一、前言
在純電動汽車中，對動力系統有效管理通過整車控制器VCU實作，VCU負責車輛上下電流程、驅動決策控制、故障資訊診斷處理、能量管理等關鍵功能的實作，對整車駕駛性能的提高以及能量利用的優化有着重要影響。
作為VCU負責的功能之一，上下電是保證純電動汽車安全啟動與停機的一個必經流程，也是整車控制政策設計中的一個重要環節，上下電設計到電機控制器、高壓附件以及鑰匙、踏闆等多個裝置，對上下電控制政策的制定需要充分考慮到這些裝置的工作特性以及其互相之間的作用。
不同電動汽車上下電流程相似，本文的重點即為描述電動汽車上下電流程過程。本文分為5部分，分别以高壓上電、高壓下電、緊急高壓下電、充電高壓上電、充電高壓下電幾方面進行描述。
二、高壓上電
根據鑰匙位置代表的電源模式信号，如果鑰匙位置處于Start位置，VCU則會控制進行高壓上電，并繼續進入Ready；如果鑰匙位置僅僅處于ON位置，VCU則會控制進行高壓上電，上電完成後保持上電狀态，等待駕駛員操作。
鑰匙位置發送相應電源模式信号傳送到VCU，根據該信号，駕駛員操作以及各控制器回報的狀态，控制各高壓電池繼電器閉合，完成車輛高壓上電并進入Ready狀态。
在BMS通訊三級故障、高壓電池主負繼電器粘連故障和接收到碰撞信号的情況下，VCU會主動控制高壓電池主負繼電器斷開。正常情況下，在VCU初始化完成後即控制高壓電池主負繼電器閉合，并且在下電完成後，VCU休眠之前，控制高壓電池主負繼電器斷開。
具體執行步驟如下：
1、VCU被鑰匙ON檔喚醒，進行初始化；當VCU初始化後，VCU發送高壓電池主負繼電器閉合指令，同時在延遲時間一定時間後，發送高壓電池主負繼電器狀态為閉合；
2、VCU檢測到整車無不允許上電故障，同時接收到BMS、MCU和DCDC初始化成功信号後，VCU向BMS發出高壓電池主負繼電器閉合請求，BMS收到後閉合高壓電池主負繼電器并回報其狀态；
3、VCU發出高壓電池主負繼電器閉合請求一定時間内未收到主負繼電器狀态閉合信号，則走對應的下電流程并記錄高壓電池主負繼電器閉合逾時故障；若收到并且檢測到BMS回報的電池母線電壓大于電池的允許預充電壓閥值時，則發送高壓電池非動力預充繼電器2閉合指令；
4、VCU在控制高壓電池非動力預充繼電器2閉合後開始檢測DCDC回報的DCDC的輸入電壓，檢測其是否在規定的時間内達到BMS回報電池母線電壓信号（電池包電壓的95%），同時檢測DCDC的輸入電壓是否大于預充成功電池最小電壓閥值，如果滿足則執行6步，如果沒有滿足則執行5步；
5、VCU控制高壓電池非動力預充繼電器2斷開，在等待一定時間後再次控制高壓電池非動力預充繼電器2閉合，VCU開始檢測DCDC回報的DCDC輸入電壓是否在規定的時間内達到BMS回報的電池母線電壓信号（電池包電壓的95%），
同時檢測DCDC的輸入電壓是否大于預充成功電池最小電壓閥值電壓，如果滿足則繼續執行下一步，如果不滿足則繼續重複第5步的操作，直到預充次數達到标定的預充循環次數，如果依舊不滿足預充完成條件，則判定預充失敗，發送預充故障，并繼續執行第7步進入MCU路上電，但是上電完成後，整車功率限制僅能處于蠕行狀态（此時儀表會提示系統故障資訊），直到VCU休眠後預充失敗标志位才會被清零；
6、VCU控制DCDC繼電器閉合，在等待DCDC繼電器閉合後控制高壓電池非動力預充繼電器2斷開，VCU使能DCDC/壓縮機/PTC等非動力高壓部件;
7、VCU控制高壓電池動力預充繼電器1閉合，在檢測到高壓電池動力預充繼電器1閉合後，VCU向MCU發送工作模式請求為預充狀态，然後開始檢測MCU回報的母線電壓，檢測其是否在規定的時間内達到BMS回報電池母線電壓信号（電池包電壓的95%），同時檢測到電機的母線電壓大于預充成功電池最小電壓閥值電壓，如果滿足則執行9步，如果沒有滿足則執行8步；
8、VCU控制高壓電池動力預充繼電器1斷開，在等待一定時間後再次控制高壓電池動力預充繼電器1閉合，VCU開始檢測MCU回報的母線電壓是否在規定的時間内達到BMS回報的電池母線電壓的（電池包電壓的95%），同時檢測到電機的母線電壓大于預充成功電池最小電壓閥值電壓，
如果滿足則繼續執行下一步，如果不滿足則繼續重複第8步的操作，直到預充次數達到标定的預充循環次數，如果依舊不滿足預充完成條件，則發送預充故障，不允許MCU路高壓上電，保持PTC高壓上電完成狀态，等待駕駛員的有效操作，此時，整車無法Ready，空調等可以使用（此時儀表提示系統無法行駛故障資訊），直到VCU休眠後預充失敗标志位才會被清零；
9、VCU控制高壓電池主正繼電器閉合，在等待一定時間後，高壓電池主正繼電器閉合後控制高壓電池動力預充繼電器1斷開；
10、VCU向MCU發送Standby工作模式請求，并檢測MCU是否在規定時間内回報電機的工作模式為“Standby”，如果是則繼續執行下一步，否則進入下電流程，下電後不會再進行上電，直到VCU休眠重新喚醒；
11、VCU檢測鑰匙位置處于Start擋；檢測到未連接配接充電槍連接配接狀态；檢測到檔位處于P/N檔；檢測到電池包溫度大于等于進入Ready溫度閥值，則VCU向MCU發送使能信号為“使能”；
12、VCU檢測MCU是否在規定的時間内回報MCU使能狀态為“使能”，如果是則執行下一步，如果不是則停止發送使能信号并記錄MCU使能故障，控制走下電流程；
13、系統進入行駛狀态，VCU向MCU發送工作模式請求，根據扭矩或者轉速進行控制；
14、VCU開始計時，MCU是否在規定時間内，發送其工作模式為“轉速控制”或者“扭矩控制”，如果是，則發送Ready信号到儀表，儀表點亮Ready燈，對駕駛員進行提示，整車進入Ready狀态，如果不是，則控制走下電流程。
三、高壓下電
根據鑰匙位置代表的電源模式信号，如果鑰匙位置處于Off位置或者存在高壓下電故障後或者接收到緊急下電請求信号，VCU根據該信号控制各控制器停止工作，之後，VCU控制各高壓電池繼電器斷開，完成車輛高壓下電流程。
具體工作流程如下：
1、VCU檢測到鑰匙位置發送OFF信号，或者檢測到整車存在正常高壓下電故障，或者在ON檔情況下接收到緊急下電請求信号；
2、VCU熄滅Ready燈，向MCU發送請求扭矩、請求轉速為0，如果是緊急下電請求下電，VCU會回報相應的緊急下電請求；
3、VCU發送DCDC工作模式為standby；
4、VCU向TMS發送信号指令壓縮機、PTC停止工作，同時向TMS發送功率限制為0；
5、VCU檢測PTC、壓縮機和DCDC回報是否在規定時間内進入關閉或者非使能狀态，即DCDC工作模式為未工作，壓縮機與PTC回報實際功率為0。如果是，則繼續向下執行，否則上報故障，同時繼續向下執行；
6、VCU判斷電機轉速是否小于下電電機轉速閥值，滿足條件或等待逾時後繼續向下執行；
7、VCU判斷高壓電池包輸出電流是否小于下電電池電流閥值，同時判斷壓縮機是否允許下高壓電，滿足條件則繼續向下執行，等待逾時後，上報故障繼續向下執行；
8、VCU向MCU發送電機工作模式請求為“預下電”，并且在規定時間内收到MCU回報的工作模式為“預下電”或者逾時後，VCU控制高壓電池主正繼電器繼電器斷開，繼續執行第10步；
9、VCU控制高壓電池主正繼電器繼電器斷開，繼續執行下一步；
10、VCU通過檢測MCU母線電壓是否在規定時間内下降至電池母線電壓的95%，判斷高壓電池主正繼電器狀态是否正常斷開，如果是則執行13步，如果不是則記錄高壓電池主正繼電器粘連故障，繼續執行下一步；
11、VCU向BMS發送斷開高壓電池主負繼電器請求；
12、VCU檢測是否在規定的時間内收到BMS回報的高壓電池主負繼電器狀态為斷開，如果是則執行下一步，如果不是則上報高壓電池主負繼電器斷開逾時故障并執行第15步；
13、VCU向MCU發送工作模式請求為“放電”；
14、VCU判斷MCU母線電壓是否在規定的時間内下降到60V以下，滿足條件或逾時後繼續執行下一步；
15、VCU向MCU發送電機使能請求為“非使能”，同時VCU如果檢測到此時MCU電壓依舊高于放電完成電壓，則記錄MCU放電故障；
16、VCU判斷MCU是否在規定的時間内回報使能狀态為關閉，如果是則執行下一步，如果不是則記錄MCU非使能故障，繼續執行下一步；
17、VCU控制DCDC繼電器斷開,等待一定時間後，繼續執行下一步；
18、VCU向BMS發送斷開高壓電池主負繼電器請求，BMS在規定時間回報主負斷開或者逾時後繼續執行下一步；
19、休眠之前，VCU控制高壓電池主負繼電器負端斷開；
20、如果沒有其他喚醒源存在，VCU進入休眠。
四、緊急高壓下電
具體工作流程如下：
1、VCU檢測到整車存在需要緊急高壓下電故障；
2、VCU熄滅Ready燈，向MCU發送請求扭矩、請求轉速為0，同時發送電機使能請求為“非使能”；
3、VCU發送DCDC工作模式為standby，向TMS發送信号指令壓縮機、PTC停止工作，同時向TMS發送功率限制為0；
4、VCU檢測PTC、壓縮機和DCDC回報是否在規定時間内進入關閉或者非使能狀态，即電機為未使能，DCDC工作模式為未工作，壓縮機與PTC回報實際功率為0，如果是則繼續執行下一步，如果不是，則等待一定時間後，繼續執行下一步；
5、VCU控制高壓電池主正繼電器斷開，繼續執行下一步；
6、VCU通過檢測MCU母線電壓是否在規定時間内下降至電池母線電壓的95%，判斷高壓電池主正繼電器狀态是否正常斷開，如果是則執行13步，如果不是則記錄高壓電池主正繼電器粘連故障，繼續執行下一步；
7、VCU向BMS發送斷開高壓電池主負繼電器請求；
8、VCU檢測是否在規定的時間内收到BMS回報的高壓電池主負繼電器狀态為斷開，如果是則執行下一步，如果不是則上報高壓電池主負繼電器斷開逾時故障并執行第15步；
9、VCU向MCU發送工作模式請求為“放電”；
10、VCU判斷MCU母線電壓是否在規定的時間内下降到60V以下，滿足條件或逾時後繼續執行下一步；
11、VCU向MCU發送電機使能請求為“非使能”，同時VCU如果檢測到此時MCU電壓依舊高于放電完成電壓，則記錄MCU放電故障；
12、VCU判斷MCU是否在規定的時間内回報使能狀态為關閉，如果是則執行下一步，如果不是則記錄MCU非使能故障，繼續執行下一步；
13、VCU控制DCDC繼電器斷開,等待一定時間後，繼續執行下一步；
14、VCU向BMS發送斷開高壓電池主負繼電器請求，BMS在規定時間回報主負斷開或者逾時後繼續執行下一步；
15、休眠之前，VCU控制高壓電池主負繼電器負端斷開；
16、如果沒有其他喚醒源存在，VCU進入休眠。
五、充電高壓上電
充電槍插入後，BMS會被喚醒，同時通過網絡喚醒VCU，VCU初始化完成後，根據各控制器回報的狀态，控制各高壓繼電器閉合，完成車輛充電模式高壓上電，進入充電模式。
具體工作流程如下：
1、VCU被喚醒，初始化完成後，發送高壓電池主負繼電器閉合，同時在延遲一定時間後，發送高壓電池主負繼電器負端狀态為閉合，如果未自檢通過則停止高壓上電，記錄相關故障；
2、若VCU同時檢測到鑰匙信号處于ON/Start檔，且充電槍狀态連接配接，并且檢測到MCU已經處于MCU高壓上電完成狀态，則直接執行第7步，如果鑰匙信号處于ON/Start檔且充電槍狀态連接配接，但是MCU路上電未完成，或者鑰匙信号處于Off檔且充電槍狀态連接配接，則執行下一步；
3、VCU收到DCDC初始化成功，如果是則繼續執行下一步，否則禁止高壓上電；
4、VCU檢測到BMS發送的充電槍狀态信号連接配接，同時VCU接收到BMS充電模式請求為“車載充電或者非車載充電或者逆變輸出”且VCU收到BMS發送的充電信号為“準備充電或者逆變狀态”，且整車無不允許上電的故障，VCU向BMS發出高壓電池主負繼電器閉合請求，BMS收到後閉合高壓電池主負繼電器并回報其狀态，繼續執行下一步；如果VCU接收到BMS充電模式請求為“異常”或者檢測到BMS發送的充電槍狀态信号為無充電槍插入，則停止高壓上電；
5、VCU從發出高壓電池主負繼電器閉合請求一定時間内未收到高壓電池主負繼電器狀态閉合，則走對應的下電流程并記錄高壓電池主負繼電器閉合逾時故障；若收到則發送高壓電池非動力預充繼電器2閉合；
6、VCU控制進行PTC路上電控制，具體高壓上電中第4步—第6步，其後，繼續執行第16步，如果PTC路上電時候預充失敗，則直接進入下電流程，下電後不再進行上電，除非拔槍後VCU還未休眠鑰匙信号給出ON檔，可以控制直接進入MCU路上電，上電完成後限制功率僅能進行蠕行；
7、VCU控制進入MCU路下電流程，熄滅Ready燈，向MCU發送請求扭矩、請求轉速為0；
8、VCU發送DCDC工作模式為standby；
9、VCU向TMS發送信号指令壓縮機、PTC停止工作，同時向TMS發送功率限制為0；
10、VCU檢測PTC、壓縮機和DCDC回報信号是否在規定時間内進入關閉或者非使能狀态，即DCDC工作模式為未工作，壓縮機與PTC回報實際功率為0。如果是則繼續執行下一步，否則上報故障，繼續執行下一步；
11、VCU判斷電機轉速是否小于下電電機轉速閥值，滿足條件或等待逾時後繼續向下執行；
12、VCU判斷高壓電池包輸出電流是否小于下電電池電流閥值，同時判斷壓縮機是否允許下高壓電，滿足條件則繼續向下執行，等待逾時後，上報故障繼續向下執行；
13、VCU控制高壓電池主正繼電器繼電器斷開；
14、VCU通過檢測MCU母線電壓是否在規定時間内下降至電池母線電壓的95%，判斷高壓電池主正繼電器狀态是否正常斷開，如果是則執行16步，如果不是則記錄高壓電池主正繼電器黏連故障，繼續執行下一步；
15、VCU向BMS發送斷開高壓電池主負繼電器請求，在BMS回報高壓電池主負繼電器狀态為斷開或者逾時後進入電機主動放電，放電完成後非使能MCU，MCU路下電完成後，繼續控制PTC路下電，下電完成後，不再響應充電模式上高壓；
16、VCU檢測車輛狀态允許充電，向BMS發送充電允許指令，繼續執行下一步；
17、上電完成，監控充電輸出過程。
六、充電高壓下電
VCU根據BMS回報的充電資訊與系統狀态控制各控制器停止工作，之後，VCU控制各高壓電池繼電器斷開，完成車輛充電模式高壓下電流程。
具體工作流程如下：
1、當下列任一條件滿足時，VCU控制系統進入充電模式高壓下電流程：
BMS回報充電槍狀态為無或者AD/AC均連接配接或者連接配接異常、BMS無充電請求、BMS充電信号為充電結束、高壓互鎖故障、充電系統故障、VCU檢測到其它影響充電的故障；
2、VCU發送DCDC工作模式請求為Standby，VCU向TMS發送信号指令壓縮機、PTC停止工作，同時向TMS發送功率限制為0；
3、VCU檢測DCDC是否在規定時間内進入待機狀态，壓縮機和PTC的輸出功率為零，滿足條件，繼續執行下一步，等待逾時後，記錄DCDC/壓縮機/PTC故障，繼續執行下一步；
4、VCU判斷高壓電池包母線電流是否小于下電電池電流閥值，同時判斷壓縮機是否允許下高壓電，如果是則繼續執行下一步，否則逾時後，記錄故障，繼續執行下一步；
5、VCU發送DCDC繼電器斷開請求，VCU檢測DCDC繼電器是否在規定時間斷開，如果斷開則繼續下一步，如果沒有斷開則報DCDC繼電器繼電器故障，并繼續執行下一步；
6、VCU向BMS發送高壓電池主負繼電器斷開指令；
7、VCU檢測BMS是否在規定時間内回報高壓電池主負繼電器繼電器為斷開，是則執行下一步，否則記錄故障繼續執行下一步；
8、充電模式高壓下電完成，休眠之前，VCU控制高壓電池主負繼電器斷開；
9、如無其他喚醒源，VCU進入休眠。
注：文章中引用資料和圖檔來源網絡
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