一种新型纯电动专用汽车辅驱控制系统

邵可可， 范祥松

（1.阳光电源股份有限公司， 安徽 合肥 231200；2.安徽江淮专用汽车有限公司， 安徽 合肥 230051）

1 前言

专用汽车是一种配置有专用设备，具备专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业以及其他专项用途的汽车，目前市场上主要以燃油类专用车为主，但是随着新能源汽车的快速发展，新能源技术的持续提升，纯电动专用汽车已在一部分使用场景和领域逐步替代燃油类专用车。随着纯电动专用车电气自动化程度更高，实现控制策略也更加复杂，因此一种新型纯电动辅驱控制系统，应运而生。

2 辅驱控制系统主要组成

纯电动专用汽车的能源来自于动力蓄电池，现阶段纯电动专用车的作业机构一般以电动机为核心装置进行驱动（也称为上装电机），上装电机另外配置上装电机控制器，上装控制器负责将动力电池输出的电压、电流经高压配电盒转换分配（直流转直流、直流转交流），并按照上装电机工作需要的电压和电流（交流/直流） 输出给上装电机，上装电机将电能转化成旋转的动能通过连接轴进行输出，连接轴连接外部传动机构进行动力输送。通过将辅驱控制系统的高低压上电逻辑与整车的控制逻辑进行匹配整合，从而解决了现有辅驱控制系统低压线路和高压线路与整车联动控制的问题；同时与操作人员的实际操作理念协同来实现控制系统的智能化；电动汽车的辅驱控制系统还包括液压电路，液压电路分别与辅驱控制电路和辅驱电机连接，液压电路还用于接收所述辅驱控制电路的使能信号，根据所述使能信号控制液压电磁阀进行作业进而控制相应的电机进行工作。纯电动专用汽车辅助控制系统主要包括：低压上电电路、高压上电电路、辅驱控制电路、辅驱电机和通信系统等组成部分。

辅驱控制系统框架如图1所示。

图1 辅助控制系统框架图

2.1 低压上电电路

低压上电电路控制系统在接收到整车低压电源总开关的上电信号时，进入通电状态。低压上电电路主要由供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路以及第三驱动电路组成。其中供电电路用于低压上电电路控制系统在接收到整车低压电源总开关的闭合信号时，启动辅驱控制电路；第一驱动电路在接收到整车ON挡信号且控制信号为启动信号时，控制辅驱电机进入启动状态；第二驱动电路在接收到整车ON挡信号且控制信号为启动信号时，控制辅驱电机进入停止状态；第三驱动电路在接收到整车启动挡位信号且控制信号为作业信号时，辅驱电机进入作业状态。低压上电电路原理图如图2所示。

图2 低压上电电路原理图

2.2 高压上电电路

高压上电电路主要包括预充电阻以及预充开关。高压上电电路在接收到整车启动挡位信号时，根据启动挡位信号进行预充，预充完毕后进入通电状态。辅驱控制电路在低压上电电路和高压上电电路均处于通电状态时，控制辅驱电机启动。高压上电电路原理图如图3所示。

图3 高压上电电路原理图

2.3 辅驱控制电路

在低压上电电路和高压上电电路均处于通电状态时，辅驱控制电路控制辅驱电机启动，分别输出控制信号给第一驱动电路、第二驱动电路以及第三驱动电路。其中：第一驱动电路，在接收到整车ON信号且控制信号为启动信号时，辅驱电机进入启动状态；第二驱动电路，在接收到整车ON挡位信号和停止信号，辅驱电机进入停止状态；第三驱动电路，在接收到整车ON挡位信号和作业信号时，辅驱电机进入作业状态。辅驱控制电路工作流程图如图4所示。

图4 辅驱控制电路工作流程图

3 辅驱控制系统原理

电动汽车整车电源控制策略：车钥匙插入点火锁中时，钥匙位置从初始挡位LOCK挡旋转一格后进入ACC挡，再旋转一格进入ON挡，再旋转一格进入START挡，松开后回到ON挡。当钥匙第1次旋转到ON挡时，该电动汽车的辅驱控制系统中由ON挡电控制的低压上电电路接通，辅驱电机进入待机状态，待高压上电电路上电完成后，低压上电电路可以启动工作。当钥匙第1次旋转到ON挡时，高压上电电路与电源接通，并通过预充电阻进行预充，预充完成后预充开关自动闭合，则该电动汽车的辅驱控制系统高压上电电路通电工作。高压上电电路与辅驱控制器开关继电器连接，该辅驱控制器开关继电器在整车低压电源总开关闭合时随即闭合，以保证高压上电电路在预充过程中。

通过该控制策略可以有效保证该电动汽车的辅驱控制系统高压上电电路提前于主回路预充完成接通，避免出现高压上电电路延迟于辅驱控制系统主回路预充完成时才达到接通的情况，防止造成辅驱控制系统中电路瞬间通过电流过大损毁回路中的电气元器件。辅驱控制系统原理图如图5所示。

图5 辅驱控制系统原理图

4 结语

本文介绍了一种新型纯电动专用汽车辅驱控制系统，采用辅驱控制系统的高低压上电逻辑与整车的上电逻辑整合策略，将系统上电操作与人员操作协同控制，保证了系统上电过程的使用安全，有效解决了现有辅驱控制系统缺乏低压线路和高压线路与整车联动控制的技术问题。新型纯电动专用汽车辅驱控制系统为专用装置提供安全、可靠和节能的动力输入，有效降低了纯电动专用汽车的运营成本，扩大了新能源汽车发展的应用领域，具有很好的市场竞争力。