一种混合动力系统及其控制方法

文档序号:918761 发布日期:2021-03-02 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 一种混合动力系统及其控制方法 (Hybrid power system and control method thereof ) 是由 李军 吕永宾 杨杰君 席力克 赵铃 张彪 毛懿坪 毛晓龙 黄一峰 赵芮烽 汪帆 于 2019-08-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种混合动力系统,适用于混合动力公路客车,所述混合动力系统包括:第一电气回路、第二电气回路以及控制模块,所述第一电气回路与所述第二电气回路用于为所述混合动力公路客车提供动力源,所述控制模块响应于所述第一电气回路发生故障,控制所述第一电气回路停止运行并控制所述第二电气回路启动。(The invention provides a hybrid power system, which is suitable for a hybrid power highway passenger car, and comprises: the control module responds to the first electric circuit to generate faults, controls the first electric circuit to stop running and controls the second electric circuit to start.)

一种混合动力系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械交通领域的动力系统,尤其涉及一种适用于混合动力公路客车的混合动力系统及其控制方法。

背景技术

当前混合动力公路客车属于市场空白,侧面说明混合动力公路客车是技术制高点,难以突破。就混合动力技术而言,公路工况远比公交工况要复杂,具体表现在以下几个方面:

1.复杂路况要求混合动力公路客车具有最高车速较高、爬坡坡度大、高速行驶持续时间长和持续下坡等行驶能力,从而要求混合动力公路客车的动力性能强;

2.混合动力公路客车日常运营里程达400公里以上,但后勤保障能力差,因此要求混合动力公路客车的续航里程长;

3.要求混合动力公路客车的可靠性高,不能因为零部件(特别是动力系统)故障导致车辆无法运行,特别是用于景区运营的混合动力公路客车,由于景区道路存在狭窄、坡陡、弯道多且急等特点,因此对混合动力系统的可靠性要求更为严格;

4.节油率难度高:因不存在像公交车辆具有频繁启停、低速行驶、空挡滑行制动、发动机停机及怠速等运行工况,因此混合动力公路客车很难实现类似公交车辆较高的节油率。

目前现有的混合动力公路客车中应用的新能源动力系统均为单一动力链结构,新能源零部件如:动力电池、驱动电机和电机控制器等产品可靠性仍存在不足,任意一个部件出现故障,整车都会抛锚在道路上,造成道路堵塞,且存在安全隐患。

针对混合动力公路客车高可靠性要求,本发明提出一种包括双电气回路的混合动力系统,在某一电气回路某一部件发生故障时,可切换到另一回路进行动力供应,保证整车正常行驶,从而有效提高整车安全性,避免因单一部件故障而引起的车辆抛锚甚至是安全事故。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览,并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面,提供了一种混合动力系统,适用于混合动力公路客车,所述混合动力系统包括:

第一电气回路、第二电气回路以及控制模块,所述第一电气回路与所述第二电气回路用于为所述混合动力公路客车提供动力源,所述控制模块响应于所述第一电气回路发生故障,控制所述第一电气回路停止运行并控制所述第二电气回路启动。

更进一步地,所述第一电气回路包括:第一动力电源、第一控制器以及第一电机,所述第一动力电源与所述第一控制器通过第一开关耦接,响应于所述第一开关闭合,所述第一动力电源在所述第一控制器的控制下驱动所述第一电机运行;以及所述第二电气回路包括:第二动力电源、第二控制器以及第二电机,所述第二动力电源与所述第二控制器通过第二开关耦接,响应于所述第二开关闭合,所述第二动力电源在所述第二控制器的控制下驱动所述第二电机运行;所述控制模块响应于所述第一动力电源、所述第一控制器或所述第一电机发生故障,通过控制所述第一开关断开以控制所述第一电气回路停止运行,并通过控制所述第二开关闭合以控制所述第二电气回路启动。

更进一步地,所述混合动力系统还包括:负载,所述负载的正极通过第三开关与所述第一动力电源的正极耦接以及通过第四开关与所述第二动力电源的正极耦接,所述负载的负极与所述第一动力电源的负极以及所述第二动力电源的负极耦接,所述控制模块响应于所述第一动力电源、所述第一控制器或所述第一电机发生故障,先控制所述负载停机再依次控制所述第三开关和所述第一开关断开,以及依次控制所述第二开关和所述第四开关闭合再控制所述负载启动。

更进一步地,所述控制模块在所述第一开关断开第一预设时间后再控制所述第二开关闭合。

更进一步地,所述负载包括车载空调,所述控制模块响应于所述第一动力电源、所述第一控制器或所述第一电机发生故障,先向所述车载空调发送停机指令,并响应于接收到所述车载空调发送的停机反馈信息后再依次控制所述第三开关和所述第一开关断开,以及在所述第一开关断开第一预设时间后先控制所述第二开关和所述第四开关依次闭合再控制所述车载空调启动。

更进一步地,所述负载包括:DCDC转换模块,所述DCDC转换模块的正极输入端通过所述第三开关与所述第一动力电源的正极耦接以及通过所述第四开关与所述第二动力电源的正极耦接,所述DCDC转换模块的负极输入端与所述第一动力电源的负极以及所述第二动力电源的负极耦接,所述DCDC转换模块的正极输出端和负极输出端分别与所述混合动力公路客车的车载蓄电池的正极和负极耦接,所述控制模块响应于所述第一动力电源、所述第一控制器或所述第一电机发生故障,先向所述DCDC转换模块发送停机指令,并响应于接收到所述DCDC转换模块发送的停机反馈信息后再依次控制所述第三开关和所述第一开关断开,以及在所述第一开关断开第一预设时间后先控制所述第二开关和所述第四开关依次闭合再控制所述DCDC转换模块启动。

更进一步地,所述DCDC转换模块包括并联的第一DCDC转换模块和第二DCDC转换模块,所述控制模块响应于所述第一DCDC转换模块发生故障向所述第一DCDC转换模块发送停机指令,并响应于接收到所述第一DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制所述第二DCDC转换模块启动。

更进一步地,所述控制模块响应于在第二预设时间内未接收到所述第一DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制所述第二DCDC转换模块启动。

更进一步地,所述第三开关为第一继电器,所述负载的正极通过所述第一继电器的常开触点与所述第一电源的正极耦接,响应于所述第一电气回路启动,所述控制模块控制所述第一继电器的线圈通电以控制所述第一继电器的常开触点闭合;以及所述第四开关为第二继电器,所述负载的正极通过所述第二继电器的常开触点与所述第二电源的正极耦接,响应于所述第二电气回路启动,所述控制模块控制所述第二继电器的线圈通电以控制所述第二继电器的常开触点闭合,所述控制模块控制所述负载停机后先控制所述第一继电器的线圈断电再控制所述第一开关断开,以及在控制所述第二开关闭合后先控制所述第二继电器的线圈通电再控制所述负载启动。

更进一步地,所述混合动力系统还包括:低压互锁继电器,用于确保所述第一继电器和所述第二继电器的线圈中仅有一者通电,第一供电端通过所述低压互锁继电器的常开触点为所述第一继电器的线圈供电,第二供电端通过所述低压互锁继电器的常闭触点为所述第二继电器的线圈供电,所述低压互锁继电器的线圈通过所述第一供电端供电;所述控制模块响应于所述第一电气回路启动,控制所述第一供电端供电,所述控制模块响应于所述第二电气回路启动,控制所述第二供电端供电。

更进一步地,所述第二电气回路还包括第二预充回路,所述第二预充电路与所述第二开关并联,所述控制模块响应于所述第一动力电源、所述第一控制器或所述第一电机发生故障,控制所述第一电气回路停止运行后先控制所述第二预充回路导通,响应于所述第二电气回路预充完毕后控制所述第二开关闭合,再控制所述第二预充回路断开。

根据本发明的另一个方面,提供了一种混合动力系统的控制方法,适用于混合动力公路客车,所述混合动力系统包括为混合动力客车提供动力源的第一电气回路和第二电气回路,所述控制方法包括:响应于所述第一电气回路发生故障,控制所述第一电气回路停止运行;以及控制所述第二电气回路启动。

更进一步地,所述第一电气回路包括电气连接的第一动力电源、第一开关、第一控制器以及第一电机,所述第二电气回路包括电气连接的第二动力电源、第二开关、第二控制器以及第二电机,所述控制第一电气回路停止运行包括:

响应于所述第一动力电源、所述第一控制器或所述第一电机的发生故障,控制所述第一开关断开以控制所述第一电气回路停止运行;以及所述控制第二电气回路启动包括:控制所述第二开关闭合以控制所述第二电气回路启动。

更进一步地,所述混合动力系统还包括负载、第三开关和第四开关,所述第一动力电源和所述第二动力电源分别通过所述第三开关和第四开关为所述负载供电,所述控制第一开关断开还括:控制所述负载停机;控制所述第三开关断开;以及控制所述第一开关断开;以及所述控制第二开关闭合包括:控制所述第二开关闭合;控制所述第四开关闭合;以及控制所述负载启动。

更进一步地,所述控制第二开关闭合包括;间隔第一预设时间后,控制所述第二开关闭合。

更进一步地,所述负载包括车载空调,所述控制负载停机包括:向所述车载空调发送停机指令;以及所述控制第三开关断开包括:响应于接收到所述车载空调发送的停机反馈信息,控制所述第三开关断开。

更进一步地,所述负载包括DCDC转换模块,所述控制负载停机包括:向所述DCDC转换模块发送停机指令;以及所述控制第三开关断开包括:响应于接收到所述DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制所述第三开关断开。

更进一步地,所述DCDC转换模块包括第一DCDC转换模块和第二DCDC转换模块,所述控制方法还包括:响应于所述第一DCDC转换模块发生故障向所述第一DCDC转换模块发送停机指令;以及响应于接收到所述第一DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制所述第二DCDC转换模块启动。

更进一步地,所述控制方法还包括:响应于在第二预设时间内为接收到所述第一DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制所述第二DCDC转换模块启动。

更进一步地,所述第三开关为第一继电器,所述第四开关为第二继电器,所述控制第三开关断开包括:控制所述第一继电器的线圈断电;以及所述控制第四开关闭合包括:控制所述第二继电器的线圈通电。

更进一步地,所述混合动力系统还包括低压互锁继电器、第一供电端和第二供电端,所述第一供电端通过所述低压互锁继电器的常开触点为所述第一继电器的线圈供电,所述第二供电端通过所述低压互锁继电器的常闭触点为所述第二继电器的线圈供电,所述低压互锁继电器的线圈通过所述第一供电端供电,所述控制第一继电器的线圈断电包括:控制所述第一供电端断电;以及所述控制第二继电器的线圈通电包括:控制所述第二供电端通电。

更进一步地,所述第二电气回路还包括第二预充回路,所述控制第二电气回路启动包括:控制所述第二预充回路导通;响应于所述第二电气回路预充完毕后控制所述第二开关闭合;以及控制所述第二预充回路断开。

根据本发明的又一个方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序,所述处理器被用于执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如上述任一项所述的控制方法的步骤。

根据本发明的再一个方面,提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的控制方法的步骤。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后,更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的混合动力系统的示意框图;

图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的混合动力系统的电路图;

图3是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的低压互锁电路的电路图;

图4是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的控制方法的流程图;

图5是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的控制方法的局部流程图;

图6是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的控制方法的局部流程图;

图7是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的控制方法的局部流程图;

图8是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的控制方法的局部流程图;

图9是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的控制方法的局部流程图;

图10是根据本发明的又一个方面绘示的一实施例的电子设备的示意框图。

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的,并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此,本发明并不限于本文中给出的实施例,而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中,阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而,对于本领域技术人员显而易见的是,本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之,公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示,以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献,且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明,否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此,除非另有明确说明,否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意,在使用到的情况下,标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的,而并不暗示任何具体的固定方向。事实上,它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意,以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的,而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面,提供一种适用于混合动力公路客车的混合动力系统,该混合动力系统解决了现有技术中的可靠性不高的问题。

在一实施例中,如图1所示,混合动力系统包括第一电气回路100和第二电气回路200以及控制模块300。

第一电气回路100和第二电气回路200作为混合动力公路客车的电动动力源,与混合动力公路客车的机械驱动系统耦接。

如图1所示,常用的混合动力公路客车的机械驱动系统可包括动力耦合装置、发动机、离合器和变速箱等。第一电气回路100和第二电气回路200与动力耦合装置耦接向动力耦合装置传输第一电气回路100或第二电气回路200产生的动能。动力耦合装置将第一电气回路100或第二电气回路200提供的动能向发动机传输,发动机通过离合器与变速箱机械连接,变速箱输出端安装有缓速器并与车桥机械连接以向车轮传输动能。其中,发动机可自带转向液压泵和空气压缩机。

控制模块300为混合动力系统的控制中心,控制模块300被配置成:响应于第一电气回路100发生故障,控制第一电气回路100停止运行并控制第二电气回路200启动。控制模块300需要在确保第一电气回路100停止运行的前提下再控制第二电气回路200启动。

进一步具体地,第一电气回路100可包括第一动力电源101、第一控制器102以及第一电机103,第一动力电源101与第一控制器102通过第一开关K1电气连接,第一控制器102与第一电机103电气连接,第一电机103与动力耦合装置机械连接。当第一开关K1闭合时,第一动力电源101在第一控制器102的控制下驱动第一电机103运行。

与第一电气回路100相类似地,第二电气回路200可包括第二动力电源201、第二控制器202以及第二电机203,第二动力电源201与第二控制器202通过第二开关K2电气连接,第二控制器202与第二电机203电气连接,第二电机203与动力耦合装置机械连接。当第二开关K2闭合时,第二动力电源201在第二控制器202的控制下驱动第一电机203运行。

对应地,响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,控制模块300控制第一开关K1断开,第一电气回路100停止运行。在第一电气回路100停止运行后,控制模块300控制第二开关K2闭合,第二电气回路200开始启动。

可以理解,本案中的第一或第二仅用于区别相似的二者,并不用于指代二者之间的先后关系或重要程度,该二者之间的关系或位置相互置换后的方案仍属于本案的保护范围。

更进一步地,混合动力系统还包括混合动力公路客车的车用负载400,比如电动空调等车载电器。可以理解,负载400的数量可以是一个或多个。

具体地,图2示出了混合动力系统的电路示意图。如图2所示,负载400的正极通过第三开关K3与所述第一动力电源101的正极耦接以借助第一电气回路100的第一动力电源101供电。负载400的正极还通过第四开关K4与第二动力电源201的正极耦接以借助第二电气回路200的第一动力电源201供电。负载400的负极与第一动力电源101的负极以及第二动力电源201的负极耦接。

当负载400为多个时,该多个负载并联,所述“负载400的正极”指多个负载的公共正极,所述“负载400的负极”指多个负载的公共负极。

对应地,控制模块300被配置为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,控制负载400停机再控制第三开关K3断开以断开负载回路,继而控制第一开关K1断开以控制第一电气回路100断开;以及控制第二开关K2闭合以控制第二电气回路200启动,再控制第四开关闭合以导通负载回路,继而控制负载启动。

较优地,为确保负载回路和第一电气回路100的断开,控制模块300可在控制第一电气回路100断开第一预设时间(比如1s)后再控制第二电气回路200导通。控制模块300可具体对应地设置为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,控制负载400停机再控制第三开关K3断开以断开负载回路,继而控制第一开关K1断开以控制第一电气回路100断开;以及在控制第一开关K1断开第一预设时间后再控制第二开关K2闭合以控制第二电气回路200启动,再控制第四开关闭合以导通负载回路,继而控制负载启动。

具体地,负载400一般为自身具有开启和关闭状态的电器设备,控制模块300控制负载400停机或启动的过程一般是向负载400发送停机指令或启动指令的过程。

进一步地,负载400可包括车载空调410,对应地,控制模块300在断开负载回路时,先向车载空调410发送停机指令,在接收到车载空调410发送的停机反馈信息后,再断开第三开关K3。其它过程相同。

进一步地,负载400还可包括DCDC转换模块420,DCDC转换模块420用于将第一动力电源101或第二动力电源201的高压电转化为车载蓄电池所需的低压电并向车载蓄电池充电。车载蓄电池一般为24V蓄电池,用于为车载电子风扇、电子水泵或低压电器供电。

DCDC转换模块420包括输入端和输出端,输入端用于与供电电源即第一动力电源101或第二动力电源201耦接,输出端用于向车载蓄电池充电。

图2示出了混合动力系统的电路图。如图2所示,DCDC转换模块420的正极输入端通过第三开关K3与第一动力电源101的正极耦接,还通过第四开关K4与第二动力电源201的正极耦接,DCDC转换模块420的负极输入端与第一动力电源101的负极及第二动力电源201的负极耦接。DCDC转换模块420的正极输出端和负极输出端分别与车载蓄电池的正极和负极耦接。

对应地,控制模块300在断开负载回路时,先向DCDC转换模块420发送停机指令,在接收到DCDC转换模块420发送的停机反馈信息后,再断开第三开关K3。其它过程相同。

可以理解,当负载400同时包括车载空调410和DCDC转换模块420时,车载空调410与DCDC转换模块420的输入端并联,控制模块300在断开负载回路时同时向该二者发送停机指令,在收到二者发送的停机反馈信息后再断开第三开关K3。

更进一步地,为防止电气回路中出现故障造成负载回路出现危险,负载400可在串联熔断器后与第三开关K3和第四开关K4耦接。具体地,当负载400存在多个负载时,该多个负载分别串联一熔断器后并联。比如,车载空调410与熔断器F3串联。

为进一步保证第三开关K3和第四开关K4择一导通,防止出现同时导通的故障,该第三开关K3和第四开关K4为继电器,分别对应于第一继电器和第二继电器。

负载400的正极通过第一继电器的常开触点与第一动力电源101的正极耦接,控制模块300可通过控制第一继电器的线圈的通电与断电来控制三开关K3的导通和断开。

负载400的正极通过第二继电器的常开触点与第二动力电源201的正极耦接,控制模块300可通过控制第二继电器的线圈的通电与断电来控制四开关K4的导通和断开。

对应地,响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,控制模块300控制负载400停机后先控制第一继电器的线圈断电再控制第一开关断开。在启动第二电气回路200和负载回路时,控制模块300先控制第二开关K2闭合再控制第二继电器的线圈通电,继而控制负载400启动。

更优地,为进一步确保第三开关K3和第四开关K4不会同时闭合,混合动力系统还可包括低压互锁继电器K5,图3示出了低压互锁电路的电路图,如图3所示,端点B和C构成第一供电端,端点B和D构成第二供电端,第一供电端通过低压互锁继电器K5的常开触点为第一继电器K3的线圈K3A供电,第二供电端通过低压互锁继电器K5的常闭触点为第二继电器K4的线圈K4A供电,低压互锁继电器K5的线圈K5A通过第一供电端供电。

对应地,在负载400通过第一电气回路100中的第一动力电源101供电时,控制模块300控制第一供电端供电,此时低压互锁继电器K5的线圈通电,低压互锁继电器K5的常开触点闭合,第一继电器K3的线圈K3A供电,则第一继电器K3的常开触点闭合,负载回路导通;在负载400通过第二电气回路200中的第二动力电源201供电时,控制模块300控制第二供电端供电,此时低压互锁继电器K5的线圈断电,低压互锁继电器K5的常闭触点闭合,第二继电器K4的线圈K4A供电,则第二继电器K4的常开触点闭合,负载回路导通。

进一步地,端点B、C和D为控制模块300的三个输出引脚,其中,端点B为控制模块300的公共使能端,端点C和D在控制模块300的控制下不会同时输出。

低压互锁继电器K5的常开触点和常闭触点有且仅有一者导通,实现了第一继电器K3和第二继电器K4之间的硬件互锁;第一供电端和第二供电端仅有一者供电实现了第一继电器K3和第二继电器K4之间的软件互锁。有效保障了负载400、第一动力电源101和第二动力电源201的安全。

较优地,为车载蓄电池充电的DCDC转换模块420可包括第一DCDC转换模块421和第二DCDC转换模块422。

如图2所示,第一DCDC转换模块421和第二DCDC转换模块422的输入端和输出端分别并联,互为冗余。

对应地,控制模块300可被配置为:响应于第一DCDC转换模块421发生故障向第一DCDC转换模块421发送停机指令;并响应于接收到第一DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制第二DCDC转换模块422启动。

进一步地,控制模块300还可被配置为:响应于在第二预设时间(如10s)内未接收到第一DCDC转换模块421发送的停机反馈信息,控制第二DCDC转换模块422启动。

进一步地,第一DCDC转换模块421和第二DCDC转换模块422的正极输入端分别串联有熔断器F4和F5。

较优地,第一DCDC转换模块421和第二DCDC转换模块422正极输出端可分别通过二极管D1和D2进行隔离。

更进一步地,如图2所示,第二电气回路200还包括第二预充回路210,第二预充回路210与第二开关K2并联。

控制模块300在控制第二电气回路200启动时,先控制第二预充回路210导通。第二预充回路210导通后,第二动力电源201通过第二预充回路210向第二控制器202内的稳压电容C2进行预充。响应于稳压电容C2预充完毕即第二预充回路210预充完毕后,控制模块300先控制第二开关K2闭合,再控制第二预充回路210断开。

其中,第二预充回路210包括预充电阻R2和第二预充开关K6,控制模块300通过控制第二预充开关K6的闭合或关断来控制第二预充回路210的导通或断开。

对应地,第一电气回路100也可包括第一预充回路110,第一预充回路110与第一开关K1并联。

控制模块300在控制第一电气回路100启动时,先控制第一预充回路110导通。第一预充回路110导通后,第一动力电源101通过第一预充回路110向第一控制器102内的稳压电容C1进行预充。响应于稳压电容C1预充完毕即第一预充回路110预充完毕后,控制模块300先控制第一开关K1闭合,再控制第一预充回路110断开。

其中,第一预充回路110包括预充电阻R1和第一预充开关K7,控制模块300通过控制第一预充开关K7的闭合或关断来控制第一预充回路110的导通或断开。

进一步地,第一动力电源101内部还包括内置接触器K8,内置接触器K8串联在第一动力电源101的正极与第一开关K1(第三开关K3)之间。

控制模块300在控制第一电气回路断开时,先控制负载400停机,再控制第三开关K3断开,再控制内置接触器K8及第一开关K1断开。

对应地,第二动力电源201内部还包括内置接触器K9,内置接触器K9串联在第二动力电源201的正极与第二开关K2(第四开关K4)之间。

控制模块300在控制第二电气回路启动时,先控制内置接触器K9闭合,再控制第二预充开关K6闭合。

较优地,控制模块300可以是混合动力公路客车的整车控制器。

根据本发明的另一个方面,提供一种适用于混合动力公路客车的混合动力系统的控制方法。控制方法基于混合动力系统的设计不同存在差异,以下基于上述多个实施例中的混合动力系统对其对应的控制方法进行阐述。

在一实施例中,混合动力系统示意框图如图1所示,包括第一电气回路100以及第二电气回路200。

第一电气回路100和第二电气回路200作为混合动力公路客车的电动动力源,与混合动力公路客车的机械驱动系统耦接。

如图1所示,常用的混合动力公路客车的机械驱动系统可包括动力耦合装置、发动机、离合器和变速箱等。第一电气回路100和第二电气回路200与动力耦合装置耦接向动力耦合装置传输第一电气回路100或第二电气回路200产生的动能。动力耦合装置将第一电气回路100或第二电气回路200提供的动能向发动机传输,发动机通过离合器与变速箱机械连接,变速箱输出端安装有缓速器并与车桥机械连接以向车轮传输动能。其中,发动机可自带转向液压泵和空气压缩机。

则对应地,如图4所示,控制方法400包括步骤S410~S420。

步骤S410为:响应于第一电气回路100发生故障,控制第一电气回路100停止运行。

步骤S420为:控制第二电气回路200启动。

其中,步骤S420较优地在确认S410执行完毕后执行。

进一步具体地,如图1所示,混合动力系统的第一电气回路100可包括第一动力电源101、第一控制器102以及第一电机103,第一动力电源101与第一控制器102通过第一开关K1电气连接,第一控制器102与第一电机103电气连接,第一电机103与动力耦合装置机械连接。当第一开关K1闭合时,第一动力电源101在第一控制器102的控制下驱动第一电机103运行。

与第一电气回路100相类似地,第二电气回路200可包括第二动力电源201、第二控制器202以及第二电机203,第二动力电源201与第二控制器202通过第二开关K2电气连接,第二控制器202与第二电机203电气连接,第二电机203与动力耦合装置机械连接。当第二开关K2闭合时,第二动力电源201在第二控制器202的控制下驱动第一电机203运行。

步骤S410对应地设置为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,控制第一开关K1断开以控制第一电气回路100停止运行。

步骤S420对应地设置为:控制第二开关K2闭合以控制第二电气回路200启动。

可以理解,本案中的第一或第二仅用于区别相似的二者,并不用于指代二者之间的先后关系或重要程度,该二者之间的关系或位置相互置换后的方案仍属于本案的保护范围。

更进一步地,混合动力系统还包括混合动力公路客车的车用负载400,比如电动空调等车载电器。可以理解,负载400的数量可以是一个或多个。

图2示出了混合动力系统的电路示意图,负载400的正极通过第三开关K3与所述第一动力电源101的正极耦接以借助第一电气回路100的第一动力电源101供电。负载400的正极还通过第四开关K4与第二动力电源201的正极耦接以借助第二电气回路200的第一动力电源201供电。负载400的负极与第一动力电源101的负极以及第二动力电源201的负极耦接。

当负载400为多个时,该多个负载并联,所述“负载400的正极”指多个负载的公共正极,所述“负载400的负极”指多个负载的公共负极。

对应地,如图5所示,步骤S410包括步骤S411~S413。

其中,步骤S411为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,控制负载400停机。

步骤S412为:控制第三开关K3断开以断开负载回路。

步骤S413为:控制第一开关K1断开以控制第一电气回路100断开。

对应地,如图6所示,步骤S420可包括步骤S421~S423。

其中,步骤S421为:控制第二开关K2闭合以控制第二电气回路200启动。

步骤S422为:控制第四开关K4闭合以导通负载回路。

步骤S423为:控制负载启动。

较优地,为确保负载回路和第一电气回路100的断开,可在控制第一电气回路100断开第一预设时间(比如1s)后再控制第二电气回路200导通。步骤S421可具体对应地设置为:步骤S413执行第一预设时间后控制第二开关K2闭合。

具体地,负载400一般为自身具有开启和关闭状态的电器设备,控制负载400停机或启动的过程一般是向负载400发送停机指令或启动指令的过程。

进一步地,负载400可包括车载空调410,对应地,所述步骤S411可具体设置为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,向车载空调410发送停机指令。

对应地,步骤S412可对应地设置为:响应于接收到车载空调410发送的停机反馈信息后,断开第三开关K3。

进一步地,负载400还可包括DCDC转换模块420,DCDC转换模块420用于将第一动力电源101或第二动力电源201的高压电转化为车载蓄电池所需的低压电并向车载蓄电池充电。车载蓄电池一般为24V蓄电池,用于为车载电子风扇、电子水泵或低压电器供电。

DCDC转换模块420包括输入端和输出端,输入端用于与供电电源即第一动力电源101或第二动力电源201耦接,输出端用于向车载蓄电池充电。

如图2所示,DCDC转换模块420的正极输入端通过第三开关K3与第一动力电源101的正极耦接,还通过第四开关K4与第二动力电源201的正极耦接,DCDC转换模块420的负极输入端与第一动力电源101的负极及第二动力电源201的负极耦接。DCDC转换模块420的正极输出端和负极输出端分别与车载蓄电池的正极和负极耦接。

对应地,步骤S411可设置为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,向DCDC转换模块420发送停机指令;

步骤S412可对应设置为:响应于接收到DCDC转换模块420发送的停机反馈信息,断开第三开关K3。

可以理解,当负载400同时包括车载空调410和DCDC转换模块420时,车载空调410与DCDC转换模块420的输入端并联,步骤S411可具体设置为:响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,同时向该二者发送停机指令。

步骤S412可对应设置为:响应于接收到车载空调410和DCDC转换模块420发送的停机反馈信息,断开第三开关K3。

为进一步保证第三开关K3和第四开关K4择一导通,防止出现同时导通的故障,该第三开关K3和第四开关K4为继电器,分别对应于第一继电器和第二继电器。

负载400的正极通过第一继电器的常开触点与第一动力电源101的正极耦接,可通过控制第一继电器的线圈的通电与断电来控制三开关K3的导通和断开。

负载400的正极通过第二继电器的常开触点与第二动力电源201的正极耦接,可通过控制第二继电器的线圈的通电与断电来控制四开关K4的导通和断开。

对应地,响应于第一电气回路100的第一动力电源101、第一控制器102或第一电机103中的任意一个部件出现故障,步骤S412可设置为:控制第一继电器的线圈断电。

步骤S422可设置为:控制第二继电器的线圈通电。

更优地,为进一步确保第三开关K3和第四开关K4不会同时闭合,混合动力系统还可包括低压互锁继电器K5,图3示出了低压互锁电路的电路图,如图3所示,端点B和C构成第一供电端,端点B和D构成第二供电端,第一供电端通过低压互锁继电器K5的常开触点为第一继电器K3的线圈K3A供电,第二供电端通过低压互锁继电器K5的常闭触点为第二继电器K4的线圈K4A供电,低压互锁继电器K5的线圈K5A通过第一供电端供电。

对应地,步骤S412设置为:控制第一供电端供电。此时低压互锁继电器K5的线圈通电,低压互锁继电器K5的常开触点闭合,第一继电器K3的线圈K3A供电,则第一继电器K3的常开触点闭合,负载回路导通。

步骤S422设置为:控制第二供电端供电。此时低压互锁继电器K5的线圈断电,低压互锁继电器K5的常闭触点闭合,第二继电器K4的线圈K4A供电,则第二继电器K4的常开触点闭合,负载回路导通。

低压互锁继电器K5的常开触点和常闭触点有且仅有一者导通,实现了第一继电器K3和第二继电器K4之间的硬件互锁;第一供电端和第二供电端仅有一者供电实现了第一继电器K3和第二继电器K4之间的软件互锁。有效保障了负载400、第一动力电源101和第二动力电源201的安全。

较优地,为车载蓄电池充电的DCDC转换模块420可包括第一DCDC转换模块421和第二DCDC转换模块422。

如图2所示,第一DCDC转换模块421和第二DCDC转换模块422的输入端和输出端分别并联,互为冗余。

对应地,如图7所示,控制方法400还包括步骤S430~S440。

其中,步骤S430为:响应于第一DCDC转换模块421发生故障向第一DCDC转换模块421发送停机指令。

步骤S440为:响应于接收到第一DCDC转换模块发送的停机反馈信息,控制第二DCDC转换模块422启动。

进一步地,控制方法400还可包括步骤S450:响应于在第二预设时间(如10s)内未接收到第一DCDC转换模块421发送的停机反馈信息,控制第二DCDC转换模块422启动。

更进一步地,如图2所示,第二电气回路200还包括第二预充回路210,第二预充回路210与第二开关K2并联。

对应地,如图8所示,步骤S421可包括步骤S4211~S4213。

其中,步骤S4211为:控制第二预充回路210导通。第二预充回路210导通后,第二动力电源201通过第二预充回路210向第二控制器202内的稳压电容C2进行预充。

步骤S4212为:响应于稳压电容C2预充完毕即第二预充回路210预充完毕后,控制第二开关K2闭合。

步骤S4213为:控制第二预充回路210断开。

其中,第二预充回路210包括预充电阻R2和第二预充开关K6,通过控制第二预充开关K6的闭合或关断来控制第二预充回路210的导通或断开。

对应地,第一电气回路100也可包括第一预充回路110,第一预充回路110与第一开关K1并联。

如图9所示,控制方法400还包括控制第一电气回路100启动的步骤S461~S463。

其中,步骤S461为:控制第一预充回路110导通。第一预充回路110导通后,第一动力电源101通过第一预充回路110向第一控制器102内的稳压电容C1进行预充。

步骤S462为:响应于稳压电容C1预充完毕即第一预充回路110预充完毕后,控制第一开关K1闭合。

步骤S463为:控制第一预充回路110断开。

其中,第一预充回路110包括预充电阻R1和第一预充开关K7,通过控制第一预充开关K7的闭合或关断来控制第一预充回路110的导通或断开。

进一步地,第一动力电源101内部还包括内置接触器K8,内置接触器K8串联在第一动力电源101的正极与第一开关K1(第三开关K3)之间。

步骤S413还包括:控制内置接触器K8断开。

对应地,第二动力电源201内部还包括内置接触器K9,内置接触器K9串联在第二动力电源201的正极与第二开关K2(第四开关K4)之间。

步骤S4211还包括:控制内置接触器K9闭合。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作,但是应理解并领会,这些方法不受动作的次序所限,因为根据一个或多个实施例,一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的又一个方面,提供一种电子设备。如图10所示,电子设备包括存储器510、处理器520以及存储在存储器上的计算机程序。处理器520被用于执行存储在所述存储器510上的计算机程序时实现如上述任一项所述的控制方法400的步骤。

一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的控制方法300的步骤。

本领域技术人员将可理解,信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如,以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会,结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性,各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性,但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中,存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中,处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中,所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品,则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定,这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来,则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据,而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解,本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准,而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内,可以对各实施例进行各种变动和修改,这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

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