一种电动汽车空调充电控制电路、方法及电压检测方法与流程

本发明涉及电动汽车控制
技术领域：
，具体涉及一种电动汽车空调充电控制电路、方法及电压检测方法。
背景技术：
：近年来,随着科学技术的快速发展,物质生活水平的不断提高,人们对于节能环保提出了更高的要求,新能源产业作为衡量一个国家或地区高新技术发展水平的重要标志之一,为促进整个社会的产业结构调整做出了重要的贡献。在新能源产业中,推广新能源大巴车是其中重要的一个环节,近年来又随着政府大力支持，新能源大巴车迅速发展，现在很多公交车都已经替换成了新能源公交车。而空调作为大巴车必不可少的重要组成部分，随之也给一种纯电动大巴空调也发展带来了机遇和挑战。目前整车厂家和空调厂家往往是两个厂家，空调高压电由整车提供，即一般由整车bms电池或是整车vcu控制空调路继电器给空调上高压，但因整车与空调都有各自的预充回路,整车与空调缺少联动，会存在以下问题：1、在快速断上电情况下，整车给空调的高压电断开后又立马上电，因空调端控制器有大电容的存在、放电速度慢，故空调端控制器依然在工作、这时空调端主继电器已吸和或是甚至已完成充电，整车重新给空调上电后将会直接经过主回路到空调端、产生大电流冲击。另外，有些整车厂家在处理断电指令时甚至有做一定的延时处理，导致上述充电时序问题更容易暴露。2、在空调预充完成后，主继电器吸和的状态下，整车bms电池电压存在异常跌落后又恢复时，也将会产生大电流冲击。上述问题产生的大电流，将会直接导致烧毁保险管、继电器粘连、烧毁控制器等。技术实现要素：鉴于此，本发明提供了一种电动汽车空调充电控制电路、方法及电压检测方法以解决以上问题。一种电动汽车空调充电控制电路，包括空调控制器，所述空调控制器的高压侧的负极端与整车电源负极连接，所述空调控制器的高压侧的正极端依次连接空调主继电器km3、空调高压继电器km1和整车vcu或bms后与整车电源正极连接，空调端预充电阻和空调辅助继电器km4串联后与所述空调主继电器km3并联，所述空调控制器的低压侧的正极端通过空调低压继电器km2与蓄电池正极连接，所述空调控制器的低压侧的负极端与蓄电池正极连接，所述蓄电池通过低压变换器与所述整车电源连接。进一步的，所述空调控制器的高压侧和所述空调主继电器km3之间设置空调端保险管fu2，所述空调主继电器km3和所述空调高压继电器km1之间设置整车空调路保险管fu，空调端保险管fu1与所述空调端保险管fu2并联，所述低压变换器与所述整车电源的正极端之间设置保险管。本发明还提供一种电动汽车空调充电控制方法，该方法包括如下充电控制步骤：s1，通过整车vcu或bms使空调手操器和空调控制器的弱电部分得电，所述空调手操器控制所述空调控制器进行充电初始化准备；s2，所述空调控制器检测并判断整车电压以及与所述整车vcu或bms连接的空调高压继电器km1和与蓄电池连接的空调低压继电器km2的开闭状态是否满足预充电条件，若满足预充电条件则进入s3，若不满足预充电条件，则重复步骤s2；s3，进入充电过程，并在充电过程中通过所述空调控制器持续检测并判断采样的母线电压是否存在异常，若采样的母线电压不存在异常则持续充电至充电完成，若采样的母线电压存在异常，则进入s4；s4，所述空调控制器记录空调充电电压异常的次数，当预设时间t3内记录的充电电压过低的次数小于n次，则进入s2；否则报充电故障，结束充电。作为本发明的进一步改进，步骤s2中，当满足预充电条件进入s3步骤充电之前进行如下操作：闭合所述空调辅助继电器km4，等待预设延迟时间t1后，闭合所述空调主继电器km3。作为本发明的进一步的改进，在步骤s2中：所述检测整车电压是否满足预充电条件包括检测整车dcdc电压是否大于预设电压值v1、检测整车bms电压是否大于预设电压值v2以及检测弱电dcdc电压是否大于等于预设电压值v3；所述检测与蓄电池连接的空调低压继电器km2的开闭状态是否满足预充电条件包括检测空调低压继电器km2是否吸合；所述检测与所述整车vcu或bms连接的空调高压继电器km1是否满足预充电条件包括检测空调高压继电器km1是否吸合；当所述空调控制器通过检测结果判断上述检测结果满足以下全部条件时：整车dcdc电压大于预设电压值v1，空调低压继电器km2吸合，整车bms电压大于预设电压值v2，空调高压继电器km1吸合，以及空调控制器采样的弱电dcdc电压大于等于预设电压值v3，则进入s3，否则重复步骤s2；所述预设电压值v3小于所述预设电压值v1。作为本发明的进一步的改进，步骤s2中，所述空调控制器同时检测并判断是否发生整车通讯故障或整车数据异常，若发生通讯故障或整车数据异常时，则通过所述空调手操器手动解码后进入s3。作为本发明的进一步的改进，步骤s3中，充电完成后，等待预设延迟时间t2后弹开辅助继电器km4。作为本发明的进一步的改进，步骤s3中，步骤s3中，母线电压异常包括：所述空调控制器采样的母线电压值小于预设电压值v4或所述空调控制器采样的母线电压存在跌落。本发明还提供一种电动汽车空调电压异常检测方法，在完成权利要求1-8任一项所述全部充电控制步骤之后，还进行以下电压异常检测步骤：s51，检测空调控制器实时采样的母线电压值判定是否小于预设电压值v5；s52，检测连续的n个周期内计算的母线电压跌落的斜率是否大于等于预先设定的斜率；s53，若s51或s52的检测结果为是，则存在母线电压异常跌落，关闭负载后弹开空调主继电器km3。作为本发明的进一步的改进，步骤s52中，电压跌落的斜率k的计算方法为：k＝△vdc/t其中，△vdc为上一个周期与和当前周期母线电压的差值，t为计算电压跌落的周期值。本发明的有益效果：本发明将根据整车控制空调端的继电器状态来调整空调端充电电路中继电器的动作，解决整车和空调端的充电时序不匹配导致过流问题；并通过整车与空调进行数据交互，在充电过程中和充电完成后实时检测判断电压是否存在异常，避免电压跌落后恢复时主回路产生大电流；不仅延长了保险管、继电器、空调控制器的使用寿命，同时直接避免了大电流冲击烧毁保险管、继电器和空调控制器等器件。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一种电动汽车空调充电控制方法的流程图；图2是本发明一种电动汽车空调充电控制电路的电路图；图3是本发明空调与整车通讯连接示意图；图4是本发明一种电动汽车空调充电控制方法的充电初始化准备阶段数据检测流程示意图；图5是本发明一种电动汽车空调充电控制方法的空调主继电器km3吸和阶段电压检测流程示意图；图6是本发明一种电动汽车空调充电控制方法的电压异常跌路检测流程示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员以使得本发明所属
技术领域：
的技术人员能够容易实施。正如本发明所属
技术领域：
的技术人员能够容易理解，将在后面描述的实施例在不脱离本发明的概念和范围的基础上可变形为多种形式。在附图中尽量将相同或相似的部分用相同的附图标记表示。在此使用的专业术语只是用来说明特定实施例而提供的，并不是用来限制本发明。在此使用的单数形式在没有表示明确的相反含义的情况下也包含复数形式。在说明书中使用的“包含”的具体化了特定的特性、领域、常数、步骤、动作、要素及/或成分，并不排除其他特定的特性、领域、常数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。将下面使用的技术用语及科学用语包括在内的所有用语具有与本发明所属
技术领域：
的技术人员一般理解的含义相同的含义。在词典中所定义的用语被补充解释为与相关技术文献和当前公开的内容相符的含义，在没有定义的情况下，不能被解释为具有非常正式的含义。本发明的一种电动汽车空调充电控制电路，包括空调控制器，空调控制器的高压侧的负极端与整车电源负极连接，空调控制器的高压侧的正极端依次连接空调端保险管fu2、空调主继电器km3、整车空调路保险管fu、空调高压继电器km1和整车vcu或bms后与整车电源正极连接，空调端保险管fu1与空调端保险管fu2并联，空调端预充电阻和空调辅助继电器km4串联后与空调主继电器km3并联，其中空调端预充电阻靠近整车空调路保险管fu一端，空调控制器的低压侧的正极端通过空调低压继电器km2与蓄电池正极连接，空调控制器的低压侧的负极端与蓄电池正极连接，蓄电池通过低压变换器与整车电源连接，低压变换器与整车电源的正极端之间设置保险管，同时还设置其他功能保护保险管，不同的功能保护保险管与空调的不同功能模块(如除菌、暖风)连接。本发明的电动汽车空调充电控制电路的电路图如图2所示。本发明的一种电动汽车空调充电控制方法，采用上述电动汽车空调充电控制电路,如图1所示，该方法包括如下充电控制步骤：s1，通过整车vcu或bms使空调手操器和空调控制器的弱电部分得电，所述空调手操器控制所述空调控制器进行充电初始化准备；即进入充电初始化准备阶段；s2，在充电初始化准备阶段，所述空调控制器检测并判断整车电压以及与所述整车vcu或bms连接的空调高压继电器km1和与蓄电池连接的空调低压继电器km2的开闭状态是否满足预充电条件，若满足预充电条件则进入s3，若不满足预充电条件，则重复步骤s2；s3，进入充电过程(即进入空调主继电器km3吸和阶段)，并在充电过程中通过所述空调控制器持续检测并判断采样的母线电压是否存在异常，若采样的母线电压不存在异常则持续充电至充电完成(即进入充电完成阶段)，若采样的母线电压存在异常，则进入s4(即进入充电电压过低阶段)；s4，充电电压过低阶段，所述空调控制器记录空调充电电压异常的次数，当预设时t3内记录的充电电压过低的次数小于n次(此阶段为充电延时阶段)，则进入s2；否则报充电故障(即进入充电错误阶段)，充电结束。其中，空调高压继电器km1和空调低压继电器km2的设置如图2所示,在步骤s1中，整车vcu或bms控制空调低压继电器km2吸和后，空调手操器和空调控制器弱电部分得电，并通过空调机组与整车的通讯开始建立，整车控制器vcu将整车的dcdc输出电压值、空调高压继电器km2的状态、动力电池电压值、空调高压继电器km1的状态发送给空调手操器，空调手操器再转发给空调控制器。首次得电后，空调控制器在接收到空调手操器发送的空调开机指令并且上电复位10s后进入充电初始化准备阶段。步骤s2中，充电初始化准备阶段包括检测整车dcdc电压是否大于预设电压值v1、空调低压继电器km2是否吸合、整车bms电压是否大于预设电压值v2、空调高压继电器km1是否吸合和空调控制器采样的弱电dcdc电压是否大于等于预设电压值v3。若同时满足整车dcdc电压大于预设值电压v1、空调低压继电器km2吸合、整车bms电压大于预设电压值v2、空调高压继电器km1吸合，以及空调控制器采样的弱电dcdc电压大于等于预设电压值v3，空调辅助继电器km4吸和，等待预设延迟时间t1(即预充检查等待阶段)后，空调主继电器km3吸和(即进入空调主继电器km3吸和阶段)，本实施例中t1等于1s,等待1s为最合理的值。否则重复步骤s2中的检测和判断，上述检测和判断每隔5s进行一次。上述预设电压值v1、预设电压值v2、预设电压值v3的值可更根据空调的电压工作范围做适当的调整，通常预设电压值v3小于预设电压值v1，预设电压值v1小于预设电压值v2。充电初始化准备阶段检测流程如图4所示。步骤s3中，在空调主继电器km3吸和阶段，空调控制器检测并判断采样的母线电压是否存在跌落和空调控制器采样的母线电压值是否小于预设电压值v4。若在充电过程中空调控制器持续检测并判断采样的母线电压不存在异常，则持续充电至充电完成后，等待预设延迟时间t2弹开空调辅助继电器km4(即辅助继电器km4弹开阶段)；空调主继电器km3吸和且空调辅助继电器km4断开标志着充电完成，本实施例中t2等于1s,等待1s为最合理的值；若空调控制器采样的母线电压存在跌落或母线电压值小于预设值v4时，则弹开空调辅助继电器km4(即进入空调辅助继电器km4弹开阶段)，此时为空调充电电压过低阶段。上述预设电压值v4的值可更根据空调的电压工作范围做适当的调整，通常预设电压值v4小于预设电压值v2。空调主继电器km3吸和阶段电压检测流程图如图5所示。步骤s4中，在充电电压过低阶段，记录进入充电电压过低的次数后进入充电延时阶段，同时倒计时10s(t3＝10s),若在10s内进入充电电压过低阶段的充电电压过低次数小于10(n＝10)次，则进入充电初始化准备阶段(即s2)；否则结束充电，报充电故障，此时为充电错误阶段，此故障不可自行恢复，需要断电才可恢复。本发明的一种电动汽车空调电压异常检测方法，用于对电动汽车空调充电完成后的空调电压进行异常检测，该方法下列步骤：s51，检测空调控制器实时采样的母线电压值判定是否小于预设电压值v5；s52，检测连续的n个周期内计算的母线电压跌落的斜率是否大于等于预先设定的斜率；s53，若s51或s52的检测结果为是，即空调控制器实时采样的母线电压值判定是小于预设电压值v5或连续的n个周期内计算的母线电压跌落的斜率大于等于预先设定的斜率，则存在电压异常跌落，并关闭负载后弹开空调主继电器km3。上述预设电压值v5的值可更根据空调的电压工作范围做适当的调整，通常预设电压值v5小于预设电压值v2。如图6所示，以上实际上是检测两部分，第一部根据空调控制器实时采样的母线电压值判定是否小于预设电压值v5，如果是的话则关闭负载(压机、风机等)后弹开空调主继电器km3；第二部分则根据电压跌落的斜率来判定电压是否存在异常，若在连续的n个周期内计算的斜率大于等于设定的斜率，则认为电压异常跌落，则弹开空调主继电器km3。斜率的取值尤为重要，若斜率取值不当的话，不仅起不到保护作用，还容易出现误保护。表1是本发明电压跌落斜率取值的方法：表1：负载情况空载轻载重载电压跌落斜率k1k2k3周期值t1t2t3电压跌落值△vdc1△vdc2△vdc3电压跌落的斜率跟负载情况密切相关，电压跌落斜率需要根据不同的负载情况取不同的值。电压跌落的斜率k的计算方法为：斜率k＝△vdc/t，其中，△vdc为上一个周期与和当前周期母线电压的差值，t为计算电压跌落的周期值，为避免误保护，需在连续的n个周期内计算斜率是否都满足大于等于设定保护斜率。上述电动汽车空调充电控制电路、电动汽车空调充电控制方法，以及电动汽车空调电压异常检测方法不仅限于纯电动汽车，还适用于能给车辆空调供直流电源的车。示例：基于上述电动汽车空调充电控制电路、电动汽车空调充电控制方法，以及电动汽车空调电压异常检测方法，本示例结合如图2所示的一纯电动大巴空调充电电路图，详细说明其充电控制方法，以及充电完成后电压异常跌落的检测。如图3所示的空调与整车通讯连接示意图，空调手操器与整车通过can通讯实现空调与整车的联动，以便进行数据交互，为空调进入预充做准备。空调整个充电过程主要包含以下几个阶段：充电初始化准备阶段、预充检查等待阶段、空调主继电器km3吸和阶段、空调辅助继电器km4弹开阶段、充电完成阶段、充电电压过低阶段、充电延时阶段、充电错误阶段。整个充电控制具体实施方式如下：空调弱电部分得电后，即整车vcu或bms控制空调低压继电器km2吸和后，空调手操器和空调控制器弱电部分得电，can1和can2通讯开始建立，整车控制器vcu将整车的dcdc输出电压值、km2继电器状态、动力电池电压值、km1继电器的状态通过can1发送给空调手操器，空调手操器再通过can2转发给空调控制器。首次得电后，空调控制器在接收到空调手操器发送的空调开机指令并且上电复位10s后即开始进入充电逻辑，即进入充电初始化准备阶段：充电初始化准备阶段：在充电初始化准备阶段，空调控制器做如下检测，1)整车dcdc电压是否大于预设值v1(v1取22v)；2)整车空调低压继电器km2是否吸合；3)整车bms电压是否大于预设值v2(v2取500v)；4)整车空调高压继电器km1是否吸合；5)空调控制器采样的弱电dcdc电压是否大于等于预设值v3(v3取21v)。若同时满足整车dcdc电压大于22v，空调低压继电器km2吸合，整车bms电压大于500v，空调高压继电器km1吸合，以及空调控制器采样的弱电dcdc电压大于等于21v，则进入预充检查等待阶段。预充检查等待阶段：延时1s后进入空调主继电器km3吸和阶段。空调主继电器km3吸和阶段：进入空调主继电器km3吸和阶段后，做如下检测，检测流程图如图5所示，以下条件持续检测2s，若满足以下任一条件，则弹开辅助继电器km4，进入充电电压过低阶段，否则吸和空调主继电器km3，进入空调辅助继电器km4弹开阶段。检测条件如下:1)检测空调控制器采样的母线电压是否存在跌落；2)检测空调控制器采样的母线电压值是否小于预设值v4(v4取450v)。空调辅助继电器km4弹开阶段：计时1s，1s后弹开空调辅助继电器km4，进入充电完成阶段。充电电压过低阶段：弹开空调辅助继电器km4，并累积进入充电电压过低阶段次数，进入充电延时阶段。充电延时阶段：倒计时10s，10s若进入充电电压过低阶段次数小于10次，则进入充电初始化准备阶段重新开始预充，否则进入充电错误阶段，报充电故障，不可恢复，需要断电才可恢复。充电错误阶段：报充电故障，不可恢复，需要断电才可恢复。充电完成阶段：充电完成，实时检测电压是否存在异常，若存在异常关闭负载后弹开空调主继电器km3，三分钟后重新进入充电逻辑，若30分钟内出现3次，则无法继续进行充电。充电完成进行母线电压异常检测，主要对压机和风机的电压进行检测，检测主要包含两部分，第一部根据空调控制器实时采样的母线电压值判定是否小于预设电压值v5(v5取450v)，如果是的话则关闭压机和风机后弹开继电器；第二部分则根据母线电压跌落的斜率来判定电压是否存在异常，若在连续的n个周期内计算的斜率大于等于设定的斜率，则认为电压异常跌落，则关闭负载压机和风机后弹开继电器。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。当前第1页12