CN105730260B - 电动汽车及其启动方法和动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的动力系统，包括：发电机；动力电池和动力电池管理器，动力电池用于为电动汽车提供电能；启动机，启动机用于启动发电机；双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器的高压端与动力电池相连；启动电池，启动电池与双向DC/DC变换器的低压端相连，启动电池用于为启动机供电；启动电池管理器，启动电池管理器用于检测启动电池的温度，当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电。本发明能够提升整车在超低温环境下的打火能力，且无需增加成本和电池所占的空间。本发明还公开了一种包括该电动汽车的动力系统的电动汽车和一种电动汽车的启动方法。

Description

电动汽车及其启动方法和动力系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的启动方法、一种电动汽车的动力系统和一种电动汽车。

背景技术

目前，绝大多数燃油汽车所用的启动电池是铅酸电池。废弃铅酸电池和生产铅酸电池对环境污染极大，严重危害了人类健康，同时铅酸电池具有自放电大、比容量低、循环差等缺点，因此，采用安全环保的锂离子二次电池替代传统的铅酸电池将成为今后发展的趋势。但是由于锂离子电池材料的固有特点，在目前的技术条件下，很难保证优异的超低温(-30℃及以下)、大倍率放电性能，传统的铅酸电池在极寒地区也难以保证能完全打火成功。

相关技术中提升启动电池低温打火能力的方案主要集中在燃油车上，例如：1、增加一块蓄电池和BMS(Battery Management System，电池管理系统)控制板，在低温环境下，通过控制启动电池给该蓄电池放电，提升启动电池的低温打火能力。2、并联一块蓄电池或超级电容器以辅助启动电池放电。3、在启动电池四周增加一套加热系统，在低温时给启动电池加热。

上述相关技术存在的缺点是：需要增加成本和电池所占的空间，且需要重新设计和布局，不易实现。

发明内容

本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的动力系统，该电动汽车的动力系统无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车。

本发明的再一个目的在于提出一种电动汽车的启动方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电动汽车的动力系统，该电动汽车的动力系统包括：发电机；动力电池和动力电池管理器，所述动力电池用于为电动汽车提供电能；启动机，所述启动机用于启动所述发电机；双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器的高压端与所述动力电池相连；启动电池，所述启动电池与所述双向DC/DC变换器的低压端相连，所述启动电池用于为所述启动机供电；以及启动电池管理器，所述启动电池管理器用于检测所述启动电池的温度，当所述启动电池的温度低于预设温度时，所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述启动电池向所述动力电池进行放电。

本发明实施例提出的电动汽车的动力系统通过启动电池管理器检测启动电池的温度，当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电。该电动汽车的动力系统能够在整车进行超低温打火前，实现迅速提升启动电池的温度，从而提升整车在超低温环境下的打火能力，无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例还提出了一种电动汽车，该电动汽车包括所述的电动汽车的动力系统。

本发明实施例提出的电动汽车，通过电动汽车的动力系统实现在整车进行超低温打火前，控制启动电池向动力电池进行放电以迅速提升启动电池的温度，从而提升整车在超低温环境下的打火能力，无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

为达到上述目的，本发明再一方面实施例还提出了一种电动汽车的启动方法，所述电动汽车包括动力电池、动力电池管理器、启动机、启动电池、启动电池管理器和连接在所述启动电池和所述动力电池之间的双向DC/DC变换器，其中，所述电动汽车的启动方法包括以下步骤：所述启动电池管理器接收启动指令；所述启动电池管理器检测所述启动电池的温度；所述启动电池管理器判断所述启动电池的温度是否低于预设温度；以及当所述启动电池的温度低于所述预设温度时，所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述启动电池向所述动力电池进行放电。

本发明实施例提出的电动汽车的启动方法，在启动电池管理器接收到启动指令后，启动电池管理器检测启动电池的温度，并判断启动电池的温度是否低于预设温度，进而当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电。该电动汽车的启动方法能够实现在整车进行超低温打火前，迅速提升启动电池的温度，从而提升整车在超低温环境下的打火能力，无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电动汽车的动力系统的方框示意图；

图2为根据本发明一个实施例的电动汽车的动力系统的结构示意图；

图3为根据本发明一个具体实施例的电动汽车的动力系统的启动电池与启动电池管理器的接线示意图；

图4为根据本发明一个具体实施例的电动汽车的动力系统的启动电池的外部接线示意图；以及

图5为根据本发明实施例的电动汽车的启动方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电动汽车的动力系统、电动汽车和电动汽车的启动方法。

如图1所示，本发明实施例的电动汽车的动力系统包括：发电机10、动力电池20、动力电池管理器30、启动机40、双向DC/DC变换器50、启动电池60以及启动电池管理器70。其中，动力电池20用于为电动汽车提供电能。启动机40用于启动发电机10。双向DC/DC变换器50的高压端与动力电池20相连。启动电池60与双向DC/DC变换器50的低压端相连，启动电池60用于为启动机40和低压侧负载等供电。启动电池管理器70用于检测启动电池60的温度，当启动电池60的温度低于预设温度(例如-25℃)时，启动电池管理器70控制双向DC/DC变换器50以使启动电池60向动力电池20进行放电。

具体地，在本发明的一个实施例中，当启动电池60的温度低于预设温度时，启动电池管理器70可以向动力电池管理器30发送放电指令，以使启动电池管理器70控制双向DC/DC变换器50以使启动电池60向动力电池20进行放电，从而在超低温下，启动电池60打火能力不足时，迅速提升启动电池60打火能力。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，启动电池管理器70可以集成在启动电池60内，启动电池管理器70可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络与动力电池管理器30、ECM(Engine Control Module，引擎控制模块)和双向DC/DC变换器50进行通信以实现低压侧电量的控制和优化。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，电动汽车的动力系统通过CAN网络实时的对启动电池60等进行温度检测，温度信息传输至启动电池管理器70。当启动电池管理器70接收到启动指令例如打火信号时，启动电池管理器70会对启动电池60的温度进行判断，一旦启动电池60的温度低于预设温度(例如-25℃)时，启动电池管理器70会进行冷启动，即给动力电池管理器30发送放电指令，动力电池管理器30确认可以充电后，启动电池管理器70通过控制双向DC/DC变换器50使启动电池60与动力电池20连接，启动电池60向动力电池20进行放电，放电持续预设时间(例如10s)后，启动电池管理器70通过控制双向DC/DC变换器50断开启动电池60与动力电池20之间的连接，然后整车开始通过启动电池60进行打火。需要说明的是，由于放电时间短，即便启动电池60大电流放电，对启动电池60的荷电状态影响也很小。

进一步地，在本发明的一个实施例中，启动电池管理器70还可以用于检测启动电池60的电量或电压等，当启动电池60的电量低于预设电量或启动电池60的电压低于预设电压时，启动电池管理器70控制双向DC/DC变换器以使动力电池20向启动电池60充电来实现电量的优化和控制。其中，图3为根据本发明一个具体实施例的电动汽车的动力系统的启动电池与启动电池管理器的接线示意图，其中，启动电池60分别通过低压侧极柱和启动电池负极柱与双向DC/DC变换器50并联，通过启动机极柱与启动机40相连，动力电池20向启动电池60充电的电流方向如图3中虚箭头所示，启动电池60向动力电池20放电的电流方向如图3中实箭头所示，双向DC/DC变换器50可以将动力电池20输出的高电压变换为13.8V直流低电压。图4为根据本发明一个具体实施例的电动汽车的动力系统的启动电池的外部接线示意图，图4中，启动电池管理器70以BMS表示。

本发明实施例提出的电动汽车的动力系统通过启动电池管理器检测启动电池的温度，当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电。该电动汽车的动力系统能够在整车进行超低温打火前，实现迅速提升启动电池的温度，从而提升整车在超低温环境下的打火能力，无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

本发明另一方面实施例还提出了一种电动汽车，该电动汽车包括上述的电动汽车的动力系统。

本发明实施例提出的电动汽车，通过电动汽车的动力系统实现在整车进行超低温打火前，控制启动电池向动力电池进行放电以迅速提升启动电池的温度，从而提升整车在超低温环境下的打火能力，无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

此外，本发明再一方面实施例还提出了一种电动汽车的启动方法，电动汽车包括发电机、动力电池、动力电池管理器、启动机、启动电池、启动电池管理器和连接在启动电池和动力电池之间的双向DC/DC变换器，其中，如图5所示，电动汽车的启动方法包括以下步骤：

S1，启动电池管理器接收启动指令。

其中，启动指令可以为打火信号。

S2，启动电池管理器检测启动电池的温度。

S3，启动电池管理器判断启动电池的温度是否低于预设温度。

其中，预设温度可以为-25℃。

S4，当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电。

具体地，在本发明的一个实施例中，当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器可以向动力电池管理器发送放电指令，以使启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电，从而在超低温下，启动电池打火能力不足时，迅速提升启动电池打火能力。其中，启动电池管理器向动力电池管理器发送放电指令，动力电池管理器确认可以充电后，启动电池管理器可以通过控制双向DC/DC变换器使启动电池与动力电池连接，启动电池向动力电池进行放电，放电持续预设时间(例如10s)后，启动电池管理器可以通过控制双向DC/DC变换器断开启动电池与动力电池之间的连接，然后整车开始通过启动电池进行打火。需要说明的是，由于放电时间短，即便启动电池大电流放电，对启动电池的荷电状态影响也很小。

具体地，在本发明的一个实施例中，启动电池管理器可以集成在启动电池内，启动电池管理器可以通过CAN网络与动力电池管理器和双向DC/DC变换器进行通信以实现低压侧电量的控制和优化，以及实时的对启动电池等进行温度检测。

进一步地，在本发明的一个实施例中，电动汽车的启动方法还可以包括：

S5，启动电池管理器检测启动电池的电量。

S6，启动电池管理器判断启动电池的电量是否低于预设电量。

S7，当启动电池的电量低于预设电量时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使动力电池向启动电池充电。

上述步骤S1至步骤S7可以实现启动电池和动力电池电量的优化和控制。

本发明实施例提出的电动汽车的启动方法，在启动电池管理器接收到启动指令后，启动电池管理器检测启动电池的温度，并判断启动电池的温度是否低于预设温度，进而当启动电池的温度低于预设温度时，启动电池管理器控制双向DC/DC变换器以使启动电池向动力电池进行放电。该电动汽车的启动方法能够实现在整车进行超低温打火前，迅速提升启动电池的温度，从而提升整车在超低温环境下的打火能力，无需增加成本和电池所占的空间，且不需要进行重新设计和布局，易于实现。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种电动汽车的动力系统，动力系统包括发电机、动力电池、动力电池管理器和双向DC/DC变换器，其中，所述动力电池用于为电动汽车提供电能，所述双向DC/DC变换器的高压端与所述动力电池相连，其特征在于，还包括：

启动机，所述启动机用于启动所述发电机；

启动电池，所述启动电池与所述双向DC/DC变换器的低压端相连，所述启动电池用于为所述启动机供电；以及

启动电池管理器，所述启动电池管理器用于检测所述启动电池的温度，当所述启动电池的温度低于预设温度时，所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述启动电池向所述动力电池进行放电。

2.如权利要求1所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述启动电池管理器还用于检测所述启动电池的电量，当所述启动电池的电量低于预设电量时，所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述动力电池向所述启动电池充电。

3.如权利要求1所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述启动电池管理器通过CAN网络与所述动力电池管理器和所述双向DC/DC变换器进行通信。

4.如权利要求1所述的电动汽车的动力系统，其特征在于，当所述启动电池的温度低于预设温度时，所述启动电池管理器向所述动力电池管理器发送放电指令，以使所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述启动电池向所述动力电池进行放电。

5.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的电动汽车的动力系统。

6.一种电动汽车的启动方法，其特征在于，所述电动汽车包括动力电池、动力电池管理器、启动机、启动电池、启动电池管理器和连接在所述启动电池和所述动力电池之间的双向DC/DC变换器，其中，所述电动汽车的启动方法包括以下步骤：

所述启动电池管理器接收启动指令；

所述启动电池管理器检测所述启动电池的温度；

所述启动电池管理器判断所述启动电池的温度是否低于预设温度；以及

当所述启动电池的温度低于所述预设温度时，所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述启动电池向所述动力电池进行放电。

7.如权利要求6所述的电动汽车的启动方法，其特征在于，还包括：

所述启动电池管理器检测所述启动电池的电量；

所述启动电池管理器判断所述启动电池的电量是否低于预设电量；以及

当所述启动电池的电量低于所述预设电量时，所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述动力电池向所述启动电池充电。

8.如权利要求6所述的电动汽车的启动方法，其特征在于，所述启动电池管理器通过CAN网络与所述动力电池管理器和所述双向DC/DC变换器进行通信。

9.如权利要求6所述的电动汽车的启动方法，其特征在于，当所述启动电池的温度低于预设温度时，所述启动电池管理器向所述动力电池管理器发送放电指令，以使所述启动电池管理器控制所述双向DC/DC变换器以使所述启动电池向所述动力电池进行放电。