发明内容
本发明的目的在于提供一种轻型客车双路冗余安全高压设备及其控制***与控制方法。
为实现上述发明目的之一,本发明提供了一种轻型客车双路冗余安全高压设备,所述轻型客车双路冗余安全高压设备包括:动力电池组;
通过高压电缆连接于所述动力电池组的正负极之间的电源管理***单元、电机控制器、高压附件;
整车控制器,所述整车控制器连接于所述电源管理***单元;
驱动电机,所述驱动电机连接于所述电机控制器;
其中,所述动力电池组包括至少两组并联的电池包,且在所述轻型客车双路冗余安全高压***运行中,至少有一组电池包为所述电源管理***单元、整车控制器、电机控制器、驱动电机、高压附件提供电力。
作为本发明的进一步改进,所述高压附件包括:直流转直流变压器、空调暖风加热模块、空调压缩机控制器、打气泵变频器、转向泵变频器、充电接口、高压保险丝、预充电阻、电流传感器,靠近所述电池组正极设置的手拉断电开关,以及靠近所述电池组负极设置的高压继电器。
为实现上述目的之一,本发明提供了一种轻型客车双路冗余安全高压设备的控制***,所述***包括:
监测模块,用于实时监测所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行参数;
处理模块,用于接收所述运行参数,并根据监测的所述运行参数调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行功率。
作为本发明的进一步改进,所述处理模块具体用于:根据监测的所述运行参数判断所述轻型客车双路冗余安全高压设备的报警类型,以及对应该报警类型的报警级别;
根据确定的所述报警类型的报警级别调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行功率;
所述运行参数包括:电压参数、电流参数、温度参数、电量参数、电阻参数、BMU参数、VMS参数中的至少一个;
所述报警类型包括:单体过压报警、单体欠压报警、单体压差报警、电池总电压高报警、电池总电压低报警、电池总电压压差报警、电池高温报警、电池低温报警、电池温差报警、电池SOC低报警、电池回充电流超限制报警、电池放电电流超限制报警、电池充电电流超限制报警、电池PACK绝缘电阻低报警、MSD故障报警、BMU内部通讯故障报警、 VMS与整车通讯丢失故障报警、整车供电24V异常报警中的至少一个;
所述报警级别为至少2级。
作为本发明的进一步改进,每个运行参数均对应报警阈值、取消阈值;
所述处理模块还用于判断接收到的任一个运行参数是否达到报警阈值或取消阈值;
若所述处理模块判断接收到的任一个运行参数达到报警阈值或取消阈值,则根据报警阈值或取消阈值的持续时间确定报警类型及报警级别。
作为本发明的进一步改进,所述报警级别共为3级,分别为1级、2级、3级;
所述处理模块若判定报警级别为1级,则将所述运行功率调整为预设运行功率,同时,保障所述轻型客车双路冗余安全高压设备继续运行;
若判定报警级别为2级,则将所述运行功率调整为0,并请求停止运行所述轻型客车双路冗余安全高压设备;
若判定报警级别为3级,则将所述运行功率调整为0,并发出损害电池性能故障报警;
所述预设运行功率小于等于所述轻型客车双路冗余安全高压设备正常工作时运行功率的50%。
为实现上述目的之一,本发明提供了一种轻型客车双路冗余安全高压设备的控制方法,所述方法包括:
实时监测所述轻型客车双路冗余高压设备的运行参数;
根据监测的所述运行参数调整所述轻型客车双路冗余高压设备的运行功率。
作为本发明的进一步改进,“根据监测的所述运行参数调整所述轻型客车双路冗余高压设备的运行功率;”具体包括:
根据监测的所述运行参数判断所述轻型客车双路冗余高压设备的报警类型,以及对应该报警类型的报警级别;
根据确定的所述报警类型的报警级别调整所述轻型客车双路冗余高压设备的运行功率;
所述运行参数包括:电压参数、电流参数、温度参数、电量参数、电阻参数、BMU参数、VMS参数中的至少一个;
所述报警类型包括:单体过压报警、单体欠压报警、单体压差报警、电池总电压高报警、电池总电压低报警、电池总电压压差报警、电池高温报警、电池低温报警、电池温差报警、电池SOC低报警、电池回充电流超限制报警、电池放电电流超限制报警、电池充电电流超限制报警、电池PACK绝缘电阻低报警、MSD故障报警、BMU内部通讯故障报警、 VMS与整车通讯丢失故障报警、整车供电24V异常报警中的至少一个;
所述报警级别为至少2级。
作为本发明的进一步改进,每个运行参数均对应报警阈值、取消阈值;
判断接收到的任一个运行参数是否达到报警阈值或取消阈值;
若所述任一个运行参数达到报警阈值或取消阈值,则根据报警阈值或取消阈值的持续时间确定报警类型及报警级别。
作为本发明的进一步改进,所述报警级别共为3级,分别为1级、2级、3级;
所述方法还包括:
若判定报警级别为1级,则将所述运行功率调整为预设运行功率,同时,保障所述轻型客车双路冗余安全高压设备继续运行;
若判定报警级别为2级,则将所述运行功率调整为0,并请求停止运行所述轻型客车双路冗余安全高压设备;
若判定报警级别为3级,则将所述运行功率调整为0,并发出损害电池性能故障报警;
所述预设运行功率小于等于所述轻型客车双路冗余安全高压设备正常工作时运行功率的50%。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的轻型客车双路冗余安全高压设备及其控制***与控制方法,设置至少两组并联的电池包给整个轻型客车供电,当其中一路电池包发生故障后,其它电池包仍能保证所述轻型客车按照预设的额定功率的运行,给发生电力故障的轻型客车预留充足的时间到达安全位置,进而保障驾驶者与乘客的安全。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示,本发明提供的轻型客车双路冗余安全高压设备包括:动力电池组11、电源管理***单元12,整车控制器13,电机控制器14,驱动电机15,高压附件(未标识),高压电缆(未标识);电源管理***单元12,电机控制器14,所述高压附件通过所述高压电缆连接于动力电池组11的正负极之间;整车控制器13连接于电源管理***单元12,用于控制轻型客车双路冗余安全高压***10的运行;驱动电机15连接于电机控制器14,通过电机控制器13控制驱动电机14的开闭。
其中,动力电池组11包括至少两组并联的电池包,在所述轻型客车双路冗余安全高压设备运行中,至少有一组电池包为电源管理***单元12、整车控制器13、电机控制器14、驱动电机15、高压附件提供电力。
本发明一实施方式中,所述高压附件包括:并联设置的直流转直流变压器161、空调暖风加热模块162、空调压缩机控制器163、打气泵变频器164、转向泵变频器165、充电接口166;分别与直流变压器161、空调暖风加热模块162、空调压缩机控制器163、打气泵变频器164、转向泵变频器165串联设置的多个高压保险丝167,与高压保险丝167串联设置的预充电阻168,以及连接于电源管理***单元12的电流传感器169。
在部分所述高压附件充电过程中,电源管理***单元12控制预充过程,防止由于上电瞬间电流冲击过大而导致烧毁所述高压附件。本实施方式中,采用设置预充电阻168,在充电过程中限制滤波电容的充电电流,以保护与其串联设置的直流变压器161、空调暖风加热模块162、空调压缩机控制器163、打气泵变频器164、转向泵变频器165、高压保险丝167。
本发明一实施方式中,所述高压附件还包括:靠近动力电池组11正极设置的手拉断电开关170,以及靠近动力电池组11负极设置的高压继电器171,高压继电器171通过电源管理***单元12控制,确保高压电路的安全。
本发明一具体示例中,动力电池组11包括两组并联的电池包;所述电池包以battery标识,电源管理***单元以BWU标识,整车控制器以VMS标识,电机控制器以MCU标识,电流传感器以Currents sensor标识,预充电阻以PerCh标识,直流转直流变压器以DC-DC标识,空调暖风加热模块以PTC标识,空调压缩机控制器以AC标识,打气泵变频器以Braking Sys标识,转向泵变频器以Steering Sys标识,高压保险丝以Fuse标识,充电接口以Charging Connector标识,手拉断电开关以MSD标识。
本发明的轻型客车双路冗余安全高压设备,通过至少两组并联的电池包给整个轻型客车双路冗余安全高压设备供电,当任一路电池包发生故障后,仍有其它电池包保证所述轻型客车按照预设的额定功率的运行,给发生电力故障的轻型客车预留充足的时间到达安全位置,进而保障驾驶者与乘客的安全。
结合图3所示,本发明一实施方式的轻型客车双路冗余安全高压设备的控制***,所述***包括:监测模块100、处理模块200。
监测模块100用于实时监测所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行参数。
所述运行参数包括:电压参数、电流参数、温度参数、电量参数、电阻参数、BMU参数、VMS参数等中的一个或多个。
处理模块200用于根据监测的所述运行参数调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行功率。
本发明具体实施方式中,所述运行功率包括:可允许最大充电功率、可允许最大放电功率以及可允许最大充放电功率。
本发明一具体示例中,处理模块200根据监测的所述运行参数判断轻型客车双路冗余安全高压设备的报警类型,以及对应该报警类型的报警级别;根据确定的所述报警类型的报警级别调整所述轻型客车双路冗余安全高压***的运行功率。
所述报警类型包括:单体过压报警、单体欠压报警、单体压差报警、电池总电压高报警、电池总电压低报警、电池总电压压差报警、电池高温报警、电池低温报警、电池温差报警、电池SOC低报警、电池回充电流超限制报警、电池放电电流超限制报警、电池充电电流超限制报警、电池PACK绝缘电阻低报警、MSD故障报警、BMU内部通讯故障报警、 VMS与整车通讯丢失故障报警、整车供电24V异常报警中的至少一个。
本发明一实施方式中,处理模块200具体用于:根据所述电压参数确定的报警类型为单体过压报警、单体欠压报警、单体压差报警、电池总电压高报警、电池总电压低报警、电池总电压压差报警、MSD故障报警、整车供电24V异常报警其中之一;
根据所述电流参数确定的报警类型为电池充电电流超限制报警;
根据所述温度参数确定的报警类型为电池高温报警、电池低温报警、电池温差报警其中之一;
根据所述电量参数确定的报警类型为电池SOC低报警、电池回充电流超限制报警、电池放电电流超限制报警其中之一;
根据所述电阻参数确定的报警类型为电池PACK绝缘电阻低报警;
根据所述BMU参数确定的报警类型为BMU内部通讯故障报警;
根据所述VMS参数确定的报警类型为VMS与整车通讯丢失故障报警。
进一步的,每个运行参数均对应报警阈值、取消阈值;处理模块200还用于判断接收到的任一个运行参数是否达到报警阈值或取消阈值;若所述处理模块判断接收到的任一个运行参数达到报警阈值或取消阈值,则根据报警阈值或取消阈值的持续时间确定报警类型及报警级别。进一步的根据确定的所述报警类型的报警级别调整所述轻型客车双路冗余安全高压***的运行功率。
本发明所包括的实施方式中,所述报警级别可以按照需求设定为多级,本实施方式中,所述报警级别为至少2级。本发明的一具体示例中,所述报警级别分为1级、2级、3级共三个级别;所述整车控制器若判定报警级别为1级,则将所述运行功率调整为预设运行功率,同时,保障所述轻型客车双路冗余安全高压***继续运行;若判定报警级别为2级,则将所述运行功率调整为0,并请求停止运行所述轻型客车双路冗余安全高压***;若判定报警级别为3级,则将运行功率调整为0,并发出损害电池性能故障报警。
结合图1所示,本发明一具体示例中,监测模块100对应电源管理***单元12;处理模块200对应整车控制器13。
电源管理***单元12实时监测动力电池组11的运行参数。
整车控制器13实时接收电源管理***单元12监测的运行参数,并根据监测的所述运行参数调整动力电池组11、电机控制器14,驱动电机15,高压附件的运行功率。
所述预设运行功率小于等于所述轻型客车双路冗余安全高压设备正常工作时运行功率的50%。
进一步的,整车控制器13根据监测的所述运行参数判断是否需要发出报警信号,若是,确定所述轻型客车双路冗余安全高压设备的报警类型,以及对应该报警类型的报警级别;并进一步根据确定的所述报警类型的报警级别调整动力电池组11、电机控制器14,驱动电机15,高压附件的运行功率。
进一步的,还可以发出相应的报警信号,以提示驾驶设置有该轻型客车双路冗余安全高压设备的轻型客车的驾驶员尽快将所述轻型汽车驾驶到安全地带进行后续处理。
如下对照表所示,该对照表为本发明一实施方式提供的轻型客车双路冗余高压设备的控制策略对照表,具体为所述报警类型、报警级别、所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行功率、运行参数的对照表。
需要说明的是,可允许最大充电功率X、可允许最大放电功率Y、可允许最大充放电功率Z中的X、Y、Z均为百分数,若将所述轻型客车双路冗余安全高压设备中的电池包全部正常工作时运行参数均设为100%,那么0<X≤50%、0<Y≤50%、0<Z≤50%。本发明优选实施方式中,所述X、Y、Z的取值均为50%。
如上所示对照表,若监测电压参数为4.18V,持续时间为5S,则判定为报警类型为单体过压报警,报警级别为1级,可判定至少有一路电池包发故障;进一步的,调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的可允许最大充电功率为X,进而保证设置有该轻型客车双路冗余安全高压设备的轻型客车可以继续运行一段时间,使其到达安全区域后,做详细检测。
在该1级报警持续发生过程中,进一步监测到电压参数跳转为4.13V,持续时间为0.2s,则解除上述1级报警信号,判定轻型客车双路冗余安全高压设备正常运行。
若监测电压参数为4.2V,持续时间为5S,则判定为报警类型为单体过压报警,报警级别为2级,可判定所述动力电池组发生故障;进一步的,调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的可允许最大充电功率为0,进而请求设置有该轻型客车双路冗余安全高压设备的轻型客车执行停车动作。
在该2级报警持续发生过程中,进一步监测到电压参数跳转为4.15V,持续时间为0.2s,则解除上述2级报警信号,判定轻型客车双路冗余安全高压设备正常运行。
若监测电压参数为4.25V,持续时间为5S,则判定为报警类型为单体过压报警,报警级别为3级,可判定为严重的损害电池组性能故障;进一步的,调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的可允许最大充电功率为0,进而请求设置有该轻型客车双路冗余安全高压设备的轻型客车执行停车动作,同时,发出该所述轻型客车双路冗余安全高压设备发生严重的损害电池组性能故障报的警信号。
若在该报警持续发生过程中,进一步监测到电压参数跳转为4.2V,持续时间为0.2s,则解除上述2级报警信号,判定轻型客车双路冗余安全高压设备正常运行。
以上仅对如上所示对照表中报警类型为单体过压报警进行解释,其它报警类型不再详细赘述,本领域技术人员可根据上述文字说明及表格内容知悉本发明的详细控制策略,在此不做详细赘述。
另外,需要说明的是,如上所示对照表中,温度参数的单位为“摄氏度”,PHEV表示设有该轻型客车双路冗余安全高压设备的轻型客车为插电式混合动力轻型客车,EV表示为纯电动轻型客车。当然,产生对应上述报警类型及报警级别所对应的运行参数的数值可以根据实际需要进行调整,本发明所示对照表只是示例性列举,并不能用于限定本发明的保护范围,在此不做详细赘述。
结合图1、图3所示,本发明一具体实施方式中,若电源管理***单元12监测到的运行参数为电压参数,所述电压参数为4.18V,其持续的时间为5S,并将监测到的电压参数发送到整车控制器13,
整车控制器14接收到该电压参数后,将其与所示对照表进行比对,确定其报警类型为单体过压报警,报警级别为1级;进一步的,处理模块200发送指令到监测模块100,并通过监测模块100调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的可允许最大充电功率为50%,如此,所述轻型客车双路冗余安全高压设备可以继续运行,进而保证设置有该轻型客车双路冗余安全高压设备的轻型客车可以继续运行一段时间,使其到达安全区域后,做详细检测。
若在该1级报警持续发生过程中,电源管理***单元12进一步监测到电压参数跳转为4.13V,持续时间为0.2s,则在整车控制器14接收该运行参数后,解除上述1级报警信号,判定轻型客车双路冗余安全高压设备正常运行。
结合图2所示,本发明一实施方式所示的轻型客车双路冗余安全高压设备的控制方法包括:
实时监测所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行参数。
所述运行参数包括:电压参数、电流参数、温度参数、电量参数、电阻参数、BMU参数、VMS参数等中的一个或多个。
进一步的,本实施方式中,所述方法还包括:根据监测的所述运行参数调整所述轻型客车双路冗余安全高压设备的运行功率。
所述运行功率包括:可允许最大充电功率、可允许最大放电功率以及可允许最大充放电功率。
本发明一具体示例中,所述方法包括:根据监测的所述运行参数判断轻型客车双路冗余安全高压设备的报警类型,以及对应该报警类型的报警级别;根据确定的所述报警类型的报警级别调整所述轻型客车双路冗余安全高压***的运行功率。
所述报警类型包括:单体过压报警、单体欠压报警、单体压差报警、电池总电压高报警、电池总电压低报警、电池总电压压差报警、电池高温报警、电池低温报警、电池温差报警、电池SOC低报警、电池回充电流超限制报警、电池放电电流超限制报警、电池充电电流超限制报警、电池PACK绝缘电阻低报警、MSD故障报警、BMU内部通讯故障报警、 VMS与整车通讯丢失故障报警、整车供电24V异常报警中的至少一个。
本发明一实施方式中,所述方法包括:根据所述电压参数确定的报警类型为单体过压报警、单体欠压报警、单体压差报警、电池总电压高报警、电池总电压低报警、电池总电压压差报警、MSD故障报警、整车供电24V异常报警其中之一;
根据所述电流参数确定的报警类型为电池充电电流超限制报警;
根据所述温度参数确定的报警类型为电池高温报警、电池低温报警、电池温差报警其中之一;
根据所述电量参数确定的报警类型为电池SOC低报警、电池回充电流超限制报警、电池放电电流超限制报警其中之一;
根据所述电阻参数确定的报警类型为电池PACK绝缘电阻低报警;
根据所述BMU参数确定的报警类型为BMU内部通讯故障报警;
根据所述VMS参数确定的报警类型为VMS与整车通讯丢失故障报警。
进一步的,每个运行参数均对应报警阈值、取消阈值;所述方法包括:判断接收到的任一个运行参数是否达到报警阈值或取消阈值;若所述处理模块判断接收到的任一个运行参数达到报警阈值或取消阈值,则根据报警阈值或取消阈值的持续时间确定报警类型及报警级别。进一步的根据确定的所述报警类型的报警级别调整所述轻型客车双路冗余安全高压***的运行功率。
本发明所包括的实施方式中,所述报警级别可以按照需求设定为多级,本实施方式中,所述报警级别为至少2级。本发明的一具体示例中,所述报警级别分为1级、2级、3级共三个级别;所述整车控制器若判定报警级别为1级,则将所述运行功率调整为预设运行功率,同时,保障所述轻型客车双路冗余安全高压***继续运行;若判定报警级别为2级,则将所述运行功率调整为0,并请求停止运行所述轻型客车双路冗余安全高压***;若判定报警级别为3级,则将运行功率调整为0,并发出损害电池性能故障报警。
需要说明的是,上述具体示例同样可以采用本实施方式实现,在此不做详细赘述。
综上所述,本发明的轻型客车双路冗余高压设备及其控制方法与控制***,设置至少两组并联的电池包给整个轻型客车供电,当其中一路电池包发生故障后,其它电池包仍能保证所述轻型客车按照预设的额定功率的运行,给发生电力故障的轻型客车预留充足的时间到达安全位置,进而保障驾驶者与乘客的安全。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。