电动汽车上下电控制策略
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电动汽车上下电控制策略
1.上电流程
1.1. 休眠与唤醒
BMS 可以通过 ON 档唤醒、充Fra Baidu bibliotek唤醒（快充枪/慢充枪），在收到唤醒信号后 100mS 内 BMS 应该被唤醒，在唤醒信号消失后，BMS 应该在关闭主继电器后 2S 内进入休眠，休眠电 流应该＜3mA。
在充电唤醒条件下，BMS 需要唤醒 VCU 和 MCU，其他工况，不允许 BMS 发送唤醒信号 给 VCU 和 MCU。
电模式，接收到 VCU 上高压指令后且自检通过，BMS 先后闭合主负继电器、预充继电器， 当预充电压与母线电压的差值为±15V，则闭合主正继电器，然后断开预充继电器。然后 BMS 发送需求电流和需求电压给 OBC。预充未完成前，请求 OBC 模式：“0x0: No Output”。
BMS慢充电唤醒 1
流未达到给定值，则等待给定电流，以防止充电桩响应电流超调。
3）为兼容快充充电桩，BMS 将充电开始前的绝缘检测，放置到充电过程中，防止充电桩未
完成绝缘检测放电时，导致 BMS 绝缘误报。
4.充电互锁 只要插入充电枪，BMS 都应置位充电插头连接状态，但是只有 CC，CP 同时有 效或 CC2 有效时才允许进入充电模式； 5. CAN 掉线故障的处理 当 BMS 连续 15S 未收到 VCU CAN 指令信息，则认定为通讯超时，BMS 将执 行下电命令，首先将充放电电流逐渐减小至 0（步长：5A/100ms），然后断开主 继电器，该故障为可恢复故障，即通讯恢复时，BMS 恢复正常通讯，但不再接 通主继电器，故障等级三级。
1.2. 控制系统电平要求
BMS 应在辅助电瓶电压不低于 10.5V 时，可以控制主继电器和预充继电器正常工作，在 辅助电瓶电压高于 7V 时，控制系统可正常工作。
1.3. 上电顺序
整车上电后，BMS 被唤醒（处于 Init 模式），BMS 先自检，如无故障反馈 Ready 给 VCU， 然后检测主负继电器和主正继电器是否粘连，然后等待 VCU 上电指令（模式由 Init 进入 Standby 模式），收到 VCU 上电指令后，吸合预充继电器和主负继电器，然后 BMS 吸合主正， 并断开预充继电器（模式进入 Oprational）。 (预充完成判断为总压 1 减去 15V，且需要设立 预充最小时间)
如图所示： 1.BMS 被唤醒进行自检，进入 Init 模式；（样件先按照 1S 执行，后续优化）评估最小时 间 2.若自检通过反馈 Ready，进行主负继电器粘连检测； 3.进行主正继电器粘连检测； 4.上述检测都通过后，进入 Standby 模式； 5.接收到 VCU 上高压电指令，闭合主负、预充继电器进行预充，预充完成后闭合主正继 电器延时 100ms 断开预充，预充时间不大于 600ms； 6.预充结束，断开预充继电器，高压上电完成，进入 Operational 模式。
在充电过程，检测到 OBC 二级以上故障，BMS 主动终止充电；充电枪 CC/CP 信号未 连接到 BMS，只连接到 OBC；
5）慢充下电
BMS 检测到自身故障或 OBC 发出的三级故障或满充或充电过程中 CC/CP/ 唤醒消失，则请求电流置为 0，充电机模式为：No Output。OBC 使能信号：OBC Enable：Disable。
Ready状态
0
主负继电器
0
主正继电器
0
预充继电器
0
1 1
4
电池工作模式 VCU上高压电指令
0 1
0
①
②
2 1
③④ ⑤
图 3 BMS 慢充上电时序图
⑥⑦
2）充满电睡眠 当充电充满后，BMS 会发送充电完成指令，并断开主继电器（此后若不进入休眠则不
再响应 VCU 的上电指令）。 3）断枪休眠：
断开充电枪，OBC 会断开 BMS 的唤醒信号，BMS 检测到充电唤醒消失后，首先将充电 电流降低为 0，然后自己进入睡眠状态。 4）充电允许电流
3.充电流程
ON信号消失 Ready状态
主负继电器 主正继电器 预充继电器 电池工作模式 VCU上高压电指令
1
1 0
1 0
0
6
3 2
1
①
②
③
图 2 BMS 下电时序图
BMS休眠
3.1. 慢充控制
1）慢充唤醒： BMS 收到 OBC 的充电唤醒信号且检测到 OBC 发送的 CC.CP 均为连接状态，BMS 进入充
若 BMS 收到 VCU 下电指令，其母线电流＞20A，BMS 会逐渐降低最大允许电流到 0A（步 长：5A/100ms），若 15S 母线电流仍然大于 20A，BMS 会强行下电。
如图所示： 1. ON 档消失（持续 2S）后，BMS 发送最高故障等级为：3 级。15s 内若接收到 VCU
下电指令且母线电流小于 20A，BMS 断开主正、主负继电器；若 15s 未收到 VCU 下 电指令，BMS 断开主正、主负继电器； ON 档消失后， BMS 收到 VCU 下电指令， 若母线电流大于 20A，BMS 会逐渐降低最大允许电流到 0A，若 15s 后母线电流仍然 大于 20A，BMS 断开主正、主负继电器； 2.主正、主负继电器断开后，当母线电压（LINK 电压）下降到断电前的 10%后，BMS 返回下电完成指令给 VCU，即进入 Powerdown 模式； 3. BMS 发送下电完成指令后 500mS 内进入休眠。
3.2. 快充控制
1）快充唤醒与休眠与慢充相同，此处不做赘述。
BMS快充电唤醒 1
Ready状态
0
主负继电器
0
主正继电器
0
1
预充继电器
0
快充电继电器
0
电池工作模式 VCU上高压电指令
0 1
0
①
②
2 1
③④ ⑤
1 5 3
⑥⑦
图 4 BMS 快充上电时序图
2）快充需求电流：
BMS 给定充电电流每 3S 加 0.05C，BMS 给定充电电流后，会等待响应电流，如果响应电
BMS唤醒 1
Ready状态
0
主负继电器
0
主正继电器
0
预充继电器
电池工作模式 VCU上高压电指令
2.下电流程
0 1
0
①
②
1 2 1
③④ ⑤
3
⑥
2.1. 正常下电流程
在 ON 档消失后，BMS 等待 VCU 下电指令，若 15S 未收到 VCU 下电指令，BMS 会强行 下电休眠。
若 BMS 收到 VCU 下电指令， 若母线电流＜20A，先后断开主正继电器和主负继电器， 然后判断母线电压，如果下降到断电前母线电压的 10%，BMS 返回下电完成指令（进入 Powerdown 模式）给 VCU。BMS 发送下电完成指令后 500mS 内进入休眠；
1.上电流程
1.1. 休眠与唤醒
BMS 可以通过 ON 档唤醒、充Fra Baidu bibliotek唤醒（快充枪/慢充枪），在收到唤醒信号后 100mS 内 BMS 应该被唤醒，在唤醒信号消失后，BMS 应该在关闭主继电器后 2S 内进入休眠，休眠电 流应该＜3mA。
在充电唤醒条件下，BMS 需要唤醒 VCU 和 MCU，其他工况，不允许 BMS 发送唤醒信号 给 VCU 和 MCU。
电模式，接收到 VCU 上高压指令后且自检通过，BMS 先后闭合主负继电器、预充继电器， 当预充电压与母线电压的差值为±15V，则闭合主正继电器，然后断开预充继电器。然后 BMS 发送需求电流和需求电压给 OBC。预充未完成前，请求 OBC 模式：“0x0: No Output”。
BMS慢充电唤醒 1
流未达到给定值，则等待给定电流，以防止充电桩响应电流超调。
3）为兼容快充充电桩，BMS 将充电开始前的绝缘检测，放置到充电过程中，防止充电桩未
完成绝缘检测放电时，导致 BMS 绝缘误报。
4.充电互锁 只要插入充电枪，BMS 都应置位充电插头连接状态，但是只有 CC，CP 同时有 效或 CC2 有效时才允许进入充电模式； 5. CAN 掉线故障的处理 当 BMS 连续 15S 未收到 VCU CAN 指令信息，则认定为通讯超时，BMS 将执 行下电命令，首先将充放电电流逐渐减小至 0（步长：5A/100ms），然后断开主 继电器，该故障为可恢复故障，即通讯恢复时，BMS 恢复正常通讯，但不再接 通主继电器，故障等级三级。
1.2. 控制系统电平要求
BMS 应在辅助电瓶电压不低于 10.5V 时，可以控制主继电器和预充继电器正常工作，在 辅助电瓶电压高于 7V 时，控制系统可正常工作。
1.3. 上电顺序
整车上电后，BMS 被唤醒（处于 Init 模式），BMS 先自检，如无故障反馈 Ready 给 VCU， 然后检测主负继电器和主正继电器是否粘连，然后等待 VCU 上电指令（模式由 Init 进入 Standby 模式），收到 VCU 上电指令后，吸合预充继电器和主负继电器，然后 BMS 吸合主正， 并断开预充继电器（模式进入 Oprational）。 (预充完成判断为总压 1 减去 15V，且需要设立 预充最小时间)
如图所示： 1.BMS 被唤醒进行自检，进入 Init 模式；（样件先按照 1S 执行，后续优化）评估最小时 间 2.若自检通过反馈 Ready，进行主负继电器粘连检测； 3.进行主正继电器粘连检测； 4.上述检测都通过后，进入 Standby 模式； 5.接收到 VCU 上高压电指令，闭合主负、预充继电器进行预充，预充完成后闭合主正继 电器延时 100ms 断开预充，预充时间不大于 600ms； 6.预充结束，断开预充继电器，高压上电完成，进入 Operational 模式。
在充电过程，检测到 OBC 二级以上故障，BMS 主动终止充电；充电枪 CC/CP 信号未 连接到 BMS，只连接到 OBC；
5）慢充下电
BMS 检测到自身故障或 OBC 发出的三级故障或满充或充电过程中 CC/CP/ 唤醒消失，则请求电流置为 0，充电机模式为：No Output。OBC 使能信号：OBC Enable：Disable。
Ready状态
0
主负继电器
0
主正继电器
0
预充继电器
0
1 1
4
电池工作模式 VCU上高压电指令
0 1
0
①
②
2 1
③④ ⑤
图 3 BMS 慢充上电时序图
⑥⑦
2）充满电睡眠 当充电充满后，BMS 会发送充电完成指令，并断开主继电器（此后若不进入休眠则不
再响应 VCU 的上电指令）。 3）断枪休眠：
断开充电枪，OBC 会断开 BMS 的唤醒信号，BMS 检测到充电唤醒消失后，首先将充电 电流降低为 0，然后自己进入睡眠状态。 4）充电允许电流
3.充电流程
ON信号消失 Ready状态
主负继电器 主正继电器 预充继电器 电池工作模式 VCU上高压电指令
1
1 0
1 0
0
6
3 2
1
①
②
③
图 2 BMS 下电时序图
BMS休眠
3.1. 慢充控制
1）慢充唤醒： BMS 收到 OBC 的充电唤醒信号且检测到 OBC 发送的 CC.CP 均为连接状态，BMS 进入充
若 BMS 收到 VCU 下电指令，其母线电流＞20A，BMS 会逐渐降低最大允许电流到 0A（步 长：5A/100ms），若 15S 母线电流仍然大于 20A，BMS 会强行下电。
如图所示： 1. ON 档消失（持续 2S）后，BMS 发送最高故障等级为：3 级。15s 内若接收到 VCU
下电指令且母线电流小于 20A，BMS 断开主正、主负继电器；若 15s 未收到 VCU 下 电指令，BMS 断开主正、主负继电器； ON 档消失后， BMS 收到 VCU 下电指令， 若母线电流大于 20A，BMS 会逐渐降低最大允许电流到 0A，若 15s 后母线电流仍然 大于 20A，BMS 断开主正、主负继电器； 2.主正、主负继电器断开后，当母线电压（LINK 电压）下降到断电前的 10%后，BMS 返回下电完成指令给 VCU，即进入 Powerdown 模式； 3. BMS 发送下电完成指令后 500mS 内进入休眠。
3.2. 快充控制
1）快充唤醒与休眠与慢充相同，此处不做赘述。
BMS快充电唤醒 1
Ready状态
0
主负继电器
0
主正继电器
0
1
预充继电器
0
快充电继电器
0
电池工作模式 VCU上高压电指令
0 1
0
①
②
2 1
③④ ⑤
1 5 3
⑥⑦
图 4 BMS 快充上电时序图
2）快充需求电流：
BMS 给定充电电流每 3S 加 0.05C，BMS 给定充电电流后，会等待响应电流，如果响应电
BMS唤醒 1
Ready状态
0
主负继电器
0
主正继电器
0
预充继电器
电池工作模式 VCU上高压电指令
2.下电流程
0 1
0
①
②
1 2 1
③④ ⑤
3
⑥
2.1. 正常下电流程
在 ON 档消失后，BMS 等待 VCU 下电指令，若 15S 未收到 VCU 下电指令，BMS 会强行 下电休眠。
若 BMS 收到 VCU 下电指令， 若母线电流＜20A，先后断开主正继电器和主负继电器， 然后判断母线电压，如果下降到断电前母线电压的 10%，BMS 返回下电完成指令（进入 Powerdown 模式）给 VCU。BMS 发送下电完成指令后 500mS 内进入休眠；