CN102437618A - 电池控制装置、车辆和电池控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池控制装置、一种车辆和一种电池控制方法，其中，电池控制装置包括：信号检测模块，检测电池的工作信号，并发送至中央控制模块；所述中央控制模块，接收所述工作信号，并按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态，并根据所述工作状态，生成并发出操作指令；操作控制模块，接收所述操作指令，并根据所述操作命令控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。在该技术方案中，可以基于电池的当前状态进行相应的控制操作，来控制电池的状态变化趋势，例如，防止过充电或持续的电量流失等。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理领域，具体而言，涉及一种电池控制装置、一种车辆和一种电池控制方法。
背景技术
目前，蓄电池的应用越来越广泛，由于蓄电池的性能直接影响用电设备的使用，所以需要对蓄电池实施管理。工程车辆还没有使用比较完备的蓄电池管理系统，现有工程车辆的蓄电池管理只是简单的采集蓄电池电压值，无法显示详尽的蓄电池信息、进行报警提示以及对蓄电池工作状态的有效管理。
图1所示，就是一种车载蓄电池监控方案。其中，该方案对于连接至发电机和用电设备的蓄电池，选用了三个检测模块即电压检测模块104、温度检测模块106、电流检测模块108来分别检测电压、温度、电流信号，并输送到中央处理模块102，由中央处理模块102将电压、温度、电流转换格式后，通过CAN通讯模块110输出到外部。此外，中央处理模块102还连接实时时间模块112。
上述方案的缺点在于：
1)必须新增中央处理模块和其他多个检测模块；
2)重点在于蓄电池的监控，缺少对蓄电池的有效管理控制，如用电设备的开启/关闭管理，或蓄电池过充的管理；
3)输出的蓄电池信息较单一，缺少蓄电池信息及报警提示的载体；
4)对车辆本身改动比较大。
因此，需要一种新的用于车载蓄电池的管理控制方法，首先需要保证利用尽可能少的功能模块，并对车辆的改动比较小，另外需要监控到更加全面的电池状态信息，并能根据电池的当前状态来对其进行相关控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新的用于车载蓄电池的管理控制方法，首先需要保证利用尽可能少的功能模块，并对车辆的改动比较小，另外需要监控到更加全面的电池状态信息，并能根据电池的当前状态来对其进行相关控制。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电池控制装置200，包括：信号检测模块202，检测电池的工作信号，并发送至中央控制模块204；所述中央控制模块204，接收所述工作信号，并按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态，并根据所述工作状态，生成并发出操作指令；操作控制模块206，接收所述操作指令，并根据所述操作命令控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。在该技术方案中，可以基于电池的当前状态进行相应的通断控制操作，来控制电池的状态变化趋势，例如，防止过充电或持续的电量流失等，所述电池为一个或多个。
在上述技术方案中，优选地，所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值时，发出将所述电池与所述充电设备连接以为所述电池充电的操作指令；所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量超过第二阈值时，发出将所述电池与所述充电设备断开以停止为所述电池充电的操作指令。在该技术方案中，在电池的剩余电量超出或不足时，能够对充电设备的连接进行控制，来间接使电池状态恢复正常。一般来说，将第一阈值设置为电池容量一定百分比的最佳电量，一般为蓄电池额定容量的47％至60％，优选地，为50％，将电池电量控制在此水平以上，有助于延长电池寿命，将第二阈值设置为电池充电上限，一般为蓄电池额定容量的72％至98％，优选地，为75％，可以防止过充电现象的发生。
在上述技术方案中，优选地，所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量低于第三阈值时，发出将所述电池与所述特定用电设备外的一个或多个用电设备切断以降低所述电池的耗电的操作指令。在该技术方案中，第三阈值可以是启动特定设备的所需电量，例如对车辆而言，车载电池的剩余电量必须满足车辆发动机的启动。第三阈值一般设置为蓄电池额定容量的N至1.2N，N＝发动机的起机电量/(单个蓄电池额定容量×蓄电池数量)，进一步地，发电机的起机电量通过以下公式计算：
其中C20为每20小时(也可取其他时间值)放电率的蓄电池容量(Ah)，作为起机电量，P2max为发动机最大的输出功率(Kw)，UN为发动机的标称电压(V)。
在上述技术方案中，优选地，所述操作控制模块206包括继电器，连接所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备，并响应所述操作指令，将所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备连接或断开。在该技术方案中，继电器是能够控制电池与充电设备连接或断开的简易设备，保证该技术方案很容易实现，也可以采用其他类型的操作控制模块，例如，各种实现连接或断开的开关。
在上述技术方案中，优选地，还包括：警报模块208，所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时，发出所述警报指令，所述警报模块208接收所述警报指令后，发出警报。在该技术方案中，警报模块可以是蜂鸣器、指示灯或其他设备，可以以语音、可视等形式有效地提醒用户。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。电池和发动机同时为用电设备供电时，表明用电设备的消耗大于发动机的供电，需要电池也参与供电，在一段时间后，会导致电池电量耗尽，无法保证用电设备的正常工作，需要提示用户。
在上述技术方案中，优选地，所述中央控制模块204还根据所述工作状态生成状态信息，和/或在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时生成报警信息，发送到车载显示装置进行显示。在该技术方案中，通过在车载显示装置(仪表)显示状态信息和报警信息，避免增加其他的显示模块，实现起来相对简洁，对车身的改动也比较小。
在上述技术方案中，优选地，所述中央控制模块204为车身控制器。在该技术方案中，直接采用车身控制器来处理工作信号，可以避免加入其他模块，实现起来比较简洁。
在上述技术方案中，优选地，所述信号检测模块202包括集成传感器，同时检测多种所述工作信号。在该技术方案中，通过采用集成传感器，可以将原来需使用的多个检测模块精简化，对车身的改动比较小。
在上述技术方案中，优选地，所述工作信号包括电流信号和/或电压信号和/或温度信号，所述工作状态包括电流和/或电压和/或温度和/或剩余电量状态和/或电池健康状态和/或电池寿命和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电，其中，所述剩余电量状态包括剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值。在该技术方案中，状态信息和报警信息包括多种类型，用户可以更容易了解电池的状态。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。
本发明还提供一种车辆，包括：如上所述的电池控制装置200。在该技术方案，不但实现了对车辆电池的监控与控制，同时也保证使用模块较少，对车身的改动也较小。
本发明还提供一种电池控制方法，包括：步骤302，检测电池的工作信号；步骤304，根据所述工作信号，按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态；步骤306，根据所述工作状态，控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。在该技术方案中，可以基于电池的当前状态进行相应的通断控制操作，来控制电池的状态变化趋势，例如，防止过充电或持续的电量流失等，所述电池为一个或多个。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤306包括：在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值时，将所述电池与所述充电设备连接，为所述电池充电；在所述电池的工作状态为剩余电量超过第二阈值时，将所述电池与所述充电设备断开，停止为所述电池充电。在该技术方案中，在电池的剩余电量超出或不足时，能够对充电设备的连接进行控制，来间接使电池状态恢复正常。一般来说，将第一阈值设置为电池容量一定百分比的最佳电量，一般为蓄电池额定容量的47％至60％，优选地，为50％，将电池电量控制在此水平以上，有助于延长电池寿命，将第二阈值设置为电池充电上限，一般为蓄电池额定容量的72％至98％，优选地，为75％，可以防止过充电现象的发生。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤306包括：在所述电池的工作状态为剩余电量低于第三阈值时，将所述电池与所述特定用电设备外的一个或多个用电设备切断，降低所述电池的耗电。在该技术方案中，第三阈值可以是启动特定设备的所需电量，例如对车辆而言，车载电池的剩余电量必须满足车辆发动机的启动。第三阈值一般设置为蓄电池额定容量的N至1.2N，N＝发动机的起机电量/(单个蓄电池额定容量×蓄电池数量)，进一步地，发电机的起机电量通过以下公式计算：其中C20为每20小时(也可取其他时间值)放电率的蓄电池容量(Ah)，作为起机电量，P2max为发动机最大的输出功率(Kw)，UN为发动机的标称电压(V)。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤306包括：通过继电器将所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备连接或断开。在该技术方案中，继电器是能够控制电池与充电设备连接或断开的简易设备，保证该技术方案很容易实现，也可以采用其他类型的操作控制模块，例如，各种实现连接或断开的开关。
在上述技术方案中，优选地，还包括：在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时，发出警报。在该技术方案中，警报模块可以是蜂鸣器、指示灯或其他设备，可以以语音、可视等形式有效地提醒用户。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。电池和发动机同时为用电设备供电时，表明用电设备的消耗大于发动机的供电，需要电池也参与供电，在一段时间后，会导致电池电量耗尽，无法保证用电设备的正常工作，需要提示用户。
在上述技术方案中，优选地，还包括：根据所述工作状态生成状态信息，和/或在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时生成报警信息，并通过车载显示装置进行显示。在该技术方案中，通过在车载显示装置(仪表)显示状态信息和报警信息，避免增加其他的显示模块，实现起来相对简洁，对车身的改动也比较小。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤304包括：通过车身控制器对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态。在该技术方案中，直接采用车身控制器来处理工作信号，可以避免加入其他模块，实现起来比较简洁。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤302还包括：在存在多种所述工作信号时，通过集成传感器同时检测多种所述工作信号。在该技术方案中，通过采用集成传感器，可以将原来需使用的多个检测模块精简化，对车身的改动比较小。
在上述技术方案中，优选地，所述工作信号包括电流信号和/或电压信号和/或温度信号，所述工作状态包括电流和/或电压和/或温度和/或剩余电量状态和/或电池健康状态和/或电池寿命和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电，其中，所述剩余电量状态包括剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值。在该技术方案中，状态信息和报警信息包括多种类型，用户可以更容易了解电池的状态。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。
通过以上技术方案，可以实现一种电池控制方法、一种车辆和一种电池控制装置，利用了尽可能少的功能模块，并对车辆的改动比较小，另外可以监控到更加全面的电池状态信息，并能根据电池的当前状态来对其进行相关控制。
附图说明
图1是根据现有技术的电池监控方法的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的电池控制装置的框图；
图3是根据本发明的一个实施例的电池控制方法的流程图；
图4是根据本发明的一个实施例的电池控制装置的示意图；
图5是根据本发明的一个实施例的电池控制装置的工作示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
图2是根据本发明的一个实施例的电池控制装置的框图。
如图2所示，本发明提供一种电池控制装置200，包括：信号检测模块202，检测电池的工作信号，并发送至中央控制模块204；所述中央控制模块204，接收所述工作信号，并按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态，并根据所述工作状态，生成并发出操作指令；操作控制模块206，接收所述操作指令，并根据所述操作命令控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。在该技术方案中，可以基于电池的当前状态进行相应的通断控制操作，来控制电池的状态变化趋势，例如，防止过充电或持续的电量流失等，所述电池为一个或多个。
在上述技术方案中，所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值时，发出将所述电池与所述充电设备连接以为所述电池充电的操作指令；所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量超过第二阈值时，发出将所述电池与所述充电设备断开以停止为所述电池充电的操作指令。在该技术方案中，在电池的剩余电量超出或不足时，能够对充电设备的连接进行控制，来间接使电池状态恢复正常。一般来说，将第一阈值设置为电池容量一定百分比的最佳电量，一般为蓄电池额定容量的47％至60％，优选地，为50％，将电池电量控制在此水平以上，有助于延长电池寿命，将第二阈值设置为电池充电上限，一般为蓄电池额定容量的72％至98％，优选地，为75％，可以防止过充电现象的发生。
在上述技术方案中，所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量低于第三阈值时，发出将所述电池与所述特定用电设备外的一个或多个用电设备切断以降低所述电池的耗电的操作指令。在该技术方案中，第三阈值可以是启动特定设备的所需电量，例如对车辆而言，车载电池的剩余电量必须满足车辆发动机的启动。第三阈值一般设置为蓄电池额定容量的N至1.2N，N＝发动机的起机电量/(单个蓄电池额定容量×蓄电池数量)，进一步地，发电机的起机电量通过以下公式计算：
其中C20为每20小时(也可取其他时间值)放电率的蓄电池容量(Ah)，作为起机电量，P2max为发动机最大的输出功率(Kw)，UN为发动机的标称电压(V)。
在上述技术方案中，所述操作控制模块206包括继电器，连接所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备，并响应所述操作指令，将所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备连接或断开。在该技术方案中，继电器是能够控制电池与充电设备连接或断开的简易设备，保证该技术方案很容易实现，也可以采用其他类型的操作控制模块，例如，各种实现连接或断开的开关。
在上述技术方案中，优选地，还包括：警报模块208，所述中央控制模块204在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时，发出所述警报指令，所述警报模块208接收所述警报指令后，发出警报。在该技术方案中，警报模块可以是蜂鸣器、指示灯或其他设备，可以以语音、可视等形式有效地提醒用户。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。电池和发动机同时为用电设备供电时，表明用电设备的消耗大于发动机的供电，需要电池也参与供电，在一段时间后，会导致电池电量耗尽，无法保证用电设备的正常工作，需要提示用户。
在上述技术方案中，所述中央控制模块204还根据所述工作状态生成状态信息，和/或在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时生成报警信息，发送到车载显示装置进行显示。在该技术方案中，通过在车载显示装置(仪表)显示状态信息和报警信息，避免增加其他的显示模块，实现起来相对简洁，对车身的改动也比较小。
在上述技术方案中，所述中央控制模块204为车身控制器。在该技术方案中，直接采用车身控制器来处理工作信号，可以避免加入其他模块，实现起来比较简洁。
在上述技术方案中，所述信号检测模块202包括集成传感器，同时检测多种所述工作信号。在该技术方案中，通过采用集成传感器，可以将原来需使用的多个检测模块精简化，对车身的改动比较小。
在上述技术方案中，所述工作信号包括电流信号和/或电压信号和/或温度信号，所述工作状态包括电流和/或电压和/或温度和/或剩余电量状态和/或电池健康状态和/或电池寿命和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电，其中，所述剩余电量状态包括剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值。在该技术方案中，状态信息和报警信息包括多种类型，用户可以更容易了解电池的状态。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。
本发明还提供一种车辆，包括：如上所述的电池控制装置200。在该技术方案，不但实现了对车辆电池的监控与控制，同时也保证使用模块较少，对车身的改动也较小。
图3是根据本发明的一个实施例的电池控制方法的流程图；
如图3所示，本发明还提供一种电池控制方法，包括：步骤302，检测电池的工作信号；步骤304，根据所述工作信号，按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态；步骤306，根据所述工作状态，控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。在该技术方案中，可以基于电池的当前状态进行相应的通断控制操作，来控制电池的状态变化趋势，例如，防止过充电或持续的电量流失等，所述电池为一个或多个。
在上述技术方案中，所述步骤306包括：在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值时，将所述电池与所述充电设备连接，为所述电池充电；在所述电池的工作状态为剩余电量超过第二阈值时，将所述电池与所述充电设备断开，停止为所述电池充电。在该技术方案中，在电池的剩余电量超出或不足时，能够对充电设备的连接进行控制，来间接使电池状态恢复正常。一般来说，将第一阈值设置为电池容量一定百分比的最佳电量，一般为蓄电池额定容量的47％至60％，优选地，为50％，将电池电量控制在此水平以上，有助于延长电池寿命，将第二阈值设置为电池充电上限，一般为蓄电池额定容量的72％至98％，优选地，为75％，可以防止过充电现象的发生。
在上述技术方案中，所述步骤306包括：在所述电池的工作状态为剩余电量低于第三阈值时，将所述电池与所述特定用电设备外的一个或多个用电设备切断，降低所述电池的耗电。在该技术方案中，第三阈值可以是启动特定设备的所需电量，例如对车辆而言，车载电池的剩余电量必须满足车辆发动机的启动。第三阈值一般设置为蓄电池额定容量的N至1.2N，N＝发动机的起机电量/(单个蓄电池额定容量×蓄电池数量)，进一步地，发电机的起机电量通过以下公式计算：
其中C20为每20小时(也可取其他时间值)放电率的蓄电池容量(Ah)，作为起机电量，P2max为发动机最大的输出功率(Kw)，UN为发动机的标称电压(V)。
在上述技术方案中，所述步骤306包括：通过继电器将所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备连接或断开。在该技术方案中，继电器是能够控制电池与充电设备连接或断开的简易设备，保证该技术方案很容易实现，也可以采用其他类型的操作控制模块，例如，各种实现连接或断开的开关。
在上述技术方案中，还包括：在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时，发出警报。在该技术方案中，警报模块可以是蜂鸣器、指示灯或其他设备，可以以语音、可视等形式有效地提醒用户。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。电池和发动机同时为用电设备供电时，表明用电设备的消耗大于发动机的供电，需要电池也参与供电，在一段时间后，会导致电池电量耗尽，无法保证用电设备的正常工作，需要提示用户。
在上述技术方案中，还包括：根据所述工作状态生成状态信息，和/或在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时生成报警信息，并通过车载显示装置进行显示。在该技术方案中，通过在车载显示装置(仪表)显示状态信息和报警信息，避免增加其他的显示模块，实现起来相对简洁，对车身的改动也比较小。
在上述技术方案中，所述步骤304包括：通过车身控制器对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态。在该技术方案中，直接采用车身控制器来处理工作信号，可以避免加入其他模块，实现起来比较简洁。
在上述技术方案中，所述步骤302还包括：在存在多种所述工作信号时，通过集成传感器同时检测多种所述工作信号。在该技术方案中，通过采用集成传感器，可以将原来需使用的多个检测模块精简化，对车身的改动比较小。
在上述技术方案中，所述工作信号包括电流信号、电压信号和/或温度信号，所述工作状态包括电流和/或电压和/或温度和/或剩余电量状态和/或电池健康状态和/或电池寿命和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电，其中，所述剩余电量状态包括剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值。在该技术方案中，状态信息和报警信息包括多种类型，用户可以更容易了解电池的状态。第一阈值、第二阈值、第三阈值即为电池最佳电量、充电上限和启动某些设备的所需电量。
本发明的一个实施例的车载电池控制装置如图4所示。
由于车身控制器(BCM)现在大量使用，而且控制器(BCM)同时控制着用电设备(功率驱动)，对于蓄电池的检测和相应的控制操作，可以不需要增加新的控制器及相应线束等，只需加装蓄电池传感器和按照要求修改控制器(BCM)内部程序即可。
如图4所示，本实施例中只在原车上加装集成传感器404、继电器406和蜂鸣器410(或其他语音装置)即可，具体地，在工程车辆两个蓄电池的正负之间加装一个集成传感器404，在发电机408和蓄电池402之间加装一个继电器406，在车身控制器416输出端加装一个蜂鸣器410，通过车身控制器416进行数据计算分析和逻辑控制。
工作原理：通过集成式传感器404采集蓄电池402的电压、电流和温度，通过CAN或LIN总线传给车身控制器416，通过车身控制器416预先设计好的程序分析计算，得出蓄电池状态信息和一些报警信息，并通过CAN总线显示在显示器或车载仪表412上，对于报警还通过蜂鸣器410(由车身控制器416控制)引起驾驶员的注意；在电池荷电量低于发电机的起机电量情况下(影响下一次起机)，通过车身控制器416强行关掉某些用电设备(包括收音器、阅读等和其他用电设备414)，进一步地，发电机的起机电量通过以下公式计算：
其中C20为每20小时(也可取其他时间值)放电率的蓄电池容量(Ah)，作为起机电量，P2max为发动机最大的输出功率(Kw)，UN为发动机的标称电压(V)；电池荷电量＞75％，断开继电器406(K1)，发电机408不对蓄电池402充电；如果电池荷电量＜50％，则接通继电器406(K1)，为蓄电池402充电，能达到延长蓄电池寿命和节能目的。
采用集成式传感器404，能同时测量蓄电池电压、电流和温度，并通过CAN总线或LIN总线与车身控制器416通讯。
对数据的处理及对蓄电池402的管理借助车辆原有的车身控制器416。根据当前蓄电池的运行状态，经过车身控制器416计算分析后，得出蓄电池的剩余电量、电池的健康状态和电池寿命等信息。
在当前蓄电池不同工作状态下，进行分级报警(显示器或车载仪表412提示报警+蜂鸣器410报警)。在电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电情况下提示，在车载仪表上显示并且蜂鸣器410报警(时间可由车身控制器416控制)，提示驾驶员；如果电池荷电量低于下次起机时所需的电量，则强制关闭某些用电设备(包括收音器、阅读等和其他用电设备414)，在车载仪表上显示并且蜂鸣器410报警，提示驾驶员；如果电池荷电量＞75％，在车载仪表上显示，提示驾驶员，并断开继电器406(K1)；如果电池荷电量＜50％，在车载仪表上显示，提示驾驶员，并接通继电器406(K1)，为蓄电池充电，能达到延长蓄电池寿命和节能目的。
将得到蓄电池信息和报警信息通过CAN总线在显示器或车载仪表412上显示，主要信息显示如下：
a、蓄电池状态信息：剩余电量(以百分数显示)、电池健康状态(以三种不同颜色表示，优选地，红色表示不健康状态；黄色表示亚健康状态；绿色表示健康状态。)、电池的寿命(以小时为单位显示)、常规信息(电流、电压)。
b、报警信息：在电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电情况下在车载仪表上显示，并且蜂鸣器410报警(时间可由车身控制器416控制)，提示驾驶员；电池荷电量低于50％或电池荷电量高于75％时，在车载仪表上显示，提示驾驶员；电池荷电量低于下次起机时所需的电量，则强制关闭某些用电设备(包括收音器、阅读等和其他用电设备414)，确保下次能起机，在车载仪表上显示并且蜂鸣器410报警，提示驾驶员。
本实施例中的电池控制装置的优点在于：
1)减少检测模块和不需加装控制模块，加装装置比较少，而且对原车改动非常小。
2)在蓄电池严重亏电情况下能强行关闭某些用电设备，确保下一次起机。
3)防止蓄电池过充，达到延长蓄电池寿命和节能目的。
4)电池信息显示详尽，报警装置容易引起驾驶员的注意。
图5是上述电池控制装置的工作示意图。
根据图5所示，1)传感器采集电池信号：电压、电流和温度，通过CAN总线传给车身控制器；2)控制器对信号进行分析计算，结合控制器里预先设计好的程序，得出电池相关状态信息；3)根据电池状态信息，结合控制器里的程序，发出信号控制用电设备的关断、车载仪表的显示、蜂鸣器的讯响、继电器的关断等。
本实施例中的电池控制装置的特点可总结如下：
1)借助车辆本身的车身控制器416(其他类似控制器)、显示器或车载仪表412，利用了车辆本身设备，对车身改动较小。
2)集成传感器404可以同时监测电池402工作状态三大关键参数的电流(I)，电压(V)和温度(T)；集成传感器404通过CAN总线或LIN总线与控制器相互通讯。采用了集成传感器，减少了使用的检测模块数量。
3)通过车身控制器416计算和车身控制器416预设的程序，得出蓄电池402的荷电量、电池健康状态、电池的寿命和常规信息。
4)如果电池荷电量＞75％，则通过车身控制器416控制继电器406(K1)，然后控制电池的充电断开；如果电池荷电量＜50％，则接通继电器406(K1)，为蓄电池402充电，能达到延长蓄电池寿命和节能目的。
5)如在电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电情况下，在车载仪表上显示，提示驾驶员关掉某些用电设备。
6)在当前蓄电池不同工作状态下，进行分级报警。在电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电情况下在车载仪表上显示，并且蜂鸣器410报警(时间可由车身控制器416控制)，提示驾驶员；电池荷电量低于50％或电池荷电量高于75％时，在车载仪表上显示，提示驾驶员；电池荷电量低于下次起机时所需的电量，则强制关闭某些用电设备(包括收音器、阅读等和其他用电设备414)，确保下次能起机，在车载仪表上显示并且蜂鸣器410报警，提示驾驶员。
7)对蓄电池402的信息以及报警提示都通过CAN总线显示在显示器或车载仪表412上；对报警提示还通过蜂鸣器410引起驾驶员的注意。主要信息显示如下：
a、蓄电池状态信息：剩余电量(以百分数显示)、电池健康状态(以三种不同颜色表示，优选地，红色表示不健康状态；黄色表示亚健康状态；绿色表示健康状态。)、电池的寿命(以小时为单位显示)、常规信息(电流、电压)。
b、报警信息：在电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电情况下在车载仪表上显示，并且蜂鸣器410报警(时间可由车身控制器416控制)，提示驾驶员；电池荷电量低于50％或电池荷电量高于75％时，在车载仪表上显示，提示驾驶员；电池荷电量低于下次起机时所需的电量，则强制关闭某些用电设备(包括收音器、阅读等和其他用电设备414)，确保下次能起机，在车载仪表上显示并且蜂鸣器410报警，提示驾驶员。
其中，1)对于继电器406(K1)，可以是别的装置，只要车身控制器给此装置一个信号(本方案是控制继电器406(K1)的线圈)，就可以控制对蓄电池402充电的通与断。2)报警装置：蜂鸣器410，别的语音装置可替代。
综上所述，通过以上技术方案，可以实现一种电池控制装置、一种车辆和一种电池控制方法，相比于现有技术，使用一个传感器能同时测量三个变量，通过CAN总线传给车身控制器；借助车辆底盘本身的车身控制器(BCM)，成本比较低，对原车改动也比较少。在蓄电池的管理方面有所创新，比如可以控制蓄电池的充断电、用电设备可以在某种情况下被强行关闭。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种电池控制装置(200)，其特征在于，包括：
信号检测模块(202)，检测电池的工作信号，并发送至中央控制模块(204)；
所述中央控制模块(204)，接收所述工作信号，并按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态，并根据所述工作状态，生成并发出操作指令；
操作控制模块(206)，接收所述操作指令，并根据所述操作命令控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。
2.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述中央控制模块(204)在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值时，发出将所述电池与所述充电设备连接以为所述电池充电的操作指令，其中，所述第一阈值为所述电池的额定容量的47％至60％；
所述中央控制模块(204)在所述电池的工作状态为剩余电量超过第二阈值时，发出将所述电池与所述充电设备断开以停止为所述电池充电的操作指令，其中，所述第二阈值为所述电池的额定容量的72％至98％。
3.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述中央控制模块(204)在所述电池的工作状态为剩余电量低于第三阈值时，发出将所述电池与所述特定用电设备外的一个或多个用电设备切断以降低所述电池的耗电的操作指令，其中，所述第三阈值为启动特定设备的所需电量的1到1.2倍。
4.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述操作控制模块(206)包括继电器，连接所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备，并响应所述操作指令，将所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备连接或断开。
5.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，还包括：
警报模块(208)，所述中央控制模块(204)在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时，发出所述警报指令，所述警报模块(208)接收所述警报指令后，发出警报。
6.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述中央控制模块(204)还根据所述工作状态生成状态信息，和/或在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时生成报警信息，发送到车载显示装置进行显示。
7.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述中央控制模块(204)为车身控制器。
8.根据权利要求1所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述信号检测模块(202)包括集成传感器，同时检测多种所述工作信号。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池控制装置(200)，其特征在于，所述工作信号的包括电流信号和/或电压信号和/或温度信号，所述工作状态包括电流和/或电压和/或温度和/或剩余电量状态和/或电池健康状态和/或电池寿命和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电，其中，所述剩余电量状态包括剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值。
10.一种车辆，其特征在于，包括：
如权利要求1至9中任一项所述的电池控制装置(200)。
11.一种电池控制方法，其特征在于，包括：
步骤302，检测电池的工作信号；
步骤304，根据所述工作信号，按预定方式对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态；
步骤306，根据所述工作状态，控制所述电池与所述电池的充电设备和/或用电设备之间的通断。
12.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，所述步骤306包括：
在所述电池处的工作状态为剩余电量低于第一阈值时，将所述电池与所述充电设备连接，为所述电池充电，其中，所述第一阈值为所述电池的额定容量的47％至60％；
在所述电池的工作状态为剩余电量超过第二阈值时，将所述电池与所述充电设备断开，停止为所述电池充电，其中，所述第二阈值为所述电池的额定容量的72％至98％。
13.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，所述步骤306包括：
在所述电池的工作状态为剩余电量低于第三阈值时，将所述电池与所述特定用电设备外的一个或多个用电设备切断，降低所述电池的耗电，其中，所述第三阈值为启动特定设备的所需电量的1到1.2倍。
14.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，所述步骤306包括：
通过继电器将所述电池与所述充电设备和/或所述用电设备连接或断开。
15.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，还包括：
在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时，发出警报。
16.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述工作状态生成状态信息，和/或在所述电池的工作状态为剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值，和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电时生成报警信息，并通过车载显示装置进行显示。
17.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，所述步骤304包括：
通过车身控制器对所述工作信号进行处理，以得到所述电池的工作状态。
18.根据权利要求11所述的电池控制方法，其特征在于，所述步骤302还包括：
在存在多种所述工作信号时，通过集成传感器同时检测多种所述工作信号。
19.根据权利要求11至18任一项所述的电池控制方法，其特征在于，所述工作信号包括电流信号和/或电压信号和/或温度信号，所述工作状态包括电流和/或电压和/或温度和/或剩余电量状态和/或电池健康状态和/或电池寿命和/或所述电池和预设的发动机同时为所述用电设备供电，其中，所述剩余电量状态包括剩余电量低于第一阈值或超过第二阈值或低于第三阈值。
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