CN105529762A - 电动车辆的电力供应装置、电力供应方法及电池传感器 - Google Patents

Abstract

一种电动车辆的电力供应装置、电力供应方法及电池传感器，所述电力供应系统用于在电动车辆的点火装置关闭时稳定地并有效地向连接的外部设备供应电力。电动车辆的电力供应装置可包括：主电池；辅助电池；电力转换器，用于转换来自主电池的电力并利用转换的电力使辅助电池再充电；端口，用于在电动车辆的点火装置关闭时通过接收来自辅助电池的电力使连接的外部设备再充电；以及电池传感器，用于监测辅助电池的充电状态(SoC)并且根据SoC起动电力转换器。

Description

电动车辆的电力供应装置、电力供应方法及电池传感器

相关申请的交叉引证

本申请要求于2014年10月20日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.2014-0141643的优先权和权益，其全部内容通过引证的方式结合于此。

技术领域

本公开涉及一种电动车辆，并且更具体地，涉及一种在电动车辆的点火装置关闭时能够向连接的外部设备稳定且有效地供应电力的电力供应系统，以及控制该电力供应系统的方法。

背景技术

通常，车辆在起动时使用电池，并且车辆包括电池和交流发电机以向车辆的内部灯或者电气设备(例如仪表板和空调)供应电力。换言之，当在起动车辆时使起动电机旋转以驱动发动机时，操作通过风扇皮带连接至发动机的交流发电机，从而对车辆的电池进行再充电。

在电动车辆中，主电池和电机用作发动机。通常，主电池具有高电压(例如，约330V)。此外，除了主电池，电动车辆还包括辅助电池。辅助电池操作电动开关以将主电池的对应于高电压的电力输送至电机控制单元(MCU)，或者起缓冲器的作用，以维持车辆中由低电压(例如，12V)电力所驱动的多种设备操作时的电压平衡。

近来，随着诸如智能电话的移动设备的普及，移动设备在车辆中频繁地使用包括在车辆中的端口(例如，通用串行总线(USB)端口)再充电。然而，在电动车辆中，当点火装置关闭时，主电池的电力被切断，并且因此电力未供应至USB端口。因此，移动设备不能再充电。在一些车辆中，辅助电池的电力可以供应至USB端口。然而，在该情况下，担心的是辅助电池可能过度放电。因此，无法将电力供应至电机控制器，并且无法操作车辆。

发明内容

本发明的目标是提供一种即使当点火装置关闭时也能够使电力供应至电动车辆中的特定端口的电力供应装置，并提供一种控制该电力供应装置的方法。

具体地，本发明的另一目标是提供一种当电力通过辅助电池供应至特定端口时能够防止辅助电池过度放电的电力供应装置，并提供一种控制该电力供应装置的方法。

本发明解决的技术问题并不局限于上述技术问题，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解本文中未提到的其他技术问题。

为了实现如在本文中体现并广泛描述的这些目标及其他优势，并且根据本发明的目的，电动车辆的电力供应装置包括：主电池；辅助电池；电力转换器，用于转换来自主电池的电力并利用转换的电力使辅助电池再充电；端口，用于在电动车辆的点火装置关闭时通过来自辅助电池的电力使连接的外部设备再充电；以及电池传感器，用于监测辅助电池的充电状态(SoC)并且根据SoC起动电力转换器。

在本发明的另一方面中，电动车辆的供应电力的方法包括在电动车辆的点火装置关闭的状态下检测外部设备连接至通过辅助电池供应电力的端口；通过端口的检测器检测充电电流；当检测的充电电流大于或等于第一阈值时，通过电池传感器监测辅助电池的SoC；以及根据SoC通过电池传感器起动使用主电池的电力对辅助电池进行再充电的电力转换器。

在本发明的另一方面中，电池传感器包括：控制器局域网(CAN)收发器，用于与外部设备交换信号；SoC传感器，用于检测辅助电池的SoC；以及控制器，用于当电动车辆的点火装置关闭时在从端口的检测器接收到充电电流信息时监测辅助电池的SoC，并且根据辅助电池的SoC起动使用主电池的电力对辅助电池进行再充电的电力转换器。

附图说明

附图示出了本发明的实施方式以及说明以用于解释本发明的原理，附图提供了对本发明进一步的理解，并且附图结合并组成本申请的一部分。在附图中：

图1是示出了根据本发明的实施方式的电动车辆的电力供应装置的配置的实例的框图；

图2是示出了根据本发明的实施方式的电动车辆的供应电力的操作的实例的流程图；并且

图3是示出了向根据本发明的实施方式的电动车辆的通用串行总线(USB)端口供应电力的操作的实例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细说明与本发明相关的电动车辆的电力供应装置。本文中电动车辆的元件的后缀“模块”和“单元”是为了便于说明，因此可以互换地使用后缀“模块”和“单元”并且不具有任何区别的含义或功能。

在根据本发明的实施方式的电动车辆中，当外部设备在点火装置关闭的状态下连接至向外部设备供应电力的端口时，使用辅助电池的电力开始再充电。在这种情况下，根据辅助电池的状态使用主电池的电力可以防止辅助电池过度放电。另外，根据本发明，当通过端口的电力供应(例如，连接的外部设备的再充电)完成时，可以通过远程信息处理系统(atelematicssystem，移动车载信息系统)将完成报告至外部。

将参考图1描述根据本发明的电力供应装置的上述配置。

图1示出了根据本发明的实施方式的电动车辆的电力供应装置的配置的实例。

图1示出在点火装置关闭的状态下，向根据本发明的电动车辆中的特定端口稳定地供应电力所必需的组件。即使电动车辆还包括多种组件(包括电机)，但是本文仅阐明与本发明相关的组件。

参考图1，主电池110、电力转换器(例如，低直流(DC)-DC转换器(LDC))120、辅助电池130、端口140、电池传感器(例如，智能电池传感器(IBS))150以及远程信息处理通信单元160参与根据本发明的电力供应。在下文中，将更详细地描述各个组件。

首先，主电池110向电动车辆驱动系统中最重要的电机供应电力，并且在车辆起动之后向车辆中的由电力驱动的多种设备供应电力。通常，主电池110具有高电压(例如，约330V)。

电力转换器120可以将主电池110的电压转换为低电压以使辅助电池130再充电。电力转换器120可以与端口140的检测器141相连。在电动车辆的点火装置关闭的状态下，检测器141可以通过接线传输唤醒信号以唤醒电力转换器120，以下将对此进行更详细地描述。

如上文描述的，辅助电池130操作电动开关以将主电池110的对应于高电压的电力输送至电机控制单元(MCU)，或者辅助电池起缓冲器的作用，以用于在操作车辆中低电压(例如，12V)驱动的多种设备时维持电压平衡。另外，在点火装置关闭的状态下，辅助电池130向端口140供应电力。例如，辅助电池130的B+线路可以连接至端口140以供应稳定的电力。

端口140用作用于连接至外部设备的装置。通过这种方法，电力可以传输至连接的外部设备，并且可以根据配置执行数据交换。端口140的实例可以包括通用串行总线(USB)端口。端口140包括检测器141，并且检测器141可以通过测量供应至通过端口140连接的外部设备的电流确定外部设备的再充电是否在进行中/完成。例如，普通智能电话消耗1A的充电电流，平板个人电脑(PC)消耗2A的充电电流。因此，当特定的电流值(例如，100mA)或更大的电流保持某段时间时或保持更长的时间段时，可以确定正在进行再充电。否则，可以确定再充电完成。

随后，电池传感器150可以从辅助电池130接收关于充电状态(SoC)的信息，基于接收的信息确定是否起动电力转换器120，并将起动控制信号传送至电力转换器120。例如，当辅助电池130的SoC是85％或者更少时，可以起动电力转换器120。在该情况下，辅助电池130可以通过来自电力转换器120的转换的电力来再充电，并且同时，辅助电池130可以通过存储在其中的电力对外部设备进行再充电。此外，依据从检测器141接收充电电流测量值来确定连接至端口140的外部设备的再充电完成，电池传感器150可以将该确定内容作为事件信息向远程信息处理通信单元160报告。根据配置，而不是充电电流测量值，检测器141可以仅向电池传感器150传送指示再充电在进行中或者再充电完成的信息。

远程信息处理通信单元160可以根据从电池传感器150接收的事件信息向预定设备或者联系信息(contactinformation)传送对应于事件信息的信号。例如，当设备通过USB端口的再充电完成时，显示“连接至电动车辆中的USB端口的设备的再充电已完成。”的文本信息可以通过远程信息处理通信单元160传输至用户登记的号码。

尽管未示出，电池传感器150可包括用于检测辅助电池的SoC的SoC传感器、用于与另一组件通信的控制器局域网(CAN)收发器以及用于控制SoC和CAN收发器的控制器。

在下文中，将描述通过具有上述配置的电力供应系统向点火装置关闭的电动车辆中的端口供应电力的操作。

图2是示出了根据本发明的实施方式的电动车辆的供应电力的操作的实例的流程图。

参考图2，响应于在S210中的电动车辆的点火装置关闭的状态下连接至端口140的外部设备，在S220中，可以通过检测器141检测充电电流。在这种情况下，从辅助电池130向端口140供应电力。

在S230中，当检测的充电电流大于第一预定阈值时，检测器141将信息报告给电池传感器150，并且在S250中，监测辅助电池130的SoC。

在S260中，当辅助电池130的SoC小于或等于第二预定阈值时，在S280中，电池传感器150可以起动电力转换器120或者保持电力转换器120打开。相反，当辅助电池130的SoC大于第二预定阈值时，在S270中，电池传感器150未起动电力转换器120或者停用电力转换器120。这可以包括控制起动的电力转换器120的操作。

同时，在S230中，当检测的充电电流低于第一预定阈值时，在S240A中，电池传感器150可以确定不必对连接的设备进行再充电以暂停监测辅助电池130并根据需要使辅助电池130无效。当在电力转换器120响应于连接的外部设备的再充电起动而唤醒之后充电电流变为低于检测器141中的第一阈值时，可以执行S240A。在该情况下，电池传感器150可以通过事件信息通知远程信息处理通信单元160再充电的完成，并且远程信息处理通信单元160可以在步骤S240B处将信息报告给预定设备或者联系信息。

在下文中，参考图3，通过在端口140对应于USB端口时使具体的充电电流值和具体的SoC值假设为实例，将详细地描述根据本实施方式的供应电力的操作。

图3是示出了根据本发明的实施方式的向电动车辆的USB端口供应电力的操作的实例的流程图。

在图3中，假设第一阈值对应于100mA，第二阈值对应于85％，并且智能设备(例如，智能电话)在电动车辆的点火装置关闭之后连接至USB端口。

参考图3，智能设备可以在S301中电动车辆的点火装置关闭的状态下在S302中连接至USB端口140。当在USB端口中检测到D+/D-电压时，检测器141在S304中确定是否在USB端口中检测10秒或更长时间的100mA或更大的充电电流。当充电电流的状况未检测时，检测器141在S305中确定连接的智能设备的再充电完成。当充电电流的状况被检测时，检测器141在S306中向电力转换器120传输唤醒信号。此后，电池传感器150监测辅助电池130的SoC以在S307中确定SoC是否是85％或更少。当SoC是85％或更少时，电池传感器150在S308中起动电力转换器120或者保持电力转换器120打开以使得辅助电池130在S309中再充电。在这种情况下，车辆控制单元(VCU)、MCU以及电池管理系统(BMS)可以一起起动以使电力转换器120起动。相反地，当SoC是85％或更多时，可以在S311中不起动VCU/MCU/BMS。

当在S310中起动再充电之后充电电流变为100mA或更小时，检测器141确定连接的智能设备的再充电完成。然后，电力转换器120可以使用群集(cluster)报告再充电完成，从而在S312中可视化地通知用户再充电完成。另外，响应于在S313中关闭VCU/MCU/BMS，电力转换器120(如果打开)可以在S314中关闭。

如上文描述的，当在起动之后确定再充电完成时，电池传感器150可以通知远程信息处理通信单元160再充电完成。

总之，本发明具有如下描述的超过传统技术的优势。

传统的用于车辆的USB再充电系统具有只有在车辆被驱动时才可以执行再充电的缺点。因此，当驱动距离短时，由于驱动时间短，智能电话可能再充电不足。另一方面，根据本发明，即使当电动车辆的起动完成时，诸如智能电话等的外部设备也可以再充电，无需担心辅助电池可能的过度放电。此外，当再充电完成时，可以通过远程信息处理系统传输信息。因此，即使当用户在通过车辆的USB端口使平板PC再充电之后空出位置时，用户可以通过远程信息处理系统通过传输至用户的智能电话的消息方便地验证再充电是否完成。

上述时间同步的方法可以通过结合所有的或者选择性地一些相应的实施方式来配置，而不是限制性地应用以上实施方式的配置和方法，以使得能以不同的方式修改实施方式。

根据本发明，可以向特定端口供应电力并且因此即使当在电动车辆中点火装置关闭时也可以对移动设备进行再充电。

具体地，根据本发明，当电力通过辅助电池供应至特定端口时，电力可以根据辅助电池的SoC从主电池供应至辅助电池，因此可以防止辅助电池放电。

可以从本发明获得的效果并不局限于上述的效果，并且本领域中的技术人员从以上描述中可以清楚的理解本文中未提到的其他效果。

Claims (20)

1.一种电动车辆的电力供应装置，包括：

主电池；

辅助电池；

电力转换器，所述电力转换器用于转换来自所述主电池的电力并利用转换的电力使所述辅助电池再充电；

端口，所述端口用于在所述电动车辆的点火装置关闭时通过来自所述辅助电池的电力使连接的外部设备再充电；以及

电池传感器，所述电池传感器用于监测所述辅助电池的充电状态并根据所述充电状态起动所述电力转换器。

2.根据权利要求1所述的电力供应装置，其中，所述端口包括检测器，所述检测器用于检测所述外部设备的充电电力。

3.根据权利要求2所述的电力供应装置，其中：

所述检测器连接至所述电力转换器，并且

当检测的所述充电电力大于或等于第一阈值时，所述检测器向所述电力转换器传输唤醒信号。

4.根据权利要求3所述的电力供应装置，其中，在所述电力转换器由所述唤醒信号唤醒之后，当所述充电状态小于或等于第二阈值时，所述电池传感器起动所述电力转换器。

5.根据权利要求4所述的电力供应装置，其中，车辆控制单元、电机控制单元以及电池管理系统在所述电力转换器起动时被激活。

6.根据权利要求3所述的电力供应装置，所述电力供应装置还包括远程信息处理通信单元，所述远程信息处理通信单元用于将无线电信号传输至外部设备，

其中，当检测的所述充电电力从大于或等于所述第一阈值的值减小至小于所述第一阈值的另一值时，所述电池传感器通知所述远程信息处理通信单元再充电完成。

7.根据权利要求6所述的电力供应装置，其中，所述远程信息处理通信单元向预定设备或者联系信息传输对应于所述再充电完成的无线电信号。

8.根据权利要求3所述的电力供应装置，其中，当检测的所述充电电力从大于或等于所述第一阈值的值减小至小于所述第一阈值的另一值时，所述电力转换器通知群集所连接的外部设备再充电完成。

9.根据权利要求1所述的电力供应装置，其中，所述端口包括通用串行总线端口。

10.根据权利要求1所述的电力供应装置，其中，所述主电池的电压比所述辅助电池的电压更大。

11.一种电动车辆的电力供应方法，包括：

在所述电动车辆的点火装置关闭的状态下，检测外部设备连接至通过辅助电池供应电力的端口；

通过所述端口的检测器检测充电电流；

当检测的所述充电电流大于或等于第一阈值时，通过电池传感器监测所述辅助电池的充电状态；并且

根据所述充电状态通过所述电池传感器起动电力转换器，所述电力转换器使用主电池的电力对所述辅助电池再充电。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：当检测的所述充电电流大于或等于所述第一阈值时，从所述检测器向所述电力转换器传输唤醒信号，

其中，所述检测器连接至所述电力转换器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述起动包括在所述电力转换器由所述唤醒信号唤醒之后，当所述充电状态小于或等于第二阈值时，起动所述电力转换器。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述起动包括激活车辆控制单元、电机控制单元、和电池管理系统。

15.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当检测的所述充电电力从大于或等于所述第一阈值的值减小至小于所述第一阈值的另一值时，通过所述电池传感器通知远程信息处理通信单元再充电完成。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：通过所述远程信息处理通信单元将对应于所述再充电完成的无线电信号传输至预定设备或者联系信息。

17.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当检测的所述充电电力从大于或等于所述第一阈值的值减小至小于所述第一阈值的另一值时，通过所述电力转换器通知群集所连接的所述外部设备的再充电完成。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述端口包括通用串行总线端口。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述主电池的电压比所述辅助电池的电压大。

20.一种电池传感器，包括：

控制器局域网收发器，所述控制器局域网收发器用于与外部设备交换信号；

充电状态传感器，所述充电状态传感器用于检测辅助电池的充电状态；以及

控制器，所述控制器用于在电动车辆的点火装置关闭时当从端口的检测器接收到充电电流信息时，监测所述辅助电池的所述充电状态，并且根据所述辅助电池的所述充电状态而起动使用主电池的电力对所述辅助电池进行再充电的电力转换器。