CN106965678B - 一种基于整车控制器vms的新能源整车管理*** - Google Patents

一种基于整车控制器vms的新能源整车管理*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是一种基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，包括整车控制器，整车控制器分别控制电流分配单元PDU和电机MCU,整车控制器还包含有BMU模块,BMU模块连接多个CSC模块，CSC模块用于对电池模组中的单体动力电池进行充放电监测管理及保护。本发明的BMU模块检测到第一控制信号和第二控制信号均有效时才会切断电池模组的输出电源，这样在钥匙关闭时，整车控制器待关键数据存储完成后才会断电，保证整车控制***功能的稳定性，同时，BMU模块可以延迟电源关闭时间，单体动力电池不会停止给CSC模块供电，CSC模块检测到单体动力电池回升的电压，这样CSC模块获取电压数据更精确。

Description

一种基于整车控制器VMS的新能源整车管理***
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是一种基于整车控制器VMS的新能源整车管理***。
背景技术
随着全球石油资源的日益枯竭以及对排放要求的提高，相比常规汽车更加经济环保的新能源汽车成了各大汽车厂商的设计重点。凭借低耗能、零污染的特性，混合动力汽车或纯电动汽车成为众多汽车厂商的首要选择。
对于混合动力或纯电动汽车而言，整车控制器控制着整车动力***及其它重要子部件，关系到整车的安全及能效。在整车***中，为了降低静态电流，防止小电瓶亏电，当整车***下电时，整车控制器需进入休眠状态，以降低自身功耗。进入休眠状态时，整车控制器的主处理器(CPU)供电切断，易失性存储RAM中存储的数据将无法保存。为防止故障码，冻结帧，标定量等关键数据丢失，在整车控制器进入休眠状态前需将该系列数据转移到非易失性存储如FLASH ROM或EEPROM中，上电后再载入RAM中，从而实现数据的一致性。因此需提供一种解决方案，在钥匙关闭时，整车控制器不会立即切断电源，仍保持一段时间，待关键数据存储完成后再掉电，以保证整车控制***功能的完整性。
现有的方案一般通过在电源前端增加开关管，主处理器参与开关管控制，待数据存储完成后再由主处理器控制开关管最后断开，来实现延迟下电。该种方案增加了成本和功耗，同时亦增加了失效风险。
此外现有的电压检测装置在电门锁关闭后便断电，而单体动力电池在动力***停止运转后电压会有所回升，检测装置检测不到回升的电压，这样检测装置实际检测到的电压数据有较大偏差。
现有技术中电流分配单元PDU可以在输入端电压波动的情况下稳定输出端的电压，在正向升压情况下，由于抬升了电压，可以减小电机损耗，而其反向降压可实现整车制动时的能量回收，一套合理的和行之有效的整车控制***就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，解决现有的整车管理***的关键数据易丢失且***性能低的问题。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
本发明的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***包括整车控制器，包括整车控制器，所述整车控制器包含有BMU模块，所述整车控制器分别控制电流分配单元PDU和电机MCU且电流分配单元PDU和电机MCU相连，所述BMU模块用于电池模组的管理控制，所述电流分配单元PDU用于高压配电管理，所述电机MCU用于控制驱动电机，所述BMU模块连接多个CSC模块，所述CSC模块用于对电池模组中的单体动力电池进行充放电监测管理及保护，所述CSC模块检测对应的单体动力电池的电压并经滤波后发送给所述整车控制器，当所述整车控制器接收到钥匙关闭信号时，所述整车控制器开始进行关键数据存储，存储完成后发送第一控制信号给所述BMU模块，同时所述整车控制器对接收到的每个单体动力电池的电压信号进行逻辑判断，待电压信号稳定后发送第二控制信号给所述BMU模块，所述BMU模块检测到第一控制信号和第二控制信号均有效时，所述BMU模块切断所述电池模组的输出电源。
本发明所述电流分配单元PDU的电源接口端子分别与电池模组、电机MCU的电源端相连以实现电池模组与电机MCU之间的电能传输，所述整车控制器在向电机MCU发出命令以控制驱动电机的同时，将该命令发送至电流分配单元PDU，当驱动电机MCU控制电机驱动时，电流分配单元PDU进入正向升压模式，将电池模组的电压提升到电机MCU所需的电压等级，此时供电给电机MCU，当电机MCU控制电机进行辅助制动时，电流分配单元PDU进入反向降压模式，将电机MCU发电产生的电压降到相应的电压等级给电池模组充电，当电机MCU控制电机处于空闲时，电流分配单元PDU进入空闲模式，电流分配单元PDU实时地对其自身的工作状态进行监测，当监测到电流分配单元PDU出现故障时，电流分配单元PDU进入到故障模式，且只能通过给电流分配单元PDU重新上电才能清除故障模式而进入其它工作模式。
本发明所述CSC模块检测到所述单体动力电池进入欠压状态时，通过整车管理器发出报警信号。
本发明所述电流分配单元PDU进入到故障模式后，通过整车管理器发出报警信号。
本发明所述电流分配单元PDU周期性读取其电源接口端子的电流，一旦检测到电源接口端子的电流值超过允许的最大电流值，便将相应的电流过流故障标志位置位，并对相应的电流过流故障累加器的计数值进行加计数；当电源接口端子的电流值下降到允许的范围内后，将相应的电流过流故障标志位清零，并对相应的电流过流故障累加器的计数值进行减计数；当电流过流故障累加器的计数值达到设定限值时，电流分配单元PDU进入故障模式。
本发明所述电流分配单元PDU周期性读取其电源接口端子的电压，一旦检测到电源接口端子的电压值超过允许的最大电压值，便将相应的电压过压故障标志位置位，并对相应的电压过压故障累加器的计数值进行加计数；当电源接口端子的电压值下降到允许的范围内后，将相应的电压过压故障标志位清零，并对相应的电压过压故障累加器的计数值进行减计数；当电压过压故障累加器的计数值达到设定限值时，电流分配单元PDU进入故障模式。
本发明所述新能源整车管理***还包括ABS***，所述ABS***提供车轮转速、液压***状态信息和制动阀的状态信息给所述整车控制器，在汽车制动时，所述整车控制器通过ABS***自动控制制动力的大小防止车轮抱死。
本发明所述新能源整车管理***还包括照明指示***，所述照明指示***通过IO端口与所述整车控制器连接，或者所述照明指示***通过CAN总线与所述整车控制器连接。
本发明所述新能源整车管理***还包括制动再生电装置，所述制动再生电装置在制动时依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩，在减缓汽车速度的同时将部分动能转化为电能，所述制动再生电装置将再生电能储存到所述电池模组中。
本发明的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***的有益效果是：
1、本发明的BMU模块检测到第一控制信号和第二控制信号均有效时才会切断电池模组的输出电源，这样在钥匙关闭时，整车控制器不会立即切断电源，仍保持一段时间，待关键数据存储完成后才会断电，以保证整车控制***功能的稳定性，同时，当动力***停止运行后，BMU模块可以延迟电源关闭时间，电池模组不会停止给CSC模块供电，CSC模块可以检测到单体动力电池回升的电压，这样CSC模块获取电压数据更精确，整车控制器根据获取的电压数据可以更准确地进行欠压保护，提高能源的利用率以及行车安全性；
2、本发明的电流分配单元PDU的模式控制方法用不同的工作模式来区分正向升压和反向降压的工作状态，通过对整车状态的监测，实时地切换模式来控制电流分配单元PDU的工作状态，使得动力***的可靠性更高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本实施例的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***的原理框图；
图2是本实施例的BMU模块的连接关系示意图。
其中：整车控制器1、BMU模块2、电机MCU3、电流分配单元PDU4、电池模组5、CSC模块6、ABS***8、照明指示***9。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。
如图1-2所示，本实施例的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***包括整车控制器1，整车控制器1分别控制电流分配单元PDU4和电机MCU3且电流分配单元PDU4和电机MCU3相连，电流分配单元PDU4用于高压配电管理并给子电源模块提供电压电流，电机MCU3用于控制驱动电机，整车控制器1对电流分配单元PDU4和电机MCU3进行协调控制管理。
为了提高新能源汽车的安全稳定性，本实施的整车控制器1包含有BMU模块2，BMU模块2用于电池模组5的管理控制，BMU模块2连接多个CSC模块，CSC模块用于对电池模组5中的单体动力电池进行充放电监测管理及保护，CSC模块6检测对应的单体动力电池的电压并经滤波后发送给整车控制器1，当整车控制器1接收到钥匙关闭信号时，整车控制器1开始进行关键数据存储，存储完成后发送第一控制信号给BMU模块2，同时整车控制器1对接收到的每个单体动力电池的电压信号进行逻辑判断，待每个单体动力电池的电压信号稳定后发送第二控制信号给BMU模块2，BMU模块2检测到第一控制信号和第二控制信号均有效时，BMU模块2切断电池模组5的输出电源。
这样在钥匙关闭时，整车控制器1不会立即切断电源，仍保持一段时间，待关键数据存储完成后才会断电，以保证整车控制***功能的稳定性，同时，当动力***停止运行后，BMU模块2可以延迟电源关闭时间，电池模组5不会停止给CSC模块6供电，CSC模块6可以检测到电池模组5回升的电压，待电池模组5的电压回升到平稳状态时才切断电源，这样CSC模块6获取电压数据更精确，整车控制器1根据获取的电压数据可以更准确地进行欠压保护，提高能源的利用率以及行车安全性。
此外，本实施例的整车控制器1会实时分析处理CSC模块6发送来的电压信号并判断电池模组5的电压是否低于临界值，当整车控制器1判断电池模组5的电压低于临界值时，整车控制器1通过电机MCU3控制电机停止运转，同时关闭其他电气***，整车控制器1开始进行进行关键数据存储，存储完成后发送第一控制信号给BMU模块2，同时整车控制器1对接收到的电压信号进行逻辑判断，待每个单体动力电池的电压信号稳定后发送第二控制信号给BMU模块2，BMU模块2检测到第一控制信号和第二控制信号均有效时，BMU模块2切断电池模组5的输出电源，这样可以实现新能源汽车的欠压保护，BMU模块检测到电池模组5进入欠压状态时，通过整车管理器发出报警信号。
本实施例的电流分配单元PDU4的电源接口端子分别与电池模组5、电机MCU3的电源端相连以实现电池模组5与电机MCU3之间的电能传输，整车控制器1在向电机MCU3发出命令以控制驱动电机的同时，将该命令发送至电流分配单元PDU4，当驱动电机MCU3控制电机驱动时，电流分配单元PDU4进入正向升压模式，将电池模组5的电压提升到电机MCU3所需的电压等级，此时供电给电机MCU3，当电机MCU3控制电机进行辅助制动时，电流分配单元PDU4进入反向降压模式，将电机MCU3发电产生的电压降到相应的电压等级给电池模组5充电，当电机MCU3控制电机处于空闲时，电流分配单元PDU4进入空闲模式，电流分配单元PDU4实时地对其自身的工作状态进行监测，当监测到电流分配单元PDU4出现故障时，电流分配单元PDU4进入到故障模式，且只能通过给电流分配单元PDU4重新上电才能清除故障模式而进入其它工作模式，电流分配单元PDU4进入到故障模式后，通过整车管理器发出报警信号。
电流分配单元PDU4的模式控制方法用不同的工作模式来区分正向升压和反向降压的工作状态，通过对整车状态的监测，实时地切换模式来控制电流分配单元PDU4的工作状态，使得动力***的可靠性更高。
进一步地，电流分配单元PDU4周期性读取其电源接口端子的电流，一旦检测到电源接口端子的电流值超过允许的最大电流值，便将相应的电流过流故障标志位置位，并对相应的电流过流故障累加器的计数值进行加计数；当电源接口端子的电流值下降到允许的范围内后，将相应的电流过流故障标志位清零，并对相应的电流过流故障累加器的计数值进行减计数；当电流过流故障累加器的计数值达到设定限值时，电流分配单元PDU4进入故障模式。
进一步地，电流分配单元PDU4周期性读取其电源接口端子的电压，一旦检测到电源接口端子的电压值超过允许的最大电压值，便将相应的电压过压故障标志位置位，并对相应的电压过压故障累加器的计数值进行加计数；当电源接口端子的电压值下降到允许的范围内后，将相应的电压过压故障标志位清零，并对相应的电压过压故障累加器的计数值进行减计数；当电压过压故障累加器的计数值达到设定限值时，电流分配单元PDU4进入故障模式。
本实施例的新能源整车管理***还包括ABS***8，ABS***8提供车轮转速、液压***状态信息和制动阀的状态信息给整车控制器1，在汽车制动时，整车控制器1通过ABS***8自动控制制动力的大小防止车轮抱死。
本实施例的新能源整车管理***还包括照明指示***9，照明指示***9通过IO端口与整车控制器1连接，或者照明指示***9通过CAN总线与整车控制器1连接。
本实施例的新能源整车管理***还包括制动再生电装置，制动再生电装置在制动时依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩，在减缓汽车速度的同时将部分动能转化为电能，制动再生电装置将再生电能储存到电池模组5中。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，包括整车控制器(1)，所述整车控制器(1)分别控制电流分配单元PDU(4)和电机MCU(3)，所述电流分配单元PDU(4)用于高压配电管理，所述电机MCU(3)用于控制驱动电机，所述整车控制器(1)包含有BMU模块(2)，所述BMU模块(2)用于电池模组(5)的管理控制，所述BMU模块(2)连接多个CSC模块(6)，所述CSC模块(6)用于对电池模组(5)中的单体动力电池进行充放电监测管理及保护，其特征在于：所述CSC模块(6)检测对应的单体动力电池的电压并经滤波后发送给所述整车控制器(1)，当所述整车控制器(1)接收到钥匙关闭信号时，所述整车控制器(1)开始进行关键数据存储，存储完成后发送第一控制信号给所述BMU模块(2)，同时所述整车控制器(1)对接收到的每个单体动力电池的电压信号进行逻辑判断，待每个单体动力电池的电压信号稳定后发送第二控制信号给所述BMU模块(2)，所述BMU模块(2)检测到第一控制信号和第二控制信号均有效时，所述BMU模块(2)切断所述电池模组(5)的输出电源。
2.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述电流分配单元PDU(4)的电源接口端子分别与电池模组(5)、电机MCU(3)的电源端相连以实现电池模组(5)与电机MCU(3)之间的电能传输，所述整车控制器(1)在向电机MCU(3)发出命令以控制驱动电机的同时，将该命令发送至电流分配单元PDU(4)，当电机MCU(3)控制电机驱动时，电流分配单元PDU(4)进入正向升压模式，将电池模组(5)的电压提升到电机MCU(3)所需的电压等级，此时供电给电机MCU(3)，当电机MCU(3)控制电机进行辅助制动时，电流分配单元PDU(4)进入反向降压模式，将电机MCU(3)发电产生的电压降到相应的电压等级给电池模组(5)充电，当电机MCU(3)控制电机处于空闲时，电流分配单元PDU(4)进入空闲模式，电流分配单元PDU(4)实时地对其自身的工作状态进行监测，当监测到电流分配单元PDU(4)出现故障时，电流分配单元PDU(4)进入到故障模式，且只能通过给电流分配单元PDU(4)重新上电才能清除故障模式而进入其它工作模式。
3.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述CSC模块检测到所述单体动力电池进入欠压状态时，通过整车管理器发出报警信号。
4.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述电流分配单元PDU(4)进入到故障模式后，通过整车管理器发出报警信号。
5.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述电流分配单元PDU(4)周期性读取其电源接口端子的电流，一旦检测到电源接口端子的电流值超过允许的最大电流值，便将相应的电流过流故障标志位置位，并对相应的电流过流故障累加器的计数值进行加计数；当电源接口端子的电流值下降到允许的范围内后，将相应的电流过流故障标志位清零，并对相应的电流过流故障累加器的计数值进行减计数；当电流过流故障累加器的计数值达到设定限值时，电流分配单元PDU(4)进入故障模式。
6.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述电流分配单元PDU(4)周期性读取其电源接口端子的电压，一旦检测到电源接口端子的电压值超过允许的最大电压值，便将相应的电压过压故障标志位置位，并对相应的电压过压故障累加器的计数值进行加计数；当电源接口端子的电压值下降到允许的范围内后，将相应的电压过压故障标志位清零，并对相应的电压过压故障累加器的计数值进行减计数；当电压过压故障累加器的计数值达到设定限值时，电流分配单元PDU(4)进入故障模式。
7.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述新能源整车管理***还包括ABS***(8)，所述ABS***(8)提供车轮转速、液压***状态信息和制动阀的状态信息给所述整车控制器(1)，在汽车制动时，所述整车控制器(1)通过ABS***(8)自动控制制动力的大小防止车轮抱死。
8.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述新能源整车管理***还包括照明指示***(9)，所述照明指示***(9)通过IO端口与所述整车控制器(1)连接，或者所述照明指示***(9)通过CAN总线与所述整车控制器(1)连接。
9.根据权利要求1所述的基于整车控制器VMS的新能源整车管理***，其特征在于：所述新能源整车管理***还包括制动再生电装置，所述制动再生电装置在制动时依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩，在减缓汽车速度的同时将部分动能转化为电能，所述制动再生电装置将再生电能储存到所述电池模组(5)中。
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