CN106364354B - 一种汽车充电控制系统及汽车充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车充电控制系统及汽车充电控制方法，该汽车充电控制系统包括：监控系统，整车控制器，电池控制器以及车载充电机；其中，监控系统用于在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，向整车控制器输出第一唤醒信号；整车控制器接收第一唤醒信号并将第一唤醒信号转发至电池控制器；以及接收电池控制器上报的汽车电池的荷电状态，并在汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，向车载充电机输出第一充电信号以及向电池控制器输出第一监测指令；车载充电机接收第一充电信号，并根据第一充电信号控制汽车电池进行充电。本发明解决了电动汽车的动力电池自放电影响车辆正常使用的问题。

Description

一种汽车充电控制系统及汽车充电控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车充电控制系统及汽车充电控制方法。

背景技术

随着资源与环境的压力持续增大，以电动汽车为代表的新能源汽车已成为汽车工业发展的一个重要方向，电动汽车已逐步打开市场，进入人们的生活。电动汽车的动力电池具有自放电特性，自放电又称荷电保持能力，是指在开路状态下，动力电池所储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言，自放电主要受制造工艺、材料、储存条件的影响；一般厂家的锂离子电池月自放电率在6％-8％，然而，随着使用时间的增加会有增长的变化趋势；另外电动汽车上的部件多是电子器件，都会消耗电能。并且，电动汽车的能量来源全部靠动力电池提供，即使是12V蓄电池里的电能也是动力电池通过DC-DC转换器(开关电源或开关调整器)获得的。

如果用户长时间不用电动汽车，比如长时间出差在外或是外出旅游等，电动汽车的动力电池会在慢慢的自放电，加上有些控制器会一直消耗静态电流，可能导致蓄电池亏电，动力电池也同样存在亏电的可能。若动力电池放电到荷电状态(State Of Charge，SOC)到0％时，可能会永久损坏电池，并且用户在下一次启动车辆时会遇到很大的麻烦，车辆将无法启动，影响车辆正常使用。

发明内容

本发明提供了一种汽车充电控制系统及汽车充电控制方法，其目的是为了解决电动汽车的动力电池自放电影响车辆正常使用的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种汽车充电控制系统，包括：监控系统，整车控制器，电池控制器以及车载充电机；

其中，监控系统用于在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，向整车控制器输出第一唤醒信号；

整车控制器接收第一唤醒信号并将第一唤醒信号转发至电池控制器；以及接收电池控制器上报的汽车电池的荷电状态，并在汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，向车载充电机输出第一充电信号以及向电池控制器输出第一监测指令；第一荷电状态为汽车电池在非充电状态下的荷电状态；

电池控制器接收第一唤醒信号，根据第一唤醒信号采集汽车电池的温度和电压值并计算第一荷电状态；以及接收第一监测指令实时向整车控制器上报汽车电池的第二荷电状态；第二荷电状态为汽车电池在充电状态下的荷电状态；

车载充电机接收第一充电信号，并根据第一充电信号控制汽车电池进行充电。

优选地，整车控制器还用于在第二荷电状态高于第二预设数值时，向车载充电机输出停止充电指令以及向电池控制器输出停止监测指令。

优选地，车载充电机的与外接电源连接，用于获取外接电源的电压输出值。

优选地，第一充电信号中携带有汽车电池的电压需求值。

优选地，车载充电机包括第一比较器；

第一比较器用于比较电压输出值以及电压需求值，并将电压输出值以及电压需求值中较小的数值发送给整车控制器，作为汽车电池进行充电的充电电压。

优选地，第一预设数值为20％。

优选地，第二预设数值为80％。

为了实现上述目的，本发明的实施例还提供了一种汽车充电控制方法，应用于如上述汽车充电控制系统，该方法包括：

检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，获取汽车电池的第一荷电状态，第一荷电状态为汽车电池在非充电状态下的荷电状态；

在汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，输出第一充电信号和第一监测指令；

根据第一充电信号，控制汽车电池进行充电，并根据第一监测指令监测汽车电池的第二荷电状态；第二荷电状态为汽车电池在充电状态下的荷电状态。

优选地，第一监测指令监测汽车电池的第二荷电状态的步骤之后，方法包括：

在第二荷电状态高于第二预设数值时，控制汽车电池停止充电。

优选地，控制汽车电池进行充电的步骤，包括：

获取外接电源的电压输出值以及汽车电池的电压需求值；

将电压输出值以及电压需求值中较小的数值作为充电电压，控制汽车电池进行充电。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

本发明提供的汽车充电控制系统及充电控制方法，在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态下超过一预设时间时，电池控制器获取电池的第一荷电状态；并在第一荷电状态低于第一预设数值时，整车控制器启动自充电流程，向车载充电机输出第一充电信号，控制汽车电池充电，避免在汽车电池自放电引起蓄电池亏电或车辆无法使用，延长电池使用寿命；且在充电过程中继续监测汽车电池的第二荷电状态，确保充电过程中的充电安全以及在第二荷电状态达第二预设数值时，控制电池停止充电。本发明解决了电动汽车的动力电池自放电影响车辆正常使用的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明的实施例的第一实施例提供的汽车充电控制系统框图；

图2表示本发明的实施例的第二实施例提供的汽车充电控制方法的步骤流程图；

图3表示本发明的实施例的第二实施例的示例的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

参见图1，本发明的实施例提供了一种汽车充电控制系统，包括：监控系统，整车控制器，电池控制器以及车载充电机；

其中，监控系统用于在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，向整车控制器输出第一唤醒信号。

可选地，监控系统在汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态下处于休眠状态，在休眠状态时，监控系统内部计时，超过一预设时间时，监控系统自启动并向整车控制器输出第一唤醒信号，唤醒整车控制器。其中，预设时间可以设置为48小时。

整车控制器接收第一唤醒信号并将第一唤醒信号转发至电池控制器；以及接收电池控制器上报的汽车电池的荷电状态；整车控制接收第一唤醒信号后转发至电池控制器，以唤醒电池控制器；电池控制器接收到第一唤醒信号后，获取汽车电池当前温度、电压等参数计算荷电状态，并将荷电状态上报至整车控制器。其中，荷电状态即剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。

并在汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，向车载充电机输出第一充电信号以及向电池控制器输出第一监测指令；第一荷电状态为汽车电池在非充电状态下的荷电状态。

在汽车电池处于非充电状态下的第一荷电状态低于第一预设数值时，向车载充电机输出第一充电信号，使车载充电机控制汽车电池进行充电；并向电池控制器输出第一监测指令，使电池控制器监测汽车电池在充电状态下的荷电状态。可选地，第一预设数值为20％，也可为其他数值。

具体地，电池控制器接收第一唤醒信号，根据第一唤醒信号采集汽车电池的温度和电压值并计算第一荷电状态，将第一荷电状态上报至整车控制器；以及接收第一监测指令实时向整车控制器上报汽车电池的第二荷电状态；第二荷电状态为汽车电池在充电状态下的荷电状态；即在汽车电池充电的过程中，实时监测汽车电池的荷电状态并向整车控制器上报。

车载充电机接收第一充电信号，并根据第一充电信号控制汽车电池进行充电。其中，车载充电机为固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池自动充满电的能力，车载充电机依据电池管理器提供的第一充电信号，动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。

优选地，整车控制器还用于在第二荷电状态高于第二预设数值时，向车载充电机输出停止充电指令以及向电池控制器输出停止监测指令。

其中，在车载充电机控制汽车电池充电的过程中，整车控制器监测到第二荷电状态超过第二预设数值时，向车载充电机输出停止充电指令，使车载充电机停止充电；整车控制器还向电池控制器输出停止监测指令，使电池控制其停止检测汽车电池的第二荷电状态。优选地，第二预设数值为80％，也可为其他数值。

优选地，车载充电机的与外接电源连接，用于获取外接电源的电压输出值，其中，电压输出值即外接电源的所能提供的电压值，表明外接电源的供电能力。

优选地，第一充电信号中携带有汽车电池的电压需求值，电压需求值即汽车电池所需的充电电压。

优选地，车载充电机包括第一比较器；

第一比较器用于比较电压输出值以及电压需求值，并将电压输出值以及电压需求值中较小的数值发送给整车控制器，作为汽车电池进行充电的充电电压。

其中，第一比较器主要用于比较电压输出值以及电压提供值，并将其中较小的数值发送给整车控制器，整车控制器将其作为汽车电池充电时的充电电压，保证充电过程电压平稳。

本发明的上述实施例中，在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态下超过一预设时间时，电池控制器获取电池的第一荷电状态；并在第一荷电状态低于第一预设数值时，整车控制器启动自充电流程，向车载充电机输出第一充电信号，控制汽车电池充电，避免在汽车电池自放电引起蓄电池亏电或车辆无法使用，延长电池使用寿命；且在充电过程中继续监测汽车电池的第二荷电状态，确保充电过程中的充电安全以及在第二荷电状态达第二预设数值时，控制电池停止充电。本发明解决了电动汽车的动力电池自放电影响车辆正常使用的问题。

第二实施例

参见图2，本发明的第二实施例提供了一种汽车充电控制方法，应用于第一实施例中的汽车充电控制系统，该方法包括：

步骤201，检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，获取汽车电池的第一荷电状态，第一荷电状态为汽车电池在非充电状态下的荷电状态。

可选地，在监测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态下超过一预设时间时，获取汽车电池的第一荷电状态，荷电状态即剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其中，预设时间可以设置为48小时。

步骤202，在汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，输出第一充电信号和第一监测指令。

可选地，第一预设数值为20％，也可为其他数值；在汽车电池处于非充电状态下的第一荷电状态低于20％时，输出第一充电信号和第一监测指令。

步骤203，根据第一充电信号，控制汽车电池进行充电，并根据第一监测指令监测汽车电池的第二荷电状态；第二荷电状态为汽车电池在充电状态下的荷电状态。

其中，根据第一充电信号动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程；并在充电过程中实时监测汽车电池的荷电状态并向整车控制器上报。

优选地，步骤203之后，该方法包括：

在第二荷电状态高于第二预设数值时，控制汽车电池停止充电。

其中，在汽车电池充电的过程中，监测到第二荷电状态超过第二预设数值时，控制汽车电池停止充电。可选地，第二预设数值为80％，也可为其他数值。

优选地，步骤203包括：

获取外接电源的电压输出值以及汽车电池的电压需求值；

将电压输出值以及电压需求值中较小的数值作为充电电压，控制汽车电池进行充电。

其中，电压输出值即外接电源的所能提供的电压值，表明外接电源的供电能力，电压需求值即汽车电池所需的充电电压。通过比较电压输出值以及电压提供值，并将其中较小的数值作为汽车电池充电时的充电电压，保证充电过程电压平稳。

作为一个具体示例，提供一种汽车充电控制系统，主要包括以下模块：

OBC：车载充电机，与外接电源进行电网供电能力信号交互；同时工作时输出电能给动力电池进行补电；

RMS：远程监控系统，具有定时启动功能，能够时时计时，能够输出硬线唤醒信号，唤醒整车控制器VCU。

VCU：整车控制器，接收BMS发送的CAN信号，主要包括SOC荷电状态、判断电池是否需要进行补电；补电时将电流电压需求发送给OBC。

BMS：电池系统控制器，采集电池的电压温度等信号，计算电池的荷电状态SOC等。

参见图3，上述汽车充电控制系统充电控制过程主要包括以下步骤：

车辆在关闭之后，需要将充电线连接到充电宝和车辆充电插座上。

步骤301，RMS系统处于休眠状态，在休眠状态时，RMS计时，当超过48小时(标定值)后，RMS则唤醒整车控制器VCU。

步骤302，VCU整车控制器正常工作之后，输出硬线唤醒信号给电池控制器BMS；

步骤303，BMS采集电池单体的温度和电压值，估算电池的荷电状态SOC，并通过can线上报给整车控制器VCU。

步骤304，VCU根据BMS上报的SOC值，判定SOC是否低于20％(标定值)；

步骤305，当SOC低于20％时(标定值)，则VCU唤醒车载充电机OBC，并执行步骤306。

步骤309，当SOC不低于20％时，VCU发送停机指令给BMS，整车低压下电，并执行步骤310。

步骤306，OBC给动力电池补电；

车载充电机根据充电宝上报的供电设备电网供电能力和VCU发送的电流电压需求值，两者取较小值进行给动力电池充电。

步骤307，VCU判断SOC大于80％；

步骤308，VCU发送停机指令给BMS和OBC。

充电过程中BMS时时采集电池单体的电压和温度，时时计算电池的SOC并通过can线发送给整车控制器VCU，当VCU检测到电池SOC大于80％时，则发送停机指令给车载充电机，车载充电机停止充电；同时发送停机指令给BMS，整车进行下高压电和低压电。

步骤310，RMS重新计时。

在充电过程中，RMS不进行计时动作，当整车充电完成执行低压下电时，RMS再次重新计时，计时时间一到，立即唤醒整车控制器，进行下一个循环。

其中，充电的开始和结束主要判断电池的荷电状态SOC，标定为小于20％开始充电，大于80％则结束充电，主要是考虑电池SOC过低和过高对电池寿命都有一定的影响，结合磷酸铁锂电池特性，标定为维持电池的荷电状态在20％-80％，电池类型不同可以标定为不同的阈值。

本发明的上述实施例中，在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态下超过一预设时间时，电池控制器获取电池的第一荷电状态；并在第一荷电状态低于第一预设数值时，整车控制器启动自充电流程，向车载充电机输出第一充电信号，控制汽车电池充电，避免在汽车电池自放电引起蓄电池亏电或车辆无法使用，延长电池使用寿命；且在充电过程中继续监测汽车电池的第二荷电状态，确保充电过程中的充电安全以及在第二荷电状态达第二预设数值时，控制电池停止充电。本发明解决了电动汽车的动力电池自放电影响车辆正常使用的问题。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车充电控制系统，其特征在于，包括：监控系统，整车控制器，电池控制器以及车载充电机；

其中，所述监控系统用于在检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，向所述整车控制器输出第一唤醒信号；

所述整车控制器接收所述第一唤醒信号并将所述第一唤醒信号转发至所述电池控制器；以及接收所述电池控制器上报的所述汽车电池的荷电状态，并在所述汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，向所述车载充电机输出第一充电信号以及向所述电池控制器输出第一监测指令；所述第一荷电状态为所述汽车电池在非充电状态下的荷电状态；

所述电池控制器接收所述第一唤醒信号，根据所述第一唤醒信号采集所述汽车电池的温度和电压值并计算所述第一荷电状态；以及接收所述第一监测指令实时向所述整车控制器上报所述汽车电池的第二荷电状态；所述第二荷电状态为所述汽车电池在充电状态下的荷电状态；

所述车载充电机接收所述第一充电信号，并根据所述第一充电信号控制所述汽车电池进行充电，所述第一充电信号中携带有所述汽车电池的电压需求值；

所述车载充电机与外接电源连接，用于获取外接电源的电压输出值；

所述车载充电机包括第一比较器，所述第一比较器用于比较所述电压输出值以及所述电压需求值，并将所述电压输出值以及所述电压需求值中较小的数值发送给整车控制器，作为所述汽车电池进行充电的充电电压。

2.根据权利要求1所述的汽车充电控制系统，其特征在于，所述整车控制器还用于在所述第二荷电状态高于第二预设数值时，向所述车载充电机输出停止充电指令以及向所述电池控制器输出停止监测指令。

3.根据权利要求1所述的汽车充电控制系统，其特征在于，所述第一预设数值为20％。

4.根据权利要求2所述的汽车充电控制系统，其特征在于，所述第二预设数值为80％。

5.一种汽车充电控制方法，应用于如权利要求1至4中任一项所述的汽车充电控制系统，其特征在于，所述方法包括：

检测到汽车电源关闭且汽车电池处于非充电状态超过一预设时间时，获取所述汽车电池的第一荷电状态，所述第一荷电状态为所述汽车电池在非充电状态下的荷电状态；

在所述汽车电池的第一荷电状态低于第一预设数值时，输出第一充电信号和第一监测指令；

根据所述第一充电信号，控制所述汽车电池进行充电，并根据所述第一监测指令监测所述汽车电池的第二荷电状态；所述第二荷电状态为所述汽车电池在充电状态下的荷电状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一监测指令监测所述汽车电池的第二荷电状态的步骤之后，所述方法包括：

在所述第二荷电状态高于第二预设数值时，控制所述汽车电池停止充电。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述汽车电池进行充电的步骤，包括：

获取外接电源的电压输出值以及所述汽车电池的电压需求值；

将所述电压输出值以及所述电压需求值中较小的数值作为充电电压，控制所述汽车电池进行充电。