电动汽车的电气系统和用于控制上电、下电过程的方法与流程

本技术涉及汽车控制，特别涉及电动汽车的电气系统和用于控制电动汽车上电过程、下电过程的方法。

背景技术：

1、上电过程和下电过程的控制是电动汽车一个重要的控制环节，其涉及车辆的能源管理和安全运行。在一个典型的上电过程中，当整车控制器(vcu)被唤醒后，其将唤醒dc-dc变换器和电池管理系统(bms)等设备；在各个设备自检通过后，整车控制器将请求bms闭合主继电器，bms则先后闭合主负继电器和预充继电器，当检测到母线电压达到阈值后闭合主正继电器并断开预充继电器。由此，高压上电过程即告完成。汽车的下电过程包括关闭各种车载电器设备和断开电池与用电负载的连接等操作，以避免电池过度放电或发生电气火灾等安全问题。

技术实现思路

1、本技术的一个目的是提供一种电动汽车的电气系统以及用于控制电动汽车上电过程、下电过程的方法，其能够提高上电过程和下电过程的效率、速度和安全性。

2、按照本技术的一个方面，提供一种电动汽车的电气系统，包含：

3、主控制器；

4、低压电池包；

5、高压母线和负极母线；

6、高压单元，包含与所述高压母线和所述负极母线连接的高压电池包；

7、连接在所述高压母线与所述负极母线之间的dc-dc变换器；以及

8、连接在所述高压母线与所述负极母线之间的预充电容器，

9、其中，所述主控制器配置为执行下述操作：

10、a、响应于上电事件，使所述低压电池包经所述dc-dc变换器将所述预充电容器充电至预充目标电压；

11、b、在确定母线电压达到所述预充目标电压时，向所述高压单元发送使所述高压电池包的正极与所述高压母线接通的第一命令。

12、可选地，在上述电气系统中，所述主控制器还配置为执行下述操作：

13、c、响应于下电事件，向所述高压单元发送使所述高压电池包的正极与所述高压母线断开的第二命令；

14、d、在确定所述高压电池包的正极与所述高压母线断开后，通过对所述预充电容器放电使所述母线电压降低至放电目标电压或以下。

15、可选地，在上述电气系统中，所述高压单元包含：

16、本地控制器；

17、连接在所述高压母线与所述高压电池包的正极之间并且由所述本地控制器控制的主正继电器；以及

18、连接在所述负极母线与所述高压电池包的负极之间并且由所述本地控制器控制的主负继电器。

19、可选地，在上述电气系统中，所述本地控制器配置为：响应于所述第一命令，在所述母线电压与所述高压电池包的电压之差小于设定的阈值时，通过闭合所述主正继电器使所述高压电池包的正极与所述高压母线接通。

20、可选地，在上述电气系统中，所述本地控制器还配置为向所述主控制器发送所述主正继电器处于闭合状态的第一消息。

21、可选地，在上述电气系统中，所述主控制器还配置为在操作a中，在所述低压电池包开始对所述预充电容器充电后，向所述本地控制器发送使所述主负继电器闭合的第三命令，所述本地控制器还配置为响应于所述第三命令，使所述主负继电器处于闭合状态并且向所述主控制器发送指示所述母线电压的第二消息。

22、可选地，在上述电气系统中，所述本地控制器为电池管理系统。

23、可选地，在上述电气系统中，所述主控制器配置为按照下述方式执行操作c：

24、c1、响应于下电事件，向所述本地控制器发送执行绝缘检测的第三命令；

25、c2、在确定绝缘状态正常的情况下，同时或依次使所述dc-dc变换器停止运行和向所述高压单元发送所述第二命令。

26、可选地，在上述电气系统中，所述主控制器还配置为执行下述操作：

27、e、在确定所述母线电压降低至放电目标电压或以下后，经车载网络向车载设备发送进入关机状态的第四命令。

28、按照本技术的另一个方面，提供一种用于控制电动汽车上电过程的方法，所述电动汽车包含电气系统，该电气系统包含主控制器、低压电池包、高压母线、负极母线、高压单元、连接在所述高压母线与所述负极母线之间的dc-dc变换器以及连接在所述高压母线与所述负极母线之间的预充电容器，所述高压单元包含与所述高压母线和所述负极母线连接的高压电池包，所述方法包括：

29、a'、响应于上电事件，所述主控制器使所述低压电池包经所述dc-dc变换器将所述预充电容器充电至预充目标电压；

30、b'、所述主控制器在确定母线电压达到所述预充目标电压时，向所述高压单元发送使所述高压电池包的正极与所述高压母线接通的第一命令。

31、可选地，在上述方法中，所述高压单元还包含本地控制器、连接在所述高压母线与所述高压电池包的正极之间并且由所述本地控制器控制的主正继电器以及连接在所述负极母线与所述高压电池包的负极之间并且由所述本地控制器控制的主负继电器，所述方法进一步包括：

32、c'、所述本地控制器响应于所述第一命令，在所述母线电压与所述高压电池包的电压之差小于设定的阈值时，通过闭合所述主正继电器使所述高压电池包的正极与所述高压母线接通。

33、可选地，在上述方法中，进一步包括：

34、d'、所述本地控制器向所述主控制器发送所述主正继电器处于闭合状态的第一消息；

35、e'、所述主控制器响应于所述第一消息，停止所述低压电池包对所述预充电容器的充电。

36、可选地，在上述方法中，在步骤a'中，在所述低压电池包开始对所述预充电容器充电后，所述主控制器向所述本地控制器发送使所述主负继电器闭合的第三命令，所述本地控制器响应于所述第三命令，使所述主负继电器处于闭合状态并且向所述主控制器发送指示所述母线电压的第二消息。

37、按照本技术的还有一个方面，提供一种用于控制电动汽车下电过程的方法，所述电动汽车包含电气系统，该电气系统包含主控制器、低压电池包、高压母线、负极母线、高压单元、连接在所述高压母线与所述负极母线之间的dc-dc变换器以及连接在所述高压母线与所述负极母线之间的预充电容器，所述高压单元包含与所述高压母线和所述负极母线连接的高压电池包，所述方法包括：

38、a”、响应于下电事件，所述主控制器向所述高压单元发送使所述高压电池包的正极与所述高压母线断开的第二命令；

39、b”、所述主控制器在确定所述高压电池包的正极与所述高压母线断开后，通过对所述预充电容器放电使所述母线电压降低至放电目标电压或以下。

40、可选地，在上述方法中，所述高压单元还包含本地控制器、连接在所述高压母线与所述高压电池包的正极之间并且由所述本地控制器控制的主正继电器以及连接在所述负极母线与所述高压电池包的负极之间并且由所述本地控制器控制的主负继电器，步骤a”包括：

41、a”1、响应于下电事件，所述主控制器向所述本地控制器发送执行绝缘检测的第三命令；

42、a”2、所述主控制器在确定绝缘状态正常的情况下，同时或依次使所述dc-dc变换器停止运行和向所述高压单元发送所述第二命令。

43、可选地，在上述方法中，进一步包括：

44、c”、所述主控制器在确定所述母线电压降低至放电目标电压或以下后，经车载网络向车载设备发送进入关机状态的第四命令。

45、在本技术的一些实施例中，当采用电容充电作为预充电方式时，能够提高充电速度快和充电效率，并且更容易将预充电元件集成到功率电子单元等设备内。在另外一些实施例中，预充电的母线电压不仅与预充目标电压比较，还与高压电池包的输出电压比较，这种“双重”检查方式减少了在将高压电池包与高压母线接通时产生较大冲击电流的可能性。再者，在一些实施例中，通过在下电过程中执行绝缘检测，提高了整车系统的安全性。