CN106329611A

CN106329611A - 用于车辆的充电控制方法和系统

Info

Publication number: CN106329611A
Application number: CN201510760097.0A
Authority: CN
Inventors: 安吾英; 朴贤秀; 白起昇
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2035-11-10
Also published as: US9827870B2; US20170001537A1; KR101755800B1; CN106329611B; DE102015221703A1; KR20170005311A

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的充电控制方法，其包括当车辆处于IG ON操作状态时对第一电池充电，保持IG ON操作状态并监控第二电池电压。充电控制方法还包括对第二电池充电，当车辆处于EV READY状态时计算车速，以及当计算的车速小于预定速度时，将车辆的EV READY状态调节为IG ON操作状态。

Description

用于车辆的充电控制方法和系统

技术领域

本发明涉及用于车辆的充电控制方法和系统，且更具体，用于能够在环保车辆处于点火开启(IG ON)和电动车待机(EV READY)的操作条件中充分对电池充电的车辆。

背景技术

通常，环保车辆要求高电压电池保持点火关闭(IG OFF)操作状态(如，点火关闭)以对高电压电池充电。经常，当故障模式(如故障条件)出现时，电池被阻止充电。例如，当环保车辆处于IG ON操作状态(如点火)和EV READY模式时，通过尝试使用充电连接器对高电压电池充电而使得故障模式可能发生。具体地，在环保车辆处于IG ON操作状态的情况下，当尝试通过连接高压充电连接器来对车辆充电时，进入车辆启动条件是不可能的。更特别地，在环保车辆处于IG ON操作状态的情况下，当对高压电池充电时，在充电完成后，车辆的IG ON操作状态被持续保持。因此，由于车辆内的电场负载，使得辅助电池的电压减小。因此，辅助电池的电压降防止车辆进入启动序列。

而且，当环保车辆处于EV READY模式且电池允许充电时，可能发生危险情形。例如，环保车辆在保持连接到高电压电池充电连接器时可能移动。根本上，当环保车辆处于EV READY模式时，环保车辆不允许对高压电池充电。在高压电池充电完成后，车辆可保持在IG ON状态。而且，当环保车辆处于EV READY模式时，由于上述原因不能进入车辆启动操作序列。因此，由于上述原因，车辆保持在IG OFF操作模式对高压电池充电的不便是不需要的。

现有技术已经提出了辅助电池的放电保护的各种控制方法。例如，已经开发了对辅助电池充电的方法，其考虑高压电池的充电状态(如SOC)。然而，这样的方法仅是车辆辅助电池放电保护的充电方法，并且当车辆处于IG ON操作状态或EV READY模式时不能用作应用于对高压电池充电的保护逻辑。因此，要求车辆保持IG OFF操作状态而对高压电池充电碰到的不便还没有被解决。

本节中公开的上述信息旨在辅助理解本发明的背景，且因此可以包括不构成本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供用于车辆的充电控制方法，其能够更稳定地对车辆电池充电而不管车辆状态。一方面，本示例性实施例提供用于车辆的充电控制方法，其可包括验证第一电池充电连接器是否连接到车辆，并且当第一电池充电连接器被连接，车辆进入IG ON操作状态时，对第一电池充电；在IG ON操作状态下对第一电池充电后，保持IG ON操作状态；当保持IG ON操作时，监控第二电池电压；根据监控第二电池电压的结果，利用第一电池对第二电池充电。

在一些示例性实施例中，当第一电池充电连接器被连接时，在车辆处于IG OFF操作状态后，并且在验证第一电池可被充电后，车辆状态可改变为IG ON操作状态。此外，在第一电池的充电完成后，车辆状态可从IG ON操作状态改变为IG OFF操作状态。在其他示例性实施例中，当第一电池充电连接器被连接，车辆处于EV READY模式时，车速可被计算。此外，当计算的车速小于预定速度时，EV READY模式可被改变为IG ON操作状态。

在一些方面，第二电池充电过程可包括：当监控到的第二电池电压小于预定电压时，启动第二电池充电；并且在对第二电池充电后，结束第二电池充电。第二电池充电启动步骤可包括：验证第一电池的SOC值，当第一电池的SOC值超过预定SOC值时，开始第一电池继电器打开；并且根据第一电池继电器打开状态，从第一电池开始对第二电池充电。

第二电池充电启动步骤可包括：验证第二电池充电次数，并且当第二电池充电次数小于预定次数时，开始第一电池继电器打开。此外，基于第一电池继电器打开，从第一电池开始对第二电池充电。在一些示例性实施例中，第二电池充电完成步骤可包括：监控第二电池电压；以及当第二电池电压超过预定电压时，改变第一电池继电器到关闭位置。

在其他示例性实施例中，车速计算可在EV READY保持过程之前，其中车辆控制器保持车辆的EV READY状态。因此，车速可由车辆控制器计算，且当预定速度被超过时，可执行保持过程。如上所述，当车辆电池被充电时，可以获得如下效果。当车辆处于IG OFF操作状态以及IG ON操作状态和EV READY模式时，能够对电池充电。

其次，在完成电池充电后，车辆可保持IG ON操作状态，因为针对电池电压降低的逻辑保护可以被应用，所以可以防止电池电压减小因而排除车辆启动限制。

第三，可以在连接到电池充电器的同时防止车辆移动，因为基于车速确定电池是否应该被充电的确定步骤可应用于处于EV READY状态的车辆中。

第四，验证第一电池的SOC和第二电池的充电次数可在第一电池对第二电池充电前应用，因而实现第一电池保护和第二电池寿命改善的效果。

附图说明

本公开的上面和其它目的、特征和其它优点可从下面结合附图的详细描述中清楚理解，附图为：

图1是根据本发明示例性实施例的车辆充电控制方法的示例流程图；

图2是根据本发明示例性实施例的包括SOC验证步骤的第二电池充电步骤的示例性流程图；以及

图3是根据本发明示例性实施例的包括充电次数验证步骤的第二电池充电步骤的示例性流程图。

具体实施方式

下面将对本发明各种示例性实施方式做出详细的参考，实施方式的示例在附图中示出并在下面描述。虽然本发明将结合示例性实施例进行描述，但应该理解本描述不是为了限制本发明于这些示例性实施例。相反，本发明不仅旨在涵盖示例性实施例，而且包括各种替换、修改、等同形式和其它实施例，这些可包括在所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。

应该理解这里所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，一般例如客车包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆，船舶包括各种船舶，飞机等等，且包括混合动力车辆、电动车辆、燃料、插入式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他可选的燃料车辆(例如，从非石油资源衍生的燃料)。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是为了限制本公开。如这里所用，单数形式“一”、“一个”以及“该”是为了包括复数形式，除非本文另外明确指示。应该进一步理解，当用于本说明书时，术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但不排除一个或更多其它特征、整数、步骤、操作、要素、组件和/或其中的组的存在或附加。如这里所用，术语“和/或”包括一个或更多关联列出的项目的任何和所有组合。例如，为了使得本发明的描述清楚，无关的部件没有示出，且为了清楚起见，层厚和区域被夸大。此外，当指出一个层在另一层或衬底“上”时，该层可直接在另一层或衬底上，或者第三层可设置在其间。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性进程，可以理解的是，上述示例性进程也可以由一个或多个模块执行。此外，应该理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。上述存储器被配置成存储该模块，以及处理器专门配置成执行该模块以实现其在下面进一步描述的一个或多个进程。

此外，本发明的控制逻辑可被实施为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦接的计算机系统上，这样可以通过分布式方式例如通过远程服务器或控制器局域网络(CAN)存储和执行计算机可读介质。

图1示出根据本发明示例性实施例的车辆充电控制方法的示例性流程图。图2示出根据本发明示例性实施例的包括SOC验证步骤的第二电池充电步骤的示例性流程图。下面描述的方法可由具有处理器和存储器的控制器执行。如图1所示，示例性实施例可包括验证第一电池充电连接器是否连接到车辆S100。在验证S100后，用于车辆的充电控制方法可基于车辆状态是否应用IG OFF操作状态、IG ON操作状态或EV READY模式中一种操作而变得不同。用于处于IG ON操作状态的车辆的充电控制方法可包括：对第一电池充电S220；在IG ON操作状态下第一电池充电完成后，保持IG ON操作状态S240。此外，在保持IG ON操作状态的同时，第二电池电压可被监控S260；以及车辆控制器可利用第一电池对第二电池充电S280。

特别地，示例性实施例可包括监控S260第二电池电压以及第二电池充电S280。当车辆处于IG ON操作状态时，第一电池可被稳定地充电。车辆保持IG ON操作状态的时间可延长一段时间，从而潜在排除车辆启动限制。基于车辆类型，示例性实施例的第一电池和第二电池能够以不同形式存在。然而，如果示例性实施例应用于一般环保车辆，则第一电池可以是高压电池，其为车辆电动机供给功率，而第二电池可以是辅助电池，其为车辆启动和车辆内主要电气组件供给功率。

考虑到示例性实施例，车辆操作可以被连续保持在IG ON操作状态，且由于车辆内的电场负载使得车辆启动限制发生。例如，车辆可处于IG ON操作状态，甚至车辆在没有行驶时，车辆控制器可保持在ON操作状态，使得由车辆控制器持续消耗功率。因此，因为IG ON操作状态可保持延长一段时间，第二电池电压可供给功率给车辆控制器，且由于连接到第二电池的电场负载使得第二电池电压可减小。结束后，第二电池电压可减小到车辆启动所要求的最小电压以下，并且车辆启动限制可能发生。

因此，为了解决启动限制，示例性实施例可包括监控S260和充电S280。充电功能S280可基本包括：当在监控步骤S260中监控到的第二电池电压小于预定电压时，开始对第二电池充电的第二电池充电启动步骤；以及对第二电池充电后，完成第二电池充电。如图2和图3所示的示例性流程图。例如，预定电压是指车辆启动所要求的最小电压，并也可称为阈值电压。具体地，如果监控到的第二电池电压降到作为车辆启动的最小电压的阈值电压以下，则对第二电池充电。

监控S260第二电池可通过车辆控制器的不同方法进行。通过利用电池管理系统(BMS)和车辆控制单元(VCU)直接监控第二电池电压的方法可以被使用；车辆控制器可接收在低DC/DC转换器(LDC)控制器内监控到的第二电池电压值并监控该值。此外，车辆控制器可通过利用能够监控第二电池电压值的独立传感器来监控第二电池电压值。

上面的示例性实施例可应用该方法，其使车辆控制器接收在LDC控制器内监控到的第二电池电压值，且因此监控第二电池电压。如图所示，图2是包括验证第一电池的充电状态(SOC)的对第二电池充电的示例性流程图。对第二电池充电、验证第一电池的SOC值S540、开始继电器ON S542，其中车辆控制器可开始第一电池继电器打开，并且根据第一电池继电器打开来启动第一充电S546，其为从第一电池对第二电池充电。此外，还可以包括监控S548，其为车辆控制器监控第二电池电压，以及当第二电池电压超过预定电压时，调整S560第一电池继电器关闭。

换句话说，如图2所示的第二电池充电，可在对第二电池充电之前验证第一电池的SOC，并且当第一电池的SOC超过预定SOC值时开始对第二电池充电。通常，电池的SOC是指电池充电状态。电池的SOC可被保持从而适当延迟电池恶化现象。因此，在低于一个水平或超过目标范围水平保持的SOC值可促进快速发生的电池恶化现象。因此，示例性实施例包括在对第二电池充电之前验证第一电池的SOC，以便防止第一电池的恶化现象。

第一电池的SOC可被验证，且示例性实施例可限制SOC的最小值，但不限制SOC的最大值。例如，SOC值不可降低，且SOC值不可增加的情形，因为当开始第一电池继电器打开时，第一电池可被放电以便对第二电池充电。此外，示例性实施例可仅通过设定SOC的最小值为预定SOC值，允许第一电池仅在SOC超过最小值时充电。因此，本发明可包括验证SOC最小值的步骤。

基于电池类型和状态，用于防止恶化现象的SOC最小值的参考值可包括不同值。例如，20％的SOC值可当作最小值，且在一些实施例中，当第一电池SOC超过20％时，调节第二电池是优选的。如果第一电池的SOC可以满足上述条件，其可以超过20％，可实现对第二电池的充电。例如，车辆控制器可传递开始第一电池继电器打开的信号，以便对第二电池充电，使得第一电池继电器进入打开操作状态。因此，第一电池可充电LDC电压，且LDC可将第一电池的高电压变换为低电压，从而对第二电池充电。低电压可由LDC变换，且可传递给第二电池，因此第二电池可被充电。车辆控制器可在监控步骤S260中监控第二电池电压，其在第二电池充电时监控第二电池电压。如果监控到的第二电池电压超过用于车辆启动的预定电压，即阈值电压，则车辆控制器可传递中断第一电池继电器到关闭位置的信号，使得第一电池继电器关闭，因而第二电池的充电可被结束。

如图3示出的示例性流程图，其可包括在第二电池充电中验证第二电池充电次数，其与图2所示的方法不同。第二电池的充电可包括验证第二电池充电次数S640。当第二电池充电次数小于预定次数时，第一电池继电器可进入打开位置。基于第一电池继电器打开，可从第一电池开始对第二电池充电S646。此外，监控S648第二电池电压，并且当监控S648的第二电池电压超过预定电压时，中断第一电池继电器进入关闭位置S660。

如图3所示的第二电池充电步骤可包括验证第二电池充电次数，其与图2所示的包括验证第一电池SOC的第二电池充电步骤不同。第二电池充电步骤中第二电池的充电次数可被限制从而防止第一电池的恶化现象，类似于如上所述的验证第一电池的SOC。例如，如果在第一电池没有被充电的状态中第二电池充电次数增加，则第一电池电压可被继续减小。因此，第一电池电压可能小于预定电压，因而促进恶化现象的发生。

此外，由于电池充电和放电的频率增加，电池寿命可减小，使得电池恶化现象可快速发展。在第二电池电压减小到阈值电压以下的情况下，当车辆控制器自动对第二电池充电时，如示例性实施例建议的那样对第二电池充电可发生。因此，当如图3所示限制第二电池充电次数的逻辑不存在时，每次第二电池电压可减小到阈值电压以下时，第二电池可不确定地继续充电。这样的频繁充电可能不利地影响第二电池的功能，且因此缩短第二电池寿命。此外，第二电池的恶化现象可加剧。第一电池也具有类似的性能顾虑。最终，第二电池可以与在第一电池侧放电相同。具体地，第二电池不确定地充电，使得变为与第一电池不确定地充电相同。因此，通过限制第二电池充电次数，可以延迟第一电池的恶化现象。

由于上述原因，示例性实施例可包括验证第二电池充电次数。当第二电池充电次数可小于预定次数时，第二电池可允许由第一电池充电。预定次数可根据第一电池和第二电池的类型和状态改变。然而，当第二电池充电次数小于4次时，第二电池可优选允许由第一电池充电。当第二电池充电次数小于4次时充电可被执行，并可以如上面图2的第二电池充电步骤执行，且其流程图也在图3中示出。

因此，因为示例性实施例可包括保护逻辑，该保护逻辑能够在IGON保持功能中充电第二电池电压，即使当车辆处于IG ON操作状态时，也可对第一电池充电。此外，因为当充电后车辆持续保持IG ON操作状态时，第二电池可被充电，可以解决由于第二电池放电导致的车辆的启动限制。

然而，在验证功能S100后，车辆可能不处于IG ON操作状态，而是可能处于EV READY状态。换句话说，当车辆处于EV READY状态时，车辆控制器可优先计算车速S400。所计算的车速可小于预定速度，且通过将车辆EV READY状态调节为IG ON操作状态S422，使得车辆充电控制可被实现。进一步，充电IG ON S220、保持IG ON S240、监控S260以及对第二电池充电S280的功能也可被调节。当计算的车速超过预定速度时，车辆的EV READY状态可被保持S424。

示例性实施例可包括验证车速是否可小于或大于预定速度S420，如上所述，因为车辆在行驶中的状态不同于在EV READY状态中车辆不行驶的状态。例如，在车辆操作期间保持充电连接器连接到车辆具有最小的益处。例如，当车速超过预定速度时，车辆控制器可确定在车辆操作期间可不顾(如忽略)充电连接器连接信号以保持EV READY状态。通常，优选将1kph当作预定速度的标准。

在某些情形中，如果计算的车速降到预定速度以下，则车辆能够充电，车辆控制器调节车辆状态到IG ON操作状态后，车辆充电控制能够以与如上所述的IG ON功能中车辆充电控制方法相同的方式实现。而且，充电后监控第二电池电压，以及当第二监控到的电池电压降到预定电压以下时，对第二电池充电可同样应用。

然而，一些情形可要求将车辆状态从EV READY调节到IG ON操作状态。例如，车辆充电可在EV READY状态中实现，而无需改变到IG ON操作状态，当驾驶员在充电期间意外或任意的踩踏加速器踏板时，车辆可在EV READY状态中行驶，使得车辆在对第一电池充电期间移动。这样的动作对于车辆和驾驶员可产生危险情形。为了防止该情形，示例性实施例将车辆状态调节到防止该操作的IG ON操作状态。而且，对于处于EV READY状态的车辆，车辆状态可处于能够在结束时充电的状态，换句话说，当车速降到预定速度以下，车辆的第一电池能够被安全的充电。即使在充电后保持车辆在IG ON操作状态延迟一段时间，也可防止排除由于第二电池放电导致的车辆启动的情形。

用于处于IG OFF状态的车辆的充电控制方法可包括：IG OFF充电S320，其中车辆控制器可调节车辆状态为IG ON操作状态，且然后可对第一电池充电。进一步，可发生IG OFF改变S340，其中车辆控制器将车辆状态从IG ON操作状态调节到IG OFF操作状态。具体地，当车辆可处于IG OFF操作状态时，车辆控制器可优先调节车辆状态为IG ON操作状态，以便启动车辆充电。然而，在完成车辆充电后，车辆状态可通过车辆控制器返回到IG OFF操作状态，其与车辆在IG ON操作状态充电不同。

因此，在IG OFF操作状态下车辆充电完成后，IG ON操作状态可不被保持，使得由于电场负载不会发生第二电池的电压减小。因此，在IG OFF操作状态的车辆充电不监控第二电池电压，其与在IG ON或EV READY状态中的车辆充电不同，使得如图1所示用于第二电池放电保护的保护逻辑可不应用到其上。

虽然已经结合当前被认为是示例性实施例的实施例描述了本发明，但其旨在涵盖各种修改和等同装置而不偏离所附权利要求限定的本发明的范围和精神。此外，应考虑到所有这些修改和变化落在本发明的范围内。

Claims

1.一种用于车辆的充电控制方法，所述方法包括以下步骤：

在车辆控制器中验证第一电池充电连接器是否连接到所述车辆；

当所述第一电池充电连接器被连接，所述车辆处于IG ON操作状态时，对第一电池充电；

在所述IG ON操作状态下对所述第一电池充电后，保持所述IGON操作状态；

当保持所述IG ON操作状态时，在所述车辆控制器中监控第二电池电压；以及

基于所述监控第二电池电压的结果，在所述车辆控制器中通过利用所述第一电池对所述第二电池充电。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的充电控制方法，还包括以下步骤：

当所述第一电池充电连接器被连接，所述车辆处于IG OFF操作状态时，将车辆状态调节到IG ON操作状态，然后对所述第一电池充电，并且在所述第一电池的充电完成后，将车辆状态从IG ON操作状态调节到IG OFF操作状态。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的充电控制方法，还包括以下步骤：

当所述第一电池充电连接器被连接，所述车辆处于EV READY状态时，在所述车辆控制器中计算车速；以及当所述计算的车速小于预定速度时，将所述车辆的EV READY状态改变为IG ON操作状态。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的充电控制方法，其中对所述第二电池充电的步骤包括：

当所述监控到的第二电池电压小于预定电压时，开始对所述第二电池充电；以及

在对所述第二电池充电后，结束对所述第二电池充电。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的充电控制方法，其中对所述第二电池充电的步骤包括：

验证所述第一电池的SOC值；

当所述第一电池的SOC值超过预定SOC值时，在所述车辆控制器中开始第一电池继电器打开；以及

根据所述第一电池继电器打开，开始由所述第一电池对所述第二电池充电。

6.根据权利要求4所述的用于车辆的充电控制方法，其中对所述第二电池充电的步骤包括：

验证所述第二电池充电次数；

当所述第二电池充电次数小于预定次数时，控制所述车辆控制器设置所述第一电池继电器打开；以及

基于所述第一电池继电器打开，开始由所述第一电池对所述第二电池充电。

7.根据权利要求4所述的用于车辆的充电控制方法，其中对所述第二电池充电的步骤包括：

监控所述第二电池电压；以及

当所述监控到的第二电池电压超过预定电压时，设置所述第一电池继电器关闭。

8.根据权利要求3所述的用于车辆的充电控制方法，还包括以下步骤：

当所述计算的车速超过预定速度时，保持车辆的EV READY状态。

9.根据权利要求3所述的用于车辆的充电控制方法，其中对所述第二电池充电的步骤包括：

在对所述第二电池充电后，结束对所述第二电池充电。

10.一种用于车辆的充电控制系统，其包括：

车辆控制器，其验证第一电池充电连接器是否连接到所述车辆；

第一电池，当所述第一充电连接器被连接，所述车辆处于IG ON操作状态时，所述第一电池被充电，并且在对所述第一电池充电后，保持所述IG ON操作状态；

第二电池，当保持所述IG ON操作状态时，由所述车辆控制器监控所述第二电池电压；以及

基于监控所述第二电池电压的结果，利用所述第一电池对所述第二电池充电。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的充电控制系统，其中当所述第一电池充电连接器被连接，所述车辆处于IG OFF操作状态时，将车辆状态调节到IG ON操作状态，并且对所述第一电池充电，以及在所述第一电池的充电完成后，将车辆状态从IG ON操作状态调节到IGOFF操作状态。

12.一种包括由控制器执行的程序指令的非瞬时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

验证第一电池充电连接器是否连接到车辆的程序指令；

当所述第一电池充电连接器被连接，所述车辆处于IG ON操作状态时对第一电池充电的程序指令；

在所述IG ON操作状态下对所述第一电池充电后，保持所述IGON操作状态的程序指令；

当保持所述IG ON操作状态时，监控第二电池电压的程序指令；以及

基于所述监控第二电池电压的结果，在所述车辆控制器中通过利用所述第一电池对第二电池充电的程序指令。