CN112078434A - 一种氢燃料电池车上下电控制方法和装置 - Google Patents

一种氢燃料电池车上下电控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氢燃料电池车上下电控制方法和装置，包括整车控制器、氢燃料电池控制器、整车多合一辅助电源和氢燃料电池低压配电盒；所述整车多合一辅助电源包括高压继电器和降压DC/DC变换器，所述整车控制器分别与所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器电连接，所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器还均与所述氢燃料电池低压配电盒电连接，所述整车控制器与所述氢燃料电池控制器CAN通信连接。本发明即使在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，也能确保氢燃料电池车能安全的上下电，极大地提高氢燃料电池车在上下电过程中的可靠性。

Description

一种氢燃料电池车上下电控制方法和装置
技术领域
本发明涉及氢燃料电池车控制技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池车上下电控制方法和装置。
背景技术
随着清洁环保、节能高效的新能源越来越受到人们重视，氢燃料电池因为其具有零污染、低噪音、高效率、燃料含量丰富等优点，已经成为新能源汽车发展方向之一。
氢燃料电池车燃料为氢气，主要通过氢燃料电池发动机***获取电力，排放的是纯水。随着氢燃料电池车的市场兴起，氢燃料电池车的安全可靠性尤为重要，在氢燃料电池车上下电过程中，如果整车控制器(简称VCU)与氢燃料电池控制器(简称FCU)间的CAN通信出现问题，有可能导致整车控制器和氢燃料电池控制器的上下电失败。
因此，需要一种有效的氢燃料电池车上下电控制方法和装置，即使在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，也能确保氢燃料电池车能安全的上下电，极大地提高氢燃料电池车在上下电过程中的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种氢燃料电池车上下电控制方法和装置，即使在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，也能确保氢燃料电池车能安全的上下电，极大地提高氢燃料电池车在上下电过程中的可靠性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种氢燃料电池车上下电控制装置，包括整车控制器、氢燃料电池控制器、整车多合一辅助电源和氢燃料电池低压配电盒；
其中，所述整车多合一辅助电源包括高压继电器和降压DC/DC变换器，所述整车控制器分别与所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器电连接，所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器还均与所述氢燃料电池低压配电盒电连接，所述整车控制器与所述氢燃料电池控制器CAN通信连接；
所述整车控制器，用于获取汽车钥匙信号；根据所述汽车钥匙信号分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动和所述高压继电器闭合；
所述氢燃料电池控制器，用于获取所述汽车钥匙信号；根据所述汽车钥匙信号向所述整车控制器发送上电触发信号并输出硬线高电平信号；
所述整车控制器，还用于当接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，向所述氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成上电；
所述氢燃料电池控制器，还用于当接收到所述氢燃料电池启动命令，控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成上电；还用于根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停，并向所述整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成下电；
所述整车控制器，还用于当接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器断开和所述降压DC/DC变换器关停，完成下电；
所述高压继电器，用于根据所述整车控制器的控制进行闭合与断开；
所述降压DC/DC变换器，用于根据所述整车控制器的控制进行启动与关停；
所述氢燃料电池低压配电盒，用于根据所述氢燃料电池控制器的控制进行启动与关停。
依据本发明的另一方面，还提供了一种氢燃料电池车上下电控制方法，采用本发明的氢燃料电池车上下电控制装置进行上下电，包括以下步骤：
利用整车控制器和氢燃料电池控制器分别获取汽车钥匙信号；
在上电过程中，所述整车控制器根据所述汽车钥匙信号分别控制整车多合一辅助电源中的降压DC/DC变换器启动和高压继电器闭合；
所述氢燃料电池控制器向所述整车控制器发送上电触发信号并输出硬线高电平信号；
当所述整车控制器接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，所述整车控制器向所述氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电；当所述氢燃料电池控制器接收到所述氢燃料电池启动命令，控制氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电；
或者，
在下电过程中，所述氢燃料电池控制器根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停，并向所述整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电；
当所述整车控制器接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器断开和所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
本发明的氢燃料电池车上下电控制方法和装置的有益效果是：通过整车控制器和氢燃料电池控制器均可以获取汽车钥匙信号，当汽车钥匙信号指示上电时，可以利用整车控制器控制高压继电器闭合，来控制高压器件工作，还可以利用整车控制器控制降压DC/DC变换器启动，来将高压转换为氢燃料电池***中的低压器件工作所需的低压；而氢燃料电池控制器依据汽车钥匙信号初始化后需要利用CAN通信向整车控制器发送上电触发信号，同时向整车控制器输出硬线高电平信号，由于硬线高电平信号是直接根据电缆传递的电平信号，而氢燃料电池控制器与整车控制器之间的CAN通信可能会出现问题，因此当整车控制器同时接收到上电触发信号和硬线高电平信号，说明此时两者之间的CAN通信是正常的，而当整车控制器只接收到硬线高电平信号时，说明氢燃料电池控制器与整车控制器之间的CAN通信出现问题；若整车控制器同时接收到上电触发信号和硬线高电平信号时，整车控制器向氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成自身的上电；此时氢燃料电池控制器可以正常接收到氢燃料电池启动命令，控制氢燃料电池低压配电盒启动，便于氢燃料电池***的启动，完成氢燃料电池控制器的上电；若整车控制器只接收到硬线高电平信号时，也向氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成自身的上电，但此时氢燃料电池控制器由于CAN通信异常无法接收到氢燃料电池启动命令，不会控制氢燃料电池低压配电盒启动，氢燃料电池控制器处于待机状态，也属于上电完成状态；
当获取汽车钥匙信号指示下电时，此时的氢燃料电池低压配电盒处于启动工作状态，则氢燃料电池控制器根据汽车钥匙信号控制该氢燃料电池低压配电盒关停，并同时向整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成自身的下电；若此时整车控制器与氢燃料电池控制器之间的CAN通信正常，则整车控制器会接收到下电请求信号和硬线低电平信号时，即控制高压继电器断开和降压DC/DC变换器关停，完成整车控制器的下电；若此时整车控制器与氢燃料电池控制器之间的CAN通信异常，则整车控制器只会接收到硬线低电平信号，根据该硬线低电平信号，控制高压继电器断开和降压DC/DC变换器关停，完成整车控制器的下电；
本发明的氢燃料电池车上下电控制方法和装置，即使在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，也能利用氢燃料电池控制器向整车控制器发送的硬线电平信号来确保氢燃料电池车能安全的上下电，极大地提高氢燃料电池车在上下电过程中的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例一中一种氢燃料电池车上下电控制装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一中另一种氢燃料电池车上下电控制装置的结构示意图；
图3为本发明实施例一中又一种氢燃料电池车上下电控制装置的结构示意图；
图4为本发明实施例二中一种氢燃料电池车上下电控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例二中整车控制器上电的完整控制流程示意图；
图6为本发明实施例二中氢燃料电池控制器上电的完整控制流程示意图；
图7为本发明实施例二中整车控制器下电的完整控制流程示意图；
图8为本发明实施例二中氢燃料电池控制器下电的完整控制流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
下面结合附图，对本发明进行说明。
实施例一、如图1所示，一种氢燃料电池车上下电控制装置，包括整车控制器、氢燃料电池控制器、整车多合一辅助电源和氢燃料电池低压配电盒；
其中，所述整车多合一辅助电源包括高压继电器和降压DC/DC变换器，所述整车控制器分别与所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器电连接，所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器还均与所述氢燃料电池低压配电盒电连接，所述整车控制器与所述氢燃料电池控制器CAN通信连接；
所述整车控制器，用于获取汽车钥匙信号；根据所述汽车钥匙信号分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动和所述高压继电器闭合；
所述氢燃料电池控制器，用于获取所述汽车钥匙信号；根据所述汽车钥匙信号向所述整车控制器发送上电触发信号并输出硬线高电平信号；
所述整车控制器，还用于接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，向所述氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成上电；
所述氢燃料电池控制器，还用于当接收到所述氢燃料电池启动命令，控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成上电；还用于根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停，并向所述整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成下电；
所述整车控制器，还用于当所述整车控制器接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器断开和所述降压DC/DC变换器关停，完成下电；
所述高压继电器，用于根据所述整车控制器的控制进行闭合与断开；
所述降压DC/DC变换器，用于根据所述整车控制器的控制进行启动与关停；
所述氢燃料电池低压配电盒，用于根据所述氢燃料电池控制器的控制进行启动与关停。
通过整车控制器和氢燃料电池控制器均可以获取汽车钥匙信号，当获取汽车钥匙信号指示上电时，可以利用整车控制器控制高压继电器闭合，来控制高压器件工作，还可以利用整车控制器控制降压DC/DC变换器启动，来将高压转换为氢燃料电池***中的低压器件工作所需的低压；而氢燃料电池控制器依据汽车钥匙信号初始化后需要利用CAN通信向整车控制器发送上电触发信号，同时向整车控制器输出硬线高电平信号，由于硬线高电平信号是直接根据电缆传递的电平信号，而氢燃料电池控制器与整车控制器之间的CAN通信可能会出现问题，因此当整车控制器同时接收到上电触发信号和硬线高电平信号，说明此时两者之间的CAN通信是正常的，而当整车控制器只接收到硬线高电平信号时，说明氢燃料电池控制器与整车控制器之间的CAN通信出现问题；若整车控制器同时接收到上电触发信号和硬线高电平信号时，整车控制器向氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成自身的上电；此时氢燃料电池控制器可以正常接收到氢燃料电池启动命令，控制氢燃料电池低压配电盒启动，便于氢燃料电池***的启动，完成氢燃料电池控制器的上电；若整车控制器只接收到硬线高电平信号时，也向氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成自身的上电，但此时氢燃料电池控制器由于CAN通信异常无法接收到氢燃料电池启动命令，不会控制氢燃料电池低压配电盒启动，氢燃料电池控制器处于待机状态，也属于上电完成状态；
当获取汽车钥匙信号指示下电时，此时的氢燃料电池低压配电盒处于启动工作状态，则氢燃料电池控制器根据汽车钥匙信号控制该氢燃料电池低压配电盒关停，并同时向整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成自身的下电；若此时整车控制器与氢燃料电池控制器之间的CAN通信正常，则整车控制器会接收到下电请求信号和硬线低电平信号时，即控制高压继电器断开和降压DC/DC变换器关停，完成整车控制器的下电；若此时整车控制器与氢燃料电池控制器之间的CAN通信异常，则整车控制器只会接收到硬线低电平信号，根据该硬线低电平信号，控制高压继电器断开和降压DC/DC变换器关停，完成整车控制器的下电；
本实施例的氢燃料电池车上下电控制装置，即使在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，也能利用氢燃料电池控制器向整车控制器发送的硬线电平信号来确保氢燃料电池车能安全的上下电，极大地提高氢燃料电池车在上下电过程中的可靠性。
具体地，高压继电器闭合与断开时，可以实现整个回路中的高压器件的启停控制；降压DC/DC变换器启动时，可以将高压转换为回路中所需的低压，当降压DC/DC变换器关停时，停止电压转换；氢燃料电池低压配电盒启动时，对氢燃料电池***进行低压配电，当氢燃料电池低压配电盒关停时，停止低压配电。
优选地，如图2所示，所述整车控制器包括整车输入端口电路、第一整车输出端口电路、第二整车输出端口电路和第一CAN通信电路；
所述整车输入端口电路与所述氢燃料电池控制器电连接，所述第一整车输出端口电路与所述高压继电器的线圈电连接，所述第二整车输出端口电路与所述降压DC/DC变换器电连接，所述第一CAN通信电路与所述氢燃料电池控制器CAN通信连接；
所述第二整车输出端口电路，用于当所述汽车钥匙信号处于ON档状态时，输出第二整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动；
所述第一整车输出端口电路，用于当所述汽车钥匙信号转换到START档状态时，输出第一整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器闭合；
所述第一CAN通信电路，用于当获取的汽车当前工作模式为混动模式时，接收所述氢燃料电池控制器发送的所述上电触发信号；
所述整车输入端口电路，用于当获取的所述汽车当前工作模式为混动模式时，接收所述氢燃料电池控制器输出的所述硬线高电平信号；还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，接收所述氢燃料电池控制器输出的所述硬线低电平信号；
所述第一CAN通信电路，还用于当接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，向所述氢燃料电池控制器发送所述氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电；还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，接收所述氢燃料电池控制器发送的所述下电请求信号；
所述第一整车输出端口电路，还用于当接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，输出所述第一整车输出信号控制所述高压继电器断开；
所述第二整车输出端口电路，还用于当接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，输出所述第二整车输出信号控制所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
第一CAN通信电路为整车控制器与氢燃料电池控制器之间的CAN通信接口，当该电路是正常的，可以在整车控制器上电过程中正常接收氢燃料电池控制器的上电触发信号，还可以向氢燃料电池控制器及整个氢燃料电池***发送氢燃料电池启动命令；同时可以在整车控制器下电过程中正常接收氢燃料电池控制器发送的下电请求信号，实现CAN通信正常情况下的信号发送，进而控制氢燃料电池车的上下电；而当该电路是异常的，则说明整车控制器与氢燃料电池控制器之间的CAN通信出现异常，此时还通过整车输入端口电路可以接收到氢燃料电池控制器发送过来的硬线电平信号，通过硬线电平信号的高电平或低电平来判断是进行上电还是下电，并通过第一整车输出端口电路依据判断出的上电来对高压继电器进行闭合，及通过第二整车输出端口电路依据上电来对降压DC/DC变换器进行启动，或者，通过第一整车输出端口电路依据判断出的下电来对高压继电器进行断开，及通过第二整车输出端口电路依据下电来对降压DC/DC变换器进行关停；实现在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，利用整车输入端口电路接收硬线电平信号来确保氢燃料电池车能安全的上下电。
优选地，如图2所示，所述氢燃料电池控制器包括第一燃料电池输出端口电路、第二燃料电池输出端口电路和第二CAN通信电路；
所述第一燃料电池输出端口电路与所述整车输入端口电路电连接，所述第二燃料电池输出端口电路与所述氢燃料电池低压配电盒电连接，所述第二CAN通信电路与所述第一CAN通信电路通信连接；
所述第一燃料电池输出端口电路，用于当所述汽车钥匙信号处于ON档时，向所述整车输入端口电路输出所述硬线高电平信号；
所述第二CAN通信电路，用于当所述汽车钥匙信号处于ON档时，向所述第一CAN通信电路发送所述上电触发信号；还用于当所述氢燃料电池***完成自检时，接收所述第一CAN通信电路发送的所述氢燃料电池启动命令；
所述第二燃料电池输出端口电路，用于当所述第二CAN通信电路接收到所述氢燃料电池启动命令，控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电；还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停；
所述第二CAN通信电路，还用于向所述第一CAN通信电路发送所述下电请求信号；
所述第一燃料电池输出端口电路，还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，向所述整车输入端口电路输出所述硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电。
第二CAN通信电路是氢燃料电池控制器中实现与整车控制器(更具体地，是与第一CAN通信电路)之间的CAN通信的接口，当该电路正常，则可以在氢燃料电池控制器上电过程中正常向第一CAN通信电路发送上电触发信号，并在氢燃料电池***完成自检时，接收第一CAN通信电路发送的氢燃料电池启动命令，以便实现氢燃料电池***的启动运行；同时还可以在氢燃料电池控制器下电过程中向第一CAN通信电路发送下电请求信号，实现CAN通信正常情况下的信号发送，进而控制氢燃料电池车的上下电；当该电路是异常的，说明氢燃料电池控制器与整车控制器之间CAN通信出现问题，此时还通过第一燃料电池输出端口电路发送硬线电平信号至整车输入端口电路，通过硬线电平信号的高低来判断是上电还是下电；实现在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，利用整车输入端口电路接收硬线电平信号来确保氢燃料电池车能安全的上下电；
其中，当CAN通信正常时，第二CAN通信电路会接收到氢燃料电池启动命令，利用第二燃料电池输出端口电路来控制氢燃料电池低压配电启动，以便实现氢燃料电池控制器的上电，当氢燃料电池***完成关机流程时，控制该低压配电盒关停，实现氢燃料电池控制器的下电；而当CAN通信异常时，第二CAN通信电路无法接收到氢燃料电池启动命令，则不控制氢燃料电池低压配合盒启动，氢燃料电池控制器处于待机状态，可以在一定程度上对氢燃料电池***起到保护作用。
优选地，如图2所示，所述整车多合一辅助电源还包括第一多合一输入端口电路和第二多合一输入端口电路；
所述第一整车输出端口电路通过所述第一多合一输入端口电路与所述高压继电器的线圈电连接，所述第二整车输出端口电路通过所述第二多合一输入端口电路与所述DC/DC变换器电连接，所述第一多合一输入端口电路和所述第二多合一输入端口电路还均与所述氢燃料电池低压配电盒电连接。
通过第一多合一输入端口电路接收整车控制器中第一整车输出端口电路输出的信号，来控制高压继电器的闭合与断开，以便开始启动与断开高压器件的运行，通过第二多合一输入端口电路接收第二整车输出端口电路输出的信号，来控制降压DC/DC变换器的启停，以便对电压转换的启停进行控制；实现了整车控制器及整车多合一辅助电源的上电与下电，进而便于实现氢燃料电池车的上下电。
优选地，如图2所示，所述氢燃料电池低压配电盒包括内置常开继电器、第一防反二极管、第二防反二极管、电源输入端口电路、配电输入端口电路、第一配电输出端口电路和第二配电输出端口电路；
所述配电输入端口电路分别与所述第二燃料电池输出端口电路和所述内置常开继电器的线圈的一端电连接，所述内置常开继电器的线圈的另一端接地，所述内置常开继电器的触点的一端与所述电源输入端口电路电连接，所述内置常开继电器的触点的另一端依次通过所述第一防反二极管和所述第一配电输出端口电路与所述第一多合一输入端口电路电连接，所述内置常开继电器的触点的另一端还依次通过所述第二防反二极管和所述第二配电输出端口电路与所述第二多合一输入端口电路电连接。
通过第一防反二极管和第二防反二极管，可以防止整车控制器中第一整车输出端口电路输出的电平信号和第二整车输出端口电路输出的电平信号串到氢燃料电池低压配电盒中通过第一配电输出端口电路输出的电平信号和第二配电输出端口电路输出的电平信号中，使得氢燃料电池控制器可以辅助保持高压继电器的闭合和降压DC/DC变换器的运行状态，确保在氢燃料电池***还未完成关机和吹扫(吹扫，是指在氢燃料电池***下电前会对***内部电堆进行吹气干燥处理，吹出电堆部分积水，以适应低温环境)的情况下，高压继电器和降压DC/DC变换器不会被误关断和误关停，导致氢燃料电池车某些部件的损坏或低压蓄电池匮电或其他意外事故的发生，进一步大大提高了氢燃料电池车上下电的安全性。
具体地，本实施例完整的装置电路图如图3所示，在图3中，c1端口即为整车输入端口电路，v1和v2分别为第一整车输出端口电路和第二整车输出端口电路，双向箭头所指示的CAN即为第一CAN通信电路(图中未画出)与第二CAN通信电路(图中未画出)之间的CAN通信；u1为第一燃料电池输出端口电路，其与整车输入端口电路之间的硬线电平信号为ei，u2为第二燃料电池输出端口电路，v为配电输入端口电路，u2与v之间的电平信号为ui；内置常开继电器为继电器K，D1和D2分别为第一防反二极管和第二防反二极管，P为电源输入端口电路，do1和do2分别为第一配电输出端口电路和第二配电输出端口电路；HVk和LDk分别为第一多合一输入端口电路和第二多合一输入端口电路，do1与HVk之间的电平信号为de1，do2与LDk之间的电平信号为de2，v1与HVk之间的电平信号为e1，v2与LDk之间的电平信号为e2。
具体地，在图3中，整车控制器中的端口v1、v2分别与整车多合一辅助电源的端口HVk、LVk相连接，整车多合一辅助电源的端口HVk、LVk分别与氢燃料电池低压配电盒的端口do1、do2相连接，氢燃料电池低压配电盒的端口v与氢燃料电池控制器的端口u2相连接，氢燃料电池控制器的端口u1与整车控制器的端口c1相连接，整车控制器与氢燃料电池控制器间还具有CAN通信连接，外部整车低压输入+信号与氢燃料电池低压配电盒的端口P相连接。
氢燃料电池低压配电盒的端口v与内置常开继电器K的线圈一端相连接，继电器K的线圈另一端接整车地信号，氢燃料电池低压配电盒的端口P与内置常开继电器K的触点一端相连接，内置常开继电器K的触点另一端与通过防反二极管D1、D2分别与氢燃料电池低压配电盒的端do1、do2相连接。
通过图3的电路结构，整车控制器可通过端口c1检测来自氢燃料电池控制器输出的硬线电平信号ei的高电平与低电平来判断氢燃料电池控制器是否上电唤醒和下电休眠完成，确保CAN通信出现问题的情况下整车控制器能通过硬线电平信号确定氢燃料电池控制器的上下电状态，提高氢燃料电池车上下电可靠性；整车控制器可通过端口v1、v2输出信号e1、e2分别控制整车多合一辅助电源中高压继电器(图3中未画出)的通断、降压DC/DC变换器(图3中未画出)的启停。
氢燃料电池控制器可通过端口u1分别输出ei的高、低电平信号来分别代表自身上电唤醒完成、下电休眠完成的状态；氢燃料电池控制器可通过端口u2输出ui信号控制氢燃料电池低压配电盒中内置常开继电器K的闭合与断开，以此控制氢燃料电池低压配电盒的端口do1、do2分别输出信号de1、de2来分别控制整车多合一辅助电源中高压继电器的通断和降压DC/DC的启停。其中整车控制器输出的电平信号e1、e2分别与氢燃料电池低压配电盒输出的电平信号de1、de2之间是“或”的逻辑关系。
D1和D2防反二极管可以防止整车控制器输出的e1、e2电平串到氢燃料电池低压配电盒输出的de1、de2中。这样氢燃料电池控制器可以辅助保持高压继电器的闭合和降压DC/DC的运行状态，确保在氢燃料电池***还未完成关机和吹扫的情况下，高压继电器和降压DC/DC不会被误关断和关停，导致氢燃料电池部件损坏或其他意外事故的发生，大大提高了氢燃料电池车上下电的安全性。
具体地，本实施例中内置常开继电器的型号具体为CB1-24V，所述高压继电器的型号具体为LEV300，所述DC/DC变换器的型号具体为GDD602M27.5。
实施例二、如图4所示，一种氢燃料电池车上下电控制方法，采用实施例一中的氢燃料电池车上下电控制装置进行上下电，包括以下步骤：
S1：利用整车控制器和氢燃料电池控制器分别获取汽车钥匙信号；
S2A.1：在上电过程中，所述整车控制器根据所述汽车钥匙信号分别控制整车多合一辅助电源中的降压DC/DC变换器启动和高压继电器闭合；
S2A.2：所述氢燃料电池控制器向所述整车控制器发送上电触发信号并输出硬线高电平信号；
S2A.3：当所述整车控制器接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，所述整车控制器向所述氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电；当所述氢燃料电池控制器接收到所述氢燃料电池启动命令，控制氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电；
或者，
S2B.1：在下电过程中，所述氢燃料电池控制器根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停，并向所述整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电；
S2B.2：当所述整车控制器接收到所述下电请求信号和/或所述低硬线电平信号时，分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器断开和所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
本实施例的氢燃料电池车上下电控制方法，即使在整车控制器与氢燃料电池控制器间的CAN通信有问题的情况下，也能利用氢燃料电池控制器向整车控制器发送的硬线电平信号来确保氢燃料电池车能安全的上下电，极大地提高氢燃料电池车在上下电过程中的可靠性。
优选地，在S2A.3中，完成所述整车控制器的上电，具体包括：
当所述汽车钥匙信号处于ON档状态时，利用所述整车控制器中的第二整车输出端口电路输出第二整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动；
判断所述汽车钥匙信号是否转换到START档状态，当所述汽车钥匙信号转换到START档状态时，利用所述整车控制器中的第一整车输出端口电路输出第一整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器闭合；
获取汽车当前工作模式；
当所述汽车当前工作模式为混动模式时，判断所述整车控制器是否利用第一CAN通信电路接收到所述上电触发信号，和/或，判断所述整车控制器利用整车输入端口电路是否接收到所述硬线高电平信号；
当所述整车控制器接收到所述上电触发信号或所述硬线高电平信号时，利用所述第一CAN通信电路向所述氢燃料电池控制器发送所述氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电。
优选地，在S2A.3中，完成所述氢燃料电池控制器的上电，具体包括：
当所述汽车钥匙信号处于ON档时，利用所述氢燃料电池控制器中的第二CAN通信电路发送所述上电触发信号，并利用所述氢燃料电池控制器中的第一燃料电池输出端口电路输出所述硬线高电平信号；
判断氢燃料电池***是否完成自检，当所述氢燃料电池***完成自检时，判断所述氢燃料电池控制器是否利用所述第二CAN通信电路接收到所述氢燃料电池启动命令；
当所述第二CAN通信电路接收到所述氢燃料电池启动命令，利用所述氢燃料电池控制器中的第二燃料电池输出端口电路控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电。
优选地，在完成所述氢燃料电池控制器的下电之前，还包括：
当所述汽车钥匙信号处于0档状态时，利用所述整车控制器向所述氢燃料电池***发送氢燃料电池关机命令；
判断所述氢燃料电池***根据所述氢燃料电池关机命令是否完成关机流程；
则在S2B.1中，完成所述氢燃料电池控制器的下电，具体包括：
当所述氢燃料电池***完成关机流程时，利用所述氢燃料电池控制器中的所述第二燃料电池输出端口电路根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒控制关停；并利用所述第二CAN通信电路向所述整车控制器发送所述下电请求信号，利用所述第一燃料电池输出端口电路向所述整车控制器输出所述硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电。
优选地，在S2B.1中，完成所述整车控制器的下电，具体包括：
当所述氢燃料电池***完成关机流程时，判断所述第一CAN通信电路是否接收到所述下电请求信号，和/或，所述整车输入端口电路是否接收到所述硬线低电平信号；
当所述第一CAN通信电路接收到所述下电请求信号或所述硬线低电平信号时，关闭整车辅件；
当整车辅件关闭完成后，利用所述第一整车输出端口电路输出第一整车输出信号控制所述高压继电器断开，利用所述第二整车输出端口电路输出第二整车输出信号控制所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
具体地，在本实施例中，对氢燃料电池车中整车控制器进行上电的完整控制流程如图5所示，包括：
步骤Sa1，氢燃料电池车上电开始；
步骤Sa2，判断氢燃料电池车的汽车钥匙信号是否处于ON档状态，若是，则进入步骤Sa3；否则整车控制器继续休眠；
步骤Sa3，整车控制器唤醒初始化，并且通过v2输出e2信号控制整车多合一辅助电源中降压DC/DC变换器启动；
步骤Sa4，判断汽车钥匙信号是否转换为start档状态，若否，则返回步骤Sa4继续判断；若是，则进入步骤Sa5；
步骤Sa5，整车控制器的端口v1输出e1信号控制整车多合一辅助电源中的高压继电器闭合；
步骤Sa6，获取汽车当前工作模式，判断汽车当前工作模式是否混动模式，若否，则返回步骤Sa6，保持纯动模式；若是，则进入步骤Sa7；
步骤Sa7，根据车辆状态判断是否需要启动氢燃料电池***，若是，则进入步骤Sa8；否则，返回步骤Sa7继续判断；
步骤Sa8，判断端口c1检测到的ei信号是否为高电平，或CAN通信是否收到上电触发信号，若是，则进入步骤Sa9；否则返回步骤Sa8继续判断；
步骤Sa9，整车控制器利用与氢燃料电池***之间的CAN通信向氢燃料电池***发送氢燃料电池***启动命令；
步骤Sa10，氢燃料电池车整车控制器上电控制完成。
具体地，在本实施例中，对氢燃料电池车中氢燃料电池控制器进行上电的完整控制流程如图6所示，包括：
步骤Sb1，氢燃料电池车上电开始；
步骤Sb2，氢燃料电池车的汽车钥匙信号是否处于ON档状态，若是则进入步骤Sb3，否则氢燃料电池控制器继续休眠；
步骤Sb3，氢燃料电池控制器唤醒并且初始化；
步骤Sb4，氢燃料电池控制器利用CAN通信发送上电触发信号，且输出端口u1输出ei为高电平信号；
步骤Sb5，判断氢燃料电池***自检是否完成，若是，则进入步骤Sb6；否则返回步骤Sb5继续自检判断；
步骤Sb6，氢燃料电池***进入待机状态；
步骤Sb7，判断氢燃料电池控制器的CAN通信是否收到整车控制器的氢燃料电池启动命令，若是，则进入步骤Sb8；否则返回步骤Sb7继续判断；
步骤Sb8，氢燃料电池控制器启动氢燃料电池***，并且通过端口u2输出ui为高电平信号控制氢燃料电池低压配电盒中的继电器K闭合；
步骤Sb9，氢燃料电池***启动运行；
步骤Sb10，氢燃料电池车氢燃料电池控制器上电控制完成。
具体地，在本实施例中，对氢燃料电池车中整车控制器进行下电的完整控制流程如图7所示，包括：
步骤Sc1，氢燃料电池车下电开始；
步骤Sc2，判断氢燃料电池车的汽车钥匙信号是否处于0档状态，若是，则进入步骤Sc3；否则整车控制器返回步骤Sc2继续判断；
步骤Sc3，整车控制器利用与氢燃料电池***之间的CAN通信发送氢燃料电池关机命令；
步骤Sc4，判断氢燃料电池***是否进入关机流程，若是，则进入步骤Sc5；若否，则返回步骤S3；
步骤Sc5，判断整车控制器c1输入的硬线电平信号ei是否为低电平，或CAN消息是否收到氢燃料电池控制器的下电请求信号，若是，则进入步骤Sc6；否则返回步骤Sc5继续判断；
步骤Sc6，关闭整车辅件；
步骤Sc7，判断整车辅件是否关闭完成，若是，则进入步骤Sc8；否则返回步骤Sc7继续判断；
步骤Sc8，整车控制器通过v1、v2端口输出信号e1、e2为低电平分别控制整车高压断开和降压DC/DC变换器关停；
步骤Sc9，整车控制器下电进入休眠模式；
步骤Sc10，氢燃料电池车整车控制器下电控制完成。
具体地，在本实施例中，对氢燃料电池车中氢燃料电池控制器进行下电的完整控制流程如图8所示，包括：
步骤Sd1，氢燃料电池车下电开始；
步骤Sd2，判断氢燃料电池车的汽车钥匙信号是否处于0档状态，若是，则进入步骤Sd3；否则返回步骤Sd2继续判断；
步骤Sd3，氢燃料电池***关机和吹扫；
步骤Sd4，判断关机和吹扫是否完成，若是，则进入步骤Sd5；否则返回步骤Sd4继续判断；
步骤Sd5，氢燃料电池控制器通过u2端口输出电平信号ui为低电平，控制氢燃料电池低压配电盒中的继电器K断开，且氢燃料电池***辅件下电；
步骤Sd6，判断氢燃料电池***辅件是否完成下电，若是，则进入步骤Sd7；否则返回步骤Sd6继续判断；
步骤Sd7，氢燃料电池控制器的端口u1输出低电平信号，且利用与整车控制器之间的CAN通信发送下电请求信号；
步骤Sd8，氢燃料电池控制器下电进入休眠模式；
步骤Sd9，氢燃料电池车氢燃料电池控制器下电控制完成。
需要说明的是，本发明所述的CAN通信异常只涉及氢燃料电池控制器与整车控制器之间的CAN通信，而其他部件之间的CAN通信(例如整车控制器与氢燃料电池***)均是默认正常的；同时，当氢燃料电池控制器与整车控制器之间的CAN通信异常时，是指发送信号端会照常发送信号，而信号接收端接收信号异常。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池车上下电控制装置，其特征在于，包括整车控制器、氢燃料电池控制器、整车多合一辅助电源和氢燃料电池低压配电盒；
其中，所述整车多合一辅助电源包括高压继电器和降压DC/DC变换器，所述整车控制器分别与所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器电连接，所述氢燃料电池控制器、所述高压继电器和所述降压DC/DC变换器还均与所述氢燃料电池低压配电盒电连接，所述整车控制器与所述氢燃料电池控制器CAN通信连接；
所述整车控制器，用于获取汽车钥匙信号；根据所述汽车钥匙信号分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动和所述高压继电器闭合；
所述氢燃料电池控制器，用于获取所述汽车钥匙信号；根据所述汽车钥匙信号向所述整车控制器发送上电触发信号并输出硬线高电平信号；
所述整车控制器，还用于当接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，向所述氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成上电；
所述氢燃料电池控制器，还用于当接收到所述氢燃料电池启动命令，控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成上电；还用于根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停，并向所述整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成下电；
所述整车控制器，还用于当接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器断开和所述降压DC/DC变换器关停，完成下电；
所述高压继电器，用于根据所述整车控制器的控制进行闭合与断开；
所述降压DC/DC变换器，用于根据所述整车控制器的控制进行启动与关停；
所述氢燃料电池低压配电盒，用于根据所述氢燃料电池控制器的控制进行启动与关停。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池车上下电控制装置，其特征在于，所述整车控制器包括整车输入端口电路、第一整车输出端口电路、第二整车输出端口电路和第一CAN通信电路；
所述整车输入端口电路与所述氢燃料电池控制器电连接，所述第一整车输出端口电路与所述高压继电器的线圈电连接，所述第二整车输出端口电路与所述降压DC/DC变换器电连接，所述第一CAN通信电路与所述氢燃料电池控制器CAN通信连接；
所述第二整车输出端口电路，用于当所述汽车钥匙信号处于ON档状态时，输出第二整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动；
所述第一整车输出端口电路，用于当所述汽车钥匙信号转换到START档状态时，输出第一整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器闭合；
所述第一CAN通信电路，用于当获取的汽车当前工作模式为混动模式时，接收所述氢燃料电池控制器发送的所述上电触发信号；
所述整车输入端口电路，用于当获取的所述汽车当前工作模式为混动模式时，接收所述氢燃料电池控制器输出的所述硬线高电平信号；还用于当氢燃料电池***完成关机流程时，接收所述氢燃料电池控制器输出的所述硬线低电平信号；
所述第一CAN通信电路，还用于当接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，向所述氢燃料电池控制器发送所述氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电；还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，接收所述氢燃料电池控制器发送的所述下电请求信号；
所述第一整车输出端口电路，还用于当接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，输出所述第一整车输出信号控制所述高压继电器断开；
所述第二整车输出端口电路，还用于当接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，输出所述第二整车输出信号控制所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
3.根据权利要求2所述的氢燃料电池车上下电控制装置，其特征在于，所述氢燃料电池控制器包括第一燃料电池输出端口电路、第二燃料电池输出端口电路和第二CAN通信电路；
所述第一燃料电池输出端口电路与所述整车输入端口电路电连接，所述第二燃料电池输出端口电路与所述氢燃料电池低压配电盒电连接，所述第二CAN通信电路与所述第一CAN通信电路通信连接；
所述第一燃料电池输出端口电路，用于当所述汽车钥匙信号处于ON档时，向所述整车输入端口电路输出所述硬线高电平信号；
所述第二CAN通信电路，用于当所述汽车钥匙信号处于ON档时，向所述第一CAN通信电路发送所述上电触发信号；还用于当氢燃料电池***完成自检时，接收所述第一CAN通信电路发送的所述氢燃料电池启动命令；
所述第二燃料电池输出端口电路，用于当所述第二CAN通信电路接收到所述氢燃料电池启动命令，控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电；还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停；
所述第二CAN通信电路，还用于向所述第一CAN通信电路发送所述下电请求信号；
所述第一燃料电池输出端口电路，还用于当所述氢燃料电池***完成关机流程时，向所述整车输入端口电路输出所述硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池车上下电控制装置，其特征在于，所述整车多合一辅助电源还包括第一多合一输入端口电路和第二多合一输入端口电路；
所述第一整车输出端口电路通过所述第一多合一输入端口电路与所述高压继电器的线圈电连接，所述第二整车输出端口电路通过所述第二多合一输入端口电路与所述DC/DC变换器电连接，所述第一多合一输入端口电路和所述第二多合一输入端口电路还均与所述氢燃料电池低压配电盒电连接。
5.根据权利要求4所述的氢燃料电池车上下电控制装置，其特征在于，所述氢燃料电池低压配电盒包括内置常开继电器、第一防反二极管、第二防反二极管、电源输入端口电路、配电输入端口电路、第一配电输出端口电路和第二配电输出端口电路；
所述配电输入端口电路分别与所述第二燃料电池输出端口电路和所述内置常开继电器的线圈的一端电连接，所述内置常开继电器的线圈的另一端接地，所述内置常开继电器的触点的一端与所述电源输入端口电路电连接，所述内置常开继电器的触点的另一端依次通过所述第一防反二极管和所述第一配电输出端口电路与所述第一多合一输入端口电路电连接，所述内置常开继电器的触点的另一端还依次通过所述第二防反二极管和所述第二配电输出端口电路与所述第二多合一输入端口电路电连接。
6.一种氢燃料电池车上下电控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至5任一项所述的氢燃料电池车上下电控制装置进行上下电，包括以下步骤：
利用整车控制器和氢燃料电池控制器分别获取汽车钥匙信号；
在上电过程中，所述整车控制器根据所述汽车钥匙信号分别控制整车多合一辅助电源中的降压DC/DC变换器启动和高压继电器闭合；
所述氢燃料电池控制器向所述整车控制器发送上电触发信号并输出硬线高电平信号；
当所述整车控制器接收到所述上电触发信号和/或所述硬线高电平信号时，所述整车控制器向所述氢燃料电池控制器发送氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电；当所述氢燃料电池控制器接收到所述氢燃料电池启动命令，控制氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电；
或者，
在下电过程中，所述氢燃料电池控制器根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒关停，并向所述整车控制器发送下电请求信号并输出硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电；
当所述整车控制器接收到所述下电请求信号和/或所述硬线低电平信号时，分别控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器断开和所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
7.根据权利要求6所述的氢燃料电池车上下电控制方法，其特征在于，完成所述整车控制器的上电，具体包括：
当所述汽车钥匙信号处于ON档状态时，利用所述整车控制器中的第二整车输出端口电路输出第二整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述降压DC/DC变换器启动；
判断所述汽车钥匙信号是否转换到START档状态，当所述汽车钥匙信号转换到START档状态时，利用所述整车控制器中的第一整车输出端口电路输出第一整车输出信号控制所述整车多合一辅助电源中的所述高压继电器闭合；
获取汽车当前工作模式；
当所述汽车当前工作模式为混动模式时，判断所述整车控制器是否利用第一CAN通信电路接收到所述上电触发信号，和/或，判断所述整车控制器是否利用整车输入端口电路接收到所述高硬线电平信号；
当所述整车控制器接收到所述上电触发完成信号或所述硬线高电平信号时，利用所述第一CAN通信电路向所述氢燃料电池控制器发送所述氢燃料电池启动命令，完成所述整车控制器的上电。
8.根据权利要求7所述的氢燃料电池车上下电控制方法，其特征在于，完成所述氢燃料电池控制器的上电，具体包括：
当所述汽车钥匙信号处于ON档时，利用所述氢燃料电池控制器中的第二CAN通信电路发送所述上电触发信号，并利用所述氢燃料电池控制器中的第一燃料电池输出端口电路输出所述硬线高电平信号；
判断氢燃料电池***是否完成自检，当所述氢燃料电池***完成自检时，判断所述氢燃料电池控制器是否利用所述第二CAN通信电路接收到所述氢燃料电池启动命令；
当所述第二CAN通信电路接收到所述氢燃料电池启动命令，利用所述氢燃料电池控制器中的第二燃料电池输出端口电路控制所述氢燃料电池低压配电盒启动，完成所述氢燃料电池控制器的上电。
9.根据权利要求8所述的氢燃料电池车上下电控制方法，其特征在于，在完成所述氢燃料电池控制器的下电之前，还包括：
当所述汽车钥匙信号处于0档状态时，利用所述整车控制器向所述氢燃料电池***发送氢燃料电池关机命令；
判断所述氢燃料电池***根据所述氢燃料电池关机命令是否完成关机流程；
完成所述氢燃料电池控制器的下电，具体包括：
当所述氢燃料电池***完成关机流程时，利用所述氢燃料电池控制器中的所述第二燃料电池输出端口电路根据所述汽车钥匙信号控制所述氢燃料电池低压配电盒控制关停；并利用所述第二CAN通信电路向所述整车控制器发送所述下电请求信号，利用所述第一燃料电池输出端口电路向所述整车控制器输出所述硬线低电平信号，完成所述氢燃料电池控制器的下电。
10.根据权利要求9所述的氢燃料电池车上下电控制方法，其特征在于，完成所述整车控制器的下电，具体包括：
当所述氢燃料电池***完成关机流程时，判断所述第一CAN通信电路是否接收到所述下电请求信号，和/或，所述整车输入端口电路是否接收到所述硬线低电平信号；
当所述第一CAN通信电路接收到所述下电请求信号或所述硬线低电平信号时，关闭整车辅件；
当整车辅件关闭完成后，利用所述第一整车输出端口电路输出第一整车输出信号控制所述高压继电器断开，利用所述第二整车输出端口电路输出第二整车输出信号控制所述降压DC/DC变换器关停，完成所述整车控制器的下电。
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