CN108407740A - 一种t-box备用电池控制装置及方法 - Google Patents

一种t-box备用电池控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供T‑BOX备用电池控制装置及方法，通过设置备用电池的过放电临界电量值，获取备用电池的健康指数、当前电量值、当前工作电流，计算备用电池的续航时间，并获取处理预设任务所需的任务执行时间，根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略，避免了备用电池过度放电，延长了使用寿命。

Description

一种T-BOX备用电池控制装置及方法
技术领域
本发明涉及电池控制技术领域，尤其涉及一种T-BOX备用电池控制装置及方法。
背景技术
T-BOX是Telematics BOX的简称，是车联网系统的重要部分，主要完成车内外数据的双向传输、安全可靠的通信，可以实现车内娱乐、安全防盗、信息收集、远程控制、空中升级、应用互动等功能。
目前，在T-BOX中设有备用电池，其作用是在主供电车载电池断电后，可以持续为T-BOX提供工作电流，以便当汽车出现故障后，T-BOX还能正常工作一段时间，完成车辆当前状态的信息上传工作。
但是，备用电池的容量有限，如果长时间使用会导致其过度放电而影响其使用寿命。
因此，现有技术有待进一步改进。
发明内容
本发明提供一种T-BOX备用电池控制装置及方法，旨在解决现有技术中的缺陷，避免备用电池过度放电，延长使用寿命。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
本发明一方面提供一种T-BOX备用电池控制装置，包括主电池及T-BOX，所述T-BOX中内置有备用电池、充电回路、放电回路、控制开关、电源模块，还包括备用电池临界电量设置模块、备用电池健康指数检测模块、主电池监测模块、备用电池电量值检测模块、备用电池实际可用电量值计算模块、备用电池工作电流检测模块、备用电池续航时间计算模块、任务执行时间计算模块、备用电池供电控制模块；
所述备用电池临界电量设置模块，用于设置所述备用电池的过放电临界电量值；
所述备用电池健康指数检测模块，用于检测备用电池的健康指数；
所述主电池监测模块，用于监测所述主电池是否断电；
所述备用电池电量值检测模块，用于检测所述备用电池的当前电量值；
所述备用电池实际可用电量值计算模块，用于计算所述备用电池实际可用电量值；
所述备用电池工作电流检测模块，用于获取系统的当前工作电流；
所述备用电池续航时间计算模块，用于计算所述备用电池的电量值下降到所述过放电临界电量值的续航时间；
所述任务执行时间计算模块，用于计算处理预设任务所需的任务执行时间；
所述备用电池供电控制模块，用于根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略。
具体地，所述任务执行时间计算模块包括获取需上传的数据量的上传数据量获取子模块、获取当前的网络速度的网速获取子模块。
本发明另一方面提供一种基于所述T-BOX备用电池控制装置的备用电池控制方法，包括：
设置所述备用电池的过放电临界电量值；
检测备用电池的健康指数；
当监测到所述主电池断电后，检测所述备用电池的当前电量值；
根据所述备用电池的当前电量值、所述备用电池的健康指数计算所述备用电池实际可用电量值；
获取处理预设任务所需的任务执行时间；
获取备用电池的当前工作电流；
根据所述备用电池实际可用电量值、当前工作电流计算所述备用电池的电量值下降到所述过放电临界电量值的续航时间；
根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略。
具体地，所述检测备用电池的健康指数的步骤包括：
关闭备用电池充电回路，检测所述备用电池的第一开路电压值；
开启备用电池放电回路，对所述备用电池以预设恒定放电电流放电预设时间，然后检测所述备用电池的第二开路电压值；
关闭所述备用电池放电回路；
计算健康指数；
所述健康指数H＝R0/[(V0-V1)/Ic]，其中R0表示健康指数H＝100％时的电池内阻，V0是备用电池放电之前的第一开路电压值，V1是备用电池放电之后的第二开路电压值，Ic是放电电流。
进一步地，在所述关闭备用电池充电回路，检测所述备用电池的第一开路电压值的步骤之前还包括：
检测主电池电压是否正常，是则进入下一步。
具体地，所述备用电池实际可用电量值S'＝S*H，其中S表示当前电量值，单位是mAh，H表示备用电池的健康指数。
具体地，所述根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略的步骤包括：
判断任务执行时间与续航时间的关系，若任务执行时间小于续航时间，则上传全部数据后关断备用电池供电，否则获取预设任务对应的应用程序，并根据预先设置的应用程序数据上传优先级对上传数据次序进行排序；
根据所述当前网络速度计算能够上传的数据量；
判断上传时长是否达到续航时间，是则保存未上传的数据，然后关断所述备用电池供电。
具体地，所述任务执行时间T1＝D/N，其中，D表示需上传的数据量D，N表示当前的网络速度。
具体地，所述续航时间T2＝(S'-C)/I，其中S'表示备用电池实际可用电量值，C表示备用电池的放电临界电量值，I表示T-BOX的当前工作电流。
本发明的有益效果在于：本发明通过设置备用电池的过放电临界电量值，获取备用电池的健康指数、当前电量值、当前工作电流，计算备用电池的续航时间，并获取处理预设任务所需的任务执行时间，根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略，避免了备用电池过度放电，延长了使用寿命。
附图说明
图1是本发明的T-BOX备用电池控制装置的结构示意图；
图2是本发明的T-BOX备用电池控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
如图1所示，是本发明的T-BOX备用电池控制装置的结构示意图，包括主电池(车载蓄电池)及T-BOX，所述T-BOX中内置有备用电池、充电回路、放电回路、控制开关、电源模块，还包括备用电池临界电量设置模块、备用电池健康指数检测模块、主电池监测模块、备用电池电量值检测模块、备用电池实际可用电量值计算模块、备用电池工作电流检测模块、备用电池续航时间计算模块、任务执行时间计算模块、备用电池供电控制模块；
所述备用电池临界电量设置模块，用于设置所述备用电池的过放电临界电量值；
所述备用电池健康指数检测模块，用于检测备用电池的健康指数；
所述主电池监测模块，用于监测所述主电池是否断电；
所述备用电池电量值检测模块，用于检测所述备用电池的当前电量值；
所述备用电池实际可用电量值计算模块，用于计算所述备用电池实际可用电量值；
所述备用电池工作电流检测模块，用于获取系统的当前工作电流；
所述备用电池续航时间计算模块，用于计算所述备用电池的电量值下降到所述过放电临界电量值的续航时间；
所述任务执行时间计算模块，用于计算处理预设任务所需的任务执行时间；
所述备用电池供电控制模块，用于根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略。
其中，所述任务执行时间计算模块包括获取需上传的数据量的上传数据量获取子模块、获取当前的网络速度的网速获取子模块。
如图2所示，是基于本发明的T-BOX备用电池控制装置的一种备用电池控制方法的流程图，包括如下步骤：
步骤1、设置所述备用电池的过放电临界电量值C。
在本实施例中，所述过放电临界电量值C为0.2S0，S0表示额定电量值，单位是mAh。
步骤2、检测备用电池的健康指数H。
所述健康指数H为0～1之间的数值，用于表征所述备用电池的健康程度。
具体包括如下步骤：
步骤21、关闭备用电池充电回路，检测所述备用电池的第一开路电压值V0。
步骤22、开启备用电池放电回路，对所述备用电池以预设恒定放电电流Ic放电预设时间t，然后检测所述备用电池的第二开路电压值V1。
具体做法是：在预设时间t(例如500mS)内采样n次(例如10次)，得到n个开路电压值，去掉最大值和最小值，余数取平均值得到所述第二开路电压值V1。
步骤23、关闭所述备用电池放电回路。
步骤24、计算健康指数H。
所述健康指数H＝R0/[(V0-V1)/Ic]，其中R0表示健康指数H＝100％时的电池内阻，V0是备用电池放电之前的第一开路电压值，V1是备用电池放电之后的第二开路电压值，Ic是放电电流。
在步骤21之前还包括：
步骤20、检测主电池电压VB+是否正常，是则进入下一步。
所述主电池的正常电压应满足：9V≤VB+≤16V。
步骤3、当监测到所述主电池断电后，检测所述备用电池的当前电量值S。
检测电池的当前电量值(SOC)为现有技术，在此不再赘述。
步骤4、根据所述备用电池的当前电量值S、所述备用电池的健康指数H计算所述备用电池实际可用电量值S'。
在本实施例中，所述备用电池实际可用电量值S'＝S*H，其中S表示当前电量值，单位是mAh，H表示备用电池的健康指数。
步骤5、获取处理预设任务所需的任务执行时间T1。
在本实施例中，所述任务执行时间T1＝D/N，其中，D表示需上传的数据量D，N表示当前的网络速度。
步骤6、获取备用电池的当前工作电流I。
在具体实施时，可以通过对所述备用电池在主电池断电后的工作电流进行多次采样来确定当前工作电流I，也可以通过其它方式获取(例如系统内置电流获取函数)，本发明对此不做限制。工作电流的单位用mA表示。
步骤7、根据所述备用电池实际可用电量值S'、备用电池的当前工作电流I计算所述备用电池的电量值下降到所述过放电临界电量值C的续航时间T2。
所述续航时间T2＝(S'-C)/I，其中S'表示备用电池实际可用电量值，C表示备用电池的放电临界电量值，I表示T-BOX的当前工作电流。
步骤8、根据所述任务执行时间T1、续航时间T2的关系选择电池控制策略。
具体包括如下步骤：
步骤81、判断任务执行时间T1与续航时间T2的关系，若任务执行时间T1小于续航时间T2，则上传全部数据后关断备用电池供电，否则进入下一步；
步骤82、获取预设任务对应的应用程序(App)，并根据预先设置的应用程序(App)数据上传优先级对上传数据次序进行排序。
步骤83、根据所述当前网络速度N计算能够上传的数据量D'。
具体是：D'＝N*T2。
步骤84、判断上传时长是否达到续航时间T2，是则保存未上传的数据(D-D')，然后关断所述备用电池供电。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种T-BOX备用电池控制装置，包括主电池及T-BOX，所述T-BOX中内置有备用电池、充电回路、放电回路、控制开关、电源模块，其特征在于，还包括：备用电池临界电量设置模块、备用电池健康指数检测模块、主电池监测模块、备用电池电量值检测模块、备用电池实际可用电量值计算模块、备用电池工作电流检测模块、备用电池续航时间计算模块、任务执行时间计算模块、备用电池供电控制模块；
所述备用电池临界电量设置模块，用于设置所述备用电池的过放电临界电量值；
所述备用电池健康指数检测模块，用于检测备用电池的健康指数；
所述主电池监测模块，用于监测所述主电池是否断电；
所述备用电池电量值检测模块，用于检测所述备用电池的当前电量值；
所述备用电池实际可用电量值计算模块，用于计算所述备用电池实际可用电量值；
所述备用电池工作电流检测模块，用于获取系统的当前工作电流；
所述备用电池续航时间计算模块，用于计算所述备用电池的电量值下降到所述过放电临界电量值的续航时间；
所述任务执行时间计算模块，用于计算处理预设任务所需的任务执行时间；
所述备用电池供电控制模块，用于根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略。
2.根据权利要求1所述的T-BOX备用电池控制装置，其特征在于，所述任务执行时间计算模块包括获取需上传的数据量的上传数据量获取子模块、获取当前的网络速度的网速获取子模块。
3.一种基于权利要求1的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，包括：
设置所述备用电池的过放电临界电量值；
检测备用电池的健康指数；
当监测到所述主电池断电后，检测所述备用电池的当前电量值；
根据所述备用电池的当前电量值、所述备用电池的健康指数计算所述备用电池实际可用电量值；
获取处理预设任务所需的任务执行时间；
获取备用电池的当前工作电流；
根据所述备用电池实际可用电量值、当前工作电流计算所述备用电池的电量值下降到所述过放电临界电量值的续航时间；
根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略。
4.根据权利要求3所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，所述检测备用电池的健康指数的步骤包括：
关闭备用电池充电回路，检测所述备用电池的第一开路电压值；
开启备用电池放电回路，对所述备用电池以预设恒定放电电流放电预设时间，然后检测所述备用电池的第二开路电压值；
关闭所述备用电池放电回路；
计算健康指数。
5.根据权利要求4所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，所述健康指数H＝R0/[(V0-V1)/Ic]，其中R0表示健康指数H＝100％时的电池内阻，V0是备用电池放电之前的第一开路电压值，V1是备用电池放电之后的第二开路电压值，Ic是放电电流。
6.根据权利要求4所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，在所述关闭备用电池充电回路，检测所述备用电池的第一开路电压值的步骤之前还包括：
检测主电池电压是否正常，是则进入下一步。
7.根据权利要求3所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，所述备用电池实际可用电量值S'＝S*H，其中S表示当前电量值，单位是mAh，H表示备用电池的健康指数。
8.根据权利要求3所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，所述根据所述任务执行时间、续航时间的关系选择电池控制策略的步骤包括：
判断任务执行时间与续航时间的关系，若任务执行时间小于续航时间，则上传全部数据后关断备用电池供电，否则获取预设任务对应的应用程序，并根据预先设置的应用程序数据上传优先级对上传数据次序进行排序；
根据所述当前网络速度计算能够上传的数据量；
判断上传时长是否达到续航时间，是则保存未上传的数据，然后关断所述备用电池供电。
9.根据权利要求3所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，所述任务执行时间T1＝D/N，其中，D表示需上传的数据量D，N表示当前的网络速度。
10.根据权利要求3所述的T-BOX备用电池控制方法，其特征在于，所述续航时间T2＝(S'-C)/I，其中S'表示备用电池实际可用电量值，C表示备用电池的放电临界电量值，I表示T-BOX的当前工作电流。
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