CN105978099A - 一种电动汽车低压电源管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车低压电源管理系统，属于电动汽车用电控单元装置领域。本发明一种电动汽车低压电源管理系统包括整车控制器、设于电池包内的电池管理系统、高压继电器、DC/DC电压变换器、低压蓄电池；所述整车控制器分别与所述电池管理系统和所述DC/DC电压变换器双向通信；所述电池管理系统和所述电池包分别连接所述高压继电器，所述高压继电器连接所述DC/DC电压变换器，所述DC/DC电压变换器与所述低压蓄电池连接，所述整车控制器与所述低压蓄电池连接。本发明一种电动汽车低压电源管理系统，能在电动汽车整车下电后实时监控电动汽车低压蓄电池电压，结构简单，易于实施，电路运行可靠，成本低。

Description

一种电动汽车低压电源管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车用电控单元装置领域，尤其涉及一种电动汽车低压电源管理系统。
背景技术
随着电动汽车的智能化和网络化发展，越来越多的电控单元和电子部件被应用在汽车上，如整车电控单元，高压电池管理系统电控单元、电机驱动系统电控单元，3G/4G模块，PEPS模块等。这些电控单元和电子部件在驾驶员停车拔下汽车钥匙后，一部分还会工作于低功耗模式产生较大的静态电流，尤其是3G/4G模块，其在整车下电后还会一直工作，导致电动汽车的静态电流远远大于传统汽车的静态电流，而传统汽车通过控制各个电控单元的静态电流来减小整车静态电流的方法已不再适用。
电动汽车静态电流过大后，导致其静态放置的时间将远远小于传统汽车，当电动汽车放置一段时间后，低压蓄电池电压低于高压电池管理系统电控单元正常工作电压，高压继电器不能正常工作闭合，导致电动汽车无法启动。因此，设计一种针对电动汽车的低压电源管理系统，来解决整车静态电流过大导致的电动汽车静态放置时间不满足要求的问题是非常有必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种易于实施、运行可靠、成本低廉，可使电动汽车静态放置时间远大于传统汽车的电动汽车低压电源管理系统。
本发明提供一种电动汽车低压电源管理系统，包括整车控制器、设于电池包内的电池管理系统、高压继电器、DC/DC电压变换器、低压蓄电池；所述整车控制器分别与所述电池管理系统和所述DC/DC电压变换器双向通信；所述电池管理系统和所述电池包分别连接所述高压继电器，所述高压继电器连接所述DC/DC电压变换器，所述DC/DC电压变换器与所述低压蓄电池连接，所述整车控制器与所述低压蓄电池连接。
该系统能在电动汽车整车下电后实时监控电动汽车低压蓄电池电压，当检测到该电压小于预设的电压值时，启动DC/DC电压变换器给低压蓄电池充电，解决电动汽车静态放置时间过长导致的低压蓄电池馈电问题。
作为优选，所述整车控制器包括电压检测及电源唤醒电路。
作为优选，所述电压检测及电源唤醒电路包括输入端、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、MOS管、输出端；所述第一三极管的发射极经所述第一电阻与所述输入端连接，所述第一三极管的发射极经所述第四电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的基极经所述第三电阻与输入端连接，所述第一三极管的基极分别经所述第二电阻和所述第一电容接地，所述第一三极管的集电极接地；所述第二三极管的基极分别经所述第五电阻和所述第一电容接地，所述第二三极管的集电极经第六电阻连接所述MOS管的1引脚，所述第二三极管的集电极经所述第七电阻连接所述MOS管的3引脚，所述第二三极管的发射极接地；所述MOS管的1引脚连接输入端，所述MOS管的2引脚和4引脚连接所述输出端。
作为优选，所述低压蓄电池正极连接所述输入端，所述低压蓄电池负极接地，所述输出端输出电压至所述整车控制器。
作为优选，所述MOS管为当1引脚为高电平，3引脚为低电平时导通的MOS管。
作为优选，所述整车控制器还包括充电定时电路。
作为优选，所述电池管理系统经低压线束与所述高压继电器连接；所述电池包、所述高压继电器、所述DC/DC电压变换器依次经高压线速串联；所述DC/DC电压变换器与所述低压蓄电池之间，以及所述整车控制器与所述低压蓄电池之间均经低压线速连接。
作为优选，所述整车控制器分别与所述电池管理系统和所述DC/DC电压变换器经CAN总线双向通信。
作为优选，所述DC/D C电压变换器输出14V电压给所述低压蓄电池。
本发明具有以下有益效果：
本发明一种电动汽车低压电源管理系统，能在电动汽车整车下电后实时监控电动汽车低压蓄电池电压，结构简单，易于实施，电路运行可靠，成本低。
附图说明
图1为本发明一种电动汽车低压电源管理系统的结构图；
图2为图1中电压检测及电源唤醒电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，一种电动汽车低压电源管理系统包括整车控制器VCU、设于电池包内的电池管理系统BMS、高压继电器、DC/DC电压变换器DCDC、低压蓄电池。其中，所述整车控制器分别与所述电池管理系统和所述DC/DC电压变换器双向通信，例如通过CAN总线相互通讯。所述整车控制器VCU包括电压检测及电源唤醒电路，该电路通过低压电源线束与低压蓄电池相连，用于检测低压蓄电池的电压和唤醒整车控制器的低压供电电源。所述电池管理系统通过低压线束与高压继电器相连，用于控制高压继电器的通断。高压继电器串联在高压线束中，DC/DC电压变换器和电池包通过高压线束相连。DC/DC电压变换器的输出通过低压电源线束与低压蓄电池相连，用于给低压蓄电池充电。
该电动汽车低压电源管理系统的工作原理为：电动汽车整车下电后，电动汽车低压电源管理系统通过电压检测及电源唤醒电路监控整车低压蓄电池电压，当检测到低压蓄电池电压小于系统预设的电压值时，电压检测及电源唤醒电路会激活整车控制器低压供电电源，整车控制器得电开始工作。整车控制器工作后通过CAN通讯唤醒电池管理系统和DC/DC电压变换器，电池管理系统和DC/DC电压变换器开始工作，整车控制器通过CAN给BMS发送高压继电器闭合指令，电池管理系统控制高压继电器闭合，高压电通过高压线束输出给DC/DC电压变换器， DC/DC电压变换器检测到高压电源输入后开始正常工作输出14V电压给低压蓄电池充电。
所述整车控制器还包括充电定时电路，用以控制DC/DC电压变换器充电时间。整车控制器进行充电定时，充电时间可根据具体实施例定义，当充电时间达到后，低压蓄电池的电压达到其定义的额定电压值，整车控制器通过CAN发送指令给DC/DC电压变换器停止工作，DC/DC电压变换器下电停止工作。整车控制器通过CAN发送指令给电池管理系统断开高压继电器，电池管理系统控制高压继电器断开，整车高压系统下电，电池管理系统下电停止工作，整车控制器下电停止工作，电动汽车重新进入整车下电状态。
本发明采用电压检测电路及电源唤醒电路在整车下电后实时监控整车低压蓄电池电压，在监测到低压蓄电池电压低时利用电动汽车的高压电源和DC/DC电压变换器给低压蓄电池充电，该系统共用电动汽车既有的高压部件，易于实施，同时具备控制DC/DC电压变换器充电时间可调节的优点。
如图2，所述电动汽车低压电源管理系统中的电压检测及电源唤醒电路包括输入端KL30、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、MOS管Q3、输出端VCC。所述低压蓄电池正极连接所述输入端KL30，所述低压蓄电池负极接地KL31，所述输出端VCC输出电压至所述整车控制器，其输入电压为V1，输出端输出电压为V2，为整车控制器低压供电电源。所述第一三极管Q1的发射极经所述第一电阻R1与所述输入端KL30连接，所述第一三极管Q1的发射极经所述第四电阻R4与所述第二三极管Q2的基极连接，所述第一三极管Q1的基极经所述第三电阻R3与输入端KL30连接，所述第一三极管Q1的基极分别经所述第二电阻R2和所述第一电容C1接地KL31，所述第一三极管Q1的集电极接地KL31。所述第二三极管Q2的基极分别经所述第五电阻R5和所述第一电容C1接地，所述第二三极管Q2的集电极经第六电阻R6连接所述MOS管的1引脚，所述第二三极管Q2的集电极经所述第七电阻R7连接所述MOS管Q3的3引脚，所述第二三极管的发射极接地。所述MOS管Q3的1引脚连接输入端KL30，所述MOS管Q3的2引脚和4引脚连接相连，连接所述输出端VCC。其中所述MOS管Q3的3引脚为控制引脚，当MOS管Q3的1脚接电源输入V1为高电平，控制引脚3为高电平时，MOS管Q3不能导通，即2、4脚与1脚不导通，MOS管Q3的输出电压V2为0V；当MOS管Q3的1脚接电源输入V1为高电平，控制引脚3为低电平时，MOS管Q3导通，即2、4脚与1脚导通，MOS管Q3的输出电压V2为输入电压V1。
当设定第一三极管Q1的基极电压Vb1为 ,发射极电压Ve1为。则：
k为比例系数 ,当Veb大于等于第一三极管Q1开启门限电压值Von时，即V1大于等于 时，第一三极管Q1导通，发射极电压Ve1变为低电平，当Veb小于第一三极管Q1开启门限电压值Von时，即V1小于 时，第一三极管Q1截止，发射极电压Ve1变为高电平。
当设定第二三极管Q2的基极电压Vb2为 ，当Vb2为高电平时，第二三极管Q2导通，其集电极电压Vc2为低电平，当Vb2为低电平时，第二三极管Q2截止，其集电极电压Vc2为高电平。
该电压检测及电源唤醒电路工作原理为：当低压蓄电池电压V1小于电路设计的监控门限值时实施例中监控门限电压值10V，第一三极管Q1的Veb1小于其开启门限电压值Von，第一三极管Q1工作于截止状态，其发射极电压Ve1变为高电平，则第二三极管Q2的基极电压Vb2= 也变为高电平，第二三极管Q2工作于导通状态，其集电极电压Vc2变为低电平，则与第二三极管Q2集电极相连的MOS管Q3的3脚也变为低电平，MOS管 Q3满足导通工作条件：1脚接电源输入V1为高电平，控制引脚3为低电平，MOS管Q3导通，即MOS管 Q3的输出端电压V2等于输入端电压V1，整车控制器低压供电电源VCC得电，整车控制器开始工作。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，包括整车控制器、设于电池包内的电池管理系统、高压继电器、DC/DC电压变换器、低压蓄电池；所述整车控制器分别与所述电池管理系统和所述DC/DC电压变换器双向通信；所述电池管理系统和所述电池包分别电连接所述高压继电器，所述高压继电器电连接所述DC/DC电压变换器，所述DC/DC电压变换器与所述低压蓄电池连接，所述整车控制器与所述低压蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述整车控制器包括电压检测及电源唤醒电路。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述电压检测及电源唤醒电路包括输入端、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、MOS管、输出端；所述第一三极管的发射极经所述第一电阻与所述输入端连接，所述第一三极管的发射极经所述第四电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的基极经所述第三电阻与输入端连接，所述第一三极管的基极分别经所述第二电阻和所述第一电容接地，所述第一三极管的集电极接地；所述第二三极管的基极分别经所述第五电阻和所述第一电容接地，所述第二三极管的集电极经第六电阻连接所述MOS管的1引脚，所述第二三极管经所述第七电阻连接所述MOS管的3引脚，所述第二三极管的发射极接地；所述MOS管的1引脚连接输入端，所述MOS管的2引脚和4引脚连接所述输出端。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述低压蓄电池正极连接所述输入端，所述低压蓄电池负极接地，所述输出端输出电压至所述整车控制器。
5.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述MOS管为当1引脚为高电平，3引脚为低电平时导通的MOS管。
6.根据权利要求2所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述整车控制器还包括充电定时电路。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述电池管理系统经低压线束与所述高压继电器连接；所述电池包、所述高压继电器、所述DC/DC电压变换器依次经高压线速串联；所述DC/DC电压变换器与所述低压蓄电池之间，以及所述整车控制器与所述低压蓄电池之间均经低压线速连接。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述整车控制器分别与所述电池管理系统和所述DC/DC电压变换器经CAN总线双向通信。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电源管理系统，其特征在于，所述DC/D C电压变换器输出14V电压给所述低压蓄电池。
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