本發(fā)明涉及燃料電池汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池汽車上下電控制方法、整車控制器及電動汽車。

背景技術(shù)：

燃料電池汽車主要是以氫氣作為燃料，并以氫與氧結(jié)合的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電作為動力源，與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車排放無污染；與純電動汽車相比，燃料加載時間短，續(xù)駛里程長。目前針對燃料電池汽車的上下電控制方法很少，整車上電時，apu內(nèi)電堆溫度的高低直接影響燃料電池的轉(zhuǎn)化效率，整車下電與apu下電的時序不匹配很可能引起高壓放電風(fēng)險，從而影響整車高壓系統(tǒng)的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種燃料電池汽車上下電控制方法、整車控制器及電動汽車，解決了燃料電池轉(zhuǎn)化效率低以及由于整車下電與apu下電的時序問題引起的高壓放電風(fēng)險的問題。

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種燃料電池汽車上下電控制方法，包括：

獲取上電指令或者下電指令；

根據(jù)所述上電指令控制燃料電池汽車的上電系統(tǒng)上電或者根據(jù)所述下電指令控制燃料電池汽車的下電系統(tǒng)下電。

可選地，獲取上電指令或者下電指令的步驟包括：

整車控制器vcu通過燃料電池汽車的無鑰匙啟動系統(tǒng)及制動踏板信號，獲取上電指令或者下電指令。

可選地，根據(jù)所述上電指令控制燃料電池汽車的上電系統(tǒng)上電的步驟包括：

所述vcu根據(jù)所述上電指令，判斷燃料電池汽車的整車模式處于行車模式時，vcu喚醒電池管理系統(tǒng)bms、驅(qū)動電機控制器mcu、氫系統(tǒng)增程器apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及直流轉(zhuǎn)換控制器dcdc；

所述vcu控制所述bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc進行低壓自檢以及控制高壓系統(tǒng)檢測，完成上電系統(tǒng)上電。

可選地，所述vcu控制所述bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc進行低壓自檢的步驟包括：

所述vcu喚醒bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc，被喚醒的控制器通過讀取相應(yīng)低壓控制器板內(nèi)存儲器eeprom的方式，進行板內(nèi)低壓自檢；

所述vcu與bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc通過can總線進行通訊報文交互，判斷所述vcu分別與bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器及dcdc之間的通訊是否存在信號丟幀情況，并判斷電池負極繼電器是否正常處于斷開狀態(tài)。

可選地，所述vcu控制所述bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc進行低壓自檢的步驟之后還包括：

若低壓控制器板內(nèi)正常、can總線通信正常且電池負極繼電器處于正常斷開狀態(tài)，vcu控制動力電池負極繼電器閉合；

若所述vcu判斷當(dāng)前高壓系統(tǒng)具有嚴重故障，則禁止系統(tǒng)上高壓，引導(dǎo)bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc及自身控制器休眠，整個高壓系統(tǒng)下電。

可選地，所述vcu控制高壓系統(tǒng)檢測的步驟包括：

所述vcu控制動力電池高壓自檢，其中，所述vcu在bms判斷動力電池預(yù)充繼電器及正極繼電器有閉合故障時，則引導(dǎo)動力電池負極繼電器斷開；

對預(yù)充繼電器是否粘連進行檢測，如果存在此故障，則bms控制正極繼電器斷開，vcu控制負極繼電器斷開，高壓系統(tǒng)下電。

可選地，所述vcu控制動力電池高壓自檢的步驟還包括：

如動力電池預(yù)充繼電器及正極繼電器無閉合故障，則bms控制動力電池的預(yù)充繼電器閉合，在第一預(yù)設(shè)時長后，控制正極繼電器閉合，下一個第一預(yù)設(shè)時長后，控制預(yù)充繼電器斷開。

可選地，燃料電池汽車上下電控制方法的步驟還包括

在上電系統(tǒng)已上電狀態(tài)下，當(dāng)vcu判斷有啟動氫系統(tǒng)增程器apu的需求時，獲取apu內(nèi)電堆溫度；

在電堆溫度低于第一預(yù)設(shè)值時，vcu向apu發(fā)送電堆加熱信號，apu系統(tǒng)進入升溫模式，當(dāng)電堆溫度高于第二預(yù)設(shè)值時，apu判定在此溫度下，電堆可高效率工作，apu向vcu發(fā)送可使能狀態(tài)信號，vcu向apu發(fā)送工作使能信號，此時由動力電池與電堆同時輸出動力。

可選地，根據(jù)所述下電指令控制燃料電池汽車的下電系統(tǒng)下電的步驟包括：

vcu根據(jù)所述下電指令引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電、禁止直流轉(zhuǎn)換控制器dcdc及空調(diào)系統(tǒng)控制器使能，并控制mcu進入零轉(zhuǎn)矩模式，bms控制電池正極繼電器斷開，vcu控制高壓系統(tǒng)主動放電及控制電池負極繼電器斷開、進行高壓系統(tǒng)掉電檢測，vcu引導(dǎo)bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc休眠以及vcu自身休眠，完成高壓系統(tǒng)下電。

可選地，vcu根據(jù)所述下電指令引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電的步驟包括：

所述vcu向apu發(fā)送apu使能關(guān)機信號，且vcu進入等待模式，此時apu向冷卻水泵及冷卻風(fēng)扇發(fā)送冷卻指令對電堆進行冷卻，當(dāng)apu判定電堆溫度低于第三預(yù)設(shè)值時，apu控制電堆停機，并向vcu發(fā)送apu關(guān)機狀態(tài)信號，vcu引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電。

可選地，vcu根據(jù)所述下電指令進行高壓系統(tǒng)掉電檢測的步驟后還包括：

所述vcu將bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc數(shù)據(jù)寫入存儲器，并引導(dǎo)低壓系統(tǒng)休眠。

本發(fā)明實施例還提供了一種整車控制器，包括：

獲取模塊，用于獲取上電指令或者下電指令；

控制模塊，用于根據(jù)所述上電指令控制燃料電池汽車的上電系統(tǒng)上電或者根據(jù)所述下電指令控制燃料電池汽車的下電系統(tǒng)下電。

本發(fā)明實施例還提供了一種電動汽車，包括上述整車控制器。

本發(fā)明的實施例的有益效果是：

上述方案中，通過建立vcu與bms、vcu與mcu、vcu與apu、vcu與空調(diào)系統(tǒng)控制器以及vcu與dcdc間的信號交互邏輯的方法，實現(xiàn)了vcu對整車高壓狀態(tài)的監(jiān)控，提高了整車高壓系統(tǒng)上電后apu工作效率，排除了由于整車下電與apu下電時序不匹配引起的高壓放電風(fēng)險，提高了高壓系統(tǒng)安全性。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明實施例的燃料電池汽車上下電控制方法的流程圖；

圖2表示本發(fā)明實施例的燃料電池汽車上下電時序控制具體的流程圖；

圖3表示本發(fā)明實施例的整車控制器示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如圖1所示，本發(fā)明的實施例提供了一種燃料電池汽車上下電控制方法，包括：

步驟11：獲取上電指令或者下電指令。

其中，上電指令或者下電指令由無鑰匙系統(tǒng)peps及制動踏板信號通過駕駛員人為操識別，并將指令信息反饋給整車控制器vcu。

步驟12：根據(jù)所述上電指令控制燃料電池汽車的上電系統(tǒng)上電或者根據(jù)所述下電指令控制燃料電池汽車的下電系統(tǒng)下電。

其中，基于無鑰匙系統(tǒng)peps及制動踏板信號識別到駕駛員的上電指令后，vcu在整車運行模式下，喚醒bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器(包括電動壓縮機控制器eas、加熱控制器ptc、電子溫控系統(tǒng)ecc)及dcdc，并在低壓系統(tǒng)自檢以及高壓系統(tǒng)檢測無故障后，完成動力電池供電，并對apu內(nèi)電堆溫度進行判斷，電堆溫度達到預(yù)設(shè)值后，控制apu工作，保證了燃料電池能量轉(zhuǎn)化的高效性。

基于無鑰匙系統(tǒng)peps及識別到駕駛員的下電指令后，vcu在收到apu的停機信號，并在高壓系統(tǒng)主動放電以及高壓系統(tǒng)掉電檢測并進行數(shù)據(jù)存檔后，引導(dǎo)bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc休眠，并主動下電。該方案通過控制apu運行狀態(tài)，避免了由于整車下電與apu下電時序不匹配引起的高壓放電風(fēng)險。

進一步地，獲取上電指令或者下電指令的步驟包括：

整車控制器vcu通過燃料電池汽車的無鑰匙啟動系統(tǒng)及制動踏板信號，獲取上電指令或者下電指令。

該實施例中，基于無鑰匙啟動系統(tǒng)及制動踏板信號獲取駕駛員上電意圖后，給所有控制器提供on電，通過on電喚醒vcu，vcu進行控制器數(shù)據(jù)初始化，并讀取存儲器中的數(shù)據(jù)，如在上一個上電周期內(nèi)有不可抗拒故障出現(xiàn)，則禁止上高壓，整合車輛上高壓前數(shù)據(jù)，如果有下電故障則vcu將禁止系統(tǒng)上高壓。

基于無鑰匙啟動系統(tǒng)獲取駕駛員下電意圖后，vcu首先判斷apu是否停機，在確保apu停機后引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電。

進一步地，根據(jù)所述上電指令控制燃料電池汽車的上電系統(tǒng)上電的步驟包括：

所述vcu根據(jù)所述上電指令，判斷燃料電池汽車的整車模式處于行車模式時，vcu喚醒電池管理系統(tǒng)bms、驅(qū)動電機控制器mcu、氫系統(tǒng)增程器apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及直流轉(zhuǎn)換控制器dcdc；

所述vcu控制所述bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc進行低壓自檢以及控制高壓系統(tǒng)檢測，完成上電系統(tǒng)上電。

該實施例中，所述燃料電池汽車的整車模式包括：遠程模式、行車模式、慢充模式、快充模式及bootloader模式。

進一步地，所述vcu控制所述bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc進行低壓自檢的步驟包括：

所述vcu喚醒bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc，被喚醒的控制器通過讀取相應(yīng)低壓控制器板內(nèi)存儲器eeprom的方式，進行板內(nèi)低壓自檢；

所述vcu與bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc通過can總線進行通訊報文交互，判斷所述vcu分別與bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器及dcdc之間的通訊是否存在信號丟幀情況，并判斷電池負極繼電器是否正常處于斷開狀態(tài)。

該實施例中，低壓控制器進行自檢，并與vcu進行報文交互，實現(xiàn)了vcu對低壓控制器的工作狀態(tài)的實時監(jiān)控。

進一步地，所述vcu控制所述bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc進行低壓自檢的步驟之后還包括：

若低壓控制器板內(nèi)正常、can總線通信正常且電池負極繼電器處于正常斷開狀態(tài)，vcu控制動力電池負極繼電器閉合；

若所述vcu判斷當(dāng)前高壓系統(tǒng)具有嚴重故障，則禁止系統(tǒng)上高壓，引導(dǎo)bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc及自身控制器休眠，整個高壓系統(tǒng)下電。

該實施例中，vcu根據(jù)低壓控制器自檢的報文交互情況及時做出相應(yīng)處理，避免了故障導(dǎo)致的系統(tǒng)無法上電，有效的提高了高壓系統(tǒng)上電效率以及整車系統(tǒng)上電后apu的工作效率。

進一步地，所述vcu控制高壓系統(tǒng)檢測的步驟包括：

所述vcu控制動力電池高壓自檢，其中，所述vcu在bms判斷動力電池預(yù)充繼電器及正極繼電器有閉合故障時，則引導(dǎo)動力電池負極繼電器斷開；

對預(yù)充繼電器是否粘連進行檢測，如果存在此故障，則bms控制正極繼電器斷開，vcu控制負極繼電器斷開，高壓系統(tǒng)下電。

該實施例中，通過vcu控制高壓系統(tǒng)檢測，及時發(fā)現(xiàn)高壓上電過程中的高壓系統(tǒng)故障，有效提高了高壓系統(tǒng)的上電效率，提高了高壓系統(tǒng)安全性。

進一步地，所述vcu控制動力電池高壓自檢的步驟還包括：

如動力電池預(yù)充繼電器及正極繼電器無閉合故障，則bms控制動力電池的預(yù)充繼電器閉合，在第一預(yù)設(shè)時長后，控制正極繼電器閉合，下一個第一預(yù)設(shè)時長后，控制預(yù)充繼電器斷開。

該實施例中，高壓系統(tǒng)回路中必須要有預(yù)充回路，以防止高壓回路瞬間閉合產(chǎn)生大電流，燒毀繼電器。如果系統(tǒng)未檢測到預(yù)充繼電器有粘連故障，則高壓系統(tǒng)上電完成，bms根據(jù)駕駛意圖提供相應(yīng)功率，電機響應(yīng)加速踏板扭矩需求。

進一步地，燃料電池汽車上下電控制方法的步驟還包括：

在上電系統(tǒng)已上電狀態(tài)下，當(dāng)vcu判斷有啟動氫系統(tǒng)增程器apu的需求時，獲取apu內(nèi)電堆溫度；

在電堆溫度低于第一預(yù)設(shè)值時，vcu向apu發(fā)送電堆加熱信號，apu系統(tǒng)進入升溫模式，當(dāng)電堆溫度高于第二預(yù)設(shè)值時，apu判定在此溫度下，電堆可高效率工作，apu向vcu發(fā)送可使能狀態(tài)信號，vcu向apu發(fā)送工作使能信號，此時由動力電池與電堆同時輸出動力。

該實施例中，所述電堆加熱信號可以是“電堆加熱使能標志位”，當(dāng)電池soc(荷電狀態(tài))或者電池單體工作溫度低于預(yù)設(shè)值導(dǎo)致動力電池輸出功率低于預(yù)設(shè)值時，vcu判定需要啟動apu，使動力電池與apu聯(lián)合供電。

其中，vcu發(fā)送電堆加熱信號，系統(tǒng)進入升溫模式后，vcu控制動力電池限功率，并向儀表控制器icm發(fā)送駕駛員提醒報文，以提醒整車目前處于限功率狀態(tài)中，使車輛在低功率下行駛，當(dāng)apu判定在高于第二預(yù)設(shè)值的溫度下，電堆可高效率工作時，限功率狀態(tài)模式取消，vcu向apu發(fā)送工作使能信號，此時由動力電池與電堆同時輸出動力。該方案通過對apu內(nèi)電堆溫度進行判斷，使電堆能夠在合適溫度下工作，提高了燃料電池轉(zhuǎn)化效率。

進一步地，根據(jù)所述下電指令控制燃料電池汽車的下電系統(tǒng)下電的步驟包括：

vcu根據(jù)所述下電指令引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電、禁止直流轉(zhuǎn)換控制器dcdc及空調(diào)系統(tǒng)控制器使能，并控制mcu進入零轉(zhuǎn)矩模式，bms控制電池正極繼電器斷開，vcu控制高壓系統(tǒng)主動放電及控制電池負極繼電器斷開、進行高壓系統(tǒng)掉電檢測，vcu引導(dǎo)bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器、dcdc休眠以及vcu自身休眠，完成高壓系統(tǒng)下電。

該實施例中，高壓系統(tǒng)將電容內(nèi)的電荷通過ptc、obc(車載充電機)及mcu內(nèi)的電阻以熱能形式釋放掉，完成mcu主動放電。

進一步地，vcu根據(jù)所述下電指令引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電的步驟包括：

所述vcu向apu發(fā)送apu關(guān)機使能信號，且vcu進入等待模式，此時apu向冷卻水泵及冷卻風(fēng)扇發(fā)送冷卻指令對電堆進行冷卻，當(dāng)apu判定電堆溫度低于第三預(yù)設(shè)值時，apu控制電堆停機，并向vcu發(fā)送apu關(guān)機狀態(tài)信號，vcu引導(dǎo)高壓系統(tǒng)下電。

該實施例中，所述apu關(guān)機使能信號可以是“apu關(guān)機使能標志位”，所述apu關(guān)機狀態(tài)信號可以是“apu關(guān)機狀態(tài)標志位”。

vcu進入等待模式后，apu控制冷卻系統(tǒng)持續(xù)的為電堆進行冷卻，防止電堆停止工作后無冷卻機制導(dǎo)致的電堆高溫風(fēng)險，通過增加vcu的等待模式，有效地避免了由于動力電池斷路，而apu未斷電并處于發(fā)電狀態(tài)，可能導(dǎo)致的放電危險。

進一步地，vcu根據(jù)所述下電指令進行高壓系統(tǒng)掉電檢測的步驟后還包括：

所述vcu將bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc數(shù)據(jù)寫入存儲器，并引導(dǎo)低壓系統(tǒng)休眠。

該實施例中，低壓系統(tǒng)掉電檢測的內(nèi)容為：bms確保電池預(yù)充繼電器斷開、正極繼電器斷開，vcu確保電池負極斷開，檢測完成后，對bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc的數(shù)據(jù)進行存檔，以便下次控制器上電時，對該數(shù)據(jù)進行處理及響應(yīng)。

完整的流程圖如圖2所示：

在基于peps以及制動踏板信號獲取到上電指令后，vcu進行控制器初始化，并讀取eeprom中數(shù)據(jù)，確保無故障后，vcu判斷整車模式，若為行車模式則vcu喚醒bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc，否則進入充電或遠程模式；bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc進行低壓自檢，若有嚴重故障則禁止系統(tǒng)上高壓且vcu引導(dǎo)各控制器休眠，若無故障，則vcu控制閉合電池負極繼電器；低壓自檢完成后電池進行高壓自檢，即bms判斷預(yù)充和正極繼電器是否有閉合故障，若有，則vcu引導(dǎo)電池負極繼電器斷開，若無故障，則bms控制預(yù)充繼電器閉合，預(yù)設(shè)時間(tms)后正極繼電器閉合，下一個預(yù)設(shè)時間(tms)后預(yù)充繼電器斷開；高壓系統(tǒng)檢測預(yù)充繼電器無粘連故障后，高壓系統(tǒng)上電完成，此時vcu判斷是否需要啟動apu聯(lián)合供電。

在系統(tǒng)基于peps獲取到下電指令后，vcu首先判斷apu是否停機，若apu已停機，則vcu禁止dcdc使能并控制電機轉(zhuǎn)矩為零；bms控制正極繼電器斷開后mcu主動放電；放電完成后vcu引導(dǎo)電池負極繼電器斷開，此時高壓系統(tǒng)進行掉電檢測，確保無故障后進行數(shù)據(jù)存檔；vcu控制低壓系統(tǒng)掉電后，主動掉電，此時下電完成。

如圖3所示，本發(fā)明實施例還提供了一種整車控制器，包括：

獲取模塊31，用于獲取上電指令或者下電指令；

該實施例中，上電指令或者下電指令由無鑰匙系統(tǒng)peps及制動踏板信號通過駕駛員人為操識別，并將指令信息反饋給整車控制器vcu。。

控制模塊32，用于根據(jù)所述上電指令控制燃料電池汽車的上電系統(tǒng)上電或者根據(jù)所述下電指令控制燃料電池汽車的下電系統(tǒng)下電。

需要說明的是，上述方法實施例中所有實現(xiàn)方式均適用于該整車控制器的實施例中，也能達到相同的技術(shù)效果。該實施例中，基于無鑰匙系統(tǒng)peps及制動踏板信號識別到駕駛員的上電指令后，vcu在整車運行模式下，喚醒bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器(包括電動壓縮機控制器eas、加熱控制器ptc、電子溫控系統(tǒng)ecc)及dcdc，并在低壓系統(tǒng)自檢以及高壓系統(tǒng)檢測無故障后，完成動力電池供電，并對apu內(nèi)電堆溫度進行判斷，電堆溫度達到預(yù)設(shè)值后，控制apu工作，保證了燃料電池能量轉(zhuǎn)化的高效性。

基于無鑰匙系統(tǒng)peps識別到駕駛員的下電指令后，vcu在收到apu的停機信息，并在高壓系統(tǒng)主動放電以及高壓系統(tǒng)掉電檢測并進行數(shù)據(jù)存檔后，引導(dǎo)bms、mcu、apu、空調(diào)系統(tǒng)控制器以及dcdc休眠，并主動下電。該方案通過控制apu運行狀態(tài)，避免了由于整車下電與apu下電時序不匹配引起的高壓放電風(fēng)險。

本發(fā)明實施例還提供了一種電動汽車，包括上述的整車控制器。

本發(fā)明的該實施例，建立了vcu與bms、vcu與mcu、vcu與apu、vcu與空調(diào)系統(tǒng)控制器以及vcu與dcdc間的信號交互邏輯方法，基于apu的開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)了vcu對整車高壓狀態(tài)的監(jiān)控，提高了整車高壓系統(tǒng)上電后apu工作效率，排除了由于整車下電與apu下電時序問題引起的高壓放電風(fēng)險，提高了高壓系統(tǒng)安全性。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。