电动车辆高压互锁安全系统及控制方法与流程

本技术涉及电动汽车控制，具体地指一种电动车辆高压互锁安全系统及控制方法。

背景技术：

1、在车辆领域中，电动汽车是指以车载电源为动力、用电机驱动车轮行驶，且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，而电动汽车涉及众多高电压、大电流零部件，其安全性是最受人们重视的。高压回路电连接可靠对电动汽车安全行驶至关重要，高压连接异常造成整车烧蚀甚至起火的情况不在少数。如何保证高压连接可靠变得十分重要。目前，大部分高压连接器都有高压互锁检测端子，通过低压回路检测端子是否导通来判断高压连接是否正常。从而在高压互锁异常时，及时发现并通过控制策略来保证整车安全。

2、而现有技术中，电动汽车对车辆的安全控制都是通过单个控制器，如电池管理单元bms去实现局部的高压互锁回路的互锁异常的监测，而无法兼顾整车所有的高压部件的互锁异常的监测。同时也没有对不同用途及使用场景进行进一步的划分，因此无法形成对整车多数高压器件及多种场景下进行高压互锁回路进行监测和安全保护。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本技术实施例提供一种电动车辆高压互锁安全系统及控制方法，将整车高压器件的连接回路区分为行车安全及非行车安全的两路独立的高压互锁回路进行监测。

2、本发明实施例提供了一种电动车辆高压互锁安全系统，包括整车控制单元vcu，所述车控制单元vcu作为中心，分别连接第一高压互锁回路和第二高压互锁回路；所述第一高压互锁回路连接系统中涉及行车安全的高压器件，包括但不限于驱动电机、转向油泵、制动气泵的接口，所述第二高压互锁回路连接系统中涉及非行车安全的高压器件，包括但不限于充电系统、dcdc系统、空调压缩机、ptc的接口；

3、所述第一高压互锁回路监测电动车辆中涉及行车安全的高压器件的互锁状态，所述第二高压互锁回路监测电动车辆中涉及非行车安全的高压器件的互锁状态。

4、根据本发明实施例所提供的电动车辆高压互锁安全系统，所述高压互锁安全系统包括电池箱、动力电池高压接线盒bdu、多合一/电源分配单元pdu、整车控制单元vcu、电池管理单元bms、微控制单元mcu、仪表；

5、其中，所述电池箱的总正b+接口、总负b-接口、电池加热+接口以及电池加热-接口分别和所述动力电池高压接线盒bdu连接；所述动力电池高压接线盒bdu的主回路正接口以及主回路负接口分别与所述多合一/电源分配单元pdu连接，所述动力电池高压接线盒bdu的充电正极接口和充电负极接口分别与充电插座连接；

6、所述多合一/电源分配单元pdu的输出接口包括主驱接口、油泵接口、气泵接口、dcdc接口、空调接口、ptc接口、上装的三相线高压输出接口。

7、根据本发明实施例所提供的电动车辆高压互锁安全系统，所述第一高压互锁回路依次串联电池箱断路开关、所述主回路正接口、所述主回路负接口、所述主驱接口、所述油泵接口、所述气泵接口、所述总正b+接口、所述总负b-接口以及所述整车控制单元vcu的第一采集接口，组成所述第一高压互锁回路。

8、根据本发明实施例所提供的电动车辆高压互锁安全系统，所述第二高压互锁回路依次串联所述电池加热+接口、所述电池加热-接口、所述充电正极接口、所述充电负极接口、所述dcdc接口、所述空调接口、所述ptc接口、所述上装的三相线高压输出接口以及所述整车控制单元vcu的第二采集接口，组成所述第二高压互锁回路。

9、本发明实施例还提供一种基于上述实施例所述的电动车辆高压互锁安全系统的控制方法，包括：

10、整车控制单元vcu分别监测第一高压互锁回路和第二高压互锁回路所发送、接收的pwm信号，来判断所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路是否出现异常状态；

11、整车控制单元vcu对电动车辆启动过程中的所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测，并对异常状态进行高压安全的控制及故障报警；

12、整车控制单元vcu对电动车辆运行过程中的所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测，并对异常状态进行高压安全的控制及故障报警；

13、整车控制单元vcu对电动车辆充电过程中的所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测，并对异常状态进行高压安全的控制及故障报警。

14、根据本发明实施例所提供的高压互锁安全系统的控制方法，在所述整车控制单元vcu监测第一高压互锁回路，来判断所述第一高压互锁回路是否出现异常状态的步骤包括：

15、整车控制单元vcu与第一高压互锁回路相连的两个引线与pwm引脚相连；

16、通过其中的一个引脚发送一种pwm占空比波形信号，再通过另一个引脚接收pwm占空比信号；

17、判断发送的pwm占空比信号与接收的pwm占空比信号的频率以及占空比的误差变化来判断第一高压互锁回路上的所有接口的连接状态是否出现异常。

18、根据本发明实施例所提供的高压互锁安全系统的控制方法，在所述整车控制单元vcu监测第二高压互锁回路，来判断所述第二高压互锁回路是否出现异常状态的步骤中，包括：

19、整车控制单元vcu与第二高压互锁回路相连的两个引线与pwm引脚相连；

20、通过其中的一个引脚发送一种pwm占空比波形信号，再通过另一个引脚接收pwm占空比信号；

21、判断发送的pwm占空比信号与接收的pwm占空比信号的频率以及占空比的误差变化来判断第二高压互锁回路上的所有接口的连接状态是否出现异常。

22、根据本发明实施例所提供的高压互锁安全系统的控制方法，所述整车控制单元vcu对电动车辆启动过程中的所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测，并对异常状态进行高压安全的控制及故障报警步骤中，包括：

23、打开整车电源总开关时，低压唤醒整车控制单元vcu，所述整车控制单元vcu开始自检；

24、所述整车控制单元vcu对所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测；

25、若所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路状态正常时，则等待驾驶员或者其他启动方式的正常高压上电指令；

26、若所述整车控制单元vcu监测到所述第一高压互锁回路或所述第二高压互锁回路的高压互锁回路状态异常时，所述整车控制单元vcu则禁止电池管理单元bms以及多合一/电源分配单元pdu上高压，同时上报出现高压互锁回路异常故障到仪表并提醒驾驶员。

27、根据本发明实施例所提供的高压互锁安全系统的控制方法，在所述整车控制单元vcu对电动车辆运行过程中的所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测，并对异常状态进行高压安全的控制及故障报警步骤中，包括：

28、当车辆处于运行过程中时，所述整车控制单元vcu持续监测所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路状态；

29、若所述整车控制单元vcu监测到所述第二高压互锁回路状态异常时，所述整车控制单元vcu对高压器件用电进行分级管理，同时上报出现高压互锁回路异常故障到仪表并提醒驾驶员；

30、若所述整车控制单元vcu监测到所述第一高压互锁回路状态异常时，所述整车控制单元vcu通过微控制单元mcu控制电机降功率运行并限制车辆最大运行速度vmax，同时上报出现高压互锁回路异常故障到仪表并提醒驾驶员，并延时一段时间后请求电池管理单元bms以及多合一/电源分配单元pdu下高压。

31、根据本发明实施例所提供的高压互锁安全系统的控制方法，在所述整车控制单元vcu对电动车辆充电过程中的所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路进行监测，并对异常状态进行高压安全的控制及故障报警步骤中，包括：

32、车辆在充电过程中，所述整车控制单元vcu持续监测所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路状态；

33、若所述第一高压互锁回路和所述第二高压互锁回路的高压互锁回路状态正常时，则持续进行充电；

34、若所述整车控制单元vcu监测到所述第一高压互锁回路或所述第二高压互锁回路的高压互锁回路状态异常时，所述整车控制单元vcu通过电池管理单元bms请求充电桩停止对电池充电以及断开充电接触器，所述整车控制单元vcu请求多合一/电源分配单元pdu断开dcdc、空调压缩机高压接触器，同时上报出现高压互锁回路异常故障到仪表并提醒驾驶员。

35、本发明的有益效果为：本发明实施例提供了一种电动车辆高压互锁安全系统及控制方法，通过将整车高压器件的连接回路区分为行车安全及非行车安全的两路独立的高压互锁回路进行监测。既可以区分车辆中不同高压器件的安全重要性，同时又将车辆的所有的高压器件进行串联成两个高压互锁回路进行监测，可以完整的监测整个高压器件的高压互锁状态。同时结合车辆的启动、运行、充电的三种典型场景进行不同的高压互锁状态异常的最优化控制，优化了对高压互锁异常采用一刀切的断高压应对方式，提升了车辆的使用可靠性及使用体验。