《電動汽車的控制系統及電動汽車》是北汽福田汽車股份有限公司於2015年7月28日申請的專利，該專利的公布號為CN105083047A，申請號為2015104509778，授權公布日為2015年11月25日，發明人是賀林、陳小江、杜京傑、陳川、李志華。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》提出一種電動汽車的控制系統及電動汽車，該控制系統包括：動力電池；主繼電器，主繼電器設定在動力電池和高壓母線之間；電池管理系統，電池管理系統與主繼電器的控制端相連，電池管理系統處於正常狀態時用於控制主繼電器的開啟和閉合；控制開關，控制開關的一端與主繼電器的控制端相連，控制開關的另一端接常電；整車控制器，整車控制器與控制開關的控制端相連，用於在電池管理系統發生故障時，通過控制開關控制主繼電器的開啟和閉合。該發明實施例的主繼電器可以由電池管理系統和整車控制器進行控制，不但保證了電池管系統功能的完整性，又可以在電池管理系統出現故障時通過整車控制器完成高壓上電，保證車輛可以繼續行駛。
2018年12月20日，《電動汽車的控制系統及電動汽車》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《電動汽車的控制系統及電動汽車》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：電動汽車的控制系統及電動汽車
- 公告號：CN105083047A
- 授權日：2015年11月25日
- 申請號：2015104509778
- 申請日：2015年7月28日
- 申請人：北汽福田汽車股份有限公司
- 地址：北京市昌平區沙河鎮沙陽路
- 發明人：賀林、陳小江、杜京傑、陳川、李志華
- Int.Cl.：B60L11/18(2006.01)I; B60L3/00(2006.01)I
- 代理機構：北京清亦華智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 代理人：張大威
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2015年7月28日，動力電池系統中的主繼電器通常僅由電池管理系統BMS直接控制，還有一些少數方案中，僅由整車控制器VMS直接控制。僅由BMS直接控制的主繼電器的方案中，當BMS損壞時，整車將不能上高壓，導致車輛無法行駛。如果僅由VMS直接控制主繼電器的方案，導致BMS不能完全控制動力電池系統，動力電池系統並非一個完整的系統。
發明內容
專利目的
《電動汽車的控制系統及電動汽車》旨在至少解決上述技術問題之一。
技術方案
《電動汽車的控制系統及電動汽車》的一個目的在於提出一種電動汽車的控制系統。該控制系統中的主繼電器可以由電池管理系統和整車控制器進行控制，不但保證了電池管系統功能的完整性，又可以在電池管理系統出現故障時通過整車控制器完成高壓上電，保證車輛可以繼續行駛。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》的另一個目的在於提出一種電動汽車。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》的再一個目的在於提出一種電動汽車的控制系統。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》的第四個目的在於提出一種電動汽車。
技術方案
《電動汽車的控制系統及電動汽車》的第一方面的實施例公開了一種電動汽車的控制系統，包括：動力電池；主繼電器，所述主繼電器設定在所述動力電池和高壓母線之間；電池管理系統，所述電池管理系統與所述主繼電器的控制端相連，所述電池管理系統處於正常狀態時用於控制所述主繼電器的開啟和閉合；控制開關，所述控制開關的一端與所述主繼電器的控制端相連，所述控制開關的另一端接常電；以及整車控制器，所述整車控制器與所述控制開關的控制端相連，用於在所述電池管理系統發生故障時，通過所述控制開關控制所述主繼電器的開啟和閉合。
根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》實施例的電動汽車的控制系統，電池管理系統和整車控制器均可以控制主繼電器的開啟和閉合，通常情況下在電池管理系統沒有發生故障時，電池管理系統根據實際需求控制主繼電器的開啟和閉合，例如：當車輛需要上高壓電時，電池管理系統控制主繼電器閉合，反之，控制主繼電器閉合，即斷開主繼電器。當電池管理系統發生故障而不能正常地對主繼電器進行控制的情況下，整車控制器可以臨時地對主繼電器進行控制，例如：當電池管理系統發生故障不能控制主繼電器閉合，而車輛此時需要上高壓電而完成跛行模式時，整車控制器可以向控制開關傳送控制信號，使控制開閉合合，由於控制開關的一端接入常電，而另一端與主繼電器的控制端相連，從而控制開關便可以控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而可以採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
另外，根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》上述實施例的電動汽車的控制系統還可以具有如下附加的技術特徵：
在一些示例中，所述主繼電器包括：正極繼電器、負極繼電器和預充繼電器。
在一些示例中，所述控制開關包括正極繼電器控制開關、負極繼電器控制開關和預充繼電器控制開關，所述正極繼電器控制開關的一端與所述正極繼電器的控制端相連且另一端接常電，所述負極繼電器控制開關的一端與所述負極繼電器的控制端相連且另一端接常電，所述預充繼電器控制開關的一端與所述預充繼電器的控制端相連且另一端接常電，所述正極繼電器控制開關、負極繼電器控制開關和預充繼電器控制開關由所述整車控制器控制。
在一些示例中，所述整車控制器用於在所述電動汽車需要上高壓電而所述電池管理系統發生故障不能控制所述主繼電器閉合時，通過所述控制開關控制所述主繼電器閉合以完成所述電動汽車上高壓電，使所述電動汽車進入跛行模式行駛。
在一些示例中，所述控制開關為繼電器。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》第二方面的實施例公開了一種電動汽車，包括：上述第一方面的實施例所述的電動汽車的控制系統，該電動汽車在正常情況下，電池管理系統可以控制主繼電器的通斷，保證電池管理系統功能的完整性，當電池管理系統發生故障時，整車控制器可以通過控制開關控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而能夠採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》第三方面的實施例公開了一種電動汽車的控制系統，包括：動力電池；主繼電器，所述主繼電器設定在所述動力電池和高壓母線之間；電池管理系統，所述電池管理系統包括開關控制接口，所述開關控制接口與所述主繼電器的控制端相連，所述電池管理系統處於正常狀態時通過所述開關控制接口控制所述主繼電器的開啟和閉合；整車控制器，所述整車控制器與所述電池管理系統的開關控制接口相連，用於在所述電池管理系統發生故障時，向所述開關控制接口傳送控制信號，所述開關控制接口根據所述開關控制信號控制所述主繼電器的開啟和閉合。
根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》實施例的電動汽車的控制系統，正常情況下，電池管理系統可以控制主繼電器的通斷，保證電池管理系統功能的完整性，當電池管理系統發生故障時，整車控制器可以通過開關控制接口控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而能夠採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
另外，根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》上述實施例的電動汽車的控制系統還可以具有如下附加的技術特徵：
在一些示例中，所述主繼電器包括：正極繼電器、負極繼電器和預充繼電器。
在一些示例中，所述開關控制接口包括正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口，所述整車控制器分別通過三個連線埠對應地與所述正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口相連。
在一些示例中，所述整車控制器用於在所述電動汽車需要上高壓電而所述電池管理系統發生故障不能控制所述主繼電器閉合時，通過所述開關控制接口控制所述主繼電器閉合以完成所述電動汽車上高壓電，使所述電動汽車進入跛行模式行駛。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》第四方面的實施例公開了一種電動汽車，包括：如上述第三方面的實施例所述的電動汽車的控制系統，該電動汽車在正常情況下，電池管理系統可以控制主繼電器的通斷，保證電池管理系統功能的完整性，當電池管理系統發生故障時，整車控制器可以通過開關控制接口控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而可以採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
《電動汽車的控制系統及電動汽車》的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過《電動汽車的控制系統及電動汽車》的實踐了解到。
附圖說明
圖1是根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》一個實施例的電動汽車的控制系統的結構框圖；
圖2是根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》一個實施例的電動汽車的控制系統的示意圖；
圖3是根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》另一個實施例的電動汽車的控制系統的示意圖。
技術領域
《電動汽車的控制系統及電動汽車》涉及汽車技術領域，特別涉及一種電動汽車的控制系統及電動汽車。
權利要求
1.一種電動汽車的控制系統，其特徵在於，包括：動力電池；主繼電器，所述主繼電器設定在所述動力電池和高壓母線之間，所述主繼電器包括正極繼電器、負極繼電器和預充繼電器；電池管理系統，所述電池管理系統與所述主繼電器的控制端相連，所述電池管理系統處於正常狀態時用於控制所述主繼電器的開啟和閉合；控制開關，所述控制開關的一端與所述主繼電器的控制端相連，所述控制開關的另一端接常電，其中，所述控制開關包括正極繼電器控制開關、負極繼電器控制開關和預充繼電器控制開關，所述正極繼電器控制開關的一端與所述正極繼電器的控制端相連且另一端接常電，所述負極繼電器控制開關的一端與所述負極繼電器的控制端相連且另一端接常電，所述預充繼電器控制開關的一端與所述預充繼電器的控制端相連且另一端接常電；以及整車控制器，所述整車控制器與所述控制開關的控制端相連，用於在所述電池管理系統發生故障時，通過所述控制開關控制所述主繼電器的開啟和閉合，其中，所述正極繼電器控制開關、負極繼電器控制開關和預充繼電器控制開關由所述整車控制器控制。
2.根據權利要求1所述的電動汽車的控制系統，其特徵在於，所述整車控制器用於在所述電動汽車需要上高壓電而所述電池管理系統發生故障不能控制所述主繼電器閉合時，通過所述控制開關控制所述主繼電器閉合以完成所述電動汽車上高壓電，使所述電動汽車進入跛行模式行駛。
3.一種電動汽車，其特徵在於，包括：根據權利要求1或2所述的電動汽車的控制系統。
4.一種電動汽車的控制系統，其特徵在於，包括：動力電池；主繼電器，所述主繼電器設定在所述動力電池和高壓母線之間，所述主繼電器包括正極繼電器、負極繼電器和預充繼電器；電池管理系統，所述電池管理系統包括開關控制接口，所述開關控制接口與所述主繼電器的控制端相連，所述電池管理系統處於正常狀態時通過所述開關控制接口控制所述主繼電器的開啟和閉合，其中，所述開關控制接口包括正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口；整車控制器，所述整車控制器與所述電池管理系統的開關控制接口相連，用於在所述電池管理系統發生故障時，向所述開關控制接口傳送控制信號，所述開關控制接口根據所述開關控制信號控制所述主繼電器的開啟和閉合，其中，所述整車控制器分別通過三個連線埠對應地與所述正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口相連。
5.根據權利要求4所述的電動汽車的控制系統，其特徵在於，所述整車控制器用於在所述電動汽車需要上高壓電而所述電池管理系統發生故障不能控制所述主繼電器閉合時，通過所述開關控制接口控制所述主繼電器閉合以完成所述電動汽車上高壓電，使所述電動汽車進入跛行模式行駛。
6.一種電動汽車，其特徵在於，包括：根據權利要求4-5任一項所述的電動汽車的控制系統。
實施方式
圖1是根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》一個實施例的電動汽車的控制系統的結構框圖。如圖1所示，根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》一個實施例的電動汽車的控制系統100，包括：動力電池110、主繼電器120、電池管理系統BMS（Battery Management System）、控制開關130和整車控制器VMS（Vehicle Management System）。
其中，主繼電器120設定在動力電池110和高壓母線M之間。電池管理系統BMS與主繼電器120的控制端相連，電池管理系統BMS處於正常狀態時用於控制主繼電器120的開啟和閉合。控制開關130的一端與主繼電器120的控制端相連，控制開關130的另一端接常電（如直流+5V電源）。整車控制器VMS與控制開關130的控制端相連，用於在電池管理系統BMS發生故障時，通過控制開關130控制主繼電器120的開啟和閉合。
也就是說，電池管理系統BMS和整車控制器VMS均可以控制主繼電器120的開啟和閉合，通常情況下在電池管理系統BMS沒有發生故障時，電池管理系統BMS根據實際需求控制主繼電器120的開啟和閉合，例如：當車輛需要上高壓電時，電池管理系統BMS控制主繼電器120閉合，反之，控制主繼電器120閉合，即斷開主繼電器120。
當電池管理系統BMS發生故障而不能正常地對主繼電器120進行控制的情況下，整車控制器VMS可以臨時地對主繼電器120進行控制，例如：當電池管理系統BMS發生故障不能控制主繼電器120閉合，而車輛此時需要上高壓電而完成跛行模式時，整車控制器VMS可以向控制開關130傳送控制信號，使控制開關130閉合，由於控制開關130的一端接入常電，而另一端與主繼電器120的控制端相連，從而控制開關130便可以控制主繼電器120閉合，完成車輛上高壓電而可以採用跛行模式行駛。
作為一個具體的示例，如圖2所示，主繼電器包括：正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3。進一步地，控制開關130包括正極繼電器控制開關ZJ6、負極繼電器控制開關ZJ8和預充繼電器控制開關ZJ7，正極繼電器控制開關ZJ6的一端與正極繼電器ZJ1的控制端相連且另一端接常電，負極繼電器控制開關ZJ8的一端與負極繼電器ZJ2的控制端相連且另一端接常電，預充繼電器控制開關ZJ7的一端與預充繼電器ZJ3的控制端相連且另一端接常電，正極繼電器控制開關ZJ6、負極繼電器控制開關ZJ8和預充繼電器控制開關ZJ7由整車控制器VMS控制。
結合圖2所示，作為一個具體的例子，整車控制器VMS用於在電動汽車需要上高壓電而電池管理系統BMS發生故障不能控制主繼電器閉合時，通過控制開關130控制主繼電器120閉合以完成電動汽車上高壓電，使電動汽車進入跛行模式行駛。具體而言，當電池管理系統BMS發生故障而不能正常地對正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3進行控制的情況下，整車控制器VMS可以臨時地對正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3進行控制，例如：當電池管理系統BMS發生故障不能控制正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3閉合，而車輛此時需要上高壓電而完成跛行模式時，整車控制器VMS可以根據實際需求分別向正極繼電器控制開關ZJ6、負極繼電器控制開關ZJ8和預充繼電器控制開關ZJ7傳送控制信號，使正極繼電器控制開關ZJ6、負極繼電器控制開關ZJ8和預充繼電器控制開關ZJ7按照實際需求閉合，由於正極繼電器控制開關ZJ6、負極繼電器控制開關ZJ8和預充繼電器控制開關ZJ7的一端接入常電，而另一端分別對應地與正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3的控制端相連，從而便可以分別控制正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3閉合，完成車輛上高壓電而可以採用跛行模式行駛至車輛維修場所。
再次結合圖2所示，控制開關（即正極繼電器控制開關ZJ6、負極繼電器控制開關ZJ8和預充繼電器控制開關ZJ7）均為繼電器，具有成本低且控制簡單的優點。
根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》實施例的電動汽車的控制系統，電池管理系統和整車控制器均可以控制主繼電器的開啟和閉合，通常情況下在電池管理系統沒有發生故障時，電池管理系統根據實際需求控制主繼電器的開啟和閉合，例如：當車輛需要上高壓電時，電池管理系統控制主繼電器閉合，反之，控制主繼電器閉合，即斷開主繼電器。當電池管理系統發生故障而不能正常地對主繼電器進行控制的情況下，整車控制器可以臨時地對主繼電器進行控制，例如：當電池管理系統發生故障不能控制主繼電器閉合，而車輛此時需要上高壓電而完成跛行模式時，整車控制器可以向控制開關傳送控制信號，使控制開關閉合，由於控制開關的一端接入常電，而另一端與主繼電器的控制端相連，從而控制開關便可以控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而可以採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
進一步地，《電動汽車的控制系統及電動汽車》提供可一種電動汽車，包括上述任意一個實施例所述的電動汽車的控制系統，該電動汽車在正常情況下，電池管理系統可以控制主繼電器的通斷，保證電池管理系統功能的完整性，當電池管理系統發生故障時，整車控制器可以通過控制開關控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而能夠採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
需要說明的是，《電動汽車的控制系統及電動汽車》實施例的電動汽車的其它構成以及作用對於本領域的普通技術人員而言都是已知的，為了減少冗餘，此處不做贅述。
如圖3所示，在《電動汽車的控制系統及電動汽車》的其它示例中，電動汽車的控制系統中可以不通過控制開關130也能夠實現整車控制器VMS和電池管理系統BMS對主繼電器120的控制，例如：電動汽車的控制系統不但包括上述實施例中的動力電池110、主繼電器120、電池管理系統BMS和整車控制器VMS，以上述實施例的區別為，對於電池管理系統BMS而言，電池管理系統包括開關控制接口I。
其中，主繼電器120設定在動力電池110和高壓母線M之間。電池管理系統BMS包括開關控制接口I，開關控制接口I與主繼電器120的控制端相連，電池管理系統BMS處於正常狀態時通過開關控制接口I控制主繼電器120的開啟和閉合。整車控制器VMS與電池管理系統BMS的開關控制接口I相連，用於在電池管理系統BMS發生故障時，向開關控制接口I傳送控制信號，開關控制接口I根據開關控制信號控制主繼電器120的開啟和閉合。其中，開關控制接口I是一個用於向主繼電器120傳送開關控制信號的模組，該模組可以不但可以由電池管理系統BMS控制，還可以由整車控制器VMS進行控制，從而實現電池管理系統BMS和整車控制器VMS均能夠通過該模組對主繼電器120的控制。
結合圖3所示，主繼電器同樣包括和圖2一樣的正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3。進一步地，開關控制接口I包括正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口（正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口在圖3中並沒有單獨示出），整車控制器VMS分別通過三個連線埠對應地與正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3。
例如：整車控制器VMS用於在電動汽車需要上高壓電而電池管理系統BMS發生故障不能控制主繼電器120閉合時，通過開關控制接口I控制主繼電器120閉合以完成電動汽車上高壓電，使電動汽車進入跛行模式行駛。具體而言，當電池管理系統BMS發生故障不能控制正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3閉合，而車輛此時需要上高壓電而完成跛行模式時，整車控制器VMS可以根據實際需求分別向開關控制接口I的正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口傳送控制信號，使正極繼電器控制接口、負極繼電器控制接口和預充繼電器控制接口按照實際需求分別獨立地控制正極繼電器ZJ1、負極繼電器ZJ2和預充繼電器ZJ3的開啟和閉合，從而可以完成車輛上高壓電，可以採用跛行模式行駛至車輛維修場所。
根據《電動汽車的控制系統及電動汽車》實施例的電動汽車的控制系統，正常情況下，電池管理系統可以控制主繼電器的通斷，保證電池管理系統功能的完整性，當電池管理系統發生故障時，整車控制器可以通過開關控制接口直接控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而可以採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
進一步地，《電動汽車的控制系統及電動汽車》提供可一種電動汽車，包括上述任意一個實施例所述的電動汽車的控制系統，該電動汽車在正常情況下，電池管理系統可以控制主繼電器的通斷，保證電池管理系統功能的完整性，當電池管理系統發生故障時，整車控制器可以通過控制開關控制主繼電器閉合，完成車輛上高壓電而能夠採用跛行模式行駛，從而可以方便地抵達車輛維修場所。
榮譽表彰
2018年12月20日，《電動汽車的控制系統及電動汽車》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
