王元林

（湖南獵豹汽車股份有限公司，湖南 長沙 410100）

1 概述

新能源汽車作為汽車產(chǎn)業(yè)的新動能正在醞釀重塑產(chǎn)業(yè)力量的大趨勢。在國家大力支持下，新能源汽車長期發(fā)展趨勢向好，2019年中國新能源汽車產(chǎn)銷超過120萬輛，居全球領(lǐng)先地位。尤其是國外品牌特斯拉的入駐中國，帶動了新能源汽車積極向上的發(fā)展態(tài)勢。

經(jīng)過這些年國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展，中國自主研發(fā)的新能源汽車，無論從性能、舒適性、充電便利性，還是從續(xù)航里程上等，都得到了很大的提升。但是，新能源汽車事故頻發(fā)，以及用戶抱怨充電不便利，經(jīng)常充不進去電，在鑰匙處于ON擋狀態(tài)進行充電時繼電器來回地斷開吸合，或者在充電過程中無法開啟空調(diào)系統(tǒng)等，這些問題都凸顯了新能源汽車的路還有很長的技術(shù)提升優(yōu)化空間。

本文以某型純電動汽車為例，研究并制定了其各種狀態(tài)下的插槍充電，使其確保都能正常充電，提高用戶使用充電的便利性和舒適性。

2 電池內(nèi)部高壓線路原理

新能源汽車高壓上電后，即動力電池輸出高壓電，供給車輛高壓用電設(shè)備，高壓控制盒、電機控制器、驅(qū)動電機、空調(diào)壓縮機以及PTC等。

圖1為某型純電動汽車動力電池內(nèi)部繼電器控制原理線路圖，在充電過程中，主要是控制電池包內(nèi)繼電器的動作順序，在響應(yīng)充電指令時，會優(yōu)先檢測絕緣問題，以確保在充電時安全可靠。

圖1 動力電池內(nèi)部繼電器原理

BMS在控制繼電器的狀態(tài)時，主要接收來源于3個方面的信號源：一個是快充樁的A+信號、一個是慢充槍的CP信號、另一個是VCU的指令。在響應(yīng)充電時，設(shè)定優(yōu)先級為：快充信號>慢充信號>VCU指令，慢充時不響應(yīng)VCU的指令，快充時判斷VCU的指令，控制總正繼電器 （即車輛處于快充狀態(tài)下，當(dāng)檢測到VCU的指令為0xAA時，吸合總正繼電器，以便快充的時候可以開空調(diào)，當(dāng)檢測到VCU的指令為0x00或0x55時，斷開總正繼電器）。當(dāng)BMS接收到VCU的指令0x22后 （該指令具有最高優(yōu)先級），關(guān)閉所有繼電器，快充慢充都不響應(yīng)。吸合總正之前，必須進行預(yù)充。

3 各種狀態(tài)下策略控制

3.1 未插入鑰匙 （即鑰匙處于OFF擋，此時VCU發(fā)送0x00）

在檢測到插槍后，再插入鑰匙，不管鑰匙處于任何擋位，慢充時BMS不響應(yīng)VCU的狀態(tài)，充電優(yōu)先?？斐鋾r響應(yīng)VCU的指令，以便控制空調(diào)。

1）單獨插入慢充槍情況：插入慢充槍，當(dāng)BMS檢測到CC和CP喚醒后，啟動充電過程，先吸合總負，然后吸合預(yù)充，預(yù)充完成后再吸合總正，開始充電。電池充滿后，BMS判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于OFF，VCU的指令為0x00，BMS自動斷開總正總負，延時后BMS主動進入休眠狀態(tài)。在電池正常充電過程中，若中途拔槍，在斷開總正總負之前，BMS還需要判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于OFF，VCU的指令為0x00，可以直接下電，斷開總正總負。慢充流程如圖2所示。

圖2 慢充流程

2）單獨插入快充槍情況：插入快充槍，當(dāng)BMS檢測到CC2喚醒后，啟動充電過程，先吸合總負，然后吸合快充繼電器，開始充電。電池充滿后，BMS判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于OFF，VCU的指令為0x00，BMS自動斷開快充繼電器和總負，延時后BMS主動進入休眠狀態(tài)。在電池正常充電過程中，若中途拔槍，在斷開快充繼電器和總負之前，BMS還需要判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于OFF，VCU的指令為0x00，可以直接下電，斷開快充繼電器和總負?？斐淞鞒倘鐖D3所示。

3）快充和慢充槍都插入的情況：原則是優(yōu)先響應(yīng)快充。①先插入快充槍，邏輯按單獨插入快充槍情況2）執(zhí)行，在快充過程中，若此時再次插入慢充槍以及插入慢充槍后拔掉慢充槍，BMS不響應(yīng)慢充邏輯。②先插入慢充槍，邏輯按單獨插入慢充槍情況1）執(zhí)行，在慢充正常充電過程中，若再次插入快充槍，優(yōu)先響應(yīng)快充，此時BMS應(yīng)該先給AC/DC充電機發(fā)停止充電的指令同時斷開總正，總負不要斷開。在完成慢充下電后，再吸合快充繼電器，開始快充。在正?？斐溥^程中，若此時拔掉快充槍 （注：慢充槍還處于插槍狀態(tài)），BMS此時只斷開快充繼電器，總負不要斷開，BMS在完成快充下電后，進入慢充邏輯，先吸合預(yù)充，預(yù)充完成后，再吸合總正，開始慢充。慢充過程中插入快充槍流程如圖4所示。

圖3 快充流程

圖4 慢充過程中插入快充槍流程

3.2 插入鑰匙 （鑰匙處于ACC擋，此時VCU發(fā)送0x55）

在插入鑰匙和充電同時存在時，優(yōu)先響應(yīng)充電，在拔槍后，各繼電器的狀態(tài)根據(jù)鑰匙狀態(tài)而維持。此時總負繼電器已經(jīng)處于吸合狀態(tài)。

1）在鑰匙處于ACC狀態(tài) （注：此時總負已經(jīng)吸合），單獨插入慢充槍情況：插入慢充槍，當(dāng)BMS檢測到CC和CP喚醒后，啟動充電過程 （注：在啟動充電之前，不要將已經(jīng)吸合的總負繼電器斷開，然后延時后又將其吸合），吸合預(yù)充，預(yù)充完成后再吸合總正，開始充電。電池充滿后，BMS判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ACC，VCU的指令為0x55，BMS只需斷開總正，總負維持在吸合狀態(tài)。在電池正常充電過程中，若中途拔槍，在斷開總正總負之前，BMS還需要判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ACC，VCU的指令為0x55，BMS只需斷開總正，總負維持在吸合狀態(tài)。

2）單獨插入快充槍情況：插入快充槍，當(dāng)BMS檢測到CC2喚醒后，啟動充電過程 （注：在啟動充電之前，不要將已經(jīng)吸合的總負繼電器斷開，然后延時后又將其吸合），吸合快充繼電器，開始充電。電池充滿后，BMS判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ACC，VCU的指令為0x55，BMS只需斷開快充繼電器。在電池正常充電過程中，若中途拔槍，在斷開快充繼電器和總負之前，BMS還需要判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ACC，VCU的指令為0x55，BMS只需斷開快充繼電器，總負維持在吸合狀態(tài)?？斐浜吐錁尪疾迦氲那闆r：原則是優(yōu)先響應(yīng)快充。

3.3 插入鑰匙 （鑰匙處于ON擋或Ready擋，此時VCU發(fā)送0xAA）

此時總正總負已經(jīng)都處于吸合狀態(tài)。

1）在鑰匙處于ON狀態(tài) （注：此時總正總負已經(jīng)吸合），單獨插入慢充槍情況：插入慢充槍，當(dāng)BMS檢測到CC和CP喚醒后，啟動充電過程 （注：在啟動充電之前，不要將已經(jīng)吸合的總正總負繼電器斷開，然后延時后又將其吸合），BMS直接給AC/DC充電機發(fā)充電指令開始充電。電池充滿后，BMS判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ON，VCU的指令為0xAA，BMS只需給充電機發(fā)停止充電指令，總正總負維持在吸合狀態(tài)。在槍未拔出的情況下，BMS還是需要上報給VCU充電連接狀態(tài)，以保證在插槍狀態(tài)下，VCU不能Ready后駕駛車輛。在電池正常充電過程中，若中途拔槍，在斷開總正總負之前，BMS還需要判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ON，VCU的指令為0xAA，BMS只需給充電機發(fā)停止充電指令，總正總負維持在吸合狀態(tài)。

2）在鑰匙處于ON狀態(tài) （注：此時總正總負已經(jīng)吸合），單獨插入快充槍情況：插入快充槍，當(dāng)BMS檢測到CC2喚醒后，啟動充電過程 （注：在啟動充電之前，不要將已經(jīng)吸合的總正總負繼電器斷開，然后延時后又將其吸合），吸合快充繼電器，開始充電。電池充滿后，BMS判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ON，VCU的指令為0xAA，BMS需斷開快充繼電器。在電池正常充電過程中，若中途拔槍，在斷開快充繼電器和總正總負之前，BMS還需要判斷鑰匙的狀態(tài)，此時鑰匙處于ON，VCU的指令為0xAA，BMS只需斷開快充繼電器，總正總負維持在吸合狀態(tài)。

4 結(jié)論

通過以上邏輯控制的實車上驗證，能很好地滿足用戶充電需求，并帶來非常好的用戶體驗。該控制策略能在頻繁地使用充電時，減少繼電器頻繁地動作，為繼電器的使用壽命以及整車的整體性能提升有一定的效果。