CN101624021A - 一种纯电动汽车12v蓄电池工作系统及管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纯电动汽车12V蓄电池工作系统及管理方法，通过整车电器负载计算仿真，选择合适的DC DC和12V蓄电池，且通过12V蓄电池能量管理的方法，降低DC DC的功率，节约成本。

Description

一种纯电动汽车12V蓄电池工作系统及管理方法
技术领域
本发明属于汽车控制策略技术领域，涉及一种纯电动汽车12V蓄电池能量管理的方法，具体涉及一种纯电动汽车12V蓄电池工作系统及管理方法。
背景技术
能源和环境与人类的生存和发展密切相关，能源短缺和环保的要求推动了纯电动汽车的发展。纯电动的的最简单的概念是：装备了动力蓄电池和驱动电机，整车的动力源来自动力蓄电池。由于取消了发动机，用于整车12V系统供电的发电机也取消了，需要增加DC DC通过动力蓄电池给12V蓄电池充电。传统车的12V蓄电池主要是根据发动机的启动电流和峰值功率两个条件进行选型，电池类型属于功率型。
电动车DC DC的选型受整车电器平均负载和峰值负载的制约，DC DC一般设计峰值功率较大，成本较高，同时整车的12V电能，都是由动力蓄电池的电能转化过来，这样降低了整车电能携带能力，同时电能的利用效率也较低。
综上所述，现有技术中存在如下技术问题：12V蓄电池及其DC DC的选择没有合适的确定方法，并且造成了电能利用效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动汽车12V蓄电池工作系统及管理方法，通过整车电器负载计算仿真，选择合适的DC DC和12V蓄电池，且通过12V蓄电池能量管理的方法，降低DC DC的功率，节约成本。纯电动车的12V蓄电池只要满足峰值功率既可，合理的选用12V蓄电池和能量管理，可以使DC DC的功率降低，降低成本。同时也可以使整车的用电效率更高，整车所带的电能会更多。
具体技术方案如下：
一种纯电动汽车12V蓄电池工作系统，包括12V蓄电池，DC DC，整车用电器，车载充电器和整车的动力蓄电池，其中，车载充电器的输出端连接整车的动力蓄电池，DC DC的输出端连接12V蓄电池，DC DC的输入端与车载充电器的输出端共母线，整车用电器在不同工况下，通过12V蓄电池和/或DC DC和/或动力蓄电池和/或车载充电器进行供电。
还包括一常闭继电器和一常开继电器，整车未接市电或高压回路未接通时，12V蓄电池通过该常闭继电器对整车用电器供电，或，整车高压回路接通时，DC DC和12V蓄电池共同对整车用电器供电，或，市电接入时，车载充电器上电工作，该常闭继电器断开，整车用电器通过该常开继电器以及车载充电器供电。
一种使用上述工作系统的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，包括如下步骤：
(1)选择适当的DC DC；
(2)选择适当的12V蓄电池；
(3)车载充电器给整车动力蓄电池充电时，DC DC直接使用车载充电器给12V蓄电池充电。
步骤(2)具体包括如下步骤：
(2-1)计算整车用电器负载；
(2-2)计算动力蓄电池的最长续航时间；
(2-3)计算DC DC的输出功率；
(2-4)整车用电器负载的功率减去DC DC的输出功率所得到的值，乘以动力蓄电池的最长续航时间即得12V蓄电池的合适容量。
DC DC输入端与车载充电器的输出端共母线。
步骤(3)具体包括如下步骤：
(3-1)车载充电器将交流市电转变为直流高压电；
(3-2)直流高压电一部分给整车动力蓄电池充电，一部分输入DC DC；
(3-3)DC DC输出给12V蓄电池充电；
(3-4)车载充电器同时输出DC 12V电源至整车用电器和DC DC。
整车未接市电或高压回路未接通时，12V蓄电池通过一常闭继电器对整车用电器供电。
整车高压回路接通时，DC DC和12V蓄电池共同对整车用电器供电。
市电接入时，车载充电器上电工作，常闭继电器断开，整车用电器通过一常开继电器以及车载充电器供电。
电池管理系统BMS检测系统正常后，车载充电器开始给动力蓄电池充电，DC DC直接利用车载充电器输出的直流工作，给12V蓄电池充电。
本发明增加了用电效率，同时也增加了整车的携带的电能。
附图说明
图1为纯电动汽车12V蓄电池系统能量管理方法结构框图
图中：
1：市电输入
2：车载充电器
3：动力电池
4：整车用电器
5：DC/DC
6：12V蓄电池
7：常闭继电器
8：常开继电器
9：DCDC输出
10：DCDC输入
11：DC12V输出
12：DC高压输出
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
图1描述了12V蓄电池系统的连接示意图，车载充电器2把交流市电转变为直流高压电，一部分给动力蓄电池3充电，一部分给DC DC5作为输入，DC DC输出给12V蓄电池6充电。同时，车载充电器2还能输出DC 12V电源，给整车用电器4、DC DC5和动力蓄电池3的采集板提供工作电源。
本实施例的纯电动汽车12V蓄电池能量管理的方法，根据整车电器负载的需求。12V蓄电池的输出功率加上DC DC的输出功率等于整车需求的电器功率。DC DC的输出功率等于整车需求平均功率减去电池平均输出功率。12V蓄电池的能量等于平均功率乘以电动车单次充电的行驶时间。车载充电器给动力蓄电池充电的同时，DC DC输入端与车载充电器的输出端共母线，DC DC直接利用充电器输出的直流工作，给12V蓄电池充电。这样增加了用电效率，不用经过给动力蓄电池充电再输出给DC DC这个充放电过程。同时也使整车的电能增加，整车的电能等于动力蓄电池电能加上12V蓄电池的电能。具体方法可以如下
1)、首先计整车电器负载，12V蓄电池的输出功率加上DC DC的输出功率等于整车需求的电器功率。
2)、计算动力蓄电池的最长续航时间，整车的需求功率减去DC DC的输出功率后乘以动力蓄电池的最长续航时间，即为电池的容量。
3)、在整车未接市电或高压回路未接通时，整车用电器12V电源由12V蓄电池通过一个(7)常闭的继电器提供。
4)、当整车高压回路接通时整车用电器的电源由DC DC和12V蓄电池一起提供。
5)、当市电接入时，车载充电器上电工作，整车12V供电通过(8)常开继电器提供，同时(7)常闭继电器断开，由于车载充电器的12V输出功率较小，(7)常闭继电器断开，避免车载充电器的过载。通过车载充电器给整车12V用电器供电，提高了电能的利用效率。
6)、BMS检测系统正常后，车载充电器开始给动力蓄电池充电，同时DC DC工作，给12V蓄电池充电。一般充电时间是行驶时间的3倍左右，DC DC有足够的时间将12V蓄电池充满。DC DC直接利用车载充电器输出的直流工作，给12V蓄电池充电。这样增加了用电效率，不用经过给动力蓄电池充电再输出给DC DC这个充放电过程。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种纯电动汽车12V蓄电池工作系统，其特征在于，包括12V蓄电池，DC DC，整车用电器，车载充电器和整车的动力蓄电池，其中，车载充电器的输出端连接整车的动力蓄电池，DC DC的输出端连接12V蓄电池，DC DC的输入端与车载充电器的输出端共母线，整车用电器在不同工况下，通过12V蓄电池和/或DC DC和/或动力蓄电池和/或车载充电器进行供电。
2、如权利要求1所述的纯电动汽车12V蓄电池工作系统，其特征在于，还包括一常闭继电器和一常开继电器，整车未接市电或高压回路未接通时，12V蓄电池通过该常闭继电器对整车用电器供电，或，整车高压回路接通时，DC DC和12V蓄电池共同对整车用电器供电，或，市电接入时，车载充电器上电工作，该常闭继电器断开，整车用电器通过该常开继电器以及车载充电器供电。
3、一种使用如权利要求1，2所述工作系统的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择适当的DCDC；
(2)选择适当的12V蓄电池；
(3)车载充电器给整车动力蓄电池充电时，DC DC直接使用车载充电器给12V蓄电池充电。
4、如权利要求3所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，步骤(2)具体包括如下步骤：
(2-1)计算整车用电器负载；
(2-2)计算动力蓄电池的最长续航时间；
(2-3)计算DC DC的输出功率；
(2-4)整车用电器负载的功率减去DC DC的输出功率所得到的值，乘以动力蓄电池的最长续航时间即得12V蓄电池的合适容量。
5、如权利要求3所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，DC DC输入端与车载充电器的输出端共母线。
6、如权利要求3-5中任一项所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，步骤(3)具体包括如下步骤：
(3-1)车载充电器将交流市电转变为直流高压电；
(3-2)直流高压电一部分给整车动力蓄电池充电，一部分输入DC DC；
(3-3)DC DC输出给12V蓄电池充电；
(3-4)车载充电器同时输出DC 12V电源至整车用电器和DC DC。
7、如权利要求6所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，整车未接市电或高压回路未接通时，12V蓄电池通过一常闭继电器对整车用电器供电。
8、如权利要求6所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，整车高压回路接通时，DC DC和12V蓄电池共同对整车用电器供电。
9、如权利要求7或8所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，市电接入时，车载充电器上电工作，常闭继电器断开，整车用电器通过一常开继电器以及车载充电器供电。
10、如权利要求9所述的纯电动汽车12V蓄电池能量管理方法，其特征在于，电池管理系统BMS检测系统正常后，车载充电器开始给动力蓄电池充电，DC DC直接利用车载充电器输出的直流工作，给12V蓄电池充电。
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