CN109398150A - 一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统,包括电源模块以及与电源模块电连接的充电模块、电源保护模块、信号控制模块、远程管理模块、电机驱动模块；所述电源模块用于提供供电控制系统工作时所需的电能，所述充电模块为电源模块进行电能补充，所述电源保护模块用于电源模块充放电过程的保护，所述信号控制模块用于控制信号的分析处理以及发送，所述远程管理模块用于供电控制系统的远程维护，所述电机驱动模块用于控制驱动电机进行不同功率的输出，本发明适时对锂电池进行充分充放电，保证了锂电池内锂离子的活性，延长了锂电池的使用寿命，同时通过远程通信，能够方便快捷地进行电源管理。

Description

一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。

纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。作为纯电动汽车核心储能元件的蓄电池显得尤为重要，蓄电池的存储能量以及使用寿命作为蓄电池性能好坏评价的两个重要指标。锂电池由于自身突出的安全性、比容量以及使用寿命，在新能源汽车中占据重要地位。

但是现有技术中新能源汽车供电控制系统也存在着以下缺陷：

（1）现有技术中新能源汽车在长时间未进行使用时，新能源汽车内的锂电池长时间得不到充分的放电和充电，使得锂电池内的锂离子活性大大降低，锂电池的容量也随之减小，降低了锂电池的使用寿命；

（2）现有技术中新能源汽车供电控制系统在使用过程中需要打开汽车内部的显示仪表来获取电源的当前状态信息，给用户带来了不便，存在一定的缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，本发明适时对锂电池进行充分充放电，保证了锂电池内锂离子的活性，延长了锂电池的使用寿命，同时通过远程通信，能够方便快捷地进行电源管理，能有效地解决背景技术提出的问题。

为了解决上述的问题，本发明提出一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，包括电源模块以及与电源模块电连接的充电模块、电源保护模块、信号控制模块、远程管理模块、电机驱动模块，且充电模块、电源保护模块、远程管理模块以及电机驱动模块均与信号控制模块电连接；

所述电源模块用于提供供电控制系统工作时所需的电能，所述充电模块为电源模块进行电能补充，所述电源保护模块用于电源模块充放电过程的保护，所述信号控制模块用于控制信号的分析处理以及发送，所述远程管理模块用于供电控制系统的远程维护，所述电机驱动模块用于控制驱动电机进行不同功率的输出。

进一步改进在于：所述电源模块包括锂电池以及与锂电池电连接的电源转换电路、荷电检测电路、过温过流保护电路，且电源转换电路、荷电检测电路以及过温过流保护电路均与信号控制模块电连接。

进一步改进在于：所述充电模块包括全桥整流电路以及与全桥整流电路电连接的整流控制电路和整流滤波电路，所述整流控制电路与信号控制模块电连接，所述整流滤波电路电连接有恒压恒流电路，所述恒压恒流电路输出端与锂电池电连接。

进一步改进在于：所述电源保护模块包括放电计时电路、放电控制电路以及电能释放电路，所述放电计时电路以及电能释放电路均与锂电池电连接，所述放电控制电路输入端与放电计时电路、信号控制模块均电连接，所述放电控制电路输出端与电能释放电路电连接。

进一步改进在于：所述信号控制模块包括微控制器、无线通信模块以及休眠控制电路，所述无线通信模块和休眠控制电路均与微控制器电连接。

进一步改进在于：所述远程管理模块包括与无线通信模块进行远程信息交换的移动手机以及内置于移动手机内的APP客户端。

进一步改进在于：所述电机驱动模块包括全桥逆变电路和逆变控制电路，所述全桥逆变电路输入端与锂电池电连接，所述全桥逆变电路输出端与驱动电机电连接，所述逆变控制电路输入端与微控制器电连接，所述逆变控制电路输出端与全桥逆变电路的控制端电连接。

本发明的有益效果为：

（1）本发明的电源保护模块能够适时地对锂电池进行充分放电，同时配信号控制模块和充电模块能够自动地对锂电池进行充电，避免了锂电池因锂离子活性降低而使得存储容量的下降，大大延长了锂电池的使用寿命；

（2）本发明的远程管理模块与信号控制模块通过远程通信，能够方便快捷地获取电源当前的状态信息，同时配合充电模块，能够远程实现新能源汽车的充电功能，大大方便了用户对新能源汽车的电源管理。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

其中：1-电源模块；2-充电模块；3-电源保护模块；4-信号控制模块；5-远程管理模块；6-电机驱动模块；7-锂电池；8-电源转换电路；9-荷电检测电路；10-过温过流保护电路；11-全桥整流电路；12-整流控制电路；13-整流滤波电路；14-恒压恒流电路；15-放电计时电路；16-放电控制电路；17-电能释放电路；18-微控制器；19-无线通信模块；20-休眠控制电路；21-移动手机；22-APP客户端；23-全桥逆变电路；24-逆变控制电路。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

根据图1所示，本实施例提出了一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，包括电源模块1以及与电源模块1电连接的充电模块2、电源保护模块3、信号控制模块4、远程管理模块5、电机驱动模块6，且充电模块2、电源保护模块3、远程管理模块5以及电机驱动模块6均与信号控制模块4电连接；

所述电源模块1用于提供供电控制系统工作时所需的电能，所述充电模块2为电源模块1进行电能补充，所述电源保护模块3用于电源模块1充放电过程的保护，所述信号控制模块4用于控制信号的分析处理以及发送，所述远程管理模块5用于供电控制系统的远程维护，所述电机驱动模块6用于控制驱动电机进行不同功率的输出。

所述电源模块1包括锂电池7以及与锂电池7电连接的电源转换电路8、荷电检测电路9、过温过流保护电路10，且电源转换电路8、荷电检测电路9以及过温过流保护电路10均与信号控制模块4电连接，电源转换电路8用于电压转换，将锂电池7上的电压值转换为其它控制电路所需的电压值，荷电检测电路9用于实时检测锂电池7的状态信息，包括剩余电量、锂电池放电过程中的端电压，当锂电池7剩余电量以及端电压低于设定值时，控制锂电池7对外放电，防止了锂电池发生过放电现象，延长了锂电池7的使用寿命，过温过流保护电路10实时监测锂电池7充放电时的温度和工作电流，当工作温度或工作电流超过安全工作温度或工作电流时，控制锂电池7停止充放电，避免了过温以及过流对锂电池7使用寿命的影响。

所述充电模块2包括全桥整流电路11以及与全桥整流电路11电连接的整流控制电路12和整流滤波电路13，所述整流控制电路12与信号控制模块4电连接，所述整流滤波电路13电连接有恒压恒流电路14，所述恒压恒流电路14输出端与锂电池7电连接，充电模块2为锂电池7进行恒压恒流充电，具体的充电流程为：信号控制模块4向整流控制电路12发送充电信号后，整流控制电路12向全桥整流电路11发送驱动信号，全桥整流电路11开始工作，将接通的220V交流电转换为直流电，随后直流电经过整流滤波电路13和恒压恒流电路14依次进行交流电滤波和电压电流转换，最终形成的恒压恒流电对锂电池7进行充电。

所述电源保护模块3包括放电计时电路15、放电控制电路16以及电能释放电路17，所述放电计时电路15以及电能释放电路17均与锂电池7电连接，所述放电控制电路16输入端与放电计时电路15、信号控制模块4均电连接，所述放电控制电路16输出端与电能释放电路17电连接，放电计时电路15用于检测锂电池7连续未放电时长，当锂电池7长时间未进行放电时，放电计时电路15将放电信号发送给放电控制电路16，放电控制电路16控制电能释放电路17对锂电池7进行充分放电，当锂电池7放电量接近锂电池放电量上限时停止放电，避免了锂电池长期未进行放电而引起的内部锂离子活性降低，延长了锂电池的使用寿命。特别说明的是，在进行锂电池连续未放电时长的检测不包括信号控制模块，信号控制模块始终处于工作状态，且消耗的电能可忽略不计，不能对锂电池7进行充分放电。

所述信号控制模块4包括微控制器18、无线通信模块19以及休眠控制电路20，所述无线通信模块19和休眠控制电路20均与微控制器18电连接，微控制器18用于信号的处理分析以及发送控制指令，无线通信模块19用于远程通信，用户可通过远程通信来获取锂电池当前状态信息，便于用户对锂电池进行及时地充电，休眠控制电路20在微控制器18长时间未进行信号分析以及发送控制指令时，驱动微控制器进入休眠状态，以减少电能的损耗。

所述远程管理模块5包括与无线通信模块19进行远程信息交换的移动手机21以及内置于移动手机21内的APP客户端22，远程管理模块5通过移动手机21与信号控制模块4中的无线通信模块19进行远程通信，在APP客户端22即可实时查询锂电池7的状态信息，当汽车连接在充电桩上时，还能通过APP客户22向信号控制模块4发送充电指令，远程即可实现汽车的充电，能够及时地对锂电池7进行充电，大大方便了用户对锂电池电量的管理。

所述电机驱动模块6包括全桥逆变电路23和逆变控制电路24，所述全桥逆变电路23输入端与锂电池7电连接，所述全桥逆变电路23输出端与驱动电机电连接，所述逆变控制电路24输入端与微控制器18电连接，所述逆变控制电路24输出端与全桥逆变电路23的控制端电连接，当逆变控制电路24接收到微控制器18发出的电机工作信号时，逆变控制电路24向全桥逆变电路23发出驱动信号，驱动全桥逆变电路23将锂电池7储存的直流电转化为驱动电机所需要的交流电，促使驱动电机工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，其特征在于：包括电源模块（1）以及与电源模块（1）电连接的充电模块（2）、电源保护模块（3）、信号控制模块（4）、远程管理模块（5）、电机驱动模块（6），且充电模块（2）、电源保护模块（3）、远程管理模块（5）以及电机驱动模块（6）均与信号控制模块（4）电连接；

所述电源模块（1）用于提供供电控制系统工作时所需的电能，所述充电模块（2）为电源模块（1）进行电能补充，所述电源保护模块（3）用于电源模块（1）充放电过程的保护，所述信号控制模块（4）用于控制信号的分析处理以及发送，所述远程管理模块（5）用于供电控制系统的远程维护，所述电机驱动模块（6）用于控制驱动电机进行不同功率的输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统,其特征在于：所述电源模块（1）包括锂电池（7）以及与锂电池（7）电连接的电源转换电路（8）、荷电检测电路（9）、过温过流保护电路（10），且电源转换电路（8）、荷电检测电路（9）以及过温过流保护电路（10）均与信号控制模块（4）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，其特征在于：所述充电模块（2）包括全桥整流电路（11）以及与全桥整流电路（11）电连接的整流控制电路（12）和整流滤波电路（13），所述整流控制电路（12）与信号控制模块（4）电连接，所述整流滤波电路（13）电连接有恒压恒流电路（14），所述恒压恒流电路（14）输出端与锂电池（7）电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，其特征在于：所述电源保护模块（3）包括放电计时电路（15）、放电控制电路（16）以及电能释放电路（17），所述放电计时电路（15）以及电能释放电路（17）均与锂电池（7）电连接，所述放电控制电路（16）输入端与放电计时电路（15）、信号控制模块（4）均电连接，所述放电控制电路（16）输出端与电能释放电路（17）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，其特征在于：所述信号控制模块（4）包括微控制器（18）、无线通信模块（19）以及休眠控制电路（20），所述无线通信模块（19）和休眠控制电路（20）均与微控制器（18）电连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于自适应充电管理的新能源汽车供电控制系统，其特征在于：所述远程管理模块（5）包括与无线通信模块（19）进行远程信息交换的移动手机（21）以及内置于移动手机（21）内的APP客户端（22）。

7.根据权利要求1所述的一种基于自适应充电管理的系能源汽车供电控制系统，其特征在于：所述电机驱动模块（6）包括全桥逆变电路（23）和逆变控制电路（24），所述全桥逆变电路（23）输入端与锂电池（7）电连接，所述全桥逆变电路（23）输出端与驱动电机电连接，所述逆变控制电路（24）输入端与微控制器（18）电连接，所述逆变控制电路（24）输出端与全桥逆变电路（23）的控制端电连接。