[发明专利]一种混合动力汽车安全管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆安全管理，特别涉及具有高压系统的混合动力车辆或纯电动车辆安全管理，本发明设计了安全管理系统，实现了对车辆行驶安全管理、高压系统安全管理、冷却装置的安全管理、电池本体的安全管理及车载控制器的安全管理。

背景技术

纯电动汽车或混合动力汽车引入了包含高压电池包、逆变器、电机等组成的高压系统。车辆在行使过程中，由于振动、冲击以及动力电池腐蚀性液体、气体的影响，其高压电部分如动力电池组、电机驱动系统等高压部件非常容易出现问题，威胁车辆或驾乘人员的安全；混合动力车辆具有能量回收功能，在车辆制动过程中，车辆的动能一部分通过刹车片转化为热能，另一部分则通过发电机转化为电能，在回收车辆制动能量的同时，制动安全是第一考虑的因素；电池在大电流充放电过程中，电池温度会升高，当电池温度超过设定的阈值，如果仍然工作，不仅降低了充电效率，而且会造成电池的不可恢复地损坏；混合动力车辆增加了整车控制器、电池管理控制器、电机控制器，如果控制器出现故障，整车的安全将无法预料。

现有的混合动力车辆一般具有高压安全管理系统，实现对高压系统安全接通的管理、高压系统状态的监测及高压故障的处理，能够确保车辆和车上人员的高压安全，高压安全管理系统实现整车的高压电安全，却不能保证整车的动力性安全，例如，当车辆需要电机辅助驱动时，并且同时出现了高压安全故障，这时，高安安全管理系统切断高压系统，也同时切断了车辆的辅助动力，有可能导致车辆的行驶安全；当车辆制动时，如果考虑能量的回收，有可能增加刹车距离，降低了车辆的行驶安全。因此，需要综合考虑多种因素，提高混合动力车辆的安全级别。

发明内容

本发明的主要目的是提高混合动力车辆的安全性能，混合动力车辆安全包括车辆行驶安全、高压系统安全、电机驱动安全、电池本体安全、控制器安全。本发明设计了混合动力车辆安全管理控制器，该控制器通过CAN总线获取整车的各种状态信息，并综合考虑车辆的行驶工况，管理车辆的整车安全。

本发明提供的安全管理包括动态安全管理和静态安全管理，动态安全管理是指车辆行驶过程中，实时监测车辆系统的各种状态信息，根据这些状态，判断和预测车辆的故障；静态安全管理是指车辆停车后，对电池系统、高压系统，动力总成系统的维护，安全管理系统记录静态维护时间，维护项目等信息。

为实现混合动力车辆的整车安全管理，本发明提供的安全管理系统包括车辆安全管理控制器，该控制器通过CAN总线连接到电机控制器、高压电安全控制器、整车控制器以及电池管理控制器，通过实时获取电池系统、高压系统、电机系统、ABS系统、发动机系统、高压电安全系统及车辆行驶的状态，判断或预测安全故障，并执行相应的安全管理。

车辆安全管理系统通过CAN总线获取车辆的状态信息，如果CAN总线出现故障或在规定的时间内，安全管理控制器未收到其它控制器发来的车辆状态信息，并且安全管理控制器未收到电机辅助驱动的消息时，安全管理系统将通过状态线发出屏蔽混合动力功能的命令。所述安全管理控制器检测其它控制器的CAN通讯故障，同时也检测自身的CAN通讯故障，检测其它控制器的CAN通讯故障是通过在设定的时间内，未收到该控制器的CAN消息来实现的；检测自身的CAN通讯故障是通过信号线获取其它控制器发来的判断安全管理控制器CAN通讯是否正常的信息来实现的。

其它控制器也可以检测安全管理控制器的CAN通讯故障，当安全管理系统发生CAN通讯故障，其它控制器通过信号线将安全管理系统的CAN通讯故障报告给安全管理控制器，安全管理控制器执行软件复位操作。

本发明通过以下方式实现对电池系统的安全管理：电池系统安全管理是通过控制电池的充放电实现的，因为不合理的电池充放电是降低电池性能的主要原因。电池充放电的条件是：当电机控制器控制逆变器工作，并且电池管理控制器根据电池荷电状态SOC、电池温度等参数，允许电池工作。如果整车控制器允许电池充放电，但电池管理控制器不允许电池充放电，高压系统将被断开，本发明提供的安全管理系统可以解决这种充放电指令不一致性导致的高压系统非正常的断开问题。