纯电动车辆应急启动系统设计

唐继光，吴耀燕，昌宇，李鹏飞

（柳州延龙汽车有限公司，广西 柳州 545006）

前言

纯电动车辆是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆，而纯电动车辆启动系统是在车辆钥匙开关由关闭状态转向接通状态时，借助辅助蓄电池电能吸合继电器，从而为车辆控制系统提供12V 或24V 启动电源，使用车辆控制系统启动，接通高压电源，为车辆正常行驶提供动力。

以动力电池总电压72V 的 8 座蓄电池观光车为例。

1 现状

目前市场上除了采用不安全启动方法启动车辆外，大部分蓄电池观光车启动系统均采用辅助蓄电池作为启动电源，通过启动钥匙开关控制车辆启动。车辆正常启动后，通过DCDC 将动力电池能量转化为13.7V 电压为辅助电池补充能量，确保车辆12V 用电设备正常工作，但是，当DCDC 损坏无法为辅助蓄电池补充能量、辅助蓄电池遇到超过使用年限、缺电解液、长期停放不用、停车熄火后过度使用车载电源等情况时，因辅助蓄电池能量不足，继电器无法吸合，就会使车辆无法正常启动，车辆无法正常工作，由此会给客户带来不便，而且需要浪费长时间等待进行售后，对于使用车辆作为经营目的的还会造成经济损失，并且也会影响车辆生产企业质量口碑。

2 总体设计思路

由于车辆在辅助蓄电池电量很少或电压低于9V 时，辅助蓄电池不能提供足够电能来吸合启动继电器时，车辆无法正常启动，此时辅助蓄电池可能处于损坏或过度放电没能及时补充电量的状态，在设计时，要考虑到辅助蓄电池损坏时，需要通过声音报警或仪表提示等方式来提醒车辆使用者，尽早对车辆进行保养维护。因此在设计时要考虑以下因素：

（1）如何向辅助蓄电池提供电能，确保车辆正常启动；

（2）车辆正常启动后，如何保证电源不会中断，做到自锁；

（3）如何将辅助蓄电池亏电现象提醒车辆使用者；

（4）在辅助蓄电池电量低无法启动车辆时，能让使用者简易启用应急系统。

考虑以上因素，结合纯电动车辆的特性，唯有借助动力电池电源，通过临时启动DCDC 系统，将动力电池电源转化为13.7V 给车辆正常启动，在车辆启动后应急启动系统失效时，也能保证车辆正常使用，持续提供13.7V 电源，使用车辆控制系统和制动正常工作，保护车辆功能安全。

3 系统设计

以动力电池总电压72V 的8 座蓄电池观光车为例，车辆按图1 所示，在启动车辆时，闭合点火开关，通过吸合继电器，使DCDC 启动，将动力电池电能转化为电压13.7V 为辅助蓄电池充电，使辅助蓄电池可持续提供电能为保证车辆低压系统设备工作。

当辅助蓄电池电量不足时，即使闭合点火开关，也无法吸合继电器，无法启动DCDC 为辅助蓄电池充电，因此本设计将通过人为干预形式，让在闭合点火开关时，DCDC 可以临时启动为辅助蓄电池补充能量，吸合继电器，形成启动互锁，使车辆启动成功。

3.1 应急启动设计

如图1 所示，方案在启动系统增加应急启动开关，在辅助蓄电池电量不足时，闭合点火开关，按下应急启动开关，此时DCDC 转换器控制线与动力电池电源线连接，DCDC 将动力电池电能转换成13.7V 电压为辅助蓄电池充电，同时也为其它低压用电设备供电，保证了车辆正常启动，且可以正常使用。

图1 应急启动系统

3.2 电路监测及保护设计

在车辆正常使用情况下，当车辆DCDC 损坏时，车辆辅助蓄电池将持续在为其它用电设备供电而得不到能量补充，将会出现蓄电池电压低于9V 车辆自动停止工作，此时车辆制动系统将失效，驱动系统停止动力输出，有可能造成车辆使用者发生安全事故。为防止DCDC 故障失效带来的安全事故，应急启动系统增加了电压监测电路，如图2 所示，系统采用分压原理，将13.7 电压转换成整车控制器识别电压进行监测，当车辆正常情况下，系统分电压为13.7/13*3=3.16V，当DCDC 失效后，蓄电池电压低于12V 时，系统分电压为12/13*3=2.77V，此时整车控制器将监测到蓄电池电压失常。

图2 电压监测电路

3.3 故障报警设计

当整车控制器将监测到蓄电池电压失常时，为了确保车辆安全，此时整车控制器将通过CAN 通信形式向组合仪表发出故障信息，在组合仪表接受到蓄电池故障后，将通过红色故障信号灯形式闪烁报警，通知车辆使用者及时停车检查检修车辆。

4 结束语

本文对车辆增设了应急启动系统，解决了DCDC 失效、辅助蓄电池遇到超过使用年限、缺电解液、长期停放不用、停车熄火后过度使用车载电源等情况时，因辅助蓄电池能量不足，继电器无法吸合，车辆无法正常启动问题，也解决了因DCDC 失效将会导致的制动失效问题，同时也在车辆DCDC 失效时向仪表发出报警，提示车辆使用者及时检修。提升了车辆质量及企业品牌影响力，增强产品市场竞争力。