VCU学习笔记-上下电控制

xiaocheng

前言

本文我们一起学习VCU开发中的上下电模块。铁子们，一些VCU相关的专业性的问题就不要后台私信我了，俺真不会。
上下电模块功能

VCU采集钥匙及踏板等驾驶员动作信息，与BMS、MCU等子系统进行交互、分析后，向各个控制器发送相应指令，实现车辆上下电及各控制器的协调和控制。从车辆工作角度，整车上下电可分为行车上下电和充电上下电，本文我们主要介绍行车上下电。

上下电的总体原则为：先上低压后上高压，先下高压后下低压。





行车上下电流程

行车上电控制流程

【1】首先通过硬线信号或CAN信号将VCU唤醒，

【2】唤醒后VCU执行自检，自检通过后整车低压上电，同时唤醒高压部件，

【3】各部件进行自检，若检测系统当前无故障且满足上高压的条件后，先进行预充，

【4】预充完成后闭合主正继电器，使能DCDC和MCU，车辆进入Ready状态，上电完成。



行车下电控制流程

【1】满足高压下电条件后，行车高压下电，车辆退出Ready状态，

【2】关闭MCU和DCDC使能，

【3】断开高压继电器和主正断电器，

【4】MCU进行主动放电，

【5】主动放电完成且满足低压下电条件后，行车低压下电，

【6】各控制器反馈允许下低压后，VCU自行下电进入休眠状态，下电完成。



行车上下电控制

下面详细的介绍下上电控制过程。

行车上电

【1】通过硬线信号或CAN信号将VCU唤醒将VCU唤醒，VCU进行自检；

【2】VCU自检通过则进入低压上电准备阶段，0.2s后自检仍未通过则进入自检失败状态。

【3】满足以下所有上高压条件后,VCU发送上高压指令

◆车辆静止；

◆无整车下电故障；

◆BMS故障等级＜3；

◆MCU故障等级＜3；

◆KeyOn且KeyStart信号有效；

◆电池SOC大于0；

◆充电枪连接状态为0；

◆Peps防盗通过且刹车信号有效或TBOX防盗请求远程上高压。

◆挡位处于N挡或P挡

【4】BMS接收到VCU发出的上高压指令后，闭合预充继电器

【5】预充完成后BMS反馈预充完成指令，若在2s内仍未预充完成则进入预充失败状态，并发送预充超时故障

【6】预充完成后判断主正继电器是否闭合，若主正继电器闭合则使能DCDC；若预充完成后3s仍未反馈主继电器闭合，则进入主正继电器闭合超时状态，并发送主正继电器闭合超时故障；

【7】DCDC进入工作模式后，发送MCU使能指令；若3s后DCDC仍未进入工作模式，则进入DCDC使能超时模式，并发送DCDC使能超时故障；

【8】MCU状态为HVReady，车辆高压上电完成，点亮Ready；若5s内MCU仍未进入HVReady，则进入电机使能超时状态，并发送电机使能超时故障。

至此车辆上电就完成了，车辆可以根据挡位状态及电机模式请求等控制电机扭矩输出。

行车下电

【1】满足以下任一条件，认为车辆满足高压下电条件

◆KeyOff且车速低于3

◆系统出现3级故障

◆检测到充电枪连接

◆电池SOC==0

【2】退出电机使能，退出车辆Ready状态，若5s内仍未退出电机使能，则进入退出电机使能超时状态，并发送退出电机使能超时故障

【3】退出DCDC使能，若3s内仍未退出DCDC使能，则进入退出DCDC使能超时状态，并发送退出DCDC使能超时故障

【4】车辆高压下电，发送下电指令，BMS断开主正继电器；若5s内主正继电器未断开则进入主正继电器断开超时状态，并发送主正继电器断开超时故障

【5】VCU发送MCU泄放指令，使电机母线电压＜60V，高压下电完成；若5s内，电机母线电压>60V，则进入MCU泄放失败状态，并发送MCU泄放失败故障。

【6】当KeyOff时，进入低压下电状态；当由于故障车辆高压下电，钥匙信号仍未KeyOn时，车辆进入低压上电状态。

【7】当满足以下所有条件时，低压下电状态向VCU休眠状态跳变，应用层向底层发送休眠信号。

◆低压附件关闭

◆CAN休眠，且在低压下电状态保持时间大于0.5S

满足以下条件，CAN休眠

◆OBC状态为Sleep或OBC与VCU通讯丢失

◆BMS状态为Sleep或BMS与VCU通讯丢失

◆DCDC状态为Sleep或DCDC与VCU通讯丢失

◆MCU唤醒已断开

当VCU内部判断整车不休眠时，上下电状态由VCU休眠状态向下低压状态跳转。

【8】行车下电完成

紧急下电

当发生紧急下电故障或检测到整车发生碰撞时，整车直接进入紧急下电流程，车辆快速下高压。

【1】上下电进入紧急下电流程时，紧急下电状态位置1，同时发送下高压指令、高压附件关闭、断开MCU使能、DCDC关闭。

【2】当主正继电器断开或在5S内主正继电器未断开，上下电状态进入紧急泄放状态，同时发送MCU泄放指令。

【3】当母线电流小于60V或在5S内电机泄放未下于60V，上下电状态进入紧急下低压状态。

【4】KeyOff且车辆泄放成功且时间大于0.05S时，车辆从紧急下电状态跳变到正常下低压状态跳变，整车进入休眠，当车辆再次休眠时，车辆可再次上高压。

结语

本文介绍了VCU上下电控制，在建模时通常是通过stateflow模块实现。不同的VCU对于上下电的流程不尽相同，铁子们略作参考便可。