CN104044538B - 一种低压蓄电池的防亏电装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低压蓄电池的防亏电装置及其方法，亏电装置包括低压蓄电池模块和连接的保护板，保护板的采集单元和控制单元；低压蓄电池模块还设有搁置断开开关和紧急启动开关。在整车搁置过程中，车主按下搁置断开开关，蓄电池与整车的外部电路断开蓄电池仅处于自放电状态，若车主未按下搁置断开开关，则通过保护板使得蓄电池与整车的外部电路断开。在整车启动过程中，若搁置断开开关已被按下，则再次按下以复位即可实现车辆正常启动；若未被按下，则按下紧急启动开关通过保护板的欠压延迟保护时间实现车辆的正常启动。亏电装置结构简单操作方便，降低了在长期搁置过程中蓄电池的亏电风险。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种低压蓄电池的防亏电装置及其方法。
背景技术
电动汽车包含高压和低压两个车载电源系统，其中高压电源系统主要用于提供整车的驱动动力，而低压电源系统则主要用于对整车的低压用电器提供电源输出。目前低压电源系统的电压等级通常为12或24V，最常用的低压电源系统为铅酸蓄电池(锂离子蓄电池的使用处于正在发展的状态)。
在整车正常行驶过程中，通常是由车载电源转换模块(DC-DC)启动输出低压，输出的低压一方面给整车低压系统供电，另一方面给低压蓄电池充电；而在整车搁置或充电过程中，则是由低压蓄电池输出低压，此时整车的部分低压用电器常电工作，其产生的电流称为静态电流。电动汽车会经常出现低压蓄电池亏电的现象，究其主要原因，主要有以下两方面的因素：
其一是蓄电池本身的充电电量有限，对于电动汽车来说，其续驶里程较短，但低压蓄电池的充电机会较少而且低温环境下蓄电池的充电能力更会大大降低，导致蓄电池长期处于无法充满或者处于较低荷电量的状态；其二是整车的静态电流较大，电动汽车的静态电流一般高于20mA(有的甚至高于100mA)，若整车长时间搁置，极易造成蓄电池亏电。
低压蓄电池经常亏电会产生很多问题，首先最直接的是导致整车无法启动，只能通过外接其它低压蓄电池或者更换蓄电池来启动车辆，这会给车主带来了很大的不便；其次是蓄电池(特别是对于铅酸蓄电池)，长期亏电会大幅降低电池的使用寿命，研究表明，若铅酸蓄电池的放电深度低于50％，其循环寿命高于1000次，而若蓄电池的放电深度长期高于80％时，其循环寿命就会降低至500次以下。
为了避免长期搁置过程中产生蓄电池发生亏电，车主往往会自觉断开蓄电池正负极上的连接线，此时蓄电池仅处于自放电状态，不再对外输出电流，从而保证长时间搁置后整车仍可正常启动。但正负极上的连接线往往需要特定工具才能实现插拔，不仅操作不便，而且频繁插拔连接线还会降低连接的可靠性，给电动汽车带来安全隐患。专利(CN102717723A)提出在给电动汽车高压动力电池系统充电过程中同时给低压蓄电池充电，这在电动汽车正常使用过程中在一定程度上提高了蓄电池的防亏电能力，但仍无法解决长期搁置过程中蓄电池的亏电问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种低压蓄电池的防亏电装置及其方法，有效解决了电动汽车长期搁置后，由于低压蓄电池亏电而致使整车无法正常启动的难题。
本发明采用的技术方案具体为：一种低压蓄电池的防亏电装置，包括载于整车的低压蓄电池模块，所述低压蓄电池模块还连接有保护板，所述保护板的采集单元包括电压、电流和温度采集单元，所述保护板的控制单元包括过/欠压保护、过流保护、温度保护、继电器控制和时钟计时单元；所述低压蓄电池模块还设有可将所述低压蓄电池与整车外部电路连接和断开的搁置断开开关和紧急启动开关。
所述搁置断开开关和紧急启动开关采用按钮式结构。
所述搁置断开开关和紧急启动开关集成为同一个开关。
所述低压蓄电池模块采用二次电池，所述二次电池为铅酸电池、镍氢电池或者锂离子电池中的一种。
所述低压蓄电池模块的电压等级不高于48V。
所述低压蓄电池模块的电压等级为12V或者24V。
一种低压蓄电池的防亏电方法，包括在整车搁置过程和整车启动过程中的防亏电方法，其中：
(1)在整车搁置过程中：
若车主按下搁置断开开关，此时低压蓄电池与整车的外部电路断开，所述低压蓄电池仅处于自放电状态；
若车主未按下搁置断开开关，此时低压蓄电池处于继续向外输出静态电流的状态，则保护板对所述低压述蓄电池两端的电压V1进行实时采集和检测；
当所述V1≤所述低压蓄电池的放电截止电压V2时，所述保护板控制所述低压蓄电池与整车的外部电路断开，所述低压蓄电池仅处于自放电状态。
(2)在整车启动过程中，车主检查所述搁置断开开关是否被按下：
若所述搁置断开开关已被按下，则再次按下以复位所述搁置断开开关，所述低压蓄电池即与整车的外部电路重新连接，车辆正常启动；
若所述搁置断开开关未被按下，启动车辆：当V1＞V2时，车辆可正常启动；当V1≤V2时，车辆无法启动，此时按下紧急启动开关，保护板的欠压延迟保护时间为t，车辆正常启动。
所述低压蓄电池的放电截止电压V2为定值或者变值，所述V2大于整车启动所需的最低电压V3，所述变值是随着温度的降低而减小的变值。
所述保护板欠压延迟保护时间t≤2min。
所述保护板欠压延迟保护时间t的取值范围为10s～1min。
本发明产生的有益效果是：本发明的一种低压蓄电池的防亏电装置及其方法，大幅降低了电动汽车在长期搁置过程中蓄电池的亏电风险，保障整车长期搁置后仍可正常启动；同时还可以控制蓄电池的放电深度在理想的范围内，有效延长蓄电池的使用寿命。此外，防亏电装置的结构简单、操作方便、可靠性高，具有良好的的实用性和经济性。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种低压蓄电池的防亏电装置的结构示意图；
图2为本发明一种低压蓄电池的防亏电方法(整车搁置过程中)的流程示意图；
图3为本发明一种低压蓄电池的防亏电方法(整车启动过程中)的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示的一种低压蓄电池的防亏电装置，包括装载于整车上的低压蓄电池模块，低压蓄电池模块连接有保护板，保护板包括采集单元和控制单元，其中采集单元包括电压、电流和温度等参数的采集单元，控制单元包括过/欠压保护、过流保护、温度保护、继电器控制和时钟计时等单元；低压蓄电池模块设有可将低压蓄电池与整车外部电路连接和断开的搁置断开开关和紧急启动开关，其中的搁置断开开关和紧急启动开关采用按钮式结构，也可以将两个开关的功能集成到一个开关上。
作为较佳实施例，低压蓄电池模块采用二次电池，二次电池优选为铅酸电池、镍氢电池或者锂离子电池中的一种；低压蓄电池模块的电压等级不高于48V，优选为12V或者24V。
以下通过具体实施方式，对照图2-3，通过对比来对本发明的防亏电方法进行进一步说明：
将普通的12V/30Ah锂离子蓄电池和带有防亏电装置的12V/30Ah锂离子蓄电池分别安装于电动汽车上，整车的静态电流为25mA，整车启动所需的最低电压V3＝10.5V，则：
对于普通的12V/30Ah锂离子蓄电池，蓄电池额定电压为12.8V，容量为30Ah，将蓄电池完全充满后安装于电动汽车上，用万用表检测蓄电池两端电压为13.8V，整车搁置60天后用万用表再次检测蓄电池两端电压为9.3V，车辆无法启动；
对于带有防亏电装置及功能的12V/30Ah锂离子蓄电池，蓄电池额定电压为12.8V，容量为30Ah，蓄电池的放电截止电压V2＝12V(25℃)，(V2在本实施例中是定值，但也可以将其设定为随着温度的降低而减小的变值)(V2＞V3＝10.5V)保护板欠压延迟保护时间t＝1min，将蓄电池完全充满后安装于电动汽车上，用万用表检测蓄电池两端电压为13.7V：
(1)同时按下搁置断开开关，用万用表检测蓄电池两端电压为0V，整车搁置90天后，再次按下搁置断开开关，用万用表再次检测蓄电池两端电压为13.0V，车辆正常启动；
(2)未按下搁置断开开关，整车搁置90天后，用万用表检测蓄电池两端电压为0V，此时按下紧急启动开关，用万用表再次检测蓄电池两端电压为11.3V，(当V2为变值时，V1应该≤对应温度下的放电截止电压V2时)同时在1min内启动车辆，车辆正常启动。
可以看出，与普通的蓄电池相比，带有防亏电装置的蓄电池在上述情况下均可保障整车长期搁置后仍可正常启动。改善了电动汽车在整车长期搁置后的启动性能。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低压蓄电池的防亏电装置，其特征在于，包括载于整车的低压蓄电池模块，所述低压蓄电池模块还连接有保护板，所述保护板的采集单元包括电压、电流和温度采集单元，所述保护板的控制单元包括过/欠压保护、过流保护、温度保护、继电器控制和时钟计时单元；所述低压蓄电池模块还设有可将所述低压蓄电池与整车外部电路连接和断开的搁置断开开关和紧急启动开关；
其中，(1)在整车搁置过程中：
若车主按下搁置断开开关，此时低压蓄电池与整车的外部电路断开，所述低压蓄电池仅处于自放电状态；
若车主未按下搁置断开开关，此时低压蓄电池处于继续向外输出静态电流的状态，则保护板对所述低压述蓄电池两端的电压V1进行实时采集和检测；
当所述V1≤所述低压蓄电池的放电截止电压V2时，所述保护板控制所述低压蓄电池与整车的外部电路断开，所述低压蓄电池仅处于自放电状态；
(2)在整车启动过程中，车主检查所述搁置断开开关是否被按下：
若所述搁置断开开关已被按下，则再次按下以复位所述搁置断开开关，所述低压蓄电池即与整车的外部电路重新连接，车辆正常启动；
若所述搁置断开开关未被按下，启动车辆：当V1＞V2时，车辆可正常启动；当V1≤V2时，车辆无法启动，此时按下紧急启动开关，保护板的欠压延迟保护时间为t，车辆正常启动。
2.根据权利要求1所述的一种低压蓄电池的防亏电装置，其特征在于，所述搁置断开开关和紧急启动开关采用按钮式结构。
3.根据权利要求1所述的一种低压蓄电池的防亏电装置，其特征在于，所述搁置断开开关和紧急启动开关集成为同一个开关。
4.根据权利要求1所述的一种低压蓄电池的防亏电装置，其特征在于，所述低压蓄电池模块采用二次电池，所述二次电池为铅酸电池、镍氢电池或者锂离子电池中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种低压蓄电池的防亏电装置，其特征在于，所述低压蓄电池模块的电压等级不高于48V。
6.根据权利要求5所述的一种低压蓄电池的防亏电装置，其特征在于，所述低压蓄电池模块的电压等级为12V或者24V。
7.一种低压蓄电池的防亏电方法，其特征在于，包括在整车搁置过程和整车启动过程中的防亏电方法，其中：
(1)在整车搁置过程中：
若车主按下搁置断开开关，此时低压蓄电池与整车的外部电路断开，所述低压蓄电池仅处于自放电状态；
若车主未按下搁置断开开关，此时低压蓄电池处于继续向外输出静态电流的状态，则保护板对所述低压述蓄电池两端的电压V1进行实时采集和检测；
当所述V1≤所述低压蓄电池的放电截止电压V2时，所述保护板控制所述低压蓄电池与整车的外部电路断开，所述低压蓄电池仅处于自放电状态；
(2)在整车启动过程中，车主检查所述搁置断开开关是否被按下：
若所述搁置断开开关已被按下，则再次按下以复位所述搁置断开开关，所述低压蓄电池即与整车的外部电路重新连接，车辆正常启动；
若所述搁置断开开关未被按下，启动车辆：当V1＞V2时，车辆可正常启动；当V1≤V2时，车辆无法启动，此时按下紧急启动开关，保护板的欠压延迟保护时间为t，车辆正常启动。
8.根据权利要求7所述的一种低压蓄电池的防亏电方法，其特征在于，所述低压蓄电池的放电截止电压V2为定值或者变值，所述V2大于整车启动所需的最低电压V3，所述变值是随着温度的降低而减小的变值。
9.根据权利要求7所述的一种低压蓄电池的防亏电方法，其特征在于，所述保护板欠压延迟保护时间t≤2min。
10.根据权利要求9所述的一种低压蓄电池的防亏电方法，其特征在于，所述保护板欠压延迟保护时间t的取值范围为10s～1min。
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