新能源电动车的上下电管理

2023.03.25

田磊赵静艺

摘要：针对新能源电动车上下电存在不成功的问题，根据新能源电动车上下电过程中各控制器之间的信号交互以及接收到指令信号后执行的动作，提出一种新能源电动车上下电管控方法，从而提高新能源电动车上下电过程的可靠性和安全性。

关键词：电动车;控制器;上下电;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 緒论

传统汽车带来的能源危机和环境污染日益严重，新能源电动车成为现在以及未来发展的趋势，而纯电动汽车在新能源汽车中地位尤为重要。但是由于纯电动汽车发展时间短，设计经验积累不足，对纯电动汽车的上电过程和下电条件考虑的不够全面，导致车辆经常出现上下电不成功、甚至造成无法完全下低压电而造成低压蓄电池亏电，给驾驶员造成了极大的困扰。

当前的纯电动汽车上下电逻辑简单，定义的上下电流程不够完善，对上下电过程中涉及到的各控制器之间的信号交互、各控制器自身的状态切换以及过程中所需时间、被控制对象响应控制器命令所需时间没有进行充分考虑，车辆情况若与理想情况稍有出入，就会出现上下电不成功的问题，严重时会导致整车控制逻辑陷入混乱，造成不可预期的后果。即当前纯电动汽车上下电过程的安全性，可靠性，影响驾驶员的驾驶体验及行车安全。

2 整车上下电管理

整车上下电管理由低压上下电管理和高压上下电管理两部分组成，它的好坏直接与上下电过程的可靠性和安全性相关。

2.1 低压上下电管理

2.1.1 功能描述

指车辆OFF、ACC、ON、READY四种电源档的切换管理，控制主导模块与关联模块。

主导模块：VCU（整车控制器）或PEPS;关联模块：BMS（电池管理系统），PEU（DCDC、充电机、PDU三合一控制器），ICU（仪表）;控制策略与逻辑：机械钥匙操作。

2.1.2 上电和启动过程

VCU接收钥匙上电信号，控制车身12V电器系统从OFF档切换到ACC、ON档。在车辆处于ON档时，如果所有零部件无故障自检通过，车辆可以切换至READY状态。

2.1.3 下电和退电过程

当车速<1km/h（此值可标定），VCU接收钥匙下电信号，控制车身12V电器系统切换到OFF档。

当车速≥1km/h（此值可标定），VCU接收钥匙下电信号，等待车辆车速降低到一定值（此值可标定），控制车身12V电器系统切换到OFF档。

2.1.4 PEPS操作

上电和启动过程：

如果踩制动踏板，在OFF，ACC，ON三种档位下按启动按钮，直接切换到READY档，如果不踩制动踏饭，按启动按扭，只能按OFF-ACC-ON顺序上电。

下电和退电过程：

当车速<1km/h（此值可标定），按启动按钮，P档时，退至OFF档，非P档时，退至ACC档。

当车速≥1km/h（此值可标定），长按2s或3s内连续按3次及以上启动按钮，READY档退至ACC档。

2.1.5 流程图

2.2 高压上电管理

功能描述：启动功能是指整车从OFF档、ACC档、ON档上电高压电至可行驶状态，并点亮READY灯的过程。

前提条件：无高压系统故障;启动时间：<1S;

主导模块：VCU;关联模块：BMS，PEPS，ICU，PEU;

控制策略与逻辑：在OFF档、ACC档、ON档状态下踩制动踏板按启动按钮都可以上至READY档。所有高压零部件接收到VCU工作允许命令后才能启动工作。BMS、PEU（xx）接收到START命令和NORMAL状态后，才能启动车辆。

流程图：

2.3 高压下电管理

功能描述：退电功能是指整车从READY档退电至OFF或ACC档的过程。

退电时间：<5s，进入低功耗状态时间：<150s;

主导模块：VCU;关联模块：BMS，PEPS，ICU，PEU，A/C（暖风/空调），ESP（）。

控制策略与逻辑：

（1）当车速<1km/h时退电。整车退至OFF或ACC档，自动锁EPB，挂P档。

（2）当车速≥1km/h时退电，长按启动按钮2s，或3s内连续按3次或以上后，VCU限制整车功率至0，档位切换至N档，ICU熄灭READY指示灯，车速小于2km/h后，进入正常退电流程。

（3）所有高压零部件发送工作停止状态至VCU后，VCU延时3s发出Shut down命令，BMS断接触器。

（4）非P档退电至ACC时，PEPS等待VCU的P档硬线信号。

（5）非P档退电至ACC时，如有车速，直接按启动按钮，车辆可启动。

（6）流程图：

3 结语

通过分析新能源电动车各控制器之间上下电时的信号交互和执行动作，设计了新能源电动车上下电的控制流程，经实车验证满足实际需要、具有良好的安全性和可靠性，所设计的电动车上下电管理达到了预期目标，已应用于量产车上。

参考文献：

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[2]宋雪静.基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计.汽车电器，2014（5）：33-36.

[3]张红涛，孙佳，张玲.电动汽车设计之整车低压工作原理介绍.汽车电器，2016（10）：4-10.

[4]王若飞，高文根，牛明强.纯电动汽车动力系统参数设计与仿真研究.汽车实用技术，2016（4）：94-97.

作者简介：田磊（1982—），男，汉族，河南郑州人，硕士，工程师，研究方向：新能源汽车的整车控制研究。