一种电动汽车上下电时序控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电控安全领域，特别涉及一种电动汽车上下电时序控制方法。

背景技术

随着社会发展，宏观背景下，世界各国对技术进步及能源安全重视程度的加深，内燃机在公路交通领域逐渐被其他能源的动力系统取代，为电动化的技术新能源汽车带来了发展的良机。而新能源汽车上控制器繁多，高压安全问题更是行业内所关心，为了更有效安全的将整车所有控制器有效的执行上下电功能，所以一套安全可靠地整车控制上下电控制时序必不可少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车上下电时序控制方法，用于控制车辆进行安全可靠的进行上下电控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车上下电时序控制方法，包括正常上下电时序控制策略和紧急下电时序控制策略，所述正常上下电策略用于控制车辆的正常安全上下电；所述紧急下电时序控制策略用于控制整车在紧急下电类故障或车辆碰撞时完成紧急下电控制；所述正常上下电时序控制策略包括：VCU接收钥匙0N唤醒信号唤醒后自检从初始化状态进入上低压且等待上高压状态；在VCU处于上低压且等待上高压状态时检测到有下电类故障发生或钥匙关闭，则从当前状态转移到等待下低压状态。

在VCU处于上低压且等待上高压状态时，VCU接收到BMS及MCU反馈的自检信号、无下电类故障、N档、无插枪、车辆静止等条件满足时从上低压且等待上高压状态转移到请求BMS上高压状态；在VCU处于请求BMS上高压状态时如下条件任一发生时从当前状态转移到请求下高压状态：时间超过5S预充继电器未闭合、钥匙关闭、插充枪或者有下电类故障发生。

在BMS上高压状态下，BMS进行上高压控制，此时VCU接收由BMS反馈的主正、预充、主负状态信号，当VCU处于请求BMS上高压状态时接收到预充或主继电器闭合信号后从当前状态转移到预充继电器闭合状态；在VCU处于预充继电器闭合状态时如下条件任一发生时从当前状态转移到请求下高压状态：在5S内未收到BMS反馈的主继电器闭合信号、钥匙关闭、插充电枪或者系统检测到有下电类故障发生。

在VCU处于预充继电器闭合状态下VCU接收到BMS反馈的主继电器闭合状态后从当前状态转移到主继电器闭合状态，VCU发送给DCDC开启指令；在VCU处于主继电器闭合状态时如下条件任一发生时从当前状态转移到等待车辆静止状态：IGBT未就绪时间超过5S、主继电器断开、钥匙关闭、插充电枪或者系统检测到有下电类故障发生。

在VCU处于主继电器闭合状态下监测无下电类故障发生并且IGBT就绪时从当前状态转移到高压状态；在VCU处于高压状态下监测到如下条件任一发生时从当前状态转移到等待车辆静止状态：BMS反馈VCU主继电器断开、钥匙关闭、插充电枪或者系统检测到有下电类故障发生。

在VCU处于等待车辆静止状态如下条件任一发生时从当前状态转移到附件下电状态：在当前状态时间超过5S、车辆静止、BMS反馈VCU主继电器断开或者主继电器故障；在VCU处于等待车辆静止状态如下条件同时满足时从当前状态转移到主继电器闭合状态：钥匙开、无插充电枪、车辆处于N档并且系统没有检测到有下电类故障发生。

在VCU处于附件下电状态如下条件任一发生时从当前状态转移到请求下高压状态：附件状态时间超过20S、附件下电成功或者BMS反馈主继电器断开；在VCU处于附件下电状态如下条件同时满足时从当前状态转移到主继电器闭合状态:钥匙开、无插充电枪、车辆处于N档并且系统没有检测到有下电类故障发生。

在VCU处于请求下高压状态时间超过5S或者BMS反馈主继电器断开时从当前状态转移到MCU放电状态，VCU发送给MCU放电指令；在VCU处于MCU放电状态时间超过10S或者MCU放电成功后从当前状态转移到等待下低压状态；在VCU处于MCU放电状态如下条件同时满足时从当前状态转移到上低压且等待上高压状态：钥匙开、BMS反馈电池就绪状态、系统检测无下电类故障发生、车辆处于N档、无插充电枪并且车辆静止；在VCU处于等待下低压状态时钥匙关闭并且附件不使能时从当前状态转移到下低压状态；在VCU处于等待下低压状态时钥匙开并且系统有下电类故障发生时从当前状态转移到上低压且等待上高压状态；VCU处于下低压状态时VCU检测到整车未休眠、钥匙开并且系统无下电类故障发生时从当前状态转移到上低压且等待上高压状态。

紧急下电时序控制策略包括在正常上下电时序控制策略中任一时刻发生紧急下电类故障或碰撞，则VCU进入紧急高压部件下电状态。

在VCU处于紧急高压部件下电状态下时间超过一定阈值或者BMS反馈主继电器已经断开则从当前状态转移到紧急电机放电状态；在紧急高压部件下电状态或者紧急电机放电状态其中任一状态时如检测到钥匙关并且电机放电成功则从当前状态转移到下低压状态；在VCU下低压状态时检测到钥匙开并且系统无下电类故障发生则从当前状态转移到上低压且等待上高压状态。

本发明的优点在于：上电控制时序安全可靠，可以有效地安全的实现正常上下电控制以及在紧急情况下的紧急下电控制，从而保证了车辆的上下电安全。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明正常上下电时序策略流程图；

图2为本发明紧急下电时序策略流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明在车辆熄火状态下，制动踏板有效同时按下一键启动按钮,VCU发送高压上电信号至BMS,BMS闭合相关高压继电器后，发送高压上电完成状态。车辆在Ready状态下，按下一键启动按钮，VCU根据车辆当前状态，控制高压附件关闭并发出高压下电指令，BMS完成高压下电后，VCU控制高压器件泄放电荷到安全区域，然后根据车辆状态关闭相关器件。而如果发生高压安全相关故障需要设计紧急下电过程，所以完整的整车上下电时序控制功能策略不但要考虑正常的上下电时序操作还要兼顾整车高压安全设计出紧急下电功能策略。本申请技术方案提供上下电时序可以兼顾正常上下电以及紧急下电时序控制，使得车辆运行上下电更加安全可靠。正常操作上下电时序控制功能策略如图1：

正常上下电时序控制策略设计：

1、针对正常上下电时序控制策略设计了十二个状态：初始化状态、上低压且等待上高压状态、请求BMS上高压状态、预充继电器闭合状态、主继电器闭合状态、高压运行状态、等待车辆静止状态、附件下电状态、请求下高压状态、MCU放电状态、等待下低压状态、下低压状态；每个状态对应是其控制策略，具体可以为：上低压且等待上高压状态是指控制整车上低压并且等待接收上高压的指令；请求BMS上高压状态是指发出请求BMS上高压指令对应的状态；预充继电器闭合状态是指控制预充继电器闭合时对应的状态；主继电器闭合状态是指主继电器闭合时对应的车辆状态；高压运行状态是指此时上高压后车辆处于高压运行对应的状态；等待车辆静止状态为等待车辆静止对应的状态；附件下电状态是指控制附件下电对应的状态、请求下高压状态是指发出下高压请求对应的状态、MCU放电状态是指控制MCU放电对应的状态；等待下低压状态是一个中间态，此时接收到下低压信号后控制车辆下低压然后进入下低压状态。本申请的各种状态实际上是车辆运行过程中上下电控制对应的一个状态，可顾名思义。

2、VCU接收钥匙0N唤醒信号唤醒后自检从初始化状态进入上低压且等待上高压状态；

3、在VCU处于上低压且等待上高压状态时检测到有下电类故障发生或钥匙关闭，则从当前状态转移到等待下低压状态；

4、VCU接收到BMS及MCU反馈的自检信号、无下电类故障、N档、无插枪、车辆静止等条件满足时从上低压且等待上高压状态转移到请求BMS上高压状态；

5、在VCU处于请求BMS上高压状态时如下条件任一发生时从当前状态转移到请求下高压状态：时间超过5S预充继电器未闭合、钥匙关闭、插充枪或者有下电类故障发生；

6、VCU接收由BMS反馈的主正、预充、主负状态信号，当VCU处于请求BMS上高压状态时接收到预充或主继电器闭合信号后从当前状态转移到预充继电器闭合状态；

7、在VCU处于预充继电器闭合状态时如下条件任一发生时从当前状态转移到请求下高压状态：在5S内未收到BMS反馈的主继电器闭合信号、钥匙关闭、插充电枪或者系统检测到有下电类故障发生；

8、在VCU处于预充继电器闭合状态下VCU接收到BMS反馈的主继电器闭合状态后从当前状态转移到主继电器闭合状态，VCU发送给DCDC开启指令；

9、在VCU处于主继电器闭合状态时如下条件任一发生时从当前状态转移到等待车辆静止状态：IGBT未就绪时间超过5S、主继电器断开、钥匙关闭、插充电枪或者系统检测到有下电类故障发生；

10、在VCU处于主继电器闭合状态下监测无下电类故障发生并且IGBT就绪时从当前状态转移到高压状态；

11、在VCU处于高压状态下监测到如下条件任一发生时从当前状态转移到等待车辆静止状态：BMS反馈VCU主继电器断开、钥匙关闭、插充电枪或者系统检测到有下电类故障发生；

12、在VCU处于等待车辆静止状态如下条件任一发生时从当前状态转移到附件下电状态：在当前状态时间超过5S、车辆静止、BMS反馈VCU主继电器断开或者主继电器故障；

13、在VCU处于等待车辆静止状态如下条件同时满足时从当前状态转移到主继电器闭合状态：钥匙开、无插充电枪、车辆处于N档并且系统没有检测到有下电类故障发生；

14、在VCU处于附件下电状态如下条件任一发生时从当前状态转移到请求下高压状态：附件状态时间超过20S、附件下电成功或者BMS反馈主继电器断开；

15、在VCU处于附件下电状态如下条件同时满足时从当前状态转移到主继电器闭合状态:钥匙开、无插充电枪、车辆处于N档并且系统没有检测到有下电类故障发生；

16、在VCU处于请求下高压状态时间超过5S或者BMS反馈主继电器断开时从当前状态转移到MCU放电状态，VCU发送给MCU放电指令；

17、在VCU处于MCU放电状态时间超过10S或者MCU放电成功后从当前状态转移到等待下低压状态；

18、在VCU处于MCU放电状态如下条件同时满足时从当前状态转移到上低压且等待上高压状态：钥匙开、BMS反馈电池就绪状态、系统检测无下电类故障发生、车辆处于N档、无插充电枪并且车辆静止；

19、在VCU处于等待下低压状态时钥匙关闭并且附件不使能时从当前状态转移到下低压状态；

20、在VCU处于等待下低压状态时钥匙开并且系统有下电类故障发生时从当前状态转移到上低压且等待上高压状态；

21、档VCU处于下低压状态时VCU检测到整车未休眠、钥匙开并且系统无下电类故障发生时从当前状态转移到上低压且等待上高压状态。

紧急下电功能策略如图2所示：

紧急下电时序控制策略设计：

1、针对紧急下电时序在正常上下电时序基础上增加了如下状态：紧急高压部件下电、紧急电机放电；

2、在正常上下电时序过程中任一状态如系统检测发生紧急下电类故障或者碰撞则从当前状态转移到紧急高压部件下电状态；此时控制高压部件紧急下电；

3、在VCU处于紧急高压部件下电状态下时间超过一定阈值或者BMS反馈主继电器已经断开则从当前状态转移到紧急电机放电状态；紧急电机放电状态下，控制电机放电。

4、在紧急高压部件下电状态或者紧急电机放电状态其中任一状态时如检测到钥匙关并且电机放电成功则从当前状态转移到下低压状态；

5、在VCU下低压状态时检测到钥匙开并且系统无下电类故障发生则从当前状态转移到上低压且等待上高压状态。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。