本實(shí)用新型涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)及電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

面對(duì)日趨嚴(yán)峻的能源與環(huán)境問題，節(jié)能與新能源汽車正成為當(dāng)前各國(guó)研究的熱點(diǎn)。在我國(guó)節(jié)能與新能源汽車得到了政府和工業(yè)界的高度重視，并將其定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。作為節(jié)能與新能源汽車的一種，純電動(dòng)汽車在行駛過程中具有無尾氣排放、能量效率高、噪聲低、可回收利用能量等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因此大力發(fā)展純電動(dòng)汽車對(duì)能源安全、環(huán)境保護(hù)具有重大意義。

隨著純電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，集成控制成為純電動(dòng)汽車當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。集成控制，顧名思義，依托現(xiàn)階段微處理器強(qiáng)大的計(jì)算能力，豐富的功能及外部資源，將負(fù)責(zé)不同功能的單獨(dú)控制器有效的集為一體，通過共用硬件資源，實(shí)現(xiàn)原先由多個(gè)獨(dú)立控制器完成的所有功能。集成控制不僅能夠節(jié)約硬件資源、降低控制器成本，與此同時(shí)由于系統(tǒng)得到了整合，從另一方面提高了整體的穩(wěn)定性。在純電動(dòng)汽車中，為保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高速穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電機(jī)控制器的實(shí)時(shí)性要求較高，其控制周期一般在微妙級(jí)；而整車控制器，其實(shí)時(shí)性要求較電機(jī)控制器低，控制周期一般在毫秒級(jí)，在這樣的背景下，由電機(jī)控制器整合整車控制器所實(shí)現(xiàn)的功能成為當(dāng)前純電動(dòng)汽車集成控制發(fā)展的方向。

上下電控制是純電動(dòng)汽車控制的重要組成部分，與傳統(tǒng)燃油車不同，純電動(dòng)汽車存在大量高、低壓零部件，如動(dòng)力電池，電池管理系統(tǒng)BMS，高低壓直流電源轉(zhuǎn)換裝置DC/DC，空調(diào)暖風(fēng)加熱系統(tǒng)PTC等高壓部件和儀表，中控，車身控制模塊BCM，電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS，制動(dòng)助力系統(tǒng)等低壓系統(tǒng)，為此需要制定詳細(xì)策略保證這些高低壓零部件上下電過程的正常工作及合理配合。當(dāng)前純電動(dòng)汽車上下電過程大多由整車控制器直接對(duì)各個(gè)高低壓零部件進(jìn)行主動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)，過程復(fù)雜，受外界因素及零部件狀態(tài)影響較大，若其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將影響車輛的上下電過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)及電動(dòng)汽車，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由整車控制器對(duì)各個(gè)高低壓零部件進(jìn)行主動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)上下電導(dǎo)致過程復(fù)雜，不易檢錯(cuò)的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)，包括：

集成控制器；

多個(gè)高低壓零部件；

所述集成控制器分別與各個(gè)高低壓零部件連接；

所述集成控制器通過與高低壓零部件之間的連接，向高低壓零部件發(fā)送用于標(biāo)識(shí)所述集成控制器自身狀態(tài)的第一信號(hào)；

所述高低壓零部件通過與所述集成控制器之間的連接，向所述集成控制器發(fā)送用于標(biāo)識(shí)所述高低壓零部件自身狀態(tài)的第二信號(hào)。

其中，多個(gè)所述高低壓零部件包括：

電池管理系統(tǒng)BMS、高低壓直流電源轉(zhuǎn)換裝置DC/DC、空調(diào)暖風(fēng)加熱系統(tǒng)PTC、空調(diào)壓縮機(jī)EAS、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS以及車輛儀表系統(tǒng)ICM。

其中，所述上下電控制系統(tǒng)還包括：

狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)；所述狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)與所述集成控制器連接；或者所述狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)集成于所述集成控制器內(nèi)。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種電動(dòng)汽車，包括如上所述的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案至少具有如下有益效果：

本實(shí)用新型實(shí)施例的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)及電動(dòng)汽車中，通過設(shè)置一集成控制器并通過該集成控制器與高低壓零部件之間的信號(hào)傳遞來控制車輛的上下電；該控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化了控制器的控制邏輯，使得復(fù)雜的上下電過程清晰化，提高車輛的整體效率。

附圖說明

圖1表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖2表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)中電動(dòng)汽車的上下電過程中的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)框圖之一；

圖3表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)中電動(dòng)汽車的上下電過程中的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)框圖之二；

圖4表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)中電動(dòng)汽車的上下電過程中的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)框圖之三；

圖5表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)中電動(dòng)汽車的上下電過程中的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)框圖之四。

附圖標(biāo)記說明：

1-集成控制器；2-高低壓零部件；21-電池管理系統(tǒng)；22-高低壓直流電源轉(zhuǎn)換裝置；23-空調(diào)暖風(fēng)加熱系統(tǒng)；24-空調(diào)壓縮機(jī)；25-電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；26-車輛儀表系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

第一實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供一種電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)，包括：

集成控制器1；

多個(gè)高低壓零部件2；

所述集成控制器分別與各個(gè)高低壓零部件2連接；

所述集成控制器1通過與高低壓零部件2之間的連接，向高低壓零部件2發(fā)送用于標(biāo)識(shí)所述集成控制器自身狀態(tài)的第一信號(hào)；

所述高低壓零部件2通過與所述集成控制器1之間的連接，向所述集成控制器1發(fā)送用于標(biāo)識(shí)所述高低壓零部件自身狀態(tài)的第二信號(hào)。

具體的，車輛上下電過程中集成控制器根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)向高低壓零部件發(fā)送第一信號(hào)，高低壓零部件在接收到集成控制器發(fā)送的第一信號(hào)后，根據(jù)第一信號(hào)攜帶的狀態(tài)的不同，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，之后將當(dāng)前狀態(tài)通過第二信號(hào)反饋給集成控制器；集成控制器則根據(jù)高低壓零部件反饋的第二信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)滿足一定條件時(shí)進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)并對(duì)狀態(tài)進(jìn)行更新；集成控制器與高低壓零部件通過信號(hào)進(jìn)行交互，通過對(duì)信號(hào)內(nèi)容的更新實(shí)現(xiàn)車輛的上下電過程。

進(jìn)一步的，如圖1所示多個(gè)所述高低壓零部件包括：

電池管理系統(tǒng)BMS 21、高低壓直流電源轉(zhuǎn)換裝置DC/DC 22、空調(diào)暖風(fēng)加熱系統(tǒng)PTC 23、空調(diào)壓縮機(jī)EAS 24、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS 25以及車輛儀表系統(tǒng)ICM 26。

具體的，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中所述上下電控制系統(tǒng)還包括：

狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)；所述狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)與所述集成控制器連接；或者所述狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)集成于所述集成控制器內(nèi)。

狀態(tài)跳轉(zhuǎn)機(jī)可對(duì)第二信號(hào)以及集成控制器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)控制集成控制器進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。

具體的，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中將行車模式下純電動(dòng)汽車的上下電過程細(xì)分為11個(gè)狀態(tài)，包括：

集成控制器初始化狀態(tài)、低壓零部件自檢狀態(tài)、動(dòng)力電池自檢狀態(tài)、高壓系統(tǒng)預(yù)充電狀態(tài)、高壓零部件自檢狀態(tài)、行車狀態(tài)、零功率狀態(tài)、高壓下電狀態(tài)、高壓下電檢測(cè)狀態(tài)、低壓下電狀態(tài)及集成控制器掉電狀態(tài)。

在以上每個(gè)狀態(tài)下集成控制器將發(fā)出與之對(duì)應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)識(shí)(利用第一信號(hào)發(fā)送其狀態(tài)標(biāo)識(shí))，高低壓零部件根據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)進(jìn)行不同的操作并向集成控制器反饋狀態(tài)(利用第二信號(hào)反饋其狀態(tài))，集成控制器根據(jù)高低壓零部件的狀態(tài)反饋跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的狀態(tài)。

具體的，為了更清楚的描述本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)的功能，下面結(jié)合具體的實(shí)例對(duì)利用本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車上下電的過程進(jìn)行詳細(xì)描述：

如圖2所示，車輛上電后首先進(jìn)入集成控制器初始化狀態(tài)(A1)，此時(shí)集成控制器完成I/O、A/D、CAN通訊與SPI通訊的初始化配置，讀取EEPROM信息并進(jìn)行控制器自檢，之后喚醒BMS、DC/DC、PTC、EAS、EPS與ICM控制器并進(jìn)行集成控制器內(nèi)部故障檢測(cè)，在集成控制器初始化階段狀態(tài)碼A1不通過CAN向外發(fā)送，僅用于內(nèi)部應(yīng)用。在集成控制器初始化階段，BMS、DC/DC等高低壓零部件在接收到喚醒信號(hào)后進(jìn)行初始化，此時(shí)集成控制器延時(shí)T1時(shí)間后進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)(跳轉(zhuǎn)至A2狀態(tài))，其中時(shí)間T1能夠滿足高低壓零部件的初始化需求。

跳轉(zhuǎn)至低壓零部件自檢狀態(tài)(A2)后，集成控制器周期發(fā)送CAN報(bào)文(包括發(fā)送狀態(tài)碼A2)、開始故障檢測(cè)(此時(shí)不檢測(cè)高壓故障)并對(duì)電機(jī)旋變進(jìn)行初始化；接收到狀態(tài)碼A2后BMS、DC/DC、PTC、EAS、EPS與ICM進(jìn)行低壓自檢，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)向集成控制器反饋?zhàn)詸z狀態(tài)；集成控制器在T2時(shí)間內(nèi)接收到BMS、DC/DC、EPS與ICM自檢完成標(biāo)志且未發(fā)生下電故障則跳轉(zhuǎn)至動(dòng)力電池自檢狀態(tài)(A3)否則跳轉(zhuǎn)至低壓下電狀態(tài)(A10)。其中PTC與EAS是否初始化完成不影響基本行車功能，因此跳轉(zhuǎn)條件中不予考慮。

跳轉(zhuǎn)至動(dòng)力電池自檢狀態(tài)(A3)后，集成控制器周期發(fā)送閉合高壓繼電器命令同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行故障檢測(cè)。該狀態(tài)下BMS進(jìn)行電池系統(tǒng)高壓漏電檢測(cè)以及電池包循環(huán)檢測(cè)，并向集成控制器反饋檢測(cè)狀態(tài)，集成控制器在T3時(shí)間內(nèi)接收到BMS檢測(cè)完成標(biāo)志且未發(fā)生下電故障則跳轉(zhuǎn)至高壓預(yù)充電狀態(tài)(A4)否則跳轉(zhuǎn)至低壓下電狀態(tài)(A10)。

如圖3所示，跳轉(zhuǎn)到高壓系統(tǒng)預(yù)充電狀態(tài)(A4)后，集成控制器繼續(xù)進(jìn)行故障檢測(cè)。該狀態(tài)下BMS進(jìn)行動(dòng)力電池預(yù)充電控制并進(jìn)行漏電檢測(cè)，同時(shí)向集成控制器反饋預(yù)充電狀態(tài)，集成控制器在時(shí)間T4內(nèi)接收到BMS的動(dòng)力電池預(yù)充電完成標(biāo)志，且無下電故障則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A5，否則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A8，進(jìn)入高壓下電。

跳轉(zhuǎn)到高壓零部件自檢狀態(tài)(A5)后，集成控制器繼續(xù)進(jìn)行故障檢測(cè)，同時(shí)檢測(cè)電機(jī)高壓系統(tǒng)工作狀態(tài)。該狀態(tài)下BMS進(jìn)行動(dòng)力電池狀態(tài)檢測(cè)、檢測(cè)動(dòng)力電池漏電狀態(tài)，同時(shí)向集成控制器反饋；DC/DC、PTC與EAS對(duì)自身的高壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，并向集成控制器反饋?zhàn)詸z狀態(tài)。集成控制器在時(shí)間T5內(nèi)接收到BMS的動(dòng)力電池高壓自檢完成與DC/DC高壓自檢完成標(biāo)志，且無下電故障則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A6，否則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A8，進(jìn)入高壓下電。在該狀態(tài)中，PTC與EAS是否高壓自檢完成不影響基本行車功能，因此跳轉(zhuǎn)條件中不予考慮。

跳轉(zhuǎn)到行車狀態(tài)(A6)后，集成控制器繼續(xù)進(jìn)行故障檢測(cè)，同時(shí)執(zhí)行整車控制邏輯并對(duì)電機(jī)進(jìn)行扭矩、轉(zhuǎn)速控制。該狀態(tài)下BMS進(jìn)行動(dòng)力電池狀態(tài)檢測(cè)(電池包循環(huán)檢測(cè))、檢測(cè)動(dòng)力電池漏電狀態(tài)，同時(shí)向集成控制器反饋；DC/DC、PTC、EAS、EPS與ICM對(duì)自身工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并向集成控制器反饋。此時(shí)集成控制器監(jiān)測(cè)駕駛員操作，當(dāng)接收到駕駛員下電請(qǐng)求或檢測(cè)到高壓下電故障則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A7，否則將一直保持在該狀態(tài)。

如圖4所示，跳轉(zhuǎn)到零功率狀態(tài)(A7)后，集成控制器進(jìn)行故障檢測(cè)同時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行零功率控制。該狀態(tài)下BMS進(jìn)行漏電檢測(cè)，DC/DC、PTC與EAS停止功率輸出并向集成控制器反饋狀態(tài)，集成控制器若在時(shí)間T7內(nèi)接收到DC/DC、PTC與EAS全部進(jìn)入0功率狀態(tài)的標(biāo)志位，則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A8，否則延時(shí)T7'強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到A8，其中時(shí)間T7'>T7。

跳轉(zhuǎn)到零功率狀態(tài)(A8)后，集成控制器進(jìn)行故障檢測(cè)，該狀態(tài)下BMS進(jìn)行電池包檢測(cè)同時(shí)斷開電池內(nèi)部高壓繼電器，DC/DC、PTC與EAS關(guān)閉使能并向集成控制器反饋狀態(tài)，集成控制器若在時(shí)間T8內(nèi)接收到動(dòng)力電池高壓繼電器斷開完成標(biāo)志以及DC/DC、PTC、EAS的關(guān)閉使能標(biāo)志則集成控制器執(zhí)行高壓放電和斷整車?yán)^電器操作并跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A9，否則延時(shí)T8'強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到A9，其中時(shí)間T8'>T8。

跳轉(zhuǎn)到高壓下電檢測(cè)狀態(tài)(A9)后，集成控制器進(jìn)行故障與高壓下電檢測(cè)。該狀態(tài)下BMS進(jìn)行漏電檢測(cè)與電池包檢測(cè)，集成控制器若在時(shí)間T9內(nèi)檢測(cè)到車內(nèi)高壓系統(tǒng)電壓降低到安全范圍則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)A10，否則延時(shí)T9'強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到A10，其中時(shí)間T9'>T9。

如圖5所示，跳轉(zhuǎn)到低壓下電狀態(tài)(A10)后，集成控制器進(jìn)行故障檢測(cè)，關(guān)閉對(duì)BMS、DC/DC、PTC、EAS、EPS、ICM的喚醒，同時(shí)關(guān)閉CAN總線收發(fā)。該狀態(tài)下BMS、DC/DC、PTC、EAS、EPS、ICM執(zhí)行低壓掉電操作。集成控制器延時(shí)T10跳轉(zhuǎn)到A11狀態(tài)。

跳轉(zhuǎn)到集成控制器掉電狀態(tài)(A11)后，集成控制器停止故障檢測(cè)，此時(shí)進(jìn)行寫EEPROM操作，之后低壓下電。

純電動(dòng)汽車控制器集成化是當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)，即將之前由多個(gè)控制器完成的功能集合于一個(gè)控制器中，控制器集成化不僅可以通過硬件資源共用降低車輛制造成本，同時(shí)由于減少了控制器之間的物理連接還有助于提高系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的第二實(shí)施例提供的控制系統(tǒng)中，集成控制器則集成現(xiàn)有技術(shù)中的整車控制器與電機(jī)控制器功能；傳統(tǒng)純電動(dòng)汽車中，上下電需要各個(gè)分控制系統(tǒng)的緊密配合，尤其是整車控制器、電機(jī)控制器與電池管理系統(tǒng)這三大控制器。本實(shí)用新型中提到的集成控制器已經(jīng)將整車控制器與電機(jī)控制器的功能集成，因此在上下電過程中需要重新對(duì)之前由兩個(gè)控制器單獨(dú)完成的任務(wù)工作進(jìn)行整合，在提高整體效率、保證可靠性的前提下完成車輛的上下電。

綜上，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制系統(tǒng)采用狀態(tài)機(jī)制實(shí)現(xiàn)車輛的上下電，與傳統(tǒng)的由控制器主動(dòng)控制高低壓零部件實(shí)現(xiàn)車輛的上下電不同。上下電過程中集成控制器根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)向高低壓零部件發(fā)送狀態(tài)碼，高低壓零部件在接收到集成控制器發(fā)送的狀態(tài)碼后，根據(jù)狀態(tài)碼的不同，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，之后將當(dāng)前狀態(tài)反饋給集成控制器；集成控制器則根據(jù)高低壓零部件反饋的狀態(tài)信息進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)滿足一定條件時(shí)進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)并對(duì)狀態(tài)碼進(jìn)行更新；集成控制器與高低壓零部件通過狀態(tài)碼進(jìn)行交互，通過狀態(tài)碼的更新實(shí)現(xiàn)車輛的上下電過程。該方法簡(jiǎn)化了控制器的控制邏輯，使復(fù)雜的上下電過程清晰化，同時(shí)當(dāng)上下電過程發(fā)生異常時(shí)能夠容易的定位問題；另外該方法將原先整車控制器與電機(jī)控制器的上下電過程整合在了一起，提高了系統(tǒng)的集成度，在一定程度上提高了系統(tǒng)的可靠性。

第二實(shí)施例

為了更好的實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的第二實(shí)施例提供一種電動(dòng)汽車，包括如上所述的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)。

需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車是包括上述第一實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，則上述電動(dòng)汽車行車狀態(tài)上下電控制系統(tǒng)的所有實(shí)施例均適用于該電動(dòng)汽車，且均能達(dá)到相同或相似的有益效果。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。