CN108081983B - 一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法，包括电动汽车和移动终端；所述的电动汽车上集成有整车控制器、电池管理系统、直流‑直流转换器、蓄电池、智能蓄电池传感器和车载T‑BOX；所述的整车控制器与电池管理系统和车载T‑BOX通信连接，所述的电池管理系统与直流‑直流转换器和智能蓄电池传感器通信连接，所述的车载T‑BOX通过无线网络与移动终端通信连接；本发明能够实时监控电动汽车蓄电池剩余电量和整车静态电流，以计算车辆允许静置时间；蓄电池电量不饱和时，整车控制器可自动计时，根据车辆允许静止时间自动为蓄电池充电，用户也可根据需要通过移动终端手动控制蓄电池充电。

Description

一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的蓄电池领域，尤其涉及一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法。
背景技术
随着新一轮科技革命和产业变革的不断深化，电动汽车的智能化、网联化已成为产业发展的战略新方向。目前，电动汽车上集成有高压电池和低压蓄电池，高压电池主要用于驱动电动汽车行驶，并在整车控制器的控制下为蓄电池充电；低压蓄电池主要为控制电动汽车的功能性模块运行提供电能，而随着电动汽车功能的不断增加，整车的静态电耗也越来越多；蓄电池亏电问题也随之日益凸显。
目前预防蓄电池亏电的技术主要有以下两种：
第一：机械结构式；通过在蓄电池放电回路上增加一个手动开关，当用户长时间不使用车辆时，手动打开此开关，切断蓄电池的放电回路，保证蓄电池不会亏电。
但是此技术方案由机械结构实现，需手工操作，不够智能；且切断放电回路后，整车所有控制器断电，无法监控车辆状态，如出现车辆被盗、碰撞等事故，无法发出警报，存在安全隐患。
第二：定时充电式；通过一个安装于车辆上的控制器进行静置计时，当静置时间达到设定的固定时间时，此控制器唤醒车辆相关部件，对蓄电池进行充电。
但是此技术方案只能间隔固定时间对蓄电池进行充电，可能出现以下弊端：（1）静置时间内蓄电池已经亏电严重，定时充电无法启动或可以启动但蓄电池寿命受损；（2）定时充电启动时，蓄电池电量充足，不需要补充电量，此时充电造成电量的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法，能够解决利用机械结构防止蓄电池亏电带来的不够智能、整车断电无法监控车辆状态以导致车辆出现安全隐患的问题，还能够解决定时充电带来的蓄电池无法启动、蓄电池寿命受损和蓄电池电量充足时充电导致的电量浪费的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种预防蓄电池亏电的控制系统，包括电动汽车和移动终端；所述的电动汽车上集成有整车控制器、电池管理系统、直流-直流转换器、蓄电池、智能蓄电池传感器和车载T-BOX；
所述的整车控制器用于计算车辆允许静置时间、监控充电时间、静置时间计时、达到计时后唤醒车辆其他功能模块和监控车辆状态；
所述的直流-直流转换器用于将电动汽车上的高压电转化为跟蓄电池电压相同的低压电；
所述的智能型蓄电池传感器用于采集蓄电池电压、电流和温度信息，并计算蓄电池剩余电量；并将前述信息通过LIN发送给整车控制器；
所述的车载T-BOX用于和移动终端通信；
所述的移动终端上集成有APP，并基于APP接收车载T-BOX发送的电动汽车状态信息；
所述的整车控制器与电池管理系统和车载T-BOX通信连接，所述的电池管理系统与直流-直流转换器和智能蓄电池传感器通信连接，所述的车载T-BOX通过无线网络与移动终端通信连接。
一种预防蓄电池亏电的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、电动汽车静置时，智能型蓄电池传感器将采集到的静置时蓄电池剩余电量和整车静态电流I1发送至整车控制器；
步骤2、整车控制器根据静置时蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I1，实时计算车辆允许静置时间T1；
步骤3、当车辆静止进入休眠后，为了防止蓄电池亏电，整车控制器引导车辆退出休眠并发出唤醒信号唤醒电池管理系统和车载T-BOX，同时整车控制器开启安全限制，并引导车辆完成高压上电；
步骤4、整车控制器计算车辆高压上电后，智能型蓄电池传感器采集到的蓄电池充电时的整车静态电流I2，并将整车静态电流I2与整车静态电流I1比较，若整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差大于阈值，则进入步骤5；若整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差不大于阈值，则进入步骤6；
步骤5、对整车静态电流I3进行修正，修正后进入步骤6；
步骤6、整车控制器根据当前蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I3，实时计算车辆允许静置时间T2；其中，整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差不大于阈值，取整车静态电流I2的值作为修正后的整车静态电流I3；
步骤7、整车控制器控制直流-直流转换器开始给蓄电池充电；
步骤8、智能型蓄电池传感器采集并实时发送蓄电池状态，整车控制器接收到蓄电池电量充满信息后，结束本次充电。
所述步骤2中，整车控制器根据静置时蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I1，实时计算车辆允许静置时间T1的方法为：
T1 = 蓄电池容量 *（静置时蓄电池剩余电量-截止蓄电池剩余电量）/整车静态电流I1*1000；
其中，蓄电池容量的单位为AH，整车静态电流为单位mA。
所述的步骤3中，当车辆静止进入休眠后，为了防止蓄电池亏电，整车控制器引导车辆退出休眠并发出唤醒信号，并引导车辆完成高压上电的方式有以下两种：
方式一：车辆下电后，整车控制器根据步骤2计算的允许静置时间T1进行计时，计时T1后，整车控制器退出休眠并发出唤醒信号，唤醒电池管理系统、直流-直流转换器和车载T_BOX；唤醒后，整车控制器引导车辆完成高压上电；
方式二：车辆下电后，用户通过移动终端启动蓄电池充电功能，车载T-BOX收到移动终端发送的信息后，退出休眠并发出唤醒信号，唤醒电池管理系统、直流-直流转换器、整车控制器等部件；唤醒后，整车控制器引导车辆完成高压上电。
所述步骤3中整车控制器的安全限制有：
A、当整车控制器检测到车辆出现高压故障、绝缘故障时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
B、当整车控制器检测到车辆前舱盖被打开时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
C、当整车控制器检测到高压电池电量低于阈值时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
D、当整车控制器检测到蓄电池充电时间达到1小时时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
E、 用户通过APP选择结束充电时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户。
所述的步骤5中，对整车电流进行修正的方法为：
将整车控制器计算的整车静态电流I1和整车静态电流I2进行加权平均处理，得到修正后整车静态电流。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法，利用整车控制器、电池管理系统、直流-直流转换器、蓄电池、智能蓄电池传感器、车载T-BOX和移动终端，能够实时监控电动汽车蓄电池剩余电量和整车静态电流，以计算车辆允许静置时间；蓄电池电量不饱和时，整车控制器可自动计时，根据车辆允许静止时间自动为蓄电池充电，用户也可根据需要通过移动终端手动控制蓄电池充电；在蓄电池充电前或充电过程中，整车控制器实时监控电动汽车状态，当电动汽车出现限制充电的情况时，整车控制器还可控制高压电池不上电或立即结束上电，防止出现安全隐患；最后，在蓄电池充电过程中，整车控制器还能够实时修正整车静态电流，并可根据修正后的整车静态电流实时计算车辆允许静置时间，防止蓄电池充电完成后，电动汽车长时间休眠导致的蓄电池电量不足的情况发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
如图1所示，本发明所述的一种预防蓄电池亏电的控制系统，包括电动汽车和移动终端；所述的电动汽车上集成有整车控制器、电池管理系统、直流-直流转换器、蓄电池、智能蓄电池传感器和车载T-BOX。
整车控制器是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅电动汽车配备，传统燃油车无需该装置。整车控制器通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态(车速、温度等)信息，由整车控制器判断处理后，向动力系统、高压电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载功能模块的工作模式；整车控制器具有整车系统故障诊断保护与存储功能。整车控制器在本发明中主要用于计算车辆允许静置时间、监控充电时间、静置时间计时、达到计时后唤醒车辆其他功能模块和监控车辆状态。
所述的直流-直流转换器用于将电动汽车上的高压电转化为跟蓄电池电压相同的低压电；目前，电动汽车上集成有高压电池和低压蓄电池，高压电池主要用于驱动电动汽车行驶，并在整车控制器的控制下为蓄电池充电。
所述的智能型蓄电池传感器用于采集蓄电池电压、电流和温度信息，并计算蓄电池剩余电量；并将前述信息通过LIN发送给整车控制器。
所述的车载T-BOX用于和移动终端通信。
所述的移动终端上集成有APP，并基于APP接收车载T-BOX发送的电动汽车状态信息；移动终端可采用手机、平板电脑等便携式智能电子设备。
所述的整车控制器与电池管理系统和车载T-BOX通信连接，所述的电池管理系统与直流-直流转换器和智能蓄电池传感器通信连接，所述的车载T-BOX通过无线网络与移动终端通信连接。
如图2所示，基于上述一种预防蓄电池亏电的控制系统所进行的一种预防蓄电池亏电的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、电动汽车静置时，智能型蓄电池传感器将采集到的静置时蓄电池剩余电量和整车静态电流I1发送至整车控制器；
步骤2、整车控制器根据静置时蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I1，实时计算车辆允许静置时间T1；
所述的车辆允许静置时间T1的计算方法为：
T1 = 蓄电池容量 *（当前蓄电池剩余电量-截止蓄电池剩余电量）/整车静态电流I1*1000；其中，蓄电池容量的单位为AH，整车静态电流I1为单位mA；
步骤3、当车辆静止进入休眠后，为了防止蓄电池亏电，整车控制器引导车辆退出休眠并发出唤醒信号唤醒电池管理系统和车载T-BOX，同时整车控制器开启安全限制，并引导车辆完成高压上电；
上述整车控制器引导车辆完成高压上电的方式有以下两种：
方式一：车辆下电后，整车控制器根据步骤2计算的允许静置时间T1进行计时，计时T1后，整车控制器退出休眠并发出唤醒信号，唤醒电池管理系统、直流-直流转换器和车载T_BOX；唤醒后，整车控制器引导车辆完成高压上电；
方式二：车辆下电后，用户通过移动终端上的APP启动蓄电池充电功能，车载T-BOX收到移动终端上的APP发送的信息后，退出休眠并发出唤醒信号，唤醒电池管理系统、直流-直流转换器、整车控制器等部件；唤醒后，整车控制器引导车辆完成高压上电。
上述整车控制器的安全限制有：
A、当整车控制器检测到车辆出现高压故障、绝缘故障时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T-BOX和移动终端通知用户；
B、当整车控制器检测到车辆前舱盖被打开时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T-BOX和移动终端通知用户；
C、当整车控制器检测到高压电池电量低于阈值时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T-BOX和移动终端通知用户；
D、当整车控制器检测到蓄电池充电时间达到1小时时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
E、 用户通过APP选择结束充电时，控制高压电池和电池管理系统立即结束上电，并通过车载T-BOX和移动终端通知用户；
步骤4、整车控制器计算车辆高压上电后，智能型蓄电池传感器采集到的蓄电池充电时的整车静态电流I2，并将整车静态电流I2与整车静态电流I1比较，若整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差大于阈值，则进入步骤5；若整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差不大于阈值，则进入步骤6；
整车静态电流I2的计算方法为：
整车静态电流I2=蓄电池容量*（静置时蓄电池剩余电量-当前蓄电池剩余电量）/允许静置时间T1*1000；
步骤5、对整车静态电流I3进行修正，修正后进入步骤6；
整车静态电流I3进行修正的方法为：将整车静态电流I2和整车静态电流I1进行加权平均处理，得到修正后的整车静态电流I3；
步骤6、整车控制器根据当前蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I3，实时计算车辆允许静置时间T2；其中，整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差不大于阈值，取整车静态电流I2的值作为修正后的整车静态电流I3；以防止蓄电池充电完成后，电动汽车长时间休眠导致的蓄电池电量不足的情况发生；
车辆允许静置时间T2的计算方法为：
T2 = 蓄电池容量 *（当前蓄电池剩余电量-截止蓄电池剩余电量）/整车静态电流I3*1000；其中，蓄电池容量的单位为AH，整车静态电流I3为单位mA；
步骤7、整车控制器控制直流-直流转换器开始给蓄电池充电；
步骤8、智能型蓄电池传感器采集并实时发送蓄电池状态，整车控制器接收到蓄电池电量充满信息后，结束本次充电。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种预防蓄电池亏电的控制系统和控制方法，利用整车控制器、电池管理系统、直流-直流转换器、蓄电池、智能蓄电池传感器、车载T-BOX和移动终端，能够实时监控电动汽车蓄电池剩余电量和整车静态电流，以计算车辆允许静置时间；蓄电池电量不饱和时，整车控制器可自动计时，根据车辆允许静止时间自动为蓄电池充电，用户也可根据需要通过移动终端手动控制蓄电池充电；在蓄电池充电前或充电过程中，整车控制器实时监控电动汽车状态，当电动汽车出现限制充电的情况时，整车控制器还可控制高压电池不上电或立即结束上电，防止出现安全隐患；最后，在蓄电池充电过程中，整车控制器还能够实时修正整车静态电流，并可根据修正后的整车静态电流实时计算车辆允许静置时间，防止蓄电池充电完成后，电动汽车长时间休眠导致的蓄电池电量不足的情况发生。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种预防蓄电池亏电的控制方法，利用一种预防蓄电池亏电的控制系统实现，所述的一种预防蓄电池亏电的控制系统包括电动汽车和移动终端；所述的电动汽车上集成有整车控制器、电池管理系统、直流-直流转换器、蓄电池、智能蓄电池传感器和车载T-BOX；所述的车载T-BOX用于和移动终端通信；所述的移动终端上集成有APP，并基于APP接收车载T-BOX发送的电动汽车状态信息；所述的整车控制器与电池管理系统和车载T-BOX通信连接，所述的电池管理系统与直流-直流转换器和智能蓄电池传感器通信连接，所述的车载T-BOX通过无线网络与移动终端通信连接；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、电动汽车静置时，智能型蓄电池传感器将采集到的静置时蓄电池剩余电量和整车静态电流I1发送至整车控制器；
步骤2、整车控制器根据静置时蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I1，实时计算车辆允许静置时间T1；
步骤3、当车辆静止进入休眠后，为了防止蓄电池亏电，整车控制器引导车辆退出休眠并发出唤醒信号唤醒电池管理系统和车载T-BOX，同时整车控制器开启安全限制，并引导车辆完成高压上电；
步骤4、整车控制器计算车辆高压上电后，智能型蓄电池传感器采集到的蓄电池充电时的整车静态电流I2，并将整车静态电流I2与整车静态电流I1比较，若整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差大于阈值，则进入步骤5；若整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差不大于阈值，则进入步骤6；
步骤5、将整车控制器计算的整车静态电流I1和整车静态电流I2进行加权平均处理，得到修正后整车静态电流I3，修正后进入步骤6；
步骤6、整车控制器根据当前蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I3，实时计算车辆允许静置时间T2；其中，整车静态电流I2与整车静态电流I1的偏差不大于阈值，取整车静态电流I2的值作为修正后的整车静态电流I3；
步骤7、整车控制器控制直流-直流转换器开始给蓄电池充电；
步骤8、智能型蓄电池传感器采集并实时发送蓄电池状态，整车控制器接收到蓄电池电量充满信息后，结束本次充电。
2.根据权利要求1所述的一种预防蓄电池亏电的控制方法，其特征在于：所述步骤2中，整车控制器根据静置时蓄电池剩余电量、放电截止蓄电池剩余电量和整车静态电流I1，实时计算车辆允许静置时间T1的方法为：
T1 = 蓄电池容量 *（静置时蓄电池剩余电量-截止蓄电池剩余电量）/整车静态电流I1*1000；
其中，蓄电池容量的单位为AH，整车静态电流为单位mA。
3.根据权利要求1所述的一种预防蓄电池亏电的控制方法，其特征在于：所述的步骤3中，当车辆静止进入休眠后，为了防止蓄电池亏电，整车控制器引导车辆退出休眠并发出唤醒信号，并引导车辆完成高压上电的方式有以下两种：
方式一：车辆下电后，整车控制器根据步骤2计算的允许静置时间T1进行计时，计时T1后，整车控制器退出休眠并发出唤醒信号，唤醒电池管理系统、直流-直流转换器和车载T_BOX；唤醒后，整车控制器引导车辆完成高压上电；
方式二：车辆下电后，用户通过移动终端启动蓄电池充电功能，车载T-BOX收到移动终端发送的信息后，退出休眠并发出唤醒信号，唤醒电池管理系统、直流-直流转换器、整车控制器等部件；唤醒后，整车控制器引导车辆完成高压上电。
4.根据权利要求1所述的一种预防蓄电池亏电的控制方法，其特征在于：所述步骤3中整车控制器的安全限制有：
A、当整车控制器检测到车辆出现高压故障、绝缘故障时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
B、当整车控制器检测到车辆前舱盖被打开时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
C、当整车控制器检测到高压电池电量低于阈值时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统不高压上电或立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
D、当整车控制器检测到蓄电池充电时间达到1小时时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统立即结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户；
E、用户通过APP选择结束充电时，整车控制器控制高压电池和电池管理系统结束高压上电，并通过车载T_BOX和移动终端通知用户。
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