電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)、控制方法和使用該系統(tǒng)的電動(dòng)汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)、控制方法和使用該系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)包括用于設(shè)置在電除霜裝置的輸入控制端的翹板開關(guān)，翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器串聯(lián)，整車控制器與所述電除霜繼電器控制連接，整車控制器用于與動(dòng)力電池組的BMS通信連接。本發(fā)明電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)、控制方法和使用該系統(tǒng)的電動(dòng)汽車?yán)靡粋€(gè)電除霜繼電器及其觸點(diǎn)控制電除霜裝置的啟停，BMS將動(dòng)力電池組的信息發(fā)送給整車控制器，由整車控制器進(jìn)行邏輯判斷從而控制電除霜繼電器的斷開與閉合，可避免動(dòng)力電池過度放電，節(jié)約電能，也延長了動(dòng)力電池的使用壽命。該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不破壞整車控制器的原有結(jié)構(gòu)，只需額外增加控制端口即可。
【專利說明】電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)、控制方法和使用該系統(tǒng)的電動(dòng)汽車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)、控制方法和使用該系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,在汽車行業(yè),為避免冬天車窗結(jié)冰、起霧,除霜功能(包括后視鏡除霜、后擋風(fēng)玻璃除霜)對于終端汽車用戶來說，使用越來越常見。這一技術(shù)的運(yùn)用早已成為解決冬季車輛安全、使用便利的重要解決方案。大多數(shù)電動(dòng)汽車出廠時(shí)都安裝了電除霜裝置。其由電加熱和吹風(fēng)部件組成；工作時(shí)，電加熱由高壓電(動(dòng)力電池組)供電，吹風(fēng)部件由低壓電(24V電源)供電，即電除霜開啟時(shí)，電加熱先加熱電熱絲，再由吹風(fēng)部件將暖風(fēng)吹向玻璃，起到融冰、除霜、除霧的作用。現(xiàn)有純電動(dòng)客車上電除霜的啟停均由人工控制，駕駛艙儀表盤設(shè)有電除霜翹板開關(guān)，司機(jī)通過按動(dòng)此開關(guān)來完成電除霜的啟停，電除霜工作時(shí)不考慮動(dòng)力電池組的電壓，不考慮故障診斷。
[0003]冬天受天氣的影響，電除霜的工作頻次增多，其所工作的高壓電均由動(dòng)力電池組來提供，由于除霜器一般都是電熱器，需要消耗比較多的電能，且動(dòng)力電池組又是其它高壓電氣部件的供電來源，電除霜的頻繁工作，加劇了動(dòng)力電池的耗電，也直接影響了純電動(dòng)客車的整車電耗。因電除霜啟停控制為非智能控制，若不加以合理的控制則會(huì)造成電量的持續(xù)消耗或電池的過放。因此，在除霜過程中，如果動(dòng)力電池中當(dāng)前的電壓較少的話，消耗很多電池的電壓，將會(huì)導(dǎo)致電池電壓在降低到一定程度后，在車輛電氣系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行條件下很可能發(fā)生系統(tǒng)電壓被拉低類似驅(qū)動(dòng)電機(jī)無法正常工作而影響行車安全的嚴(yán)重后果。假設(shè)司機(jī)在動(dòng)力電池電量不足的情況下開啟了電除霜，則會(huì)造成其它高壓部件不能正常工作，或整車動(dòng)力不足，隨時(shí)會(huì)有拋錨的危險(xiǎn)；更甚者會(huì)造成電池的過放進(jìn)而縮短動(dòng)力電池的使用壽命；若電池管理系統(tǒng)(BMS)發(fā)生故障時(shí)電除霜仍處于工作狀態(tài)，則會(huì)對動(dòng)力電池及整車的可靠性造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)無法根據(jù)動(dòng)力電池狀態(tài)自動(dòng)控制電除霜啟停導(dǎo)致整車動(dòng)力不足的問題，同時(shí)提供一種電除霜控制方法和一種使用該控制系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)的技術(shù)方案如下:電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，包括用于設(shè)置在電除霜裝置的輸入控制端的翹板開關(guān)，所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器串聯(lián)，整車控制器與所述電除霜繼電器控制連接，所述整車控制器用于與動(dòng)力電池組的BMS通信連接。
[0006]所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。
[0007]所述整車控制器的控制輸出端與電除霜繼電器之間通過線纜連接。
[0008]本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車的技術(shù)方案如下:包括電除霜裝置及其電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)包括電除霜裝置的輸入控制端設(shè)置的翹板開關(guān)，所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器串聯(lián)，整車控制器與所述電除霜繼電器控制連接，所述整車控制器與動(dòng)力電池組的BMS通信連接。
[0009]所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。
[0010]所述整車控制器的控制輸出端與電除霜繼電器之間通過線纜連接。
[0011]本發(fā)明提供的電除霜節(jié)能控制方法的技術(shù)方案如下:該方法包括如下步驟:
[0012](I)判斷動(dòng)力電池組是否出現(xiàn)故障，如果存在故障，則控制電除霜繼電器觸點(diǎn)斷開，使電除霜裝置停止工作；若沒有故障，則判斷當(dāng)前動(dòng)力電池組的電壓在第一設(shè)定時(shí)間段內(nèi)是否持續(xù)小于等于電壓下限設(shè)定值；
[0013](2)如果動(dòng)力電池組的電壓在第一設(shè)定時(shí)間段內(nèi)一直小于等于電壓下限設(shè)定值，則控制電除霜繼電器觸點(diǎn)斷開，使電除霜裝置停止工作，否則控制電除霜繼電器觸點(diǎn)閉合；
[0014](3)在電除霜繼電器觸點(diǎn)斷開情況下，判斷當(dāng)前動(dòng)力電池組的電壓在第二設(shè)定時(shí)間段內(nèi)是否持續(xù)大于下限設(shè)定值，如果在該時(shí)間段內(nèi)一直大于下限設(shè)定值，并且動(dòng)力電池組無故障時(shí)，則控制電除霜繼電器觸點(diǎn)閉合，否則仍保持電除霜繼電器觸點(diǎn)的斷開狀態(tài)。
[0015]第一設(shè)定時(shí)間段為5S，第二設(shè)定時(shí)間段為10S。
[0016]本發(fā)明的電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)、控制方法和使用該系統(tǒng)的電動(dòng)汽車?yán)靡粋€(gè)電除霜繼電器及其觸點(diǎn)控制電除霜裝置的啟停，BMS將動(dòng)力電池組電壓和其自身的故障診斷信息經(jīng)CAN線發(fā)送給整車控制器，由整車控制器進(jìn)行邏輯判斷從而控制電除霜繼電器的斷開與閉合，即達(dá)到控制電除霜裝置啟停的目的，可避免動(dòng)力電池過度放電，使整車經(jīng)濟(jì)性不致惡化，節(jié)約電能，也延長了動(dòng)力電池的使用壽命；另外，動(dòng)力電池故障診斷的引入，也增加了動(dòng)力電池和整車的安全。該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不破壞整車控制器的原有結(jié)構(gòu)，只需額外增加控制端口即可。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖2為電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)的控制流程圖；
[0019]圖3為整車控制器軟件控制流程圖；
[0020]圖4為軟硬件結(jié)合流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0022]本發(fā)明提供了一種具有電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，包括由電加熱部件和吹風(fēng)部件組成的電除霜裝置及其電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，吹風(fēng)部件與車載低壓電源供電連接，電加熱部件與動(dòng)力電池組供電連接，如圖1所示，電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)包括車載低壓電源(即24V蓄電池電源)5及車載低壓電源與電除霜裝置7的輸入控制端6之間連接的翹板開關(guān)8，翹板開關(guān)8與一個(gè)電除霜繼電器4串聯(lián)，整車控制器I與電除霜繼電器4控制連接，整車控制器I與動(dòng)力電池組10的BMS9通信連接。
[0023]本實(shí)施例中翹板開關(guān)8與一個(gè)電除霜繼電器4的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)；整車控制器I通過驅(qū)動(dòng)電路與電除霜繼電器的線圈供電連接。[0024]本電除霜裝置的電加熱和吹風(fēng)部件與對應(yīng)供電電源的連接屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0025]本發(fā)明還提供了一種電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如上所述，該控制系統(tǒng)尤其適用于純電動(dòng)車輛使用的電除霜，在保持原電除霜控制不變的情況下，增加整車控制器根據(jù)動(dòng)力電池組的電壓和故障診斷控制電除霜繼電器工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
[0026]電除霜裝置7的工作電源供電由翹板開關(guān)8和電除霜繼電器4共同控制，翹板開關(guān)8設(shè)置于電除霜裝置7的控制輸入端6上；整車控制器I設(shè)有電除霜繼電器控制輸出引腳2，它與電除霜繼電器4之間用線纜3連接；電除霜繼電器4由整車控制器I控制其觸點(diǎn)的斷開與閉合，該觸點(diǎn)平時(shí)為常閉狀態(tài)，即與翹板開關(guān)8保持接通狀態(tài)，當(dāng)司機(jī)操作翹板開關(guān)8時(shí)，可以直接控制電除霜裝置7的啟停；動(dòng)力電池組10的電壓和故障信息通過電池管理系統(tǒng)(BMS)9傳送給整車控制器1，整車控制器再通過內(nèi)部邏輯判斷，輸出相應(yīng)控制信號(hào)。
[0027]如圖2所示，當(dāng)動(dòng)力電池組10的電壓正常且無故障時(shí)，整車控制器I控制電除霜繼電器4的觸點(diǎn)閉合，即保持常閉狀態(tài)，與電除霜控制輸入端6保持接通，當(dāng)司機(jī)操作翹板開關(guān)8時(shí)，可以直接控制電除霜裝置7的啟停；當(dāng)動(dòng)力電池組10的電壓較低或有故障發(fā)生時(shí)，整車控制器I控制電除霜繼電器4斷開常閉觸點(diǎn)，即斷開與電除霜裝置控制輸入端6的連接，此時(shí)司機(jī)按動(dòng)翹板開關(guān)8開啟電除霜裝置無效，或在已開啟電除霜裝置時(shí)使其停止工作，保證了行車的安全性。
[0028]另外，在控制電除霜裝置的啟停工作過程中，翹板開關(guān)8繼續(xù)發(fā)揮人工控制的功能控制電除霜裝置工作的啟停。
[0029]本發(fā)明還提供了一種電除霜節(jié)能控制方法,該方法是利用Matlab/Simulink軟件設(shè)計(jì)搭建控制模型作為整車控制器的軟件控制，模型的輸入信息為當(dāng)前電池組電壓和故障信息。如圖3為該系統(tǒng)整車控制器軟件控制流程圖，該方法包括如下步驟:
[0030](I)判斷動(dòng)力電池組是否出現(xiàn)故障，當(dāng)檢測到動(dòng)力電池組有故障報(bào)警時(shí)，則整車控制器輸出高電平1，控制電除霜繼電器斷開，使電除霜裝置停止工作；檢測到無故障報(bào)警時(shí)，則判斷當(dāng)前動(dòng)力電池組的電壓在第一設(shè)定時(shí)間段(設(shè)定時(shí)間是保證此時(shí)電壓已處于穩(wěn)定，避免波動(dòng))內(nèi)是否持續(xù)小于等于電壓下限設(shè)定值(此電壓限制根據(jù)電池組特性不同而不同)；
[0031](2)如果動(dòng)力電池組的電壓在第一設(shè)定時(shí)間段內(nèi)一直小于等于電壓下限設(shè)定值，則整車控制器輸出高電平1，控制電除霜繼電器斷開，使電除霜裝置停止工作，否則整車控制器輸出高電平0，控制電除霜繼電器閉合；
[0032](3)在電除霜繼電器斷開，即高電平I的情況下，判斷當(dāng)前動(dòng)力電池組的電壓在第二設(shè)定時(shí)間段(此時(shí)間可保證電壓已處于穩(wěn)定，避免波動(dòng))內(nèi)是否持續(xù)大于下限設(shè)定值，如果在該時(shí)間段內(nèi)一直大于下限設(shè)定值，并且動(dòng)力電池組無故障時(shí)，則整車控制器再輸出高電平0，控制電除霜繼電器閉合，否則仍保持電除霜繼電器的斷開狀態(tài)。
[0033]上述第一設(shè)定時(shí)間段和第二設(shè)定時(shí)間段的數(shù)值是根據(jù)動(dòng)力電池組特性和實(shí)車標(biāo)定來確定的，不同的車況其設(shè)值也不同；本實(shí)施的第一設(shè)定時(shí)間段優(yōu)選為5S，第二設(shè)定時(shí)間段優(yōu)選為10S。
[0034]如圖4所示，將以上軟件搭建的控制模型生成代碼與底層程序代碼集成并進(jìn)行編譯，之后刷寫入整車控制器，實(shí)車運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)軟、硬件結(jié)合的全部控制功能。
【權(quán)利要求】
1.一種電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，包括用于設(shè)置在電除霜裝置的輸入控制端的翹板開關(guān)，其特征在于:所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器串聯(lián)，整車控制器與所述電除霜繼電器控制連接，所述整車控制器用于與動(dòng)力電池組的BMS通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述整車控制器的控制輸出端與電除霜繼電器之間通過線纜連接。
4.一種使用如權(quán)利要求1所述的電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，包括電除霜裝置及其電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)，電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)包括電除霜裝置的輸入控制端設(shè)置的翹板開關(guān)，其特征在于:所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器串聯(lián)，整車控制器與所述電除霜繼電器控制連接，所述整車控制器與動(dòng)力電池組的BMS通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車，其特征在于:所述翹板開關(guān)與一個(gè)電除霜繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電動(dòng)汽車，其特征在于:所述整車控制器的控制輸出端與電除霜繼電器之間通過線纜連接。
7.一種使用如權(quán)利要求1所述的電除霜節(jié)能控制系統(tǒng)的電除霜節(jié)能控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)判斷動(dòng)力電池組是否出現(xiàn)故障，如果存在故障，則控制電除霜繼電器斷開，使電除霜裝置停止工作；若沒有故障，則判斷當(dāng)前動(dòng)力電池組的電壓在第一設(shè)定時(shí)間段內(nèi)是否持續(xù)小于等于電壓下限設(shè)定值； (2)如果動(dòng)力電池組的電壓在第一設(shè)定時(shí)間段內(nèi)一直小于等于電壓下限設(shè)定值，則控制電除霜繼電器斷開，使電除霜裝置停止工作，否則控制電除霜繼電器閉合； (3)在電除霜繼電器斷開情況下，判斷當(dāng)前動(dòng)力電池組的電壓在第二設(shè)定時(shí)間段內(nèi)是否持續(xù)大于下限設(shè)定值，如果在該時(shí)間段內(nèi)一直大于下限設(shè)定值，并且動(dòng)力電池組無故障時(shí)，則控制電除霜繼電器閉合，否則仍保持電除霜繼電器的斷開狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電除霜節(jié)能控制方法，其特征在于:第一設(shè)定時(shí)間段為5S，第二設(shè)定時(shí)間段為10S。
【文檔編號(hào)】B60L3/04GK103507642SQ201310419900
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】周園園, 陶高偉, 高云慶, 李鈺銳 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司