CN106904091B - 一种电池充电方法、系统和车身控制器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池充电方法、系统和车身控制器，通过实时采集低压电池的电压值，当判定所述电压值小于所述第一预设阈值时(设定的最低阈值)，表明所述低压电池需要充电，通过充电电路控制高压电池向所述低压电池进行充电，在充电过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当判定所述低压电池的电压值高于所述第二预设阈值时，表明所述低压电池电量充满，此时无需对所述低压电池进行充电，控制所述高压电池与低压电池之间的通路断开，所述高压电池停止向所述低压电池供电。因此，用户只需保证所述高压电池有电即可，无需关注所述低压电池是否有电，低压电池的充电过程无需用户干预，方便了用户操作。

Description

一种电池充电方法、系统和车身控制器

技术领域

本发明涉及电池充放电管理技术领域，具体涉及一种应用于电动汽车中的电池充电方法、系统和车身控制器。

背景技术

电动汽车中有两种电池，高压电池和低压电池，所述高压电池用于为汽车提供动力因此，高压电池又称为动力电池，该电池通过逆变器与电动机连接为电动汽车中的电动机(ISG)提供电力。低压电池为目前普通内燃机发动机汽车上的蓄电池，电压一般为24V或者12V。

目前电动力汽车中对这两种蓄电池充电普遍采用的分别充电的办法进行充电，当低压电池馈电时，需要通过专门的充电接口对该低压电池进行充电，造成用户操作不便。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种应用于电动汽车中的电池充电方法和系统，以实现。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种电池充电方法，应用于电动汽车中，方法包括：

获取电动汽车低压电池的电压值；

当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，控制高压电池与所述低压电池之间通路，以使高压电池对所述低压电池进行充电；

在高压电池对所述低压电池进行充电的过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，控制高压电池与所述低压电池之间断路。

优选的，上述电池充电方法中，还包括：

当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于表征低压电池正在充电的提示信息；

当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于表征低压电池电压正常的提示信息。

优选的，上述电池充电方法中，还包括：

当检测到所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，将所述低压电池的电压值记为第一实测电压值，开始计时；

当计时时长达到设定时长时，获取当前时刻低压电池的电压值，记为第二实测电压值；

当所述第二实测电压值不大于所述第一实测电压值时，获取所述高压电池的电压值，当所述高压电池的电压值大于第一预设阈值时，输出用于表征充电电路故障的故障信号。

优选的，上述电池充电方法中，还包括：

获取电动汽车前箱盖的开关状态信号；

获取到的所述开关状态信号为用于表征所述前箱盖打开的状态信号时，保持所述高压电池与所述低压电池之间的充电电路断路。

一种车身控制器，包括：

低压电池电压采集单元，用于获取电动汽车低压电池的电压值；

充电状态控制单元，用于判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于控制高压电池与所述低压电池之间通路的控制信号，以使高压电池对所述低压电池进行充电；在高压电池对所述低压电池进行充电的过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于控制高压电池与所述低压电池之间断路的控制信号。

优选的，上述车身控制器中，还包括：

低压电池充电状态提示单元，用于当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于表征低压电池正在充电的提示信息；当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于表征低压电池电压正常的提示信息。

优选的，上述车身控制器中，还包括：

故障状态分析单元，用于当检测到所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，将所述低压电池的电压值记为第一实测电压值，开始计时；当计时时长达到设定时长时，获取当前时刻低压电池的电压值，记为第二实测电压值；当所述第二实测电压值不大于所述第一实测电压值时，获取所述高压电池的电压值，当所述高压电池的电压值大于第一预设阈值时，输出用于表征充电电路故障的故障信号。

优选的，上述车身控制器中，还包括：

安全状态判断单元，用于获取电动汽车前箱盖的开关状态信号；获取到的所述开关状态信号为用于表征所述前箱盖打开的状态信号时，输出用于保持所述高压电池与所述低压电池之间的充电电路断路的控制信号。

一种电池充电系统，应用于电动汽车中，系统可以包括上述任意一项所述的车身控制器，还包括：

智能蓄电池传感器，用于获取电动汽车低压电池的电压值，将采集到的电压值发送给车身控制器；

充电电路，所述充电电路设置于所述低压电池和高压电池之间，被配置为：依据所述车身控制器输出的控制信号控制自身通断，当充电电路导通时，提供由高压电池向低压电池的充电通路。

优选的，上述电池充电系统中，所述充电电路包括：

第一端与所述高压电池相连的高压开关；

输入端与所述高压开关第二端相连的滤波器；

输入端与所述滤波器的输出端相连的直流变换器，所述直流变换器的输出端与所述低压电池的输入端相连。

优选的，上述电池充电系统中，还包括：

网关设备和电池管理器；

所述车身控制器用于通过网关设备向所述电池管理器发送用于控制高压电池与所述低压电池之间通路/断路的控制信号；

所述电池管理器用于依据由所述网关设备获取到的控制信号的控制所述充电电路的导通状态。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的电池充电方法、系统和车身控制器，通过实时采集低压电池的电压值，当判定所述电压值小于所述第一预设阈值时(设定的最低阈值)，表明所述低压电池需要充电，通过充电电路控制高压电池向所述低压电池进行充电，在充电过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当判定所述低压电池的电压值高于所述第二预设阈值时，表明所述低压电池电量充满，此时无需对所述低压电池进行充电，控制所述高压电池与低压电池之间的通路断开，所述高压电池停止向所述低压电池供电。因此，用户只需保证所述高压电池有电即可，无需关注所述低压电池是否有电，低压电池的充电过程无需用户干预，方便了用户操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种电池充电方法的流程示意图；

图2为本申请另一实施例公开的一种电池充电方法的流程示意图；

图3为本申请实施例公开的一种车身控制器的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的一种电池充电系统的结构示意图；

图5为本申请另一实施例公开的一种电池充电系统的结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

针对于现有技术中，低压电池充电繁琐的问题，本申请公开了一种低压电池的电池充电方法，该方法可以应用于电动汽车中，参见图1，方法可以包括：

步骤S101：获取电动汽车低压电池的电压值；

步骤S102：判断所述电压值是否大于第一预设阈值，如果否，执行步骤S103；

步骤S103：控制高压电池对低压电池进行充电，执行步骤S104；

步骤S104：判断所述电压值(低压电池的电压值)是否大于第二预设阈值，如果是执行步骤S105；

在所述高压电池对低压电池进行充电的过程中，事实判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，控制高压电池与所述低压电池之间断路，停止高压电池向所述低压电池充电；

步骤S105：控制高压电池与所述低压电池之间断路；

其中，所述第一预设阈值小于第二预设阈值，所述第一预设阈值和所述第二预设阈值的大小可以依据用户需求自行设定。

本申请上述实施例公开的方法，在执行时，以所述第一预设阈值作为高压电池向所述低压电池进行充电的触发条件，在该过程中，实时采集低压电池的电压值，当判定所述电压值小于所述第一预设阈值时(设定的最低阈值)，表明所述低压电池需要充电，通过充电电路控制高压电池向所述低压电池进行充电，在充电过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当判定所述低压电池的电压值高于所述第二预设阈值时，表明所述低压电池电量充满，此时无需对所述低压电池进行充电，控制所述高压电池与低压电池之间的通路断开，所述高压电池停止向所述低压电池供电。

通过本申请上述实施例公开的方法可见，在上述方法中，如果所述低压电池处于馈电状态时，所述高压电池会自动对所述低压电池进行充电，因此，用户只需保证所述高压电池有电即可，无需关注所述低压电池是否有电，低压电池的充电过程无需用户干预，方便了用户操作。

为了方便用户观察所述低压电池的容量状态，本申请还可以通过显示仪表对所述动力电池的充电状态进行显示，例如，当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于表征低压电池正在充电的提示信息，该提示信息可以为灯光提示或文字提示、声音提示等；当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于表征低压电池电压正常的提示信息。

现有技术中，如果所述高压电池馈电时，所述整车系统会给出相应的提示信息，针对于此，本申请还给出了一种高压电池与低压电池之间的充电通路的故障状态检测方法，具体的，参见图2，上述实施例公开的技术方案中，还可以包括：

步骤S102：判断所述电压值是否大于第一预设阈值，如果否，执行步骤S201；

步骤S201：将此时检测到的所述低压电池的电压值记为第一实测电压值，控制计时器开始计时；

步骤S202：判断所述计时器的计时时长是否达到设定时长，如果是，执行步骤S203；

步骤S203：获取当前时刻所述低压电池的电压值，记为第二实测电压值，执行步骤S204；

步骤S204：判断所述第二实测电压值是否大于所述第一实测电压值，如果判断结果为否，执行步骤S205；

步骤S205：获取所述高压电池的电压值，执行步骤S206；

步骤S206：判断所述高压电池的电压值是否大于所述第一预设阈值时，如果判断结果为是，执行步骤S207；

步骤S207：输出用于表征充电电路故障的故障信号。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，当所述高压电池对所述低压电池进行充电时，记录所述低压电池的当前电压值(第一实测电压值)，当充电一段时间后，检测并记录所述低压电池的当前电压值(第二实测电压值)，当所述第二实测电压值不大于所述第一实测电压值时，表明充电故障，该故障可能是由于高压电池馈电引起的也有可能是由于高压电池和低压电池之间的充电电路故障引起的，因此，判断所述高压电池的电压值，如果高压电池的电压值高于所述第一实测电压值时，表明所述高压电池和所述低压电池之间的充电电路存在故障，输出用于表征所述充电电路故障的提示信号。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，为了保证所述高压电池在对低压电池进行充电的过程中，防止用户误触电，本申请还公开了一种安全充电策略，即，本申请上述实施例公开的技术方案中，还可以包括：

获取电动汽车前箱盖的开关状态信号；

获取到的所述开关状态信号为用于表征所述前箱盖打开的状态信号时，此时表明用户可能对汽车进行维修，如果此时控制所述高压电池对所述低压电池进行充电，可能会造成用户触电，因此保持所述高压电池与所述低压电池之间的充电电路断路。

当然，如果在高压电池对所述低压电池进行充电的过程中，所述前箱盖的状态由关闭变为开启时，此时，控制所述充电电路切换至断路状态，当前箱盖的状态由开启变为闭合时，将所述充电电路的状态恢复至导通状态，以使得所述高压电池继续对所述低压电池进行充电。

针对于上述方法，本申请还公开了一种车身控制器，所述车身控制器可执行依据上述方法进行设计得到的各个单元模块，具体的，参见图3，所述车身控制器可以包括：

低压电池电压采集单元100，用于获取电动汽车低压电池的电压值；

充电状态控制单元200，其与上述方法中所述步骤S102-S105相对应，用于判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于控制高压电池与所述低压电池之间通路的控制信号，以使高压电池对所述低压电池进行充电；当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于控制高压电池与所述低压电池之间断路的控制信号。

与上述方法相对应，为了方便提醒用户所述低压电池的充电状态，上述整车控制器中还可以包括：

低压电池充电状态提示单元300，用于当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，向现实仪表输出用于表征低压电池正在充电的提示信息；当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，向现实仪表输出用于表征低压电池电压正常的提示信息。

与上述方法中所述步骤S201-207相对应，上述车身控制器还可以包括：

故障状态分析单元400，用于当检测到所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，将所述低压电池的电压值记为第一实测电压值，开始计时；当计时时长达到设定时长时，获取当前时刻低压电池的电压值，记为第二实测电压值；当所述第二实测电压值不大于所述第一实测电压值时，获取所述高压电池的电压值，当所述高压电池的电压值大于第一预设阈值时，输出用于表征充电电路故障的故障信号。

与上述方法相对应，为了防止用户在检修汽车时，高压电池向低压电池充电而造成的用户触电现象，上述车身控制器还可以包括：

安全状态判断单元500，用于获取电动汽车前箱盖的开关状态信号；获取到的所述开关状态信号为用于表征所述前箱盖打开的状态信号时，控制输出用于保持所述高压电池与所述低压电池之间的充电电路断路的控制信号。

具体的，所述安全状态判断单元500可被配置为：当电动汽车前箱盖由关闭状态变为打开状态时，判断所述充电电路的导通状态，如果所述充电电路的导通状态为通路时，控制充电状态控制单元200输出用于控制所述充电电路断路的控制信号，停止所述高压电池对所述低压电池充电，当所述前箱盖由打开状态变为关闭状态时，控制充电状态控制单元200输出用于控制所述充电电路恢复通路状态的控制信号，控制所述高压电池继续对所述低压电池进行充电。

与上述整车控制器相对应，申请还公开了一种应用有本申请上述任意一项实施例公开的车身控制器的电池充电系统，该系统可应用于电动汽车中，参见图4，除了上述车身控制系统A之外，该系统还包括：

智能蓄电池传感器610，用于获取电动汽车低压电池的电压值，将采集到的电压值发送给车身控制器A；

充电电路620，所述充电电路620设置于所述低压电池和高压电池之间，被配置为：依据所述车身控制器610输出的控制信号控制自身通断，当充电电路610导通时，提供高压电池向低压电池的充电路径。

所述充电电路620的具体类型和结构可以依据用户需求自行设定，参见图4，本申请上述实施例公开的技术方案中，所述充电电路620可以包括：

第一端与所述高压电池相连的高压开关HVDB，所述高压开关HVDB用于实现所述高压电池与所述低压电池之间的导通状态；

输入端与所述高压开关HVBD第二端相连的滤波器EMC，所述滤波器EMC用于对所述高压电池输出的电压进行滤波；

输入端与所述滤波器EMC的输出端相连的直流变换器DC-DC，所述直流变换器DC-DC的输出端与所述低压电池的输入端相连，用于将所述高压电池输出的直流电压转变为适用于所述低压电池的直流电压。

上述系统中，所述车身控制器A，可仅用于提供控制所述高压开关通断的控制信号，该控制动作可以有所述高压电池的电池管理器来进行，所述车身控制器和所述电池管理器之间可采用有线、或网关的形式进行通信，优选的，在本申请实施例公开的技术方案中，所述车身控制器与所述电池管理器之间采用网关设备进行数据通信；因此，参见图5，上述系统还可以包括：

网关设备GW和电池管理器BMS；

所述车身控制器A用于通过网关设备GW向所述电池管理器BMS发送用于控制高压电池与所述低压电池之间通路/断路的控制信号；

所述电池管理器BMS用于依据由所述网关设备GW获取到的控制信号的控制所述充电电路的导通状态；

前箱盖传感器，用于检测前箱盖的打开状态，输出与所述前箱盖的打开状态相匹配的电平信号；

与所述前箱盖传感器相连的前箱盖开关检测器，用于将所述前箱盖传感器输出的电平信号转换成前箱盖的开关状态信号发送给车身控制器中的安全状态判断单元；

仪表，用于显示车身控制器输出的各种提示信号。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电池充电方法，其特征在于，应用于电动汽车中，方法包括：

获取电动汽车低压电池的电压值；

当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，控制高压电池与所述低压电池之间通路，以使高压电池对所述低压电池进行充电；

在高压电池对所述低压电池进行充电的过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，控制高压电池与所述低压电池之间断路；

当检测到所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，将所述低压电池的电压值记为第一实测电压值，开始计时；

当计时时长达到设定时长时，获取当前时刻低压电池的电压值，记为第二实测电压值；

当所述第二实测电压值不大于所述第一实测电压值时，获取所述高压电池的电压值，当所述高压电池的电压值大于第一预设阈值时，输出用于表征充电电路故障的故障信号。

2.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，还包括：

当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于表征低压电池正在充电的提示信息；

当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于表征低压电池电压正常的提示信息。

3.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，还包括：

获取电动汽车前箱盖的开关状态信号；

获取到的所述开关状态信号为用于表征所述前箱盖打开的状态信号时，保持所述高压电池与所述低压电池之间的充电电路断路。

4.一种车身控制器，其特征在于，包括：

低压电池电压采集单元，用于获取电动汽车低压电池的电压值；

充电状态控制单元，用于判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于控制高压电池与所述低压电池之间通路的控制信号，以使高压电池对所述低压电池进行充电；在高压电池对所述低压电池进行充电的过程中，实时判断所述低压电池的电压值，当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于控制高压电池与所述低压电池之间断路的控制信号；

故障状态分析单元，用于当检测到所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，将所述低压电池的电压值记为第一实测电压值，开始计时；当计时时长达到设定时长时，获取当前时刻低压电池的电压值，记为第二实测电压值；当所述第二实测电压值不大于所述第一实测电压值时，获取所述高压电池的电压值，当所述高压电池的电压值大于第一预设阈值时，输出用于表征充电电路故障的故障信号。

5.根据权利要求4所述的车身控制器，其特征在于，还包括：

低压电池充电状态提示单元，用于当所述低压电池的电压值低于第一预设阈值时，输出用于表征低压电池正在充电的提示信息；当所述低压电池的电压值高于第二预设阈值时，输出用于表征低压电池电压正常的提示信息。

6.根据权利要求4所述的车身控制器，其特征在于，还包括：

安全状态判断单元，用于获取电动汽车前箱盖的开关状态信号；获取到的所述开关状态信号为用于表征所述前箱盖打开的状态信号时，输出用于保持所述高压电池与所述低压电池之间的充电电路断路的控制信号。

7.一种电池充电系统，其特征在于，应用于电动汽车中，系统包括权利要求4-6任意一项所述的车身控制器，还包括：

智能蓄电池传感器，用于获取电动汽车低压电池的电压值，将采集到的电压值发送给车身控制器；

充电电路，所述充电电路设置于所述低压电池和高压电池之间，被配置为：依据所述车身控制器输出的控制信号控制自身通断，当充电电路导通时，提供由高压电池向低压电池的充电通路。

8.根据权利要求7所述的电池充电系统，其特征在于，所述充电电路包括：

第一端与所述高压电池相连的高压开关；

输入端与所述高压开关第二端相连的滤波器；

输入端与所述滤波器的输出端相连的直流变换器，所述直流变换器的输出端与所述低压电池的输入端相连。

9.根据权利要求7所述的电池充电系统，其特征在于，还包括：

网关设备和电池管理器；

所述车身控制器用于通过网关设备向所述电池管理器发送用于控制高压电池与所述低压电池之间通路/断路的控制信号；

所述电池管理器用于依据由所述网关设备获取到的控制信号的控制所述充电电路的导通状态。