纯电动汽车上下电及电池管理系统故障控制策略.pdf

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第44卷第9期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol．44No．92016年9月(NaturalScienceEdition)September2016文章编号:1000-565X(2016)09-0107-09纯电动汽车上下电及电池管理系统故障控制策略122田晟裴锋李拾成(1．华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640;2．广州汽车集团股份有公司，广东广州511434)摘要:为有效执行整车能量控制策略，实现动力电池系统的优化管理并保障其安全性，文中根据纯电动汽车动力系统结构特点设

2、计了一种电池管理系统，分析了整车高压上、下电过程中各控制节点的响应原则，提出了整车正常上、下电及紧急下电的控制策略，定义了电池管理系统的故障等级，并设计故障阈值表以实现故障情况控制策略;采用State-flow/Simulink对整车上、下电及电池管理系统故障进行控制逻辑建模与仿真分析，并在实车静态及新欧洲标准行驶循环(NEDC)工况下进行验证．仿真和试验结果表明，绝缘上电及HVIL故障下电的处理符合控制逻辑，绝缘故障下电处理保证了高压安全，上、下电控制逻辑更加有利于整车能量控制．关键词:纯电动汽车;上下电;电池管理系统;故障;控制策略;仿真与试验中图分类号:U46

3、3．6doi:10．3969/j．issn．1000-565X．2016．09．016对纯电动汽车整车高压上、下电及电池管理系控制的高压故障诊断与控制系统，保证了整车的高统(BMS)故障的控制影响整车动力系统的基本工压安全．伴随新能源汽车发展的大趋势，对动力电池作性能，是设计开发电动汽车动力电池系统的重要系统的开发工作至关重要，研究纯电动汽车上、下电［1-3］［13-14］内容．动力电池及其控制技术作为电动汽车发及BMS故障控制策略十分必要．展的关键技术与制约瓶颈，动力电池是动力电池系为使整车能量控制策略有效执行，实现动力电统的核心，控制技术集成在BMS中，实现对动

4、力电池系统的优化管理并保障其安全性，文中以BMS的池的在线监测和实时控制，为整车提供动力电池的执行控制为核心，结合电动汽车动力系统的结构特运行状态信息，并进行高压电能有效管理(包括上、点，研究了纯电动汽车上、下电及BMS故障控制逻［4-5］下电控制)以及故障情况控制．辑．VCU通过CAN总线与BMS、电机控制器在纯电动汽车高压上下电过程中，整车控制器(MCU)、逆变器(DC/DC)等系统通信，实现高压系(VCU)给BMS发上电/下电指令，BMS是主要的执统按需求高效地进行上、下电工作，BMS对故障情行控制器．目前纯电动汽车量产有限，国内外对纯电况进行实时诊断并采取相

5、应处理措施．动汽车高压上、下电控制机理的研究并不多，关于1纯电动汽车动力系统结构BMS的研究大多针对电池组均衡管理、热管理、荷电状态估算，对整车上、下电控制及故障控制的讨论文中研究的纯电动汽车是一款前置前驱SUV［6-10］很少．文献［11-12］设计研究了包括BMS故障车型．该车电动系统中驱动电机通过一级固定传动收稿日期:2016-01-08*基金项目:国家科技支撑计划项目(2011BAG02B02);广东省科技计划项目(2015A080803001)Foundationitems:SupportedbytheNationalScienceandTechnolog

6、ySupportProgramofChina(2011BAG02B02)andtheNaturalScienceFoundationofGuangdongProvince(2015A080803001)作者简介:田晟(1969-)，男，博士，副教授，主要从事新能源汽车与动力电池技术研究．E-mail:shitian1@scut．edu．cn108华南理工大学学报(自然科学版)第44卷比减速器和差速器与驱动半轴相连，布置于前机舱，全模块、通讯模块等．图中7个子板模块用来实现对是整车动力驱动部件;动力电池和电池管理系统组电池模组的电压、电流和温度的检测，测量模块实现成动

7、力电池系统，布置于车身底部，是整车能量储存主板对动力线以及低压线的电压测量，继电器模块与供给部件;电机控制器、DC/DC、整车控制器和车则包含对主正及主负继电器、预充电继电器、快充及载充电机(CCS)安装在组合支架上，布置于前机舱．慢充继电器的动作控制，安全模块则实现动力线总电动汽车动力系统结构如图1所示．正和总负端的绝缘检测及高压互锁安全设计，其中主板与子板及绝缘检测、主板与外部通信及快充充直流三相交流单相交流CAN线电机都是通过CAN数据通信交互．驱集成电机动DC/DC控制器电2纯电动汽车上下电及BMS故障控制机蓄电池电池动策略设计管力理电充电机交流控制器充