实例讲解电动汽车钥匙ON挡上下电控制策略及Simulink建模方法

news2024/9/19 8:34:32

在电动汽车VCU开发中，上下电控制是其中一个核心控制内容，也是其他控制功能的基础，而钥匙ON挡上下电又是整车上下电的基础。本文介绍电动汽车钥匙ON挡上下电的控制策略及Simulink建模方法。

一、整车高压原理

二、钥匙ON挡上下电控制策略

1、钥匙ON挡上电控制策略

2、钥匙OFF下电控制策略

三、钥匙ON挡上下电Simulink建模

1、输入信号

2、输出信号

3、控制逻辑建模

四、总结

一、整车高压原理

一种电动汽车的高压原理，动力电池内有主负接触器控制高压主回路的通断，DCDC连接在高压主回路上，接收VCU发送的控制指令，启动或者停机，将动力电池的高压直流电转换为低压电器使用的低压电，比如VCU、BMS、MCU的等各控制器，为低压电器零件供电，比如风扇、水泵等冷却系统，为低压蓄电池充电

二、钥匙ON挡上下电控制策略

一般来说，电动汽车ON挡上电的目标是完成动力电池高压电的接通，启动DCDC供给低压电，为钥匙Start上电接通驱动电机高压供电电做准备。钥匙OFF下电控制的目标是停止DCDC，断开动力电池高压，并让控制器进入休眠状态。

1、钥匙ON挡上电控制策略

1）控制器唤醒

控制器处于休眠状态下，当VCU接收到钥匙ON挡唤醒电后，发送唤醒信号给BMS和电机控制器及PDU，控制器被唤醒，初始化后开始自检，并发送报文

2）控制器自检

VCU、BMS等控制器被唤醒后，进行自检，如果检测有故障，影响上高压，则VCU进行判断后，禁止上高压；如果自检无故障，则进入下一步骤，开始上电流程

3）ON挡上电控制流程

在自检无影响钥匙ON挡上高压故障后，VCU发送主负接触器闭合指令（控制动力电池高压接触器通断的指令），BMS接收到VCU闭合主负接触器的指令后，应在一定时间内（比如设定为3s）响应闭合，接通高压。如果规定时间内没有完成VCU闭合主负接触器的指令，则报故障，进入下电流程。

如果在规定时间内接收到主负接触器闭合状态信号，则进入下一步流程，VCU发送DCDC闭合指令，DCDC应在规定时间内（比如设定为3s）工作并反馈工作状态，如果在规定时间内反馈DCDC工作状态为工作，则进入ON挡高压状态，如果在规定时间内DCDC未反馈工作状态为工作，则报DCDC故障，并进入ON挡高压状态（避免因DCDC故障，导致整车无法上高压行车，驾驶员可根据DCDC故障码将车辆开至服务站进行维修）

2、钥匙OFF下电控制策略

1）钥匙OFF等待下电状态

在车辆处于ON挡高压状态时，收到钥匙OFF信号后，进入OFF等待下电状态，开始计时。如果在规定时间内（比如设定为3s）再次接收到钥匙ON挡信号，则不进入钥匙OFF下电流程，重进进入ON挡高压状态。避免在钥匙快速上下电时，频繁停止启动DCDC，断开闭合接触器。

2）DCDC停机控制

如果超过规定时间，钥匙仍保持OFF状态，则进入钥匙OFF下电流程。进入钥匙OFF下电流程后，VCU首先发送DCDC停机指令，DCDC接收到停机指令后停机并反馈DCDC停机状态，如果DCDC一直未反馈停机状态，则超过一定时间（比如10s），则进入断主负流程。

如果DCDC反馈DCDC停机状态，进入计时判断状态，如果超过一定时间（比如100ms）且BMS总电流小于10A或超过3sBMS总电流仍未小于10A进入断主负流程。

3）主负接触器断开控制

进入断主负流程后，VCU发送主负接触器断开指令，BMS接收到VCU发送的断开主负接触器指令后应在一定时间内断开主负接触器并反馈主负接触器断开状态，如果在规定时间内（比如3s）BMS反馈主负接触器断开状态且在此期间未收到钥匙ON挡信号，则进入初始化状态，如果在规定时间内，未接收到BMS反馈的主负接触器断开状态，则报BMS主负断开超时故障，并进入初始化状态。

4）控制器停机休眠

在进入初始化状态后，如果仍未收到钥匙ON挡信号，则进入控制器停机休眠流程，停止发送CAN报文，并进入休眠状态。