CN108116350A - 车载组合电池智能供电电器系统及供电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载组合电池智能供电电器系统及供电方法；所述组合电池，比如双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或多电池串并联供电装置(21)，用于传统汽车蓄电池的升级换代；所述智能供电方法，亦即控制单元(8)根据发动机状态，比如停机、启动和运转，和各电池电压，控制各电池开关，提供所需电力，主要内容包括：在发动机停机时提供与传统蓄电池类似的电力供应，并根据需要提供电池漏电防护；在启动发动机时提供比传统蓄电池更高的启动电压以缩短启动时间；在发动机运转时提供不低于某一预设电压的补充供电电压，确保电器系统不会出现影响发动机平稳运行的供电不足现象。
Description
技术领域
本发明属于传统内燃机车辆车载电源技术领域，特别适用于拥有发动机自动启停控制系统的汽车，或堵车、遇到红灯时人工进行发动机启停控制的汽车。
背景技术
传统内燃机汽车正面临新能源汽车的挑战；在未来数十年内，汽车领域会存在传统汽车与新能源汽车并存的局面；短期内，传统汽车的统治地位不会改变；因此，不断解决传统汽车存在的问题仍有现实意义。
人们在使用传统汽车时可能遇到的、与汽车电器系统相关的问题包括：1）汽车蓄电池使用寿命短，因蓄电池问题造成的途中抛锚现象不时出现；2）发动机启动噪音和震动偏大、启动耗时偏长，部分配备自动启停系统的汽车，发动机频繁启动的NVH感觉不好；3）部分汽车低速起步或堵车状态运行时可能出现因供电不足造成的发动机抖动、熄火或故障灯点亮现象；4）因电器系统漏电造成的蓄电池过度放电或汽车自燃现象时有发生。诸如此类问题的解决，都与本发明直接相关。
关于传统汽车蓄电池使用寿命偏短的背景分析：
100多年来，汽车蓄电池一直延用普通铅酸蓄电池，即平板式液体铅酸蓄电池。普通铅酸蓄电池有其优点，如安全性高、成本低，但其内阻较大，大电流充放电性能不好(如一般不宜超过1C充电和3C放电，C为蓄电池额定容量)；为了满足启动发动机的大电流输出需要，不得不通过减小极板厚度、压缩极板间距以加大电池容量，这就造成其设计及使用寿命较短。另外，除了启动发动机外，蓄电池还要在待机时给整车电器设备供电，而普通铅酸蓄电池不适合深度放电，一次超过50%额定容量的深度放电就会严重缩短其使用寿命。
启动发动机时，在蓄电池向起动机超大电流放电的同时，也接通了发电机励磁绕组电路；发动机点火启动后，发电机在向电器负载供电的同时要向蓄电池进行瞬间大电流充电。在蓄电池容量充足和标准环境温度情况下，蓄电池内部发生的瞬间超大电流放电及此后的大电流充电，对蓄电池的使用寿命以及对发动机平稳运转都有一定影响，特别是对于部分使用2年以上的蓄电池且低温情况下，会出现明显的发动机启动时间过长和启动后运转不平稳现象，此将进一步加剧蓄电池的性能恶化，进一步缩短其使用寿命。
关于发动机启动噪音和震动偏大、启动耗时偏长问题的背景分析：
发动机启动时的噪音来自三个方面，其一是接通启动开关后起动机电磁开关接合，以及起动机小齿轮与飞轮齿圈接合的碰撞声音，此声音大小主要决定于蓄电池电压和储备电力的多少；其二是起动机拖动发动机转动的拖动声音，此声音大小主要决定于起动机拖动时间的长短；其三是发动机点火成功后最初的急燃噪声，此声音大小主要决定于发动机点火和供油系统的性能。这三个方面的噪音，其中最初的接合碰撞声音是不可避免的，紧接着的拖动声音可以通过缩短拖动时间来降低，而缩短拖动时间又可降低后面的急燃噪声，同时也可减少启动期间的车身震动，可以看出这里的关键问题是启动耗时问题。在汽车上配置自动启停系统以前，人们对发动机启动噪音和震动并没有太多关注，但随着自动启停汽车的普及，特别是简单的采用增加蓄电池容量和加强型起动机的自动启停系统，频繁启动发动机产生噪音和震动使得不少司机无法忍受，并一键关闭启停开关。如果能够缩短启动耗时，启动噪音和震动均可明显降低，自动启停功能才可更好地发挥其应有的作用。
关于发动机抖动、熄火或故障灯点亮现象的背景分析：
在由蓄电池、起动机、发电机和电器负载组成的传统汽车电器系统中，存在两级工作电压，一个是发动机停机时蓄电池的供电电压（约12.6V），一个是发动机运转期间发电机的供电电压（约14.2V）。汽车正常运行期间，电器系统电压维持在发电机供电电压附近，但在某些极端情况下，如带空调起步或堵车状态突然加载时，会出现发电机供电不足，系统电压瞬间下降，造成车载感性原件，如点火线圈、喷油器线圈和发电机磁场绕组等，瞬间磁场大小及方向产生紊乱，造成点火缺失或喷油不畅，引起发动机抖动、熄火和故障灯点亮现象。这种情况在多种在用车型中都时有发生，业界一直没有给出合理解释和解决方案。
关于因漏电造成的蓄电池过度放电或汽车自燃现象的背景分析：
汽车长期不用时，因为暗电流的存在或因司机偶然忘记关闭某些电器开关都会造成蓄电池过度放电；因不合理的电路设计或外在原因引起的电路短路会造成汽车自燃。尽管在汽车每一条电路上都设有保险丝，但一般的保险丝只是针对相应的电线和电器装置具有一定的保护作用，而对电子控制装置基本没有保护能力。针对汽车电路原因引起的汽车自燃现象，在本发明人早期的一项发明专利ZL200880000112.X(电路保护与控制系统以及应用该系统的保护控制方法)中曾给出了一种半导体保护控制装置和相应的控制方法，但因该发明专利对整车电路保护系统改动过大、改动成本过高而未能推广应用。如果能在汽车电器系统过度放电或自燃现象的源头，即在蓄电池正极处设置一个简单有效的控制装置，将会有助于解决或减少蓄电池过度放电和汽车自燃现象的发生。
关于解决以上问题的基本思路：
汽车电器系统对蓄电池在启动与供电性能方面的要求有所不同：对发动机启动来讲，要求能够瞬间输出大电流但不需深循环放电；而对整车供电，要求能够中小电流持续放电，且深循环放电不应严重影响蓄电池使用寿命。在BOSCH《汽车工程手册》和《汽车汽车电气与电子》中介绍的“双蓄电池汽车电器系统”，采用启动与供电分离型双电池系统，这是一种比较合理的汽车供电方式，但这种供电方式，也许是成本原因，只在少数豪华车型有所应用；美国专利US7969040（Dual battery vehicle electrical systems）介绍的双电池汽车电器系统,主要用于配备发动机自动启停系统的汽车，未对蓄电池的类型加以说明。由于这些双电池系统一般都是采用具有相同额定电压的铅酸蓄电池，其启动时间与单蓄电池相比没有明显优势。如果在启动与供电分离型的双电池系统中，分别采用启动型与供电型蓄电池，并在供电电路中设置过度放电防护措施避免蓄电池深度放电将有利于延长蓄电池的使用寿命，同时有利于减少因电路原因引起的汽车自燃现象。
在蓄电池容量充足和标准环境温度情况下，发动机启动时间一般在600～1000毫秒，而配备48V轻混系统（即BSG启停系统）的汽车，在启停系统工作期间，发动机的启动时间可减小到400毫秒，启动时间的减小与其使用的拥有较高电压和高比功率的锂离子电池或超级电容来驱动BSG启停电机有关。
使用比汽车蓄电池更高电压更高比功率的锂电池或超级电容来驱动起动机同样也可以缩短发动机的启动时间。根据试验和理论分析发现，对于处于标准环境温度和正常工作状态的发动机，要使其能够迅速启动，主要取决于两个要素，即启动转矩和启动转速。启动转矩是指发动机从静止状态到转动所需的最大转矩；启动转速是指发动机从转动到点火运转的最低转速。发动机启动转矩与起动机输出转矩相对应，其大小正比于起动机电枢电流(永磁式起动机)或电枢电流的平方(励磁式起动机磁饱和前)；发动机启动转速与起动机转速相关，其大小与启动电源电压成正比。当环境及发动机状况一定时，发动机启动快慢决定于启动过程起动机所做的功或蓄电池所输出的电能；而蓄电池输出的电能与蓄电池电压、启动电流和启动时间的乘积成正比。由于启动电流又决定于启动电压和启动电路内阻等因素，对于给定的起动系统，其各项内阻一定，如果适当提高启动电源电压，起动机转矩和转速都会相应加大，这样在发动机状况不变的情况下就可以在更短的时间内完成发动机的起动工作。如果应用额定电压高于发电机供电电压的启动型蓄电池用于发动机启动，同时在电器系统电压瞬间减小时通过该高压电池及时向电器系统补充供电，这样不但可以缩短发动机起动时间、减少发动机起动时的噪音和震动，而且汽车使用过程中因供电不足引起的发动机抖动、熄火或故障灯点亮现象也将迎刃而解。
近年来新能源汽车技术的发展也推动电池技术的进步和电池成本的大幅度降低，新的电池技术和电子控制技术结合有望带来传统汽车蓄电池的升级换代。本发明通过利用拥有超长使用寿命的高比功率二次电池或超级电容，分别与一个包括汽车蓄电池在内的供电型蓄电池采用并联、串联或串并联结合方式，组成不同的组合电池智能供电装置，在已知的汽车两级工作电压（即停机时约12.6V，运转时约14.2V）之间增加一级不小于13.6V的补充供电电压，使汽车启动时启动电力更大、汽车运行期间不会出现发动机点火线圈和喷油器供电不足情况，改善发动机启动、低速运转性能，同时大幅度延长汽车蓄电池的使用寿命，另外，依靠系统自带的辅助应急开关，可以实现应急启动，减少或避免发生汽车途中抛锚现象；配合人工或自动启停发动机，可进一步降低燃油消耗和排气污染，使传统内燃机汽车对环境的不良影响有所降低，使日益增加的城市雾霾现象有所减少；通过采用漏电防护型智能供电装置还可以解决或减少蓄电池过度放电或汽车自燃现象的发生。
发明内容
本发明公开了一种车载组合电池智能供电电器系统及智能供电方法，具体内容包括：
1、一种车载组合电池智能供电电器系统
车载组合电池智能供电电器系统是指，由至少包含控制单元(8)、高压电池开关(6)、蓄电池(1)及其它电池和电池开关的车载组合电池，比如双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或多电池串并联供电装置(21)，与包括起动机(2)、发电机(3)和其它电路负载(4)在内的电器装置组成的车载组合电池智能供电电器系统；
所述组合电池，包括漏电防护型和非防护型两种类型；漏电防护型是指通过在蓄电池(1)的供电电路中设置一个电池开关，当发动机停机状态发生过度放电时，通过适时断开该电池开关以避免蓄电池进一步放电；非防护型是指在蓄电池(1)的供电电路中不安置电池开关或安置电池开关但在电池开关上有正向偏置的二极管，不对蓄电池(1)的放电进行控制；
所述智能供电，亦即控制单元(8)根据发动机状态，比如停机、启动和运转，和各电池电压，控制相关电池开关提供所需电力，包括但不限于以下控制内容：1）在发动机停机时提供与传统蓄电池类似的电力供应，同时根据控制需要提供漏电防护；2）在启动发动机时提供比传统蓄电池更高的启动电压以缩短发动机启动时间；3）在发动机运转状态时提供不低于某一预设电压的补充供电电压，比如13.6V，以确保电器系统不会出现影响发动机平稳运行的供电不足现象；
所述双电池并联供电装置(12)：其内置原件包括但不限于并联高压电池(5)、高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、控制单元(8)、接线端(9)和蓄电池(1)；其中并联高压电池(5)、高压电池开关(6)、控制单元(8)、应急开关(10)和接线端(9)用于组成启动稳压电源(11)；
所述双电池串联供电装置(17)：其内置原件包括但不限于串联高压电池(15)、高压电池开关(6)、串联供电开关(16)、控制单元(8)和接线端(9)；串联高压电池(15)由蓄电池(1)和在其正极端串联的附加电池(14)组成；
所述多电池串并联供电装置(21)：其内置原件包括但不限于串并联高压电池(19)、高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、充电稳压开关(20)、控制单元(8)、接线端(9)和蓄电池(1)；串并联高压电池(19)由启动稳压电池(18)和在其正极端串联的附加电池(14)组成；
所述蓄电池(1)是指汽车蓄电池或与汽车发电机(3)输出电压相匹配的供电型蓄电池；
所述电路负载(4)，包括除起动机(2)以外的其它所有车载电器或电子载荷；
所述控制单元(8)，外部接口包括但不限于：接口(a)、(b)、(f)和(i)，信号输出端(c)、(d)和(e)，和公共接地端(h)；接口(a)连接并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)的正极端、接口(b)连接蓄电池(1)的正极端、接口(f)连接发电机(3)的正极端、接口(i)连接接线端(9)，输出端(c)用于控制高压电池开关(6)、输出端(d)用于控制串联供电开关(16)、充电稳压开关(20)或空置、输出端(e)用于控制并联供电开关(7)或空置；
所述接线端(9)，通过接口(i)向控制单元(8)提供发动机停机、启动和运转电压信号或其它控制信号；
针对双电池并联供电装置(12)：高压电池开关(6)一端连接并联高压电池(5)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在漏电防护型供电装置中，并联供电开关(7)一端连接蓄电池(1)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在非防护型供电装置中，并联供电开关(7)被短接线取代；
针对双电池串联供电装置(17)：高压电池开关(6)一端连接串联高压电池(15)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在漏电防护型串联供电装置中，串联供电开关(16)一端连接蓄电池(1)正极、另一端连接车载电器系统的正极；在非防护型供电装置中，串联供电开关(16)两端放电方向包含或并联有正向偏置的二极管，使蓄电池(1)的放电不受控制；
针对多电池串并联供电装置(21)：高压电池开关(6)一端连接串并联高压电池(19)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；充电稳压开关(20)的一端连接启动稳压电池(18)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在漏电防护型供电装置中，并联供电开关(7)一端连接蓄电池(1)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在非防护型供电装置中，并联供电开关(7)被短接线取代；
所述控制单元(8)，内部结构包括数字和/或模拟电路组成；根据外部接口(a)、(b)、(f)和(i)的电压信号进行内部运算处理，并输出驱动控制信号控制高压电池开关(6)、串联供电开关(16)、充电稳压开关(20)和/或并联供电开关(7)；同时根据控制需要，进行充电和电池启动能力显示、警示或停止启动控制，以及汽车应急启动、应急照明或应急警示控制；
所述车载组合电池智能供电电器系统，还包括利用外置充电电源(13)，比如太阳能电池板、移动式供电装置或直流充电电源，对组合电池内各电池进行充电控制；
所述控制单元(8)，还包括外部充电电源的输入端(g)；外置充电电源(13)连接输入端(g)，并通过控制单元(8)对连接接口(a)的并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)，以及蓄电池(1)进行充电控制；
所述车载组合电池，还包括应急开关(10)；应急开关(10)的一端连接并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)的正极，另一端连接接线端(9)；当需要进行汽车应急启动、应急照明或应急警示控制时，人工接通应急开关(10)，控制单元(8)控制高压电池开关(6)导通执行相关控制任务；
所述并联高压电池(5)，是一个功率型或启动型电池模块，且其额定电压大于等于蓄电池(1)额定电压；
所述附加电池(14)，是一个主要由单节或两节串联的功率型或启动型电池模块；
所述启动稳压电池(18)，是一个功率型或启动型电池模块，且其充电电压与发电机(3)输出电压相匹配；
所述并联高压电池(5)、附加电池(14)和启动稳压电池(18)，电池类型包括但不限于：钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、卷绕铅酸电池、超级电容、石墨烯电池或固态电池。
、一种适用于车载组合电池智能供电电器系统的智能供电方法
包括以下控制步骤：
步骤一、发动机停机时：接线端(9)通过接口(i)为控制单元(8)提供发动机停机信号，控制单元(8)使高压电池开关(6)断开、充电稳压开关(20)断开；
当电器系统电压(Vg)大于等于某一设定值时，比如蓄电池(1)选用铅酸蓄电池设定值为12.2V，并联供电开关(7)导通或被短接线取代、串联供电开关(16)导通，各供电装置均由蓄电池(1)对电路负载(4)提供常规工作电压；
当电器系统漏电、打开照明灯或闪光灯造成系统电压(Vg)小于上述设定值时，针对不同结构形式的车载组合电池，其它控制内容分述如下：
A、针对双电池并联供电装置(12)：在漏电防护型供电装置中，并联供电开关(7)断开，避免蓄电池(1)深度放电；在非防护型供电装置中：并联供电开关(7)被短接线取代，蓄电池(1)继续放电；
B、针对双电池串联供电装置(17)：在漏电防护型供电装置中，串联供电开关(16)断开，避免蓄电池(1)深度放电；在非防护型供电装置中：在串联供电开关(16)两端放电方向包含或并联有正向偏置的二极管，蓄电池(1)继续放电；
C、针对多电池串并联供电装置(21)：在漏电防护型供电装置中，并联供电开关(7)断开，避免蓄电池(1)深度放电；在非防护型供电装置中，并联供电开关(7)被短接线取代，蓄电池(1)继续放电；
步骤二、启动发动机时：接线端(9)通过接口(i)为控制单元(8)提供发动机启动信号，控制单元(8)使高压电池开关(6)导通、充电稳压开关(20)断开；
针对不同结构形式的车载组合电池，其它控制内容分述如下：
A、针对双电池并联供电装置(12)：在漏电防护型供电装置中：对于独立工作方案，并联供电开关(7)断开，并联高压电池(5)独立向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；对于配合工作方案，并联供电开关(7)导通，蓄电池(1)配合并联高压电池(5)向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；在非防护型供电装置中：并联供电开关(7)被短接线取代，并联高压电池(5)和蓄电池(1)一起向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
B、针对双电池串联供电装置(17)：在漏电防护型供电装置中：串联供电开关(16)断开，串联高压电池(15)向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；在非防护型供电装置中：串联供电开关(16)充电方向断开，串联高压电池(15)和蓄电池(1)共同向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
C、针对多电池串并联供电装置(21)：在漏电防护型供电装置中：对于独立工作方案，并联供电开关(7)断开，串并联高压电池(19)独立向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；对于配合工作方案，并联供电开关(7)导通，蓄电池(1)配合串并联高压电池(19)向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；在非防护型供电装置中：并联供电开关(7)被短接线取代，串并联高压电池(19)和蓄电池(1)一起向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
步骤三、发动机运转时：接线端(9)通过接口(i)为控制单元(8)提供发动机运转信号；
当电器系统电压(Vg)大于等于预设的稳压电压阈值，比如13.6V，高压电池开关(6)断开，发电机(3)先对蓄电池(1)充电，当蓄电池(1)端电压大于预设的充电电压阈值，比如13.8V，各供电装置均由控制单元(8)对并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)进行充电控制；其它控制内容分述如下：
A、针对双电池并联供电装置(12)：在漏电防护型供电装置中，并联供电开关(7)导通；在非防护型供电装置中，并联供电开关(7)被短接线取代；
B、针对双电池串联供电装置(17)：串联供电开关(16)导通；
C、针对多电池串并联供电装置(21)：充电稳压开关(20)导通；在漏电防护型供电装置中，并联供电开关(7)导通；在非防护型供电装置中，并联供电开关(7)被短接线取代；
当突然加载导致电器系统电压(Vg)小于预设的稳压电压阈值：高压电池开关(6)导通，使得电器系统电压(Vg)大于蓄电池(1)开路电压；其它控制内容分述如下：
A、针对双电池并联供电装置(12)：在漏电防护型供电装置中，对于独立工作方案，并联供电开关(7)断开，并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；对于配合工作方案，并联供电开关(7)导通，并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；在非防护型供电装置中：并联供电开关(7)被短接线取代，并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；
B、针对双电池串联供电装置(17)：在漏电防护型供电装置中，串联供电开关(16)断开，串联高压电池(15)通过高压电池开关(6)对电路负载(4)补充供电；在非防护型供电装置中，串联供电开关(16)充电方向断开，串联高压电池(15)通过高压电池开关(6)对电路负载(4)补充供电；
C、针对多电池串并联供电装置(21)：充电稳压开关(20)断开；在漏电防护型供电装置中，对于独立工作方案，并联供电开关(7)断开，并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；对于配合工作方案，并联供电开关(7)导通，并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；在非防护型供电装置中：并联供电开关(7)被短接线取代，并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电。
还包括以下应急启动、应急照明和应急警示步骤：
针对漏电防护型双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或多电池串并联供电装置(21)，发动机停机时，如果外电路漏电、打开照明灯或闪光灯造成蓄电池(1)电压下降到设定值，比如蓄电池(1)选用铅酸蓄电池时其电压下降到12.2V以下，控制单元(8)断开蓄电池(1)放电电路上的并联供电开关(7)或串联供电开关(16)终止放电；此时，通过接通应急开关(10)为接线端(9)引入高电位信号，接通高压电池开关(6)，实现汽车应急启动、应急照明或应急警示。
还包括以下电池启动能力显示、启动能力不足警示或启动停止控制步骤：
在控制单元(8)内预设不少于三个启动电压阈值；当启动发动机，电器系统电压(Vg)小于某一预设的启动电压阈值时，控制单元(8)给出对应的电池启动能力显示信号；启动发动机时，若电器系统电压(Vg)小于预设的多个启动电压阈值中最小的电压阈值，控制单元(8)输出电池启动能力不足警示信号，或同时停止启动发动机；利用外置电源对电池系统进行补充充电后，若仍出现电池启动能力不足警示信号则更换相关失效电池。
还包括利用外置充电电源(13)对系统内电池充电控制步骤：
外置电源(13)通过控制单元(8)的输入端(g)输入外置电源(13)电压，控制单元(8)利用外置电源(13)对蓄电池(1)进行充电控制，待蓄电池(1)电压大于预设的充电电压阈值，比如13.8V，由控制单元(8)对并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)进行充电控制。
主要控制装置用途及特征如下：
1、控制单元(8)，根据控制需要，把串联、并联或串并联等多种供电装置的控制功能集成一体，便于以较低的成本制作多种可以独立应用的供电装置，满足不同需要；
2、启动稳压电源(11)，内置并联高压电池(5)、高压电池开关(6)和控制单元(8)等；作为固定式或移动式供电电源装车使用，并以最小的汽车改动，实现汽车启动和起步加速性能改善，同时也可用作应急启动电源，克服传统应急启动电源功能单一等不足；
3、双电池并联供电装置(12)，基于启动稳压电源(11)和蓄电池(1)，附加在传统内燃机汽车的电器系统中，目的在于通过对起动机(2)高压供电来改善发动机起动性能，另外，在汽车低速加载时通过向点火线圈和/或喷油器补充供电来改善汽车低速行驶稳定性和起步加速性能；其中蓄电池(1)可选用比原车启动电池容量更小的供电型蓄电池，与启动稳压电源(11)做成一体，安置于原车所在位置。漏电防护型双电池并联供电装置(12)是以快速启动和稳压为主，同时具备过度放电防护，并对因特殊原因造成的电路短路也有一定防护功能；非防护型是一种包括稳压和快速启动功能的低成本控制方案。
4、双电池串联供电装置(17)，基于蓄电池(1)和与其串联的附加电池(14)等，以比双电池并联供电装置(12)更小的成本，改善汽车启动和运行性能；适合原车发动机室空间狭小，不便安置更大体积控制装置的车型选用；其中，漏电防护型是以快速启动和稳压为主，同时具备过度放电防护功能；非防护型是一种包括稳压和快速启动功能的低成本控制方案。
5、多电池串并联供电装置(21)，通过一个充电稳压开关(20)，把双电池串联供电和并联供电打通，组成多电池串并联供电方式，采用该供电装置不但可以通过发电机直接为启动稳压电池(18)充电来减小控制单元(8)内部升压充电模块的负载；另外，当串并联高压电池(19)选用耐低温的高比功率电池，如钛酸锂电池，蓄电池(1)选用与发电机(3)电压相近的供电型锂电池，如4节串联的磷酸铁锂电池时，相比传统汽车电池可以获得更小的体积和重量、更长的使用寿命，以及更好的发动机启动性能和更好的稳压效果。
上述控制单元(8)是各供电装置的控制核心；各供电装置均可满足传统汽车的使用需要，可根据客户需要和汽车状况加以选择使用；其中，启动稳压电源(11)适合车主个人对在用车改装应用；双电池并联供电装置(12)和双电池串联供电装置(17)适合车主个人或汽车厂家用于取代原有汽车蓄电池；多电池串并联供电装置(21)可用于传统汽车电池的升级换代，适合汽车厂家开发新车型时选用。
本发明与市场上现有相关产品技术对比的优点：
1、本发明包括的启动稳压电源(11)与市场上的汽车应急启动电源对比
市场上现有的汽车应急启动电源主要包括3种类型：1、采用3节3.7V的锂离子电池串联组成；2、采用4节3.2V的磷酸铁锂电池串联组成；3、采用12V卷绕型铅酸蓄电池。这些应急启动电源无论是哪种形式都有一个共同特点，即仅限于应急启动发动机,利用率极低；若久置不用或没有及时充电会出现用时无电的情况。
本发明包括的启动稳压电源(11),用作移动式供电电源时可以通过转接插头接在汽车的点烟器插孔上，这样不但可对现有汽车进行辅助稳压控制还可由发电机对其进行充电，以保持其电压充足，随时可用于本车发动机应急启动或救援其它汽车；用作固定式供电电源时可以直接并联连接在汽车蓄电池正负极两端，这样可以缩短本车发动机启动时间并辅助稳定电器系统电压，同时延长汽车蓄电池使用寿命。
2、本发明与传统汽车单电池或双电池系统对比
传统汽车电器系统一般都只用一个启动电池，即普通铅酸蓄电池，由于该电池固有的充放电特性，在发动机启动瞬间都会有2.5V以上的压降，实际的启动最低电压一般在10.0V以下，启动耗时一般在700毫秒以上；另外，在低温环境，比如零下２0℃，普通铅酸蓄电池可能失去启动发动机的能力；在少数豪华车型中应用的双电池系统，其启动蓄电池和供电蓄电池的额定电压都是12V，其启动效果与传统单蓄电池系统情况类似。
本发明车载组合电池智能供电电器系统，其组合电池内部包含适合各种环境温度的高压启动电池，在启动发动机时施加在起动机两端的电压大于传统汽车单电池或双电池系统的启动电压，启动时间均相应减小；本发明还可对现有汽车进行辅助稳压控制，有利于稳定发动机怠速转速，避免发动机抖动或熄火，同时也有利于提高汽车运行稳定性；另外，用于发动机启动的电池有多种选择，其中钛酸锂电池具有超长的使用寿命和较宽的高低温适应性，而配套使用的深循环铅酸蓄电池(1)，其设计及使用寿命都远高于普通汽车蓄电池；正常使用情况下，预计10年内不需更换蓄电池；即使在零下２0℃或更低的环境条件下，钛酸锂电池仍具备启动发动机的能力。本发明包括的漏电防护型供电装置同时具备过度放电防护功能，并对因特殊原因造成的电路短路也有一定防护作用。
3、本发明与市场上现有的48V轻混系统对比
市场上现有的48V轻混系统（亦即BSG启停系统）的，实际上也可看作是双电池供电电器系统，其核心部件包括48V电池、48V起动发电一体机、48V/12V（DC/DC）电压转换器，以及相应的控制模块，这些核心部件大部分都是由德国大陆、博世及美国联电开发，汽车改造成本较高。相比较而言，本发明包括的不同组合电池供电方案，对汽车的改造成本可以忽略不计。本发明主要用于低成本改造包含传统12V铅酸蓄电池启动系统的汽车，使其具备快速启动和更好的稳压效果，以获得延长蓄电池使用寿命、改善汽车经济性和行驶稳定性，与48V轻混系统的目标不尽相同。
附图说明
附图1为包括启动稳压电源(11)的双电池并联供电装置(12)电路结构简图。
附图2为双电池串联供电装置(17)电路结构简图。
附图3为双电池串并联供电装置(21)电路结构简图。
附图4为对应发动机停机、启动和运转等不同状态下，双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或双电池串并联供电装置(21)内部包含的高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、串联供电开关(16)和充电稳压开关(20)的通断控制方法表，用于说明附图1、2和3所对应的不同组合电池的供电方法。
如附图1所示，在双电池并联供电装置(12)内部包括启动稳压电源(11)和和蓄电池(1)等；启动稳压电源(11)由并联高压电池(5)、高压电池开关(6)和控制单元(8)、接线端(9)和应急开关(10)组成，作为移动式或固定式汽车电器系统高压供电电源。双电池并联供电装置(12)，分漏电防护型和非防护型两种类型；其中，漏电防护型由启动稳压电源(11)和正极端设有并联供电开关(7)的蓄电池(1)并联组成、非防护型由启动稳压电源(11)和蓄电池(1)并联组成。
如附图2所示，双电池串联供电装置(17)，分漏电防护型和非防护型，由串联高压电池(15)、高压电池开关(6)、串联供电开关(16)、控制单元(8)、接线端(9)和应急开关(10)组成；串联高压电池(15)包括蓄电池(1)和在其正极端串联的附加电池(14)；在非防护型串联供电装置中，串联供电开关(16)两端放电方向包含或并联有正向偏置的二极管。
如附图3所示，双电池串并联供电装置(21)，分漏电防护型和非防护型，由串并联高压电池(19)、高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、充电稳压开关(20)、控制单元(8)、蓄电池(1)，以及应急开关(10)和接线端(9)；串并联高压电池(19)由启动稳压电池(18)和在其正极端串联的附加电池(14)组成；在漏电防护型串并联供电装置中，由并联供电开关(7)控制蓄电池(1)对外供电，而在非防护型供电装置中，蓄电池(1)对外供电不受并联供电开关(7)的控制。
如附图4所示，结合附图1、2和3，当发动机处于停机、启动和运转等不同状态时，信号端(9)通过接口(i)为控制单元(8)提供不同的电压信号，控制单元(8) 同时根据接口(a)、(b)和(f)的电压信号经内部分析运算，输出驱动控制信号控制双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或双电池串并联供电装置(21)内部包含的高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、串联供电开关(16)和充电稳压开关(20)的通断；在漏电防护型双电池并联供电装置(12)和双电池串并联供电装置(21)中，并联供电开关(7)的断开和导通对应“独立工作”“配合工作”两种不同工作方案，独立工作方案是指并联高压电池(5)或串并联高压电池(19)独立对外供电；配合工作方案是指，必要时蓄电池(1)配合并联高压电池(5)或串并联高压电池(19)的工作；附图4对应的具体控制过程在前述供电方法中有详细说明。
具体实施方式
在一辆1.8L自动档本田思域轿车(原车装有汤浅46B24 45AH蓄电池)和一辆1.6L手动档雪铁龙世嘉轿车(原车装有统一56093 60AH蓄电池)上，安置本发明的组合电池进行了实际使用测试；未加装本发明控制装置前，上述本田思域轿车曾经出现低速开空调起步时发动机抖动现象；雪铁龙世嘉轿车多次出现低速加载时发动机抖动和发动机故障灯点亮现象。本田思域轿车于2016年11月前进行了非防护型双电池并联供电装置相关测试工作，此后在雪铁龙世嘉轿车上进行了全部供电装置配备市场上现有的几类高比功率启动型电池，包括钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、卷绕铅酸电池和超级电容的性能测试。实验中主要对比测量了发动机启动时间和启动时蓄电池的最低启动电压，以及主观感受启动时的震动、噪声和起步加速情况；由于实验结果与周围环境状况以及发动机状态有一定关系，所有的对比测试结果都是在相同或相近的外在条件下经多次测试得出的平均值。
实施例中，控制单元(8)采用模拟电路元器件制作，包括：以L7809稳压器为主组成的稳压和分压电路、以LM324运放为主组成的运算和驱动电路和以XL6009升压电源芯片为主组成的充电控制和监控电路；稳压和分压电路从接口(a)输入电源电压并输出相关参考电压阈值，比如稳压电压阈值和启动电压阈值等；运算和驱动电路用于把接口(a)、(b)、(f)和(i)的电压信号与稳压和分压电路给出的相关参考电压阈值进行对比，输出驱动控制信号控制高压电池开关(6)、串联供电开关(16)、充电稳压开关(20)和/或并联供电开关(7)；同时结合充电控制和监控电路，进行充电和电池启动能力显示、警示或停止启动控制。
实施例涉及的两种车型中，蓄电池(1)均选用原车启动电池；本田思域轿车使用的并联高压电池(5)用的是一个4节串联的4AH三元锂电池；在雪铁龙世嘉轿车上，实车实验中涉及的并联高压电池(5)、启动稳压电池(18)和附加电池(14)由多款单节电池或单节电池串联组成，这些单节电池包括：额定容量2.9AH的东芝钛酸锂电池、额定容量2.5AH～7AH的多款磷酸铁锂电池、额定容量5AH的日立牌三元锂电池和额定容量700F的QINFEN超级电容；还有一个5.5AH的兴力牌12V卷绕铅酸电池用作启动稳压电池(18)使用。
实车实验中涉及的高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、串联供电开关(16)和充电稳压开关(20)均由P沟道场效应管IRF4905和必要的电子原件组成；高压电池开关(6)含有8个并联的IRF4905、并联供电开关(7)含有4个并联的IRF4905、串联供电开关(16)含有4个IRF4905按2并2串且源极或漏极相连的串接形式组合、充电稳压开关(20)含有2个IRF4905按源极或漏极相连的串接形式组合。
利用上述控制单元(8)、高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、串联供电开关(16)、充电稳压开关(20)，以及并联高压电池(5)、启动稳压电池(18)、附加电池(14)等部件，结合世嘉手动档轿车的统一56093 60AH蓄电池，分别制作了双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)和多电池串并联供电装置(21)，并分别装车试验；利用元征汽车蓄电池系统检测仪BST460和一个包含数据记录仪功能的虚拟示波器来测量并记录发动机起动过程中起动机或蓄电池端电压随时间的变化，来获得发动机最低启动电压和启动时间。
本发明的具体实施例，在本田思域轿车仅给出使用一个单节为4AH、4节串联的三元锂电池作为并联高压电池(5)制作非保护型双电池并联供电装置的试验结论；在雪铁龙世嘉轿车上，仅给出利用上述2.9AH的钛酸锂电池，分别采用6节串联、5节串联和1节组成的并联高压电池(5)、启动稳压电池(18)和附加电池(14)，分别制作双电池并联、串联和串并联供电装置的试验结论。综合多次检测对比，在同等条件下，对比试验结果，得出如下结论：
加装双电池并联供电装置，两种车型发动机启动时间，比原车的启动时间减少30%～50%；两种车型起动时蓄电池(1)的最低电压，比原车提高1.5V～2.5V，其中漏电防护型供电装置起动时蓄电池(1)电压下降很小；安装上述双电池并联供电装置后，本田思域轿车曾经出现的发动机低速加载抖动现象，以及雪铁龙世嘉轿车发动机抖动和发动机故障灯点亮现象均不再发生，且汽车起步提速都明显加快。
采用双电池串联供电装置，雪铁龙世嘉轿车启动时间，比原车的启动时间减少20%～30%；起动时蓄电池的最低电压，比原车提高1.0V～1.5V。
采用多电池串并联供电装置，雪铁龙世嘉轿车启动时间和起动时蓄电池的最低电压，与加装双电池并联供电装置情况类似；原车曾经出现的发动机抖动和发动机故障灯点亮现象均不再发生，汽车起步提速情况均有改善；另外，由于多电池串并联供电装置内的启动稳压电池(18)可以直接接受发电机的充电，在每次启动发动机后串并联高压电池(19)可以比并联供电装置中的并联高压电池(5)更快充满电，因此其连续启动能力更强，稳压效果也更好。
本发明中所出现的电池相关词语，如电池、启动电池、蓄电池、二次电池等，都是指可充电电池；启动型电池指低内阻高比功率、适合启动发动机的各类可充电电池。
依据本发明所叙述的内容，具备一般电子电路和蓄电池知识的专业人员或业余爱好者很容易完成相关控制系统的设计和制作，且设计方案可以有许多种不同的形式；凡根据本发明或借鉴本发明所进行的一切设计和产品开发都在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种车载组合电池智能供电电器系统，其特征在于：
所述车载组合电池智能供电电器系统是指，由至少包含控制单元(8)、高压电池开关(6)、蓄电池(1)及其它电池和电池开关的车载组合电池，比如双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或多电池串并联供电装置(21)，与包括起动机(2)、发电机(3)和其它电路负载(4)在内的电器装置组成的车载组合电池智能供电电器系统；
所述组合电池包括漏电防护型和非防护型两种类型；所述漏电防护型是指通过在所述蓄电池(1)的供电电路中设置一个电池开关，当发动机停机状态发生过度放电时，通过适时断开该电池开关以避免蓄电池进一步放电；所述非防护型是指在所述蓄电池(1)的供电电路中不安置电池开关或安置电池开关但在电池开关上有正向偏置的二极管，不对所述蓄电池(1)的放电进行控制；
所述智能供电，亦即控制单元(8)根据发动机状态，比如停机、启动和运转，和各电池电压，控制相关电池开关提供所需电力，包括但不限于以下控制内容：1）在发动机停机时提供与传统蓄电池类似的电力供应，同时根据控制需要提供漏电防护；2）在启动发动机时提供比传统蓄电池更高的启动电压以缩短发动机启动时间；3）在发动机运转状态时提供不低于某一预设电压的补充供电电压，比如13.6V，以确保电器系统不会出现影响发动机平稳运行的供电不足现象；
所述双电池并联供电装置(12)：其内置原件包括但不限于并联高压电池(5)、高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、控制单元(8)、接线端(9)和蓄电池(1)；其中并联高压电池(5)、高压电池开关(6)、控制单元(8)、应急开关(10)和接线端(9)用于组成启动稳压电源(11)；
所述双电池串联供电装置(17)：其内置原件包括但不限于串联高压电池(15)、高压电池开关(6)、串联供电开关(16)、控制单元(8)和接线端(9)；所述串联高压电池(15)由蓄电池(1)和在其正极端串联的附加电池(14)组成；
所述多电池串并联供电装置(21)：其内置原件包括但不限于串并联高压电池(19)、高压电池开关(6)、并联供电开关(7)、充电稳压开关(20)、控制单元(8)、接线端(9)和蓄电池(1)；所述串并联高压电池(19)由启动稳压电池(18)和在其正极端串联的附加电池(14)组成；
所述蓄电池(1)是指汽车启动电池或与汽车发电机(3)输出电压相匹配的供电型蓄电池；
所述电路负载(4)，包括除起动机(2)以外的其它所有车载电器或电子载荷；
所述控制单元(8)，外部接口包括但不限于：接口(a)、(b)、(f)和(i)，信号输出端(c)、(d)和(e)，和公共接地端(h)；接口(a)连接所述并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)的正极端、接口(b)连接所述蓄电池(1)的正极端、接口(f)连接发电机(3)的正极端、接口(i)连接所述接线端(9)，输出端(c)用于控制所述高压电池开关(6)、输出端(d)用于控制所述串联供电开关(16)、充电稳压开关(20)或空置、输出端(e)用于控制所述并联供电开关(7)或空置；
所述接线端(9)，通过所述接口(i)向所述控制单元(8)提供发动机停机、启动和运转电压信号或其它控制信号。
2.根据权利要求1所述的车载组合电池智能供电电器系统，其特征在于：
针对所述双电池并联供电装置(12)：所述高压电池开关(6)一端连接所述并联高压电池(5)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在漏电防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)一端连接所述蓄电池(1)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在非防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)被短接线取代；
针对所述双电池串联供电装置(17)：所述高压电池开关(6)一端连接所述串联高压电池(15)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在漏电防护型串联供电装置中，所述串联供电开关(16)一端连接所述蓄电池(1)正极、另一端连接车载电器系统的正极；在非防护型供电装置中，所述串联供电开关(16)两端放电方向包含或并联有正向偏置的二极管，使所述蓄电池(1)的放电不受控制；
针对所述多电池串并联供电装置(21)：所述高压电池开关(6)一端连接所述串并联高压电池(19)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；所述充电稳压开关(20)的一端连接所述启动稳压电池(18)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在漏电防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)一端连接所述蓄电池(1)的正极，另一端连接车载电器系统的正极；在非防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)被短接线取代。
3.根据权利要求1所述的车载组合电池智能供电电器系统，其特征在于：
所述控制单元(8)，内部结构包括数字和/或模拟电路组成；根据所述外部接口(a)、(b)、(f)和(i)的电压信号进行内部运算处理，并输出驱动控制信号控制所述高压电池开关(6)、串联供电开关(16)、充电稳压开关(20)和/或并联供电开关(7)；同时根据控制需要，进行充电和电池启动能力显示、警示或停止启动控制，以及汽车应急启动、应急照明或应急警示控制。
4.根据权利要求1、2或3所述的车载组合电池智能供电电器系统，其特征在于：
所述车载组合电池智能供电电器系统，还包括利用外置充电电源(13)，比如太阳能电池板、移动式供电装置或直流充电电源，对组合电池内各电池进行充电控制；
所述控制单元(8)，还包括外部充电电源的输入端(g)；所述外置充电电源(13)连接输入端(g)，并通过所述控制单元(8)对连接接口(a)的所述并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)，以及所述蓄电池(1)进行充电控制。
5.根据权利要求1、2或3所述的车载组合电池智能供电电器系统，其特征在于：
所述车载组合电池，还包括应急开关(10)；所述应急开关(10)的一端连接所述并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)的正极，另一端连接所述接线端(9)；当需要进行汽车应急启动、应急照明或应急警示控制时，人工接通所述应急开关(10)，所述控制单元(8)控制所述高压电池开关(6)导通执行相关控制任务。
6.根据权利要求1或2所述的车载组合电池智能供电电器系统，其特征在于：
所述并联高压电池(5)，是一个功率型或启动型电池模块，且其额定电压大于等于所述蓄电池(1)额定电压；
所述附加电池(14)，是一个主要由单节或两节串联的功率型或启动型电池模块；
所述启动稳压电池(18)，是一个功率型或启动型电池模块，且其充电电压与发电机(3)输出电压相匹配；
所述并联高压电池(5)、附加电池(14)和启动稳压电池(18)，电池类型包括但不限于：钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、卷绕铅酸电池、超级电容、石墨烯电池或固态电池。
7.一种适用于车载组合电池智能供电电器系统的智能供电方法，其特征在于，包括以下控制步骤：
步骤一、发动机停机时：所述接线端(9)通过接口(i)为所述控制单元(8)提供发动机停机信号，所述控制单元(8)使所述高压电池开关(6)断开、充电稳压开关(20)断开；
当电器系统电压(Vg)大于等于某一设定值时，比如蓄电池(1)选用铅酸蓄电池设定值为12.2V，所述并联供电开关(7)导通或被短接线取代、串联供电开关(16)导通，各供电装置均由所述蓄电池(1)对电路负载(4)提供常规工作电压；
当电器系统漏电、打开照明灯或闪光灯造成系统电压(Vg)小于上述设定值时，针对不同结构形式的车载组合电池，其它控制内容分述如下：
A、针对所述双电池并联供电装置(12)：
在漏电防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)断开，避免蓄电池(1)深度放电；在非防护型供电装置中：所述并联供电开关(7)被短接线取代，蓄电池(1)继续放电；
B、针对所述双电池串联供电装置(17)：
在漏电防护型供电装置中，所述串联供电开关(16)断开，避免蓄电池(1)深度放电；在非防护型供电装置中：在所述串联供电开关(16)两端放电方向包含或并联有正向偏置的二极管，蓄电池(1)继续放电；
C、针对所述多电池串并联供电装置(21)：
在漏电防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)断开，避免蓄电池(1)深度放电；在非防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)被短接线取代，蓄电池(1)继续放电；
步骤二、启动发动机时：所述接线端(9)通过接口(i)为所述控制单元(8)提供发动机启动信号，所述控制单元(8)使所述高压电池开关(6)导通、充电稳压开关(20)断开；
针对不同结构形式的车载组合电池，其它控制内容分述如下：
A、针对所述双电池并联供电装置(12)：
在漏电防护型供电装置中：对于独立工作方案，所述并联供电开关(7)断开，所述并联高压电池(5)独立向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；对于配合工作方案，所述并联供电开关(7)导通，所述蓄电池(1)配合并联高压电池(5)向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
在非防护型供电装置中：所述并联供电开关(7)被短接线取代，所述并联高压电池(5)和蓄电池(1)一起向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
B、针对所述双电池串联供电装置(17)：
在漏电防护型供电装置中：所述串联供电开关(16)断开，所述串联高压电池(15)向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
在非防护型供电装置中：所述串联供电开关(16)充电方向断开，所述串联高压电池(15)和蓄电池(1)共同向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
C、针对所述多电池串并联供电装置(21)：
在漏电防护型供电装置中：对于独立工作方案，所述并联供电开关(7)断开，所述串并联高压电池(19)独立向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；对于配合工作方案，所述并联供电开关(7)导通，所述蓄电池(1)配合串并联高压电池(19)向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
在非防护型供电装置中：所述并联供电开关(7)被短接线取代，所述串并联高压电池(19)和蓄电池(1)一起向起动机(2)及其它电路负载(4)供电；
步骤三、发动机运转时：所述接线端(9)通过接口(i)为所述控制单元(8)提供发动机运转信号；
当电器系统电压(Vg)大于等于预设的稳压电压阈值，比如13.6V，所述高压电池开关(6)断开，发电机(3)先对所述蓄电池(1)充电，当所述蓄电池(1)端电压大于预设的充电电压阈值，比如13.8V，各供电装置均由所述控制单元(8)对所述并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)进行充电控制；其它控制内容分述如下：
A、针对所述双电池并联供电装置(12)：在漏电防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)导通；在非防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)被短接线取代；
B、针对所述双电池串联供电装置(17)：所述串联供电开关(16)导通；
C、针对所述多电池串并联供电装置(21)：所述充电稳压开关(20)导通；在漏电防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)导通；在非防护型供电装置中，所述并联供电开关(7)被短接线取代；
当突然加载导致电器系统电压(Vg)小于预设的稳压电压阈值：所述高压电池开关(6)导通，使得电器系统电压(Vg)大于所述蓄电池(1)开路电压；其它控制内容分述如下：
A、针对所述双电池并联供电装置(12)：
在漏电防护型供电装置中，对于独立工作方案，所述并联供电开关(7)断开，所述并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；对于配合工作方案，所述并联供电开关(7)导通，所述并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；
在非防护型供电装置中：所述并联供电开关(7)被短接线取代，所述并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；
B、针对所述双电池串联供电装置(17)：
在漏电防护型供电装置中，所述串联供电开关(16)断开，所述串联高压电池(15)通过高压电池开关(6)对电路负载(4)补充供电；
在非防护型供电装置中，所述串联供电开关(16)充电方向断开，所述串联高压电池(15)通过高压电池开关(6)对电路负载(4)补充供电；
C、针对所述多电池串并联供电装置(21)：所述充电稳压开关(20)断开；
在漏电防护型供电装置中，对于独立工作方案，所述并联供电开关(7)断开，所述并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；对于配合工作方案，所述并联供电开关(7)导通，所述并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电；
在非防护型供电装置中：所述并联供电开关(7)被短接线取代，所述并联高压电池(5)向电路负载(4)补充供电。
8.根据权利要求7所述的智能供电方法，其特征在于：
还包括以下应急启动、应急照明和应急警示步骤：
针对漏电防护型双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或多电池串并联供电装置(21)，发动机停机时，如果外电路漏电、打开照明灯或闪光灯造成所述蓄电池(1)电压下降到设定值，比如蓄电池(1)选用铅酸蓄电池时其电压下降到12.2V以下，所述控制单元(8)断开所述蓄电池(1)放电电路上的所述并联供电开关(7)或串联供电开关(16)终止放电；此时，通过接通应急开关(10)为所述接线端(9)引入高电位信号，接通所述高压电池开关(6)，实现汽车应急启动、应急照明或应急警示。
9.根据权利要求7所述的智能供电方法，其特征在于：
还包括以下电池启动能力显示、启动能力不足警示或启动停止控制步骤：
在所述控制单元(8)内预设不少于三个启动电压阈值；当启动发动机，电器系统电压(Vg)小于某一预设的启动电压阈值时，所述控制单元(8)给出对应的电池启动能力显示信号；
启动发动机时，若电器系统电压(Vg)小于预设的多个启动电压阈值中最小的电压阈值，所述控制单元(8)输出电池启动能力不足警示信号，或同时停止启动发动机；利用外置电源对电池系统进行补充充电后，若仍出现电池启动能力不足警示信号则更换相关失效电池。
10.根据权利要求7所述的智能供电方法，其特征在于：
还包括利用外置充电电源(13)对系统内电池充电控制步骤：
所述外置电源(13)通过所述控制单元(8)的输入端(g)输入所述外置电源(13)电压，所述控制单元(8)利用所述外置电源(13)对所述蓄电池(1)进行充电控制，待所述蓄电池(1)电压大于预设的充电电压阈值，比如13.8V，由所述控制单元(8)对所述并联高压电池(5)、串联高压电池(15)或串并联高压电池(19)进行充电控制。
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