混合动力汽车高压上下电控制策略.docx
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1、混合动力汽车高压上下电控制策略近年来,在国家相关政策的大力支持鼓励下,越来越多的主机厂 开展了新能源汽车,包括混合动力汽车的研发,并投入市场。在双积 分政策的压力下,主机厂已经开始面临油耗压力,力争通过提升新能 源车产销来增大企业平均油耗的分母。尽管中国发展新能源车的政策 驱动力很强,混合动力新能源汽车技术难度大,但将是应对未来中大 型车降低油耗压力、提高续航的可靠手段。在这样的产业发展背景下, 插电式混合动力汽车必将迎来一波发展浪潮。1 .初始化及高压上下电控制当智能钥匙在车内且合法有效,换挡杆挡位处于P/N挡,踩下制 动踏板,按下启动按钮,车辆开始启动,车辆启动包括纯电启动与发 动机启动:
2、当电池包允许放电电流小于一定值时,或电池包电量SoC小 于一定值时,只允许发动机启动;当电池包允许放电电流大于一 定值,且电池包电量SoC大于一定值时,采用纯电启动。无论是发动 机启动还是纯电启动,都需要完成启动电子防盗认证。车辆启动电子防盗控制由发动机控制单元ECM、牵引力电机控制 器MCU、动力控制模块HCU、被动进入,一键启动模块PEPS和智能 钥匙参与控制。首先智能钥匙与PEPs完成钥匙认证,认证成功后,整车进入IGNON, HCU、EMS、MCU完成相应初始化工作。同时PEPS开始确认如 下条件1是否全部满足。条件1:电源模式处于IGN ON;制动踏板信号有效;挡 位处于P或N挡位;
3、车速小于3kmh;智能钥匙认证成功;电子 转向柱锁解锁成功;发动机或电机转速为Oo若满足以上条件1,防盗认证成功,PEPS发送启动请求信号给 VMS, VMS进入高压上电过程。在完成初始化之后,HeU同时确认 电池包状态,当高压电池包允许放电电流及动力模式开关状态符合以 下条件2中的任意一条。条件2:SOe小于一定值;高压电池包允许放电电流小于一 定值;SoC大于一定值且高压电池包允许放电电流大于一定值且动 力模式开关为HEV模式。HCU将整车动力模式置为HEV模式,当高压电池包电量SOC 高压电池包允许放电电流及动力模式开关状态符合以下条件3。条件3: S0C大于一定值;高压电池包允许放电电
4、流大于一定 值;动力模式开关为EV模式。HCU将整车动力模式置为EV模式。当高压上电完成之后,HCU 成功接收整车模式信号为驾驶模式后,HCU开始控制动力系统,并确 认当前动力系统是否就绪,动力系统就绪需要满足以下条件4。条件4:动力系统就绪后,HCU通过总线反馈动力系统就绪并 判断是否需要采用发动机启动。当不需要采用发动机启动,整车 EV启动完成,仪表显示整车可用于驾驶等信息 当需要启动发动机, HCU通过总线发送启动请求信号给发动机控制模块ECM,并判断外界 环境温度;当外界温度小于一定值时,HCU通过总线发送冷启动请 求信号给PEPS, PEPS确认条件1满足,断开ACC与IGN2继电器
5、, 同时通过总线发送冷启动允许信号给HCU, HCU接收到有效信号后, 控制冷启动继电器吸合,通过冷启动继电器带动发动机启动,当PEPS 接收到发动机控制模块反馈的发动机启动成功信号之后,重新吸合 ACC与IGN2继电器;当外界温度大于一定值时,HCU控制采用PO 电机带动发动机启动。发动机控制模块确认发动机转速,并控制喷油 点火,当发动机启动成功后,通过总线反馈发动机状态,整车发动机 启动完成。控制采用发动机启动并发送发动机启动请求信号给发动机 ECM,发动机ECM接收该信号后发送认证请求给HCU,开始防盗认 证,当HCU接收发动机防盗认证成功信号之后,发送起动机工作请 求信号给PEPS,
6、PEPS确认是否满足条件1,当满足条件1后,PEPS 断开ACC与IGN 2继电器,并发送起动机允许吸合信号给HCU与发 动机ECM, HCU接收该信号之后吸合起动机继电器,ECM确认发动 机转速满足要求,开始喷油点火控制,车辆完成启动工作。无论是发动机启动成功还是纯电启动成功,之后如果需要从IGN ON启动车辆,从上一次认证成功30s之内启动车辆,不需要再进行 防盗认证,超过30s,启动车辆需要重新进行防盗认证。车辆起动之后,按下EV或HEV模式切换开关,从纯电模式切换 至混合动力模式,或从混合动力模式切换至纯电模式,不需要再进行防盗认。启动防盗认证如图1所示。 ECM C) EngineM
7、CU Traction f Motor图1启动防盗认证示意图2 .高压互锁保护控制高压工作电压范围为220-420V,为保证整车漏电安全,整车具 备高压互锁保护控制。整车高压互锁由图2所示的控制电路实现。 当整车控制模块VMS确认高压允许上电后,VMS控制HVlLJDUT输 出高电压,如果所有高压零部件(MCU、ACU图2整车高压互锁控制示意图PO Motor P3 Motor DC-DC OBC BP)的高压接插件正常连 接,继电器Rl吸合,同时VMS采集HVlL_lN信号,并确认HVlL_lN 信号符合要求(高电平有效),若VMS检测HVILlN信号不满足要求, 则控制停止HVIL OUT
8、高电平的输出。在整个高压互锁控制过程中,假如断开维修开关,VMS检测 HVlLJN信号不满足要求,停止HVILJDUT高电平的输出,同时Rl继 电器断开,BMS高压断电。3 .高压预充电及上下电控制3.1 启动高压上电控制当VMS接收到有效启动请求信号之后,总体确认以下条件满足, VMS控制HVlL, OUT输出高电平,同时通过总线发送启动高压上电 请求信号给BMSo若所有高压零部件高压接插件连接正常,Rl继电 器吸合。制动踏板踩下且信号有效(硬线信号);)挡位处于P挡或 N挡(硬线信号):启动请求信号有效;动力系统正常;DC/DC 正常;BMS及电池系统正常;CAN通信正常。如上述条件满足,
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