实例讲解电动汽车钥匙Start上下电控制策略及Simulink建模方法
在电动汽车VCU开发中，上下电控制是其中一个核心控制内容，也是其他控制功能的基础，在钥匙ON挡上电后，整车电池主回路高压供电接通，但此时车辆电驱动回路尚未接通高压，如果要达到车辆具备行车准备就绪状态，即Ready状态，需要进行钥匙Start操作，进行钥匙Start上高压，接通电驱动高压回路。本文讲解钥匙Start上下电的控制策略及Simulink建模方法。
目录
一、整车高压原理
二、钥匙Start上下电控制策略
1、钥匙Start上高压的前置条件
2、钥匙Start上高压条件
3、钥匙Start上高压流程
4、不满足钥匙Start上高压前置条件下高压流程
三、钥匙Start上下电Simulink模型搭建
1、输入信号
2、输出信号
3、钥匙Start上下电控制逻辑
四、总结
一、整车高压原理
介绍一种典型的电动汽车高压原理，电机控制器直流高压母线连接在整车高压母线上，在电机控制器高压母线上一般会有一个主正接触器和一个主预充接触器，主预充接触器的作用是，在接通主正接触器之前，先控制闭合主预充接触器，使主正接触器两端电压达到与母线电压一致，主预充接触器回路带有一个电阻及二极管，可以防止反向电压冲击电机控制器及电压突然升高，瞬间电流过大冲击电机控制器。在预充接触器闭合后，且主正接触器两端电压达到与母线电压一致，闭合主正接触器，然后断开主预充接触器。下图为高压原理示意图，本示意图仅选取其中关键部分。
二、钥匙Start上下电控制策略
1、钥匙Start上高压的前置条件
钥匙Start上高压的前置条件为车辆已经完成钥匙ON挡上高压，且处于未连接充电枪状态，即快充及慢充充电连接信号为0。其中ON挡上电具体策略及建模可以参考之前发布的《实例讲解钥匙ON挡上下电控制策略及Simulink建模方法》。
2、钥匙Start上高压条件
在满足钥匙Start上高压的前置条件后，需同时满足油门信号无效&&制动信号有效&&档位为空挡&&车辆静止状态（车速小于3km/h）&&钥匙Start信号有效，此时进入钥匙Start上高压流程
3、钥匙Start上高压流程
同时满足以上两个条件后，进入Start上高压流程
a、VCU发送主预充接触器闭合指令，PDU接收到VCU发送的主预充接触器闭合指令后，应控制闭合主预充接触器并反馈闭合状态，如果超过规定时间（比如3s），主预充接触器仍未闭合，则报上高压故障进入下电流程
b、VCU接收到主预充接触器闭合状态后，发送主正接触器闭合指令，PDU接收到VCU发送的主正接触器闭合指令后，应控制闭合主正接触器并反馈闭合状态，如果超过规定时间（比如3s），主正接触器仍未闭合，则报上高压故障进入下电流程
c、VCU接收到主正接触器闭合状态后，进入计时模块，一定时间后（比如100ms），发送主预充接触器断开指令，主预充接触器接收到VCU发送的断开指令应断开主预充接触器并反馈断开状态。
d、钥匙Start上高压完成，电驱动高压供电接通，车辆具备行车条件，VCU发送Ready信号，仪表显示Ready状态
4、不满足钥匙Start上高压前置条件下高压流程
车辆处于Ready状态，如果检测到钥匙ON挡信号丢失、充电插枪信号有效、整车故障等级大于等于3等不满足不满足钥匙Start上高压前置条件，则进入下高压流程
a、Ready信号停止发送
b、发送主正接触器断开指令，主预充接触器指令保持断开状态，PDU接收到主正接触器断开指令，应控制断开主正接触器，主预充保持断开状态
c、VCU检测到主正接触器及主预充接触器处于断开状态后，进入计时模块，一定时间后（比如100ms），发送主动放电指令，MCU接收到VCU发送的主动放电指令后，应进行主动放电，MCU母线电压快速下降值安全电压下，主动放电完成，反馈主动放电完成状态，进入ON挡上高压状态；如果超过规定时间（比如2s）未接收到主动放电完成状态，进入ON挡上高压状态。
e、后续流程可参考之前发布的《实例讲解钥匙ON挡上下电控制策略及Simulink建模方法》，如果满足钥匙OFF下高压条件则继续进行钥匙OFF下高压流程，如果不满足则保持ON挡上高压状态。
三、钥匙Start上下电Simulink模型搭建
1、输入信号
SelfCheck_St：自检状态
FltLvl：整车故障等级
BMS_MainNegRly_St：主负接触器状态
KeyON_Sw：钥匙ON挡信号
SlowChrgCC_St：慢充插枪信号状态
FastChrgCC_St：快充插枪信号状态
KeySTART_Sw：钥匙Start信号
AP_Pc：加速踏板开度值
BP_St：制动踏板状态
ActGear_St：当前档位
VehSpd_kph：当前车速
PDU_MainPreRly_St：主预充接触器状态
PDU_MainRly_St：主正接触器状态
MCU_Work_St：MCU工作状态
2、输出信号
MainPreRly_En：主预充接触器控制指令
MainRly_En：主正接触器控制指令
Ready_St：车辆Ready状态
MCUDischrg_En：MCU主动放电指令
3、钥匙Start上下电控制逻辑
1）钥匙Start上高压的前置条件Simulink模型搭建
其中延时判定模块是为了防止信号干扰导致错误，延时判定模块具体搭建方法在之前发布的《实例讲解Simulink开关信号滤波处理、信号解析及仿真测试验证方法》有介绍，此处不再赘述
2）钥匙Start上高压条件Simulink模型搭建
3）钥匙Start上高压及下高压流程Simulink模型搭建，根据上文的钥匙Start上高压流程及不满足钥匙Start上高压前置条件下高压流程搭建stateflow控制模型，stateflow模型搭建详细方法在之前发布的《实例讲解Simulink/Stateflow使用方法详细步骤》有介绍，此处不再赘述
4）钥匙Start上下电整个控制模型
四、总结
本文介绍了一种电动汽车的高压原理、钥匙Start上下电控制策略，并介绍了搭建Simulink模型的方法，与之前发布的钥匙ON挡上下电控制结合即组成电动汽车上下电的完成流程。希望能给相关技术人员带来一些参考和帮助。