一種新型純電動專用汽車輔驅(qū)控制系統(tǒng)

邵可可， 范祥松

（1.陽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，用于承擔專門運輸任務或?qū)ｍ椬鳂I(yè)以及其他專項用途的汽車，目前市場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，純電動專用汽車已在一部分使用場景和領(lǐng)域逐步替代燃油類專用車。隨著純電動專用車電氣自動化程度更高，實現(xiàn)控制策略也更加復雜，因此一種新型純電動輔驅(qū)控制系統(tǒng)，應運而生。

2 輔驅(qū)控制系統(tǒng)主要組成

純電動專用汽車的能源來自于動力蓄電池，現(xiàn)階段純電動專用車的作業(yè)機構(gòu)一般以電動機為核心裝置進行驅(qū)動（也稱為上裝電機），上裝電機另外配置上裝電機控制器，上裝控制器負責將動力電池輸出的電壓、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），并按照上裝電機工作需要的電壓和電流（交流/直流） 輸出給上裝電機，上裝電機將電能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)的動能通過連接軸進行輸出，連接軸連接外部傳動機構(gòu)進行動力輸送。通過將輔驅(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)動控制的問題；同時與操作人員的實際操作理念協(xié)同來實現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化；電動汽車的輔驅(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，根據(jù)所述使能信號控制液壓電磁閥進行作業(yè)進而控制相應的電機進行工作。純電動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關(guān)的上電信號時，進入通電狀態(tài)。低壓上電電路主要由供電電路、第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路以及第三驅(qū)動電路組成。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關(guān)的閉合信號時，啟動輔驅(qū)控制電路；第一驅(qū)動電路在接收到整車ON擋信號且控制信號為啟動信號時，控制輔驅(qū)電機進入啟動狀態(tài)；第二驅(qū)動電路在接收到整車ON擋信號且控制信號為啟動信號時，控制輔驅(qū)電機進入停止狀態(tài)；第三驅(qū)動電路在接收到整車啟動擋位信號且控制信號為作業(yè)信號時，輔驅(qū)電機進入作業(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充電阻以及預充開關(guān)。高壓上電電路在接收到整車啟動擋位信號時，根據(jù)啟動擋位信號進行預充，預充完畢后進入通電狀態(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，控制輔驅(qū)電機啟動。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，輔驅(qū)控制電路控制輔驅(qū)電機啟動，分別輸出控制信號給第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路以及第三驅(qū)動電路。其中：第一驅(qū)動電路，在接收到整車ON信號且控制信號為啟動信號時，輔驅(qū)電機進入啟動狀態(tài)；第二驅(qū)動電路，在接收到整車ON擋位信號和停止信號，輔驅(qū)電機進入停止狀態(tài)；第三驅(qū)動電路，在接收到整車ON擋位信號和作業(yè)信號時，輔驅(qū)電機進入作業(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

電動汽車整車電源控制策略：車鑰匙插入點火鎖中時，鑰匙位置從初始擋位LOCK擋旋轉(zhuǎn)一格后進入ACC擋，再旋轉(zhuǎn)一格進入ON擋，再旋轉(zhuǎn)一格進入START擋，松開后回到ON擋。當鑰匙第1次旋轉(zhuǎn)到ON擋時，該電動汽車的輔驅(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)電機進入待機狀態(tài)，待高壓上電電路上電完成后，低壓上電電路可以啟動工作。當鑰匙第1次旋轉(zhuǎn)到ON擋時，高壓上電電路與電源接通，并通過預充電阻進行預充，預充完成后預充開關(guān)自動閉合，則該電動汽車的輔驅(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)控制器開關(guān)繼電器連接，該輔驅(qū)控制器開關(guān)繼電器在整車低壓電源總開關(guān)閉合時隨即閉合，以保證高壓上電電路在預充過程中。

通過該控制策略可以有效保證該電動汽車的輔驅(qū)控制系統(tǒng)高壓上電電路提前于主回路預充完成接通，避免出現(xiàn)高壓上電電路延遲于輔驅(qū)控制系統(tǒng)主回路預充完成時才達到接通的情況，防止造成輔驅(qū)控制系統(tǒng)中電路瞬間通過電流過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

本文介紹了一種新型純電動專用汽車輔驅(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)動控制的技術(shù)問題。新型純電動專用汽車輔驅(qū)控制系統(tǒng)為專用裝置提供安全、可靠和節(jié)能的動力輸入，有效降低了純電動專用汽車的運營成本，擴大了新能源汽車發(fā)展的應用領(lǐng)域，具有很好的市場競爭力。