[发明专利]电动车辆的电力控制系统及其放电与充电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力控制系统，特别涉及一种由电子控制单元掌控电力传导的电动车辆元件，以完成电池充电或放电行为的电力控制系统。

背景技术

请参阅图1所示现有技术电动车辆的电力控制系统方块示意图。现有技术中，电池模块(Battery Module)10直接连接开关模块(Key switch module)20，开关模块20再电连接电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)30、用以接收大电流的继电器(Relay)40与进行电压调变的电力转换器(如DC/DC Power Converter)50。二次侧模块(Second Side Module)60则电连接至电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)30、继电器40与马达(Motor)70，电力转换器50则电连接各装载元件(Load Unit)80，如车灯(Lamp)、车辆仪表(Meter)等。

当开关模块20为通路(Key on)时，电池模块10会与电子控制单元30、继电器40与电力转换器50形成电性通路，以供电予此等元件。电子控制单元30会先令二次侧模块60进行预充电(Pre-Charging)，以在二次侧模块60的内建电容具足够的电压后，才令二次侧模块60供电与马达，以令其转动。电力转换器50则是转换电池模块10的供电，以形成各装载元件80可使用的电力，再供电予各装载元件80。

如此架构在放电作业时，电子控制单元30、继电器40、电力转换器50…等各车辆元件皆需于开关模块20为通路(Key on)时才能受电并开始初始化作业，从初始化作业至各车辆元件处于预备工作状态(Stand By)，甚至于可正常运作的状态，整体需求时间相当的长。若于设计上刻意性的降低各元件的预备工作的需求时间，很可能会使各元件之间的协调性大幅下降，元件运作异常(如电子控制单元无法判断车辆元件是否正常运作，造成当机或启用错误的元件驱动方式)、寿命缩减，甚至于系统损毁的情形产生。

如此架构在充电作业时，整个系统必须处于开关模块20为通路(Keyon)状态，因此车辆的电子元件多会处于受电状态，并消耗系统补充的电力，使得电池模块10的充电效能大为降低。而且，系统一边充电又一边耗电，将使得系统的电力平衡相当不稳定，进而耗损车辆零件的寿命。

因此，如何提供一种具有高稳定性来进行充电与放电作业的电力控制系统，为厂商应思虑的问题。

发明内容

本发明欲解决的问题是提供一种电子控制单元依据电力提供来源，以掌控车辆的电子元件的运作模式，以执行充电或放电行为的电力控制系统及电力控制方法。

为解决上述系统问题，本发明揭示一种电动车辆的电力控制系统，其包括马达，电池模块，电力转换器，继电器，二次侧模块连接继电器与马达，电子控制单元用以控制电力转换器、继电器与二次侧模块，二次侧模块与预充电单元通过电子控制单元与电池模块电连接，且二次侧模块与预充电单元电连接，及连接于电池模块与电子控制单元之间的开关模块。

其中，电力转换器与继电器的取电端连接于开关模块与电池模块之间的线路。当开关模块为通路时，电子控制单元取得电池模块提供的电力而启动，以驱动电力转换器，并利用预充电单元对二次侧模块的电容单元进行预充电，并于电容单元具有特定电压时，驱动二次侧模块与继电器以令电池模块与马达之间形成电连接，马达即取得电池模块提供的运作电力而开始运转。

本发明揭露的电动车辆的电力控制系统，还包括电连接电子控制单元与继电器的充电模块。当开关模块为断路且充电模块提供电力时，充电模块供电予电子控制单元与继电器，电子控制单元受电以驱动继电器，继电器转换充电模块的供电以对电池模块进行充电。

为解决上述放电问题，本发明揭示一种电动车辆的放电控制方法，由电子控制单元在电动车辆的开关模块为通路时，控制电池模块的放电行为。方法包括由电子控制单元受电池模块的供电以驱动电力转换器，并利用预充电单元对二次侧模块的电容单元进行预充电；以及当电容单元具有特定电压时，由电子控制单元驱动配置于电池模块与马达之间的二次侧模块与继电器，以令电池模块与马达之间形成电连接，使马达取得电池模块提供的运作电力。

为解决上述充电问题，本发明揭露一种电动车辆的充电控制方法，由电子控制单元在电动车辆的开关模块为断路时，控制充电模块对电池模块的充电行为。方法包括：由充电模块接收电力以供电予电子控制单元与连接电池模块的继电器；由电子控制单元受电以驱动继电器；以及，由继电器转换充电模块的供电以对电池模块进行充电。