一種新型純電動(dòng)專用汽車輔驅(qū)控制系統(tǒng)

邵可可， 范祥松

（1.陽(yáng)光電源股份有限公司， 安徽 合肥 231200；2.安徽江淮專用汽車有限公司， 安徽 合肥 230051）

1 前言

專用汽車是一種配置有專用設(shè)備，具備專用功能，用于承擔(dān)專門(mén)運(yùn)輸任務(wù)或?qū)ｍ?xiàng)作業(yè)以及其他專項(xiàng)用途的汽車，目前市場(chǎng)上主要以燃油類專用車為主，但是隨著新能源汽車的快速發(fā)展，新能源技術(shù)的持續(xù)提升，純電動(dòng)專用汽車已在一部分使用場(chǎng)景和領(lǐng)域逐步替代燃油類專用車。隨著純電動(dòng)專用車電氣自動(dòng)化程度更高，實(shí)現(xiàn)控制策略也更加復(fù)雜，因此一種新型純電動(dòng)輔驅(qū)控制系統(tǒng)，應(yīng)運(yùn)而生。

2 輔驅(qū)控制系統(tǒng)主要組成

純電動(dòng)專用汽車的能源來(lái)自于動(dòng)力蓄電池，現(xiàn)階段純電動(dòng)專用車的作業(yè)機(jī)構(gòu)一般以電動(dòng)機(jī)為核心裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)（也稱為上裝電機(jī)），上裝電機(jī)另外配置上裝電機(jī)控制器，上裝控制器負(fù)責(zé)將動(dòng)力電池輸出的電壓、電流經(jīng)高壓配電盒轉(zhuǎn)換分配（直流轉(zhuǎn)直流、直流轉(zhuǎn)交流），并按照上裝電機(jī)工作需要的電壓和電流（交流/直流） 輸出給上裝電機(jī)，上裝電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能通過(guò)連接軸進(jìn)行輸出，連接軸連接外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力輸送。通過(guò)將輔驅(qū)控制系統(tǒng)的高低壓上電邏輯與整車的控制邏輯進(jìn)行匹配整合，從而解決了現(xiàn)有輔驅(qū)控制系統(tǒng)低壓線路和高壓線路與整車聯(lián)動(dòng)控制的問(wèn)題；同時(shí)與操作人員的實(shí)際操作理念協(xié)同來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化；電動(dòng)汽車的輔驅(qū)控制系統(tǒng)還包括液壓電路，液壓電路分別與輔驅(qū)控制電路和輔驅(qū)電機(jī)連接，液壓電路還用于接收所述輔驅(qū)控制電路的使能信號(hào)，根據(jù)所述使能信號(hào)控制液壓電磁閥進(jìn)行作業(yè)進(jìn)而控制相應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行工作。純電動(dòng)專用汽車輔助控制系統(tǒng)主要包括：低壓上電電路、高壓上電電路、輔驅(qū)控制電路、輔驅(qū)電機(jī)和通信系統(tǒng)等組成部分。

輔驅(qū)控制系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 輔助控制系統(tǒng)框架圖

2.1 低壓上電電路

低壓上電電路控制系統(tǒng)在接收到整車低壓電源總開(kāi)關(guān)的上電信號(hào)時(shí)，進(jìn)入通電狀態(tài)。低壓上電電路主要由供電電路、第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路以及第三驅(qū)動(dòng)電路組成。其中供電電路用于低壓上電電路控制系統(tǒng)在接收到整車低壓電源總開(kāi)關(guān)的閉合信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)輔驅(qū)控制電路；第一驅(qū)動(dòng)電路在接收到整車ON擋信號(hào)且控制信號(hào)為啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)；第二驅(qū)動(dòng)電路在接收到整車ON擋信號(hào)且控制信號(hào)為啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)；第三驅(qū)動(dòng)電路在接收到整車啟動(dòng)擋位信號(hào)且控制信號(hào)為作業(yè)信號(hào)時(shí)，輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入作業(yè)狀態(tài)。低壓上電電路原理圖如圖2所示。

圖2 低壓上電電路原理圖

2.2 高壓上電電路

高壓上電電路主要包括預(yù)充電阻以及預(yù)充開(kāi)關(guān)。高壓上電電路在接收到整車啟動(dòng)擋位信號(hào)時(shí)，根據(jù)啟動(dòng)擋位信號(hào)進(jìn)行預(yù)充，預(yù)充完畢后進(jìn)入通電狀態(tài)。輔驅(qū)控制電路在低壓上電電路和高壓上電電路均處于通電狀態(tài)時(shí)，控制輔驅(qū)電機(jī)啟動(dòng)。高壓上電電路原理圖如圖3所示。

圖3 高壓上電電路原理圖

2.3 輔驅(qū)控制電路

在低壓上電電路和高壓上電電路均處于通電狀態(tài)時(shí)，輔驅(qū)控制電路控制輔驅(qū)電機(jī)啟動(dòng)，分別輸出控制信號(hào)給第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路以及第三驅(qū)動(dòng)電路。其中：第一驅(qū)動(dòng)電路，在接收到整車ON信號(hào)且控制信號(hào)為啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)；第二驅(qū)動(dòng)電路，在接收到整車ON擋位信號(hào)和停止信號(hào)，輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)；第三驅(qū)動(dòng)電路，在接收到整車ON擋位信號(hào)和作業(yè)信號(hào)時(shí)，輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入作業(yè)狀態(tài)。輔驅(qū)控制電路工作流程圖如圖4所示。

圖4 輔驅(qū)控制電路工作流程圖

3 輔驅(qū)控制系統(tǒng)原理

電動(dòng)汽車整車電源控制策略：車鑰匙插入點(diǎn)火鎖中時(shí)，鑰匙位置從初始擋位LOCK擋旋轉(zhuǎn)一格后進(jìn)入ACC擋，再旋轉(zhuǎn)一格進(jìn)入ON擋，再旋轉(zhuǎn)一格進(jìn)入START擋，松開(kāi)后回到ON擋。當(dāng)鑰匙第1次旋轉(zhuǎn)到ON擋時(shí)，該電動(dòng)汽車的輔驅(qū)控制系統(tǒng)中由ON擋電控制的低壓上電電路接通，輔驅(qū)電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，待高壓上電電路上電完成后，低壓上電電路可以啟動(dòng)工作。當(dāng)鑰匙第1次旋轉(zhuǎn)到ON擋時(shí)，高壓上電電路與電源接通，并通過(guò)預(yù)充電阻進(jìn)行預(yù)充，預(yù)充完成后預(yù)充開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，則該電動(dòng)汽車的輔驅(qū)控制系統(tǒng)高壓上電電路通電工作。高壓上電電路與輔驅(qū)控制器開(kāi)關(guān)繼電器連接，該輔驅(qū)控制器開(kāi)關(guān)繼電器在整車低壓電源總開(kāi)關(guān)閉合時(shí)隨即閉合，以保證高壓上電電路在預(yù)充過(guò)程中。

通過(guò)該控制策略可以有效保證該電動(dòng)汽車的輔驅(qū)控制系統(tǒng)高壓上電電路提前于主回路預(yù)充完成接通，避免出現(xiàn)高壓上電電路延遲于輔驅(qū)控制系統(tǒng)主回路預(yù)充完成時(shí)才達(dá)到接通的情況，防止造成輔驅(qū)控制系統(tǒng)中電路瞬間通過(guò)電流過(guò)大損毀回路中的電氣元器件。輔驅(qū)控制系統(tǒng)原理圖如圖5所示。

圖5 輔驅(qū)控制系統(tǒng)原理圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種新型純電動(dòng)專用汽車輔驅(qū)控制系統(tǒng)，采用輔驅(qū)控制系統(tǒng)的高低壓上電邏輯與整車的上電邏輯整合策略，將系統(tǒng)上電操作與人員操作協(xié)同控制，保證了系統(tǒng)上電過(guò)程的使用安全，有效解決了現(xiàn)有輔驅(qū)控制系統(tǒng)缺乏低壓線路和高壓線路與整車聯(lián)動(dòng)控制的技術(shù)問(wèn)題。新型純電動(dòng)專用汽車輔驅(qū)控制系統(tǒng)為專用裝置提供安全、可靠和節(jié)能的動(dòng)力輸入，有效降低了純電動(dòng)專用汽車的運(yùn)營(yíng)成本，擴(kuò)大了新能源汽車發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域，具有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。