CN108058596A - 一种新能源汽车的高压***及相应的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新能源汽车的高压***及相应的控制方法，其中，高压***包括：动力电池；快速充电机；快充继电器，分别与所述动力电池和所述快速充电机相连；与所述动力电池的正极相连的主正继电器以及与所述动力电池的负极相连的主负继电器；连接在所述主正继电器和所述主负继电器之间的电机装置，所述电机装置包括电动机；并联在所述主正继电器与所述主负继电器之间的多个高压用电设备，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器。本发明将高压电设备分为三大类，分别用三个继电器控制，相互独立，三大类高压电设备之间的关联影响被降到最低。

Description

一种新能源汽车的高压***及相应的控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车的高压***及相应的控制方法。
背景技术
随着环境恶化、温室效应和能源枯竭等问题日益严峻，人们越来越关注新能源的发展。而人们日常交通出行，又少不了汽车，此背景下，新能源汽车越来越被人们所关注与接受。
新能源汽车上有很多高压部件，这些高压部件按工况来分，包括充电和放电；不同工况条件下，有不同的高压部件进行工作。这样就会需求一个高压控制装置，来调节和控制不同工况下的部件工作和控制电源的分配。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新能源汽车的高压***及相应的控制方法，能够调节和控制不同工况下的高压电设备工作，同时满足整车运行需求，保证车辆安全可靠。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种新能源汽车的高压***，包括：
动力电池，用于输出高压电；
快速充电机，用于利用外界高压电为所述动力电池进行快速充电；
快充继电器，分别与所述动力电池和所述快速充电机相连，用于通过断开和闭合来控制所述动力电池的快充回路；
与所述动力电池的正极相连的主正继电器以及与所述动力电池的负极相连的主负继电器；
连接在所述主正继电器和所述主负继电器之间的电机装置，所述电机装置包括电动机，用于采用所述动力电池提供的高压电为整车提供驱动动力；
并联在所述主正继电器与所述主负继电器之间的多个高压用电设备，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器，所述用电继电器用于通过断开和闭合来控制其所连接的高压用电设备的高压供电回路。
其中，所述高压***还包括预充继电器，并联在所述主正继电器两端，用于通过断开和闭合来控制所述动力电池的预充回路，所述预充继电器还连接有预充电阻，用于分级抬高所述动力电池的输出电压。
其中，所述高压用电设备包括：
车载充电机，用于利用外界高压电为所述动力电池进行慢速充电；
直流逆变器，用于将所述动力电池提供的高压电转换成低压直流电，为整车低压用电设备提供电源；
冷却液加热器，用于为所述动力电池的冷却液加热；
空调加热器，用于参与空调加热过程，使空调吹出热风；
空调压缩机，用于参与空调制冷过程，使空调吹出冷风，同时对空调的冷却回路中的冷却液进行制冷。
其中，所述用电继电器包括：
第一用电继电器，与车载充电机串联，用于通过断开和闭合来控制车载充电机的高压供电回路；
第二用电继电器，与直流逆变器串联，用于通过断开和闭合来控制直流逆变器的高压供电回路；
第三用电继电器，与冷却液加热器串联，用于通过断开和闭合来控制冷却液加热器的高压供电回路；
第四用电继电器，与空调加热器串联，用于通过断开和闭合来控制空调加热器的高压供电回路；
第五用电继电器，与空调压缩机串联，用于通过断开和闭合来控制空调压缩机的高压供电回路。
其中，在慢充工况下，所述快充继电器保持断开状态，在快充工况下，所述慢充继电器保持断开状态。
其中，在慢充或快充工况下，所述电机装置处于空闲状态。
本发明还提供一种新能源汽车的高压***的控制方法，所述高压***包括：动力电池；快速充电机；分别与所述动力电池和所述快速充电机相连的快充继电器；与所述动力电池的正极相连的主正继电器以及与所述动力电池的负极相连的主负继电器；连接在所述主正继电器和所述主负继电器之间的电机装置，所述电机装置包括电动机；与所述主正继电器相连的用电继电器，以及并联在所述主正继电器与所述主负继电器之间的多个高压用电设备，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器，所述控制方法包括：根据执行的工况，通过断开和闭合所述快充继电器来控制所述快速充电机与所述动力电池的连接，或者通过断开和闭合所述主正继电器和所述用电继电器来控制所述高压用电设备与所述动力电池的连接。
其中，执行上高压电工况时，首先闭合用电继电器、预充继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；然后闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；当高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器，其中，预充继电器，并联在所述主正继电器两端；执行下高压电工况时，使高压用电设备降低用电功率至断电阈值，断开用电继电器、主正继电器和主负继电器。
其中，执行舒适件故障工况时，降低高压用电设备的用电功率至断电阈值，再断开发生故障的高压用电设备的用电继电器，保持主正继电器和主负继电器闭合，控制电机装置继续为整车提供驱动力。
其中，执行慢充加热工况时，首先执行所述上高压电工况，然后高压用电设备中的直流逆变器和冷却液加热器开始工作，为动力电池加热，再闭合主正继电器和第一用电继电器，车载充电机开始工作，为动力电池充电以及为直流逆变器和冷却液加热器供电；退出慢充加热工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A；然后降低充电功率直至电流为0A，断开第一用电继电器，停止车载充电机工作，再断开与直流逆变器串联的第二用电继电器、与冷却液加热器串联的第三用电继电器、主正继电器和主负继电器。
其中，执行慢充保温工况时，承继所述慢充加热工况，然后断开主正继电器和主负继电器，停止对动力电池的慢充，保持第一用电继电器、第二用电继电器、第三用电继电器闭合，由车载充电机为直流逆变器和冷却液加热器提供电能，维持动力电池的温度；退出慢充保温工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A，然后停止车载充电机工作，再断开第一用电继电器、第二用电继电器、第三用电继电器。
其中，执行慢充快速制冷工况时，首先进入慢充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备的用电功率保持为零；然后闭合预充继电器、第二用电继电器、与空调加热器串联的第四用电继电器、与空调压缩机串联的第五用电继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；再闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；待高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；直流逆变器、空调加热器和空调压缩机发出功率请求开始工作，进行快速制冷；退出慢充快速制冷工况的流程与退出慢充加热工况的流程相同。
其中，执行快充加热工况时，首先执行所述上高压电工况，然后高压用电设备中的直流逆变器和冷却液加热器开始工作，为动力电池加热，再闭合快充继电器，快速充电机开始工作，为动力电池充电以及为直流逆变器和冷却液加热器供电；退出快充加热工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A，再断开与直流逆变器串联的第二用电继电器、与冷却液加热器串联的第三用电继电器、主正继电器；然后降低充电功率直至电流为0A，停止快速充电机工作，再断开快充继电器和主负继电器。
其中，执行快充快速制冷工况时，首先进入快充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备的用电功率保持为零；然后闭合第二用电继电器、与空调加热器串联的第四用电继电器、与空调压缩机串联的第五用电继电器、预充继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；再闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；待高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；直流逆变器、空调加热器和空调压缩机发出功率请求开始工作，进行快速制冷；退出快充快速制冷工况的流程与退出快充加热工况的流程相同。
本发明实施例的有益效果在于：将高压电设备分为三大类，分别用三个继电器控制，相互独立。某一类故障，可单独断开其所被控继电器，而不影响其他高压电设备工作，三类高压电设备的关联影响被降到最低，尤其是充电设备与用电设备分离，将尽可能地减少二者的相互影响和联系，保证某一功能部件失效后，其他功能部件不受影响或影响较小；快充设备单独受快充继电器控制，当其故障时通过快充继电器控制，对其他用电设备无影响；慢充设备与高压用电设备等保温功能部件放在同一路中，能有效地减小保温时对电池***的过充电影响，使保温时单独成一个小回路，不对其他部件产生影响；考虑车载充电机可逆向通过消耗电池***电压，对外提供220V家用电压，也具备高压用电设备属性，将整车所有高压用电设备归于一类，受同一个高压继电器控制，也具有合理性，便于控制和策略功能实现；电机装置作为驱动行驶件与舒适件和充电装置分离，当舒适件故障或充电装置故障，可以通过断开相应继电器将故障件隔离，而不至于影响到电机装置，最大程度上保持了整车行驶能力，这对车辆在行驶过程中发生高压部件故障具有非常大的优势，在保障整车驾驶机动性能上具有很大作用；高压用电设备故障时，可直接将其单独隔离，避免对其他高压用电设备造成影响，实现点对点的单独隔离。
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是本发明实施例一一种新能源汽车的高压***的构成示意图。
图2是本发明实施例一中在上高压电工况下的电流流向示意图。
图3是本发明实施例一中在舒适件故障工况下的电流流向示意图。
图4是本发明实施例一中在慢充工况下的电流流向示意图。
图5是本发明实施例一中在慢充加热工况下的电流流向示意图。
图6是本发明实施例一中在慢充保温工况下的电流流向示意图。
图7是本发明实施例一中在慢充快速制冷工况下的电流流向示意图。
图8是本发明实施例一中在快充工况下的电流流向示意图。
图9是本发明实施例一中在快充加热工况下的电流流向示意图。
图10是本发明实施例一中在快充快速制冷工况下的电流流向示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种新能源汽车的高压***，包括：
动力电池4，用于输出高压电；
快速充电机2，用于利用外界高压电为所述动力电池4进行快速充电；
快充继电器12，分别与所述动力电池4和所述快速充电机2相连，用于通过断开和闭合来控制所述动力电池4的快充回路；
与所述动力电池4的正极相连的主正继电器13以及与所述动力电池4的负极相连的主负继电器14；
连接在所述主正继电器13和所述主负继电器14之间的电机装置5，所述电机装置5包括电动机，用于采用所述动力电池4提供的高压电为整车提供驱动动力；
并联在所述主正继电器13与所述主负继电器14之间的多个高压用电设备3，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器，所述用电继电器用于通过断开和闭合来控制其所连接的高压用电设备的高压供电回路车载充电机1用于利用外界高压电为所述动力电池4进行慢速充电。
本发明实施例将新能源汽车中的高压设备按类别由相应的继电器分别控制，将关联影响降到最低，某一类高压设备发生故障，可单独断开相应的继电器而不影响其他高压设备工作，尤其将快充设备与高压用电设备分离，将尽可能地减少二者的相互影响和联系。
进一步地，本实施例还包括预充继电器15，并联在所述主正继电器13两端，用于通过断开和闭合来控制所述动力电池4的预充回路。所述预充继电器15还连接有预充电阻16，用于分级抬高所述动力电池4的输出电压。假设动力电池4的高压输出电压是第二电压U2，当要闭合继电器时，先闭合预充继电器15、用电继电器和主负继电器14，使电压先升到第一电压U1（U1<U2），再闭合主正继电器13，使电压由第一电压U1升到第二电压U2，从而避免电压由0V直接升到U2，损坏用电设备。
本实施例中，高压用电设备3包括：
车载充电机（AC-CHR），用于利用外界高压电为所述动力电池进行慢速充电；
直流逆变器（DCDC），用于将所述动力电池4提供的高压电转换成低压直流电，为整车低压用电设备提供电源，包括为整车12V电池充电；
冷却液加热器（HVH），用于为所述动力电池4的冷却液加热，从而保证动力电池4处于适宜温度环境下；
空调加热器（PTC），用于参与空调加热过程，使空调能吹出热风，从而调节乘员仓环境温度；
空调压缩机（ECP），用于参与空调制冷过程，使空调能吹出冷风，从而调节乘员仓环境温度；同时对空调的冷却回路中的冷却液进行制冷。由于空调冷却回路中的冷却液可与动力电池4的冷却回路中的冷却液交换，使得ECP可调节动力电池4的冷却液温度，进而调节动力电池4的温度，使动力电池4保持合适温度，尤其是在动力电池4过热需要进行快速制冷时，ECP将起到重要作用。
相应地，根据高压用电设备3，本实施例的用电继电器包括：
第一用电继电器31，与车载充电机串联，用于通过断开和闭合来控制车载充电机的高压供电回路；
第二用电继电器32，与直流逆变器串联，用于通过断开和闭合来控制直流逆变器的高压供电回路；
第三用电继电器33，与冷却液加热器串联，用于通过断开和闭合来控制冷却液加热器的高压供电回路；
第四用电继电器34，与空调加热器串联，用于通过断开和闭合来控制空调加热器的高压供电回路；
第五用电继电器34，与空调压缩机串联，用于通过断开和闭合来控制空调压缩机的高压供电回路。
以下结合图2-图10分别对本发明实施例新能源汽车的高压***在不同工况下的控制方式进行具体说明。其中，图2-图10所示的各继电器图标用于表示各继电器在本发明实施例高压***中的位置和连接关系，并不表示在执行或关闭相应工况下的断开或闭合的状态。
首先需要说明的是，本实施例中，无论是机械钥匙启动还是无钥匙启动，钥匙档位均包括key off档位、ACC档位、key on档位、key start（或叫做Ready）档位。
此外，本实施例所述的充电工况包括慢充工况和快充工况，慢充充电时，不允许闭合快充继电器12，原因在于：（1）防止产生电势差，烧毁2个充电端口；（2）防止充电电流过大，烧毁电池。同理，快充充电时，也不允许闭合慢充继电器11。
在钥匙档位处于Ready状态时，车辆已上高压，并处于可行驶状态，因此充电时不能进入Ready状态。
充电工况下还不允许电机装置DCU工作（处于空闲状态），原因在于此时充电线还连接在车辆上，防止电机装置DCU被误操作，车辆拉扯充电线行驶，带来安全风险。
1、高压上下电
请参照图2所示，上高压电时，钥匙档位从key off到key on，进入Ready状态：
首先闭合第二用电继电器32、第三用电继电器33、第四用电继电器34、第五用电继电器35，再闭合预充继电器15和主负继电器14，高压用电设备3端电压由0V抬升到第一电压U1；动力电池——预充继电器——用电继电器（第二用电继电器32、第三用电继电器33、第四用电继电器34、第五用电继电器35）——高压用电设备——主负继电器——动力电池形成预充回路；
然后闭合主正继电器13，高压用电设备3端电压由第一电压U1抬升到第二电压U2；
当高压用电设备3端电压稳定在第二电压U2之后，可断开预充继电器15。
此时的电流流向如图2中的箭头所示。
在下高压电时，整车处于Ready状态，钥匙档位由key on到key off，此时第二用电继电器32、第三用电继电器33、第四用电继电器34、第五用电继电器35、主正继电器13和主负继电器14已闭合，其他继电器断开；高压用电设备3先降低负载，降低用电功率，待用电功率降低到断电阈值P0时，先断开断开主正继电器13和主负继电器14，切断高压电供电，再分别断开第二用电继电器32、第三用电继电器33、第四用电继电器34、第五用电继电器35。
本实施例中，将高压用电设备3（AC-CHR、DCDC、HVH、PTC、ECP）归为舒适件，即这些部件用于保障整车舒适性能，若发生故障，整车行驶依旧具有行驶能力。具体地，当这些舒适件发生故障时，整车已完成上高压电，处于行驶或动力电池放电状态，此时首先降低高压用电设备3的用电功率至断电阈值P1，然后断开发生故障的高压用电设备的用电继电器（例如，如果冷却液加热器NVH发生故障，则断开与其串联的第三用电继电器33），保持主正继电器13和主负继电器14闭合，电机装置5（DCU）仍可正常工作，为整车提供驱动力。此时电流流向如图3中的箭头所示。
2、慢充
如图4所示，钥匙档位在key off状态下，所有继电器均处于断开状态，将车载充电机连接好，车载充电机可开启或停止充电，以及控制慢充的充电功率，然后闭合第一用电继电器31、主正继电器13和主负继电器14，车载充电机1开始工作，慢充回路（车载充电机——第一用电继电器——主正继电器——动力电池——主负继电器——车载充电机形成慢充回路）中有高压电流，电流流向如图4中箭头所示，慢充充电开始，此时动力电池4的输出电压可抬升至第二电压U2。如前所述，充电电压都是缓慢抬升的，不会因输出电压抬升过快而损坏部件。
需要在key off档位停止慢充时，首先降低车载充电机的充电功率，使慢充回路中的充电电流降低至0A；然后断开第一用电继电器31、主正继电器13和主负继电器14，切断慢充回路。
钥匙档位在key on状态下也可以进行慢充，此时可在车内使用娱乐影音***、仪表等部件也可以正常工作，但是无法进入Ready状态。在Ready状态时才允许上高压电，keyon状态下未上高压，即主正继电器13、主负继电器14处于断开状态，直至钥匙档位处于Ready状态，主正继电器13和主负继电器14才闭合。
Key on档位下慢充的开启和停止流程与前述key off档位下慢充的开启和停止流程相同，此处不再赘述。
慢充时由于工况需求，会有加热的需求。慢充时，通过让直流逆变器（DCDC）和冷却液加热器（HVH）进行工作，从而对动力电池4进行加热，保持动力电池4处于较适宜温度，以保持电池单体性能。电池单体的性能会随温度的变化而变化，尤其是温度较低时，电池单体性能会变得很差，甚至无法充电或放电，对动力电池4进行加热使电池单体处于较适宜温度，保持其性能，实现稳定可靠的充电功能。动力电池4放电的温度点阈值低于充电温度点阈值，当环境温度低于该放电温度点阈值，动力电池4会损坏，无法正常工作。
慢充加热工况下，首先将车载充电机连接好，为充电做准备；然后执行上高压电流程：闭合第二用电继电器32、第三用电继电器33、、预充继电器15和主负继电器14，高压用电设备3电压由0V抬升到第一电压U1；再闭合主正继电器13，高压用电设备3端电压由第一电压U1抬升到第二电压U2；当高压用电设备3端电压稳定在第二电压U2之后，可断开预充继电器15。此时动力电池4开始对外放电，高压用电设备DCDC和HVH开始工作，为动力电池4加热。
需要慢充时，闭合第一继电器31，车载充电机开始工作，为动力电池4充电和高压用电设备DCDC、HVH供电（其可继续进行工作以维持动力电池4的温度），此时动力电池4停止对外放电。上述工况下的电流流向如图5中的箭头所示。
需要关闭加热和停止充电时，首先使高压用电设备降低功率直至电流为0A，断开第二用电继电器32、第三用电继电器33；然后降低动力电池4的充电功率直至电流为0A，停止车载充电机工作，再断开第一继电器31、主正继电器13和主负继电器14。
当环境温度较低，而动力电池4充满电后，有些情况会需要进入保温模式。例如：慢充充电时间较长，常有整夜都在充电情况，电量充满后充电线仍连接在车载充电机上，为再充电提供了一定条件；而环境温度较低，为保障用户在第二天清晨能完好用车，整车保持较优性能，可使整车处于保温模式，保持动力电池4具有较优的放电性能。
慢充保温工况开启时，动力电池4的电量刚充满，充电设备完好连接，承继前述慢充加热工况，然后断开主正继电器13和主负继电器14，停止对动力电池4的充电（动力电池充满后进行过充会损坏电池），保持第一用电继电器31、第二用电继电器32、第三用电继电器33闭合，车载充电机为高压用电设备DCDC、HVH提供电能，维持其工作，保持动力电池4处于适宜温度。上述工况下的电流流向如图6中的箭头所示。
如需关闭保温模式，同样首先降低高压用电设备功率直至电流为0A，然后停止车载充电机1工作，再断开第一用电继电器31、第二用电继电器32、第三用电继电器33。
慢充时由于工况需求，会有快速制冷的需求。本发明实施例中快速制冷需要空调的空调压缩机ECP和空调加热器PTC参与工作，同时还需要DCDC参与工作。
如前所述，电池单体的性能会随温度的变化而变化，尤其是温度较高时，电池单体可能会过热而使电池单体性能受到影响，过热严重甚至会引起电池起火，存有安全风险。而动力电池4在充电时，会产生大量热量，电池单体温度会上升甚至过热，此时就需要对动力电池4进行散热，快速散热的一种方式是对电池快速制冷。
开启快速制冷时，首先进入慢充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备3（DCU、DCDC、HVH、PTC、ECP等）的用电功率保持为零；然后闭合预充继电器15、第二用电继电器32、第四用电继电器34、第五用电继电器35和主负继电器14，高压用电设备3端电压由0V抬升到U1；再闭合主正继电器13，高压用电设备3端电压由U1抬升到U2；待高压用电设备3端电压稳定在U2之后，可断开预充继电器15。此时DCDC、PTC、ECP发出功率请求开始工作，实现快速制冷功能。上述工况下的电流流向如图7中的箭头所示。
需要关闭快速制冷时的流程与前述慢充加热工况下关闭加热和停止充电时的流程相同，此处不再赘述。
3、快充
钥匙档位处于key off状态时，所有继电器均处于断开状态，将快速充电机2连接好，电池管理***（BMS）可开启或停止充电，以及控制快充的充电功率；然后闭合快充继电器12和主负继电器14。此时还不允许充电，所以快充尚未开始，快充回路（快速充电机——快充继电器——动力电池——主负继电器——快速充电机形成快充回路）中没有高压电流。之后，BMS开始工作，快充回路中有高压电流，电流流向如图8中箭头所示，快充充电开始，此时动力电池端电压可缓慢抬升至U2。
需要在key off档位停止快充时，首先降低快速充电机2的充电功率，使快充回路中的充电电流降低至0A；然后断开快充继电器12和主负继电器14，切断快充回路。
钥匙档位在key on状态下也可以进行快充，key on状态下，主正继电器13和主负继电器14均处于断开状态。与前述慢充相似，key on档位下快充的开启和停止流程与keyoff档位下快充的开启和停止流程相同，此处不再赘述。
快充时由于工况需求，会有加热的需求。开启前，各继电器均处于断开状态。首先将快速充电机2连接好，为充电做准备；然后执行上高压电流程：闭合第二用电继电器32、第三用电继电器33、预充继电器15和主负继电器14，高压用电设备3电压由0V抬升到第一电压U1；再闭合主正继电器13，高压用电设备3端电压由第一电压U1抬升到第二电压U2；当高压用电设备3端电压稳定在第二电压U2之后，可断开预充继电器15。此时动力电池4开始对外放电，高压用电设备DCDC和HVH开始工作，为动力电池4加热。
需要快充时，闭合快充继电器12，快速充电机2开始工作，为动力电池4充电和高压用电设备DCDC、HVH供电（其可继续进行工作以维持动力电池4的温度），此时动力电池4停止对外放电。
上述工况下的电流流向如图9中的箭头所示。
需要关闭加热和停止充电时，首先使高压用电设备降低功率直至电流为0A，再断开第二用电继电器32、第三用电继电器33、主正继电器13；然后降低动力电池4的充电功率直至电流为0A，停止快速充电机2工作，再断开快充继电器12和主负继电器14。
与慢充不同，快充下无保温模式。
快充时由于工况需求，会有快速制冷的需求。本发明实施例中快速制冷需要空调的空调压缩机ECP和空调加热器PTC参与工作，同时还需要DCDC参与工作。
开启快速制冷时，首先进入快充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使电机装置5、高压用电设备3（AC-CHR、DCDC、HVH、PTC、ECP等）的用电功率保持为零；然后闭合第二用电继电器32、第四用电继电器34、第五用电继电器35、预充继电器15和主负继电器14，高压用电设备3端电压由0V抬升到U1；再闭合主正继电器13，高压用电设备3端电压由U1抬升到U2；待高压用电设备3端电压稳定在U2之后，可断开预充继电器15。此时DCDC、PTC、ECP发出功率请求开始工作，实现快速制冷功能。上述工况下的电流流向如图10中的箭头所示。
需要关闭快速制冷时的流程与前述快充加热工况下关闭加热和停止充电时的流程相同，此处不再赘述。
根据上述说明可知，本发明实施例新能源汽车的高压***将高压电设备分为三大类分别控制，即：一类是高压用电设备（例如AC-CHR、DCDC、HVH、PTC、ECP等）、一类是快充设备（快速充电机2）、一类是电机装置（归为驱动行驶件）。高压用电设备归为舒适件，即这些部件用于保障整车舒适性能，若发生故障，整车行驶依旧具有行驶能力，其中，车载充电机（AC-CHR）既可以对动力电池充电，也可以消耗动力电池的电而对外放电，因此也可以当成是高压用电设备。动力电池4是能量储存和输出中心，不归于上述三类设备。三类高压电设备，分别用三个继电器控制，相互独立。某一类故障，可单独断开其所被控继电器，而不影响其他高压电设备工作，例如快速充电机2发生故障，则断开快充继电器11，对电机的驱动近乎无影响，其他高压电设备仍可继续工作。各高压用电设备之间采用并联方式连接，以减小彼此间故障时的影响。作为舒适件的各高压用电设备分别串联有用电继电器，发生故障时，直接切断该故障件对应的用电继电器，即可将其与其他高压用电设备隔离，避免对其他高压用电设备造成影响。
该种分类控制方式带来的好处是：（1）快充设备单独受快充继电器控制，当其故障时通过快充继电器控制，对其他用电设备无影响；（2）慢充设备装置（车载充电机）与HVH、DCDC等保温功能部件放在同一路中，能有效地减小保温时对电池***的过充电影响，使保温时单独成一个小回路，不对其他部件产生影响；（3）考虑车载充电机也具备对外放电配置型号（车载充电机可逆向通过消耗电池***电压，对外提供220V家用电压，供家用电设备使用，如户外野营时，提供烧烤、笔记本、照明等电压），车载充电机也具备高压用电设备属性，将整车所有高压用电设备归于一类，受同一个高压继电器控制，也具有合理性，便于控制和策略功能实现；慢充设备也可归于舒适件；（4）电机装置作为驱动行驶件与舒适件和充电装置分离，当舒适件故障或充电装置故障（如功率过放导致击穿、失控等），可以通过断开相应继电器将故障件隔离，而不至于影响到电机装置，最大程度上保持了整车行驶能力，这对车辆在行驶过程中发生高压部件故障具有非常大的优势，在保障整车驾驶机动性能上具有很大作用；（5）高压用电设备故障时，可直接将其单独隔离，避免对其他高压用电设备造成影响，实现点对点的单独隔离。
相应于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种新能源汽车的高压***的控制方法，所述高压***包括：动力电池；快速充电机；分别与所述动力电池和所述快速充电机相连的快充继电器；与所述动力电池的正极相连的主正继电器以及与所述动力电池的负极相连的主负继电器；连接在所述主正继电器和所述主负继电器之间的电机装置，所述电机装置包括电动机；与所述主正继电器相连的用电继电器，以及并联在所述主正继电器与所述主负继电器之间的多个高压用电设备，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器，所述控制方法包括：根据执行的工况，通过断开和闭合所述快充继电器来控制所述快速充电机与所述动力电池的连接，或者通过断开和闭合所述主正继电器和所述用电继电器来控制所述高压用电设备与所述动力电池的连接。
其中，执行上高压电工况时，首先闭合用电继电器、预充继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；然后闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；当高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；执行下高压电工况时，使高压用电设备降低用电功率至断电阈值，断开用电继电器、主正继电器和主负继电器。
其中，执行舒适件故障工况时，降低高压用电设备的用电功率至断电阈值，再断开发生故障的高压用电设备的用电继电器，保持主正继电器和主负继电器闭合，控制电机装置继续为整车提供驱动力。
其中，在钥匙档位处于key off状态或key on状态下执行慢充工况时，闭合与车载充电机串联的第一用电继电器、主正继电器和主负继电器，车载充电机开始工作，对动力电池进行慢充；退出慢充工况时，首先降低车载充电机的充电功率直至充电电流降低至0A，然后断开第一用电继电器、主正继电器和主负继电器。
其中，执行慢充加热工况时，首先执行所述上高压电工况，然后高压用电设备中的直流逆变器和冷却液加热器开始工作，为动力电池加热，再闭合主正继电器和第一用电继电器，车载充电机开始工作，为动力电池充电以及为直流逆变器和冷却液加热器供电；退出慢充加热工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A；然后降低充电功率直至电流为0A，断开第一用电继电器，停止车载充电机工作，再断开与直流逆变器串联的第二用电继电器、与冷却液加热器串联的第三用电继电器、主正继电器和主负继电器。
其中，执行慢充保温工况时，承继所述慢充加热工况，然后断开主正继电器和主负继电器，停止对动力电池的慢充，保持第一用电继电器、第二用电继电器、第三用电继电器闭合，由车载充电机为直流逆变器和冷却液加热器提供电能，维持动力电池的温度；退出慢充保温工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A，然后停止车载充电机工作，再断开第一用电继电器、第二用电继电器、第三用电继电器。
其中，执行慢充快速制冷工况时，首先进入慢充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备的用电功率保持为零；然后闭合预充继电器、第二用电继电器、与空调加热器串联的第四用电继电器、与空调压缩机串联的第五用电继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；再闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；待高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；直流逆变器、空调加热器和空调压缩机发出功率请求开始工作，进行快速制冷；退出慢充快速制冷工况的流程与退出慢充加热工况的流程相同。
其中，在钥匙档位处于key off状态或key on状态下执行快充工况时，闭合快充继电器和主负继电器，电池管理***开始工作，控制快速充电机对动力电池进行快充；退出快充工况时，首先降低快速充电机的充电功率直至充电电流降低至0A，然后断开快充继电器和主负继电器。
其中，执行快充加热工况时，首先执行所述上高压电工况，然后高压用电设备中的直流逆变器和冷却液加热器开始工作，为动力电池加热，再闭合快充继电器，快速充电机开始工作，为动力电池充电以及为直流逆变器和冷却液加热器供电；退出快充加热工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A，再断开与直流逆变器串联的第二用电继电器、与冷却液加热器串联的第三用电继电器、主正继电器；然后降低充电功率直至电流为0A，停止快速充电机工作，再断开快充继电器和主负继电器。
其中，执行快充快速制冷工况时，首先进入快充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备的用电功率保持为零；然后闭合第二用电继电器、与空调加热器串联的第四用电继电器、与空调压缩机串联的第五用电继电器、预充继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；再闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；待高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；直流逆变器、空调加热器和空调压缩机发出功率请求开始工作，进行快速制冷；退出快充快速制冷工况的流程与退出快充加热工况的流程相同。
有关本实施例的工作原理和相应的技术效果请参见本发明实施例一的说明，此处不再赘述。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种新能源汽车的高压***，其特征在于，包括：
动力电池，用于输出高压电；
快速充电机，用于利用外界高压电为所述动力电池进行快速充电；
快充继电器，分别与所述动力电池和所述快速充电机相连，用于通过断开和闭合来控制所述动力电池的快充回路；
与所述动力电池的正极相连的主正继电器以及与所述动力电池的负极相连的主负继电器；
连接在所述主正继电器和所述主负继电器之间的电机装置，所述电机装置包括电动机，用于采用所述动力电池提供的高压电为整车提供驱动动力；
并联在所述主正继电器与所述主负继电器之间的多个高压用电设备，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器，所述用电继电器用于通过断开和闭合来控制其所连接的高压用电设备的高压供电回路。
2.根据权利要求1所述的高压***，其特征在于，还包括预充继电器，并联在所述主正继电器两端，用于通过断开和闭合来控制所述动力电池的预充回路，所述预充继电器还连接有预充电阻，用于分级抬高所述动力电池的输出电压。
3.根据权利要求1所述的高压***，其特征在于，所述高压用电设备包括：
车载充电机，用于利用外界高压电为所述动力电池进行慢速充电；
直流逆变器，用于将所述动力电池提供的高压电转换成低压直流电，为整车低压用电设备提供电源；
冷却液加热器，用于为所述动力电池的冷却液加热；
空调加热器，用于参与空调加热过程，使空调吹出热风；
空调压缩机，用于参与空调制冷过程，使空调吹出冷风，同时对空调的冷却回路中的冷却液进行制冷。
4.根据权利要求3所述的高压***，其特征在于，所述用电继电器包括：
第一用电继电器，与车载充电机串联，用于通过断开和闭合来控制车载充电机的高压供电回路；
第二用电继电器，与直流逆变器串联，用于通过断开和闭合来控制直流逆变器的高压供电回路；
第三用电继电器，与冷却液加热器串联，用于通过断开和闭合来控制冷却液加热器的高压供电回路；
第四用电继电器，与空调加热器串联，用于通过断开和闭合来控制空调加热器的高压供电回路；
第五用电继电器，与空调压缩机串联，用于通过断开和闭合来控制空调压缩机的高压供电回路。
5.根据权利要求3所述的高压***，其特征在于，在慢充工况下，所述快充继电器保持断开状态，在快充工况下，所述慢充继电器保持断开状态，在慢充或快充工况下，所述电机装置处于空闲状态。
6.一种新能源汽车的高压***的控制方法，其特征在于，所述高压***包括：动力电池；快速充电机；分别与所述动力电池和所述快速充电机相连的快充继电器；与所述动力电池的正极相连的主正继电器以及与所述动力电池的负极相连的主负继电器；连接在所述主正继电器和所述主负继电器之间的电机装置，所述电机装置包括电动机；与所述主正继电器相连的用电继电器，以及并联在所述主正继电器与所述主负继电器之间的多个高压用电设备，各高压用电设备分别串联相应的用电继电器，所述控制方法包括：根据执行的工况，通过断开和闭合所述快充继电器来控制所述快速充电机与所述动力电池的连接，或者通过断开和闭合所述主正继电器和所述用电继电器来控制所述高压用电设备与所述动力电池的连接。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，执行上高压电工况时，首先闭合用电继电器、预充继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；然后闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；当高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器，其中，预充继电器，并联在所述主正继电器两端；执行下高压电工况时，使高压用电设备降低用电功率至断电阈值，断开用电继电器、主正继电器和主负继电器。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，执行舒适件故障工况时，降低高压用电设备的用电功率至断电阈值，再断开发生故障的高压用电设备的用电继电器，保持主正继电器和主负继电器闭合，控制电机装置继续为整车提供驱动力。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，执行慢充加热工况时，首先执行所述上高压电工况，然后高压用电设备中的直流逆变器和冷却液加热器开始工作，为动力电池加热，再闭合主正继电器和第一用电继电器，车载充电机开始工作，为动力电池充电以及为直流逆变器和冷却液加热器供电；退出慢充加热工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A；然后降低充电功率直至电流为0A，断开第一用电继电器，停止车载充电机工作，再断开与直流逆变器串联的第二用电继电器、与冷却液加热器串联的第三用电继电器、主正继电器和主负继电器。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，执行慢充保温工况时，承继所述慢充加热工况，然后断开主正继电器和主负继电器，停止对动力电池的慢充，保持第一用电继电器、第二用电继电器、第三用电继电器闭合，由车载充电机为直流逆变器和冷却液加热器提供电能，维持动力电池的温度；退出慢充保温工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A，然后停止车载充电机工作，再断开第一用电继电器、第二用电继电器、第三用电继电器。
11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，执行慢充快速制冷工况时，首先进入慢充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备的用电功率保持为零；然后闭合预充继电器、第二用电继电器、与空调加热器串联的第四用电继电器、与空调压缩机串联的第五用电继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；再闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；待高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；直流逆变器、空调加热器和空调压缩机发出功率请求开始工作，进行快速制冷；退出慢充快速制冷工况的流程与退出慢充加热工况的流程相同。
12.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，执行快充加热工况时，首先执行所述上高压电工况，然后高压用电设备中的直流逆变器和冷却液加热器开始工作，为动力电池加热，再闭合快充继电器，快速充电机开始工作，为动力电池充电以及为直流逆变器和冷却液加热器供电；退出快充加热工况时，首先降低高压用电设备用电功率直至电流为0A，再断开与直流逆变器串联的第二用电继电器、与冷却液加热器串联的第三用电继电器、主正继电器；然后降低充电功率直至电流为0A，停止快速充电机工作，再断开快充继电器和主负继电器。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，执行快充快速制冷工况时，首先进入快充工况，然后判断是否需要快速制冷，如是，则使高压用电设备的用电功率保持为零；然后闭合第二用电继电器、与空调加热器串联的第四用电继电器、与空调压缩机串联的第五用电继电器、预充继电器和主负继电器，使高压用电设备端电压由0V抬升到第一电压；再闭合主正继电器，使高压用电设备端电压由第一电压抬升到第二电压；待高压用电设备端电压稳定在第二电压之后，断开预充继电器；直流逆变器、空调加热器和空调压缩机发出功率请求开始工作，进行快速制冷；退出快充快速制冷工况的流程与退出快充加热工况的流程相同。
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