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CN110816274A - 一种供电控制装置、汽车及其供电控制方法 - Google Patents

一种供电控制装置、汽车及其供电控制方法 Download PDF

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CN110816274A
CN110816274A CN201911121987.1A CN201911121987A CN110816274A CN 110816274 A CN110816274 A CN 110816274A CN 201911121987 A CN201911121987 A CN 201911121987A CN 110816274 A CN110816274 A CN 110816274A
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CN
China
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voltage
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CN201911121987.1A
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胡余生
牛高产
郭伟林
陈建清
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Abstract

本发明公开了一种供电控制装置、汽车及其供电控制方法，该装置包括：开关单元，设置在汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间；控制单元，用于确定汽车的第一供电电源是否断电；若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态，以通过第一供电电源供电；若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电；储能单元，用于在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电。该方案，可以解决高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作而影响系统可靠性的问题，提升系统可靠性。

Description

一种供电控制装置、汽车及其供电控制方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种供电控制装置、汽车及其供电控制方法，尤其涉及一种集成控制器的电源系统、具有该电源系统的汽车及其供电控制方法。
背景技术
在电动汽车控制系统中，控制器的集成化具有成本低、空间紧凑等优点，如集成“主驱动、刹车油泵驱动、转向气泵驱动、DC/DC及协议数据单元(PDU)”五合一集成控制器已逐渐成为一种主流技术方案。
“五合一”集成控制器有两个供电系统，即动力电源和控制信号电源。其中，强电高压电池为“五合一”控制器提供高压电源，此电源为动力电源，弱电低压电池为“五合一”控制器提供低压控制电源，此电源为控制信号电源。在五合一控制器应用中，高压电源的故障掉电引起转向气泵驱动控制器掉电保护，造成方向盘转向助力电机无法工作，出现方向盘无法操作危险情况。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种供电控制装置、汽车及其供电控制方法，以解决电动车控制系统中，高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作而影响系统可靠性的问题，达到提升系统可靠性的效果。
本发明提供一种供电控制装置，包括：开关单元、控制单元和储能单元；其中，所述开关单元，设置在待进行供电控制的汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间；所述控制单元，用于确定汽车的第一供电电源是否断电；若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态，以通过第一供电电源供电；若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电；所述储能单元，用于在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电。
可选地，所述控制单元确定汽车的第一供电电源是否断电，包括：获取汽车的第一供电电源的直流母线电压，并确定第一供电电源的直流母线电压是否低于设定电压，以在第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，而在第一供电电源的直流母线电压未低于设定电压的情况下确定第一供电电源未断电。
可选地，所述控制单元控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，包括：控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态，同时控制三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于导通状态，以使主电机的三相绕组短接而构成闭环回路。
可选地，所述控制单元控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电，包括：而在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，再控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于关断状态，以使主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电。
可选地，其中，汽车的用电单元，包括：汽车的主驱动控制器、汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；汽车的用电单元中的部分单元，包括：汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；和/或，储能单元，包括：支撑电容。
可选地，控制单元，为汽车的主驱动控制器；在控制单元为汽车的主驱动控制器的情况下，汽车的用电单元，还包括：DC/DC模块；该供电控制装置，还包括：第二供电电源；所述DC/DC模块和所述第二供电电源，设置在第一供电电源和汽车的主驱动控制器之间，用于为汽车的主驱动控制器供电。
可选地，所述第二供电电源，包括：蓄电池和低压系统；其中，所述蓄电池为低压系统供电；所述低压系统为汽车的各控制器的低压环节供电；同时低压系统为车上的低压设备供电。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种汽车，包括：以上所述的供电控制装置。
与上述汽车相匹配，本发明再一方面提供一种汽车的供电控制方法，包括：通过控制单元，确定汽车的第一供电电源是否断电；若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态，以通过第一供电电源供电；其中，开关单元，设置在待进行供电控制的汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间；若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电；以及，通过储能单元，在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电。
可选地，确定汽车的第一供电电源是否断电，包括：获取汽车的第一供电电源的直流母线电压，并确定第一供电电源的直流母线电压是否低于设定电压，以在第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，而在第一供电电源的直流母线电压未低于设定电压的情况下确定第一供电电源未断电。
可选地，控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，包括：控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态，同时控制三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于导通状态，以使主电机的三相绕组短接而构成闭环回路。
可选地，控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电，包括：而在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，再控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于关断状态，以使主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电。
可选地，其中，汽车的用电单元，包括：汽车的主驱动控制器、汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；汽车的用电单元中的部分单元，包括：汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；和/或，储能单元，包括：支撑电容。
可选地，控制单元，为汽车的主驱动控制器；在控制单元为汽车的主驱动控制器的情况下，汽车的用电单元，还包括：DC/DC模块；该供电控制方法，还包括：通过DC/DC模块和第二供电电源，为汽车的主驱动控制器供电。
本发明的方案，通过采用五合一控制器中主驱控制器中IGBT工作供电方式，系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，不增加系统成本及复杂性，保证了系统可靠性。
进一步，本发明的方案，通过在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，使得系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，提升了系统可靠性。
进一步，本发明的方案，通过在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，保证了系统可靠性，还不需要不增加系统成本及复杂性。
由此，本发明的方案，通过在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电；解决电动车控制系统中，高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作而影响系统可靠性的问题，达到提升系统可靠性的效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的供电控制装置的一实施例的结构示意图；
图2为本发明的汽车的一实施例的集成控制器电源拓扑系统示意图；
图3为本发明的汽车的一实施例的正常工况下的能量流动传递示意图；
图4为本发明的汽车的一实施例的高压异常断电下的能量流动传递示意图；
图5为本发明的汽车的一实施例的能量流动控制流程示意图；
图6为本发明的汽车的一实施例的主驱控制器功率板块结构示意图；
图7为本发明的供电控制方法的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种供电控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该供电控制装置可以应用于电动汽车的供电控制，该供电控制装置，可以包括：开关单元、控制单元和储能单元。
具体地，所述开关单元，设置在待进行供电控制的汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间。
也就是说，所述开关单元，设置在待进行供电控制的汽车如电动汽车的第一供电电源与该汽车的用电单元如多合一控制器之间，可以用于在汽车的第一供电电源未断电的情况下，呈开通状态，以实现汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间的供电连接，以通过汽车的第一供电电源供电，即通过汽车的第一供电电源向汽车的用电单元供电。其中，该第一供电电源，可以是汽车如电动汽车的高压电源系统。该用电单元，可以是汽车的主驱动控制器、转向油泵控制器、刹车气泵控制器和DC/DC模块。所述开关单元，可以包括：控制开关。
例如：该开关单元，可以选用单刀双掷开关，也可以选用继电器等。例如：如图3所示，在电动汽车正常运行工况下，继电器K1处于闭合状态，高压电池则同时为主驱动器、油泵控制器、气泵控制器供电，主驱控制器控制主电机工作于正常状态。当整车发现高压出现问题时，会断开继电器K1，切断主回路。
具体地，所述控制单元，可以用于确定汽车的第一供电电源是否断电。若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态(如在开关单元未开通的情况下控制开关单元开通、在开关单元开通的情况下控制开关单元维持开通状态)，以通过第一供电电源供电。若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态(如在开关单元未关断的情况下控制开关单元关断、在开关单元关断的情况下控制开关单元维持关断状态)，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，如控制汽车的主电机由正常工作状态即电动机状态转换为发电机状态)，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电。例如：所述控制单元，可以用于在汽车的第一供电电源断电的情况下，控制开关单元呈关闭状态，以实现汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间的供电连接断开，并控制汽车的主电机工作于发电机状态。其中，该汽车，是待进行供电控制的汽车，尤其是待进行供电控制的电动汽车。
可选地，所述控制单元确定汽车的第一供电电源是否断电，可以包括：获取汽车的第一供电电源的直流母线电压，并确定第一供电电源的直流母线电压是否低于设定电压，以在第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，而在第一供电电源的直流母线电压未低于设定电压的情况下确定第一供电电源未断电。
例如：如图5所示，在车辆运行过程中，当主驱控制器(如图2的主驱动器)检测到直流母线电压UDC低于某个阈值时(例如400V)，则判定高压电源断电，这时，主驱控制器控制主电机由电动机作为发电机，实现电机绕组电流流向母线支撑电容C为其充电；母线支撑电容在稳定一定电压范围后作为直流电源，为辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器提供高压，以至于转向机构及刹车系统仍继续正常工作，达到车辆稳定安全停车的目的。
由此，通过在确定汽车的第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，使得对汽车的第一供电电源是否异常断电的确定方式简便、且确定结果可靠。
可选地，所述控制单元控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，可以包括：控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态，同时控制三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于导通状态，以使主电机的三相绕组短接而构成闭环回路。
其中，主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块，可以包括：第一组功率开关器件和第二组功率开关器件。第一组功率开关器件，可以是功率开关器件模块中的任何一组功率开关器件。
例如：如图6所示，在主驱控制器检测到高压电源断电时，控制三相全桥逆变器的功率开关器件Q1、Q3、Q5处于关断状态，同时控制功率开关器件Q2、Q4、Q6处于导通状态，主电机三相绕组便短接在一起，构成闭环回路，由于速度存在，主电机端电压(新能源汽车主电机的反电动势较高，当速度越高时，主电机端电压就越高)存在，在主电机绕组就形成电流。可替代地，在将电机转换为发电机的过程中，也可以控制三相全桥逆变器的功率开关器件Q2、Q4、Q6处于关断状态，控制功率开关器件Q1、Q3、Q5处于导通状态，将主电机三相绕组短接一起构成闭环回路。
由此，通过控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态、同时控制第二组功率开关器件处于导通状态，可以使主电机的三相绕组短接构成闭环回路工作于发电机状态，控制方式简便、且控制结果可靠。
更可选地，所述控制单元控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电，可以包括：而在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，再控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于关断状态，以使主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电。
例如：如图6所示，在控制电流达到预定值时，再控制功率开关器件Q2、Q4、Q6处于关断状态，主电机绕组中的电流经过上桥的二极管D1、D3、D5续流到母线支撑电容C为其充电，同时控制电容两端电压稳定在一定范围。如此，达到了电机绕组电流换向流动的目的，使得主电机工作于发电机状态。
由此，通过在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件中两组功率开关器件的导通和关断的状态进行互换，实现主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电，使得利用主电机发电所得电量为储能元件充电方便且可靠。
具体地，所述储能单元，可以用于在汽车的主电机工作于发电机状态的情况下，储存主电机发电所得电量；并在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电，如向汽车的用电单元中的辅助转向油泵控制器和刹车气泵控制器供电。
例如：一种电动汽车高压电源故障异常断电情况下的电源供电系统，采用五合一控制器中主驱控制器中IGBT工作供电方式，系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，即解决了电动车控制系统中高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作的问题；而且，不增加系统成本及复杂性，保证了系统可靠性。
由此，通过在确定汽车的第一供电电源未断电的情况下，保持汽车的用电单元在第一供电电源的供电下正常工作；而在确定汽车的第一供电电源断电的情况下，切断第一供电电源的供电通路，以保证第一供电电源与汽车的用电单元之间安全断开，并控制汽车的主电机作为发电机进行发电并通过储能单元进行储电，当储电的电量达到设定供电电量的情况下利用该储电的电量对用电单元中的部分单元供电，以实现该部分单元的正常工作，提升了系统可靠性。
可选地，汽车的用电单元，可以包括：汽车的主驱动控制器、汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器。汽车的用电单元中的部分单元，可以包括：汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器。
例如：在图2中，主驱控制器、辅助转向油泵控制器(即图2中的油泵控制器)及刹车气泵控制器(即图2中的气泵控制器)高压采用共用直流电容母线的供电方式，在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，实现能量由主驱电机向转向油泵流动，解决了高压电源系统异常时辅助转向油泵无法工作的问题。通过这种主驱动控制器控制主电机电流向支撑电容的流动的有效实施方式，能控制“五合一”控制器的直流母线电压稳定在一定的电压范围内，为辅助转向油泵控制器提供高压电源，保证车辆行驶过程方向盘的可操作性及行车安全。
由此，通过在汽车的第一供电电源断电的情况下，利用主电机发电而对辅助转向油泵控制器、刹车气泵控制器进行供电，可以避免高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作的问题，提升系统运行的可靠性和安全性。
可选地，储能单元，可以包括：支撑电容。
例如：如图2所示，主驱控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器高压采用共用直流电容母线的供电方式，在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器通过继电器K1从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，控制系统断开K1，并同时由主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过控制并稳定通过支撑电容C1向辅助转向油泵供电，实现能量由主驱电机向转向油泵流动，解决了高压电源系统异常时辅助转向油泵无法工作的问题。
由此，通过利用支撑电容作为储能单元，结构简单，且储能的安全性和可靠性可以得到保证。
可选地，控制单元，为汽车的主驱动控制器。在控制单元为汽车的主驱动控制器的情况下，汽车的用电单元，还可以包括：DC/DC模块。该供电控制装置，还可以包括：第二供电电源。所述DC/DC模块和所述第二供电电源，设置在第一供电电源和汽车的主驱动控制器之间，可以用于为汽车的主驱动控制器供电。DC/DC模块连接在第一供电电源如高压电池端的继电器K1之前，由DC/DC模块产生低压电为主驱动器供电，无论第一供电电源如高压电池端是否断电，该弱电即低压电一直存在。
可选地，所述第二供电电源，可以包括：蓄电池和低压系统；其中，所述蓄电池为低压系统供电；所述低压系统为汽车的各控制器的低压环节供电；同时低压系统为车上的低压设备供电。
例如：第二供电电源，可以是汽车的低压电源系统。该低压电源系统，可以包括：蓄电池和低压系统。第一供电电源，依次经DC/DC模块、蓄电池和低压系统后，连接至汽车的主驱动控制器(即主驱动器)。
其中，24V蓄电池是为低压系统供电的；低压系统为各控制器的低压环节供电；同时低压系统为车上的低压24V设备供电。
由此，通过以汽车的主驱动控制器作为控制单元，不需要额外设置控制器件，结构简单，且能保证控制的可靠性和及时性。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过采用五合一控制器中主驱控制器中IGBT工作供电方式，系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，不增加系统成本及复杂性，保证了系统可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于供电控制装置的一种汽车。该汽车可以包括：以上所述的供电控制装置。
针对高压电源的故障掉电引起转向气泵驱动控制器掉电保护，造成方向盘转向助力电机无法工作，出现方向盘无法操作危险情况，可以使用辅助电源或电机双绕组设计的方法来解决上述问题，如采用备用电源的双电源系统来保证助力转向电机驱动控制器的供电，通过两个电源系统的切换来保证助力转向电机工作；通过备用低压转高压的DC/DC，在高压电源故障无法工作时，通低压转高压DC/DC为转向电机供电；在助力转向电机中集成高低压绕组，在高压异常断电后启用低压绕组来保证助力转向系统正常工作。但这些方式，均不可避免使得控制系统成本高，同时增加了系统的复杂性，可靠性较低。
在一个可选实施方式中，本发明的方案，提出了一种电动汽车高压电源故障异常断电情况下的电源供电系统，解决了电动车控制系统中，高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作的问题。
可选地，本发明的方案，采用五合一控制器中主驱控制器中IGBT工作供电方式，系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，不增加系统成本及复杂性，保证了系统可靠性。
在一个可选例子中，本发明的方案，提出了“五合一”集成控制器的电源拓扑系统，可以参见图2所示的例子。在图2中，主驱控制器、辅助转向油泵控制器(即图2中的油泵控制器)及刹车气泵控制器(即图2中的气泵控制器)高压采用共用直流电容母线的供电方式，在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，实现能量由主驱电机向转向油泵流动，解决了高压电源系统异常时辅助转向油泵无法工作的问题。本发明提供的这种主驱动控制器控制主电机电流向支撑电容的流动的有效实施方式，能控制“五合一”控制器的直流母线电压稳定在一定的电压范围内，为辅助转向油泵控制器提供高压电源，保证车辆行驶过程方向盘的可操作性及行车安全。
在一个可选具体实施方式中，本发明提出了一种电动汽车高压电源故障异常断电情况下的电源供电系统方法，其具体实施方式可以参见图2至图6所示的例子。下面参见图2至图6所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
图2可以显示“五合一”集成控制器的电源拓扑系统。如图2所示，主驱控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器高压采用共用直流电容母线的供电方式，在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器通过继电器K1从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，控制系统断开K1，并同时由主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过控制并稳定通过支撑电容C1向辅助转向油泵供电，实现能量由主驱电机向转向油泵流动，解决了高压电源系统异常时辅助转向油泵无法工作的问题。
在一个可选具体例子中，在正常情况下的能量流动传递图如图3所示，在电动汽车正常运行工况下，继电器K1处于闭合状态，高压电池则同时为主驱动器、油泵控制器、气泵控制器供电，主驱控制器控制主电机工作于正常状态。当整车发现高压出现问题时，会断开继电器K1，切断主回路，本发明提供的高压异常断电情况下的能量流动传递图如图4所示。
在一个可选具体例子中，本发明的方案中，能量流动的控制框图如图5所示，基本原理可以包括：在车辆运行过程中，当主驱控制器(如图2的主驱动器)检测到直流母线电压UDC低于某个阈值时(例如400V)，则判定高压电源断电，这时，主驱控制器控制主电机由电动机作为发电机，实现电机绕组电流流向母线支撑电容C为其充电；母线支撑电容在稳定一定电压范围后作为直流电源，为辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器提供高压，以至于转向机构及刹车系统仍继续正常工作，达到车辆稳定安全停车的目的。
其中，如图6所示，主驱控制器控制主电机由电动机转换为发电机的基本原理，可以包括：在主驱控制器检测到高压电源断电时，控制三相全桥逆变器的功率开关器件Q1、Q3、Q5处于关断状态，同时控制功率开关器件Q2、Q4、Q6处于导通状态，主电机三相绕组便短接在一起，构成闭环回路，由于速度存在，主电机端电压(新能源汽车主电机的反电动势较高，当速度越高时，主电机端电压就越高)存在，在主电机绕组就形成电流，在控制电流达到预定值时，再控制功率开关器件Q2、Q4、Q6处于关断状态，主电机绕组中的电流经过上桥的二极管D1、D3、D5续流到母线支撑电容C为其充电，同时控制电容两端电压稳定在一定范围。如此，达到了电机绕组电流换向流动的目的，使得主电机工作于发电机状态。整个过程的能量流动可以参见图4所示的例子。
可选地，上述实施例中的能量流动为由主电机提供到母线支撑电容，再到助力转向系统、刹车系统，以此保证在高压突然断电情况下，能保证车辆平稳安全停车。
可替代地，在将电机转换为发电机的过程中，也可以控制三相全桥逆变器的功率开关器件Q2、Q4、Q6处于关断状态，控制功率开关器件Q1、Q3、Q5处于导通状态，将主电机三相绕组短接一起构成闭环回路。
由于本实施例的汽车所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，本发明的方案，通过在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式。当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，使得系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，提升了系统可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于汽车的一种汽车的供电控制方法，如图7所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该汽车的供电控制方法可以应用于电动汽车的供电控制，该供电控制方法，可以包括：步骤S110至步骤S140。
在步骤S110处，通过控制单元，确定汽车的第一供电电源是否断电。
例如：所述控制单元，可以用于在汽车的第一供电电源断电的情况下，控制开关单元呈关闭状态，以实现汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间的供电连接断开，并控制汽车的主电机工作于发电机状态。其中，该汽车，是待进行供电控制的汽车，尤其是待进行供电控制的电动汽车。
可选地，步骤S110中确定汽车的第一供电电源是否断电，可以包括：获取汽车的第一供电电源的直流母线电压，并确定第一供电电源的直流母线电压是否低于设定电压，以在第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，而在第一供电电源的直流母线电压未低于设定电压的情况下确定第一供电电源未断电。
例如：如图5所示，在车辆运行过程中，当主驱控制器(如图2的主驱动器)检测到直流母线电压UDC低于某个阈值时(例如400V)，则判定高压电源断电，这时，主驱控制器控制主电机由电动机作为发电机，实现电机绕组电流流向母线支撑电容C为其充电；母线支撑电容在稳定一定电压范围后作为直流电源，为辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器提供高压，以至于转向机构及刹车系统仍继续正常工作，达到车辆稳定安全停车的目的。
由此，通过在确定汽车的第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，使得对汽车的第一供电电源是否异常断电的确定方式简便、且确定结果可靠。
在步骤S120处，若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态，以通过第一供电电源供电。其中，开关单元，设置在待进行供电控制的汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间。也就是说，所述开关单元，设置在待进行供电控制的汽车如电动汽车的第一供电电源与该汽车的用电单元如多合一控制器之间，可以用于在汽车的第一供电电源未断电的情况下，呈开通状态，以实现汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间的供电连接，以通过汽车的第一供电电源供电，即通过汽车的第一供电电源向汽车的用电单元供电。其中，该第一供电电源，可以是汽车如电动汽车的高压电源系统。该用电单元，可以是汽车的主驱动控制器、转向油泵控制器、刹车气泵控制器和DC/DC模块。所述开关单元，可以包括：控制开关。
例如：该开关单元，可以选用单刀双掷开关，也可以选用继电器等。例如：如图3所示，在电动汽车正常运行工况下，继电器K1处于闭合状态，高压电池则同时为主驱动器、油泵控制器、气泵控制器供电，主驱控制器控制主电机工作于正常状态。当整车发现高压出现问题时，会断开继电器K1，切断主回路。
在步骤S130处，若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电。以及，例如：所述控制单元，可以用于在汽车的第一供电电源断电的情况下，控制开关单元呈关闭状态，以实现汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间的供电连接断开，并控制汽车的主电机工作于发电机状态。其中，该汽车，是待进行供电控制的汽车，尤其是待进行供电控制的电动汽车。
可选地，步骤S130中控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，可以包括：控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态，同时控制三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于导通状态，以使主电机的三相绕组短接而构成闭环回路。
其中，主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块，可以包括：第一组功率开关器件和第二组功率开关器件。第一组功率开关器件，可以是功率开关器件模块中的任何一组功率开关器件。
例如：如图6所示，在主驱控制器检测到高压电源断电时，控制三相全桥逆变器的功率开关器件Q1、Q3、Q5处于关断状态，同时控制功率开关器件Q2、Q4、Q6处于导通状态，主电机三相绕组便短接在一起，构成闭环回路，由于速度存在，主电机端电压(新能源汽车主电机的反电动势较高，当速度越高时，主电机端电压就越高)存在，在主电机绕组就形成电流。可替代地，在将电机转换为发电机的过程中，也可以控制三相全桥逆变器的功率开关器件Q2、Q4、Q6处于关断状态，控制功率开关器件Q1、Q3、Q5处于导通状态，将主电机三相绕组短接一起构成闭环回路。
由此，通过控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态、同时控制第二组功率开关器件处于导通状态，可以使主电机的三相绕组短接构成闭环回路工作于发电机状态，控制方式简便、且控制结果可靠。
在步骤S140处，通过储能单元，在汽车的主电机工作于发电机状态的情况下，储存主电机发电所得电量；并在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电，如向汽车的用电单元中的辅助转向油泵控制器和刹车气泵控制器供电。
例如：一种电动汽车高压电源故障异常断电情况下的电源供电系统，采用五合一控制器中主驱控制器中IGBT工作供电方式，系统在不增加电源及改进电机设计情况下解决了转向辅助气泵高压电源异常无法工作问题，即解决了电动车控制系统中高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作的问题；而且，不增加系统成本及复杂性，保证了系统可靠性。
由此，通过在确定汽车的第一供电电源未断电的情况下，保持汽车的用电单元在第一供电电源的供电下正常工作；而在确定汽车的第一供电电源断电的情况下，切断第一供电电源的供电通路，以保证第一供电电源与汽车的用电单元之间安全断开，并控制汽车的主电机作为发电机进行发电并通过储能单元进行储电，当储电的电量达到设定供电电量的情况下利用该储电的电量对用电单元中的部分单元供电，以实现该部分单元的正常工作，提升了系统可靠性。
可选地，步骤S140中控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电，可以包括：而在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，再控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于关断状态，以使主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电。
例如：如图6所示，在控制电流达到预定值时，再控制功率开关器件Q2、Q4、Q6处于关断状态，主电机绕组中的电流经过上桥的二极管D1、D3、D5续流到母线支撑电容C为其充电，同时控制电容两端电压稳定在一定范围。如此，达到了电机绕组电流换向流动的目的，使得主电机工作于发电机状态。
由此，通过在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件中两组功率开关器件的导通和关断的状态进行互换，实现主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电，使得利用主电机发电所得电量为储能元件充电方便且可靠。
可选地，汽车的用电单元，可以包括：汽车的主驱动控制器、汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器。汽车的用电单元中的部分单元，可以包括：汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器。
例如：在图2中，主驱控制器、辅助转向油泵控制器(即图2中的油泵控制器)及刹车气泵控制器(即图2中的气泵控制器)高压采用共用直流电容母线的供电方式，在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，实现能量由主驱电机向转向油泵流动，解决了高压电源系统异常时辅助转向油泵无法工作的问题。通过这种主驱动控制器控制主电机电流向支撑电容的流动的有效实施方式，能控制“五合一”控制器的直流母线电压稳定在一定的电压范围内，为辅助转向油泵控制器提供高压电源，保证车辆行驶过程方向盘的可操作性及行车安全。
由此，通过在汽车的第一供电电源断电的情况下，利用主电机发电而对辅助转向油泵控制器、刹车气泵控制器进行供电，可以避免高压电源输出异常时辅助转向油泵电机掉电无法工作的问题，提升系统运行的可靠性和安全性。
可选地，储能单元，可以包括：支撑电容。
例如：如图2所示，主驱控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器高压采用共用直流电容母线的供电方式，在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器通过继电器K1从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，控制系统断开K1，并同时由主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过控制并稳定通过支撑电容C1向辅助转向油泵供电，实现能量由主驱电机向转向油泵流动，解决了高压电源系统异常时辅助转向油泵无法工作的问题。
由此，通过利用支撑电容作为储能单元，结构简单，且储能的安全性和可靠性可以得到保证。
可选地，控制单元，为汽车的主驱动控制器。在控制单元为汽车的主驱动控制器的情况下，汽车的用电单元，还可以包括：DC/DC模块。该供电控制方法，还可以包括：通过DC/DC模块和第二供电电源，设置在第一供电电源和汽车的主驱动控制器之间，为汽车的主驱动控制器供电。
例如：第二供电电源，可以是汽车的低压电源系统。该低压电源系统，可以包括：蓄电池和低压系统。第一供电电源，依次经DC/DC模块、蓄电池和低压系统后，连接至汽车的主驱动控制器(即主驱动器)。
由此，通过以汽车的主驱动控制器作为控制单元，不需要额外设置控制器件，结构简单，且能保证控制的可靠性和及时性。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图2至图6所示的汽车的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，本发明的方案，通过在电动车高压电源系统正常时，主驱动控制器、辅助转向油泵控制器及刹车气泵控制器采用从高压电池取电的方式；当高压电源系统异常时，采用主驱控制器驱动主电机工作于发电机状态，通过支撑电容向辅助转向油泵供电，保证了系统可靠性，还不需要不增加系统成本及复杂性。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种供电控制装置，其特征在于，包括：开关单元、控制单元和储能单元；其中，
所述开关单元，设置在汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间；
所述控制单元，用于确定汽车的第一供电电源是否断电；若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态，以通过第一供电电源供电；若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电；
所述储能单元，用于在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电。
2.根据权利要求1所述的供电控制装置，其特征在于，所述控制单元确定汽车的第一供电电源是否断电，包括：
获取汽车的第一供电电源的直流母线电压，并确定第一供电电源的直流母线电压是否低于设定电压，以在第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，而在第一供电电源的直流母线电压未低于设定电压的情况下确定第一供电电源未断电。
3.根据权利要求1所述的供电控制装置，其特征在于，所述控制单元控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，包括：
控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态，同时控制三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于导通状态，以使主电机的三相绕组短接而构成闭环回路。
4.根据权利要求3所述的供电控制装置，其特征在于，所述控制单元控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电，包括：
而在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，再控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于关断状态，以使主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，其中，
汽车的用电单元，包括：汽车的主驱动控制器、汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；汽车的用电单元中的部分单元，包括：汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；
和/或，
储能单元，包括：支撑电容。
6.根据权利要求5所述的供电控制装置，其特征在于，控制单元，为汽车的主驱动控制器；
在控制单元为汽车的主驱动控制器的情况下，汽车的用电单元，还包括：DC/DC模块；该供电控制装置，还包括：第二供电电源；
所述DC/DC模块和所述第二供电电源，设置在第一供电电源和汽车的主驱动控制器之间，用于为汽车的主驱动控制器供电。
7.根据权利要求6所述的供电控制装置，其特征在于，所述第二供电电源，包括：蓄电池和低压系统；其中，
所述蓄电池为低压系统供电；所述低压系统为汽车的各控制器的低压环节供电；同时低压系统为车上的低压设备供电。
8.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的供电控制装置。
9.一种如权利要求8所述的汽车的供电控制方法，其特征在于，包括：
通过控制单元，确定汽车的第一供电电源是否断电；
若第一供电电源未断电，则控制开关单元呈开通状态，以通过第一供电电源供电；其中，开关单元，设置在待进行供电控制的汽车的第一供电电源与汽车的用电单元之间；
若第一供电电源断电，则控制开关单元呈关断状态，并控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，还控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电；以及，
通过储能单元，在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定供电电量的情况下，至少向汽车的用电单元中的部分单元供电。
10.根据权利要求9所述的供电控制方法，其特征在于，确定汽车的第一供电电源是否断电，包括：
获取汽车的第一供电电源的直流母线电压，并确定第一供电电源的直流母线电压是否低于设定电压，以在第一供电电源的直流母线电压低于设定电压的情况下确定第一供电电源断电，而在第一供电电源的直流母线电压未低于设定电压的情况下确定第一供电电源未断电。
11.根据权利要求9所述的供电控制方法，其特征在于，控制汽车的主电机由电动机状态转换为发电机状态，包括：
控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第一组功率开关器件处于关断状态，同时控制三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于导通状态，以使主电机的三相绕组短接而构成闭环回路。
12.根据权利要求11所述的供电控制方法，其特征在于，控制主电机在发电机状态发电所得电量为储能单元充电，包括：
而在主电机在发电机状态发电所得电量达到设定充电电量的情况下，再控制主电机的功率控制单元中三相全桥逆变器的功率开关器件模块中的第二组功率开关器件处于关断状态，以使主电机的三相绕组中的电流经过第一组功率器件中的续流元件续流到储能单元而为储能单元进行充电。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，其中，
汽车的用电单元，包括：汽车的主驱动控制器、汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；汽车的用电单元中的部分单元，包括：汽车的辅助转向油泵控制器、汽车的刹车气泵控制器；
和/或，
储能单元，包括：支撑电容。
14.根据权利要求13所述的供电控制方法，其特征在于，控制单元，为汽车的主驱动控制器；
在控制单元为汽车的主驱动控制器的情况下，汽车的用电单元，还包括：DC/DC模块；该供电控制方法，还包括：
通过DC/DC模块和第二供电电源，为汽车的主驱动控制器供电。
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