新能源電動車的上下電管理

田磊 趙靜藝

摘 要：針對新能源電動車上下電存在不成功的問題，根據新能源電動車上下電過程中各控制器之間的信號交互以及接收到指令信號后執行的動作，提出一種新能源電動車上下電管控方法，從而提高新能源電動車上下電過程的可靠性和安全性。

關鍵詞：電動車;控制器;上下電;管理

Power on and off management of new energy electric vehicles

Tian Lei Zhao Jingyi

Zhengzhou Nissan Automobile Co.，Ltd. HenanZhengzhou 450046

Abstract：For new energy problems of unsuccessful electric car electric up and down，according to new energy electric vehicles and electric signals between the controller in the process of interaction and execution action after receives the command signal，puts forward a kind of new energy，electric cars and electric control method to improve reliability and security of the new energy electric vehicles and electric process.

Key words：Electric vehicle;Controller;Power on and power off;Management

1 緒論

傳統汽車帶來的能源危機和環境污染日益嚴重，新能源電動車成為現在以及未來發展的趨勢，而純電動汽車在新能源汽車中地位尤為重要。但是由于純電動汽車發展時間短，設計經驗積累不足，對純電動汽車的上電過程和下電條件考慮的不夠全面，導致車輛經常出現上下電不成功、甚至造成無法完全下低壓電而造成低壓蓄電池虧電，給駕駛員造成了極大的困擾。

當前的純電動汽車上下電邏輯簡單，定義的上下電流程不夠完善，對上下電過程中涉及到的各控制器之間的信號交互、各控制器自身的狀態切換以及過程中所需時間、被控制對象響應控制器命令所需時間沒有進行充分考慮，車輛情況若與理想情況稍有出入，就會出現上下電不成功的問題，嚴重時會導致整車控制邏輯陷入混亂，造成不可預期的后果。即當前純電動汽車上下電過程的安全性，可靠性，影響駕駛員的駕駛體驗及行車安全。

2 整車上下電管理

整車上下電管理由低壓上下電管理和高壓上下電管理兩部分組成，它的好壞直接與上下電過程的可靠性和安全性相關。

2.1 低壓上下電管理

2.1.1 功能描述

指車輛OFF、ACC、ON、READY四種電源檔的切換管理，控制主導模塊與關聯模塊。

主導模塊：VCU（整車控制器）或PEPS;關聯模塊：BMS（電池管理系統），PEU（DCDC、充電機、PDU三合一控制器），ICU（儀表）;控制策略與邏輯：機械鑰匙操作。

2.1.2 上電和啟動過程

VCU接收鑰匙上電信號，控制車身12V電器系統從OFF檔切換到ACC、ON檔。在車輛處于ON檔時，如果所有零部件無故障自檢通過，車輛可以切換至READY狀態。

2.1.3 下電和退電過程

當車速<1km/h（此值可標定），VCU接收鑰匙下電信號，控制車身12V電器系統切換到OFF檔。

當車速≥1km/h（此值可標定），VCU接收鑰匙下電信號，等待車輛車速降低到一定值（此值可標定），控制車身12V電器系統切換到OFF檔。

2.1.4 PEPS操作

上電和啟動過程：

如果踩制動踏板，在OFF，ACC，ON三種檔位下按啟動按鈕，直接切換到READY檔，如果不踩制動踏飯，按啟動按扭，只能按OFF-ACC-ON順序上電。

下電和退電過程：

當車速<1km/h（此值可標定），按啟動按鈕，P檔時，退至OFF檔，非P檔時，退至ACC檔。

當車速≥1km/h（此值可標定），長按2s或3s內連續按3次及以上啟動按鈕，READY檔退至ACC檔。

2.1.5 流程圖

2.2 高壓上電管理

功能描述：啟動功能是指整車從OFF檔、ACC檔、ON檔上電高壓電至可行駛狀態，并點亮READY燈的過程。

前提條件：無高壓系統故障;啟動時間：<1S;

主導模塊：VCU;關聯模塊：BMS，PEPS，ICU，PEU;

控制策略與邏輯：在OFF檔、ACC檔、ON檔狀態下踩制動踏板按啟動按鈕都可以上至READY檔。所有高壓零部件接收到VCU工作允許命令后才能啟動工作。BMS、PEU（xx）接收到START命令和NORMAL狀態后，才能啟動車輛。

流程圖：

2.3 高壓下電管理

功能描述：退電功能是指整車從READY檔退電至OFF或ACC檔的過程。

退電時間：<5s，進入低功耗狀態時間：<150s;

主導模塊：VCU;關聯模塊：BMS，PEPS，ICU，PEU，A/C（暖風/空調），ESP（）。

控制策略與邏輯：

（1）當車速<1km/h時退電。整車退至OFF或ACC檔，自動鎖EPB，掛P檔。

（2）當車速≥1km/h時退電，長按啟動按鈕2s，或3s內連續按3次或以上后，VCU限制整車功率至0，檔位切換至N檔，ICU熄滅READY指示燈，車速小于2km/h后，進入正常退電流程。

（3）所有高壓零部件發送工作停止狀態至VCU后，VCU延時3s發出Shut down命令，BMS斷接觸器。

（4）非P檔退電至ACC時，PEPS等待VCU的P檔硬線信號。

（5）非P檔退電至ACC時，如有車速，直接按啟動按鈕，車輛可啟動。

（6）流程圖：

3 結語

通過分析新能源電動車各控制器之間上下電時的信號交互和執行動作，設計了新能源電動車上下電的控制流程，經實車驗證滿足實際需要、具有良好的安全性和可靠性，所設計的電動車上下電管理達到了預期目標，已應用于量產車上。

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作者簡介：田磊（1982—），男，漢族，河南鄭州人，碩士，工程師，研究方向：新能源汽車的整車控制研究。