高压泄放方法、装置、整车控制器及新能源电动汽车

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种新能源电动汽车的高压泄放方法、装置、整车控制器及新能源电动汽车。

背景技术

目前新能源电动汽车高压系统通常采用并联结构，主要包括动力电池组、电驱动系统、DCDC(Direct Current，DCDC电压变换器)、电动空调压缩机、PTC(Ptc Heater，加热系统)、高压分线盒、车载充电系统等。在整个高压回路中，高压继电器断开后，高压回路中电量残存通常存储在电机控制器中，而高压系统采用的并联结构导致触碰任意位置都会有触电风险。

相关技术中，当高压继电器断开后，利用电机绕组发热将电机控制器母线电容里存储的电量快速消耗掉，以进行泄压，即高压泄放。然而，一旦MCU(Motor ControllerUnit，电机控制器)或者电机发生故障，则无法实现主动泄压，只能通过泄压电阻进行被动泄压，而被动泄压的时间较长，无法及时泄压，依然存在触电隐患，无法保证安全性，亟待解决。

申请内容

本申请提供一种新能源电动汽车的高压泄放方法、装置、整车控制器及新能源电动汽车，以解决相关技术中只利用驱动电机泄压，一旦驱动电机故障，只能利用泄压电阻被动泄压，甚至无法进行泄压，导致无法保证及时泄压，降低安全性等技术问题。

本申请第一方面实施例提供一种新能源电动汽车的高压泄放方法，包括以下步骤：检测动力电池的控制开关是否断开；在检测到所述动力电池的控制开关断开时，检测电机控制器和/或驱动电机是否故障；在检测到无故障时，利用所述电机控制器控制所述驱动电机工作的同时，控制高压回路中一个或多个高压负载工作，以共同泄放所述新能源电动汽车的高压回路中残余电量，在检测到故障时，控制所述高压回路中一个或多个高压负载工作。

进一步地，高压负载包括电驱动系统、DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统，在控制所述高压回路中一个或多个高压负载工作之前，本申请实施例的方法还包括：获取所述一个或多个高压负载的当前状态；判断所述一个或多个高压负载的当前状态是否满足泄放条件；若判定所述一个或多个高压负载的当前状态满足所述泄放条件，则允许所述一个或多个高压负载工作。

进一步地，本申请实施例的方法还包括：检测所述高压回路的当前电压；若所述当前电压小于第一安全阈值，则控制所述一个或多个高压负载停止工作。

进一步地，本申请实施例的方法还包括：在所述一个或多个高压负载停止工作，且所述当前电压小于第二安全阈值，则控制所述电机控制器和所述驱动电机停止工作，其中，所述第二安全阈值小于所述第一安全阈值。

可选地，所述第一安全阈值可以为60V，所述第二安全阈值可以为30V。

本申请第二方面实施例提供一种新能源电动汽车的高压泄放装置，包括：第一检测模块，用于检测动力电池的控制开关是否断开；第二检测模块，用于在检测到所述动力电池的控制开关断开时，检测电机控制器和/或驱动电机是否故障；第一控制模块，用于在检测到无故障时，利用所述电机控制器控制所述驱动电机工作的同时，控制高压回路中一个或多个高压负载工作，以共同泄放所述新能源电动汽车的高压回路中残余电量，在检测到故障时，控制所述高压回路中一个或多个高压负载工作。

进一步地，高压负载包括电驱动系统、DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统，本申请实施例的装置还包括：获取模块，用于在控制所述高压回路中一个或多个高压负载工作之前，获取所述一个或多个高压负载的当前状态；判断模块，用于判断所述一个或多个高压负载的当前状态是否满足泄放条件；允许模块，用于在判定所述一个或多个高压负载的当前状态满足所述泄放条件时，允许所述一个或多个高压负载工作。

进一步地，本申请实施例的装置还包括：第三检测模块，用于检测所述高压回路的当前电压；第二控制模块，用于在所述当前电压小于第一安全阈值时，控制所述一个或多个高压负载停止工作；第三控制模块，用于在所述一个或多个高压负载停止工作，且所述当前电压小于第二安全阈值时，控制所述电机控制器和所述驱动电机停止工作，其中，所述第二安全阈值小于所述第一安全阈值，其中，所述第一安全阈值可以为60V，所述第二安全阈值可以为30V。

本申请第三方面实施例提供一种整车控制器，其包括上述的新能源电动汽车的高压泄放装置。

本申请第四方面实施例提供一种新能源电动汽车，其包括上述的整车控制器。

在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作，可以有效减少泄压时间，提高泄压效率，降低触电风险，保证安全性，且在驱动电机故障时，通过辅助泄压及时泄放高压回路中残余电量，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。由此，解决了相关技术中只利用驱动电机泄压，一旦驱动电机故障，只能利用泄压电阻被动泄压，甚至无法进行泄压，导致无法保证及时泄压，降低安全性等技术问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术提供的新能源电动汽车泄放策略示意图；

图2为根据本申请实施例提供的一种新能源电动汽车的高压泄放方法的流程示意图

图3为根据本申请实施例提供的新能源电动汽车泄放策略示意图；

图4为根据本申请一个实施例提供的新能源电动汽车的高压泄放方法流程示意图；

图5为根据本申请实施例的新能源电动汽车的高压泄放装置的示例图。

附图标记说明：

K0表示高压正极继电器、K1表示预充继电器、K2表示高压负极继电器、r0表示预充电阻。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

随着国家对新能源汽车大力支持和时代趋势的发展，新能源汽车在市场上的占有率逐渐增加，因此，对于新能源汽车的要求也随之提高，不仅要求其环保节能，而且其安全性能也要得到充分的保证。目前新能源车型的高压系统，额定电压达到330V以上，最高电压基本在400V以上，甚至部分车型最高电压达到了600多伏。电动汽车安全要求B级电压电路直流电压必须小于60V，而电动汽车动辄几百伏电压，能够对人体产生严重伤害。因此，需要设计一个高效安全的高压系统，在人体触碰到带电高压部分前，将高压系统回路电压泄放到安全电压以下。

相关技术如图1所示，在整车下电过程中，整车控制器发送指令至电池管理系统，电池管理系统根据该指令控制高压继电器断开，其中，电池管理系统断开正极继电器之后，再断开负极继电器，并实时将继电器状态发送到整车网络上。整车控制器收到继电器断开信息后，检测电驱系统有无故障，若无故障指令电驱系统进行高压泄放(如图中箭头所示)；若有故障则不进行主动泄放。然而，如上述背景技术所述，驱动电机故障时存在泄压不及时降低安全性等问题。

下面参考附图描述本申请实施例的新能源电动汽车的高压泄放方法、装置、整车控制器及新能源电动汽车。针对上述背景技术中心提到的相关技术中只利用驱动电机泄压，一旦驱动电机故障，只能利用泄压电阻被动泄压，甚至无法进行泄压，导致无法保证及时泄压，降低安全性等技术问题的问题，本申请提供了一种新能源电动汽车的高压泄放方法方法，在该方法中，在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作，可以有效减少泄压时间，提高泄压效率，降低触电风险，保证安全性，且在驱动电机故障时，通过辅助泄压及时泄放高压回路中残余电量，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。由此，解决了相关技术中只利用驱动电机泄放，一旦驱动电机故障，只能利用泄放电阻被动泄放，甚至无法进行泄放，导致无法保证及时泄放，降低安全性等技术问题。

具体而言，图2为本申请实施例所提供的一种新能源电动汽车的高压泄放方法的流程示意图。

如图2所示，该新能源电动汽车的高压泄放方法包括以下步骤：

在步骤S101中，检测动力电池的控制开关是否断开。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例可以根据控制开关产生的关闭和打开信号检测控制开关是否断开；作为另一种可能实现的方式，本申请实施例还可以通过设置检测电路检测控制开关是否断开。因此，本申请可以通过多种方式检测控制开关是否断开，上述仅作为示例，不做具体限定。

其中，控制开关可以为高压继电器，高压继电器是当高压电路的输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。在本实施例中，以高压继电器作为控制开关为例，则高压继电器包括用于断开电池组的正极继电器和用于断开电池组的负极继电器，断开时，先断开正极继电器，然后断开负极继电器，当检测到正极继电器和负极继电器均断开时，确定动力电池的高压继电器断开。

在步骤S102中，在检测到动力电池的控制开关断开时，检测电机控制器和/或驱动电机是否故障。

可以理解的是，当动力电池的控制开关断开时，由于整个高压回路中电量残存通常存储在电机控制器中，因此需要进一步检测电机控制器和/或驱动电机是否故障，以分别进行不同的泄压策略，其中，根据是否故障进行不同的泄压策略将在步骤S103中进行详细阐述，此处不做过多陈述。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例可以根据电机控制器和驱动电机反馈的状态信息检测是否故障，其中，状态信息包括故障信息，当状态信息为故障信息时，确定故障；作为另一种可能实现的方式，本申请实施例还可以通过设置检测电路检测电机控制器和驱动电机是否故障。因此，本申请实施例可以通过多种方式检测电机控制器和驱动电机是否故障，上述仅作为示例，不做具体限定。

在步骤S103中，在检测到无故障时，利用电机控制器控制驱动电机工作的同时，控制高压回路中一个或多个高压负载工作，以共同泄放新能源电动汽车的高压回路中残余电量，在检测到故障时，控制高压回路中一个或多个高压负载工作。

可以理解的是，本申请实施例在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作可以更快速地将母线电压泄放到安全电压以下；且在驱动电机无法泄压时，通过高压回路中一个或多个高压负载进行辅助泄压，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。

需要说明的是，由于辅助泄压为主动泄压，且相比较被动泄压可以保证及时泄压，因此本实施例中可以不设置泄压电阻，以降低泄压成本。当然，本申请实施例中也可以设置泄压电阻，通过辅助泄压及被动泄压进行双重泄压保障，以在辅助泄压故障时，可以进行被动泄压，保证泄压的可靠性，挺高安全性。因此，可以根据实际泄压需求选择是否设置泄压电阻，在此不做具体限定。

在本实施例中，如图3所示，高压负载可以包括电驱动系统、DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统，本申请实施例可以通过多种方式选择高压回路工作的高压负载，在此不做具体限定。

作为一种可能实现的方式，在控制高压回路中一个或多个高压负载工作之前，还包括：获取一个或多个高压负载的当前状态；判断一个或多个高压负载的当前状态是否满足泄放条件；若判定一个或多个高压负载的当前状态满足泄放条件，则允许一个或多个高压负载工作。

其中，高压负载的当前状态可以包括非故障状态和故障状态，在当前状态为非故障状态时，确定满足泄放条件，否则，确定不满足泄放条件，以此确定可以进行工作的高压负载，从而可以在当高压继电器断开后，根据各个高压负载状态判断其是否故障，并控制无故障的高压负载进行电压泄放，以提高泄压的可靠性。

作为另一种可能实现的方式，在控制高压回路中一个或多个高压负载工作之前，本申请实施例可以预先设置参与泄放的高压负载，比如，设置参与泄放的高压负载为：DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统，则在进行泄放时，同时控制电驱动系统、DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统共同进行高压回路中残余电量泄放，以提高泄放的效率；再比如，设置参与泄放的高压负载为：DCDC电压变换器，则在进行泄放时，同时控制电驱动系统、DCDC电压变换器共同进行高压回路中残余电量泄放，以简化控制的策略。其中，如果预设设置参与泄放的高压负载故障，则控制故障的高压负载不进行泄放。

在一些实施例中，本申请实施例的方法还包括：检测高压回路的当前电压；若当前电压小于第一安全阈值，则控制一个或多个高压负载停止工作。

其中，第一安全阈值可以为60V或者50V等，可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。以第一安全阈值为60V为例，当监测母线电压泄放到60V以下时，控制参与泄放的高压负载退出主动泄放，由于高压回路中残余电量已经处于安全范围内，因此可以控制高压负载停止泄放，以降低主动泄放的能耗。

在一些实施例中，在一个或多个高压负载停止工作，且当前电压小于第二安全阈值，则控制电机控制器和驱动电机停止工作，其中，第二安全阈值小于第一安全阈值。

可以理解的是，当前电压小于第一安全阈值时，为了避免残余电量依然可能会产生触电危险，本申请实施例还设置了第二安全阈值，以在小于第一安全阈值、且大于第二安全阈值时，通过驱动电机继续进行高压泄放，当前电压小于第二安全阈值时，控制电机控制器和驱动电机停止工作，从而进一步保证泄放的安全可靠性。其中，第二安全阈值可以为30V或者20V等，可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

下面将通过一个具体实施例对新能源电动汽车的高压泄放方法进行进一步阐述，如图4所示，高压泄放方法包括以下步骤：

步骤S1，BMS(Battery Management System，电池管理系统)断开高压继电器，并将高压继电器断开状态反馈到整车CAN网络上；

步骤S2，VCU(整车控制器)通过整车CAN网络接收BMS发出的高压继电器断开信息；

步骤S3，高压负载实时反馈自身状态信息，其中，状态信息包括故障状态和非故障状态等，高压负载包括电驱动系统、DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统；

步骤S4，VCU接收所有高压负载的状态信息，如果高压负载为非故障状态，则执行步骤S5，否则，执行步骤S7；

步骤S5，VCU发送工作指令给无故障的高压负载，以控制无故障的高压负载进行电压泄放；

步骤S6，判断母线电压是否低于60V，如果是，则执行步骤S7，否者执行步骤S5；

步骤S7，高压负载停止高压泄放，高压泄放结束。

根据本申请实施例提出的新能源电动汽车的高压泄放方法，在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作，可以有效减少泄压时间，提高泄压效率，降低触电风险，保证安全性，且在驱动电机故障时，通过辅助泄压及时泄放高压回路中残余电量，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的新能源电动汽车的高压泄放装置。

图5是本申请实施例的新能源电动汽车的高压泄放装置的方框示意图。

如图5所示，该新能源电动汽车的高压泄放装置10包括：第一检测模块100、第二检测模块200和第一控制模块300。

其中，第一检测模块100用于检测动力电池的控制开关是否断开；第二检测模块200用于在检测到动力电池的控制开关断开时，检测电机控制器和/或驱动电机是否故障；第一控制模块300用于在检测到无故障时，利用电机控制器控制驱动电机工作的同时，控制高压回路中一个或多个高压负载工作，以共同泄放新能源电动汽车的高压回路中残余电量，在检测到故障时，控制高压回路中一个或多个高压负载工作。

进一步地，高压负载包括电驱动系统、DCDC电压变换器、电动空调压缩机和加热系统，本申请实施例的装置10还包括：获取模块、判断模块和允许模块。其中，获取模块，用于在控制高压回路中一个或多个高压负载工作之前，获取一个或多个高压负载的当前状态；判断模块，用于判断一个或多个高压负载的当前状态是否满足泄放条件；允许模块，用于在判定一个或多个高压负载的当前状态满足泄放条件时，允许一个或多个高压负载工作。

进一步地，本申请实施例的装置10还包括：第三检测模块和第三控制模块。其中，第三检测模块，用于检测高压回路的当前电压；第二控制模块，用于在当前电压小于第一安全阈值时，控制一个或多个高压负载停止工作；第三控制模块，用于在一个或多个高压负载停止工作，且当前电压小于第二安全阈值时，控制电机控制器和驱动电机停止工作，其中，第二安全阈值小于第一安全阈值，其中，第一安全阈值可以为60V，第二安全阈值可以为30V。

需要说明的是，前述对新能源电动汽车的高压泄放方法实施例的解释说明也适用于该实施例的新能源电动汽车的高压泄放装置，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的新能源电动汽车的高压泄放装置，在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作，可以有效减少泄压时间，提高泄压效率，降低触电风险，保证安全性，且在驱动电机故障时，通过辅助泄压及时泄放高压回路中残余电量，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。

此外，本申请实施例还提出了一种整车控制器，该系统包括上述的新能源电动汽车的高压泄放装置。该整车控制器，在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作，可以有效减少泄压时间，提高泄压效率，降低触电风险，保证安全性，且在驱动电机故障时，通过辅助泄压及时泄放高压回路中残余电量，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。

并且，本申请实施例还提出了一种新能源电动汽车，该车辆包括上述的整车控制器。该新能源电动汽车，在驱动电机泄压基础上增加了辅助泄压，在驱动电机无故障时，驱动电机泄压及辅助泄压同时工作，可以有效减少泄压时间，提高泄压效率，降低触电风险，保证安全性，且在驱动电机故障时，通过辅助泄压及时泄放高压回路中残余电量，有效避免驱动电机故障时只能被动泄压甚至无法泄压的问题，保证及时泄压，提高安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。