本發(fā)明涉及汽車安全系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的講是高壓電池失效后車輛維持電轉(zhuǎn)向的控制電路及方法。

背景技術(shù)：

2017年開始執(zhí)行的《電動客車安全技術(shù)條件》要求，車輛在行駛過程中，出現(xiàn)需要整車主動斷b級高壓電的車輛異常情況時，在車速大于5km/h時應(yīng)保持轉(zhuǎn)向系統(tǒng)維持助力狀態(tài)或至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30s后再斷b級電。

對于非緊急故障，電池可以繼續(xù)維持高壓系統(tǒng)供電，等30s后再切斷高壓。但對于某些緊急情況，電池需要盡快切斷高壓，以保證自身安全。為此針對這一情況，本發(fā)明設(shè)計了一種在電池系統(tǒng)斷開的情況下，利用電機(jī)控制器將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能，供電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，直到車速小于5km/h的控制電路及控制方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明突破了現(xiàn)有技術(shù)的難題，設(shè)計了一種在電池系統(tǒng)斷開的情況下，利用電機(jī)控制器將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能，供電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，直到車速小于5km/h的控制電路及控制方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計了高壓電池失效后車輛維持電轉(zhuǎn)向的控制電路,高壓電池模塊中電源的一端與高壓電池模塊中主繼電器的一端相連，高壓電池模塊中主繼電器的另一端分為兩路分別與高壓配電盒中電機(jī)繼電器的一端、高壓配電盒中電轉(zhuǎn)向繼電器的一端相連，高壓配電盒中電機(jī)繼電器的另一端與電機(jī)控制器中電容一的一端相連，電機(jī)控制器中電容一的另一端與高壓電池模塊中電源的另一端相連，高壓配電盒中電轉(zhuǎn)向繼電器的另一端與電轉(zhuǎn)向控制器中電容二（的一端相連，電轉(zhuǎn)向控制器中電容二（的另一端也與高壓電池模塊中電源的另一端相連。

所述高壓電池模塊與電機(jī)控制器均與整車控制器相連。

本發(fā)明還設(shè)計了高壓電池失效后車輛維持電轉(zhuǎn)向的控制方法，按照如下步驟進(jìn)行控制：

步驟1：當(dāng)車輛在車速＞5km/h的運行中，高壓電池模塊發(fā)生故障時，將斷電信號傳遞給整車控制器；

步驟2：整車控制器收到斷電信號后，發(fā)送0轉(zhuǎn)矩指令給電機(jī)控制器，使電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩降為0；

步驟3：當(dāng)電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩降為0后，整車控制器進(jìn)入電壓控制模式；

步驟4：整車控制器進(jìn)入電壓控制模式后，發(fā)送信號給高壓電池模塊，高壓電池模塊將主繼電器斷開；

步驟5：電機(jī)控制器通過輸出負(fù)轉(zhuǎn)矩給電容一和電容二（充電，維持電壓穩(wěn)定，給電轉(zhuǎn)向控制器轉(zhuǎn)向工作供電；

步驟6：整車控制器監(jiān)控到車速＜5km/h的時候，電機(jī)控制器和電轉(zhuǎn)向控制器關(guān)閉，車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)停止工作。

所述步驟3中的電壓控制模式如下：

步驟a：根據(jù)電轉(zhuǎn)向控制器額定功率p、當(dāng)前電機(jī)速度s、電轉(zhuǎn)向電機(jī)系統(tǒng)的效率e2以及電機(jī)效率e1，利用電用轉(zhuǎn)矩估算公式計算出電用轉(zhuǎn)矩，作為前饋值；

步驟b：根據(jù)電轉(zhuǎn)向控制器額定電壓和實際電壓，通過pid控制，將其輸出值作為控制變量；

步驟c：將前饋值與控制變量相加后，經(jīng)過轉(zhuǎn)矩限幅，將結(jié)果信號發(fā)送給電機(jī)控制器。

所述電用轉(zhuǎn)矩估算公式為。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用電機(jī)控制器將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能，保持了在電機(jī)斷電的狀態(tài)下汽車仍然可以堅持轉(zhuǎn)向運作，保證了汽車在突然故障的情況下有充足的時間使車輛轉(zhuǎn)向到一個安全的方向，提高了車輛針對突發(fā)狀況的安全處理性能，保障了駕駛及乘坐人員的安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的控制電路示意圖。

圖2為本發(fā)明中電壓控制控制模式示意圖。

圖3為本發(fā)明實測結(jié)果示意圖。

參見圖1~圖3，1為整車控制器，2為高壓電池模塊，3為高壓配電盒，4為電機(jī)控制器，5為電轉(zhuǎn)向控制器，6為主繼電器，7為電機(jī)繼電器，8為電轉(zhuǎn)向繼電器，9為電容一，10為電容二。

具體實施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

參見圖1和圖2，本發(fā)明設(shè)計了高壓電池失效后車輛維持電轉(zhuǎn)向的控制電路,高壓電池模塊2中電源的一端與高壓電池模塊2中主繼電器6的一端相連，高壓電池模塊2中主繼電器6的另一端分為兩路分別與高壓配電盒3中電機(jī)繼電器7的一端、高壓配電盒3中電轉(zhuǎn)向繼電器8的一端相連，高壓配電盒3中電機(jī)繼電器7的另一端與電機(jī)控制器4中電容一9的一端相連，電機(jī)控制器4中電容一9的另一端與高壓電池模塊2中電源的另一端相連，高壓配電盒3中電轉(zhuǎn)向繼電器8的另一端與電轉(zhuǎn)向控制器5中電容二10的一端相連，電轉(zhuǎn)向控制器5中電容二10的另一端也與高壓電池模塊2中電源的另一端相連。

本發(fā)明中高壓電池模塊2與電機(jī)控制器4均與整車控制器1相連。

本發(fā)明還設(shè)計了高壓電池失效后車輛維持電轉(zhuǎn)向的控制方法，按照如下步驟進(jìn)行控制：

步驟1：當(dāng)車輛在車速＞5km/h的運行中，高壓電池模塊2發(fā)生故障時，將斷電信號傳遞給整車控制器1；

步驟2：整車控制器1收到斷電信號后，發(fā)送0轉(zhuǎn)矩指令給電機(jī)控制器4，使電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩降為0；

步驟3：當(dāng)電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩降為0后，整車控制器1進(jìn)入電壓控制模式；

步驟4：整車控制器1進(jìn)入電壓控制模式后，發(fā)送信號給高壓電池模塊2，高壓電池模塊2將主繼電器6斷開；

步驟5：電機(jī)控制器4通過輸出負(fù)轉(zhuǎn)矩給電容一9和電容二10充電，維持電壓穩(wěn)定，給電轉(zhuǎn)向控制器5轉(zhuǎn)向工作供電；

步驟6：整車控制器1監(jiān)控到車速＜5km/h的時候，電機(jī)控制器4和電轉(zhuǎn)向控制器5關(guān)閉，車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)停止工作。

本發(fā)明中步驟3中的電壓控制模式如下：

步驟a：根據(jù)電轉(zhuǎn)向控制器5額定功率p、當(dāng)前電機(jī)速度s、電轉(zhuǎn)向電機(jī)系統(tǒng)的效率e2以及電機(jī)效率e1，利用電用轉(zhuǎn)矩估算公式計算出電用轉(zhuǎn)矩，作為前饋值；

步驟b：根據(jù)電轉(zhuǎn)向控制器5額定電壓和實際電壓，通過pid控制，將其輸出值作為控制變量；

步驟c：將前饋值與控制變量相加后，經(jīng)過轉(zhuǎn)矩限幅，將結(jié)果信號發(fā)送給電機(jī)控制器4。

本發(fā)明中電用轉(zhuǎn)矩估算公式為。

參見圖3，當(dāng)時間為0到3秒時，車輛正常運行。電機(jī)輸出正轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛前進(jìn)。電轉(zhuǎn)向母線電壓為510v左右，車速達(dá)到40km/h。在第3秒時，電池發(fā)生嚴(yán)重故障。整車控制器將電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩快速降為0后，整車控制器進(jìn)入電壓控制模式，發(fā)送負(fù)轉(zhuǎn)矩指令給電機(jī)控制器。隨后，電池管理系統(tǒng)將高壓電池斷開。

在第3秒到第13秒，整車控制器一直工作在電壓控制模式，根據(jù)電轉(zhuǎn)向的電壓動態(tài)調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩指令。轉(zhuǎn)矩指令在0到-20nm間動態(tài)調(diào)整，給直流母線充電。在這個過程中，電轉(zhuǎn)向母線電壓維持在500v到550v間，使得電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在高壓電池斷開的情況下，能繼續(xù)正常工作。

13秒后，車速下降到5km/h。整車控制器退出電壓控制模式，將轉(zhuǎn)矩指令設(shè)為0，這時候由于沒有電機(jī)能量回饋給直流母線，電轉(zhuǎn)向的母線電壓開始持續(xù)下降。

綜上，在車速大于5km/h時，根據(jù)本發(fā)明的方法，就算高壓電池斷開，電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依然能夠依靠電機(jī)回饋的能量正常工作。