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CN116476696A - 一种高压架构新能源汽车系统及控制方法 - Google Patents

一种高压架构新能源汽车系统及控制方法 Download PDF

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CN116476696A
CN116476696A CN202211706202.9A CN202211706202A CN116476696A CN 116476696 A CN116476696 A CN 116476696A CN 202211706202 A CN202211706202 A CN 202211706202A CN 116476696 A CN116476696 A CN 116476696A
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CN
China
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relay
charging
voltage
vehicle
bms
Prior art date
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Withdrawn
Application number
CN202211706202.9A
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阎全忠
张连新
江运宝
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Shangrao Luoxin Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Shangrao Luoxin Intelligent Technology Co ltd
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Publication date
Application filed by Shangrao Luoxin Intelligent Technology Co ltd filed Critical Shangrao Luoxin Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202211706202.9A priority Critical patent/CN116476696A/zh
Publication of CN116476696A publication Critical patent/CN116476696A/zh
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
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Abstract

本发明公开了一种高压架构新能源汽车系统机控制方法,系统包括:主负继电器、分流器、Pyrofuse、熔断器、霍尔、主正继电器、电机电控预充继电器、电机电控预充电阻、电池模组、BMS、模组预充继电器、模组预充电阻、串联继电器、并联继电器、高压负载、快充正极继电器、快充负极继电器,电池模组包括M1,M2,M3...MN,模组模组预充电阻优先选择小内阻大功率型号预充电阻,保证继电器二端电压各充放至平等数值。本发明改变电池模组的串并联关系来支持兼容400V和800V两种充电及放电电压的电动车充电架构及其控制方法,解决电池组并联时因压差过大,充放电电流过大造成电器件损坏或影响电芯寿命的问题,同时解决不同电压平台充电桩充电时对整车负载的影响。

Description

一种高压架构新能源汽车系统及控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车领域,更具体地说,尤其涉及一种高压架构新能源汽车系统。同时,本发明还涉及一种高压架构新能源汽车的控制方法。
背景技术
随着新能源汽车的发展,为解决充电焦虑。新能源汽车正在向着快充800V系统发展,而目前应用的充电桩普遍最高输出电压只有500V或750V,无法满足800V高压系统的充电要求。为此800V电压平台新能源汽车采用800V超快充电口和“400V直流充电口+400V升压模块”。缺点是增加了升压模块,整车电压的升高对绝缘器件,DCDC逆变器的设计要求也增加,因此整车成本上升幅度较大,因此,我们提出一种高压架构新能源汽车系统及控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种高压架构新能源汽车系统及控制方法,解决电池组并联时因压差过大,充放电电流过大造成电器件损坏或影响电芯寿命的问题,同时,解决了不同电压平台充电桩充电时对整车负载的影响。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高压架构新能源汽车系统,包括:
主负继电器、分流器、Pyrofuse、熔断器、霍尔、主正继电器、电机电控预充继电器、电机电控预充电阻、电池模组、BMS、模组预充继电器、模组预充电阻、串联继电器、并联继电器、高压负载、快充正极继电器、快充负极继电器,所述电池模组包括M1,M2,M3...MN
所述电池模组的电芯串数需要满足偶数要求,模组结构及数量可不受奇偶数要求,但需要满足M1+M2电芯数量等于M3+M4的电芯数量,保证二侧电压相等;
所述模组预充继电器、模组预充电阻与BMS交互,当电池模组由串联切换为并联模式前,BMS通过电压采集,确认M1+M2的电压和及M3+M4的电压和,当M1+M2的电压和与M3+M4的电压和压差大于并联继电器可承受的闭合压差时,需要在闭合并联继电器后先闭合模组预充继电器,将继电器二端电压进行充放,保证压差小于继电器的耐受压差。
所述模组模组预充电阻优先选择小内阻大功率型号预充电阻,保证继电器二端电压各充放至平等数值。
优选的,所述电池模组默认的串并方式,根据整车高压负载电压平台决定,具体为:
当整车高压负载为800V电压平台,车辆行驶模式时串联继电器默认闭合,并联继电器默认断开;
当整车高压负载为400V电压平台,车辆行驶模式时串联继电器默认断开,并联继电器默认闭合。
优选的,所述BMS包括:
从板,所述从板用于实时监控模组的单体电压、单体温度信息,将信息传输给主板,具备电池均衡功能,从板与主板的通讯方式通常是CAN通讯或者菊花链通讯;
主板,所述主板收集来自各个从板的采样信息,通过低压电气接口与整车进行通讯,控制高压分断盒内的继电器动作,实施监控电池的各项状态,保证电池在充放电过程中的安全使用;
BDU,所述BDU通过高压电气接口与整车高压负载和快充线束连接,包含预充电路、总正继电器、总负继电器、快充继电器,受主板控制;
高压控制板,所述高压控制板集成在主板上,实时监控电池包的电压电流,同时还包含预充检测和绝缘检测功能。
一种高压架构新能源汽车的控制方法,所述方法基于所述的高压架构新能源汽车系统,通过车辆内置的车载充电控制模块对充电电压进行判断,高压架构新能源汽车系统根据不同充电电压控制车辆充电。
优选的,所述方法在整车高压负载为400V时,包括如下步骤:
当400V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为400V标准直流充电,若是,则进行400V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器断开,并联继电器闭合,使电池模组M1+M2与M3+M4为并联,BMS电池管理系统在执行串并联继电器前判断继电器二端压差,否则需要进入模组并联预充模式后才可控制串联继电器断开,并联继电器闭合;
2)BMS电池管理系统控制主负继电器闭合,再控制电机电控预充继电器闭合对整车高压电机电控进行预充流程,预充完成后闭合主正继电器完成整车高压上电流程,充电同时可保证整车空调系统正常工作;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行快充模式;
4)高压400V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
优选的,所述方法在整车高压负载为400V时,包括如下步骤:
当800V超级快率充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为800V标准直流充电,若是,则进行800V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器闭合开,并联继电器断开,使电池模组M1+M2与M3+M4为串联;
2)BMS电池管理系统控制不执行整车上高压模式,主负继电器、主正继电器默认断开状态,以免整车电气件过压损坏;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行超级快充模式;
4)高压800V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
优选的,所述方法在整车高压负载为800V时,包括如下步骤:
当400V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为400V标准直流充电,若是,则进行400V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器断开,并联继电器闭合,使电池模组M1+M2与M3+M4为并联,BMS电池管理系统在执行串并联继电器前判断继电器二端压差,否则需要进入模组并联预充模式后才可控制串联继电器断开,并联继电器闭;
2)BMS电池管理系统控制不执行整车上高压模式,主负继电器、主正继电器默认断开状态,以免整车电气件欠压报警;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行快充模式;
4)高压400V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
优选的,所述方法在整车高压负载为800V时,包括如下步骤:
当800V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为国标或欧标的800V标准直流充电,若是,则进行国标或欧标的800V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器闭合开,并联继电器断开,使电池模组M1+M2与M3+M4为串联;
2)BMS电池管理系统控制主负继电器闭合,再控制电机电控预充继电器闭合对整车高压电机电控进行预充流程,预充完成后闭合主正继电器完成整车高压上电流程,充电同时可保证整车空调系统正常工作;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行超级快充模式;
4)高压800V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
优选的,所述的VCU用于接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车辆的正常行驶;
同时,VCU用于对整车的能量进行管理,以提高能量的利用率;在电池的SOC值比较低的时候,整车控制器将对某些电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程。
优选的,所述车载充电控制模块包括:
供电装置、车载充电控制模块、BMS唤醒电路、通信接口电路和充电接口电路,所述供电装置用于向所述车载充电控制模块供电,所述车载充电控制模块通过所述通信接口电路连接到电池管理系统主控模块BMS,所述车载充电控制模块连接所述BMS唤醒电路和所述充电接口电路;
所述BMS唤醒电路用于唤醒电池管理系统主控模块BMS,所述充电接口电路用于检测充电枪的状态;
其中,初始状态下控制电源周期性通断,以周期性激活所述车载充电控制模块,所述车载充电控制模块通过所述充电接口电路周期性地检测充电枪的状态,当检测到充电枪插入车载充电插座时,通过所述BMS唤醒电路激活所述电池管理系统主控模块BMS,并控制所述电源控制开关保持闭合。
本发明的技术效果和优点:本发明提供的一种高压架构新能源汽车系统及控制方法,与现有技术相比,本发明改变电池模组的串并联关系来支持兼容400V和800V两种充电及放电电压的电动车充电架构及其控制方法;
同时,采用预充方案,解决电池组并联时因压差过大,充放电电流过大造成电器件损坏或影响电芯寿命的问题;
最后,本发明解决不同电压平台充电桩充电时对整车负载的影响。
附图说明
图1为本发明高压架构新能源汽车系统架构图;
图2为本发明实施例中BMS系统架构图;
图3为本发明实施例中BMS系统功能架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。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。
本发明提供了如图1所示的一种高压架构新能源汽车系统,其特征在于,包括:
主负继电器、分流器、Pyrofuse、熔断器、霍尔、主正继电器、电机电控预充继电器、电机电控预充电阻、电池模组、BMS、模组预充继电器、模组预充电阻、串联继电器、并联继电器、高压负载、快充正极继电器、快充负极继电器,所述电池模组包括M1,M2,M3...MN
所述电池模组的电芯串数需要满足偶数要求,模组结构及数量可不受奇偶数要求,但需要满足M1+M2电芯数量等于M3+M4的电芯数量,保证二侧电压相等;
所述模组预充继电器、模组预充电阻与BMS交互,当电池模组由串联切换为并联模式前,BMS通过电压采集,确认M1+M2的电压和及M3+M4的电压和,当M1+M2的电压和与M3+M4的电压和压差大于并联继电器可承受的闭合压差时,需要在闭合并联继电器后先闭合模组预充继电器,将继电器二端电压进行充放,保证压差小于继电器的耐受压差。
所述模组模组预充电阻优先选择小内阻大功率型号预充电阻,保证继电器二端电压各充放至平等数值。
值得说民的是,所述电池模组默认的串并方式,根据整车高压负载电压平台决定,具体为:
当整车高压负载为800V电压平台,车辆行驶模式时串联继电器默认闭合,并联继电器默认断开;
当整车高压负载为400V电压平台,车辆行驶模式时串联继电器默认断开,并联继电器默认闭合。
作为本实施例可选的,如图2和图3所示,所述BMS包括:
从板,所述从板用于实时监控模组的单体电压、单体温度信息,将信息传输给主板,具备电池均衡功能,从板与主板的通讯方式通常是CAN通讯或者菊花链通讯;
主板,所述主板收集来自各个从板的采样信息,通过低压电气接口与整车进行通讯,控制高压分断盒内的继电器动作,实施监控电池的各项状态,保证电池在充放电过程中的安全使用;
BDU,所述BDU通过高压电气接口与整车高压负载和快充线束连接,包含预充电路、总正继电器、总负继电器、快充继电器,受主板控制;
高压控制板,所述高压控制板集成在主板上,实时监控电池包的电压电流,同时还包含预充检测和绝缘检测功能。
如图3所示,电池管理系统的功能可分为测量功能、核心算法和应用功能,具体如下:
测量功能主要包含:
模组的电压采样和温度采样、Pack的总电压采样和总电流采样、高压互锁检测、绝缘检测。测量功能实时监控着电池的基本状态,是BMS所有功能的基础,离开了这些测量,BMS所有核心算法、应用功能都难以执行。
核心算法主要包含:
SOC(电池荷电状态)算法、SOH(寿命状态)算法、SOP(功率状态)算法、电池均衡算法。喜欢挑战算法的朋友可以挑战。
其中,SOC算法,行业内典型的方案有安时积分、开路电压、人工神经网络、卡尔曼滤波,单单某一种方案都会存在缺点,目前主流的方案是使用安时积分加上卡尔曼滤波的方式。
SOH算法,目前常用的算法有库仑计算法加上开路电压,还有卡尔曼滤波算法。
SOP算法,目前可靠的方法还是靠试验数据,用查表法实现。
均衡功能的原理,可以联想木桶原理,有主动均衡和被动均衡两种方法。
应用功能主要包含:
高压上下电与低压上下电、交流充电与直流充电、电池系统热管理、电池系统故障诊断。
其中,高压上下电与低压上下电是需要其他控制器,比如VCU与BMS配合来实现,BMS完成高压上电后,才能给整车高压负载供电或进行充电。
直流充电是通过直流充电桩为动力电池充电,电池热管理主要是保证电池处在一个合理的温度范围,保证充放电功能处于最佳状态。
为了更好的诠释高压架构新能源汽车系统的实际应用,本实施例提供高压架构新能源汽车的控制方法,所述方法基于上述的高压架构新能源汽车系统,通过车辆内置的车载充电控制模块对充电电压进行判断,高压架构新能源汽车系统根据不同充电电压控制车辆充电。
实施例1
所述方法在整车高压负载为400V时,包括如下步骤:
当400V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为400V标准直流充电,若是,则进行400V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器断开,并联继电器闭合,使电池模组M1+M2与M3+M4为并联,BMS电池管理系统在执行串并联继电器前判断继电器二端压差,否则需要进入模组并联预充模式后才可控制串联继电器断开,并联继电器闭合;
2)BMS电池管理系统控制主负继电器闭合,再控制电机电控预充继电器闭合对整车高压电机电控进行预充流程,预充完成后闭合主正继电器完成整车高压上电流程,充电同时可保证整车空调系统正常工作;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行快充模式;
4)高压400V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
实施例2
所述方法在整车高压负载为400V时,包括如下步骤:
当800V超级快率充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为800V标准直流充电,若是,则进行800V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器闭合开,并联继电器断开,使电池模组M1+M2与M3+M4为串联;
2)BMS电池管理系统控制不执行整车上高压模式,主负继电器、主正继电器默认断开状态,以免整车电气件过压损坏;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行超级快充模式;
4)高压800V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
实施例3
所述方法在整车高压负载为800V时,包括如下步骤:
当400V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为400V标准直流充电,若是,则进行400V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器断开,并联继电器闭合,使电池模组M1+M2与M3+M4为并联,BMS电池管理系统在执行串并联继电器前判断继电器二端压差,否则需要进入模组并联预充模式后才可控制串联继电器断开,并联继电器闭;
2)BMS电池管理系统控制不执行整车上高压模式,主负继电器、主正继电器默认断开状态,以免整车电气件欠压报警;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行快充模式;
4)高压400V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
实施例4
所述方法在整车高压负载为800V时,包括如下步骤:
当800V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为国标或欧标的800V标准直流充电,若是,则进行国标或欧标的800V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器闭合开,并联继电器断开,使电池模组M1+M2与M3+M4为串联;
2)BMS电池管理系统控制主负继电器闭合,再控制电机电控预充继电器闭合对整车高压电机电控进行预充流程,预充完成后闭合主正继电器完成整车高压上电流程,充电同时可保证整车空调系统正常工作;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行超级快充模式;
4)高压800V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
综上所述,所述的VCU用于接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车辆的正常行驶;
同时,VCU用于对整车的能量进行管理,以提高能量的利用率;在电池的SOC值比较低的时候,整车控制器将对某些电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程,所述车载充电控制模块包括:
供电装置、车载充电控制模块、BMS唤醒电路、通信接口电路和充电接口电路,所述供电装置用于向所述车载充电控制模块供电,所述车载充电控制模块通过所述通信接口电路连接到电池管理系统主控模块BMS,所述车载充电控制模块连接所述BMS唤醒电路和所述充电接口电路;
所述BMS唤醒电路用于唤醒电池管理系统主控模块BMS,所述充电接口电路用于检测充电枪的状态;
其中,初始状态下控制电源周期性通断,以周期性激活所述车载充电控制模块,所述车载充电控制模块通过所述充电接口电路周期性地检测充电枪的状态,当检测到充电枪插入车载充电插座时,通过所述BMS唤醒电路激活所述电池管理系统主控模块BMS,并控制所述电源控制开关保持闭合。
另外,值得说明的是,上述实施例中所述的整车控制器VCU效果如下:
1.行驶控制;
新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板,动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大,动力电机的输出功率越大。
因此,整车控制器要合理解释驾驶员操作;接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车辆的正常行驶。
2.附件管理;
对DCDC、车载充电机、水泵、空调压缩机进行控制管理。决定什么时候使能高压部件,使部件工作;并根据整车及部件的温度、电压、电流条件进行LOS处理,适当的降功率甚至停机。
当部件温度过高时请求冷却,计算冷却需求水流量。当车辆开启空调时,启动空调压缩机工作,通过PWM控制压缩机工作,为整车制冷。
3.能量管理;
在纯电动汽车中,电池除了给动力电机供电以外,还要给电动附件供电,因此,为了获得最大的续驶里程,整车控制器将负责整车的能量管理,以提高能量的利用率。在电池的SOC值比较低的时候,整车控制器将对某些电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程。
新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性能,此时电动机作为发电机,利用电动汽车的制动能量发电,同时将此能量存储在储能装置中,当满足充电条件时,将能量反充给动力电池组。在这一过程中,整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,如果可以进行,整车控制器向电机控制器发出制动指令,回收能部分能量。
4.故障处理;
整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测,并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统,其过程是通过传感器和CAN总线,检测车辆状态及其各子系统状态信息,驱动显示仪表,将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。显示内容包括:电机的转速、车速,电池的电量,故障信息。
连续监视整车电控系统,进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容,及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障,能做到低速行驶到附近维修站进行检修。
5.信息交互
将动力系统,电机、电池、高压系统、空调的主要数据、故障状态传到仪表,接收驾驶员的控制信息。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,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)

1.一种高压架构新能源汽车系统,其特征在于,包括:
主负继电器、分流器、Pyrofuse、熔断器、霍尔、主正继电器、电机电控预充继电器、电机电控预充电阻、电池模组、BMS、模组预充继电器、模组预充电阻、串联继电器、并联继电器、高压负载、快充正极继电器、快充负极继电器,所述电池模组包括M1,M2,M3...MN
所述电池模组的电芯串数需要满足偶数要求,模组结构及数量可不受奇偶数要求,但需要满足M1+M2电芯数量等于M3+M4的电芯数量,保证二侧电压相等;
所述模组预充继电器、模组预充电阻与BMS交互,当电池模组由串联切换为并联模式前,BMS通过电压采集,确认M1+M2的电压和及M3+M4的电压和,当M1+M2的电压和与M3+M4的电压和压差大于并联继电器可承受的闭合压差时,需要在闭合并联继电器后先闭合模组预充继电器,将继电器二端电压进行充放,保证压差小于继电器的耐受压差。
所述模组模组预充电阻优先选择小内阻大功率型号预充电阻,保证继电器二端电压各充放至平等数值。
2.根据权利要求1所述的一种高压架构新能源汽车系统,其特征在于:所述电池模组默认的串并方式,根据整车高压负载电压平台决定,具体为:
当整车高压负载为800V电压平台,车辆行驶模式时串联继电器默认闭合,并联继电器默认断开;
当整车高压负载为400V电压平台,车辆行驶模式时串联继电器默认断开,并联继电器默认闭合。
3.根据权利要求1所述的一种高压架构新能源汽车系统,其特征在于:所述BMS包括:
从板,所述从板用于实时监控模组的单体电压、单体温度信息,将信息传输给主板,具备电池均衡功能,从板与主板的通讯方式通常是CAN通讯或者菊花链通讯;
主板,所述主板收集来自各个从板的采样信息,通过低压电气接口与整车进行通讯,控制高压分断盒内的继电器动作,实施监控电池的各项状态,保证电池在充放电过程中的安全使用;
BDU,所述BDU通过高压电气接口与整车高压负载和快充线束连接,包含预充电路、总正继电器、总负继电器、快充继电器,受主板控制;
高压控制板,所述高压控制板集成在主板上,实时监控电池包的电压电流,同时还包含预充检测和绝缘检测功能。
4.一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述方法基于权利要求1-3任意一项所述的高压架构新能源汽车系统,通过车辆内置的车载充电控制模块对充电电压进行判断,高压架构新能源汽车系统根据不同充电电压控制车辆充电。
5.根据权利要求4所述的一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述方法在整车高压负载为400V时,包括如下步骤:
当400V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为400V标准直流充电,若是,则进行400V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器断开,并联继电器闭合,使电池模组M1+M2与M3+M4为并联,BMS电池管理系统在执行串并联继电器前判断继电器二端压差,否则需要进入模组并联预充模式后才可控制串联继电器断开,并联继电器闭合;
2)BMS电池管理系统控制主负继电器闭合,再控制电机电控预充继电器闭合对整车高压电机电控进行预充流程,预充完成后闭合主正继电器完成整车高压上电流程,充电同时可保证整车空调系统正常工作;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行快充模式;
4)高压400V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
6.根据权利要求5所述的一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述方法在整车高压负载为400V时,包括如下步骤:
当800V超级快率充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为800V标准直流充电,若是,则进行800V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器闭合开,并联继电器断开,使电池模组M1+M2与M3+M4为串联;
2)BMS电池管理系统控制不执行整车上高压模式,主负继电器、主正继电器默认断开状态,以免整车电气件过压损坏;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行超级快充模式;
4)高压800V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
7.根据权利要求4所述的一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述方法在整车高压负载为800V时,包括如下步骤:
当400V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为400V标准直流充电,若是,则进行400V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器断开,并联继电器闭合,使电池模组M1+M2与M3+M4为并联,BMS电池管理系统在执行串并联继电器前判断继电器二端压差,否则需要进入模组并联预充模式后才可控制串联继电器断开,并联继电器闭;
2)BMS电池管理系统控制不执行整车上高压模式,主负继电器、主正继电器默认断开状态,以免整车电气件欠压报警;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行快充模式;
4)高压400V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
8.根据权利要求7所述的一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述方法在整车高压负载为800V时,包括如下步骤:
当800V充电桩充电枪插入时:
1)车载充电控制模块判断是否为国标或欧标的800V标准直流充电,若是,则进行国标或欧标的800V标准直流充电,BMS电池管理系统控制串联继电器闭合开,并联继电器断开,使电池模组M1+M2与M3+M4为串联;
2)BMS电池管理系统控制主负继电器闭合,再控制电机电控预充继电器闭合对整车高压电机电控进行预充流程,预充完成后闭合主正继电器完成整车高压上电流程,充电同时可保证整车空调系统正常工作;
3)BMS电池管理系统及整车控制器VCU根据国标快充流程闭合快充正极继电器、快充负极继电器进行超级快充模式;
4)高压800V充电结束后,BMS电池管理系统断开快充正极继电器、快充负极继电器退出快充模式,再根据整车高压负载电压平台,恢复串联继电器及并联继电器默认状态,车辆可进行驶模式。
9.根据权利要求4-8任意一项所述的一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述的VCU用于接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车辆的正常行驶;
同时,VCU用于对整车的能量进行管理,以提高能量的利用率;在电池的SOC值比较低的时候,整车控制器将对某些电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程。
10.根据权利要求4任意一项所述的一种高压架构新能源汽车的控制方法,其特征在于:所述车载充电控制模块包括:
供电装置、车载充电控制模块、BMS唤醒电路、通信接口电路和充电接口电路,所述供电装置用于向所述车载充电控制模块供电,所述车载充电控制模块通过所述通信接口电路连接到电池管理系统主控模块BMS,所述车载充电控制模块连接所述BMS唤醒电路和所述充电接口电路;
所述BMS唤醒电路用于唤醒电池管理系统主控模块BMS,所述充电接口电路用于检测充电枪的状态;
其中,初始状态下控制电源周期性通断,以周期性激活所述车载充电控制模块,所述车载充电控制模块通过所述充电接口电路周期性地检测充电枪的状态,当检测到充电枪插入车载充电插座时,通过所述BMS唤醒电路激活所述电池管理系统主控模块BMS,并控制所述电源控制开关保持闭合。
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WO2025036171A1 (zh) * 2023-08-17 2025-02-20 广州巨湾技研有限公司 动力电池系统放电控制方法、系统、电子设备和存储介质
WO2025055707A1 (zh) * 2023-09-15 2025-03-20 江苏速豹动力科技有限公司 车载高压电池组组合控制系统及新能源车辆

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