CN210591418U - 电动车辆的高压下电控制系统及其电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车辆的高压下电控制系统及其电动车辆，其中高压下电控制系统包括：分别连接到CAN网络的整车控制器、高压配电柜、电机控制器、DC/DC控制器、油泵控制器、电池管理系统BMS和气泵控制器，BMS具有主策略和从策略，BMS在检测到整车控制器发生通讯故障时执行从策略，以通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和所述电除霜装置下电后再控制油泵装置下电，并在油泵装置下电后控制高压继电器单元关闭。本实用新型在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而避免车辆在行驶过程中带来的安全隐患。

Description

电动车辆的高压下电控制系统及其电动车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动车辆的高压下电控制系统以及一种具有该高压下电控制系统的电动车辆。

背景技术

相关技术中，纯电动客车上的高压下电都是通过整车控制器（Vehicle ControlUnit, VCU）来进行控制的，由于整车控制器通过CAN（Controller Area Network）通讯控制电池管理系统（Battery Management System, BMS）以及高压配电柜（Power DistributionUnit, PDU）的继电器断开来实现下电的，同时由于VCU也需要对电机控制器、气泵控制器、油泵控制器、DCDC(Direct current-Direct current converter)控制器等控制器进行控制，实现整车动力系统的运行；因此当VCU出现故障，无法进行控制时，各个部件就会陷入缺乏控制的局面，导致整车高压下电无法正常进行，从而使得车辆行驶过程中存在一定的安全隐患。

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电动车辆的高压下电控制系统，在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而避免车辆在行驶过程中带来的安全隐患。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电动车辆。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出的一种电动车辆的高压下电控制系统，包括：整车控制器、高压配电柜、电机控制器、DC/DC控制器、油泵控制器、电池管理系统BMS和气泵控制器，所述整车控制器、所述高压配电柜、所述电机控制器、所述DC/DC控制器、所述油泵控制器、所述电池管理系统BMS和所述气泵控制器分别连接到CAN网络以进行CAN通讯，所述高压配电柜的高压供电输入端通过高压继电器单元连接到动力电池，所述高压配电柜的高压供电分配端分别给所述电机控制器、空调器、油泵装置、DC/DC装置、电加热器、电除霜装置和气泵装置供电，所述BMS具有主策略和从策略，所述BMS在检测到所述整车控制器发生通讯故障时执行所述从策略，以通过所述高压配电柜控制所述气泵装置、所述DC/DC装置、所述空调器、所述电加热器和所述电除霜装置下电后再控制所述油泵装置下电，并在所述油泵装置下电后控制所述高压继电器单元关闭。

根据本实用新型提出的电动车辆的高压下电控制系统，电池管理系统BMS具有主策略和从策略，在BMS检测到整车控制器发生通讯故障时执行从策略，以通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电后再控制油泵装置下电，并在油泵装置下电后控制高压继电器单元关闭。由此，在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而在确保行车安全的同时，还大大提高了系统的可靠性。

另外，根据本实用新型上述提出的电动车辆的高压下电控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述高压继电器单元包括主正继电器和主负继电器，所述BMS在所述油泵装置下电后直接关闭所述主正继电器，并在第一预设时间后关闭所述主负继电器，以及在所述主负继电器关闭第二预设时间后向所述电机控制器发送主动放电信号。

可选地，所述整车控制器、所述高压配电柜、所述电机控制器、所述DC/DC控制器、所述油泵控制器、所述电池管理系统BMS和所述气泵控制器分别并联到CAN总线以连接到所述CAN网络。

可选地，所述BMS与所述整车控制器之间还通过硬线连接，所述BMS在所述整车控制器并联到所述CAN总线的CAN线断开且通过所述硬线检测到硬件控制信号中断时判断所述整车控制器发生通讯故障。

可选地，所述BMS在所述整车控制器未发生通讯故障时执行所述主策略，以在所述整车控制器通过所述高压配电柜控制所述气泵装置、所述DC/DC装置、所述空调器、所述电加热器和所述电除霜装置下电后再控制所述油泵装置下电时控制所述高压继电器单元关闭。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种电动车辆，其包括上述的电动车辆的高压下电控制系统。

根据本实用新型提出的电动车辆，通过上述的电动车辆的高压下电控制系统，能够在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而在确保行车安全的同时，还大大提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的电动车辆的高压下电控制系统的整车控制器未发生通讯故障时的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的电动车辆的高压下电控制系统的整车控制器发生通讯故障时的方框示意图；

图3为根据本实用新型一个实施例的电动车辆的高压下电控制系统的通讯示意图；

图4为根据本实用新型实施例的电动车辆的方框示意图；

图5为根据本实用新型实施例的电动车辆的高压下电控制方法的流程示意图；

图6为根据本实用新型一个实施例的电动车辆的高压下电控制方法的流程示意图。

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。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参考图2所示，本实用新型实施例提出的电动车辆的高压下电控制系统，包括整车控制器100、高压配电柜200、电机控制器300、DC/DC控制器400、油泵控制器500、电池管理系统BMS600和气泵控制器700。

其中，结合图2和图3所示，整车控制器100、高压配电柜200、电机控制器300、DC/DC控制器400、油泵控制器500、电池管理系统BMS600和气泵控制器700分别连接到CAN网络以进行CAN通讯，高压配电柜200的高压供电输入端通过高压继电器单元800连接到动力电池900，高压配电柜200的高压供电分配端分别给电机控制器、空调器、油泵装置、DC/DC装置、电加热器、电除霜装置和气泵装置供电，BMS600具有主策略和从策略，BMS600在检测到整车控制器100发生通讯故障时执行从策略，以通过高压配电柜200控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电后再控制油泵装置下电，并在油泵装置下电后控制高压继电器单元800关闭。

需要说明的是，整个CAN网路由整车控制器100进行主导，整车控制器100都能通过CAN通讯总线随时获知与CAN通讯的每个控制单元的状态信息，当BMS600检测到整车控制器在一定时间内接收不到其他参与CAN通讯的控制单元的状态信息时，即可判断整车控制器100发生通讯故障，此时，BMS600执行从策略，即由BMS600通过高压配电柜200控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电后再控制油泵装置下电，并在油泵装置下电后控制高压继电器单元800关闭。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，高压继电器单元800包括主正继电器801和主负继电器802，BMS600在油泵装置下电后直接关闭主正继电器801，并在第一预设时间后关闭主负继电器802，以及在主负继电器802关闭第二预设时间后向电机控制器300发送主动放电信号。

也就是说，BMS600通过高压配电柜控制油泵装置下电后直接关闭主正继电器801，并在第一预设时间后控制高压继电器单元800中的主负继电器801关闭，等到主负继电器802关闭第二预设时间后向电机控制器300发送主动放电信号；从而实现对电动车辆动力系统进行分级控制避免系统出现失控的风险，保证车辆安全驾驶。

进一步地，如图3所示，整车控制器100、高压配电柜200、电机控制器300、DC/DC控制器400、油泵控制器500、电池管理系统BMS600和气泵控制器700分别并联到CAN总线以连接到CAN网络；从而使得电池管理系统BMS600可以通过CAN网络对整车控制器100的状态进行检查，以判断整车控制器100是否发生通讯故障。

进一步地，BMS600与整车控制器100之间还通过硬线连接，BMS600在整车控制器100并联到CAN总线的CAN线断开且通过硬线检测到硬件控制信号中断时判断整车控制器发生通讯故障。

也就是说，通过在BMS600与整车控制器100之间增加硬线信号传递，使BMS600在整车控制器100并联到CAN总线的CAN线断开时，BMS600还可以通过硬线检测到整车控制器100的硬件控制信号是否中断，从而判断整车控制器100是否发生通讯故障。

其中，如图1所示，BMS600在整车控制器100未发生通讯故障时执行主策略，以在整车控制器100通过高压配电柜200控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电后再控制油泵装置下电时控制高压继电器单元关闭。

也就是说，在整车控制器100未发生通讯故障时BMS600执行主策略，听从整车控制器100的控制。

作为一个实施例，如图1所示，整车控制器100通过控制低压继电器1001的闭合，使低压蓄电池1002能够为整车控制器100、电机控制器300、DC/DC控制器400、油泵控制器500、电池管理系统BMS600和气泵控制器700以及PDU的低压控制板提供电源。

综上所述，根据本实用新型提出的电动车辆的高压下电控制系统，电池管理系统BMS具有主策略和从策略，在BMS检测到整车控制器发生通讯故障时执行从策略，以通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电后再控制油泵装置下电，并在油泵装置下电后控制高压继电器单元关闭。由此，在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而在确保行车安全的同时，还大大提高了系统的可靠性。

此外，如图4所示，本实用新型实施例还提出了一种电动车辆2000，其包括上述的高压下电控制系统1000。由于对上述高压下电控制系统1000已经进行了描述，故这里不再详细进行描述。

根据本实用新型实施例的电动车辆2000，通过上述的高压下电控制系统1000，能够在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而在确保行车安全的同时，还大大提高了系统的可靠性。

另外，如图5所示，本实用新型实施例还提出了一种采用上述高压下电控制系统的电动车辆的高压下电控制方法，其中，该电动车辆包括整车控制器、高压配电柜、电机控制器、DC/DC控制器、油泵控制器、电池管理系统BMS和气泵控制器，整车控制器、高压配电柜、电机控制器、DC/DC控制器、油泵控制器、电池管理系统BMS和气泵控制器分别连接到CAN网络以进行CAN通讯，高压配电柜的高压供电输入端通过高压继电器单元连接到动力电池，高压配电柜的高压供电分配端分别给电机控制器、空调器、油泵装置、DC/DC装置、电加热器、电除霜装置和气泵装置供电，BMS具有主策略和从策略，高压下电控制方法包括以下步骤：

步骤101，当BMS检测到整车控制器发生通讯故障时执行从策略，以向CAN网络发送电控扭矩清零指令，并通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电。

步骤102，接收电机控制器发送的电机转速，并根据电机转速计算电动车辆的车速，以及在电动车辆的车速小于预设车速阈值或者延时时间超过第三预设时间时通过高压配电柜控制油泵装置下电。

需要说明的是，根据以下公式将电机转速转换成电动车辆的车速，从而计算出电动车辆的车速：

，其中该公式中的v代表整车车速，单位为km/h；r代表轮胎半径，单位m；n代表转速，单位r/min；m代表后桥速比。

作为一个实施例，上述预设车速阈值为5km/h；第三预设时间为30s。

步骤103，在油泵装置下电后控制高压继电器单元关闭。

需要说明的是，高压继电器单元包括主正继电器和主负继电器，BMS在油泵装置下电后直接关闭主正继电器，并在第一预设时间后关闭主负继电器，以及在主负继电器关闭第二预设时间后向电机控制器发送主动放电信号。

作为一个实施例，上述第一预设时间为1.5s，第二预设时间为1s。

进一步地，当整车控制器未发生通讯故障时，BMS执行主策略，以在整车控制器通过高压配电柜控制所述气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和所述电除霜装置下电后再控制油泵装置下电时控制高压继电器单元关闭。

也就是说，在整车控制器未发生通讯故障时BMS执行主策略，听从整车控制器的控制。

根据本实用新型提出的电动车辆的高压下电控制方法，当BMS检测到整车控制器发生通讯故障时执行从策略，以向CAN网络发送电控扭矩清零指令，并通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电；并接收电机控制器发送的电机转速，根据电机转速计算电动车辆的车速，以及在电动车辆的车速小于预设车速阈值或者延时时间超过第三预设时间时通过高压配电柜控制油泵装置下电；然后在油泵装置下电后控制高压继电器单元关闭。由此，在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而在确保行车安全的同时，还大大提高了系统的可靠性。

如图6为本实用新型一个具体实施例的VCU通讯故障时，电动车辆的高压下电控制方法的流程示意图。如图6所示，该高压下电控制方法包括以下步骤：

步骤201，判断钥匙档位是否为ACC档或OFF档或整车故障。如果是，则执行步骤202；如果否，则重新判断整车的行车状态。

步骤202，BMS发送电控扭矩清零&&关使能&&关闭其他用电设备。

也就是说，当BMS判断钥匙档位为ACC档或OFF档或整车故障时，进行下电控制，向CAN网络发送电控扭矩清零指令，并通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、所述电加热器和电除霜装置下电。

步骤203，判断车速是否≤5km/h，或超时30s。如果是，则执行步骤204，如果否，则重新进行判断。

需要说明的是，上述车速通过以下公式计算得出：

；其中该公式中的v代表整车车速，单位为km/h；r代表轮胎半径，单位m；n代表转速，单位r/min；m代表后桥速比。

步骤204，BMS发送主正继电器断开&&油泵继电器断开。

也就是说，BMS在油泵装置下电后直接关闭主正继电器。

步骤205，判断是否延时1.5s。如果是，则执行步骤206，如果否，则返回继续判断，直到1.5s到达。

步骤206，BMS发送主负继电器断开。

步骤207，判断是否延时1s。如果是，则执行步骤208，如果否，则返回继续判断，直到1s到达。

步骤208，BMS发送电控主动放电。

也就是说，BMS在主负继电器关闭1s后向电机控制器发送主动放电信号。

步骤209，判断是否延时1.5s。如果是，则执行步骤210，如果否，则返回继续判断，直到1.5s到达。

步骤210，BMS休眠，等待启动。

根据本实用新型提出的电动车辆的高压下电控制方法，当BMS检测到整车控制器发生通讯故障时执行从策略，以向CAN网络发送电控扭矩清零指令，并通过高压配电柜控制气泵装置、DC/DC装置、空调器、电加热器和电除霜装置下电；并接收电机控制器发送的电机转速，根据电机转速计算电动车辆的车速，以及在电动车辆的车速小于预设车速阈值或者延时时间超过第三预设时间时通过高压配电柜控制油泵装置下电；然后在油泵装置下电后控制高压继电器单元关闭。由此，在整车控制器发生通讯故障时，通过BMS接管整车控制器的工作，对各个部件进行控制，保证整车正常下电，从而在确保行车安全的同时，还大大提高了系统的可靠性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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应理解为必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

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 (6)

1.一种电动车辆的高压下电控制系统，其特征在于，包括整车控制器、高压配电柜、电机控制器、DC/DC控制器、油泵控制器、电池管理系统BMS和气泵控制器，所述整车控制器、所述高压配电柜、所述电机控制器、所述DC/DC控制器、所述油泵控制器、所述电池管理系统BMS和所述气泵控制器分别连接到CAN网络以进行CAN通讯，所述高压配电柜的高压供电输入端通过高压继电器单元连接到动力电池，所述高压配电柜的高压供电分配端分别给所述电机控制器、空调器、油泵装置、DC/DC装置、电加热器、电除霜装置和气泵装置供电，所述BMS具有主策略和从策略，所述BMS在检测到所述整车控制器发生通讯故障时执行所述从策略，以通过所述高压配电柜控制所述气泵装置、所述DC/DC装置、所述空调器、所述电加热器和所述电除霜装置下电后再控制所述油泵装置下电，并在所述油泵装置下电后控制所述高压继电器单元关闭。

2.如权利要求1所述的电动车辆的高压下电控制系统，其特征在于，所述高压继电器单元包括主正继电器和主负继电器，所述BMS在所述油泵装置下电后直接关闭所述主正继电器，并在第一预设时间后关闭所述主负继电器，以及在所述主负继电器关闭第二预设时间后向所述电机控制器发送主动放电信号。

3.如权利要求1或2所述的电动车辆的高压下电控制系统，其特征在于，所述整车控制器、所述高压配电柜、所述电机控制器、所述DC/DC控制器、所述油泵控制器、所述电池管理系统BMS和所述气泵控制器分别并联到CAN总线以连接到所述CAN网络。

4.如权利要求3所述的电动车辆的高压下电控制系统，其特征在于，所述BMS与所述整车控制器之间还通过硬线连接，所述BMS在所述整车控制器并联到所述CAN总线的CAN线断开且通过所述硬线检测到硬件控制信号中断时判断所述整车控制器发生通讯故障。

5.如权利要求3所述的电动车辆的高压下电控制系统，其特征在于，所述BMS在所述整车控制器未发生通讯故障时执行所述主策略，以在所述整车控制器通过所述高压配电柜控制所述气泵装置、所述DC/DC装置、所述空调器、所述电加热器和所述电除霜装置下电后再控制所述油泵装置下电时控制所述高压继电器单元关闭。

6.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的电动车辆的高压下电控制系统。

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