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摘要：随着环境保护意识的增强和能源领域的发展，纯电动汽车作为一种零排放、高效能的交通工具正在得到越来越广泛的应用。在纯电动汽车高压上下电过程中，需要满足一定的性能要求，如快速响应、稳定性能等，确保车辆在高压上下电过程中能够正常运行，保障整个系统的正常工作。基于此，文章简要分析了纯电动汽车的核心系统，并提出了纯电动汽车高压上下电控制策略。

关键词：纯电动汽车；高压；上下电控制

纯电动汽车作为未来交通发展的趋势之一，具有环保、高效能等优势，对于解决能源和环境问题具有重要意义，但纯电动汽车的续航里程和性能仍然是影响其推广与应用的关键问题。高压上下电控制策略作为纯电动汽车能源管理的核心技术，能够有效优化电池的使用和能量转换过程，从而提升续航里程和性能。因此，研究纯电动汽车高压上下电控制策略，对于实现其可持续发展具有重要的理论和应用价值。

一、纯电动汽车的核心系统——EV动力系统

如图1所示，EV动力系统由高压蓄电池组、电机驱动系统和DC-DC变换器组成，这些部件紧密合作，能够实现电能转换为机械能，从而驱动车辆行驶。高压蓄电池组是EV动力系统的能量来源，主要存储车辆需要的电能，而蓄电池组则由多个电池单体组成，通常采用锂电池，选取72V、100Ah的磷酸铁锂电池组，由24块锂电池串联形成一个高压电池组，以提供足够的电压和容量供电。其中，电机驱动系统是将电能转换为机械能的关键部分，包含DC/AC逆变器、驱动电机和电机控制器MC，逆变器将直流电能转换为交流电能，以供给电机；驱动电机接收交流电能，并将其转化为旋转力，从而推动车辆前进；电机控制器MC监测和控制电机的运行，确保其高效率和安全性[1]。DC-DC变换器则用于将高压蓄电池组中的直流电能转换为低电压直流电能，以满足车辆其他电气系统的需求，如车载电子设备等。为了实现更好的经济性和动力性，EV动力系统需要一个中央控制单元进行协调控制，负责监控和调节各个部件之间的协作，以确保整个动力系统的稳定性和效率。此外，EV动力系统还可以及时采取措施，如降低输出功率、停止充电或提供警示信息，以确保车辆和乘客的安全，并向仪表和多功能显示单元等设备输出动力系统的状态信息，包括电池状态、电机转速、驱动模式等，为驾驶员提供全面的车辆状态信息。

二、纯电动汽车高压上下电控制策略

（一）纯电动汽车的高压上下电控制整体设计策略

在高压上下电过程中，应避免车辆出现不希望的加速、减速、倒车及转向等动作，确保车辆在上下电过程中平稳运行，避免对驾驶员和乘客造成不必要的不适和危险，即在满足高压上下电性能要求的前提下，首先要确保车辆不会发生危险动作，并保障人员的绝对安全。并且，在高压上下电过程中，还需满足一定的性能要求，如快速响应、稳定性能等，确保车辆在高压上下电过程中能够正常运行，保障整个系统的正常工作。在车辆发生事故或紧急情况时，应立即采取紧急下电处理，即切断高压电源，以确保人员的安全，防止事故的进一步恶化，保护人员的生命安全。如图2所示，为了确保高压上电过程的快速响应和稳定性能，设计策略应该保证高压上电在1秒内完成，确保高压系统能够迅速启动和正常工作。在高压上电完成后，DC/DC（直流/直流转换器）以及IPU（集成功率单元）等控制单元应进入工作模式，开始对电池管理系统（BMS）进行控制和监测，如通过检测高压系统的上电完成信号来触发相应的控制操作，确保DC/DC和IPU正确响应并开始工作。如图3所示，在紧急情况下需要进行高压下电时，设计策略应当优先考虑切断动力系统，并断开高压电源，以确保人员和设备的安全。

（二）纯电动汽车高压上电控制策略

纯电动汽车高压上电控制设计策略应将整车故障诊断与高压上电过程结合起来，以确保高压上电过程的安全，在上电过程中，如果出现故障，控制系统应能够及时检测到并切换到相应的故障处理流程，以保证系统的安全性。为了确保紧急状况下的安全，设计策略应包括手动或自动切断高压接触器的措施，在紧急情况下，必须能够快速切断高压电源，以防止对动力电机驱动系统高压器件造成损毁，并防止接通高压电路。为了防止在高压接触器闭合瞬间形成的强电流和高电压对动力电机驱动系统高压器件形成冲击，还需要设计预充电电路。如图4所示，预充电电路通过VMS（Vehicle Management System）在上电过程中控制相应高压接触器的通断时序，以平稳充电高压系统，避免冲击损害高压器件，同时确保高压系统在启动后能够正常工作[3]。在设计高压上电过程的控制逻辑时，需要确保各控制节点和控制单元的协调工作，在整个上电过程中，各节点的通信和控制应该具有合理的时序和逻辑关系，以确保高压系统能够稳定上电，并在故障情况下实施相应的控制措施。

（三）纯电动汽车高压下电控制策略

在制定高压下电控制策略时，乘车安全应是首要考虑因素，即在任何紧急情况下，最重要的任务是确保乘车安全，因此控制策略中必须包含可靠的切断高压电源和动力系统连接的措施，以及保障乘车人员的安全，并且尽可能考虑到所有可能的情况，包括正常停车断电和紧急故障断电。如图5所示，在正常停车断电过程中，VMS接收到关机断电信号后，EV将进入自动断电流程，按照预定的时序，动力系统将进行高压下电过程，并对下电过程进行诊断和检测，在该流程中，需要确保动力系统能够依次切断电源，并进行相应的诊断和检测操作，从而确保车辆在高压下电过程中安全停车和切断高压电源与动力系统的连接。

结语

纯电动汽车上、下电控制的核心系统为EV动力系统和整车控制器VMS系统，即实现对动力系统高压电路的精准控制，快速响应驾驶的同时，又保证整车在上电、下电过程中的人员和车辆安全，从而实现顺利上电、常规下电、紧急下电。并且，针对不同紧急情况的发生，还制定相应的高压上下电流程和控制策略，以保证车辆在上下电过程中能够安全停车，并切断高压电源与动力系统的连接，从而保障乘客安全。

参考文献

[1]曹书苾，李晓海，罗淼等.纯电动汽车起重机整车高压上电控制策略[J].起重运输机械，2022，（11）：27-31.

[2]田晟，裴锋，李拾成.纯电动汽车上下电及电池管理系统故障控制策略[J].华南理工大学学报（自然科学版），2016，44（09）：107-115.

[3]薛念文，马先萌，盘朝奉.插电式纯电动汽车上下电控制策略研究与设计[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2012，31（05）：1086-1090.

基金项目：安徽省教学示范课2020SJJXSFK1618；安徽省质量工程项目 2021gkszgg046;安徽省高校自然科学研究项目2022AH052605。