CN107919723A - 用于控制辅助电池的继电器的系统及方法 - Google Patents

用于控制辅助电池的继电器的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于由控制器控制辅助电池的继电器的方法，其包括确定低直流到直流转换器即低DC到DC转换器即LDC是否在辅助电池的荷电状态维持模式即SOC维持模式中提供电子负载所需的电能。作为所确定的结果，当LDC不提供电子负载中所需的电能时维持辅助电池的电能被提供给电子负载的继电器的接通状态。作为所确定的结果，当LDC提供电子负载中所需的电能时，关闭继电器使得辅助电池的电能不被提供给电子负载。

Description

用于控制辅助电池的继电器的系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月7日向韩国知识产权局的提交的申请号为10-2016-0129935的韩国专利申请的优先权，其公开的全文通过引用而并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于控制辅助电池的继电器的系统及方法。
在本公开中，通过驱动使用高电压电池的电动马达来驱动的车辆的环保型车辆，包括混合动力车辆(HEV)、电动车辆(EV)、插电式混合动力车辆(PHEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等。
背景技术
通常，环保型车辆包括用于提供驱动电能的高电压电池和用于向内部电气设备(例如，电子负载)提供操作电能的辅助电池。在这种情况下，当辅助电池的电压在较高控制器的控制下不超过参考值时，连接至辅助电池和电气设备的低电压直流(DC)到DC转换器(LDC)将高电压电池的高电压降低转换为用于对辅助电池充电的电压来对辅助电池充电。
辅助电池用来向诸如各种灯、系统、电子控制单元(ECU)等的电气设备提供操作电能，也用来启动车辆。
到目前为止，铅酸蓄电池已经用作车辆的辅助电池，因为铅酸蓄电池可以被再充电并且即使电池被完全地放电也可以被使用。然而，铅酸蓄电池重并且具有低的充电密度，并且用于铅酸蓄电池中的铅酸是环境污染材料。因此，近来，在环保型车辆中铅酸蓄电池已经被12V锂离子电池替换。
然而，当12V锂离子电池被过放电时，12V锂离子电池可能无法再充电。因此，为了解决这种致命的缺点，已经不断地开发了使用用于防止过放电的继电器来防止12V锂离子电池的过放电的技术。
同时，在环保型车辆中，辅助电池的充电/放电/维护已经通过控制LDC的输出电压以根据驱动条件和电池状态而变化来被执行。特别地，在荷电状态(SOC)维持模式中，设置LDC的输出电压值，使得不产生辅助电池的充电/放电(例如，充电或放电)。然而，由于辅助电池的劣化程度、温度等，辅助电池的充电/放电电流不能精确地被调整到0A，使得在辅助电池中产生不必要的充电/放电。
因此，使高电压电池产生不必要的能量损失。
发明内容
本公开解决现有技术中出现的上述问题，同时保留由现有技术实现的优点。
本公开的一方面提供一种用于控制辅助电池的继电器的系统和方法，其能够提高环保型车辆的燃料效率。通过有效地控制继电器来控制继电器，其向环保型车辆中的电子负载提供和阻断辅助电池的电能，以防止在辅助电池的荷电状态(SOC)维持模式中，由于辅助电池的劣化程度、温度等而不必要地产生辅助电池的充电/放电。
本公开的目的不限于上述的目的，并且未提及的本公开的其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且将通过本公开的一个或多个实施例来被更清楚地认识。另外，本公开的目的和优点可以权利要求中提及的装置和系统及其组合的方式来实现，并且可以用权利要求中提及的装置和系统及其组合来实现。
根据本公开的实施例，一种用于通过控制器控制辅助电池的继电器的方法包括确定低直流(DC)到DC的转换器(LDC)是否在辅助电池的SOC维持模式中提供电子负载中所需的电能。当LDC不提供电子负载中所需的电能作为所确定的结果时，维持辅助电池的电能被提供给电子负载的继电器的接通状态。当LDC提供电子负载中所需的电能作为所确定的结果时，关闭继电器使得辅助电池的电能不被提供给电子负载。
根据本公开的另一实施例，用于控制辅助电池的继电器的系统包括辅助电池、向环保型车辆提供电能的LDC、提供或阻断从辅助电池向电子负载的电能的继电器以及控制器。控制器确定LDC是否在辅助电池的SOC维持模式中提供电子负载中所需的电能，当LDC未提供电子负载中所需的电能时，维持辅助电池的电能被提供给电子负载的继电器的接通状态，并且当LDC提供电子负载中所需的电能时，关闭继电器使得辅助电池的电能不被提供给电子负载。
附图说明
从以下结合附图的详细的描述中，本公开的上述的和其他的目的、特征和优点将更加明显。
图1是示出根据本公开的实施例的用于控制辅助电池的继电器的系统的框图。
图2是示出根据本公开的实施例的用于控制辅助电池的继电器的方法的流程图。
图3是示出根据本公开的实施例的用于控制辅助电池的继电器的方法的效果的说明图。
附图中的各个构件的标号
40：电子负载
70：高电压电池
90：控制器
201：辅助电池的SOC维持模式
202：LDC是否提供电子负载中所需的电能
203：维持继电器的接通状态
204：关闭继电器
205：使用高电压的电子负载是否被操作
206：维持LDC的输出电压
207：将LDC的输出电压设置为最小电压
208：LDC是否提供电子负载中所需的电能
209：维持继电器的关闭状态
210：允许LDC的输出电压与辅助电池的输出电压一致
211：接通继电器
具体实施方式
从下文中参照附图详细描述的以下描述中，上述的目的、特征和优点将变得更加明显。因此，本公开所属领域的技术人员可以容易地实施本公开的技术思想。进一步地，在描述本公开中，在确定与本公开相关联的公知技术的详细描述可能不必要地使本公开不清楚的情况下，将省略详细的描述。在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施例。
图1是示出根据本公开的实施例的用于控制辅助电池的继电器的系统的框图。
如图1所示，根据本公开的实施例的用于控制辅助电池的继电器的系统包括辅助电池10、继电器20、接线盒(J/B)30、电子负载40、低直流(DC)到DC的转换器(LDC)50、功率继电器组件(PRA)60、高电压电池70、电池管理系统(BMS)80、控制器90等。
辅助电池10可以由例如12V锂离子电池来实现，并且提供起动车辆的发动机的电能和电子负载40中所需的电能。
继电器20提供或阻断从辅助电池10到电子负载40的电能。在这种情况下，继电器20可以通过由脉冲信号控制的锁存型继电器来实现。
J/B 30将辅助电池10、电子负载40、LDC 50和控制器90彼此连接。
电子负载40代表在环保型车辆中通过接收从辅助电池10提供的电能而被操作的所有电子装置。
LDC 50将高电压电池70的高电压转换为低电压(例如，14.3V到13.5V)，并且基于低电压对辅助电池10充电或提供各个电子负载14中所需的额定电压。
PRA 60可以包括作为主电源触点的两个继电器，以及安装在两个继电器中的一个的电路旁路上的预充电继电器和预充电电阻器。
包括在PRA 60中的两个继电器由从BMS 80或马达控制器单元(MCU)(未示出)输出的继电器控制信号控制。
作为主电池的高电压电池70在使车辆加速时向马达提供电能并且在使车辆减速或生成发动机裕度输出时存储由马达再生产生的电能。
BMS 80管理辅助电池10和高电压电池70，并且特别地控制辅助电池10的充电/放电/维护。
控制器90(例如，物理控制装置)确定LDC 50是否可以在辅助电池10的荷电状态(SOC)维持模式中提供电子负载40中所需的电能。控制器90还控制继电器20(例如，接通继电器)，使得在LDC 50不提供电子负载40中所需的电能的情况下将辅助电池10的电能提供给电子负载40，并且控制继电器20(例如，关闭继电器)，使得在LDC 50提供电子负载40中所需的电能的情况下辅助电池10的电能不被提供给电子负载40。在这种情况下，当使用高电压(例如，可以由LDC 50输出的电压范围中的高电压)的电子负载未被操作时，控制器90可以将LDC50的输出电压设置为最小电压以降低由于电阻负载的能量损失。
当LDC 50不提供电子负载40中所需的电能时，控制器90接通继电器20以允许将辅助电池10的电能提供给电子负载40。在这种情况下，控制器90允许LDC 50的输出电压与辅助电池10的输出电压一致，以防止由于在接通继电器20时的冲击电流导致的辅助电池10的劣化和燃烧。因此，用于控制根据本公开的一个或多个实施例的辅助电池的继电器的系统进一步包括用于测量辅助电池10的输出电压的电压传感器(未示出)。
通过示例的方式，控制器90可以包括用于接通继电器90的第一开关和用于关闭继电器20的第二开关。在这种情况下，控制器90也可以包括可以接通和关闭继电器20的一个开关。
尽管在本公开的一个或多个实施例中通过示例的方式已经描述用于控制辅助电池的继电器的系统包括单独的控制器90的形式，但是控制器90的功能也可以通过LDC 50或BMS 80执行来实现。
图2示出根据本公开的实施例的用于控制辅助电池继电器的方法的流程图，并且图2说明由控制器90执行的过程。
在辅助电池的SOC维持模式(201)中，控制器90确定LDC 50是否可以提供电子负载40(202)中所需的电能。
当LDC 50可以不提供电子负载40中所需的电能作为所确定的结果(202)时，维持辅助电池10的电能被提供给电子负载40的继电器20的接通的状态(203)。
当LDC 50可以提供电子负载40中所需的电能作为所确定的结果(202)时，关断继电器20，使得辅助电池10的电能不被提供给电子负载40(204)。
控制器90确认使用高电压(例如，可以由LDC 50输出的电压范围中的高电压)的电子负载是否被操作(205)。
当作为所确认的结果(205)，电子负载被操作时，保持LDC 50的输出电压(206)。
当作为所确认的结果(205)，电子负载未被操作时，将LDC 50的输出电压设置为最小电压(207)。
控制器90确定LDC 50是否可以提供电子负载40中所需的电能(208)。
当LDC 50可以提供电子负载40中所需的电能作为所确定的结果(208)时，维持继电器20的关闭状态(209)。
当LDC 50可以不提供电子负载40中所需的电能作为所确定的结果(208)时，使LDC50的输出电压与辅助电池10的输出电压相一致(210)，并且接通继电器(211)。
图3为示出根据本公开的实施例的用于控制辅助电池的继电器的方法的效果的说明图。
如图3的元件310所示，在相关领域中，在辅助电池10的SOC维持模式中产生不必要的充电/放电。因此，高电压电池70产生的能量损失降低了环保型车辆的燃料效率。
然而，在应用本公开的情况下(320)，在辅助电池10的SOC维持模式中不会产生不必要的充电/放电。另外，在使用高电压的电子负载未被操作的情况下，将LDC 50的输出电压设置为最小电压，使得由于电阻负载的能量损失可以降低。
如以上所述，根据本公开的一个或多个实施例的用于控制辅助电池的继电器的方法，可以由计算机程序创建。另外，构成计算机程序代码和代码段可以容易地由相关领域的计算机程序员推断。进一步地，创建的计算机程序被存储在计算机可读的记录介质(例如，信息存储介质)中，并且由计算机读取和执行以实现根据本公开的一个或多个实施例的用于控制辅助电池的继电器的方法。进一步地，计算机可读记录介质包括计算机可读的所有类型的记录介质(例如，非暂时性计算机可读记录介质)。
如以上所述，根据本公开的一个或多个实施例，控制向环保型车辆中的电子负载提供和阻断辅助电池的电能的继电器，以从根本上防止在SOC维持模式中，由于辅助电池的劣化程度、温度等不必要地产生辅助电池的充电/放电。这从而可以提高环保型车辆的燃料效率。
上文中，尽管参照实施例和附图本公开已经被描述，但是本公开不限于此，而是，在不脱离所附权利要求中所限定的精神和范围的情况下，可以由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于由控制器控制辅助电池的继电器的方法，所述方法包括：
由所述控制器确定低直流到直流转换器即低DC到DC转换器即LDC是否在所述辅助电池的荷电状态维持模式即SOC维持模式中提供电子负载所需的电能；以及
由所述控制器根据所确定的结果控制所述继电器的接通/关闭状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述继电器的接通/关闭状态包括：
当所述LDC不提供所述电子负载中所需的电能作为所确定的结果时，维持所述辅助电池的电能被提供给所述电子负载的所述继电器的接通状态；以及
当所述LDC提供所述电子负载中所需的电能作为所确定的结果时，关闭所述继电器使得所述辅助电池的电能不被提供给所述电子负载。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述继电器关闭后，控制所述继电器的接通/关闭状态进一步包括：
确认使用高电压的所述电子负载是否被操作；
当使用高电压的所述电子负载被操作作为所确认的结果时，维持所述LDC的输出电压；以及
当使用高电压的所述电子负载不被操作作为所确认的结果时，将所述LDC的输出电压设置为最小电压。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述继电器关闭后，控制所述继电器的接通/关闭的状态进一步包括：
确定所述LDC是否提供所述电子负载中所需的电能；
当所述LDC提供所述电子负载中所需的电能作为关于所述LDC是否提供所述电子负载中所需的电能的所确定的结果时，维持所述继电器的关闭状态；以及
当所述LDC不提供所述电子负载中所需的电能作为关于所述LDC是否提供所述电子负载中所需的电能的所确定的结果时，允许所述LDC的输出电压与所述辅助电池的输出电压相一致并且接通所述继电器。
5.一种用于控制辅助电池的继电器的系统，所述系统包括：
辅助电池；
低直流到直流转换器即低DC到DC转换器即LDC，其被配置为向车辆的电子负载提供电能；
继电器，其被配置为提供或阻断从所述辅助电池到所述电子负载的电能；以及
控制器，其被配置为确定所述LDC是否在所述辅助电池的荷电状态维持模式即SOC维持模式中提供所述电子负载的电能以控制所述继电器的接通/关闭状态。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器被配置为：
当所述LDC不提供所述电子负载中所需的电能时，维持所述辅助电池的电能被提供给所述电子负载的所述继电器的接通状态；以及
当所述LDC提供所述电子负载中所需的电能时，关闭所述继电器使得所述辅助电池的电能不被提供给所述电子负载。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器被配置为在所述继电器的关断状态下，当使用高电压的所述电子负载被操作时，维持所述LDC的输出电压。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述继电器的关闭状态下，当使用高电压的所述电子负载不被操作时，将所述LDC的输出电压设置为最小电压。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述继电器的关闭状态下，当所述LDC提供所述电子负载中所需的电能时，维持所述继电器的关闭状态。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述继电器的关闭状态下，当所述LDC不提供所述电子负载中所需的电能时，允许所述LDC的输出电压与所述辅助电池的输出电压相一致并且接通所述继电器。
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