一种纯电商用发运车电量共享系统及方法与流程

本发明涉及新能源商用车，尤其涉及一种纯电商用发运车电量共享系统及方法。

背景技术：

1、行纯电商用车辆在下线后需要批量发运至交付节点。由于商用车自重较大，在长途物流发运工况中，部分场景采用由前方发运车牵引后方被发运车编队行驶的转运模式。在这种编队行驶工况下，发运车作为主要的机械动力输出节点，其原生动力电池电量消耗快，单车固有的储能容量难以满足长途跨地域的发运需求，导致车辆转运效率低下。

2、为应对续航受限问题，现有的处理方案除了中途多次停车补电外，也探索在发运车与被发运车之间建立跨车的高压连接。这种方案旨在通过外接高压线缆将两车的动力电池组进行并联互通，试图将被发运车内存储的电能引导至发运车的高压母线中，依靠增加整体储能规模来延长编队行驶距离。

3、上述电量互通方案在底层电气架构与通讯控制逻辑上存在技术缺陷。将不同荷电状态与内阻特性的电池包直接并联，会产生无法控制的内部环流，引发电池过充风险与母线电压冲突。若为消除环流而断开发运车自身的动力电池，发运车的整车控制单元在丢失原电池节点的通讯报文与绝缘反馈后，会直接判定通讯丢失并触发高压安全故障机制，导致底层驱动系统及转向制动附件被强制锁死，车辆因此丧失行驶能力。此外，在退出电量共享工况时，直接切断存在能量传输的高压回路容易激发电弧，造成继电器触点烧蚀并加速硬件老化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种纯电商用发运车电量共享系统及方法，解决了现有纯电动商用车在进行跨车高压电量共享时，外部高压电直接接入容易破坏车辆原生高压供电拓扑并引发绝缘检测误报警及通讯总线冲突，且车辆在脱离自身动力电池供电的状态下无法维持整车低压网络、失去转向与制动辅助支持，进而导致车辆在跨车动态行驶过程中存在严重安全隐患且无法实现正常驱动控制的问题。

2、为解决上述问题，本发明第一方面提供一种纯电商用发运车电量共享系统，包括：

3、第一高压配电单元与第一高压管理单元，分别连接第一动力电池与第一电驱动系统集成单元，形成第一车辆原生独立高压供电拓扑，所述第一高压管理单元与所述第一电驱动系统集成单元之间设置有第一高压母线，且所述第一高压母线上并联有第一直流转换器、第一转向助力泵和第一制动打气泵；

4、第二高压配电单元与第二高压管理单元，分别连接第二动力电池与第二电驱动系统集成单元，形成第二车辆原生独立高压供电拓扑；

5、跨车线束，用于连接所述第一高压管理单元与所述第二高压管理单元；

6、电量共享控制单元、与所述电量共享控制单元电连接的电量共享开关、第一电池管理单元和第二整车控制单元；

7、所述电量共享控制单元用于在接收所述电量共享开关发送的触发信号后，通过所述第一电池管理单元控制所述第一高压配电单元断开，并控制所述第一高压管理单元闭合，以及通过所述第二整车控制单元控制所述第二高压配电单元和所述第二高压管理单元闭合，使所述跨车线束连通所述第二高压管理单元与所述第一高压管理单元，形成跨车单向电量共享高压拓扑。

8、优选的，所述第一高压管理单元内部设置第一电量共享主正继电器和第一电量共享主负继电器；

9、其中，所述第一电量共享主正继电器的两端分别连接第一高压正极母线与跨车线束的高压正极线缆，所述第一电量共享主负继电器的两端分别连接第一高压负极母线与跨车线束的高压负极线缆；

10、所述第二高压管理单元内部设置第二电量共享主正继电器和第二电量共享主负继电器；

11、其中，所述第二电量共享主正继电器的两端分别连接第二高压正极母线与跨车线束的高压正极线缆，所述第二电量共享主负继电器的两端分别连接第二高压负极母线与跨车线束的高压负极线缆；

12、所述第一高压配电单元内部设置第一主正继电器和第一主负继电器；

13、其中，所述第一主正继电器的两端分别连接第一动力电池的正极与第一高压正极母线，所述第一主负继电器的两端分别连接第一动力电池的负极与第一高压负极母线；

14、所述第二高压配电单元内部设置第二主正继电器和第二主负继电器；

15、其中，所述第二主正继电器的两端分别连接第二动力电池的正极与第二高压正极母线，所述第二主负继电器的两端分别连接第二动力电池的负极与第二高压负极母线。

16、优选的，在所述第一车辆原生独立高压供电拓扑中，所述第一动力电池向所述第一电驱动系统集成单元输送电能，所述第一高压配电单元内部的所述第一主正继电器和所述第一主负继电器处于闭合状态；

17、在所述跨车单向电量共享高压拓扑中，所述第一高压配电单元内部的所述第一主正继电器和所述第一主负继电器均断开，所述第二高压管理单元内部的所述第二电量共享主正继电器和所述第二电量共享主负继电器闭合，所述第一高压管理单元内部的所述第一电量共享主正继电器和所述第一电量共享主负继电器闭合；

18、所述第一车辆原生独立高压供电拓扑与所述跨车单向电量共享高压拓扑呈逻辑互锁状态且不同时导通。

19、优选的，所述系统还包括第一整车控制单元和第二电池管理单元；

20、所述电量共享控制单元分别与所述第一整车控制单元、所述第一电池管理单元、所述第二整车控制单元和所述第二电池管理单元建立can通讯连接；

21、所述电量共享控制单元向所述第一电池管理单元发送强制休眠指令，所述第一电池管理单元断开所述第一高压配电单元内部的所述第一主正继电器和所述第一主负继电器。

22、本发明第二方面提供一种纯电商用发运车电量共享方法，应用于纯电商用发运车电量共享系统，包括以下步骤：

23、响应于所述电量共享开关的触发信号，所述电量共享控制单元向第一电池管理单元发送强制休眠指令，控制第一动力电池与第一高压母线断开连接，使第一动力电池侧的高压回路进入休眠隔离状态；

24、所述电量共享控制单元依次协同第二车辆侧与第一车辆侧的控制逻辑，使所述第二高压管理单元和第一高压管理单元内的对应继电器闭合，以导通跨车单向电量共享高压拓扑；

25、第二动力电池输出电能经所述跨车单向电量共享高压拓扑单向传输至第一高压母线，所述第一高压母线将电能分配至第一电驱动系统集成单元、第一直流转换器、第一转向助力泵和第一制动打气泵，所述第一直流转换器将高压电转换为低压电以维持第一车辆整车低压网络，第一车辆依靠接收的电能完成转向、制动和驱动控制；

26、响应于电量共享结束信号，所述电量共享控制单元执行下电时序，控制所述第二高压管理单元和第一高压管理单元内的对应继电器断开，以断开所述跨车单向电量共享高压拓扑。

27、优选的，所述控制第一动力电池与第一高压母线断开连接，使第一动力电池侧的高压回路进入休眠隔离状态，包括：

28、第一电池管理单元切断所述第一高压配电单元内部第一主正继电器和第一主负继电器的驱动线圈供电，第一动力电池停止向第一高压母线输送电能，第一整车控制单元控制第一电驱动系统集成单元内部并联于所述第一高压母线两端的主动放电回路导通，以泄放第一高压母线残余电荷；

29、所述第一电池管理单元监测所述第一高压母线两端残余电压，当残余电压下降至安全阈值内时，生成断开确认信号并发送至所述电量共享控制单元，以触发所述电量共享控制单元启动跨车通道闭合程序；

30、所述第一电池管理单元关闭第一车辆绝缘检测功能，停止向第一高压母线注入检测电压并关闭内部模拟数字转换采样通道。

31、优选的，使所述第二高压管理单元和第一高压管理单元内的对应继电器闭合，包括：

32、所述电量共享控制单元接收所述断开确认信号后，向所述第一高压管理单元输出驱动信号，依次闭合所述第一高压管理单元内部的第一电量共享主负继电器和第一电量共享主正继电器，完成第一车辆侧接收通道建立；

33、所述电量共享控制单元向第二整车控制单元发送对外供电请求报文；

34、第二电池管理单元校验第二动力电池的荷电状态和电芯温度，并基于第二动力电池的额定放电电流、实时端电压以及与所述电芯温度对应的温度降额系数，计算获取当前允许最大放电功率；

35、当所述允许最大放电功率大于预设供电阈值时，向所述第二整车控制单元发送准许对外放电指令。

36、优选的，在发送准许对外放电指令之后，还包括：

37、所述第二整车控制单元向所述第二高压管理单元输出驱动指令，依次闭合所述第二高压管理单元内部的第二电量共享主负继电器和第二电量共享主正继电器；

38、所述第二整车控制单元控制所述第二高压配电单元内部的第二主负继电器和第二预充继电器依次闭合；

39、所述第二整车控制单元监测所述第二高压管理单元的输出端电压，当所述输出端电压上升至预设比例时，控制闭合第二高压配电单元内部的第二主正继电器，并断开第二预充继电器。

40、优选的，所述第一车辆依靠接收的电能完成转向、制动和驱动控制，包括：

41、在第一电池管理单元处于休眠模式时，所述电量共享控制单元按固定时间周期向第一整车控制单元发送模拟第一动力电池正常运行状态的虚拟通讯报文；

42、第一整车控制单元依据所述虚拟通讯报文判定高压网络供电状态正常，并解除第一电驱动系统集成单元的扭矩输出限制；

43、第一整车控制单元实时采集第一车辆驾驶室内部的加速踏板开度信号和制动踏板行程信号，将加速踏板开度信号转化为目标需求扭矩指令下发至所述第一电驱动系统集成单元，所述第一电驱动系统集成单元依据目标需求扭矩指令从第一高压母线抽取跨车传输的高压直流电，以逆变驱动其内部的第一牵引电机输出机械动能，牵引第一车辆行驶。

44、优选的，所述执行下电时序，包括：

45、所述执行下电时序，包括：

46、在断开所述跨车单向电量共享高压拓扑之前，所述电量共享控制单元向第一整车控制单元发送第一动力电池下电请求报文；

47、第一整车控制单元接收并解析所述下电请求报文后，向所述第一电驱动系统集成单元下发扭矩清零指令，停止抽取所述第一高压母线传输的高压直流电，使得跨车单向电量共享高压回路的传输电流降至零电平安全状态；

48、所述跨车单向电量共享高压拓扑完全拆除后，第一整车控制单元控制所述第一电驱动系统集成单元内部的主动放电回路导通，以消耗所述第一高压母线内部寄生电容存储的残余电荷。

49、本发明提供了一种纯电商用发运车电量共享系统及方法。具备以下有益效果：

50、1、本发明通过在车辆原生高压配电单元与电驱动系统集成单元之间增设高压管理单元，并利用跨车线束连接第一车辆与第二车辆，构建了跨车单向电量共享高压拓扑。该拓扑结构与第一车辆原生独立高压供电拓扑呈逻辑互锁状态，在跨车供电时第一高压配电单元内部主继电器断开，将第一动力电池安全隔离，从而在不破坏原车高压电气架构的前提下，实现了双车间的硬件物理连通与高压电能单向传输。

51、2、本发明通过电量共享控制单元充当跨车通讯网关，向第一电池管理单元发送强制休眠指令以停止原生绝缘检测，并向第一整车控制单元发送模拟正常运行的虚拟通讯报文。这种控制逻辑有效避免了因外部电压注入导致的第一车辆绝缘漏电误报警及总线id冲突，使得第一车辆能够在自身动力电池脱离高压母线的状态下，不触发系统故障码并维持正常的整车运行控制权限。

52、3、本发明通过将第一高压母线设计为并联节点网络，使跨车接收的高压直流电不仅输送至第一电驱动系统集成单元用于车辆驱动，还同步分配至第一直流转换器、第一转向助力泵和第一制动打气泵。这一结构保障了第一车辆在脱离原生电能供给的工况下，依然能够依靠跨车电能建立整车24v低压网络、液压转向辅助力与气压制动工作压力，维持了跨车动态行驶过程中的基础转向与制动安全。