純電動車輛應急啟動系統設計

唐繼光，吳耀燕，昌宇，李鵬飛

（柳州延龍汽車有限公司，廣西 柳州 545006）

前言

純電動車輛是以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛的車輛，而純電動車輛啟動系統是在車輛鑰匙開關由關閉狀態轉向接通狀態時，借助輔助蓄電池電能吸合繼電器，從而為車輛控制系統提供12V 或24V 啟動電源，使用車輛控制系統啟動，接通高壓電源，為車輛正常行駛提供動力。

以動力電池總電壓72V 的 8 座蓄電池觀光車為例。

1 現狀

目前市場上除了采用不安全啟動方法啟動車輛外，大部分蓄電池觀光車啟動系統均采用輔助蓄電池作為啟動電源，通過啟動鑰匙開關控制車輛啟動。車輛正常啟動后，通過DCDC 將動力電池能量轉化為13.7V 電壓為輔助電池補充能量，確保車輛12V 用電設備正常工作，但是，當DCDC 損壞無法為輔助蓄電池補充能量、輔助蓄電池遇到超過使用年限、缺電解液、長期停放不用、停車熄火后過度使用車載電源等情況時，因輔助蓄電池能量不足，繼電器無法吸合，就會使車輛無法正常啟動，車輛無法正常工作，由此會給客戶帶來不便，而且需要浪費長時間等待進行售后，對于使用車輛作為經營目的的還會造成經濟損失，并且也會影響車輛生產企業質量口碑。

2 總體設計思路

由于車輛在輔助蓄電池電量很少或電壓低于9V 時，輔助蓄電池不能提供足夠電能來吸合啟動繼電器時，車輛無法正常啟動，此時輔助蓄電池可能處于損壞或過度放電沒能及時補充電量的狀態，在設計時，要考慮到輔助蓄電池損壞時，需要通過聲音報警或儀表提示等方式來提醒車輛使用者，盡早對車輛進行保養維護。因此在設計時要考慮以下因素：

（1）如何向輔助蓄電池提供電能，確保車輛正常啟動；

（2）車輛正常啟動后，如何保證電源不會中斷，做到自鎖；

（3）如何將輔助蓄電池虧電現象提醒車輛使用者；

（4）在輔助蓄電池電量低無法啟動車輛時，能讓使用者簡易啟用應急系統。

考慮以上因素，結合純電動車輛的特性，唯有借助動力電池電源，通過臨時啟動DCDC 系統，將動力電池電源轉化為13.7V 給車輛正常啟動，在車輛啟動后應急啟動系統失效時，也能保證車輛正常使用，持續提供13.7V 電源，使用車輛控制系統和制動正常工作，保護車輛功能安全。

3 系統設計

以動力電池總電壓72V 的8 座蓄電池觀光車為例，車輛按圖1 所示，在啟動車輛時，閉合點火開關，通過吸合繼電器，使DCDC 啟動，將動力電池電能轉化為電壓13.7V 為輔助蓄電池充電，使輔助蓄電池可持續提供電能為保證車輛低壓系統設備工作。

當輔助蓄電池電量不足時，即使閉合點火開關，也無法吸合繼電器，無法啟動DCDC 為輔助蓄電池充電，因此本設計將通過人為干預形式，讓在閉合點火開關時，DCDC 可以臨時啟動為輔助蓄電池補充能量，吸合繼電器，形成啟動互鎖，使車輛啟動成功。

3.1 應急啟動設計

如圖1 所示，方案在啟動系統增加應急啟動開關，在輔助蓄電池電量不足時，閉合點火開關，按下應急啟動開關，此時DCDC 轉換器控制線與動力電池電源線連接，DCDC 將動力電池電能轉換成13.7V 電壓為輔助蓄電池充電，同時也為其它低壓用電設備供電，保證了車輛正常啟動，且可以正常使用。

圖1 應急啟動系統

3.2 電路監測及保護設計

在車輛正常使用情況下，當車輛DCDC 損壞時，車輛輔助蓄電池將持續在為其它用電設備供電而得不到能量補充，將會出現蓄電池電壓低于9V 車輛自動停止工作，此時車輛制動系統將失效，驅動系統停止動力輸出，有可能造成車輛使用者發生安全事故。為防止DCDC 故障失效帶來的安全事故，應急啟動系統增加了電壓監測電路，如圖2 所示，系統采用分壓原理，將13.7 電壓轉換成整車控制器識別電壓進行監測，當車輛正常情況下，系統分電壓為13.7/13*3=3.16V，當DCDC 失效后，蓄電池電壓低于12V 時，系統分電壓為12/13*3=2.77V，此時整車控制器將監測到蓄電池電壓失常。

圖2 電壓監測電路

3.3 故障報警設計

當整車控制器將監測到蓄電池電壓失常時，為了確保車輛安全，此時整車控制器將通過CAN 通信形式向組合儀表發出故障信息，在組合儀表接受到蓄電池故障后，將通過紅色故障信號燈形式閃爍報警，通知車輛使用者及時停車檢查檢修車輛。

4 結束語

本文對車輛增設了應急啟動系統，解決了DCDC 失效、輔助蓄電池遇到超過使用年限、缺電解液、長期停放不用、停車熄火后過度使用車載電源等情況時，因輔助蓄電池能量不足，繼電器無法吸合，車輛無法正常啟動問題，也解決了因DCDC 失效將會導致的制動失效問題，同時也在車輛DCDC 失效時向儀表發出報警，提示車輛使用者及時檢修。提升了車輛質量及企業品牌影響力，增強產品市場競爭力。