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)
純電動車輛是以車載電源為動力,用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛的車輛,而純電動車輛啟動系統(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,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 啟動電源,使用車輛控制系統(tǒng)啟動,接通高壓電源,為車輛正常行駛提供動力。
以動力電池總電壓72V 的 8 座蓄電池觀光車為例。
目前市場上除了采用不安全啟動方法啟動車輛外,大部分蓄電池觀光車啟動系統(tǒng)均采用輔助蓄電池作為啟動電源,通過啟動鑰匙開關(guān)控制車輛啟動。車輛正常啟動后,通過DCDC 將動力電池能量轉(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,因輔助蓄電池能量不足,繼電器無法吸合,就會使車輛無法正常啟動,車輛無法正常工作,由此會給客戶帶來不便,而且需要浪費(fèi)長時間等待進(jìn)行售后,對于使用車輛作為經(jīng)營目的的還會造成經(jīng)濟(jì)損失,并且也會影響車輛生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量口碑。
由于車輛在輔助蓄電池電量很少或電壓低于9V 時,輔助蓄電池不能提供足夠電能來吸合啟動繼電器時,車輛無法正常啟動,此時輔助蓄電池可能處于損壞或過度放電沒能及時補(bǔ)充電量的狀態(tài),在設(shè)計時,要考慮到輔助蓄電池?fù)p壞時,需要通過聲音報警或儀表提示等方式來提醒車輛使用者,盡早對車輛進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。因此在設(shè)計時要考慮以下因素:
(1)如何向輔助蓄電池提供電能,確保車輛正常啟動;
(2)車輛正常啟動后,如何保證電源不會中斷,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車輛時,能讓使用者簡易啟用應(yīng)急系統(tǒng)。
考慮以上因素,結(jié)合純電動車輛的特性,唯有借助動力電池電源,通過臨時啟動DCDC 系統(tǒng),將動力電池電源轉(zhuǎn)化為13.7V 給車輛正常啟動,在車輛啟動后應(yīng)急啟動系統(tǒng)失效時,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)和制動正常工作,保護(hù)車輛功能安全。
以動力電池總電壓72V 的8 座蓄電池觀光車為例,車輛按圖1 所示,在啟動車輛時,閉合點(diǎn)火開關(guān),通過吸合繼電器,使DCDC 啟動,將動力電池電能轉(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,即使閉合點(diǎn)火開關(guān),也無法吸合繼電器,無法啟動DCDC 為輔助蓄電池充電,因此本設(shè)計將通過人為干預(yù)形式,讓在閉合點(diǎn)火開關(guān)時,DCDC 可以臨時啟動為輔助蓄電池補(bǔ)充能量,吸合繼電器,形成啟動互鎖,使車輛啟動成功。
如圖1 所示,方案在啟動系統(tǒng)增加應(yīng)急啟動開關(guān),在輔助蓄電池電量不足時,閉合點(diǎn)火開關(guān),按下應(yīng)急啟動開關(guān),此時DCDC 轉(zhuǎn)換器控制線與動力電池電源線連接,DCDC 將動力電池電能轉(zhuǎn)換成13.7V 電壓為輔助蓄電池充電,同時也為其它低壓用電設(shè)備供電,保證了車輛正常啟動,且可以正常使用。
圖1 應(yīng)急啟動系統(tǒng)
在車輛正常使用情況下,當(dāng)車輛DCDC 損壞時,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,將會出現(xiàn)蓄電池電壓低于9V 車輛自動停止工作,此時車輛制動系統(tǒng)將失效,驅(qū)動系統(tǒng)停止動力輸出,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,系統(tǒng)分電壓為12/13*3=2.77V,此時整車控制器將監(jiān)測到蓄電池電壓失常。
圖2 電壓監(jiān)測電路
當(dāng)整車控制器將監(jiān)測到蓄電池電壓失常時,為了確保車輛安全,此時整車控制器將通過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燈形式閃爍報警,通知車輛使用者及時停車檢查檢修車輛。
本文對車輛增設(shè)了應(yīng)急啟動系統(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,因輔助蓄電池能量不足,繼電器無法吸合,車輛無法正常啟動問題,也解決了因DCDC 失效將會導(dǎo)致的制動失效問題,同時也在車輛DCDC 失效時向儀表發(fā)出報警,提示車輛使用者及時檢修。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。