CN107472053A - 电动汽车的电力系统、控制方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的电力系统、控制方法及车辆。电力系统包括直流电源变换器，直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，控制方法包括：检测低压蓄电池的电池状态信息；根据低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭开关模块，以控制直流电源变换器的启停。本发明的控制方法可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，还可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。

Description

电动汽车的电力系统、控制方法及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的电力系统、控制方法及车辆。
背景技术
新能源汽车，如纯电动汽车或者混合动力汽车具有能耗低、污染小的优点。然而，对于纯电动汽车而言，由于其没有发电机，需要通过直流电源变换器(DC/DC转换器)将高压电转换为低压蓄电池工作所需的低压电。相关技术中，DC/DC转换器的输入母线接在动力电池包的正极接触器(正极继电器)和负极接触器(负极继电器)之后，在正极接触器和负极接触器闭合之前，DC/DC转换器无法为低压蓄电池充电，另外，当整车高压连接之后，即正极接触器和负极接触器闭合之后，DC/DC转换器一直处于工作状态，造成动力电池能量的浪费，并需要冷却系统为DC/DC转换器冷却，此外，长时间的工作会降低DC/DC转换器的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的电力系统控制方法。该方法可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，还可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的电力系统。
本发明的第三个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种电动汽车的电力系统控制方法，所述电力系统包括直流电源变换器，所述直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，所述方法包括：S1：检测低压蓄电池的电池状态信息；S2：根据所述低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭所述开关模块，以控制所述直流电源变换器的启停。
本发明的电动汽车的电力系统控制方法，直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，这样，无论正极接触器和负极接触器是否闭合，直流电源变换器均能够工作以为低压蓄电池充电，并且，可以低压蓄电池的电池状态信息控制直流电源变换器选择性地为低压蓄电池充电，由此，不但可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，并且可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
在一些示例中，所述低压蓄电池的电池状态信息包括荷电状态、低压蓄电池电压和低压蓄电池放电电流。
在一些示例中，所述S2，包括：在车辆进入ON电状态后，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；第一预定时间后，判断所述低压蓄电池的电池状态信息是否满足停止充电条件；如果是，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
在一些示例中，所述S2，还包括：当低压蓄电池放电电流大于第一预定电流且持续时间超过第二预定时间时，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；直至所述低压蓄电池放电电流小于所述第一预定电流时，延迟第三预定时间后，继续判断所述低压蓄电池的电池状态信息是否满足停止充电条件；如果是，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
在一些示例中，所述S2，还包括：当所述低压蓄电池电压小于第一预定电压时，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；直至所述低压蓄电池电压上升至第二预定电压时，如果所述荷电状态大于第一预定值并且低压蓄电池放电电流小于所述第一预定电流，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
在一些示例中，所述S2，还包括：当所述荷电状态小于第二预定值时，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；直至所述荷电状态大于所述第一预定值时，如果所述低压蓄电池电压大于所述第一预定电压并且所述低压蓄电池放电电流小于所述第一预定电流，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
本发明的第二方面的实施例公开了一种电动汽车的电力系统，包括：开关模块；检测模块，用于检测低压蓄电池的电池状态信息；直流电源变换器，所述直流电源变换器的输入端通过所述开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，所述直流电源变换器用于将高压电转换为低压电后为所述低压蓄电池供电；控制器，所述控制器用于根据所述低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭所述开关模块，以控制所述直流电源变换器的启停。
本发明的电动汽车的电力系统，直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，这样，无论正极接触器和负极接触器是否闭合，直流电源变换器均能够工作以为低压蓄电池充电，并且，可以低压蓄电池的电池状态信息控制直流电源变换器选择性地为低压蓄电池充电，由此，不但可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，并且可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
在一些示例中，所述开关模块为接触器。
在一些示例中，所述控制器用于根据所述低压蓄电池的电池状态信息判断所述低压蓄电池是否需要充电，并在需要充电时控制所述开关模块闭合以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电，并在判断所述低压蓄电池是否不需要充电时控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
本发明的第三方面的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述的第二方面的实施例所述的电动汽车的电力系统。该车辆可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，还可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一个实施例的电动汽车的电力系统控制方法的流程图；
图2是根据本发明第一个实施例的电动汽车的电力系统控制方法的详细流程图；
图3是根据本发明第一个实施例的电动汽车的电力系统控制方法的原理图；
图4是根据本发明第一个实施例的电动汽车的电力系统的示意图。
附图标记说明：
直流电源变换器110、开关模块120、动力电池130、低压蓄电池140、检测模块150。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的电力系统、控制方法及车辆。
在描述根据本发明实施例的电动汽车的电力系统、控制方法及车辆之前，首先对电动汽车的电力系统进行描述，本发明实施例中的电动汽车为纯电动汽车，如图4所示，纯电动汽车的电力系统包括直流电源变换器110，直流电源变换器110的输入端通过开关模块120连接在动力电池130和高压接触器(如正极接触器和负极接触器)之间。结合图4所示，电力系统还包括低压蓄电池140、电池管理系统BMS等。其中，直流电源变换器110将动力电池130的高压电转换为低压电后为低压蓄电池140充电。直流电源变换器110的低压直流输出侧与低压蓄电池140相连，从而可以将动力电池130的高压直流电转换为低压直流电后为低压蓄电池140充电。其中，直流电源变换器110例如为DC/DC转换器110。
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的电力系统控制方法的流程图。如图1所示，并结合图2-图4，根据本发明一个实施例的电动汽车的电力系统控制方法，包括如下步骤：
S101：检测低压蓄电池的电池状态信息。其中，低压蓄电池的电池状态信息包括但不限于荷电状态(SOC)、低压蓄电池电压和低压蓄电池放电电流。当然，低压蓄电池的电池状态信息还可以包括健康状态SOH、能量状态SOE、低压蓄电池温度等。
在本发明的一个实施例中，低压蓄电池的电池状态信息可以通过智能蓄电池传感器检测得到。
S102：根据低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭开关模块，以控制直流电源变换器的启停。开关模块120例如为接触器，如图4所示，开关模块120包括：接触器contractor+和接触器contractor-。
以荷电状态、低压蓄电池电压和低压蓄电池放电电流为例，则根据低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭开关模块，以控制直流电源变换器的启停，包括：
1、在车辆进入ON电状态后，控制开关模块导通以使直流电源变换器为低压蓄电池充电。
2、第一预定时间后，判断低压蓄电池的电池状态信息是否满足停止充电条件。
3、如果是，则控制开关模块断开以使直流电源变换器停止为低压蓄电池充电。
如图4所示，开关模块120的开闭可以由电池管理系统BMS控制，具体地说，车辆进入ON电状态后，电池管理系统BMS、DC/DC转换器110激活。BMS闭合接触器contractor+和接触器contractor-，DC/DC转换器110开始工作，为低压蓄电池140充电第一预定时间(第一预定时间例如为5分钟)，充电电压14V。5分钟后，如果低压蓄电池140的SOC＞95％、低压蓄电池140电压大于11V并且低压蓄电池140的放电电流小于10A，则BMS断开接触器contractor+和接触器contractor-，DC/DC转换器110停止工作，即：停止为低压蓄电池140充电。
在以上描述中，低压蓄电池的电池状态信息满足停止充电条件指：低压蓄电池140的SOC＞95％、低压蓄电池140电压大于11V并且低压蓄电池140的放电电流小于10A。
如图1至图4所示，还包括：当低压蓄电池放电电流大于第一预定电流(如10A)且持续时间超过第二预定时间时，控制开关模块导通以使直流电源变换器为低压蓄电池充电；直至低压蓄电池放电电流小于第一预定电流时，延迟第三预定时间后，继续判断低压蓄电池的电池状态信息是否满足停止充电条件；如果是，则控制开关模块断开以使直流电源变换器停止为低压蓄电池充电。
例如：当低压蓄电池的放电电流大于10A(即：第一预定电流)，且超过20秒(即：第二预定时间)时，BMS闭合接触器contractor+和接触器contractor-，DC/DC转换器开始工作，为低压蓄电池140充电，充电电压14V。接着，当低压蓄电池140的放电电流变为小于10A时，DC/DC转换器继续为蓄电池充电20秒(即：第三预定时间)后，如果低压蓄电池电压大于11V并且荷电状态SOC大于95％，BMS断开接触器contractor+和接触器contractor-，以使DC/DC转换器停止工作，即：结束对低压蓄电池140充电。
进一步地，还包括：当低压蓄电池电压小于第一预定电压时，控制开关模块导通以使直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；直至低压蓄电池电压上升至第二预定电压时，如果荷电状态大于第一预定值并且低压蓄电池放电电流小于第一预定电流，则控制开关模块断开以使直流电源变换器停止为低压蓄电池充电。
例如：当低压蓄电池电压小于11V时，BMS闭合接触器contractor+和接触器contractor-，DC/DC转换器开始工作，为低压蓄电池充电，充电电压14V。接着，当低压蓄电池电压升至13V(即：第二预定电压)并且低压蓄电池的SOC大于95％(即：第一预定值)，低压蓄电池的放电电流小于10A，则BMS断开接触器contractor+和接触器contractor-，以使DC/DC转换器停止工作，即：结束对低压蓄电池140充电。
更进一步地，还包括：当低压蓄电池的荷电状态小于第二预定值时，控制开关模块导通以使直流电源变换器为低压蓄电池充电；直至荷电状态大于第一预定值时，如果低压蓄电池电压大于第一预定电压并且低压蓄电池放电电流小于第一预定电流，则控制开关模块断开以使直流电源变换器停止为低压蓄电池充电。
例如：当低压蓄电池的SOC小于80％(即：第二预定值)时，BMS闭合contractor+、contractor-接触器，DCDC开始工作，为蓄电池充电，充电电压14V。接着，当低压蓄电池的SOC大于95％、低压蓄电池电压大于11V并且低压蓄电池的放电电流小于10A，则BMS断开接触器contractor+和接触器contractor-，以使DC/DC转换器停止工作，即：结束对低压蓄电池140充电。
根据本发明实施例的电动汽车的电力系统控制方法，直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，这样，无论正极接触器和负极接触器是否闭合，直流电源变换器均能够工作以为低压蓄电池充电，并且，可以低压蓄电池的电池状态信息控制直流电源变换器选择性地为低压蓄电池充电，由此，不但可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，并且可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
如图4所示，本发明的实施例公开了一种电动汽车的电力系统，包括：开关模块110、检测模块150、直流电源变换器120和控制器(如：BMS)。
检测模块150用于检测低压蓄电池的电池状态信息。直流电源变换器120的输入端通过开关模块110连接在动力电池130和高压接触器(即：正极接触器和负极接触器)之间，直流电源变换器120用于将高压电转换为低压电后为低压蓄电池140供电。控制器用于根据低压蓄电池140的电池状态信息选择性地开闭开关模块110，以控制直流电源变换器120的启停。
其中，开关模块110为但不限于接触器。
在本发明的一个实施例中，控制器用于根据低压蓄电池的电池状态信息判断低压蓄电池是否需要充电，并在需要充电时控制开关模块闭合以使直流电源变换器为低压蓄电池充电，并在判断低压蓄电池是否不需要充电时控制开关模块断开以使直流电源变换器停止为低压蓄电池充电。
根据本发明实施例的电动汽车的电力系统，直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，这样，无论正极接触器和负极接触器是否闭合，直流电源变换器均能够工作以为低压蓄电池充电，并且，可以低压蓄电池的电池状态信息控制直流电源变换器选择性地为低压蓄电池充电，由此，不但可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，并且可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的电力系统的具体实现方式与本发明实施例的电动汽车的电力系统控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述任意一个实施例所述的电动汽车的电力系统。该车辆为纯电动汽车。该车辆中直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，这样，无论正极接触器和负极接触器是否闭合，直流电源变换器均能够工作以为低压蓄电池充电，并且，可以低压蓄电池的电池状态信息控制直流电源变换器选择性地为低压蓄电池充电，由此，不但可以有效避免直流电源变换器长时间工作以及低压蓄电池没有充电需求时的浪费，并且可以在车辆上ON电的状态下下保证低压蓄电池具有充足的电量。
另外，本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电力系统控制方法，其特征在于，所述电力系统包括直流电源变换器，所述直流电源变换器的输入端通过开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，所述方法包括：
S1：检测低压蓄电池的电池状态信息；
S2：根据所述低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭所述开关模块，以控制所述直流电源变换器的启停。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的电力系统控制方法，其特征在于，所述低压蓄电池的电池状态信息包括荷电状态、低压蓄电池电压和低压蓄电池放电电流。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的电力系统控制方法，其特征在于，所述S2，包括：
在车辆进入ON电状态后，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；
第一预定时间后，判断所述低压蓄电池的电池状态信息是否满足停止充电条件；
如果是，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的电力系统控制方法，其特征在于，所述S2，还包括：
当低压蓄电池放电电流大于第一预定电流且持续时间超过第二预定时间时，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；
直至所述低压蓄电池放电电流小于所述第一预定电流时，延迟第三预定时间后，继续判断所述低压蓄电池的电池状态信息是否满足停止充电条件；
如果是，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
5.根据权利要求2所述的电动汽车的电力系统控制方法，其特征在于，所述S2，还包括：
当所述低压蓄电池电压小于第一预定电压时，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；
直至所述低压蓄电池电压上升至第二预定电压时，如果所述荷电状态大于第一预定值并且低压蓄电池放电电流小于所述第一预定电流，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
6.根据权利要求5所述的电动汽车的电力系统控制方法，其特征在于，所述S2，还包括：
当所述荷电状态小于第二预定值时，控制所述开关模块导通以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电；
直至所述荷电状态大于所述第一预定值时，如果所述低压蓄电池电压大于所述第一预定电压并且所述低压蓄电池放电电流小于所述第一预定电流，则控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
7.一种电动汽车的电力系统，其特征在于，包括：
开关模块；
检测模块，用于检测低压蓄电池的电池状态信息；
直流电源变换器，所述直流电源变换器的输入端通过所述开关模块连接在动力电池和高压接触器之间，所述直流电源变换器用于将高压电转换为低压电后为所述低压蓄电池供电；
控制器，所述控制器用于根据所述低压蓄电池的电池状态信息选择性地开闭所述开关模块，以控制所述直流电源变换器的启停。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的电力系统，其特征在于，所述开关模块为接触器。
9.根据权利要求7所述的电动汽车的电力系统，其特征在于，所述控制器用于根据所述低压蓄电池的电池状态信息判断所述低压蓄电池是否需要充电，并在需要充电时控制所述开关模块闭合以使所述直流电源变换器为所述低压蓄电池充电，并在判断所述低压蓄电池是否不需要充电时控制所述开关模块断开以使所述直流电源变换器停止为所述低压蓄电池充电。
10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求7-9任一项所述的电动汽车的电力系统。
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