CN101492034B - 一种车用蓄电池装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用蓄电池装置，该装置包括电容器，该电容器的两端与电压监控单元的信号采样端相连接，电容器的两端用于接蓄电池的两极，所述的电压监控单元的信号输出端接一个主控制单元，该主控制单元还与一个信号读取单元相接，该信号读取单元输入端口用于接入发动机状态输入信号线、制动状态信号线、油门状态信号线和大功率用电器状态信号线，所述的主控制单元还接有一个发电机控制单元，本发明用于解决传统车用蓄电池在汽车启动时蓄电池短时间放电馈电深度大、大电流充电对蓄电池造成大的冲击、对蓄电池长时间浮充和充电时未考虑发动机工作状态影响发动机燃油经济性的问题。

Description

一种车用蓄电池装置及其控制方法

技术领域

本发明及一种车用蓄电池装置及其控制方法，属于电子技术领域。

背景技术

车用蓄电池在使用过程中，主要有充电和放电两种工作状态，在放电状态又分为启动状态即大电流放电和用电器用电(小电流放电)状态，充电状态基本上是发动机带动低压直流发电机给电池浮充，这是传统汽车使用的经典结构。启动电池这种结构存在以下问题：

1.电压骤降，用电器工作失常。处于启动状态时，电池放电电流非常大，电池电压迅速降低，甚至低于车载用电器的工作电压，使处于工作状态的用电器(如：大灯，车载影音)工作失常或停止工作。

2.大电流放电，影响电池寿命。同样蓄电池处于启动状态，放电深度比较大，由于蓄电池是通过电化学反应产生电能，有一定的反应时间，从而使蓄电池在短时间内亏电，而蓄电池亏电的深度与次数与蓄电池寿命密切相关，影响电池寿命。

3.电池长时间浮充，加快极板老化。为了保证电池具备随时启动的能力，蓄电池处于满电浮充状态时，发电机调节器能够调整输出，以小电流浮充或输出电流为0；当用电器的用去部分电以后，发电机调节器会迅速提高发电输出，将电池充满，而后蓄电池继续处于浮充状态。长时间浮充会加速蓄电池极板的老化速度，极板寿命决定蓄电池的寿命，因此影响电池寿命。

4.对大电流充电影响电池寿命。当蓄电池亏电较深时，发电机调节器会自动调整加大充电电流，而亏电状态下，由于蓄电池化学反应时间有限，会造成对蓄电池的反向电冲击，影响电池寿命，同时降低了充电效率，影响燃油经济性。

5.未考虑发动机工作状态，影响燃油经济性。如果电池亏电发生在汽车需要大功率输出的时候，发动机处于非燃油经济区，单位质量燃油发出的能量较低，发动机整体效率低，而此时还需要用为蓄电池充电，发动机带动发电机发电将比工作在燃油经济区会消耗更多的燃油。而在整车减速或制动的时候，如果蓄电池满电，发电机调节器将发电机输出减小，制动时的能量不能够通过发动机到发电机输出，使能量白白浪费。

以上存在的问题，传统解决的方法是加大蓄电池组容量或提高蓄电池的特性指标，但是都大幅度增加了成本，还没有从蓄电池外部和发动机工作状态角度考虑节油性的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用蓄电池装置及其控制方法，用于解决传统车用蓄电池在汽车启动时蓄电池短时间放电馈电深度大、大电流充电对蓄电池造成大的冲击、对蓄电池长时间浮充和充电时未考虑发动机工作状态影响发动机燃油经济性的问题。

为实现本发明，采用如下技术方案：一种车用蓄电池装置，该装置包括电容器，该电容器的两端与电压监控单元的信号采样端相连接，电容器的两端用于接蓄电池的两极，所述的电压监控单元的信号输出端接一个主控制单元，该主控制单元还与一个信号读取单元相接，该信号读取单元输入端口用于接入发动机状态输入信号线、制动状态信号线、油门状态信号线和大功率用电器状态信号线，所述的主控制单元还接有一个发电机控制单元，所述的电容器的电容值不小于1法拉。

该装置的控制方法是：a、正常行驶时，

将蓄电池荷电电压状态设为蓄电池最高荷电电压、蓄电池平衡荷电电压和蓄电池最低荷电电压；

状态(1)，当蓄电池监控单元检测到蓄电池的荷电电压低于蓄电池平衡荷电电压时，信号读取单元读取到制动状态信号线上制动状态信号或油门状态信号线上有减速信号，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电；

状态(2)，当蓄电池监控单元检测到蓄电池的荷电电压低于蓄电池最低荷电电压时，信号读取单元读取到制动状态信号线上制动状态信号或油门状态信号线上有减速信号，同时发动机信号状态输入信号线上有表示发动机燃油经济的信号，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电至蓄电池最高荷电电压；

b、大功率用电器开启时，

当信号读取单元读取到大功率用电器状态信号线上有大功率用电器开启状态信号或者主控制器根据蓄电池电压监控单元监测的用电量大小判断大功率用电器处于开启状态时，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电。

本发明的有益效果是：本车用蓄电池装置中并联在蓄电池两极的电容器不仅在汽车启动时提供瞬时大电流，能减少蓄电池瞬时放电的馈电深度，使得汽车的启动时间缩短，减少发动机启动加浓喷油时间，提高发动机燃油经济性，而且能减小大电流充电时对蓄电池的冲击，又因为电容两端的电压瞬时不能突变保证了用电器的不断电工作，提高乘坐舒适性，同时采用本车用蓄电池装置控制方法能使蓄电池脱离浮充状态，减缓极板老化速度，延长了蓄电池的寿命，根据选择合适的充电时机给蓄电池充电，提高了燃油的经济性。

附图说明

图1是车用蓄电池装置的原理图。

具体实施方式

结合图1说明一种车用蓄电池装置，该装置包括电容器2，该电容器2的两端向外部引出导线接蓄电池10两极，向内部连接电压监控单元1的信号采样端，该蓄电池电压监控单元1的信号输出端接一个主控制单元3，该主控制单元3还接有一个信号读取单元4，该信号读取单元4用于接入发动机状态输入信号线5、制动状态信号线6、油门状态信号线7和大功率用电器状态信号线8，所述的主控制单元3接有发电机控制单元9，所述的电容器2的电容值不小于1法拉。

基于本发明中控制方法的车用蓄电池装置的工作过程为：

a、正常行驶时，

蓄电池荷电电压状态被设为蓄电池最高荷电电压(低于蓄电池的浮充电压)、蓄电池平衡荷电电压和蓄电池最低荷电电压(高于蓄电池最大馈电荷电电压)；

状态(1)，当蓄电池电压监控单元1检测到蓄电池10的荷电电压低于蓄电池平衡荷电电压时，信号读取单元4读取发动机状态输入信号线5、制动状态信号线6、油门状态信号线7和大功率用电器状态信号线8上的信号，并传递给主控制单元3，主控制单元3根据读取的信号进行判断，如整车处在减速或制动状态，主控制单元3发出控制信号给发电机控制单元9，发电机控制单元9控制发电机11给蓄电池10充电；

状态(2)，当蓄电池电压监控单元1检测到蓄电池10的荷电电压低于蓄电池最低荷电电压时，信号读取单元4读取发动机状态输入信号线5、制动状态信号线6、油门状态信号线7和大功率用电器状态信号线8上的信号，并传递给主控制单元3，主控制单元3根据读取的信号进行判断，如整车处于制动或减速状态，并且发动机工作在燃油经济区，主控制单元3发出控制信号给发电机控制单元9，发电机控制单元9控制发电机11给蓄电池10充电至蓄电池最高荷电电压；

b、用电器开启时，

信号读取单元4读取发动机状态输入信号线5、制动状态信号线6、油门状态信号线7和大功率用电器状态信号线8上的信号，或者蓄电池电压监控单元1将检测的用电量大小，一并传递给主控制单元3，主控制单元3根据信号进行判断，如用电器处于开启状态，主控制单元3发出控制信号给发电机控制单元9，发电机控制单元9控制发电机11给蓄电池10充电。

Claims (3)

1.一种车用蓄电池装置，其特征在于，该装置包括电容器，该电容器的两端与电压监控单元的信号采样端相连接，电容器的两端用于接蓄电池的两极，所述的电压监控单元的信号输出端接一个主控制单元，该主控制单元还与一个信号读取单元相接，该信号读取单元输入端口用于接入发动机状态输入信号线、制动状态信号线、油门状态信号线和大功率用电器状态信号线，所述的主控制单元还接有一个发电机控制单元；控制过程如下：正常行驶时，将蓄电池荷电电压状态设为蓄电池最高荷电电压、蓄电池平衡荷电电压和蓄电池最低荷电电压；状态(1)，当蓄电池电压监控单元检测到蓄电池的荷电电压低于蓄电池平衡荷电电压时，信号读取单元读取到制动状态信号线上制动状态信号或油门状态信号线上有减速信号，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电；状态(2)，当蓄电池监控电压单元检测到蓄电池的荷电电压低于蓄电池最低荷电电压时，信号读取单元读取到制动状态信号线上制动状态信号或油门状态信号线上有减速信号，同时发动机信号状态输入信号线上有表示发动机燃油经济的信号，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电至蓄电池最高荷电电压；b、大功率用电器开启时，当信号读取单元读取到大功率用电器状态信号线上有大功率用电器开启状态信号或者主控制器单元根据蓄电池电压监控单元监测的用电量大小判断大功率用电器处于开启状态时，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电。

2.根据权利要求1所述的车用蓄电池装置，其特征在于，所述的电容器的电容值不小于1法拉。

3.一种车用蓄电池装置的控制方法，其特征在于，

a、正常行驶时，

将蓄电池荷电电压状态设为蓄电池最高荷电电压、蓄电池平衡荷电电压和蓄电池最低荷电电压；

状态(1)，当蓄电池电压监控单元检测到蓄电池的荷电电压低于蓄电池平衡荷电电压时，信号读取单元读取到制动状态信号线上制动状态信号或油门状态信号线上有减速信号，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电；

状态(2)，当蓄电池监控电压单元检测到蓄电池的荷电电压低于蓄电池最低荷电电压时，信号读取单元读取到制动状态信号线上制动状态信号或油门状态信号线上有减速信号，同时发动机信号状态输入信号线上有表示发动机燃油经济的信号，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电至蓄电池最高荷电电压；

b、大功率用电器开启时，

当信号读取单元读取到大功率用电器状态信号线上有大功率用电器开启状态信号或者主控制器单元根据蓄电池电压监控单元监测的用电量大小判断大功率用电器处于开启状态时，发电机控制单元控制发电机给蓄电池充电。

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