轰鸣的小跑SVM 25-12-19 08:00
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#技术巡猎# #蔚来# 互锁逻辑电路、补能系统及互锁保护方法---这份专利来自于武汉蔚来能源有限公司,我还特地查了下和蔚来的关系,然后看到法人代表是@加电的沈斐 ,就放心了……

互锁很多人应该都听过。
我们都知道高压是危险的,所以要用低压来做控制,在低压环境下判定好安全边界后再进入高压的常规工作模式,新能源车型的上下电,都有这个过程。

这份专利做的什么呢?它把“互锁”从软件里拎出来了,塞进了硬件里。听着没啥?但它解决的,主要是补能场站这种高功率、多人协同、还要频繁调试升级的环境的场景。

这一层“听起来没啥”,可能就是最后的安全底线了。

专利的场景是“矩阵式功率分配”的补能系统---多个功率模块、多个用电终端,中间通过一组开关矩阵去做路由。灵活度是非常好的,可是副作用也很直接---同一条补能通路里,多组开关只要出现“同时闭合”,就可能把能量用最暴躁的方式对冲回去,轻则跳闸,重则器件炸成烟花。

过去很多系统是依靠主控 MCU 的互锁逻辑去兜底的,但逻辑哪怕写得再严谨,也挡不住现实的一些问题:调试阶段临时屏蔽、程序卡死、升级版本引入 bug、甚至固件没烧进去……

蔚来干的是啥呢?
他们的做法,是在主控和开关之间加一块“互锁逻辑电路”---把最后做安全兜底的“软件逻辑”,变成了“硬件上的闸门”。

这块电路在结构上分三段:输入模块,收开关驱动信号(闭合/断开)和开关反馈信号;互锁逻辑处理模块,主要做逻辑运算;输出模块,提供真正能落到开关端的控制信号,以及互锁告警信号。

关键词是“三态门“。
一旦判定互锁故障,就让后级三态门组进入高阻态,相当于把驱动通道直接掐断。主控这时候就算继续乱发闭合指令,也送不到开关上---硬件层面先把门关上,再谈软件怎么解释、怎么恢复。

互锁判定的核心是明确的:同一补能通路里,如果同时收到了至少两组开关的闭合驱动信号,或者在“已有开关闭合保持信号”存在的情况下又来了其他开关的闭合驱动,就输出互锁告警初始信号 InterlockAlarm,并生成开关锁定信号 OE_T。这里他们专门做了一个“开关闭合保持”环节:把各开关反馈信号先做或运算得到汇总信号,再经过延时单元得到保持信号,避免触点抖动和采样毛刺。

“重复闭合”在这里没有被当成事故。
很多状态机都会出现重复下发闭合指令的情况,比如上层控制没同步到位,或者通信过程的抖动了等等。专利在这里做了重复闭合检测:把每组开关的闭合驱动信号和该开关的反馈信号做与运算,再经或门汇总成初始重复闭合检测信号 LC1,延时后得到保持信号 LC2。LC2 为高时,第一三态门 Um 进入高阻态,互锁告警信号的输出通道被切断,这样就不会把“无害的重复闭合”刷成一堆告警噪声。

这套逻辑最后对应三条规则:已有开关闭合时,禁止其余开关闭合并告警;同一时刻出现两路及以上闭合驱动时,禁止任何开关闭合并告警;重复闭合同一只已闭合开关时不动作也不告警。

看得费劲没关系,简单说的话,它的设计整体上,很像电梯门的硬联锁---你可以按很多按钮,但门没关好的话,电梯就是不会动。

总的来说,这就是那种不太性感、但确实很救命的专利了,矩阵式功率分配,越往大规模、模块化、无人化运维走的时候,这类硬件互锁就越接近“必选项”,不然很容易会被极端工况所教育。

蔚来这个确实不错的。

发布于 广东