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電動汽車智能電路管理系統及其管理控制方法與流程

文檔序號:12379383閱讀:508來源:國知局

本發明涉及電動汽車領域,尤其電動汽車的電路控制領域,具體是指一種電動汽車智能電路管理系統及其管理控制方法。



背景技術:

電動車輛的電路按照電壓來分通常可分為低壓電路和高壓電路,按照是否包含電源來分可分為電源電路和負載電路。電動車輛的電氣可分為5部分:低壓電源系統(負責低壓電源供給、保障、故障處置、應急處理等)、高壓電源系統(負責高壓電源供給、保障、故障處置、應急處理、車輛充電等)、負載系統、車輛控制系統(負責駕駛操作信息處理、車輛控制策略、信息交互等)和信息系統(CAN儀表和車載信息終端等)。

電動車輛發展初期整車集成工作的通常做法是單件安裝,統一控制——即把各電氣件分別安裝在車上,通過一個邏輯控制器來控制每一個部件的協調工作。這種做法的主要缺點是:控制部件繁多,控制程序復雜,電路線束復雜,占用空間大。

最近幾年電氣部件集成化開發普遍,比如二合一電源、三合一電源、四合一控制器、五合一控制器等種類繁多的配電方案,這些方案將DC-DC、DC-AC、電機控制器、充電機、高壓配電箱、甚至是整車控制器等進行組合設計,同時在部件控制系統上也做了相應的集成。這樣做所帶來的好處是:部件種類減少了,控制簡化了,線束簡單了,占用空間減少了。無論是散件裝配還是小總成安裝,基本的電路拓撲結構和原理是不變的,因為車輛電氣系統是為車輛性能服務的,電源、負載、控制是不可或缺的三大組成部分。

目前負載電路綜合系統管理在設計時考慮還不周全,無論是電池管理系統還是傳統的整車控制器都不能夠在功能上進行充分有效的專業化管理,而科學合理的電路管理直接影響到車輛的電氣安全和使用安全,因此必須將負載電路升級為專業的智能電路,具備電路智能管理能力。要實現負載電路智能管理,就需要配備智能電路管理系統。

從現階段的技術發展來看,目前車輛電氣部件在結構集成和線束連接方面發展較快、較好,滿足了電動車輛裝配和使用的方便性,但在電路綜合系統安全和管理方面做的不夠專業化,其中一些典型表現有:電池管理系統對高壓電源電路進行了簡單控制,但沒有延伸到負載高壓電路的管控,影響了使用和高壓安全;傳統意義上的整車控制器對電路組件只能進行簡單控制,繁多的控制部件和控制需求造成整車控制軟件復雜,要花費大量工作去處理電路部件的控制邏輯,大大影響了整車控制策略的功能和細化;電路信息至關重要,關系到車輛安全、管理和控制,現階段主要的檢測和檢修需要人工處理,不方便;雖然現在有些集成部件為了強化產品功能,做了一些關于電路檢測和控制方面工作,但在全面的負載電路綜合系統管理方面還欠缺較多。電動車輛電路復雜,通訊和控制比重遠大于傳統車輛,電路安全更是技術發展的重點,所以電動車輛負載電路綜合管理迫切需要提升專業技術水平。



技術實現要素:

為了克服上述現有技術中的問題,本發明提出了一種實現全面的負載電路管理控制的電動汽車智能電路管理系統及其管理控制方法。

本發明的電動汽車智能電路管理系統及其管理控制方法具體如下:

該電動汽車智能電路管理系統,其主要特點是,所述的系統包括控制執行模塊、智能電路管理模塊以及信息采集和處理模塊,且所述的控制執行模塊和信息采集和處理模塊均與所述的智能電路管理模塊、該電動汽車的負載電路相連接,其中,

所述的信息采集和處理模塊用以采集負載電路信息,并將所述的負載電路信息發送給所述的智能電路管理模塊;

所述的智能電路管理模塊用以根據所述的信息采集和處理模塊采集的所述的負載電路信息,向所述的控制執行模塊發送相應的控制信息對所述的電動汽車的負載電路進行管理;

所述的控制執行模塊用以根據所述的控制信息執行與所述的負載電路的受控部件相關的控制輸出。

較佳地,所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和分別與該智能管理單元相連接的控制接口、外部通訊接口、內部通訊接口、調試接口、電源接口和狀態指示燈,其中,

所述的智能電路管理單元內置一策略控制軟件,且所述的智能電路管理單元通過所述的策略控制軟件,并根據所述的負載電路信息和對所述的負載電路進行管理和控制

所述的控制接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實現所述的智能電路管理模塊與所述的控制執行模塊的信息交互;

所述的外部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實現所述的智能電路管理模塊與所述的系統的外部的信息交互;

所述的內部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線使所述的智能電路管理模塊與所述的信息采集和處理模塊的信息交互;

所述的狀態指示燈設置有不同顏色,用以顯示當前所述的智能電路管理模塊的狀態信息。

較佳地,所述的系統還包括一電路監測線束和一導線連接溫度傳感器,且所述的電路監測線束和所述的導線連接溫度傳感器均與所述的信息采集和處理模塊相連接,且

所述的電路監測線束用以連接所述的負載電路中的監控節點與所述的信息采集和處理模塊;

所述的導線連接溫度傳感器用以監測所述的負載電路中的高壓線路連接點的溫度變化,以獲取相應的溫度信息,并將所述的溫度信息發送給所述的信息采集和處理模塊。

更佳地,所述的負載電路的監控節點包括負載電路中的內部通訊線、傳感器和信號線,所述的傳感器包括儲氣罐氣壓傳感器、真空罐真空壓力傳感器、冷卻液位傳感器和冷卻液溫度傳感器。

較佳地,所述的負載電路的受控部件包括高壓用電設備、低壓用電設備、高壓繼電器和低壓繼電器。

基于上述的系統實現電動汽車智能電路管理控制的方法,其主要特點是,所述的方法包括以下步驟:

(1)所述的系統上電,所述的智能電路管理系統自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集并處理負載電路信息,以生成所述的并將所述的經處理的負載電路信息發送給所述的智能電路管理模塊;

(2)所述的智能電路管理模塊對接收到的經處理的負載電路信息進行分析處理,并根據該經處理的負載電路信息生成相應的控制信息;

(3)所述的智能電路管理模塊將其生成的控制信息發送給所述的控制執行模塊,所述的控制執行模塊根據該控制信息實現對相應的負載電路的控制。

較佳地,所述的步驟(1)具體為:

所述的系統上電,所述的智能電路管理系統自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集所述的負載電路的負載電路信息,并對其采集到的負載電路信息進行篩選、模數轉換和翻譯,以獲取處理電路信息,并將所得的處理電路信息發送給所述的智能電路管理模塊。

較佳地,所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和一與該智能電路管理單元相連接的一調試接口,用戶可通過所述的調試接口向所述的智能電路管理模塊輸入一策略控制軟件,所述的策略控制軟件包括負載電路故障分級標準和對應的解決方案,所述的負載電路故障分級標準用以對所述的負載電路信息進行故障分級,且所述的步驟(2)具體為:

所述的智能電路管理模塊對其接收到的負載電路信息進行分析處理,獲取當前的故障狀態,如果所述的負載電路有故障,則所述的智能電路管理模塊根據內置的策略控制軟件中的負載電路信息故障分級標準將所述的負載電路信息進行分級,并根據所述的負載電路信息的分級結果,并獲取對應解決方案,所述的智能電路管理模塊根據該解決方案生成相應的控制信息;否則所述的智能電路管理模塊保持不變。

更佳地,所述的解決方案包括普通級別故障處置策略、安全級別故障處置策略和節能控制策略。

更佳地,所述的智能電路管理模塊中還包括一與所述的智能電路管理單元相連接的狀態指示燈,所述的步驟(3)前還包括一步驟:

(3.0)所述的智能電路管理模塊根據所述的解決方案生成一對應的使能信號,并發送給所述的狀態指示燈,所述的狀態指示燈根據該使能信號進行控制燈光顏色。

采用該電動汽車智能電路管理系統及其管理控制方法,由于其具有智能電路管理模塊,對所述的電動車輛的負載電路進行檢測、監控,并根據監控結果生成相應的解決方案,可以科學合理的對電動車輛的負載電路進行充分有效的專業化管理,具備智能化的負載電路管理和協調功能,可以實現獨立的閉環控制與管理、自行判斷和問題處置,且能實現電源分配與時序控制、電路狀態監測、電路信息處理、快速故障響應與分析、安全級別故障處置策略、普通級別故障處置策略、節能控制策略和電路管理系統自身故障檢測及處理。該系統具有以下特點:

專業化:電路管理更專業,使用功能和安全功能更完善;

信息化:電路狀態清晰明確,快速線路自我診斷;

模塊化:功能獨立,能與其他系統進行更好的控制配合,間接促成其它控制系統更加專職。

附圖說明

圖1為本發明的電動汽車智能電路管理系統安裝在電動車輛中時的拓撲圖。

具體實施方式

為了更好的說明對本發明進行說明,下面舉出一些實施例來對本發明進行進一步的說明。

該電動汽車智能電路管理系統,其中所述的系統包括控制執行模塊、智能電路管理模塊以及信息采集和處理模塊,且所述的控制執行模塊和信息采集和處理模塊均與所述的智能電路管理模塊、該電動汽車的負載電路相連接,其中,

所述的信息采集和處理模塊用以采集負載電路信息,并將所述的負載電路信息發送給所述的智能電路管理模塊;

所述的智能電路管理模塊用以根據所述的信息采集和處理模塊采集的所述的負載電路信息,向所述的控制執行模塊發送相應的控制信息對所述的電動汽車的負載電路進行管理;

所述的控制執行模塊用以根據所述的控制信息執行與所述的負載電路的受控部件相關的控制輸出。

所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和分別與該智能管理單元相連接的控制接口、外部通訊接口、內部通訊接口、調試接口、電源接口和狀態指示燈,其中,

所述的智能電路管理單元內置一策略控制軟件,且所述的智能電路管理單元通過所述的策略控制軟件,并根據所述的負載電路信息和對所述的負載電路進行管理和控制

所述的控制接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實現所述的智能電路管理模塊與所述的控制執行模塊的信息交互;

所述的外部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實現所述的智能電路管理模塊與所述的系統的外部的信息交互;

所述的內部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線使所述的智能電路管理模塊與所述的信息采集和處理模塊的信息交互;

所述的狀態指示燈設置有不同顏色,用以顯示當前所述的智能電路管理模塊的狀態信息。

所述的系統還包括一電路監測線束和一導線連接溫度傳感器,且所述的電路監測線束和所述的導線連接溫度傳感器均與所述的信息采集和處理模塊相連接,且

所述的電路監測線束用以連接所述的負載電路中的監控節點與所述的信息采集和處理模塊;

所述的導線連接溫度傳感器用以監測所述的負載電路中的高壓線路連接點的溫度變化,以獲取相應的溫度信息,并將所述的溫度信息發送給所述的信息采集和處理模塊。

所述的負載電路的監控節點包括負載電路中的內部通訊線、傳感器和信號線,所述的傳感器包括儲氣罐氣壓傳感器、真空罐真空壓力傳感器、冷卻液位傳感器和冷卻液溫度傳感器。

所述的負載電路的受控部件包括高壓用電設備、低壓用電設備、高壓繼電器和低壓繼電器。

基于上述的系統實現電動汽車智能電路管理控制的方法,其中包括以下步驟:

(1)所述的系統上電,所述的智能電路管理系統自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集并處理負載電路信息,以生成所述的并將所述的經處理的負載電路信息發送給所述的智能電路管理模塊;

(2)所述的智能電路管理模塊對接收到的經處理的負載電路信息進行分析處理,并根據該經處理的負載電路信息生成相應的控制信息;

(3)所述的智能電路管理模塊將其生成的控制信息發送給所述的控制執行模塊,所述的控制執行模塊根據該控制信息實現對相應的負載電路的控制。

所述的步驟(1)具體為:

所述的系統上電,所述的智能電路管理系統自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集所述的負載電路的負載電路信息,并對其采集到的負載電路信息進行篩選、模數轉換和翻譯,以獲取處理電路信息,并將所得的處理電路信息發送給所述的智能電路管理模塊。

所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和一與該智能電路管理單元相連接的一調試接口,用戶可通過所述的調試接口向所述的智能電路管理模塊輸入一策略控制軟件,所述的策略控制軟件包括負載電路故障分級標準和對應的解決方案,所述的負載電路故障分級標準用以對所述的負載電路信息進行故障分級,且所述的步驟(2)具體為:

所述的智能電路管理模塊對其接收到的負載電路信息進行分析處理,獲取當前的故障狀態,如果所述的負載電路有故障,則所述的智能電路管理模塊根據內置的策略控制軟件中的負載電路信息故障分級標準將所述的負載電路信息進行分級,并根據所述的負載電路信息的分級結果,并獲取對應解決方案,所述的智能電路管理模塊根據該解決方案生成相應的控制信息;否則所述的智能電路管理模塊保持不變。

所述的解決方案包括普通級別故障處置策略、安全級別故障處置策略和節能控制策略。

所述的智能電路管理模塊中還包括一與所述的智能電路管理單元相連接的狀態指示燈,所述的步驟(3)前還包括一步驟:

(3.0)所述的智能電路管理模塊根據所述的解決方案生成一對應的使能信號,并發送給所述的狀態指示燈,所述的狀態指示燈根據該使能信號進行控制燈光顏色。

電動車輛的負載電路廣義上講是包括除了動力電池和低壓蓄電池以外的所有電路。為了設計和管理的方便,在具體實施例中,一般將車輛電路分為低壓電源電路(包括低壓蓄電池、低壓電源管理系統、繼電器和導線等)、高壓電源電路(包括動力電池、高壓電源管理系統、充電裝置、漏電檢測裝置、電流傳感器、繼電器和導線等)、車輛控制電路(包括車輛控制器、電子換擋器、電子油門、電制動踏板、駐車制動開關等信息和傳感設備、通訊和控制線束等)、信息電路(CAN儀表、車載信息終端、通訊線束等)和負載電路。

負載電路的內容涵蓋范圍較大,包括各型高壓用電設備、各型低壓用電設備、各型高低壓繼電器、各型線路的高低壓插件、各型高低壓熔斷器、傳感器、線束等。負載電路的部件控制方式多樣,失效方式多樣,高壓電源線、低壓電源線、通訊和控制線交互聯系。所述的電動汽車智能電路管理系統要實現專業化、智能化的管理能力,其必須具備的功能如下:

1.智能化的電路管理和協調:含有智能策略程序,獨立的閉環控制與管理、自行判斷和問題處置,具體包括對電源進行分配與時序控制、對自身和負載電路狀態進行監測、對負載電路信息處理、對電動汽車負載電路的故障進行快速響應與分析、設置安全級別故障處置策略、普通級別故障處置策略和節能控制策略。

2.對負載電路設備進行控制管理:操作響應與控制,具體包括對單/雙控屬性負載設備管理、對負載電路的狀態監測、實現和負載電路的通訊與控制、實現傳感器(物理形式上可以是一個具體的傳感器,也可是傳感導線)對負載電路監測節點進行直接的或間接的信息采集、并實現對負載電路控制信號的監測。

3.信息交互:實現該電動車輛不同的系統間的信息傳遞與響應,通過多路CAN線設備,通訊和聯合控制方便,可讀取和響應其它部件的公開信息和控制需求信息,同時也將必要的公開信息和控制需求信息發出。

在一種具體實施例中,所述的電動汽車智能電路管理系統(Intelligent Circuit Management System,簡稱ICMS)構成和工作原理:

智能電路管理系統(ICMS)由智能電路管理模塊、信息采集和處理模塊和控制執行模塊以及連接在所述的信息采集和處理模塊上的導線連接溫度傳感器和線路監測線束,整個系統的配套線束輔助系統構成。

請參閱圖1,所述的電動汽車智能電路管理系統中的電動汽車智能電路管理模塊包括7個單元,分別為控制接口、外部通訊接口、狀態指示燈、智能電路管理單元、內部通訊接口、調試接口和電源接口。

該系統的內部部件包括智能電路管理模塊、與該智能電路管理模塊相連接的控制執行模塊、信息采集和處理模塊、導線連接溫度傳感器和電路監控線束。

所述的控制執行模塊由若干小型繼電器、集成電路、電子配件等組成的電子產品,用于接收智能電路管理模塊(ICMA)發出的控制指令信息,控制指令信息經過解析與處理后,執行與受控部件相關的控制輸出。具備CAN線接口,與智能電路管理模塊(ICMA)可實現CAN通訊

智能電路管理模塊(Intelligent Circuit Management Assembly,簡稱ICMA)由若干集成電路、電子配件、LED燈等組成的電子產品,用于對車輛負載電路的專業化管理??膳c車輛其它系統通訊,對車輛進行聯合管理和控制

電路監測線束為電路監控節點與信息采集和處理模塊之間的信息采集線束,是智能電路管理模塊(ICMA)收集電路信息的重要路徑

導線連接溫度傳感器固定于高壓線路連接節點,用于監測連接處的溫度變化。可防止連接松動造成阻值變大而引起高溫危險

信息采集和處理模塊由若干集成電路、電子配件等組成的電子產品,用于收集各種電路信息和通訊信息,并將處理后的信息發送給智能電路管理模塊(ICMA),用于邏輯判斷和策略控制,且該信息采集和處理模塊也具備CAN線通訊接口。

其中,所述的智能電路管理模塊(ICMA)構成說明如下:

智能電路管理單元用于專門開發的集成電路組件,屬于智能電路管理模塊(ICMA)的核心控制部件,內部有智能電路管理系統的策略控制軟件,能夠讀取輸入信息并作出管理和控制反應。

控制接口為一CAN線接口,通過CAN線與控制執行模塊連接,是智能電路管理單元發出控制指令的通道。

外部通訊接口為一CAN線接口,與車輛其它系統進行信息交互的通道。

狀態指示燈用以顯示相關控制信息的狀態。

電源接口為一低壓電源接口,用于供電。

調試接口特征說明用于程序輸入和在線仿真的通道。

內部通訊接口為一CAN線接口,與信息采集和處理模塊連接,接收負載電路所有的相關信息。

在一種具體實施例中,該電動汽車智能電路管理系統(ICMS)系統的工作原理為:

(1)通過信息采集和處理模塊,該電動汽車智能電路管理系統能夠收集各種電路信息,比如可直接采集到的信息有:電路監控節點的連接信息、導線連接溫度傳感器的溫度信息、各種傳感器的輸出信號、其它電路或開關等觸發的各種使用信號、設備的故障信號等;間接采集到得信息有:通過負載設備CAN線發出的信息等。能夠對采集到的電路信息進行處理,比如篩選需要的信息,對采集到得信號處理并轉換成信息數據,翻譯信號等,并將整理后的信息發送給智能電路管理模塊(ICMA)。

該電動汽車智能電路管理系統能夠通過自身CAN線接口,將智能電路管理模塊(ICMA)發出的CAN線控制指令發送至具備CAN通訊的負載設備。信息采集和處理模塊是標準化組件,可擴展,能夠大大降低智能電路管理模塊(ICMA)的復雜程度,并增強其專業的信息處理能力。

(2)通過智能電路管理單元,對負載電路的信息進行充分分析和處理,是電路管理的核心處理組件。大量經過邏輯分析的電路信息,按照電路原理、電路使用策略、電路故障處理策略、車輛安全策略、車輛使用策略等要求,形成對負載電路科學合理的控制邏輯,同時也會整理出豐富的電路信息分析結果。通過控制輸出可實現專業的電路管理行為;通過信息交互,可為其它系統、駕駛員、車輛信息監控平臺等提供大量的專業化電路信息。另外可與其它系統進行系統外的聯合控制,即通過通訊手段,實現系統間策略性配合控制。

(3)通過控制執行模塊,能夠接收智能電路管理模塊(ICMA)發出的各種控制指令信息,對其進行解析后,轉換成各種控制信號,比如使能信號、高/低電平轉換信號、PWM信號、模擬信號、5V直流電源等,可控制負載電路中的所有設備和繼電器。

對于需要較大功率的控制信號,通過其內部的小型繼電器進行轉換控制,可實現較大的控制電流,比如用于驅動大型高壓繼電器控制信號線等??梢酝ㄟ^軟件設置或延時繼電器,實現對負載電路中設備或繼電器的上、下電時序控制。

控制執行模塊是標準化組件,可擴展,能夠大大降低智能電路管理模塊(ICMA)的復雜程度,并增強其專業的信息處理能力。

(4)布置于電路監控節點通過電路監測線束獲取監測信息,電路監控節點包括高壓電路組件連接點、重要通訊節點、重要的控制電路節點、設備接口等,監測信息包括相關電路的電流、電壓、阻值等電路參數。

(5)通過導線連接溫度傳感器,能夠檢測連接點的溫度。此參數對于高壓線路非常重要,檢測到快速溫升時,可斷開相關電路,防止連接點阻值過大導致劇烈的溫升。也可檢測小阻值連接點的緩慢且趨勢化的溫度變化,用于預測連接情況,做出合理控制動作,比如分析出連接點有松動跡象,發出檢查預警、降功率使用、屏蔽相關功能等。

(6)通過控制接口,能夠將智能電路管理單元的控制指令通過CAN線發出給所述的控制執行模塊。

(7)通過調試接口,能夠實現程序輸入和在線仿真。

(8)通過外部通訊接口,能夠與車輛其它系統進行信息互通,對車輛進行聯合控制。

(9)通過內部通訊接口,通過CAN線,能夠接收所有需求的負載電路信息

(11)通過被設計為簡單的狀態顯示功能的狀態指示燈,能夠快速觀察負載電路內各主要高壓繼電器的連接狀態,也能夠快速知道智能電路管理模塊(ICMA)的狀態信息(比如處于正常工作狀態、故障狀態還是待機節能狀態等)。

在電動汽車智能電路管理系統(ICMS)包括如下功能:

(1)智能化的電路管理和協調:含有智能策略程序,獨立的閉環控制與管理、自行判斷和問題處置

(2)電源分配與時序控制:通過各電源支路繼電器,按策略時序控制高低壓電路上、下電

(3)電路狀態監測:能夠根據車輛的需要使用狀態,判斷線路連接原理是否正確、線路各節點通斷狀態是否符合邏輯、電路監控節點間的絕緣(漏電)狀態、所需監控線路的壓降狀態、線路阻值(短路)狀態等,可實現實時監測。能夠對導線、插件、熔斷器、繼電器分段分析,確定從電源到負載之間的連接狀態,檢查每個用電支路整條線路上的問題。

(4)電路信息處理:根據電路各監測數據進行線路分析和信息公開,比如各監控節點的實時狀態、線路健康評估指標、故障隱患分析(比如高壓線路阻值突然發生變化可能會導致發熱、著火的概率)等,信息參數和分析結果是電路管理策略的核心依據。

(5)快速故障響應與分析:故障電路隔離、可用資源分析和評估(比如故障分級與控制,嚴重級別是禁止行車的,部分輕微級別根據實際情況可行車,但需要特別注意相關故障)。

(6)安全級別故障處置策略:如行車時突然檢測到電驅系統嚴重故障,此時需要立刻關閉相關電路高壓電源,但必須保證助力轉向和制動系統工作正常;行車時突然檢測到氣壓信號突變降零,此時必須立刻起動空氣壓縮機常工作,而且發出停車檢查警告等。

(7)普通級別故障處置策略:根據故障分級控制(比如氣泵壞了,氣壓還未達到低限值之前車還可以開;助力轉向壞了,可以允許緩行,但要限制車速;DC-DC壞了,低壓蓄電池電壓還未達到低限值之前車還可以開;冷卻風扇壞了,限制驅動功率,防止需要散熱的部件過熱保護等)。

(8)節能控制策略:根據行車需要,以滿足其需要進行資源配置,減少資源浪費。比如冷卻系統可根據散熱需求,控制冷卻風扇和冷卻水泵的節能使用;助力轉向可根據車速、駐車情況進行節能控制;充電時,根據充電需求,只開啟車輛相關輔助設備并適當使用即可;

(9)電路管理系統自身故障檢測及處理:能夠自檢故障、顯示和發出故障信息。能根據自檢故障類型進行評估,做出恰當的處置方案,在保證車輛安全的同時盡量使車輛處于可使用狀態(比如,無法檢測高壓總負繼電器的閉合反饋,但通過其它電路信息得知系統高壓電路工作正常,則可給予警告,提醒檢查高壓繼電器反饋線路,此時允許負載電路正常工作,不影響行車)。

所述的電動汽車智能電路管理系統對負載電路具體包括以下操作:

(1)單控屬性負載電路管理是對單控屬性的負載電路進行管理,其中所述的單控屬性為供給電源和控制使用兩個動作均由一個控制器控制完成,比如DC-DC變換器的高壓電源由電路管理系統控制,其使用情況也由電路管理系統控制;直流無刷冷卻風扇的低壓電源由電路管理系統控制,其是否工作也由電路管理系統根據冷卻系統溫度按策略決定。

高壓負載電路中的單控屬性負載電路有:電動轉向泵、電動氣泵、DC-DC電源、DC-AC電源、電空調、電暖風等。

低壓負載電路中的單控屬性負載電路有:冷卻風扇、水泵、真空泵等。

(2)雙控屬性負載設備管理是對雙控屬性的負載電路進行管理,所述的雙控屬性是指電源供給和控制使用兩個動作分別由不同的兩個控制器控制完成。比如電機控制器的高壓電源由電路管理系統控制,與故障和安全相關的控制由電路管理系統完成,但是使用控制由車輛控制系統管理;變速箱控制器的低壓電源由電路管理系統控制,與故障和安全相關的控制由電路管理系統完成,但是使用控制由車輛控制系統管理)。

高壓負載電路中的雙控屬性負載電路有:電機控制器。

低壓負載電路中的雙控屬性負載電路有:變速箱控制器。

(3)負載設備狀態監測:與負載設備建立反饋聯系,實時讀取或判斷設備的狀態,比如故障狀態、待機狀態、工作狀態、斷開狀態等。

(4)負載設備的通訊與控制:負載供電電路控制,負載使用控制,負載控制信息通訊交互

該電動汽車智能電路管理系統種包括的傳感器(物理形式上可以是一個具體的傳感器,也可是傳感導線)及其采集的信號具體如下:

(1)直接采集傳感器信息與信號:儲氣罐氣壓傳感器、真空罐真空壓力傳感器、冷卻液位傳感器、冷卻液溫度傳感器、導線連接溫度傳感器、B級電壓部件防護殼打開信號、車輛碰撞信號、ON擋信號、點火信號、空調信號、暖風信號、設備故障信號等

(2)間接采集信號:擋位信號、離合位置信號、車速信號等

(3)控制信號:PWM信號(空調、直流無刷冷卻風扇、直流無刷水泵等會用到)、普通開關信號(高或低電平,用于電平信號通訊或直接控制繼電器通斷)等

該電動汽車智能電路管理系統與所述的電動車輛其他系統間的信息傳遞與響應,通過多路CAN線實現,通訊和聯合控制非常方便,可讀取和響應該電動車輛其他系統的公開信息和控制需求信息,同時也將必要的公開信息和控制需求信息發出。

與所述的電動汽車智能電路管理系統進行通訊和聯合控制的該電動車輛的其他系統包括:車輛控制控制器(VCU)、電機控制器(MCU)、變速箱控制器(TCU)、高壓電源管理系統、低壓電源管理系統和CAN儀表和車載信息終端等。

車輛在進行電氣原理設計時,負載電路設計需要以智能電路管理系統(ICMS)為核心,負載電路中的高/低壓電路中的所有部件及相關線束必須受控。

該電動汽車智能電路管理系統的裝車具體包括以下步驟:

(1)將智能電路管理系統(ICMS)的三個模塊布置并裝配在車輛的安裝支架上,帶高壓配電箱的車輛可將其安裝在箱體內;

(2)將導線連接溫度傳感器和電路監測線束安裝到相關監控節點;

(3)將負載電路的所有通訊、信號和采集線束連入信息采集和處理模塊;

(4)將負載電路的所有控制輸出線束連入控制執行模塊;

(5)連通智能電路管理模塊(ICMA)的通訊(CAN線)和配套線束;

(6)接入相關電源、檢測、控制和通訊線束。

該電動汽車智能電路管理系統的工作順序具體如下:

(1)模塊上電后自檢,建立系統間通訊聯系;

(2)負載電路通電前檢查;

(3)負載電路低壓通電檢查;

(4)負載電路高壓通電檢查;

(5)負載電路工作狀態監測及管理。

在一種具體實施例中,在為某廠開發的純電動箱式物流車載貨汽車底盤中,使用了智能電路管理系統(ICMS)。智能電路管理系統(ICMS)的模塊安裝于車輛高壓配電箱內,高壓配電箱內含有負載電路的繼電器、熔斷器、高壓插件等主要電路監控部件,導線連接溫度傳感器和電路監測線束大部分裝配于高壓配電箱內部,其余線束一起集成在整車線束上,根據監控節點的數量,合理選取一定數量的控制執行模塊、信息采集和處理模塊。部分功能可根據用戶需要通過軟件設置來調整。

實車測試此系統的功能,比如繼電器通斷時序控制正常,能夠準備監測并判斷高壓插件是否連接到位,能夠讀取每個繼電器的邏輯工作狀態,能夠控制助力轉向油泵正常工作,能夠上傳和接收CAN線上的信息數據,等等。所涉及到的管理功能均能夠實現,而且可以在控制軟件層面豐富控制功能,滿足用戶多樣化的使用需求。

采用該電動汽車智能電路管理系統及其方法,由于其具有智能電路管理模塊,對所述的電動車輛的負載電路進行檢測、監控,并根據監控結果生成相應的解決方案,可以科學合理的對電動車輛的負載電路進行充分有效的專業化管理,具備智能化的負載電路管理和協調功能,以實現獨立的閉環控制與管理、自行判斷和問題處置,且能實現電源分配與時序控制、電路狀態監測、電路信息處理、快速故障響應與分析、安全級別故障處置策略、普通級別故障處置策略、節能控制策略和電路管理系統自身故障檢測及處理。該系統具有以下特點:

專業化——電路管理更專業,使用功能和安全功能更完善;

信息化——電路狀態清晰明確,快速線路自我診斷;

模塊化——功能獨立,能與其他系統進行更好的控制配合,間接促成其它控制系統更加專職。

在此說明書中,本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和范圍。因此,說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。

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