CN108819937A - 新能源汽车跛行模式控制方法及*** - Google Patents

新能源汽车跛行模式控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车跛行模式控制方法及***，该方法包括步骤：若动力电池故障，断开继电器；若发动机运行，整车进入混动模式；若发动机未启动，当耦合器有断开故障，整车停车；当耦合器无断开故障，起动发动机；在混动模式下，根据整车电机及控制器的工作状态、发动机的运行状态及耦合器的工作状态，计算电压闭环禁止状态，若电压闭环禁止激活，进入非电压闭环跛行模式；若电压闭环禁止未激活，则当电机转速小于预设转速，进入非电压闭环跛行模式，当电机转速不小于预设转速，进入电压闭环跛行模式；上述方法及***可根据实际情况灵活配置，冗余性比较强，能够在动力电池故障被切断后，使整车进入安全可控的模式，确保整车及乘员的安全。

Description

新能源汽车跛行模式控制方法及***
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种新能源汽车跛行模式控制方法及***。
背景技术
新能源汽车的快速发展使新能源汽车的安全性面临着重大考验，因此，新能源汽车对关键故障的处理备受关注。混合动力汽车通常有两个动力源组成，由两个动力源组合提供驱动动力。因此也产生了一个问题，即在一个动力源出现故障后，尤其是动力电池出现故障后，如何切换为另外一个动力源跛行行驶，使整车在故障后进入到安全可控的模式，并保障车辆能够继续可靠的行驶到安全区域，成为本领域技术人员关注的重点。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种新能源汽车跛行模式控制方法，以在动力电池出现故障时，确保整车进入安全可控的模式，保证车辆及成员安全，本发明的第二个目的是提供一种用于上述新能源汽车跛行模式控制方法的新能源汽车跛行模式***。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新能源汽车跛行模式控制方法，包括步骤：
1)检测动力电池工作状态；
2)若动力电池存在故障，则断开动力电池的继电器，并计算电压闭环需求状态；
3)判断发动机状态，若发动机处于运行状态，则整车进入混动模式；若发动机未启动，则判断耦合器状态，若耦合器有断开故障，整车停车；若耦合器无断开故障，则起动发动机；
4)若发动机起动，则整车进入混动模式；若发动机起动失败，则当发动机连续起动失败次数超过预设次数时，整车停车；当发动机起动失败次数不超过预设次数时，继续起动发动机；
5)在混动模式下，根据整车电机及控制器的工作状态、发动机的运行状态以及耦合器的工作状态，计算电压闭环禁止状态，若电压闭环禁止处于激活状态，则整车进入非电压闭环跛行模式；若电压闭环禁止处于非激活状态，则当整车电机转速小于预设转速，整车进入非电压闭环跛行模式，当整车电机转速不小于预设转速，整车进入电压闭环跛行模式。
优选地，所述步骤3)中，若耦合器无断开故障，则判断发动机起动模式，当车速大于等于预设值时，耦合器闭合拖动发动机启动；当车速小于预设值时，起动电机拖动发动机启动。
优选地，所述步骤5)中，整车进入非电压闭环跛行模式的同时，关闭DC/DC变换器，限制车速，点亮故障灯。
优选地，所述步骤5)中，整车进入电压闭环跛行模式的同时，打开DC/DC变换器，给低压用电***供电，限制车速。
优选地，还包括步骤：
6)实时监控整车状态，并以此控制电压闭环跛行模式与非电压闭环跛行模式之间的切换。
一种新能源汽车跛行模式控制***，包括：
整车控制单元，用于检测并确认动力电池***故障，判断进入跛行模式的条件是否满足，并控制进入对应的跛行模式；
电池***，包括动力电池及电池控制器，所述电池控制器与所述整车控制单元连接，所述电池控制器用于监控所述动力电池的状态，判断是否有需要断开动力电池继电器的故障，并通知所述整车控制单元；
发动机***，包括发动机、起动电机以及用于控制所述发动机工作的电喷控制器，所述起动电机以及所述电喷控制器均与所述整车控制单元连接，所述电喷控制器控制所述发动机的工作，实时检测所述发动机的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知所述整车控制单元；
并联于所述整车控制单元的电机控制器、DC/DC变换器以及耦合控制器，所述动力电池、所述电机控制器以及所述DC/DC变换器通过高压线束构成高压回路，所述电机控制器用于检测整车电机的状态，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知所述整车控制单元；所述耦合控制器用于所述发动机和所述整车电机两大动力源的耦合传递，并实时检测耦合器的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知所述整车控制单元；所述DC/DC变换器用于将所述动力电池的直流高压转换成直流低压。
优选地，所述整车控制单元与所述电池控制器、所述电机控制器、所述DC/DC变换器、所述耦合控制器以及所述电喷控制器之间均通过CAN通信线连接。
优选地，所述电池控制器与所述动力电池之间、所述电喷控制器与所述发动机之间以及所述起动电机与所述整车控制单元之间均通过硬线连接。
为了达到上述第一个目的，本发明提供的新能源汽车跛行模式控制方法，包括步骤：检测动力电池工作状态；若动力电池存在故障，则断开动力电池的继电器，并计算电压闭环需求状态；判断发动机状态，若发动机处于运行状态，则整车进入混动模式；若发动机未启动，则判断耦合器状态，若耦合器有断开故障，整车停车；若耦合器无断开故障，则起动发动机；若发动机起动，则整车进入混动模式；若发动机起动失败，则当发动机连续起动失败次数超过预设次数时，整车停车；当发动机起动失败次数不超过预设次数时，继续起动发动机；在混动模式下，根据整车电机及控制器的工作状态、发动机的运行状态以及耦合器的工作状态，计算电压闭环禁止状态，若电压闭环禁止处于激活状态，则整车进入非电压闭环跛行模式；若电压闭环禁止处于非激活状态，则当整车电机转速小于预设转速，整车进入非电压闭环跛行模式，当整车电机转速不小于预设转速，整车进入电压闭环跛行模式；
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种新能源汽车跛行模式控制***，该***包括整车控制单元、电池***、发动机***、电机控制器、DC/DC变换器以及耦合控制器，其中，整车控制单元用于检测并确认动力电池***故障，判断进入跛行模式的条件是否满足，并控制进入对应的跛行模式；电池***包括动力电池及电池控制器，电池控制器与整车控制单元连接，电池控制器用于监控动力电池的状态，包括高压上电状态、电池温度、电池电压、电池电流、高压互锁、绝缘状态等，判断是否有需要断开动力电池继电器的故障，并及时通知整车控制单元；发动机***包括发动机、起动电机以及用于控制发动机工作的电喷控制器，起动电机以及电喷控制器均与整车控制单元连接，电喷控制器控制发动机的工作，并实时检测发动机的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知整车控制单元；电机控制器、DC/DC变换器以及耦合控制器并联于整车控制单元，动力电池、电机控制器以及DC/DC变换器通过高压线束构成高压回路，电机控制器用于检测电机及控制器的工作状态、温度等，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并及时通知整车控制单元；耦合控制器用于发动机和电机两大动力源的耦合传递，并实时检测耦合器的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知整车控制单元；DC/DC变换器用于将动力电池直流高压转换成直流低压，为12V蓄电池和低压用电部件供电；
综上所述，通过上述新能源汽车跛行模式控制方法及***，不限于中混汽车、插电式混合动力汽车，可根据实际情况灵活配置，冗余性比较强，能够在动力电池故障被切断后，进行及时有效的处理，使整车进入安全可控的模式，如进入跛行模式以行驶至安全区域或立即停车，确保整车及乘员的安全。
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为本发明一种实施例提供的新能源汽车跛行模式控制方法的流程图；
图2为本发明另一种实施例提供的新能源汽车跛行模式控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的新能源汽车跛行模式控制***的连接结构图。
图中：
1为整车控制单元；2为动力电池；3为电池控制器；4为电机控制器；5为耦合控制器；6为DC/DC变换器；7为电喷控制器；8为发动机；9为起动电机；10、11、12为硬线；13为高压线束；14为CAN通信线。
具体实施方式
本发明的第一个目的在于提供一种新能源汽车跛行模式控制方法，该新能源汽车跛行模式控制方法能够在动力电池出现故障时，确保整车进入安全可控的模式，保证车辆及成员安全，本发明的第二个目的是提供一种新能源汽车跛行模式控制***。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明一种实施例提供的新能源汽车跛行模式控制方法的流程图。
本发明实施例提供了一种新能源汽车跛行模式控制方法，包括步骤：
S1：检测动力电池2工作状态；
动力电池2的工作状态包括高压上电状态、电池温度、电池电压、电池电流、高压互锁、绝缘状态等。
S2：若动力电池2存在故障，则断开动力电池2的继电器，并计算电压闭环需求状态；
S3：判断发动机8状态，若发动机8处于运行状态，则整车进入混动模式；若发动机8未启动，则判断耦合器状态，若耦合器有断开故障，整车停车；若耦合器无断开故障，则起动发动机8；
S4：若发动机8起动，则整车进入混动模式(HEV)；若发动机8起动失败，则当发动机8连续起动失败次数超过预设次数时，整车停车；当发动机8起动失败次数不超过预设次数时，继续起动发动机8；
S5：在混动模式下，根据整车电机及控制器的工作状态、发动机8的运行状态以及耦合器的工作状态，计算电压闭环禁止状态，若电压闭环禁止处于激活状态，则整车进入非电压闭环跛行模式；若电压闭环禁止处于非激活状态，则当整车电机转速小于预设转速，整车进入非电压闭环跛行模式，当整车电机转速不小于预设转速，整车进入电压闭环跛行模式。
与现有技术相比，本发明提供的新能源汽车跛行模式控制方法，不限于中混汽车、插电式混合动力汽车，可根据实际情况灵活配置，冗余性比较强，能够在动力电池2故障被切断后，进行及时有效的处理，使整车进入安全可控的模式，如进入跛行模式以行驶至安全区域或立即停车，确保整车及乘员的安全。
进一步优化上述技术方案，请参阅图2，图2为本发明另一种实施例提供的新能源汽车跛行模式控制方法的流程图。
在该实施例中，新能源汽车跛行模式控制方法包括步骤：
S1：检测动力电池2工作状态；
动力电池2的工作状态包括高压上电状态、电池温度、电池电压、电池电流、高压互锁、绝缘状态等。
S2：若动力电池2存在故障，则断开动力电池2的继电器，并计算电压闭环需求状态；
S3：判断发动机8状态，若发动机8处于运行状态，则整车进入混动模式(HEV模式)；若发动机8未启动，则判断耦合器状态，若耦合器有断开故障，整车停车；若耦合器无断开故障，根据车速判断发动机8以何种模式起动，即当车速大于等于预设值时，耦合器闭合拖动发动机8启动；当车速小于预设值时，起动电机9拖动发动机8启动。
具体地，在本发明实施例中，车速的预设值为10km/h。
S4：若发动机8起动，则整车进入混动模式(HEV)；若发动机8起动失败，则当发动机8连续起动失败次数超过预设次数时，整车停车；当发动机8起动失败次数不超过预设次数时，继续起动发动机8；
在本发明实施例中，该预设次数为4，即当发动机8连续起动失败次数超过4次时，整车停车；当发动机8起动失败次数不超过4次时，继续起动发动机8。
S5：在混动模式下，根据整车电机及控制器的工作状态、发动机8的运行状态以及耦合器的工作状态，计算电压闭环禁止状态，若电压闭环禁止处于激活状态，则整车进入非电压闭环跛行模式；若电压闭环禁止处于非激活状态，则当整车电机转速小于预设转速，整车进入非电压闭环跛行模式，当整车电机转速不小于预设转速，整车进入电压闭环跛行模式。
在本发明实施例中，上述预设转速优选为650rpm。
步骤S5中，由于低压电补给出现问题，非电压闭环跛行模式仅能够保证车辆进行短暂的跛行行驶，因此，在本发明实施例中，在整车进入非电压闭环跛行模式的同时，关闭DC/DC变换器6，限制车速，点亮故障灯。
步骤S5中，而在电压闭环的跛行模式下，低压电补给不受影响，车辆可以进行相对较长的跛行行驶，因此，整车进入电压闭环跛行模式的同时，打开DC/DC变换器6，给低压用电***供电，限制车速。
进一步优化上述技术方案，新能源汽车跛行模式控制方法还包括步骤：
S6：实时监控整车状态，并以此控制电压闭环跛行模式与非电压闭环跛行模式之间的切换。
本发明还提供了一种新能源汽车跛行模式控制***，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的新能源汽车跛行模式控制***的连接结构图，该***包括整车控制单元1(VCU)、电池***、发动机8***、电机控制器4、DC/DC变换器6以及耦合控制器5，其中，整车控制单元1用于检测并确认动力电池2***故障，判断进入跛行模式的条件是否满足，并控制进入对应的跛行模式；电池***包括动力电池2及电池控制器3(BCU)，电池控制器3与整车控制单元1连接，电池控制器3用于监控动力电池2的状态，包括高压上电状态、电池温度、电池电压、电池电流、高压互锁、绝缘状态等，判断是否有需要断开动力电池2继电器的故障，并及时通知整车控制单元1；发动机8***包括发动机8、起动电机9以及用于控制发动机8工作的电喷控制器7(ECU)，起动电机9以及电喷控制器7均与整车控制单元1连接，电喷控制器7控制发动机8的工作，并实时检测发动机8的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知整车控制单元1；电机控制器4、DC/DC变换器6以及耦合控制器5并联于整车控制单元1，动力电池2、电机控制器4以及DC/DC变换器6通过高压线束13构成高压回路，电机控制器4用于检测电机及控制器的工作状态、温度等，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并及时通知整车控制单元1；耦合控制器5用于发动机8和电机两大动力源的耦合传递，并实时检测耦合器的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知整车控制单元1；DC/DC变换器6用于将动力电池2直流高压转换成直流低压，为12V蓄电池和低压用电部件供电。
进一步优化上述技术方案，整车控制单元1与电池控制器3、电机控制器4、DC/DC变换器6、耦合控制器5以及电喷控制器7之间均通过CAN通信线14连接，整车控制单元1与电池控制器3、电机控制器4、DC/DC变换器6、耦合控制器5以及电喷控制器7之间通过CAN通信线14构成CAN通信网络交互采集或控制命令信号。
在本发明实施例中，电池控制器3与动力电池2之间、电喷控制器7与发动机8之间以及起动电机9与整车控制单元1之间均通过硬线10(11、12)连接。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种新能源汽车跛行模式控制方法，其特征在于，包括步骤：
1)检测动力电池工作状态；
2)若动力电池存在故障，则断开动力电池的继电器，并计算电压闭环需求状态；
3)判断发动机状态，若发动机处于运行状态，则整车进入混动模式；若发动机未启动，则判断耦合器状态，若耦合器有断开故障，整车停车；若耦合器无断开故障，则起动发动机；
4)若发动机起动，则整车进入混动模式；若发动机起动失败，则当发动机连续起动失败次数超过预设次数时，整车停车；当发动机起动失败次数不超过预设次数时，继续起动发动机；
5)在混动模式下，根据整车电机及控制器的工作状态、发动机的运行状态以及耦合器的工作状态，计算电压闭环禁止状态，若电压闭环禁止处于激活状态，则整车进入非电压闭环跛行模式；若电压闭环禁止处于非激活状态，则当整车电机转速小于预设转速，整车进入非电压闭环跛行模式，当整车电机转速不小于预设转速，整车进入电压闭环跛行模式。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车跛行模式控制方法，其特征在于，所述步骤3)中，若耦合器无断开故障，则判断发动机起动模式，当车速大于等于预设值时，耦合器闭合拖动发动机启动；当车速小于预设值时，起动电机拖动发动机启动。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车跛行模式控制方法，其特征在于，所述步骤5)中，整车进入非电压闭环跛行模式的同时，关闭DC/DC变换器，限制车速，点亮故障灯。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车跛行模式控制方法，其特征在于，所述步骤5)中，整车进入电压闭环跛行模式的同时，打开DC/DC变换器，给低压用电***供电，限制车速。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的新能源汽车跛行模式控制方法，其特征在于，还包括步骤：
6)实时监控整车状态，并以此控制电压闭环跛行模式与非电压闭环跛行模式之间的切换。
6.一种新能源汽车跛行模式控制***，其特征在于，包括：
整车控制单元，用于检测并确认动力电池***故障，判断进入跛行模式的条件是否满足，并控制进入对应的跛行模式；
电池***，包括动力电池及电池控制器，所述电池控制器与所述整车控制单元连接，所述电池控制器用于监控所述动力电池的状态，判断是否有需要断开动力电池继电器的故障，并通知所述整车控制单元；
发动机***，包括发动机、起动电机以及用于控制所述发动机工作的电喷控制器，所述起动电机以及所述电喷控制器均与所述整车控制单元连接，所述电喷控制器控制所述发动机的工作，实时检测所述发动机的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知所述整车控制单元；
并联于所述整车控制单元的电机控制器、DC/DC变换器以及耦合控制器，所述动力电池、所述电机控制器以及所述DC/DC变换器通过高压线束构成高压回路，所述电机控制器用于检测整车电机的状态，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知所述整车控制单元；所述耦合控制器用于所述发动机和所述整车电机两大动力源的耦合传递，并实时检测耦合器的故障，判断是否有影响进入跛行模式的故障，并通知所述整车控制单元；所述DC/DC变换器用于将所述动力电池的直流高压转换成直流低压。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车跛行模式控制***，其特征在于，所述整车控制单元与所述电池控制器、所述电机控制器、所述DC/DC变换器、所述耦合控制器以及所述电喷控制器之间均通过CAN通信线连接。
8.根据权利要求6所述的新能源汽车跛行模式控制***，其特征在于，所述电池控制器与所述动力电池之间、所述电喷控制器与所述发动机之间以及所述起动电机与所述整车控制单元之间均通过硬线连接。
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