純電動(dòng)車輛應(yīng)急啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

唐繼光，吳耀燕，昌宇，李鵬飛

（柳州延龍汽車有限公司，廣西 柳州 545006）

前言

純電動(dòng)車輛是以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛，而純電動(dòng)車輛啟動(dòng)系統(tǒng)是在車輛鑰匙開關(guān)由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)向接通狀態(tài)時(shí)，借助輔助蓄電池電能吸合繼電器，從而為車輛控制系統(tǒng)提供12V 或24V 啟動(dòng)電源，使用車輛控制系統(tǒng)啟動(dòng)，接通高壓電源，為車輛正常行駛提供動(dòng)力。

以動(dòng)力電池總電壓72V 的 8 座蓄電池觀光車為例。

1 現(xiàn)狀

目前市場上除了采用不安全啟動(dòng)方法啟動(dòng)車輛外，大部分蓄電池觀光車啟動(dòng)系統(tǒng)均采用輔助蓄電池作為啟動(dòng)電源，通過啟動(dòng)鑰匙開關(guān)控制車輛啟動(dòng)。車輛正常啟動(dòng)后，通過DCDC 將動(dòng)力電池能量轉(zhuǎn)化為13.7V 電壓為輔助電池補(bǔ)充能量，確保車輛12V 用電設(shè)備正常工作，但是，當(dāng)DCDC 損壞無法為輔助蓄電池補(bǔ)充能量、輔助蓄電池遇到超過使用年限、缺電解液、長期停放不用、停車熄火后過度使用車載電源等情況時(shí)，因輔助蓄電池能量不足，繼電器無法吸合，就會(huì)使車輛無法正常啟動(dòng)，車輛無法正常工作，由此會(huì)給客戶帶來不便，而且需要浪費(fèi)長時(shí)間等待進(jìn)行售后，對(duì)于使用車輛作為經(jīng)營目的的還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，并且也會(huì)影響車輛生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量口碑。

2 總體設(shè)計(jì)思路

由于車輛在輔助蓄電池電量很少或電壓低于9V 時(shí)，輔助蓄電池不能提供足夠電能來吸合啟動(dòng)繼電器時(shí)，車輛無法正常啟動(dòng)，此時(shí)輔助蓄電池可能處于損壞或過度放電沒能及時(shí)補(bǔ)充電量的狀態(tài)，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到輔助蓄電池?fù)p壞時(shí)，需要通過聲音報(bào)警或儀表提示等方式來提醒車輛使用者，盡早對(duì)車輛進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下因素：

（1）如何向輔助蓄電池提供電能，確保車輛正常啟動(dòng)；

（2）車輛正常啟動(dòng)后，如何保證電源不會(huì)中斷，做到自鎖；

（3）如何將輔助蓄電池虧電現(xiàn)象提醒車輛使用者；

（4）在輔助蓄電池電量低無法啟動(dòng)車輛時(shí)，能讓使用者簡易啟用應(yīng)急系統(tǒng)。

考慮以上因素，結(jié)合純電動(dòng)車輛的特性，唯有借助動(dòng)力電池電源，通過臨時(shí)啟動(dòng)DCDC 系統(tǒng)，將動(dòng)力電池電源轉(zhuǎn)化為13.7V 給車輛正常啟動(dòng)，在車輛啟動(dòng)后應(yīng)急啟動(dòng)系統(tǒng)失效時(shí)，也能保證車輛正常使用，持續(xù)提供13.7V 電源，使用車輛控制系統(tǒng)和制動(dòng)正常工作，保護(hù)車輛功能安全。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以動(dòng)力電池總電壓72V 的8 座蓄電池觀光車為例，車輛按圖1 所示，在啟動(dòng)車輛時(shí)，閉合點(diǎn)火開關(guān)，通過吸合繼電器，使DCDC 啟動(dòng)，將動(dòng)力電池電能轉(zhuǎn)化為電壓13.7V 為輔助蓄電池充電，使輔助蓄電池可持續(xù)提供電能為保證車輛低壓系統(tǒng)設(shè)備工作。

當(dāng)輔助蓄電池電量不足時(shí)，即使閉合點(diǎn)火開關(guān)，也無法吸合繼電器，無法啟動(dòng)DCDC 為輔助蓄電池充電，因此本設(shè)計(jì)將通過人為干預(yù)形式，讓在閉合點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，DCDC 可以臨時(shí)啟動(dòng)為輔助蓄電池補(bǔ)充能量，吸合繼電器，形成啟動(dòng)互鎖，使車輛啟動(dòng)成功。

3.1 應(yīng)急啟動(dòng)設(shè)計(jì)

如圖1 所示，方案在啟動(dòng)系統(tǒng)增加應(yīng)急啟動(dòng)開關(guān)，在輔助蓄電池電量不足時(shí)，閉合點(diǎn)火開關(guān)，按下應(yīng)急啟動(dòng)開關(guān)，此時(shí)DCDC 轉(zhuǎn)換器控制線與動(dòng)力電池電源線連接，DCDC 將動(dòng)力電池電能轉(zhuǎn)換成13.7V 電壓為輔助蓄電池充電，同時(shí)也為其它低壓用電設(shè)備供電，保證了車輛正常啟動(dòng)，且可以正常使用。

圖1 應(yīng)急啟動(dòng)系統(tǒng)

3.2 電路監(jiān)測及保護(hù)設(shè)計(jì)

在車輛正常使用情況下，當(dāng)車輛DCDC 損壞時(shí)，車輛輔助蓄電池將持續(xù)在為其它用電設(shè)備供電而得不到能量補(bǔ)充，將會(huì)出現(xiàn)蓄電池電壓低于9V 車輛自動(dòng)停止工作，此時(shí)車輛制動(dòng)系統(tǒng)將失效，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)停止動(dòng)力輸出，有可能造成車輛使用者發(fā)生安全事故。為防止DCDC 故障失效帶來的安全事故，應(yīng)急啟動(dòng)系統(tǒng)增加了電壓監(jiān)測電路，如圖2 所示，系統(tǒng)采用分壓原理，將13.7 電壓轉(zhuǎn)換成整車控制器識(shí)別電壓進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)車輛正常情況下，系統(tǒng)分電壓為13.7/13*3=3.16V，當(dāng)DCDC 失效后，蓄電池電壓低于12V 時(shí)，系統(tǒng)分電壓為12/13*3=2.77V，此時(shí)整車控制器將監(jiān)測到蓄電池電壓失常。

圖2 電壓監(jiān)測電路

3.3 故障報(bào)警設(shè)計(jì)

當(dāng)整車控制器將監(jiān)測到蓄電池電壓失常時(shí)，為了確保車輛安全，此時(shí)整車控制器將通過CAN 通信形式向組合儀表發(fā)出故障信息，在組合儀表接受到蓄電池故障后，將通過紅色故障信號(hào)燈形式閃爍報(bào)警，通知車輛使用者及時(shí)停車檢查檢修車輛。

4 結(jié)束語

本文對(duì)車輛增設(shè)了應(yīng)急啟動(dòng)系統(tǒng)，解決了DCDC 失效、輔助蓄電池遇到超過使用年限、缺電解液、長期停放不用、停車熄火后過度使用車載電源等情況時(shí)，因輔助蓄電池能量不足，繼電器無法吸合，車輛無法正常啟動(dòng)問題，也解決了因DCDC 失效將會(huì)導(dǎo)致的制動(dòng)失效問題，同時(shí)也在車輛DCDC 失效時(shí)向儀表發(fā)出報(bào)警，提示車輛使用者及時(shí)檢修。提升了車輛質(zhì)量及企業(yè)品牌影響力，增強(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力。