CN117227483B - 纯电动汽车的控制方法、装置、纯电动汽车和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纯电动汽车技术领域,提供一种纯电动汽车的控制方法、装置、纯电动汽车和存储介质,该方法包括:使PDU对高压电池进行欠压检测、对每个继电器进行上电前粘连检测、对预充继电器进行预充超时检测、对主继电器进行闭合异常检测、对每个辅助继电器进行闭合异常检测,实现对继电器模块的高压上电控制;根据高压电池的母线电压,使PDU对高压电池进行掉电检测;在继电器模块高压上电之后,在高压电池未掉电的情况下,使PDU对主继电器进行下电超时检测、对每个辅助继电器进行下电超时检测,实现对继电器模块的高压下电控制。该方案,通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,增强整车高压管理的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于纯电动汽车技术领域,具体涉及一种纯电动汽车的控制方法、装置、纯电动汽车和存储介质,尤其涉及一种纯电动汽车的多合一控制器中PDU的高压配电上下电控制方法、装置、纯电动汽车和存储介质。
背景技术
随着新能源电动汽车(如纯电动汽车)日趋普及下,纯电动汽车的产品也在不断升级改进。行业内商用大巴车及乘用车,已逐步推出集成整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)、油泵控制器、气泵控制器、高压直流转低压直流(DC-DC)控制器、高压配电单元(Power Distribution Unit,PDU)等多种控制单元的多合一控制器产品,已成行业发展共识。
多合一控制器中的PDU,即整车的高压配电单元,其根据整车控制器即VCU的控制指令,对整车高压进行上下电控制和管理;多合一控制器中PDU的可靠性和安全性,直接影响整车安全运行。相关方案中,多合一控制器中PDU的控制逻辑中,未结合实际应用考虑各个继电器自身的保护措施,影响了整车高压管理的可靠性和安全性。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种纯电动汽车的控制方法、装置、纯电动汽车和存储介质,以解决相关方案中,纯电动汽车的多合一控制器中PDU的控制逻辑中,未结合实际应用考虑各个继电器自身的保护措施,影响了整车高压管理的可靠性和安全性的问题,达到通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,增强整车高压管理的可靠性和安全性的效果。
本发明提供一种纯电动汽车的控制方法中,所述纯电动汽车,具有高压电池、多合一控制器和继电器模块;所述多合一控制器,包括:MCU、VCU和PDU;所述继电器模块,包括:主继电器和辅助继电器;在所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路的情况下,所述继电器模块,还包括:预充继电器;所述辅助继电器的数量为一个以上;所述纯电动汽车的控制方法,包括:使所述PDU低压上电并初始化;获取所述高压电池的母线电压;并获取所述继电器模块中每个继电器的电压;根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制;在所述继电器模块高压上电之后,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制;在所述继电器模块高压上电之后,在所述高压电池未掉电的情况下,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制;在所述继电器模块的高压下电之后,使所述PDU低压下电。
在一些实施方式中,所述高压电池的正极,分别与所述主继电器的常开触点的第一连接端、所述预充继电器的常开触点的第一连接端、以及一个以上所述辅助继电器中每个所述辅助继电器的常开触点的第一连接端相连;所述主继电器的常开触点的第二连接端与所述MCU相连,所述预充继电器的常开触点的第二连接端与所述主继电器的常开触点的第二连接端相连;每个所述辅助继电器的常开触点的第二连接端,与所述纯电动汽车的对应辅助用电器件相连;获取所述继电器模块中每个继电器的电压,包括:获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。
在一些实施方式中,根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制,包括:根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测;在所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测之后,若确定所述高压电池的母线电压未欠压,则根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测;在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路、且所述预充继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测;以及,在所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测之后,若确定所述预充继电器预充未超时,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测;在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路没有预充电路、且所述主继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测;在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定相应所述辅助继电器闭合正常,则根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测。
在一些实施方式中,其中,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测,包括:确定是否满足在第一设定时间内所述高压电池的母线电压大于预设的第一欠压阈值;若满足,则确定所述高压电池的母线电压未欠压;若不满足,则确定所述高压电池的母线电压欠压,并发起所述高压电池的母线电压存在输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;和/或,根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测,包括:针对所述继电器模块中每个继电器的电压,确定该继电器的电压是否等于所述高压电池的母线电压;若确定该继电器的电压等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器存在上电前粘连故障,并发起该继电器存在上电前粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;若确定该继电器的电压不等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器不存在上电前粘连故障。
在一些实施方式中,其中,根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测,包括:若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述预充继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述预充继电器闭合;在所述PDU控制所述预充继电器闭合之后,确定是否满足在第二设定时间内所述预充继电器的电压大于预设的第一高压阈值;若满足,则确定所述预充继电器预充正常;若不满足,则确定所述预充继电器预充超时,并发起所述预充继电器存在预充超时故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;和/或,根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测,包括:若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述主继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述主继电器闭合并控制所述预充继电器断开;在所述PDU控制所述主继电器闭合之后,确定所述主继电器的电压是否大于预设的第二高压阈值;若确定所述主继电器的电压大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合正常;若确定所述主继电器的电压未大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合异常,并发起所述主继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;和/或,根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测,包括:若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合相应所述辅助继电器的闭合指令,则使所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合并控制所述预充继电器断开;在所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合之后,确定相应所述辅助继电器的电压是否大于预设的第三高压阈值;若确定相应所述辅助继电器的电压大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合正常;若确定相应所述辅助继电器的电压未大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合异常,并发起相应所述辅助继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
在一些实施方式中,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制,包括:确定所述高压电池的母线电压是否小于预设的第二欠压阈值;若确定所述高压电池的母线电压小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入欠压,并发起所述高压电池的母线电压出现输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;若确定所述高压电池的母线电压未小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入正常。
在一些实施方式中,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制,包括:针对所述继电器模块中每个继电器,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的断开该继电器的断开指令,则使所述PDU控制该继电器断开;在所述PDU控制该继电器断开之后,确定是否满足在第三设定时间内该继电器的电压小于预设的电压阈值;若满足,则确定该继电器高压下电完成;若不满足,则确定该继电器高压下电超时粘连,并发起该继电器出现高压下电超时粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
与上述方法相匹配,本发明另一方面提供一种纯电动汽车的控制装置中,所述纯电动汽车,具有高压电池、多合一控制器和继电器模块;所述多合一控制器,包括:MCU、VCU和PDU;所述继电器模块,包括:主继电器和辅助继电器;在所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路的情况下,所述继电器模块,还包括:预充继电器;所述辅助继电器的数量为一个以上;所述纯电动汽车的控制装置,包括:控制单元,被配置为使所述PDU低压上电并初始化;获取单元,被配置为获取所述高压电池的母线电压;并获取所述继电器模块中每个继电器的电压;所述控制单元,还被配置为根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制;所述控制单元,还被配置为在所述继电器模块高压上电之后,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制;所述控制单元,还被配置为在所述继电器模块高压上电之后,在所述高压电池未掉电的情况下,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制;所述控制单元,还被配置为在所述继电器模块的高压下电之后,使所述PDU低压下电。
在一些实施方式中,所述高压电池的正极,分别与所述主继电器的常开触点的第一连接端、所述预充继电器的常开触点的第一连接端、以及一个以上所述辅助继电器中每个所述辅助继电器的常开触点的第一连接端相连;所述主继电器的常开触点的第二连接端与所述MCU相连,所述预充继电器的常开触点的第二连接端与所述主继电器的常开触点的第二连接端相连;每个所述辅助继电器的常开触点的第二连接端,与所述纯电动汽车的对应辅助用电器件相连;所述获取单元,获取所述继电器模块中每个继电器的电压,包括:获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。
在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制,包括:根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测;在所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测之后,若确定所述高压电池的母线电压未欠压,则根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测;在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路、且所述预充继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测;以及,在所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测之后,若确定所述预充继电器预充未超时,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测;在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路没有预充电路、且所述主继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测;在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定相应所述辅助继电器闭合正常,则根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测。
在一些实施方式中,其中,所述控制单元,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测,包括:确定是否满足在第一设定时间内所述高压电池的母线电压大于预设的第一欠压阈值;若满足,则确定所述高压电池的母线电压未欠压;若不满足,则确定所述高压电池的母线电压欠压,并发起所述高压电池的母线电压存在输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;和/或,所述控制单元,根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测,包括:针对所述继电器模块中每个继电器的电压,确定该继电器的电压是否等于所述高压电池的母线电压;若确定该继电器的电压等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器存在上电前粘连故障,并发起该继电器存在上电前粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;若确定该继电器的电压不等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器不存在上电前粘连故障。
在一些实施方式中,其中,所述控制单元,根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测,包括:若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述预充继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述预充继电器闭合;在所述PDU控制所述预充继电器闭合之后,确定是否满足在第二设定时间内所述预充继电器的电压大于预设的第一高压阈值;若满足,则确定所述预充继电器预充正常;若不满足,则确定所述预充继电器预充超时,并发起所述预充继电器存在预充超时故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;和/或,所述控制单元,根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测,包括:若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述主继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述主继电器闭合并控制所述预充继电器断开;在所述PDU控制所述主继电器闭合之后,确定所述主继电器的电压是否大于预设的第二高压阈值;若确定所述主继电器的电压大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合正常;若确定所述主继电器的电压未大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合异常,并发起所述主继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;和/或,所述控制单元,根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测,包括:若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合相应所述辅助继电器的闭合指令,则使所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合并控制所述预充继电器断开;在所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合之后,确定相应所述辅助继电器的电压是否大于预设的第三高压阈值;若确定相应所述辅助继电器的电压大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合正常;若确定相应所述辅助继电器的电压未大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合异常,并发起相应所述辅助继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制,包括:确定所述高压电池的母线电压是否小于预设的第二欠压阈值;若确定所述高压电池的母线电压小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入欠压,并发起所述高压电池的母线电压出现输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;若确定所述高压电池的母线电压未小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入正常。
在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制,包括:针对所述继电器模块中每个继电器,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的断开该继电器的断开指令,则使所述PDU控制该继电器断开;在所述PDU控制该继电器断开之后,确定是否满足在第三设定时间内该继电器的电压小于预设的电压阈值;若满足,则确定该继电器高压下电完成;若不满足,则确定该继电器高压下电超时粘连,并发起该继电器出现高压下电超时粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
与上述装置相匹配,本发明再一方面提供一种纯电动汽车,包括:以上所述的纯电动汽车的控制装置。
与上述方法相匹配,本发明再一方面提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的纯电动汽车的控制方法。
由此,本发明的方案,通过针对纯电动汽车的多合一控制器中PDU,在对整车高压的上下电进行合理控制的情况下,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测,以在响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,实现对多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能的优化;从而,通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,增强整车高压管理的可靠性和安全性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的纯电动汽车的控制方法的一实施例的流程示意图;
图2为本发明的方法中对所述继电器模块进行高压上电控制的一实施例的流程示意图;
图3为本发明的方法中使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测的一实施例的流程示意图;
图4为本发明的方法中使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的一实施例的流程示意图;
图5为本发明的方法中使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测的一实施例的流程示意图;
图6为本发明的方法中使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测的一实施例的流程示意图;
图7为本发明的方法中使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测的一实施例的流程示意图;
图8为本发明的方法中使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测的一实施例的流程示意图;
图9为本发明的方法中使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测的一实施例的流程示意图;
图10为本发明的纯电动汽车的控制装置的一实施例的结构示意图;
图11为多合一继电器的电气结构示意图;
图12为PDU上下电控制的总体流程示意图;
图13为PDU控制继电器的流程示意图。
结合附图,本发明实施例中附图标记如下:
102-获取单元;104-控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例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。
考虑到,相关方案中,纯电动汽车的多合一控制器中PDU的控制逻辑中,未结合实际应用考虑各个继电器自身的保护措施,影响了整车高压管理的可靠性和安全性。例如:多合一控制器中PDU的控制逻辑可能只是单纯地根据VCU指令对各个继电器的开通和关断进行控制,并未结合实际应用考虑各个继电器自身的保护措施,在整车高压进行上下电的过程中出现异常时可能导致各个继电器、以及整车供电电路中的熔断器甚至整车供电电路后端的用电器件损坏的情况,影响了整车高压管理的可靠性和安全性。
因此,本发明的方案提供一种纯电动汽车的控制方法,一种纯电动汽车的多合一控制器中PDU的高压配电上下电控制方法,通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,对整车高压的上下电进行合理控制,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测,以在响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,增强整车高压管理的可靠性和安全性。
根据本发明的实施例,提供了一种纯电动汽车的控制方法,如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述纯电动汽车,具有高压电池、多合一控制器和继电器模块;所述多合一控制器,包括:MCU、VCU和PDU;所述继电器模块,包括:主继电器和辅助继电器;在所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路的情况下,所述继电器模块,还包括:预充继电器;所述辅助继电器的数量为一个以上。其中,所述高压电池的正极,分别与所述主继电器的常开触点的第一连接端、所述预充继电器的常开触点的第一连接端、以及一个以上所述辅助继电器中每个所述辅助继电器的常开触点的第一连接端相连;所述主继电器的常开触点的第二连接端与所述MCU相连,所述预充继电器的常开触点的第二连接端与所述主继电器的常开触点的第二连接端相连;每个所述辅助继电器的常开触点的第二连接端,与所述纯电动汽车的对应辅助用电器件相连。
具体地,图11为多合一继电器的电气结构示意图,主继电器如图11所示的主继电器K1,预充继电器如图11所示的预充继电器K2,一个以上辅助继电器如图11所示的空调继电器K3、加热继电器K4等。多合一控制器中PDU作为整车高压供电管理***,集成于多合一控制器,通常多合一控制器中PDU控制着电机控制器(MCU)、油泵控制器、气泵控制器、以及空调、加热、除霜、快充、慢充等高压部件的继电器。由于不同高压部件的结构组成不同,部分用电部件存在容性负载,如MCU、控制器、气泵控制器、气泵控制器等(如图11所示MCU的电容器件C),由于容性负载的元器件属性,在高压上电瞬间会处于导通状态,此时高压正负相当于直接短路,造成短路大电流,损坏控制器。因此,针对部分容性负载高压部件,通常会增加预充电阻(如图11所示电阻R)及预充继电器(如图11所示预充继电器K2)电路设计,避免在高压上电瞬间对元器件的损坏。对于非容性负载器件则可通过一个主继电器控制供电即可(如图11所示空调继电器K3、加热继电器K4)。
在图11所示的例子中,高压电池能够提供母线电压。电池正极DC+,经主继电器K1的常开触点后,连接至MCU的供电端的第一连接端;主继电器K1的常开触点与MCU的供电端的第一连接端的公共端处的电压,为主继电器K1的电压;MCU的供电端的第一连接端,经电容C后,连接至MCU的供电端的第二连接端;MCU的供电端的第二连接端,与电池负极DC-相连。预充电阻R与预充继电器的K2的常开触点串联后,与主继电器K1的常开触点并联。电池正极DC+,经空调继电器K3的常开触点后,连接至空调的供电端的第一连接端;空调继电器K3的常开触点与空调的供电端的第一连接端的公共端处的电压,为空调继电器K3的电压;空调的供电端的第二连接端,与电池负极DC-相连。电池正极DC+,经加热继电器K4的常开触点后,连接至加热元件的供电端的第一连接端;加热继电器K4的常开触点与加热元件的供电端的第一连接端的公共端处的电压,为加热继电器K4的电压;加热元件的供电端的第二连接端,与电池负极DC-相连。
在本发明的方案中,如图1所示,所述纯电动汽车的控制方法,具体是所述PDU控制所述继电器模块的方法,包括:步骤S110至步骤S160。
在步骤S110处,使所述PDU低压上电并初始化。
在步骤S120处,在使所述PDU低压上电并初始化之后,获取所述高压电池的母线电压;并获取所述继电器模块中每个继电器的电压,具体是获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。
在一些实施方式中,步骤S120中获取所述继电器模块中每个继电器的电压,包括:获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。
在步骤S130处,根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制。其中,所述VCU发出的闭合指令,是指所述VCU发出的闭合相应继电器的闭合指令。
在一些实施方式中,步骤S130中根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图2所示本发明的方法中对所述继电器模块进行高压上电控制的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S130中对所述继电器模块进行高压上电控制的具体过程,包括:步骤S210至步骤S250。
步骤S210,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测。
在一些实施方式中,步骤S210中根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图3所示本发明的方法中使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S210中使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测的具体过程,包括:步骤S310至步骤S330。
步骤S310,确定是否满足在第一设定时间内所述高压电池的母线电压大于预设的第一欠压阈值。
步骤S320,若满足,则确定所述高压电池的母线电压未欠压,允许进行后续控制。
步骤S330,若不满足,则确定所述高压电池的母线电压欠压,停止进行后续控制,并发起所述高压电池的母线电压存在输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
图13为PDU控制继电器的流程示意图。如图13所示,PDU控制继电器的流程,可分为四个阶段,具体包括:第一阶段为高压上电前的检测,主要进行多合一母线电压检测,判断多合一高压输入是否正常:若长时间未检测到输入高压,则上报“输入欠压”故障。
步骤S220,在所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测之后,若确定所述高压电池的母线电压未欠压,则根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测。
在一些实施方式中,步骤S220中根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图4所示本发明的方法中使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S220中使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的具体过程,包括:步骤S410至步骤S430。
步骤S410,针对所述继电器模块中每个继电器的电压,确定该继电器的电压是否等于所述高压电池的母线电压。
步骤S420,若确定该继电器的电压等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器存在上电前粘连故障,停止针对该继电器进行后续控制,并发起该继电器存在上电前粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
步骤S430,若确定该继电器的电压不等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器不存在上电前粘连故障,允许针对该继电器进行后续控制。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,具体还包括:在第一阶段中,若输入高压正常,则在继电器执行指令动作之前检测继电器(后端)电压,若继电器(后端)电压等于母线电压,则判定为继电器粘连,并上报故障。
步骤S230,在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路、且所述预充继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测;以及,在所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测之后,若确定所述预充继电器预充未超时,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测。
在一些实施方式中,步骤S230中根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图5所示本发明的方法中使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S230中使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测的具体过程,包括:步骤S510至步骤S550。
步骤S510,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述预充继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述预充继电器闭合。
步骤S520,在所述PDU控制所述预充继电器闭合之后,确定是否满足在第二设定时间内所述预充继电器的电压大于预设的第一高压阈值。
步骤S530,若满足,则确定所述预充继电器预充正常,允许针对所述预充继电器进行后续控制。
步骤S540,若不满足,则确定所述预充继电器预充超时,停止针对所述预充继电器进行后续控制,并发起所述预充继电器存在预充超时故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,具体还包括:第二阶段为继电器高压上电阶段,首先根据硬件设计,可分为有预充继电器K2和没有预充继电器K2两种上电方式:
当存在预充继电器K2时,PDU接收到VCU闭合预充继电器K2的指令后执行闭合动作,此时主继电器K1尚未闭合,当预充继电器K2的电压长时间未达到设定高压阈值时,则预充继电器K2闭合失败,上报“预充超时”故障,该情况可推断预充电路中的预充继电器K2或预充电阻R可能损坏,当预充继电器K2的电压达到设定高压阈值时,则可进行主继电器K1指令的执行动作。
对于没有预充继电器K2的上电方式,则可直接执行主继电器K1指令操作,闭合主继电器K1,同时断开预充继电器K2。
步骤S240,在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路没有预充电路、且所述主继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测。
在一些实施方式中,步骤S240中根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图6所示本发明的方法中使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S240中使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测的具体过程,包括:步骤S610至步骤S640。
步骤S610,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述主继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述主继电器闭合并控制所述预充继电器断开。
步骤S620,在所述PDU控制所述主继电器闭合之后,确定所述主继电器的电压是否大于预设的第二高压阈值。
步骤S630,若确定所述主继电器的电压大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合正常,允许针对所述主继电器进行后续控制。
步骤S640,若确定所述主继电器的电压未大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合异常,停止针对所述主继电器进行后续控制,并发起所述主继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,具体还包括:在第二阶段中,在闭合主继电器K1同时断开预充继电器K2之后,此时检测主继电器K1电压,若主继电器K1的电压未达到设定高压阈值,则可推断主继电器K1上电异常,主继电器K1可能损坏,同时上报“主继电器K1闭合异常”的故障。
步骤S250,在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定相应所述辅助继电器闭合正常,则根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测。
本发明的方案,基于各个继电器用电部件特性,设计一套PDU高压上下电管理控制方案,具备上电自检、欠压检测、粘连检测、预充超时保护以及各个继电器上电异常等控制逻辑功能,能够有效保护各个继电器损坏,同时增加各个继电器故障实时检测。
在一些实施方式中,步骤S250中根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图7所示本发明的方法中使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S250中使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测的具体过程,包括:步骤S710至步骤S740。
步骤S710,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合相应所述辅助继电器的闭合指令,则使所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合并控制所述预充继电器断开。
步骤S720,在所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合之后,确定相应所述辅助继电器的电压是否大于预设的第三高压阈值。
步骤S730,若确定相应所述辅助继电器的电压大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合正常,允许针对相应所述辅助继电器进行后续控制。
步骤S740,若确定相应所述辅助继电器的电压未大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合异常,停止针对相应所述辅助继电器进行后续控制,并发起相应所述辅助继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
以上在所述继电器模块高压上电过程中的各功能检测过程,具体包括对所述高压电池进行欠压检测的功能检测过程、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的功能检测过程、对所述预充继电器进行预充超时检测的功能检测过程、对所述主继电器进行闭合异常检测的功能检测过程、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测的功能检测过程,各功能检测过程之间具有严格的时序控制逻辑,具体如下:
第一时序的控制逻辑:所述PDU在执行所述继电器模块的高压上电前,首先进行欠压检测(即执行对所述高压电池进行欠压检测的功能检测过程),以保证后续上电过程是在高压供电正常的前提和环境下进行的。
第二时序的控制逻辑:在确定在高压供电正常的情况下,才进行上电粘连检测(即执行对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的功能检测过程)。其中,由于上电粘连检测是根据继电器电压和母线电压是否相等进行判断的,所以进行上电粘连检测的前提是需要保证高压供电正常,即母线电压存在高压输入;若母线电压输入为0V,则此时继电器电压与母线电压相等,无法判断继电器是否粘连。
第三时序的控制逻辑:在经上电粘连检测确定继电器未粘连的情况下,才允许进行继电器高压上电的控制;也就是说,在继电器上电粘连检测后,即完成继电器高压上电的准备工作。在完成继电器高压上电的准备工作后,就允许进行继电器高压上电的控制。在继电器高压上电的控制中,当所述PDU执行闭合预充继电器(即预充继电器K2)的指令后,需要检测主继电器(即主继电器K1)的电压是否上升到指定的高压阈值,通常将该高压阈值设置为接近母线电压的值,如设置主继电器K1的电压上升到的高压阈值是达到95%的母线电压的值,以防止下一步骤中主继电器K1在闭合瞬间主继电器K1两端的压差过大从而减少主继电器K1的寿命。
所以,需要在预充电路进行预充上电的过程中进行预充超时检测(即执行对所述预充继电器进行预充超时检测的功能控制过程)以确定预充上电是否正常,具体是:当预充继电器K2执行闭合的指令后,为防止预充继电器K2后端的用电部件工作时产生大电流,造成预充电路的预充继电器K2和预充电阻R的损坏,所以设置:若超出预设时间主继电器K1的电压未能及时达到预设的高压阈值,则进行预充超时故障报警,并及时断开预充继电器K2。
第四时序的控制逻辑:在进行预充超时检测之后若确定预充上电正常,才进行闭合异常检测(即执行对所述主继电器进行闭合异常检测的功能控制过程),具体是:预充上电正常后执行闭合主继电器K1的指令,通常需要再断开预充继电器K2,以保证工作电路为主继电器K1,若此时断开预充继电器K2后主继电器K1的电压下降,说明主继电器K1的闭合异常,并上报故障。
当然,在主继电器K1闭合完成后,对于相应辅助继电器的闭合,也要进行对应的闭合异常检测(即执行对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测的功能控制过程)。
在本发明的方案中,上下电逻辑对多合一高压配电单元的所有继电器具有通用性,适配所有继电器的上下电管理控制。其充分考虑母线电压欠压、继电器上下电粘连、预充电路保护、继电器无法闭合故障以及下电超时等故障,对PDU控制继电器起到有效的保护及故障检测功能,具有很高的实际应用价值。本发明的方案中,继电器上下电粘连检测、预充电路保护,以及包含有预充继电器和没有预充继电器两种上电方式,均具有通用性,适用于新能源商用车和乘用车整车所有高压继电器上下电控制逻辑。
在本发明的方案中,在执行所述继电器模块高压上电过程中的各功能检测过程之后,进一步地,在主继电器K1闭合完成后,确定高压上电完成,同时实时再监控检测母线电压是否存在欠压故障,确保控制器(如所述PDU)的高压供电正常,以实现对所述高压电池的供电控制。具体参见步骤S140的相关说明。
在步骤S140处,在所述继电器模块高压上电之后,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制。
在一些实施方式中,步骤S140中根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图8所示本发明的方法中使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S140中使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测的具体过程,包括:步骤S810至步骤S830。
步骤S810,确定所述高压电池的母线电压是否小于预设的第二欠压阈值。
步骤S820,若确定所述高压电池的母线电压小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入欠压,停止进行后续控制,并发起所述高压电池的母线电压出现输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
步骤S830,若确定所述高压电池的母线电压未小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入正常,允许进行后续控制。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,还包括:第三阶段为高压上电完成后的故障监测,主要实时监测母线电压是否降低,若母线电压小于设定的欠压阈值,则说明多合一输入高压欠压,上报“输入欠压”故障。
在本发明的方案中,在执行所述继电器模块高压上电过程中的各功能检测过程之后,进一步地,在下电过程中,所述PDU执行断开继电器后,理论上继电器电压会及时下降,此时若在预设时间内继电器电压未能下降至预设的电压阈值,则说明继电器存在粘连故障,无法正常断开,并及时上报故障。以上检测功能从高压上电前、上电过程、上电完成、下电过程多个不同环节突出其不同的故障检测,起到保护控制器及用电部件的用电安全的功能。具体参见步骤S150和步骤S160的相关说明。
在步骤S150处,在所述继电器模块高压上电之后,在所述高压电池未掉电的情况下,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制。其中,所述VCU发出的断开指令,是指所述VCU发出的断开相应继电器的断开指令。
在一些实施方式中,步骤S150中根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制的具体过程,参见以下示例性说明。
下面结合图9所示本发明的方法中使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测的一实施例流程示意图,进一步说明步骤S150中使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测的具体过程,包括:步骤S910至步骤S940。
步骤S910,针对所述继电器模块中每个继电器,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的断开该继电器的断开指令,则使所述PDU控制该继电器断开。
步骤S920,在所述PDU控制该继电器断开之后,确定是否满足在第三设定时间内该继电器的电压小于预设的电压阈值。
步骤S930,若满足,则确定该继电器高压下电完成,允许针对该继电器进行后续控制。
步骤S940,若不满足,则确定该继电器高压下电超时粘连,停止针对该继电器进行后续控制,并发起该继电器出现高压下电超时粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,还包括:第四阶段为高压下电阶段,当执行VCU断开继电器指令后,监测继电器电压是否降低至设定电压阈值(考虑到部分用电部件存在容性负载的放电情况,此时可能导致继电器电压较长时间未能降至0,因此该电压阈值通常不能设定较小),若在设定时间内继电器电压尚未下降至该电压阈值,则判定该继电器出现粘连故障,上报“继电器粘连及下电超时”故障,若继电器电压及时降低,可高压下电完成。
参见图11、图12和图13所示的例子,本发明的方案,PDU上下电控制的总体流程,包括:
步骤11、在执行高压上电前先进行高压欠压检测,判断多合一继电器的前端输入母线电压是否满足设定的最低欠压阈值,确保输入多合一继电器的前端高压供给正常,这是后续步骤的前提条件,之后执行步骤12。
步骤12、先执行步骤11,然后在各个继电器执行闭合动作前进行各个继电器粘连功能检测,判断继各个继电器后端电压与母线电压是否相等,确保各个继电器无粘连故障,之后执行步骤13。以上两个检测步骤为高压上电前的准备工作,通过欠压检测及粘连检测可有效避免继电器闭合异常及器件故障问题。
步骤13、在以上步骤完成后,针对有预充电路(预充继电器K2和预充电阻R)的控制,在闭合预充继电器K2后,需进行预充超时检测,以防止后端用电部件工作产生大电流损坏预充电路,起到保护预充电路的效果,之后执行步骤14。
步骤14、进一步当执行主继电器K1闭合后,理论上此时主继电器K1的电压会等于母线电压,若此时主继电器K1的电压未上升,则说明主继电器K1的闭合异常,通过检测此时主继电器K1的电压即可判断主继电器K1的闭合是否异常,之后执行步骤15。
步骤15、当主继电器K1正常完成上电后,通过检测母线电压是否下降,达到实时监测母线输入欠压故障,之后执行步骤16。
步骤16、最后在各个继电器执行下电指令后,理论上此时各个继电器电压会及时下降,通过检测各个继电器的电压即可判断各个继电器的断开是否异常,若相应继电器的电压未及时下降,则说明相应继电器出现粘连故障。
在本发明的方案中,增加输入欠压检测功能,当多合一控制器中PDU的输入高压异常或降低时,多合一控制器中PDU能够及时检测并上报故障; 增加各个继电器粘连检测功能,通过上电执行继电器闭合之前检测继电器端是否有高压,以及下电执行断开继电器后检测继电器端电压是否下降,从而判断继电器是否出现粘连故障;针对预充继电器的上电过程,增加上电预充超时检测,起到保护预充继电器的功能;增加各个继电器闭合异常检测,执行相应继电器闭合指令后,检测相应继电器端电压是否跟随母线电压变化,据此可判断该继电器是否损坏。其中,几个功能检测模块具有严格的时序控制逻辑,是一套完整的上下电流程控制方法,每个功能检测模块都需在指定的上电流程中完成,前后流程之间存在协同级联关系,只有在前一个功能检测模块无故障前提下才会进入下一个功能检测模块,并非将各检测功能简单叠加,从而,对整车高压上下电进行有效管理,对整车所有继电器高压上下电具有通用性,既能起到有效保护各个继电器的功能,同时增加各个继电器的上电和下电过程粘连检测,提升了整车高压控制的可靠性和安全性。
在步骤S160处,在所述继电器模块的高压下电之后,使所述PDU低压下电。
具体地,图12为PDU上下电控制的总体流程示意图。如图12所示,PDU上下电控制的总体上下电流程为低压上电,并进行初始化自检,自检完成后进行高压上电前的各个上电继电器粘连检测,其次执行继电器的闭合和断开的控制操作,最后高压下电再次进行各个下电继电器的粘连检测,完成低压下电。
本发明的方案针对多合一继电器高压上电过程中缺少的一些故障检测及继电器异常保护机制的问题,提出一种上下电流程控制方案,具体是提供的一种纯电动汽车的多合一控制器中PDU的高压配电上下电控制方案,通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,对整车高压的上下电进行合理控制,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测等功能检测逻辑,以在上下电过程中结合欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测等功能检测逻辑,实现高压上下电异常故障实时监测及各个继电器和后端用电部件的保护;在配合并响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,增强整车高压管理的可靠性和安全性。这样,本发明的方案,结合不同继电器应用工况,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测及保护、以及各个继电器上电异常检测等控制逻辑功能,能够有效保护各个继电器而避免损坏,同时增加各个继电器的故障实时检测,提升了整车高压控制的可靠性和安全性。
采用本实施例的技术方案,通过针对纯电动汽车的多合一控制器中PDU,在对整车高压的上下电进行合理控制的情况下,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测,以在响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,实现对多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能的优化;从而,通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,增强整车高压管理的可靠性和安全性。
根据本发明的实施例,还提供了对应于纯电动汽车的控制方法的一种纯电动汽车的控制装置。参见图10所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述纯电动汽车,具有高压电池、多合一控制器和继电器模块;所述多合一控制器,包括:MCU、VCU和PDU;所述继电器模块,包括:主继电器和辅助继电器;在所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路的情况下,所述继电器模块,还包括:预充继电器;所述辅助继电器的数量为一个以上。其中,所述高压电池的正极,分别与所述主继电器的常开触点的第一连接端、所述预充继电器的常开触点的第一连接端、以及一个以上所述辅助继电器中每个所述辅助继电器的常开触点的第一连接端相连;所述主继电器的常开触点的第二连接端与所述MCU相连,所述预充继电器的常开触点的第二连接端与所述主继电器的常开触点的第二连接端相连;每个所述辅助继电器的常开触点的第二连接端,与所述纯电动汽车的对应辅助用电器件相连。
具体地,图11为多合一继电器的电气结构示意图,主继电器如图11所示的主继电器K1,预充继电器如图11所示的预充继电器K2,一个以上辅助继电器如图11所示的空调继电器K3、加热继电器K4等。多合一控制器中PDU作为整车高压供电管理***,集成于多合一控制器,通常多合一控制器中PDU控制着电机控制器(MCU)、油泵控制器、气泵控制器、以及空调、加热、除霜、快充、慢充等高压部件的继电器。由于不同高压部件的结构组成不同,部分用电部件存在容性负载,如MCU、控制器、气泵控制器、气泵控制器等(如图11所示MCU的电容器件C),由于容性负载的元器件属性,在高压上电瞬间会处于导通状态,此时高压正负相当于直接短路,造成短路大电流,损坏控制器。因此,针对部分容性负载高压部件,通常会增加预充电阻(如图11所示电阻R)及预充继电器(如图11所示预充继电器K2)电路设计,避免在高压上电瞬间对元器件的损坏。对于非容性负载器件则可通过一个主继电器控制供电即可(如图11所示空调继电器K3、加热继电器K4)。
在图11所示的例子中,高压电池能够提供母线电压。电池正极DC+,经主继电器K1的常开触点后,连接至MCU的供电端的第一连接端;主继电器K1的常开触点与MCU的供电端的第一连接端的公共端处的电压,为主继电器K1的电压;MCU的供电端的第一连接端,经电容C后,连接至MCU的供电端的第二连接端;MCU的供电端的第二连接端,与电池负极DC-相连。预充电阻R与预充继电器的K2的常开触点串联后,与主继电器K1的常开触点并联。电池正极DC+,经空调继电器K3的常开触点后,连接至空调的供电端的第一连接端;空调继电器K3的常开触点与空调的供电端的第一连接端的公共端处的电压,为空调继电器K3的电压;空调的供电端的第二连接端,与电池负极DC-相连。电池正极DC+,经加热继电器K4的常开触点后,连接至加热元件的供电端的第一连接端;加热继电器K4的常开触点与加热元件的供电端的第一连接端的公共端处的电压,为加热继电器K4的电压;加热元件的供电端的第二连接端,与电池负极DC-相连。
在本发明的方案中,如图10所示,所述纯电动汽车的控制装置,具体是所述PDU控制所述继电器模块的装置,包括:获取单元102和控制单元104。
其中,所述控制单元104,被配置为使所述PDU低压上电并初始化。该控制单元104的具体功能及处理参见步骤S110。
所述获取单元102,被配置为在使所述PDU低压上电并初始化之后,获取所述高压电池的母线电压;并获取所述继电器模块中每个继电器的电压,具体是获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。该获取单元102的具体功能及处理参见步骤S120。
在一些实施方式中,所述获取单元102,获取所述继电器模块中每个继电器的电压,包括:所述控制单元104,具体还被配置为获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。
所述控制单元104,还被配置为根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S130。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S210。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为确定是否满足在第一设定时间内所述高压电池的母线电压大于预设的第一欠压阈值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S310。
所述控制单元104,具体还被配置为若满足,则确定所述高压电池的母线电压未欠压,允许进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S320。
所述控制单元104,具体还被配置为若不满足,则确定所述高压电池的母线电压欠压,停止进行后续控制,并发起所述高压电池的母线电压存在输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S330。
图13为PDU控制继电器的流程示意图。如图13所示,PDU控制继电器的流程,可分为四个阶段,具体包括:第一阶段为高压上电前的检测,主要进行多合一母线电压检测,判断多合一高压输入是否正常:若长时间未检测到输入高压,则上报“输入欠压”故障。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测之后,若确定所述高压电池的母线电压未欠压,则根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S220。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为针对所述继电器模块中每个继电器的电压,确定该继电器的电压是否等于所述高压电池的母线电压。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S410。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定该继电器的电压等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器存在上电前粘连故障,停止针对该继电器进行后续控制,并发起该继电器存在上电前粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S420。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定该继电器的电压不等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器不存在上电前粘连故障,允许针对该继电器进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S430。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,具体还包括:在第一阶段中,若输入高压正常,则在继电器执行指令动作之前检测继电器(后端)电压,若继电器(后端)电压等于母线电压,则判定为继电器粘连,并上报故障。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路、且所述预充继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测;以及,在所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测之后,若确定所述预充继电器预充未超时,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S230。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述预充继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述预充继电器闭合。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S510。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU控制所述预充继电器闭合之后,确定是否满足在第二设定时间内所述预充继电器的电压大于预设的第一高压阈值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S520。
所述控制单元104,具体还被配置为若满足,则确定所述预充继电器预充正常,允许针对所述预充继电器进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S530。
所述控制单元104,具体还被配置为若不满足,则确定所述预充继电器预充超时,停止针对所述预充继电器进行后续控制,并发起所述预充继电器存在预充超时故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S540。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,具体还包括:第二阶段为继电器高压上电阶段,首先根据硬件设计,可分为有预充继电器K2和没有预充继电器K2两种上电方式:
当存在预充继电器K2时,PDU接收到VCU闭合预充继电器K2的指令后执行闭合动作,此时主继电器K1尚未闭合,当预充继电器K2的电压长时间未达到设定高压阈值时,则预充继电器K2闭合失败,上报“预充超时”故障,该情况可推断预充电路中的预充继电器K2或预充电阻R可能损坏,当预充继电器K2的电压达到设定高压阈值时,则可进行主继电器K1指令的执行动作。
对于没有预充继电器K2的上电方式,则可直接执行主继电器K1指令操作,闭合主继电器K1,同时断开预充继电器K2。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路没有预充电路、且所述主继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S240。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述主继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述主继电器闭合并控制所述预充继电器断开。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S610。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU控制所述主继电器闭合之后,确定所述主继电器的电压是否大于预设的第二高压阈值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S620。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述主继电器的电压大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合正常,允许针对所述主继电器进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S630。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述主继电器的电压未大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合异常,停止针对所述主继电器进行后续控制,并发起所述主继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S640。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,具体还包括:在第二阶段中,在闭合主继电器K1同时断开预充继电器K2之后,此时检测主继电器K1电压,若主继电器K1的电压未达到设定高压阈值,则可推断主继电器K1上电异常,主继电器K1可能损坏,同时上报“主继电器K1闭合异常”的故障。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定相应所述辅助继电器闭合正常,则根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S250。
本发明的方案,基于各个继电器用电部件特性,设计一套PDU高压上下电管理控制方案,具备上电自检、欠压检测、粘连检测、预充超时保护以及各个继电器上电异常等控制逻辑功能,能够有效保护各个继电器损坏,同时增加各个继电器故障实时检测。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合相应所述辅助继电器的闭合指令,则使所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合并控制所述预充继电器断开。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S710。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合之后,确定相应所述辅助继电器的电压是否大于预设的第三高压阈值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S720。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定相应所述辅助继电器的电压大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合正常,允许针对相应所述辅助继电器进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S730。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定相应所述辅助继电器的电压未大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合异常,停止针对相应所述辅助继电器进行后续控制,并发起相应所述辅助继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S740。
在本发明的方案中,上下电逻辑对多合一高压配电单元的所有继电器具有通用性,适配所有继电器的上下电管理控制。其充分考虑母线电压欠压、继电器上下电粘连、预充电路保护、继电器无法闭合故障以及下电超时等故障,对PDU控制继电器起到有效的保护及故障检测功能,具有很高的实际应用价值。本发明的方案中,继电器上下电粘连检测、预充电路保护,以及包含有预充继电器和没有预充继电器两种上电方式,均具有通用性,适用于新能源商用车和乘用车整车所有高压继电器上下电控制逻辑。
所述控制单元104,还被配置为在所述继电器模块高压上电之后,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S140。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为确定所述高压电池的母线电压是否小于预设的第二欠压阈值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S810。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述高压电池的母线电压小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入欠压,停止进行后续控制,并发起所述高压电池的母线电压出现输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S820。
所述控制单元104,具体还被配置为若确定所述高压电池的母线电压未小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入正常,允许进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S830。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,还包括:第三阶段为高压上电完成后的故障监测,主要实时监测母线电压是否降低,若母线电压小于设定的欠压阈值,则说明多合一输入高压欠压,上报“输入欠压”故障。
所述控制单元104,还被配置为在所述继电器模块高压上电之后,在所述高压电池未掉电的情况下,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S150。
在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制,包括:
所述控制单元104,具体还被配置为针对所述继电器模块中每个继电器,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的断开该继电器的断开指令,则使所述PDU控制该继电器断开。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S910。
所述控制单元104,具体还被配置为在所述PDU控制该继电器断开之后,确定是否满足在第三设定时间内该继电器的电压小于预设的电压阈值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S920。
所述控制单元104,具体还被配置为若满足,则确定该继电器高压下电完成,允许针对该继电器进行后续控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S930。
所述控制单元104,具体还被配置为若不满足,则确定该继电器高压下电超时粘连,停止针对该继电器进行后续控制,并发起该继电器出现高压下电超时粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S940。
具体地,如图13所示,PDU控制继电器的流程,还包括:第四阶段为高压下电阶段,当执行VCU断开继电器指令后,监测继电器电压是否降低至设定电压阈值(考虑到部分用电部件存在容性负载的放电情况,此时可能导致继电器电压较长时间未能降至0,因此该电压阈值通常不能设定较小),若在设定时间内继电器电压尚未下降至该电压阈值,则判定该继电器出现粘连故障,上报“继电器粘连及下电超时”故障,若继电器电压及时降低,可高压下电完成。
参见图11、图12和图13所示的例子,本发明的方案,PDU上下电控制的总体流程,包括:
步骤11、在执行高压上电前先进行高压欠压检测,判断多合一继电器的前端输入母线电压是否满足设定的最低欠压阈值,确保输入多合一继电器的前端高压供给正常,这是后续步骤的前提条件,之后执行步骤12。
步骤12、先执行步骤11,然后在各个继电器执行闭合动作前进行各个继电器粘连功能检测,判断继各个继电器后端电压与母线电压是否相等,确保各个继电器无粘连故障,之后执行步骤13。以上两个检测步骤为高压上电前的准备工作,通过欠压检测及粘连检测可有效避免继电器闭合异常及器件故障问题。
步骤13、在以上步骤完成后,针对有预充电路(预充继电器K2和预充电阻R)的控制,在闭合预充继电器K2后,需进行预充超时检测,以防止后端用电部件工作产生大电流损坏预充电路,起到保护预充电路的效果,之后执行步骤14。
步骤14、进一步当执行主继电器K1闭合后,理论上此时主继电器K1的电压会等于母线电压,若此时主继电器K1的电压未上升,则说明主继电器K1的闭合异常,通过检测此时主继电器K1的电压即可判断主继电器K1的闭合是否异常,之后执行步骤15。
步骤15、当主继电器K1正常完成上电后,通过检测母线电压是否下降,达到实时监测母线输入欠压故障,之后执行步骤16。
步骤16、最后在各个继电器执行下电指令后,理论上此时各个继电器电压会及时下降,通过检测各个继电器的电压即可判断各个继电器的断开是否异常,若相应继电器的电压未及时下降,则说明相应继电器出现粘连故障。
在本发明的方案中,增加输入欠压检测功能,当多合一控制器中PDU的输入高压异常或降低时,多合一控制器中PDU能够及时检测并上报故障; 增加各个继电器粘连检测功能,通过上电执行继电器闭合之前检测继电器端是否有高压,以及下电执行断开继电器后检测继电器端电压是否下降,从而判断继电器是否出现粘连故障;针对预充继电器的上电过程,增加上电预充超时检测,起到保护预充继电器的功能;增加各个继电器闭合异常检测,执行相应继电器闭合指令后,检测相应继电器端电压是否跟随母线电压变化,据此可判断该继电器是否损坏。其中,几个功能检测模块具有严格的时序控制逻辑,是一套完整的上下电流程控制方法,每个功能检测模块都需在指定的上电流程中完成,前后流程之间存在协同级联关系,只有在前一个功能检测模块无故障前提下才会进入下一个功能检测模块,并非将各检测功能简单叠加,从而,对整车高压上下电进行有效管理,对整车所有继电器高压上下电具有通用性,既能起到有效保护各个继电器的功能,同时增加各个继电器的上电和下电过程粘连检测,提升了整车高压控制的可靠性和安全性。
所述控制单元104,还被配置为在所述继电器模块的高压下电之后,使所述PDU低压下电。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S160。
具体地,图12为PDU上下电控制的总体流程示意图。如图12所示,PDU上下电控制的总体上下电流程为低压上电,并进行初始化自检,自检完成后进行高压上电前的各个上电继电器粘连检测,其次执行继电器的闭合和断开的控制操作,最后高压下电再次进行各个下电继电器的粘连检测,完成低压下电。
本发明的方案针对多合一继电器高压上电过程中缺少的一些故障检测及继电器异常保护机制的问题,提出一种上下电流程控制方案,具体是提供的一种纯电动汽车的多合一控制器中PDU的高压配电上下电控制方案,通过优化多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能,对整车高压的上下电进行合理控制,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测等功能检测逻辑,以在上下电过程中结合欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测等功能检测逻辑,实现高压上下电异常故障实时监测及各个继电器和后端用电部件的保护;在配合并响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,增强整车高压管理的可靠性和安全性。这样,本发明的方案,结合不同继电器应用工况,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测及保护、以及各个继电器上电异常检测等控制逻辑功能,能够有效保护各个继电器而避免损坏,同时增加各个继电器的故障实时检测,提升了整车高压控制的可靠性和安全性。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
采用本发明的技术方案,通过针对纯电动汽车的多合一控制器中PDU,在对整车高压的上下电进行合理控制的情况下,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测,以在响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,实现对多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能的优化,结合实际应用考虑各个继电器自身的保护措施,避免在整车高压进行上下电的过程中出现异常时可能导致各个继电器、以及整车供电电路中的熔断器甚至整车供电电路后端的用电器件损坏的情况,提升了整车高压管理的可靠性和安全性。
根据本发明的实施例,还提供了对应于纯电动汽车的控制装置的一种纯电动汽车。该纯电动汽车可以包括:以上所述的纯电动汽车的控制装置。
由于本实施例的纯电动汽车所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
采用本发明的技术方案,通过针对纯电动汽车的多合一控制器中PDU,在对整车高压的上下电进行合理控制的情况下,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测,以在响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,实现对多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能的优化,能够有效保护各个继电器而避免损坏,同时增加各个继电器的故障实时检测,提升了整车高压控制的可靠性和安全性。
根据本发明的实施例,还提供了对应于纯电动汽车的控制方法的一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的纯电动汽车的控制方法。
由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
采用本发明的技术方案,通过针对纯电动汽车的多合一控制器中PDU,在对整车高压的上下电进行合理控制的情况下,增加欠压检测、各个继电器粘连检测、预充超时检测、各个继电器闭合异常检测,以在响应VCU控制指令的同时,也能有效进行各个继电器的保护及故障检测,实现对多合一控制器中PDU自检及整车高压上下电管理的功能的优化,既能起到有效保护各个继电器的功能,同时增加各个继电器的上电和下电过程粘连检测,提升了整车高压控制的可靠性和安全性。
综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种纯电动汽车的控制方法,其特征在于,所述纯电动汽车,具有高压电池、多合一控制器和继电器模块;所述多合一控制器,包括:MCU、VCU和PDU;所述继电器模块,包括:主继电器和辅助继电器;在所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路的情况下,所述继电器模块,还包括:预充继电器;所述辅助继电器的数量为一个以上;所述纯电动汽车的控制方法,包括:
使所述PDU低压上电并初始化;
获取所述高压电池的母线电压;并获取所述继电器模块中每个继电器的电压;
根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制;
在所述继电器模块高压上电之后,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制;
在所述继电器模块高压上电之后,在所述高压电池未掉电的情况下,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制;
在所述继电器模块的高压下电之后,使所述PDU低压下电;
其中,在所述继电器模块高压上电过程中的各功能检测过程,具体包括对所述高压电池进行欠压检测的功能检测过程、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的功能检测过程、对所述预充继电器进行预充超时检测的功能检测过程、对所述主继电器进行闭合异常检测的功能检测过程、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测的功能检测过程,各功能检测过程之间具有严格的时序控制逻辑,具体如下:
第一时序的控制逻辑:所述PDU在执行所述继电器模块的高压上电前,首先进行欠压检测即执行对所述高压电池进行欠压检测的功能检测过程,以保证后续上电过程是在高压供电正常的前提和环境下进行的;
第二时序的控制逻辑:在确定在高压供电正常的情况下,才进行上电粘连检测即执行对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的功能检测过程;
第三时序的控制逻辑:在经上电粘连检测确定继电器未粘连的情况下,才允许进行继电器高压上电的控制;也就是说,在继电器上电粘连检测后,即完成继电器高压上电的准备工作;在完成继电器高压上电的准备工作后,就允许进行继电器高压上电的控制;在继电器高压上电的控制中,当所述PDU执行闭合预充继电器的指令后,需要检测主继电器的电压是否上升到指定的高压阈值,以防止下一步骤中主继电器在闭合瞬间主继电器两端的压差过大从而减少主继电器的寿命;
第四时序的控制逻辑:在进行预充超时检测之后若确定预充上电正常,才进行闭合异常检测即执行对所述主继电器进行闭合异常检测的功能控制过程,具体是:预充上电正常后执行闭合主继电器的指令,通常需要再断开预充继电器,以保证工作电路为主继电器,若此时断开预充继电器后主继电器的电压下降,说明主继电器的闭合异常,并上报故障;当然,在主继电器闭合完成后,对于相应辅助继电器的闭合,也要进行对应的闭合异常检测即执行对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测的功能控制过程。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车的控制方法,其特征在于,所述高压电池的正极,分别与所述主继电器的常开触点的第一连接端、所述预充继电器的常开触点的第一连接端、以及一个以上所述辅助继电器中每个所述辅助继电器的常开触点的第一连接端相连;所述主继电器的常开触点的第二连接端与所述MCU相连,所述预充继电器的常开触点的第二连接端与所述主继电器的常开触点的第二连接端相连;每个所述辅助继电器的常开触点的第二连接端,与所述纯电动汽车的对应辅助用电器件相连;
获取所述继电器模块中每个继电器的电压,包括:
获取所述继电器模块中每个继电器的第二连接端的电压。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车的控制方法,其特征在于,根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制,包括:
根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测;
在所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测之后,若确定所述高压电池的母线电压未欠压,则根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测;
在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路、且所述预充继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测;以及,在所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测之后,若确定所述预充继电器预充未超时,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测;
在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定所述纯电动汽车的供电电路没有预充电路、且所述主继电器未发生粘连,则根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测;
在所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测之后,若确定相应所述辅助继电器闭合正常,则根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测。
4.根据权利要求3所述的纯电动汽车的控制方法,其特征在于,其中,
根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池的母线电压进行欠压检测,包括:
确定是否满足在第一设定时间内所述高压电池的母线电压大于预设的第一欠压阈值;
若满足,则确定所述高压电池的母线电压未欠压;
若不满足,则确定所述高压电池的母线电压欠压,并发起所述高压电池的母线电压存在输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;
和/或,
根据所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测,包括:
针对所述继电器模块中每个继电器的电压,确定该继电器的电压是否等于所述高压电池的母线电压;
若确定该继电器的电压等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器存在上电前粘连故障,并发起该继电器存在上电前粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;
若确定该继电器的电压不等于所述高压电池的母线电压,则确定该继电器不存在上电前粘连故障。
5.根据权利要求3所述的纯电动汽车的控制方法,其特征在于,其中,
根据所述VCU发出的闭合指令和所述预充继电器的电压,使所述PDU对所述预充继电器进行预充超时检测,包括:
若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述预充继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述预充继电器闭合;
在所述PDU控制所述预充继电器闭合之后,确定是否满足在第二设定时间内所述预充继电器的电压大于预设的第一高压阈值;
若满足,则确定所述预充继电器预充正常;
若不满足,则确定所述预充继电器预充超时,并发起所述预充继电器存在预充超时故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;
和/或,
根据所述VCU发出的闭合指令和所述主继电器的电压,使所述PDU对所述主继电器进行闭合异常检测,包括:
若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合所述主继电器的闭合指令,则使所述PDU控制所述主继电器闭合并控制所述预充继电器断开;
在所述PDU控制所述主继电器闭合之后,确定所述主继电器的电压是否大于预设的第二高压阈值;
若确定所述主继电器的电压大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合正常;
若确定所述主继电器的电压未大于预设的第二高压阈值,则确定所述主继电器闭合异常,并发起所述主继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;
和/或,
根据相应所述辅助继电器的电压,使所述PDU根据所述VCU发出的闭合指令对相应所述辅助继电器进行闭合异常检测,包括:
若确定所述PDU接收到所述VCU发出的闭合相应所述辅助继电器的闭合指令,则使所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合并控制所述预充继电器断开;
在所述PDU控制相应所述辅助继电器闭合之后,确定相应所述辅助继电器的电压是否大于预设的第三高压阈值;
若确定相应所述辅助继电器的电压大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合正常;
若确定相应所述辅助继电器的电压未大于预设的第三高压阈值,则确定相应所述辅助继电器闭合异常,并发起相应所述辅助继电器存在闭合异常故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
6.根据权利要求1所述的纯电动汽车的控制方法,其特征在于,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制,包括:
确定所述高压电池的母线电压是否小于预设的第二欠压阈值;
若确定所述高压电池的母线电压小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入欠压,并发起所述高压电池的母线电压出现输入欠压故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电;
若确定所述高压电池的母线电压未小于预设的第二欠压阈值,则确定所述高压电池的母线电压输入正常。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的纯电动汽车的控制方法,其特征在于,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制,包括:
针对所述继电器模块中每个继电器,若确定所述PDU接收到所述VCU发出的断开该继电器的断开指令,则使所述PDU控制该继电器断开;
在所述PDU控制该继电器断开之后,确定是否满足在第三设定时间内该继电器的电压小于预设的电压阈值;
若满足,则确定该继电器高压下电完成;
若不满足,则确定该继电器高压下电超时粘连,并发起该继电器出现高压下电超时粘连故障的提醒消息,以禁止后续的高压上电。
8.一种纯电动汽车的控制装置,其特征在于,所述纯电动汽车,具有高压电池、多合一控制器和继电器模块;所述多合一控制器,包括:MCU、VCU和PDU;所述继电器模块,包括:主继电器和辅助继电器;在所述纯电动汽车的供电电路具有预充电路的情况下,所述继电器模块,还包括:预充继电器;所述辅助继电器的数量为一个以上;所述纯电动汽车的控制装置,包括:
控制单元,被配置为使所述PDU低压上电并初始化;
获取单元,被配置为获取所述高压电池的母线电压;并获取所述继电器模块中每个继电器的电压;
所述控制单元,还被配置为根据所述高压电池的母线电压、以及所述继电器模块中每个继电器的电压,并结合所述VCU发出的闭合指令,使所述PDU按设定的时序控制逻辑,对所述高压电池进行欠压检测、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测、对所述预充继电器进行预充超时检测、对所述主继电器进行闭合异常检测、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测,以实现对所述继电器模块的高压上电控制;
所述控制单元,还被配置为在所述继电器模块高压上电之后,根据所述高压电池的母线电压,使所述PDU对所述高压电池进行掉电检测,以实现对所述高压电池的供电控制;
所述控制单元,还被配置为在所述继电器模块高压上电之后,在所述高压电池未掉电的情况下,根据所述VCU发出的断开指令,并结合所述继电器模块中每个继电器的电压,使所述PDU对所述继电器模块中每个继电器进行下电超时检测,以实现对所述继电器模块的高压下电控制;
所述控制单元,还被配置为在所述继电器模块的高压下电之后,使所述PDU低压下电;
其中,在所述继电器模块高压上电过程中的各功能检测过程,具体包括对所述高压电池进行欠压检测的功能检测过程、对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的功能检测过程、对所述预充继电器进行预充超时检测的功能检测过程、对所述主继电器进行闭合异常检测的功能检测过程、对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测的功能检测过程,各功能检测过程之间具有严格的时序控制逻辑,具体如下:
第一时序的控制逻辑:所述PDU在执行所述继电器模块的高压上电前,首先进行欠压检测即执行对所述高压电池进行欠压检测的功能检测过程,以保证后续上电过程是在高压供电正常的前提和环境下进行的;
第二时序的控制逻辑:在确定在高压供电正常的情况下,才进行上电粘连检测即执行对所述继电器模块中每个继电器进行上电前粘连检测的功能检测过程;
第三时序的控制逻辑:在经上电粘连检测确定继电器未粘连的情况下,才允许进行继电器高压上电的控制;也就是说,在继电器上电粘连检测后,即完成继电器高压上电的准备工作;在完成继电器高压上电的准备工作后,就允许进行继电器高压上电的控制;在继电器高压上电的控制中,当所述PDU执行闭合预充继电器的指令后,需要检测主继电器的电压是否上升到指定的高压阈值,以防止下一步骤中主继电器在闭合瞬间主继电器两端的压差过大从而减少主继电器的寿命;
第四时序的控制逻辑:在进行预充超时检测之后若确定预充上电正常,才进行闭合异常检测即执行对所述主继电器进行闭合异常检测的功能控制过程,具体是:预充上电正常后执行闭合主继电器的指令,通常需要再断开预充继电器,以保证工作电路为主继电器,若此时断开预充继电器后主继电器的电压下降,说明主继电器的闭合异常,并上报故障;当然,在主继电器闭合完成后,对于相应辅助继电器的闭合,也要进行对应的闭合异常检测即执行对每个所述辅助继电器进行闭合异常检测的功能控制过程。
9.一种纯电动汽车,其特征在于,包括:如权利要求8所述的纯电动汽车的控制装置。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任一项所述的纯电动汽车的控制方法。
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