电动汽车上下电控制策略的设计方法——钥匙ON_START上高压流程
电动汽车上下电控制策略的设计方法——钥匙ON_START上高压流程
电动汽车的上下电控制是整车安全的关键环节，其中钥匙ON/START上高压流程尤为重要。本文将详细介绍电动汽车整车高压原理及上高压的具体控制策略，帮助读者深入了解这一复杂而精密的系统。
一、电动汽车整车高压原理
介绍一种典型的电动汽车高压原理示意图，本示意图仅选取其中关键部分。其中钥匙ON/START上高压主要控制的是主负接触器、主正接触器以及附件接触器的闭合，DC-DC转换器的启动。接触器，是一种用途广泛的开关电器，利用电磁、气动或液动原理，通过控制电路来实现主电路的通断。
1、主负接触器
主负接触器一般在动力电池包内，由BMS控制，VCU发送主负接触器闭合指令，BMS接收到VCU发送的闭合主负指令后，经设定条件的判断闭合主负接触器。
2、附件接触器
附件接触器属于PDU（Power Distribution Unit，电源分配单元），一般集成在高压多合一控制器内，主要控制DC-DC转换器、电空调、EPS等高压附件的供电。附件高压回路上一般会有一个附件接触器和一个附件预充接触器，附件预充接触器的作用是，在接通附件接触器之前，先控制闭合附件预充接触器，使附件接触器两端电压达到与母线电压一致，附件预充接触器回路带有一个电阻及二极管，可以防止反向电压冲击附件高压部件及电压突然升高，瞬间电流过大冲击附件高压部件。在附件预充接触器闭合后，且附件接触器两端电压达到与母线电压一致，闭合附件接触器，然后断开附件预充接触器。
3、DC-DC转换器
直流-直流转换器（DC-to-DC converter）也称为DC-DC转换器，简称DCDC，是电能转换的电路或是机电设备，可以将直流（DC）电源转换为不同电压的直流（或近似直流）电源。电动汽车用的DC-DC转换器是将动力电池的高压直流电转换为低压直流电供整车的低压电器使用并给蓄电池充电。一般在附件接触器闭合后，DCDC输入高压接通，此时可发送DCDC启动指令，控制DCDC启动工作。
4、主正接触器
主正接触器属于PDU（Power Distribution Unit，电源分配单元），一般集成在高压多合一控制器内，主要控制电机控制器的高压供电。电机控制器直流高压母线连接在整车高压母线上，在电机控制器高压母线上一般会有一个主正接触器和一个主预充接触器，主预充接触器的作用是，在接通主正接触器之前，先控制闭合主预充接触器，使主正接触器两端电压达到与母线电压一致，主预充接触器回路带有一个电阻及二极管，可以防止反向电压冲击电机控制器及电压突然升高，瞬间电流过大冲击电机控制器。在预充接触器闭合后，且主正接触器两端电压达到与母线电压一致，闭合主正接触器，然后断开主预充接触器。
二、电动汽车钥匙ON挡及START上高压流程
1、高压原理图
以下高压原理图为某电动汽车的多合一控制器高压原理图
2、上高压流程
电动汽车钥匙ON挡及START上高压的控制是VCU通过判断驾驶员操作意图对上高压过程动作时序进行控制，一般按照以下流程进行控制：
1）自检
VCU被唤醒后，首先进行自检，自检通过后低压上电。
2）唤醒BMS及多合一控制器
VCU自检成功低压上电完成后，发送BMS唤醒信号及多合一控制器唤醒信号。BMS及多合一控制器接收到唤醒信号后，唤醒并自检。
3）VCU发送主负接触器闭合指令
BMS及多合一控制器自检后，如果有影响上高压的严重故障，报故障，上电流程中止；如果没有影响上高压的故障，VCU发送主负接触器闭合指令。
4）闭合主负接触器
BMS接收到VCU闭合主负接触器指令后，进行预充后闭合主负接触器并反馈主负接触器闭合状态。如果超过设定时间VCU未收到BMS反馈的主负接触器闭合状态，则报主负接触器闭合超时故障，上电流程中止。
5）VCU发送附件接触器闭合指令
在设定时间内，VCU接收到BMS反馈的主负闭合状态后，VCU发送闭合附件接触器指令。
6）闭合附件接触器
PDU接收到附件接触器闭合指令后，闭合附件接触器并反馈附件接触器闭合状态。如果超过设定时间VCU未收到PDU反馈的附件接触器闭合状态，则报附件接触器闭合超时故障，上电流程中止。
7）启动DCDC
在设定时间内，VCU收到附件接触器闭合状态后，VCU发送DCDC启动指令，DCDC接收到启动指令后，启动工作。
8）VCU发送主正接触器闭合指令
在设定时间内，VCU接收到PDU反馈的附件接触器闭合状态后，VCU发送闭合主正接触器指令。
9）闭合主正接触器
PDU接收到VCU发送的主正接触器闭合指令后，进行预充后闭合主正接触器并反馈主正接触器闭合状态。如果超过设定时间VCU未收到PDU反馈的主正接触器闭合状态，则报主正接触器闭合超时故障，上电流程中止。
10） Ready
如果VCU接收到PDU反馈的主正接触器闭合状态，则VCU发送Ready状态，仪表点亮 Ready 灯，上电完成。
3、上高压流程图
三、总结
本文介绍了一种电动汽车的高压原理，以及钥匙ON挡/START上高压的流程，并绘制了钥匙上高压流程图。后续会介绍钥匙OFF下高压，充电上高压，下高压流程，以及故障状态下高压流程。希望能给相关技术人员带来一定参考和帮助。