新能源汽车——上下高压电

一、钥匙状态

钥匙状态描述
OFF锁止开关
ACC附件开关
ON电源开关(15电)
START启动开关(高压电)

二、上下电原理

主正继电器:高压系统中正极侧的主继电器。

主负继电器:高压系统中负极侧的主继电器。

预充继电器:控制预充回路的断开、闭合的继电器,即在主继电器工作之前,接通预充电路进行自检

预充电阻:相当于保护电阻,具有限流作用,可有效防止因上电瞬间的大电流损坏高压系统中的其他电子元件。

预充:
 (1)为了避免主正、主负继电器因过流过热粘连损坏:在电容并联在电源两端时,电源接通的瞬间,电容两端的电压不会突变,但电流会突变,此时负载电阻为导线和继电器触点的电阻,一般远小于20mΩ,而电池电压又一般在300V以上,此时相当于瞬间短路,产生瞬间电流I=300/0.02=15000A,损坏主正主负继电器。
(2)为了保护电容不被损坏:电击穿是指固体介质的载流子在强电场的作用下发生游离、扩展继而导致击穿的情况。过电压、过电流运行导致电容器的工作电压超出设备的最大耐压,可能导致电容介质损耗严重,绝缘性被破坏,介质被击穿。

 (1)上电过程

(1)VCU被唤醒(钥匙唤醒、网络唤醒、或充电CC信号硬线唤醒),启动后发送请求HVIL(高压互锁)回路使能线和必要的12V低压继电器的CAN报文,同时监控HVIL回路状态

(2)DCU、DC/DC、BMS被唤醒(VCU发送的网络管理报文或者IG ON信号唤醒)并进行自检,监控HVIL回路状态,BMS需计算绝缘阻值,确认绝缘是否正常。

(3)无故障后进入待机模式(Standby状态)。
(4)VCU请求BMS闭合主继电器,BMS则先后闭合主负继电器和预充继电器,当检测到母线电压达到预设电压后,则判断预充成功,并闭合主正继电器,然后断开预充继电器,完成高压上电。
注:

在正常上电状态下,如果出现绝缘阻值低于阈值、高压互锁断开、IGBT过流等严重故障时,VCU紧急下高压电。VCU请求BMS断开高压继电器,并且断开HVIL(高压互锁)回路。

 (2)下电过程

(1)当检测到钥匙信号、硬线信号关闭或网络唤醒信号停发,VCU立即请求DCU(Drive Control Unit/驱动控制单元) 离开工作模式。

(2)VCU请求DC/DC离开工作模式

(3)VCU请求BMS断开高压继电器,BMS完成响应后,VCU断开HVIL回路和低压继电器,各节点进入下电休眠流程。

注:
A.当BMS收到VCU的下电指令后,若母线电流小于一定电流时(可设置),则先后断开主正继电器和主负继电器。然后判断母线电压,当电压下降到一定预设值时,BMS将下电指令反馈给VCU,BMS发送下电完成指令后,经过一段时间后(可设置)进入休眠状态。
B.当BMS收到VCU下电指令后,若母线电流大于预设电流,采取强制下电手段。

C.紧急下电

发生绝缘值低于阈值、高压互锁断路、IGBT过流等严重故障时

(1)VCU命令AC制冷模块停止运行,可用功率降为0KW。

(2)VCU控制电机扭矩为0,并命令INV高压电断开。

(3)在车速≤2km/h时,VCU命令EPB驻车系统制动停车。

(4)命令DCDC下电.

(5)命令BMS断开高压连接,BMS依次断开了主正、主负接触器.

(6)命令逆变器(INV)执行主动放电,INV在3S内将母线电压放电至60V以下。

(7)VCU向各个控制器发出shutdown下电指令,并断开硬线高电平唤醒源

 (3)慢充过程

(4)快充过程

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