动力电池系统介绍（七）
一、概要1.1 钥匙状态1.2 相关概念1.3 唤醒方式 二、上下电流程设计2.1 上下电原则2.2 上电流程2.2.1 上电流程图2.2.2 上电逻辑2.2.3 上电时序 2.3 下电流程2.3.1 正常下电流程2.3.2 紧急下电流程一、概要
整车上下电流程是主机厂整车系统开发的需求文档，主要内容是协调几个整车动力相关零部件的ECU进行交互配合，由各零部件ECU依次执行具体的检测、动作、反馈状态等，按照预设的策略完成上低压、上高压，及行车完成后下高压、下低压停车休眠的需求。
1.1 钥匙状态
汽车上的钥匙信号的状态一般有LOCK/OFF、ACC、ON、START。OFF状态整车ECU唤醒元件最少；ACC状态仅支持影音娱乐系统相关的ECU唤醒，ON状态整车动力相关的ECU都会被唤醒。如果钥匙开关是一键启动按钮，是按照一键启动按钮依次按下面的顺序对应到以下的四个状态。
汽车的钥匙实质上是以一块带有传感芯片的信号元件，利用射频识别技术，通过接收并回传脉冲信号，与车辆进行远距离配合。
1.2 相关概念
1.3 唤醒方式
控制单元可以通过IG ON、网络或者其他方式唤醒。目前车辆的ECU大多数采用网络唤醒。当钥匙按下解锁键或打开车门或按下启动键时，唤醒信号通过网关转发至整车控制器VCU，并将其唤醒。VCU唤醒后控制低压继电器盒，使其它ECU上电，并通过发送网络管理将其ECU唤醒，ECU启动并完成自检后，如果没有问题，就可以正常工作，然后上高压电。
在低压下电或过程，当启动键切换到OFF档，首先将断开高压供电，车辆各ECU开始陆陆续续停发网络管理报文，然后停发应用报文，进入休眠下电流程，最后控制电源管理模块，断开供电。
在车辆休眠时，大部分ECU的低压常电是通过低压继电器盒断开的，保证车辆静置时暗电流小，能量消耗最低，尽量延长低压蓄电池亏电时间，因为在车辆静置时，低压蓄电池电量不能通过高压动力电池进行补充。不过也有些ECU静置时需要定期运行，如BMS就需要定期唤醒检查高压动力电池的状态。
二、上下电流程设计
2.1 上下电原则
高压上下电的上层控制是VCU，它负责各个子系统的协调，以及整车运行状态的管理。除了管理高压上下电，也负责根据加速踏板、档位、制动踏板等驾驶员的操作意图和动力电池的电量，计算出所需的电机输出扭矩等参数，从而保障车辆的正常行驶。另外也根据动力电池的电量、电池温度以及行车制动来实现不同等级的能量回收。（图片来源于网络）
高压上下电需要满足的原则：
避免车辆出现非预期的加速、减速、转向等动作；避免因高压故障引起人员伤亡及设备损坏；满足高压上下电的性能需求
首先高压上电功能需求包括：钥匙上电/直流交流充电、远程控制（例如远程打开空调），这三种场景仅仅是唤醒的方式是不一样的，高压上电的逻辑和时序是差不多的。对于整个上电流程中会有时间要求，比如要求1S内局域网内各ECU（通常包括VCU、DCDC、DCU、BMS等）应完成上电流程，并进入工作模式。
2.2 上电流程
2.2.1 上电流程图
下面用流程图大致说明一下充电时车辆是如何上高压的：
2.2.2 上电逻辑
下面从偏软件的层面说明上电的逻辑：
首先是VCU被唤醒（钥匙唤醒、网络唤醒、或充电CC信号硬线唤醒），启动后发送请求HVIL（高压互锁）回路使能线和必要的12V低压继电器的CAN报文，同时监控HVIL回路状态，然后DCU、DC/DC、BMS被唤醒（VCU发送的网络管理报文或者IG ON信号唤醒）并进行自检，监控HVIL回路状态，对于BMS来说还需计算绝缘阻值，确认绝缘是否正常。无故障后进入待机模式（Standby状态）。
随后VCU请求BMS闭合主继电器，BMS则先后闭合主负继电器和预充继电器，当检测到母线电压达到预设电压后，则判断预充成功，并闭合主正继电器，然后断开预充继电器，完成高压上电。在VCU请BMS闭合主继电器时，同时也会请求DCU、DC/DC进入工作模式。
在正常上电状态下，如果出现绝缘阻值低于阈值、高压互锁断开、IGBT过流等严重故障时，VCU会紧急下高压电流程。首先VCU请求DC/DC脱离工作模式，DCU进入failure模式。诉后VCU请求BMS断开高压继电器，并且断开HVIL（高压互锁）回路，随后VCU请求IPU（电机控制器）进入紧急放电模式，DCU在规定时间内完成余电泄放。若钥匙为OFF状态，则各节点进入休眠流程。
2.2.3 上电时序
2.3 下电流程
下电流程分为正常下电流程和紧急下电流程，其下电流程图大致如下：
2.3.1 正常下电流程
当检测到钥匙信号、硬线信号关闭或网络唤醒信号停发，VCU立即请求DCU（Drive Control Unit/驱动控制单元） 离开工作模式，并且功率器件迅速降低功率。随后VCU请求DC/DC离开工作模式，然后VCU再请求BMS断开高压继电器。BMS完成响应后，VCU断开HVIL回路和低压继电器，各节点进入下电休眠流程。
当BMS收到VCU的下电指令后，若母线电流小于一定电流时（可设置），则先后断开主正继电器和主负继电器。然后判断母线电压，当电压下降到一定预设值时，BMS将下电指令反馈给VCU，并进入下电Afterrun状态。同时，BMS发送下电完成指令后，经过一段时间后（可设置）进入休眠状态。
当BMS收到VCU下电指令后，若母线电流大于预设电流，BMS会以一定的速度（可设置）逐渐降低电流到0A。也可设置一定时间为降到允许电流，采取强制下电手段。
其下电逻辑如下：
2.3.2 紧急下电流程
在整车高压上电状态下，控制器上报了绝缘值低于阈值、高压互锁断路、IGBT过流等严重故障时，首先VCU命令AC制冷模块停止运行，可用功率降为0KW。VCU控制电机扭矩为0，并命令INV高压电断开，在车速≤2km/h时，VCU命令EPB驻车系统制动停车，随后命令DCDC下电，然后命令BMS断开高压连接，BMS依次断开了主正、主负接触器，然后命令INV执行主动放电，INV在3S内将母线电压放电至60V以下。最后VCU向各个控制器发出shutdown下电指令，并断开硬线高电平唤醒源。
以上“上电时序“与“上下电逻辑”原图已上传资源（画图工具：亿图图示），如有需要可自行下载。
