻；一端与动力电池的负极相连的负极接触器；控制动力电池的高压开关；分别与正极接触器、负极接触器和预充接触器、继电器、高压开关和动力电池相连的电池管理器，用于对高压开关、正极接触器、负极接触器和预充接触器进行控制；与电池管理器BMS相连的整车控制器VMS。本实用新型实施例的系统，通过控制高压开关、正极接触器、负极接触器和预充接触器，实现除首次上电需要高压上电之外，高压电一直处于连接状态，从而节省上电时间，保证车辆的耐久性和可靠性。本实用新型还提出了一种电动汽车。

Description

电动汽车的控制系统及具有其的电动汽车

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车的控制系统及具有其的电动汽车。

背景技术

相关技术中，电动汽车每次启动时需经过一个完整的高压上电过程，即电动汽车的上电一般经过负极闭合、预充闭合、预充完成后正极闭合。然而，如果电动汽车每次启动都需经过一个完整的高压上电过程，一方面会导致上电的时间较长，降低了用户的使用体验，另一方面会导致高压接触器的经常性闭合、断开，从而减少接触器的寿命，降低耐久性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种不但上电快，而且保证车辆的耐久性和可靠性的电动汽车的控制系统。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电动汽车。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种电动汽车的控制系统，包括：动力电池；正极接触器，所述正极接触器的一端与所述动力电池的正极相连；与所述正极接触器并联的预充接触器和预充电阻；负极接触器，所述负极接触器的一端与所述动力电池的负极相连；控制所述动力电池的高压开关；电池管理器BMS(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM，电池管理系统)，所述电池管理器BMS分别与所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器、所述高压开关和所述动力电池相连，所述电池管理器BMS用于对所述高压开关、所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器进行控制；以及整车控制器VMS(vehicle management Syetem，动力总成控制器)，所述整车控制器VMS与所述电池管理器BMS相连。

根据本实用新型提出的电动汽车的控制系统，通过电池管理器BMS控制正极接触器、负极接触器和预充接触器，从而控制动力电池，实现除首次上电需要高压上电之外，在之后的启动过程中，除有高压断开、绝缘故障、动力电池电压异常之外，使高压电一直处于连接状态，不需要每次经历高压上下电过程，节省上电时间，保证车辆的耐久性和可靠性，提高用户的使用体验。

进一步地，上述系统还包括：电机和电机控制器，所述电机控制器与所述整车控制器VMS和所述电池管理器BMS相连。

进一步地，所述电池管理器BMS包括逆变器，用于将所述动力电池的电压转换为直流电压。

进一步地，所述动力电池包括多个串联的单体电池，所述高压开关串联在所述多个单体电池之中。

进一步地，所述电池管理器BMS与所述整车控制器VMS以及所述电机控制器之间通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络进行通信。

进一步地，上述系统还包括：蓄电池；DC/DC转换器，所述DC/DC转换器分别与所述正极接触器的另一端和所述负极接触器的另一端相连，且所述DC/DC转换器与所述蓄电池相连，所述DC/DC转换器的控制端与所述整车控制器VMS相连，用于根据所述动力电池的电压转换后为所述蓄电池供电。

进一步地，上述系统还包括：动力电池电量检测器，所述动力电池电量检测器与所述电池管理器BMS相连，用于检测所述动力电池的电量并反馈至所述电池管理器BMS。

进一步地，上述系统还包括：绝缘电阻检测器，所述绝缘电阻检测器与所述电池管理器BMS相连，用于检测所述动力电池的绝缘电阻并反馈至所述电池管理器BMS。

本实用新型另一方面提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的控制系统。根据本实用新型提出的电动汽车，通过电池管理器BMS控制正极接触器、负极接触器和预充接触器，从而控制动力电池，实现除首次上电需要高压上电之外，在之后的启动过程中，除有高压断开、绝缘故障、动力电池电压异常之外，使高压电一直处于连接状态，不需要每次经历高压上下电过程，节省上电时间，保证车辆的耐久性和可靠性，提高用户的使用体验。

本实用新型附加的方面和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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的控制系统的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的控制系统的细节放大示意图；以及

图3为根据本实用新型一个实施例的高压控制的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的电动汽车的控制系统及具有其的电动汽车，首先将参照附图描述根据本实用新型实施例提出的电动汽车的控制系统。参照图1所示，该控制系统包括：动力电池10、正极接触器20、预充接触器30、预充电阻R、负极接触器40、高压开关50、电池管理器BMS和整车控制器VMS。

其中，正极接触器20的一端与动力电池10的正极相连。预充接触器30和预充电阻R与正极接触器20并联。负极接触器40的一端与动力电池10的负极相连。高压开关50控制动力电池10。电池管理器BMS分别与正极接触器20、负极接触器40和预充接触器30、高压开关50和动力电池10相连，电池管理器BMS用于对高压开关50、正极接触器20、负极接触器40和预充接触器30进行控制整车控制器VMS与电池管理器BMS相连。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，参照图1所示，上述系统还包括：电机M和电机控制器MCU(Micro Control Unit，微控制单元)。其中，电机控制器MCU与整车控制器VMS和电池管理器BMS相连。另外，电机M和电机控制器MCU的作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做具体赘述。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，参照图1所示，电池管理器BMS包括逆变器1。逆变器1用于将动力电池10的电压转换为直流电压。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，参照图1所示，动力电池10包括多个串联的单体电池(如图1中单体电池11与单体电池12所示)。其中，高压开关50串联在多个单体电池之中。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，电池管理器BMS与整车控制器VMS以及电机控制器MCU之间通过CAN网络进行通信。具体地，参照图1所示，电池管理器BMS、整车控制器VMS、电机控制器MCU连接到CAN总线上，从而通过CAN网络进行通信。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，参照图1所示，上述系统还包括：蓄电池60和DC/DC转换器70。

其中，DC/DC转换器70分别与正极接触器20的另一端和负极接触器40的另一端相连，且DC/DC转换器70与蓄电池60相连，DC/DC转换器70的控制端与整车控制器VMS相连，DC/DC转换器70用于根据动力电池10的电压转换后为蓄电池60供电。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，上述系统还包括：动力电池电量检测器(图中未标示)。其中，动力电池电量检测器与电池管理器BMS相连，动力电池电量检测器用于检测动力电池10的电量并反馈至电池管理器BMS。例如，通过动力电池电量检测器检测动力电池10的电量判断动力电池10的电压是否在合理范围之内，例如动力电池10为三元材料电芯时，电压合理范围可以为(2.7～4.15)V。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，上述系统还包括：绝缘电阻检测器。其中，绝缘电阻检测器与电池管理器BMS相连，绝缘电阻检测器用于检测动力电池10的绝缘电阻(在图中未示出)并反馈至电池管理器BMS。例如，通过绝缘电阻检测器用于检测动力电池10的绝缘电阻判断绝缘电阻是否满足要求，例如绝缘电阻≥100Ω/V时，可以认为满足要求。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的控制系统主要包括：动力电池10、正极接触器20、预充接触器30、负极接触器40、高压开关50、蓄电池60、DC/DC转换器70、预充电阻R、电池管理系统BMS、整车控制器VMS、电机控制器MCU等。

其中，高压开关50连接在动力电池10的单体电池11和单体电池12中间，正极接触器20、预充接触器设30计于正极回路中，负极接触器40设计在总负回路中，电池管理器BMS采集动力电池10总正、总负的电压，并控制正极接触器20、预充接触器30、负极接触器40的闭合和断开，DC/DC转换器70的使能信号由整车控制器VMS提供，DC/DC转换器70和电机控制器MCU的高压端分别连接于正极接触器20、负极接触器40输出的总正、总负，DC/DC转换器70的低压输出连接至蓄电池60的正极，蓄电池60的负极就近接地，电池管理器BMS、整车控制器VMS、电机控制器MCU连接到CAN总线上，以通过CAN网络进行通信。

在本实用新型的实施例中，高压控制方法适用于高压断电后(如高压开关切断)再次上电，或者高压回路首次连接好，高压上电不需要低压上电即可完成，低压下电不影响高压系统的连接。面参照图2所示，根据高压控制电路原理图(相当于图1中虚线2中部分的细节放大示意图)详细赘述高压控制步骤，其中，参照图3所示，包括以下步骤：

S201，判断高压回路是否连接完好。如果是，则进入步骤S202；如果否，则返回步骤S201。

S202，判断高压开关50是否闭合。如果是，则进入步骤S203；如果否，则返回步骤S202。

首先，当高压回路连接完好、高压开关50闭合后，电池管理器BMS内部的逆变器1通过采集动力电池10总正、总负的电线连接而激活。

其次，电池管理器BMS内部的逆变器1将动力电池10的高压电转换为整车的低压平台的电压；

最后，逆变器1输出的低压电激活电池管理器BMS。

S203，判断动力电池10的电压是否在合理范围之内，并且绝缘电阻是否满足要求。如果是，则进入步骤S204；如果否，则进入步骤S210。

其中，电池管理器BMS通过动力电池电量检测器和绝缘电阻检测器监测动力电池电压、绝缘电阻是否满足要求。

S204，电池管理器BMS控制负极接触器40闭合。

S205，判断负极接触器40是否闭合。如果是，则进入步骤S206；如果否，则进入步骤S210。

S206，电池管理器BMS控制预充接触器是否闭合。

S207，判断预充电是否完成。如果是，则进入步骤S211；如果否，则进入步骤S208。

S208，判断预充电是否超过3T。如果是，则进入步骤S209；如果否，则返回步骤S207。

S209，停止预充。

S210，电池管理器BMS上报故障。

S211，电池管理器BMS控制正极接触器20闭合，再断开预充接触器30。

S212，判断正极接触器20是否闭合。如果是，则进入步骤S213；如果否，则进入步骤S210。

S213，判断高压开关50是否闭合，并且判断动力电池10的电压是否在合理范围之内，以及判断绝缘电阻是否满足要求。如果是，则进入步骤S219；如果否，则进入步骤S214。

S214，电池管理器BMS控制正极接触器20断开。

S215，判断正极接触器20是否断开。如果是，则进入步骤S216；如果否，则进入步骤S210，并进入步骤S216。

S216，电池管理器BMS控制负极接触器40断开。

S217，判断负极接触器40是否断开。如果是，则进入步骤S218；如果否，则进入步骤S210。

S218，高压断开，以重新执行步骤S201。

S219，高压上电完成。

具体地，当动力电池电压、绝缘电阻满足要求，首次上电细分为以下步骤：

S1，BMS控制负极接触器闭合并判断负极是否闭合；

S2，当负极闭合后，BMS控制预充接触器闭合；

S3，预充完成之后，BMS控制正极接触器闭合，并断开预充接触器；

S4，正极接触器闭合，整个高压上电完成。

另外，当高压上电之后，如果系统中有绝缘故障，或动力电池电压异常，或高压开关断开等情况，电池BMS会依次断开负极接触器40、正极接触器20，以完成高压电断开。

在本实用新型的一个实施例中，通常情况下，不论点火开关的位置在什么档位，高压处于连通状态。即言，除首次上电需要高压上电之外，在之后的启动过程中，除有高压开关50断开、绝缘故障、动力电池10的电压异常之外，高压电一直保持连接状态。

根据本实用新型提出的电动汽车的控制系统，通过电池管理器BMS控制正极接触器、负极接触器和预充接触器，从而控制动力电池，实现除首次上电需要高压上电之外，在之后的启动过程中，除有高压断开、绝缘故障、动力电池电压异常之外，使高压电一直处于连通状态，不需要每次经历高压上下电过程，节省上电时间，高压接触器不需要经常闭合、断开，延迟了高压接触器的寿命，保证车辆的耐久性和可靠性，提高用户的使用体验。

本实用新型还提出了一种电动汽车，该电动汽车包括上述的电动汽车的控制系统。根据本实用新型实施例提出的电动汽车，通过电池管理器BMS控制正极接触器、负极接触器和预充接触器，从而控制动力电池，实现除首次上电需要高压上电之外，在之后的启动过程中，除有高压断开、绝缘故障、动力电池电压异常之外，使高压电一直处于连通状态，不需要每次经历高压上下电过程，节省上电时间，高压接触器不需要经常闭合、断开，延迟了高压接触器的寿命，保证车辆的耐久性和可靠性，提高用户的使用体验。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电动汽车的控制系统，其特征在于，包括：

动力电池；

正极接触器，所述正极接触器的一端与所述动力电池的正极相连；

与所述正极接触器并联的预充接触器和预充电阻；

负极接触器，所述负极接触器的一端与所述动力电池的负极相连；

控制所述动力电池的高压开关；

电池管理器BMS，所述电池管理器BMS分别与所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器、所述高压开关和所述动力电池相连，所述电池管理器BMS用于对所述高压开关、所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器进行控制；以及

整车控制器VMS，所述整车控制器VMS与所述电池管理器BMS相连。

2.如权利要求1所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，还包括：

电机和电机控制器，所述电机控制器与所述整车控制器VMS和所述电池管理器BMS相连。

3.如权利要求1所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，所述电池管理器BMS包括逆变器，用于将所述动力电池的电压转换为直流电压。

4.如权利要求1所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，所述动力电池包括多个串联的单体电池，所述高压开关串联在所述多个单体电池之中。

5.如权利要求2所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，所述电池管理器BMS与所述整车控制器VMS以及所述电机控制器之间通过CAN网络进行通信。

6.如权利要求1所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，还包括：

蓄电池；

DC/DC转换器，所述DC/DC转换器分别与所述正极接触器的另一端和所述负极接触器的另一端相连，且所述DC/DC转换器与所述蓄电池相连，所述DC/DC转换器的控制端与所述整车控制器VMS相连，用于根据所述动力电池的电压转换后为所述蓄电池供电。

7.如权利要求1所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，还包括：

动力电池电量检测器，所述动力电池电量检测器与所述电池管理器BMS相连，用于检测所述动力电池的电量并反馈至所述电池管理器BMS。

8.如权利要求1所述的电动汽车的控制系统，其特征在于，还包括：

绝缘电阻检测器，所述绝缘电阻检测器与所述电池管理器BMS相连，用于检测所述动力电池的绝缘电阻并反馈至所述电池管理器BMS。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电动汽车的控制系统。