1概述
插電式混動動力汽車兼顧了純電動和傳統燃油汽車的優點。既可實現純電模式下高效能、零排放行駛，又能透過混合動力模式提高使用者體驗，解決使用者里程焦慮問題。因此，在可預見的一段時期內插電式混合動力汽車將是乘用車市場的主力車型。
插電式混合動力汽車因為新增了一套交流慢充系統，充電的安全性和便利性問題便隨之而來。特別是充電結束和下電後的一段時間內，發生充電安全事故的機率遠高於其他時段。本文以某插電式混合動力汽車為例，基於插電式混合動力汽車使用的各種工況場景，研究制定了各種狀態下的慢充下電控制策略，詳細設計了充電結束的控制邏輯，以確保車輛充電的安全性。
2慢充系統架構
在慢充交流充電過程中，車載充電機OBC作為能量轉換裝置，將電網中的交流電轉換成直流電儲存在高壓動力電池中，慢充過程涉及的高壓部件有動力電池（包含電池管理管理系統BMS控制預充、主正、主負繼電器完成高壓上下電，DCDC直流轉換器在高壓上電後為整個充電過程提供低壓供電，各控制器主要透過CAN匯流排進行訊號互動。
3充電模式應用
綜合考慮慢充充電的安全性、便利性及成本問題，該插電式混合動力車型選用方便隨車攜帶，對充電裝置要求低，帶有纜上控制盒的充電模式2連線方式B進行充電，其控制導引電路如下：
充電插頭接入電網後，K1、K2繼電器控制電網交流電接入車輛高壓回路；CC為充電連線訊號，充電槍完全連線後由CC訊號觸發充電流程；CP訊號用作充電電流識別和控制；車載充電機閉合S2開關後可控制啟動充電。
4慢充下電控制邏輯設計
4。1正常充電完成下電
動力電池SOC達到標定滿電狀態後，電池管理系統BMS傳送充電完成訊號，發起充電完成下電流程。主要控制器下電控制邏輯如下：
（1）整車控制器HCU：充電過程中判斷充電槍是否虛接或拔槍。收到BMS充電狀態訊號為“充電完成後”，傳送整車充電請求為“充電完成”，整車執行模式為“下電”，接著請求高壓部件停機。待收到BMS主正、主負繼電器狀態為斷開後，發出主動放電指令，進行高壓系統殘餘能量洩放。如鑰匙開關檔位為OFF，一段時間後無網路管理幀，則HCU進入休眠狀態。
（2）電池管理系統BMS：電池SOC達到目標值BMS傳送“充電完成”，接著請求
充電電流為0，充電電壓請求為當前電池電壓。收到HCU下電指令後，BMS斷開主正、主負繼電器，並反饋主正、主負繼電器狀態為“斷開”。一段時間後無網路管理幀，則BMS進入休眠狀態。
（3）車載充電機OBC：充電過程中，OBC輸出充電電流給動力電池。收到
HCU“充電完成”訊號和BMS請求充電電流和請求充電電壓值改變後，OBC斷開S2開關停止直流輸出，同時OBC當前狀態置為“待機”，延時一段時間t（可標定）後無網路管理幀，則OBC進入休眠狀態（圖3）。
4。2預約充電或220V斷開慢充中斷下電
在車輛使用過程中，時常會出現未充滿狀態下使用者拔充電槍，或電網供電中斷的情
況。此外，該款車型配置有預約充電功能，可能會出現充電過程中，使用者設定預充充電，當前充電需要中斷的情況。主要控制器下電控制邏輯如下：
（1）整車控制器HCU：使用者設定預約充電後，HCU將傳送“預約充電模式”訊號。收到OBC當前狀態轉換為“充電連線準備”，輸入電壓為0後，HCU傳送整車執行模式為“下電”，整車充電請求為“禁止充電”，控制高壓繼電器斷開，接著請求高壓部件停機。待主繼電器斷開後，控制相關高壓部件進行主動放電，將高壓系統電壓降至安全電壓以下。
（2）電池管理系統BMS：收到HCU整車執行模式為“下電”及高壓繼電器斷開指令後，BMS斷開主正、主負繼電器，並反饋主繼電器狀態為“斷開”。一段時間後無網路管理幀，則BMS進入休眠狀態。
（3）車載充電機OBC：OBC收到預約充電模式訊號或CP訊號斷開後，會控制S2開關斷開停止充電電流輸出，傳送輸入電壓訊號值為0，OBC當前狀態訊號轉換為“充電連線準備”，延時一段時間t（可標定）後無網路管理幀，則OBC進入休眠狀態（圖４）。
4。3無法充電加熱慢充中斷下電
在某些極端工況下，可能出現充電過程中需要加熱電池的情況。若該款車型未配置PTC加熱器，為保證充電安全、延長動力電池壽命，則整車控制器HCU不允許進入慢充充電流程。若該款車型配置的PTC加熱器有故障，則整車控制器HCU控制慢充中斷進入下電流程。主要控制器下電控制邏輯如下：
（1）整車控制器HCU：HCU判斷動力電池有加熱請求，若車輛配置的PTC加熱器無故障則進入充電上電電池加熱流程。若車輛配置的PTC加熱器有故障，則HCU傳送整車執行模式為“下電”，控制高壓繼電器斷開，整車充電請求置為“禁止充電”，接著請求高壓部件停機。待主繼電器斷開後，控制相關高壓部件進行主動放電，將高壓系統電壓降至安全電壓以下。
（2）電池管理系統BMS：收到HCU整車執行模式為“下電”指令後，BMS傳送充電電流請求為0，充電電壓請求為當前動力電池電壓。收到高壓繼電器斷開指令後，BMS
斷開主正、主負繼電器，並反饋主繼電器狀態為“斷開”。一段時間後無網路管理幀，則BMS進入休眠狀態。
（3）車載充電機OBC：OBC收到HCU整車執行模式為“下電”，整車充電請求為“禁止充電”指令後，OBC停止充電電流輸出，控制S2開關斷開，傳送OBC當前狀態為“充電連線準備”。延時一段時間t（可標定）後無網路管理幀，則OBC進入休眠狀態（圖５）。
4。4充電系統故障下電
充電過程中，車輛可能會出現影響充電安全或不能滿足充電狀態要求的各種問題，如動力電池溫度過高、車載充電機OBC工作故障等。整車控制器HCU綜合判斷當前故障狀態，當故障等級過高，嚴重影響充電程序時，HCU控制充電系統停止充電並完成高壓下電。主要控制器下電控制邏輯如下：
（1）整車控制器HCU：HCU判斷有無導致充電下電的故障或故障超時。如發生相應故障，HCU傳送整車執行模式為“下電”，控制高壓繼電器斷開，整車充電請求置為“禁止充電”。同時，HCU給儀表傳送充電系統故障標誌位，接著請求高壓部件停機。待主繼電器斷開後，控制相關高壓部件進行主動放電，將高壓系統電壓降至安全電壓以下。
（2）電池管理系統BMS：BMS主要負責整個充電過程動力電池狀態監控，將電池系統故障資訊傳送給HCU。收到HCU整車執行模式為“下電”指令後，BMS傳送充電電流請求為0，充電電壓請求為當前動力電池電壓。接著控制主正、主負繼電器斷開，待電池包總電流小於閾值，並反饋主繼電器狀態為“斷開”。一段時間後無網路管理幀，則BMS進入休眠狀態。
（3）車載充電機OBC：OBC實時傳送當前故障狀態給HCU。收到HCU整車執行模式為“下電”，整車充電請求為“禁止充電”指令後，OBC停止充電電流輸出，傳送OBC當前狀態為“充電連線準備”。控制S2開關斷開後，傳送OBC當前狀態為“待機”。延時等待一段時間t（可標定）無網路管理幀，則OBC進入休眠狀態（圖６）。
5結論
本文透過詳細考慮實際充電使用場景，完善了插電式混合動力汽車慢充充電下電的控制邏輯設計，滿足具有預約充電功能的新能源汽車各種充電狀態下的慢充下電需求，可為電動車輛慢充下電邏輯設計提供一定借鑑。
文章來源：1。上汽通用五菱汽車股份有限公司2。中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司