CN107521363A - 一种充电锁车的多级安全保护***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种充电锁车的多级安全保护***及控制方法,属于控制领域。本发明由整车控制器、电池管理***和仪表等组成,本着安全冗余原则,整车控制器同时采集多种信号为依据实现充电锁车,可消除单一信号、单一措施的失效问题,大大提高安全可靠性;同时利用电路设计实现充电时钥匙锁定、高压充放电回路相互独立,避免充电时人为误操作钥匙引起的事故,消除充电桩的高压电直接对外输出问题;以电池管理***、仪表为辅助备用措施,建立多维立体安全保障措施,形成一种更加可靠、更加全面的多级安全保护***。它不仅保证整车充电中不能行车,还能解决充完电之后忘记拔枪、带枪驾驶的问题,从多角度保证汽车在整个充电过程的安全,可靠地实现了充电锁车。
Description
技术领域:
本发明涉及电动汽车领域,尤其是一种充电锁车的多级安全保护***及控制方法,实现纯电动汽车或插电式混合动力汽车的充电锁车。
背景技术
目前,随着纯电动汽车和插电式混合动力汽车的不断普及,充电走车问题时有发生,充电完成忘记拔枪、带枪行驶的问题也仍然存在。这些问题都会造成充电插座损坏、充电桩被拉倒等事故的发生,给客户带了安全隐患,造成了财产损失。为解决充电走车问题,目前大都采用单一措施来保证充电时整车不会行车,忽略充电枪连接未充电和充电完成未拔枪两种情况,也没有考虑单一措施发生失效问题。本***就针对以上问题,提出了合理的解决方案。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题,本发明提供一种充电锁车的多级安全保护***及控制方法,实现纯电动汽车或插电式混合动力汽车的充电锁车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种充电锁车的多级安全保护***,包括有核心部件整车控制器,所述整车控制器通过硬线分别连接于充电舱门、充电辅助电源和行车钥匙,分别采集“充电舱门开关信号”、“充电唤醒信号”、“点火信号”;利用充电桩上的充电辅助电源控制K9继电器,在充电时将充电唤醒信号传给整车控制器,通知整车控制器整车正在充电;同时还控制K8继电器,在充电时锁死行车钥匙。整车控制器还通过CAN总线分别连接于电池管理***、电机控制器和仪表。电池管理***实时监测充电插座的“充电枪连接状态”,并在CAN总线上播报,整车控制器和仪表会实时接收“充电枪连接状态”信号。电池管理***内部设有并联连接的充电回路和放电回路;充电回路包括有串联连接的K3充电继电器、放电回路包括有并联连接的K1预充继电器、K2放电继电器;K1预充继电器和预充电阻整体与K2放电继电器并联连接;电池管理***根据整车控制器通过CAN总线发送的指令,分别控制K1预充继电器、K2放电继电器、K3充电继电器的闭合与断开。电机控制器根据整车控制器通过CAN总线发送的指令,控制电机的启停。
本发明和现有技术相比,其优点在于:
整车控制器采集充电舱门开关信号,保证整车在充电的全过程中电池不对外输出电能、电机不输出扭矩;整车控制器根据电池管理***播报的“充电枪连接状态”,作为判断整车充电的另一种信号来实现充电锁车;充电时对钥匙进行锁定,使得钥匙失效,整车控制器不能接收到“点火信号”,保证整车不能行车;电池管理***监测到充电枪连接时,自动断开放电回路,不响应整车控制器发送的任何上高压指令;仪表收到充电枪已连接信号,则切换充电界面、不显示行车界面,提示司机整车正在充电。
由整车控制器通过多途径、多渠道采集充电信号、监测整车充电状态,实时控制电池管理***、电机控制器,保证整车在充电时电池不对外输出电能、电机不工作;并结合电路设计,在充电时锁死钥匙开关、实现高压充放电回路独立设计;同时,外加电池管理***、仪表作为备用安全措施,形成一套多级安全保护***,从而全方位、多角度实现整车锁车,保障汽车安全充电。
本发明的附加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,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构原理组成示意图;
附图标记说明:
整车控制器1;电池管理***2;电机控制器3;仪表4;电机5。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开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公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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,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。
一种充电锁车的多级安全保护***,如图1所示,包括有核心部件整车控制器1,所述整车控制器1通过硬线分别连接于充电舱门、充电辅助电源和行车钥匙,分别采集“充电舱门开关信号”、“充电唤醒信号”、“点火信号”;利用充电桩上的充电辅助电源控制K9继电器,在充电时将充电唤醒信号传给整车控制器1,通知整车控制器1整车正在充电;同时还控制K8继电器,在充电时锁死行车钥匙。
整车控制器1还通过CAN总线分别连接于电池管理***2、电机控制器3和仪表4。
电池管理***2实时监测充电插座的“充电枪连接状态”,并在CAN总线上播报,整车控制器1和仪表4会实时接收“充电枪连接状态”信号。
电池管理***2内部设有并联连接的充电回路和放电回路;充电回路包括有串联连接的K3充电继电器、放电回路包括有并联连接的K1预充继电器、K2放电继电器;K1预充继电器和预充电阻整体与K2放电继电器并联连接;电池管理***2根据整车控制器1通过CAN总线发送的指令,分别控制K1预充继电器、K2放电继电器、K3充电继电器的闭合与断开。
电机控制器3根据整车控制器1通过CAN总线发送的指令,控制电机5的启停。
一种充电锁车的多级安全保护***的控制方法,原理为由整车控制器通过多途径、多渠道采集充电信号、监测整车充电状态,实时控制电池管理***、电机控制器,保证整车在充电时电池不对外输出电能、电机不工作;并结合电路设计,在充电时锁死钥匙开关、实现高压充放电回路独立设计;同时,外加电池管理***、仪表作为备用安全措施,形成一套多级安全保护***,从而全方位、多角度实现整车锁车,保障汽车安全充电。
本发明的控制方法采用下述技术方案:
(a)充电枪连接后,整车控制器1被唤醒,通过采集“充电舱门开关信号”得知整车充电状态;电池管理***2实时监测“充电枪连接状态”,并在CAN总线上播报“充电枪连接状态”,整车控制器1也会同时采集CAN总线上播报的“充电枪连接状态”信号;只要两个信号中任何一个信号有效,整车控制器1即认为充电枪已连接、整车将要充电或正在充电,此时则通过CAN总线向电池管理***2发送指令,电池管理***2接到命令之后当即断开放电回路的K1预充继电器和K2放电继电器,使放电回路始终处于断开状态,切断整车动力来源;同时,整车控制器1还会通过CAN总线向电机控制器3发送指令,使电机5不输出任何非0扭矩,控制电机5始终保持关机状态。如果充电完成后、充电枪仍未拔出,此时充电舱门未关闭,整车控制器1不会响应任何的操作,仍然命令电池管理***2和电机控制器3保持充电时的状态,切断电池电源、关闭电机5。
(b)将充电回路和放电回路分开设计;充电时切断放电回路,避免将充电桩的电源对外输出;与此同时,充电桩上的“充电辅助电源”一端接K8继电器、另一端接地;K8继电器与钥匙串联,为常闭状态, 整车充电时K8继电器就会断开,从而使钥匙失效,整车控制器1接收不到点火信号,使车辆不能行车。
(c)电池管理***2若判断充电枪已连接,即使整车控制器1未发送断开放电回路的指令,也会自动断开K1预充继电器、K2放电继电器,不响应整车控制器1的发送的任何上高压指令,防止整车控制器1误发指令引起的行车问题;仪表4会实时监测CAN总线上播报“充电枪连接状态”,若得知充电枪已连接,仪表4不再显示驱动界面,而是跳转到充电界面,提示司机当前车辆充电枪已连接,不能行车。
整车控制器1采集“充电舱门开关信号”,不论任何情况下,只要检测到充电舱门已开启,即认为充电枪已连接,此时整车控制器1不再响应油门信号、档位信号,防止人为误操作造成行车;并命令电池管理***2断开放电回路的K1预充继电器和K2放电继电器,切断整车的动力来源;同时,不向电机控制器3发送任何非0扭矩指令,保证电机处于关机状态,从电机、电池两个方面来实现车辆的充电锁车,并涵盖整车“将要充电”、“正在充电”和“充电完成但未拔枪”的所有状态,全面保证整车充电安全。
作为另一种监测整车充电状态的信号,整车控制器1还实时接收CAN总线播报的“充电枪连接状态”信号,防止充电舱门开关出现故障时充电锁车失效,形成多级安全保护***的第二种保障措施。电池管理***2实时检测充电枪的连接状态,并实时向CAN总线播报“充电枪连接状态”信号,整车控制器1如果检测到充电枪已连接,则会控制电池不对外输出电能、控制电机5不工作,进一步避免整车充电行车问题。
从整车电路设计方面入手,再次保证充放电安全,实现充电安全的多级防护。其一,充电时利用“充电辅助电源”控制K8继电器,将行车钥匙锁死,使钥匙失效,使得无论钥匙处于哪个位置,整车控制器1都收不到点火信号,使整车不能行车;其二,将高压电路中的放电回路和充电回路完全分开并独立设计,保证充电时不会将充电桩的高压电直接对外输出,实现充电回路闭合时放电回路断开,充放电回路互锁,从而切断整车的动力电源,保证整车无法行驶。
将电池管理***2和仪表4作为备用冗余安全措施;电池管理***2若监测到充电枪为连接状态,则自动断开放电回路上的K1预充继电器和K2放电继电器,不接受整车控制器1发出的任何闭合高压的指令,杜绝因整车控制器1误发指令引起的事故,保证电池对外不输出电能;同时仪表4也实时监测CAN总线播报的“充电枪连接状态”信号,若监测到充电枪已连接,则不显示正常行车界面,而是自动切换到充电界面,提醒司机整车充电枪已连接,若要行车,请拔枪行驶。
尽管已经对上述各实施例进行了描述,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改,所以以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的发明保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种充电锁车的多级安全保护***,其特征在于,包括有核心部件整车控制器(1),所述整车控制器(1)通过硬线分别连接于充电舱门、充电辅助电源和行车钥匙,分别采集“充电舱门开关信号”、“充电唤醒信号”、“点火信号”;利用充电桩上的充电辅助电源控制K9继电器,在充电时将充电唤醒信号传给整车控制器(1),通知整车控制器(1)整车正在充电;同时还利用充电辅助电源控制K8继电器,在充电时锁死行车钥匙;
整车控制器(1)还通过CAN总线分别连接于电池管理***(2)、电机控制器(3)和仪表(4);
电池管理***(2)实时监测充电插座的“充电枪连接状态”,并在CAN总线上播报,整车控制器(1)和仪表(4)会实时接收“充电枪连接状态”信号;
电池管理***(2)内部设有并联连接的充电回路和放电回路;充电回路包括有串联连接的K3充电继电器、放电回路包括有并联连接的K1预充继电器、K2放电继电器;K1预充继电器和预充电阻整体与K2放电继电器并联连接;电池管理***(2)根据整车控制器(1)通过CAN总线发送的指令,分别控制K1预充继电器、K2放电继电器、K3充电继电器的闭合与断开;
电机控制器(3)根据整车控制器(1)通过CAN总线发送的指令,控制电机(5)的启停。
2.一种充电锁车的多级安全保护***的控制方法,其特征在于,
(a)充电枪连接后,整车控制器(1)被唤醒,通过采集“充电舱门开关信号”得知整车充电状态;电池管理***(2)实时监测“充电枪连接状态”,并在CAN总线上播报“充电枪连接状态”,整车控制器(1)也会同时采集CAN总线上播报的“充电枪连接状态”信号;只要两个信号中任何一个信号有效,整车控制器(1)即认为充电枪已连接、整车将要充电或正在充电,此时则通过CAN总线向电池管理***(2)发送指令,电池管理***(2)接到命令之后当即断开放电回路的K1预充继电器和K2放电继电器,使放电回路始终处于断开状态,切断整车动力来源;同时,整车控制器(1)还会通过CAN总线向电机控制器(3)发送指令,使电机(5)不输出任何非0扭矩,控制电机(5)始终保持关机状态;
如果充电完成后、充电枪仍未拔出,此时充电舱门未关闭,整车控制器(1)不会响应任何的操作,仍然命令电池管理***(2)和电机控制器(3)保持充电时的状态,切断电池电源、关闭电机(5);
(b)将充电回路和放电回路分开设计;充电时切断放电回路,避免将充电桩的电源对外输出;与此同时,充电桩上的“充电辅助电源”一端接K8继电器、另一端接地;K8继电器与钥匙串联,为常闭状态,整车充电时K8继电器就会断开,从而使钥匙失效,整车控制器(1)接收不到点火信号,使车辆不能行车;
(c)电池管理***(2)若判断充电枪已连接,即使整车控制器(1)未发送断开放电回路的指令,也会自动断开K1预充继电器、K2放电继电器,不响应整车控制器(1)的发送的任何上高压指令,防止整车控制器(1)误发指令引起的行车问题;仪表(4)会实时监测CAN总线上播报“充电枪连接状态”,若得知充电枪已连接,仪表(4)不再显示驱动界面,而是跳转到充电界面,提示司机当前车辆充电枪已连接,不能行车。
3.根据权利要求1所述的充电锁车的多级安全保护***的控制方法,其特征在于,整车控制器(1)采集“充电舱门开关信号”,不论任何情况下,只要检测到充电舱门已开启,即认为充电枪已连接,此时整车控制器(1)不再响应油门信号、档位信号,防止人为误操作造成行车;涵盖整车“将要充电”、“正在充电”和“充电完成但未拔枪”的所有状态,全面保证整车充电安全。
4.根据权利要求1所述的充电锁车的多级安全保护***的控制方法,其特征在于,作为另一种监测整车充电状态的信号,整车控制器(1)还实时接收CAN总线播报的“充电枪连接状态”信号,防止充电舱门开关出现故障时充电锁车失效,形成多级安全保护***的第二种保障措施。
5.根据权利要求1所述的充电锁车的多级安全保护***的控制方法,其特征在于,充电时利用“充电辅助电源”控制K8继电器,将行车钥匙锁死,使钥匙失效,使得无论钥匙处于哪个位置,整车控制器(1)都收不到点火信号,使整车不能行车;将高压电路中的放电回路和充电回路完全分开并独立设计,保证充电时不会将充电桩的高压电直接对外输出,实现充电回路闭合时放电回路断开,充放电回路互锁,从而切断整车的动力电源,保证整车无法行驶。
6.根据权利要求1所述的充电锁车的多级安全保护***的控制方法,其特征在于,将电池管理***(2)和仪表(4)作为备用冗余安全措施;电池管理***(2)若监测到充电枪为连接状态,则自动断开放电回路上的K1预充继电器和K2放电继电器,不接受整车控制器(1)发出的任何闭合高压的指令,杜绝因整车控制器(1)误发指令引起的事故,保证电池对外不输出电能;同时仪表(4)也实时监测CAN总线播报的“充电枪连接状态”信号,若监测到充电枪已连接,则不显示正常行车界面,而是自动切换到充电界面,提醒司机整车充电枪已连接,若要行车,请拔枪行驶。
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