CN106828132A - 用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统，其使用车辆控制系统，所述车辆控制系统包括：低电压DC/DC转换器，用于将高电压电池的电压转换成低电压并输出；和接线盒，用于将低电压DC/DC转换器连接到辅助电池和负载。车辆电源控制方法包括：跳接启动准备步骤，当辅助电池处于放电状况时，关断将接线盒连接到辅助电池或将接线盒与辅助电池断开的第一继电器，并且接通将接线盒连接到跳接启动电源连接端子或将接线盒与跳接启动电源连接端子断开的第二继电器；以及跳接启完成步骤，在车辆借助通过跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，关断第二继电器并接通第一继电器。

Description

用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统
技术领域
本公开总体涉及一种控制用于跳接启动(jump-start)的车辆电源的方法及其系统。更具体地，本公开涉及如下一种控制用于跳接启动的车辆电源及其系统，其能够在由于辅助电池没电而对车辆进行跳接启动时防止辅助电池和继电器被损坏。
背景技术
作为环保型车辆的电动车辆或燃料电池车辆包括低电压电池，以便供应启动车辆所需的电力并且将电力供应到在低电压下操作的电气负载。
当车辆中的低电压电池为锂电池时，由于其自身特性，该电池必须防止完全放电。因此，如果辅助电池的荷电状态低于某个电压，则辅助电池与车辆系统之间的电连接被继电器切断。为了在电连接被切断的状态下重新启动车辆，需要手动接通继电器以进行电连接。当辅助电池过度放电时，需要使用外部电源对车辆进行跳接启动。
以往，当通过将外部电源连接到放了电的辅助电池来对其进行充电，并且电力被供应到车辆电气负载以对车辆进行跳接启动时，辅助电池可能因从为了跳接启动连接的外部电源施加的过电流或过电压而损坏。
此外，由于在现有技术中并不存在其它的用于稳定控制车辆的电气系统的控制过程，因此当在设定辅助电池的电连接的继电器被关断之后执行跳接启动时，跳接启动可能不被执行或者车辆可能停机。
前述内容仅旨在帮助更好地理解本发明的背景，并不旨在意指本发明落入对本领域技术人员是已知的现有技术的范围内。
发明内容
本公开旨在提出一种用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统，其用于车辆的应急启动中，并且防止辅助电池和继电器因跳接启动而烧毁/损坏。
根据本公开的一个实施例，适于如下车辆电源系统的用于跳接启动的车辆电源控制方法，所述车辆电源系统包括：低电压DC/DC转换器，用于将高电压电池的电压转换成低电压并输出；和接线盒，用于将低电压DC/DC转换器的输出端子连接到辅助电池和负载，所述方法包括：跳接启动准备步骤，当辅助电池处于放电状况时，关断第一继电器关断并接通第二继电器，第一继电器将接线盒电连接到辅助电池或将接线盒与辅助电池断开，并且第二继电器将接线盒电连接到跳接启动电源连接端子或将接线盒与跳接启动电源连接端子断开；以及跳接启动完成步骤，在车辆借助通过跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，关断第二继电器并接通第一继电器。
可以以互斥的方式确定第一继电器和第二继电器的开关状态。
跳接启动完成步骤可以包括LDC控制步骤，接通连接在高电压电池与低电压DC/DC转换器之间的第三继电器，并且控制低电压DC/DC转换器的输出。在LDC控制步骤中，低电压DC/DC转换器被控制以继续输出。
用于跳接启动的车辆电源控制方法还包括电流限制步骤，在跳接启动完成步骤之后，将从低电压DC/DC转换器供应到辅助电池的电流限制为等于或低于阈值。
根据本公开的另一实施例，用于跳接启动的车辆电源控制系统包括：低电压DC/DC转换器，用于将高电压电池的电压转换成低电压并输出；接线盒，连接到低电压DC/DC转换器的输出端子；辅助电池，经由接线盒连接到低电压DC/DC转换器；第一继电器，用于将接线盒电连接到辅助电池或将接线盒与辅助电池断开；跳接启动电源连接端子，经由接线盒连接到低电压DC/DC转换器；第二继电器，用于将接线盒连接到跳接启动电源连接端子或将接线盒与跳接启动电源连接端子断开；以及控制器，被配置为控制第一继电器、第二继电器和低电压DC/DC转换器。当辅助电池处于放电状况时，控制器关断将接线盒电连接到辅助电池或将接线盒与辅助电池断开的第一继电器，并接通将接线盒连接到跳接启动电源连接端子或将接线盒与跳接启动电源连接端子断开的第二继电器。在车辆借助通过跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，控制器关断第二继电器并接通第一继电器。
控制器可以以互斥的方式确定第一继电器和第二继电器的开关状态。
在车辆借助通过跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，控制器可以接通连接在高电压电池与低电压DC/DC转换器之间的第三继电器，并且可以在控制低电压DC/DC转换器以继续输出的同时控制低电压DC/DC转换器的输出。
在第二继电器被关断并且第一继电器被接通之后，控制器可以将从低电压DC/DC转换器供应到辅助电池的电流限制为等于或低于阈值。
根据本公开的另一实施例，用于跳接启动的车辆电源控制方法包括：跳接启动准备步骤，当辅助电池处于放电状况时，关断连接在辅助电池与低电压DC/DC转换器的输出端子之间的第一继电器并接通连接在跳接启动电源连接端子与低电压DC/DC转换器的输出端子之间的第二继电器；以及跳接启动完成步骤，在车辆使用通过跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，关断第二继电器并同时接通第一继电器。
根据本公开的又一实施例，用于跳接启动的车辆电源控制系统包括：第一继电器，连接在辅助电池与低电压DC/DC转换器的输出端子之间并且确定辅助电池与低电压DC/DC转换器的输出端子之间的电连接状态；第二继电器，连接在跳接启动电源连接端子与低电压DC/DC转换器的输出端子之间的电连接状态并且确定在跳接启动电源连接端子与低电压DC/DC转换器的输出端子之间的电连接状态；以及控制器，基于辅助电池的荷电状态和通过跳接启动而成的车辆点火状态，以互斥的方式控制第一继电器和第二继电器的开关状态。
根据用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统，在执行车辆的跳接启动时，可以防止辅助电池和连接到它的继电器因过电流进入放了电的辅助电池而烧毁/损坏。此外，当另一车辆连接到为了跳接启动额外配备的电源连接端子时，可以防止其内部设备因将过电流供应到具有放了电的辅助电池的车辆而引起的失效或故障。
此外，由于在跳接启动过程中在电连接到放了电的辅助电池的继电器关断时，低电压DC/DC转换器被控制以继续输出，因此可以防止车辆停机。
另外，用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统在跳接启动完成之后，通过应用限制输出电流的控制方法来控制低电压DC/DC转换器。因此，可以防止过充电电流输入到因其放电状态而具有低开路电压(OCV)的辅助电池。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中，将更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点。
图1是根据本公开实施例的用于跳接启动的车辆电源控制系统的框图。
图2是根据本公开实施例的用于跳接启动的车辆电源控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开各实施例的用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统。
图1是根据本公开实施例的用于跳接启动的车辆电源控制系统的框图。
如图1所示，根据本公开实施例的用于跳接启动的车辆电源控制系统包括：低电压DC/DC转换器(LDC)11，其用于将高电压电池12的电压转换成待输出的低电压；接线盒(junction box)13，其连接到LDC 11的输出端子；辅助电池14，其经由接线盒13连接到LDC 11；第一继电器15，其用于将接线盒13电连接到辅助电池14或将接线盒13与辅助电池14断开；跳接启动电源连接端子16，其经由接线盒13连接到LDC 11；第二继电器17，其用于将接线盒13连接到跳接启动电源连接端子16或将接线盒13与跳接启动电源连接端子16断开；以及控制器18，其用于控制第一继电器15、第二继电器17和LDC 11。
LDC 11是将从高电压电池12接收到的高电压电力转换成低电压电力并输出该低电压电力的部件。高电压电池12是为了供应高电压电力以便驱动作为车辆的主动力源的电动机(未示出)和高电压辅助机器(未示出)而配备在电动车辆或燃料电池车辆中的部件。LDC 11将从高电压电池12输出的高电压电力转换成低电压电力并对使用低电压的辅助电池14进行充电或者将电力供应到低电压负载19。
接线盒13将LDC 11电连接到用LDC 11的输出电力供应的各种部件。通过接线盒13，LDC 11的输出端子可以电连接到辅助电池14、低电压负载19等。
包括在接线盒13内的多个连接端子可以彼此电连接。因此，连接到接线盒13的多个设备也可以彼此电连接。
辅助电池14是为了输出低电压电力(例如，12V)而存储电力的部件，并且通常使用锂电池。辅助电池14可以供应启动车辆所需的电力，并且可以在车辆行驶时根据情况将电力供应到低电压负载19。
根据本公开的用于跳接启动的车辆电源控制系统，在辅助电池14处于放电状态(即，辅助电池无法供应启动车辆所需的电压的状态)时，能够通过从外部电源供应电力，对车辆进行跳接启动。
根据本公开的用于跳接启动的车辆电源控制系统还包括跳接启动电源连接端子16，其连接到接线盒13，用于车辆跳接启动。跳接启动电源连接端子16可以经由接线盒13连接到LDC 11的输出端子。通过接线盒13的连接端子之间的电连接，跳接启动电源连接端子16可以电连接到辅助电池14和低电压负载19。
第一继电器15设定辅助电池14与接线盒13之间的电连接，而第二继电器17设定跳接启动电源连接端子16与接线盒13之间的电连接。控制器18可以控制第一继电器15和第二继电器17的开关状态(onand off states)。开关状态可以确定辅助电池14与LDC 11的输出端子之间的电连接以及跳接启动电源连接端子16与LDC 11的输出端子之间的电连接。
控制器18可以控制跳接启动车辆所需的各部件的操作。即，控制器18可以控制第一继电器15和第二继电器17的开关状态以及LDC11的操作。
这里，控制器18并非意指用于特定设备的单个控制器。控制器可以被理解为包括能够彼此通信的一个或多个控制器，并且可以用来接收用于车辆的整体电力控制的信息，计算并存储必要信息，并且使用计算出的信息来输出用于操作各种设备的控制命令。
根据本公开的车辆电源控制系统的操作通过车辆电源控制系统的上述控制器18的控制过程来实现。因此，通过对将在下面描述的车辆电源控制方法的描述，可以清楚地理解根据本公开的车辆电源控制系统的操作和效果。
图2是根据本公开实施例的用于跳接启动的车辆电源控制方法的流程图。
首先，在步骤S11，控制器18监测辅助电池14的输出电压并确定辅助电池14是否处于放电状态。在步骤S11，辅助电池14的输出电压可以通过控制器18检查由安装在辅助电池14的输出端子中的电压传感器(未示出)感测到的输出电压的幅值来监测。由于控制器18具有监测辅助电池14的电压的功能，因此可以理解为控制器包括电池管理系统(BMS)。
当确定出辅助电池14处于放电状态时，在步骤S12，控制器18关断第一继电器以便将辅助电池14与接线盒13断开，即，切断辅助电池14与LDC 11之间的电连接，并且同时接通第二继电器17以便将跳接启动电源连接端子16电连接到接线盒13，即，将跳接启动电源连接端子16电连接到LDC 11。
接着，在步骤S13，将外部电源连接到跳接启动电源连接端子16。
如上所述，在将外部电源连接到跳接启动电源连接端子16之前，控制器18在步骤S12根据辅助电池14的放电状态关断第一继电器15并接通第二继电器17。因此，当外部电源被连接到跳接启动电源连接端子16时，可以防止从外部电源供应的电力被供应到处于放电状态的辅助电池14。特别地，控制器18在第一继电器15接通时关断第二继电器17，并且在第二继电器17接通时关断第一继电器15。换句话说，控制器18以互斥的方式控制第一继电器15和第二继电器17的开关状态。因此，可以防止辅助电池14与跳接启动电源连接端子16之间的电连接。
因此，当在步骤S13将外部电源连接到跳接启动电源连接端子16时，能够防止辅助电池14和第一继电器15因过电流突然流入放了电的辅助电池14而烧毁/损坏。此外，当另一车辆连接到跳接启动电源连接端子16时，可以防止其内部设备因将过电流供应到具有放了电的辅助电池14的车辆而引起的失效或故障。
接下来，连接到跳接启动电源连接端子16的外部电源将B+电源(常规电源)和点火电源施加到具有放了电的辅助电池14的车辆，由此在步骤S14电力被供应到启动车辆所需的各种设备。此外，车辆可以由驾驶者手动启动，并且控制器18接通连接在高电压电池12与LDC 11之间的第三继电器(主继电器)。因此，在步骤S15，高电压电池12的电力被输入到LDC 11。
接着，控制器18开始控制LDC 11的输出。因此，在步骤S16，从LDC 11输出的电力被供应到低电压负载19。
特别地，当第一继电器15关断时，在步骤S17，控制器18阻止执行用于停止LDC 11输出的控制，使得可以防止车辆停机。控制器18可以使用控制LDC 11的各种方法，例如，通过确定突发模式来控制LDC 11的输出。基于突发模式的控制方法是当LDC 11的输出负载为低于预定幅值的轻负载时，LDC 11的输出停止以提高车辆的燃料效率的方法。
在本公开中，当因车辆无法通过处于放电状态的辅助电池14来启动而执行使用外部电源的跳接启动时，控制器18关断第一继电器15，以便将辅助电池14与接线盒13断开。因此，当应用用于停止LDC 11输出的控制方法(例如突发模式控制)时，车辆可能因LDC 11的输出停止而停机。为了防止这种情况，当第一继电器15关断时，控制器18阻止执行停止LDC 11输出的控制。
当通过LDC 11供应的电力接通点火时，在步骤S18，接通第一继电器15以将电力供应到辅助电池14，并且关断第二继电器17以将跳接启动电源连接端子16与接线盒13断开。
考虑到放了电的辅助电池14的开路电压(OCV)低，在步骤S19，控制器18控制LDC 11降低并限制充电电流，以便使从LDC 11供应到辅助电池14的电流等于或低于预定阈值。由于处于放电状态的辅助电池14具有低的OCV，因此当电力供应到它时，可能输入过充电电流。相应地，供应电力的LDC 11可能输出过电流。为了防止输入过充电电流并防止输出过电流，控制器18可以通过应用能够限制从LDC11输出的电流的控制方法来控制LDC 11。
如上所述，根据本公开各实施例的用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统在执行车辆的跳接启动时，可以防止辅助电池和连接到它的继电器因过电流流入放了电的辅助电池而烧毁/损坏。此外，当另一车辆连接到跳接启动电源连接端子时，可以防止其内部设备因将过电流供应到具有放了电的辅助电池的车辆而引起的失效或故障。
此外，由于在跳接启动过程中在连接到放了电的辅助电池的继电器关断的状况下不执行用于停止低电压DC/DC转换器的输出的控制，因此可以防止车辆停机。
此外，根据本公开各实施例的用于跳接启动的车辆电源控制方法和系统通过在跳接启动结束后应用限制输出电流的控制方法来控制低电压DC/DC转换器，由此可以防止过充电电流输入到因其放电状态而具有低OCV的辅助电池。
虽然出于说明目的描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (10)

1.一种适于如下车辆电源系统的用于跳接启动的车辆电源控制方法，所述车辆电源系统包括：低电压DC/DC转换器，用于将高电压电池的电压转换成低电压并输出；和接线盒，用于将所述低电压DC/DC转换器的输出端子连接到辅助电池和低电压负载，所述方法包括：
跳接启动准备步骤，当所述辅助电池处于放电状况时，关断第一继电器并接通第二继电器，所述第一继电器将所述接线盒电连接到所述辅助电池或将所述接线盒与所述辅助电池断开，并且所述第二继电器将所述接线盒电连接到跳接启动电源连接端子或将所述接线盒与跳接启动电源连接端子断开；以及
跳接启动完成步骤，在使用通过所述跳接启动电源连接端子输入的电力对车辆点火之后，关断所述第二继电器并接通所述第一继电器。
2.根据权利要求1所述的车辆电源控制方法，其中所述第一继电器和所述第二继电器的开关状态为互斥的。
3.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其中所述跳接启动完成步骤包括：
LDC控制步骤，接通连接在所述高电压电池与所述低电压DC/DC转换器之间的第三继电器，并控制所述低电压DC/DC转换器的输出，
其中在所述LDC控制步骤中，所述低电压DC/DC转换器被控制以继续输出。
4.根据权利要求1所述的车辆电源控制方法，还包括：
电流限制步骤，在所述跳接启动完成步骤之后，将从所述低电压DC/DC转换器供应到所述辅助电池的电流限制为等于或低于阈值。
5.一种用于跳接启动的车辆电源控制系统，包括：
低电压DC/DC转换器，用于将高电压电池的电压转换成低电压并输出；
接线盒，连接到所述低电压DC/DC转换器的输出端子；
辅助电池，经由所述接线盒连接到所述低电压DC/DC转换器；
第一继电器，用于将所述接线盒连接到所述辅助电池或将所述接线盒与所述辅助电池断开；
跳接启动电源连接端子，经由所述接线盒连接到所述低电压DC/DC转换器；
第二继电器，用于将所述接线盒连接到所述跳接启动电源连接端子或将所述接线盒与所述跳接启动电源连接端子断开；以及
控制器，被配置为控制所述第一继电器、所述第二继电器和所述低电压DC/DC转换器，
其中当所述辅助电池处于放电状况时，所述控制器关断所述第一继电器并接通所述第二继电器，并且
其中在车辆借助通过所述跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，所述控制器关断所述第二继电器并接通所述第一继电器。
6.根据权利要求5所述的车辆电源控制系统，其中所述控制器以互斥的方式确定所述第一继电器和所述第二继电器的开关状态。
7.根据权利要求5所述的车辆电源控制系统，其中在车辆借助通过所述跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，所述控制器接通连接在所述高电压电池与所述低电压DC/DC转换器之间的第三继电器，并且在控制所述低电压DC/DC转换器以继续输出的同时控制所述低电压DC/DC转换器的输出。
8.根据权利要求5所述的车辆电源控制系统，其中在所述第二继电器被关断并且所述第一继电器被接通之后，所述控制器将从所述低电压DC/DC转换器供应到所述辅助电池的电流限制为等于或低于阈值。
9.一种用于跳接启动的车辆电源控制方法，包括：
跳接启动准备步骤，当辅助电池处于放电状况时，关断连接在所述辅助电池与所述低电压DC/DC转换器的输出端子之间的第一继电器，并且同时接通连接在跳接启动电源连接端子与所述低电压DC/DC转换器的输出端子之间的第二继电器；以及
跳接启动完成步骤，在车辆使用通过所述跳接启动电源连接端子输入的电力启动之后，关断所述第二继电器并同时接通所述第一继电器。
10.一种用于跳接启动的车辆电源控制系统，包括：
连接在辅助电池与低电压DC/DC转换器的输出端子之间的第一继电器，所述第一继电器确定所述辅助电池与所述低电压DC/DC转换器的输出端子之间的电连接状态；
连接在跳接启动电源连接端子与所述低电压DC/DC转换器的输出端子之间的第二继电器，所述第二继电器确定所述跳接启动电源连接端子与所述低电压DC/DC转换器的输出端子之间的电连接状态；以及
控制器，被配置为：基于所述辅助电池的荷电状态和通过所述跳接启动而得到的车辆点火状态，以互斥的方式控制所述第一继电器和所述第二继电器的开关状态。
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