CN109747478A - 电动汽车的自充电系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的自充电系统及电动汽车，包括相互连接的蓄电池、动力电池、DC/DC转换器、触发电路和电池管理系统，所述蓄电池通过所述DC/DC转换器与所述动力电池连接，形成充电电路；所述蓄电池、所述DC/DC转换器、所述动力电池均与所述触发电路相连，所述触发电路包括单片机系统，所述单片机系统用于输出第一控制信号，所述第一控制信号用于所述电池管理系统和所述DC/DC转换器控制所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和断开。该自充电系统全程自动化控制，能够有效的保证蓄电池在亏电时进行电量的补充，避免因蓄电池亏电严重而导致无法车辆无法启动的问题，保证了车辆使用的有效性，能够更好地满足用户的需求。

Description

电动汽车的自充电系统及电动汽车

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别是一种电动汽车的自充电系统及电动汽车。

背景技术

随着自然能源的消耗，环保意识的提高，因而以车载电源作为动力源驱动电机带动车轮行驶的电动汽车，因其节能环保的优点，受到越来越多的关注。

电动汽车的能源系统通常包括动力电池、蓄电池、DC/DC转换器、电池管理系统BMS、充电系统等，其中电压蓄电池在电动汽车未启动时，作为其内部的低压用电设备，如广播、点烟器、仪表灯光系统、整车控制系统等的工作电源，对于电动汽车的正常启动起着至关重要的作用。

但是，在实际使用过程中，当电动汽车静止一段时间不使用时，由于控制设备等日常的用电耗损，导蓄电池出现亏电情况，而产生无法正常启动电动汽车的问题，严重影响了车辆的正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种电动汽车的自充电系统，该自充电系统可解决蓄电池出现亏电情况，而产生无法正常启动电动汽车的问题。

为达到上述目的，一方面，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车的自充电系统，其特征在于，包括相互连接的蓄电池、动力电池、DC/DC转换器、触发电路和电池管理系统，所述蓄电池通过所述DC/DC转换器与所述动力电池连接，形成充电电路；所述蓄电池、所述DC/DC转换器、所述动力电池均与所述触发电路相连，所述触发电路包括单片机系统，所述单片机系统用于输出第一控制信号，所述第一控制信号用于所述电池管理系统和所述DC/DC转换器控制所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和断开。

优选地，所述触发电路还包括与所述单片机系统连接的开关电路，所述单片机系统通过所述开关电路与所述蓄电池、所述动力电池连接；所述第一控制信号用于控制所述开关电路的导通和断开，所述开关电路的输出端与所述电池管理系统和所述DC/DC转换器相连，所述开关电路用于输出第二控制信号，所述电池管理系统和所述DC/DC转换器根据所述第二控制信号控制所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和断开。

优选地，所述电池管理系统包括ON信号端和ACC信号端，所述第二控制信号包括用于控制所述ON信号端的ON触发信号和用于控制所述ACC信号端的ACC触发信号。

优选地，所述开关电路包括ON触发开关和ACC触发开关，所述ON触发开关用于控制所述ON触发信号，所述ACC触发开关用于控制所述ACC触发信号。

优选地，所述第一控制信号包括电压信号，所述触发电路还包括电压采集电路，所述电压采集电路的输入端与所述蓄电池相连，所述电压采集电路的输出端与所述单片机系统相连，所述电压采集电路用于采集所述蓄电池的即时电压，所述单片机系统用于比较所述即时电压与预设电压，并根据比较结果输出所述电压信号。

优选地，所述单片机系统包括相互连接的可编程单片机和单片机电路，所述电压采集电路、所述开关电路均通过所述单片机电路与所述可编程单片机连接，所述可编程单片机设置有预设程序，所述预设程序包括控制模块和用于比较所述预设电压和所述即时电压的比较模块，所述比较模块用于比较所述即时电压与所述预设电压，并输出比较结果；所述控制模块根据所述比较结果发出所述电压信号，所述单片机电路用于将所述即时电压传输至所述比较模块，并将所述控制模块发出的所述电压信号传输至所述开关电路。

优选地，所述电压信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于控制所述开关电路的导通，所述低电平信号用于控制所述开关电路的断开。

优选地，所述第一控制信号包括时间信号，所述单片机系统包括可编程单片机和单片机电路，所述可编程单片机设置有预设程序，所述预设程序包括控制模块和用于计时的计时模块，所述计时模块用于计算所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和/或断开的持续时间，并将所述持续时间与预设时间进行比较，且输出比较结果，所述控制模块根据所述比较结果发出所述时间信号，所述单片机电路用于将所述控制模块发出的所述时间信号传输至所述开关电路。

优选地，所述时间信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于控制所述开关电路的导通，所述低电平信号用于控制所述开关电路的断开。

另一方面，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的自充电系统。

本发明提供的一种电动汽车的自充电系统及电动汽车，该自充电系统设置带有单片机系统的触发电路，通过该单片机系统控制动力电池与蓄电池之间的充电电路导通和断开，从而完成蓄电池的自动充电，该自充电系统全程自动化控制，能够有效的保证蓄电池在亏电时进行电量的补充，避免因蓄电池亏电严重而导致无法车辆无法启动的问题，保证了车辆使用的有效性，能够更好地满足用户的需求。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明提供的具体实施例的自充电系统的电路原理图；

图2示出本发明提供的具体实施例的自充电系统的控制过程示意图。

图中，

1、蓄电池；2、电压采集电路；3、单片机系统；4、开关电路；5、电池管理系统；6、DC/DC转换器；7、动力电池；8、触发电路。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合具体实施例，对本发明的电动汽车的自充电系统进行阐述，参考图1和2所示，该电动汽车包括相互连接的蓄电池1、动力电池7、DC/DC转换器6、触发电路8和电池管理系统5，蓄电池1用于进行供电，所述蓄电池1通过点火开关连接在ACC档信号时应供电的设备(如收音机、点烟器等)及在ON档信号时应供电的用电设备(如仪表、蓄电池1充电电路中的DC/DC转换器6等)从而形成ACC档点火电路及ON档点火电路。所述蓄电池1通过所述DC/DC转换器6与所述动力电池7连接，形成充电电路，所述蓄电池1、所述DC/DC转换器6、所述动力电池7均与所述触发电路8相连，所述触发电路8包括单片机系统3，所述单片机系统3用于输出第一控制信号，所述第一控制信号用于所述电池管理系统5和所述DC/DC转换器6控制所述动力电池7与所述蓄电池1之间的充电电路导通和断开，即仅使电池管理系统5(BMS)和DC/DC转换器6触发工作或停止工作，该自充电系统全程自动化控制，能够有效的保证蓄电池1在亏电时进行电量的补充，避免因蓄电池1亏电严重而导致无法车辆无法启动的问题，保证了车辆使用的有效性，能够更好地满足用户的需求。

参考图1所示，触发电路8还包括与所述单片机系统3连接的开关电路4，所述单片机系统3通过所述开关电路4与所述蓄电池1、所述动力电池7连接，所述第一控制信号用于控制所述开关电路4的导通和断开，所述开关电路4的输出端与所述电池管理系统5和所述DC/DC转换器6相连，所述开关电路4用于输出第二控制信号，所述电池管理系统5和所述DC/DC转换器6根据所述第二控制信号控制所述动力电池7与所述蓄电池1之间的充电电路导通和断开，通过设置开关电路4，由开关电路4的导通和断开来控制充电电路的导通和断开，可以进一步的保证触发电路8的准确性，使得真个自充电系统更加可靠、安全。

具体的，参考图1所示，电池管理系统5包括ON信号端和ACC信号端，所述第二控制信号包括用于控制所述ON信号端的ON触发信号和用于控制所述ACC信号端的ACC触发信号，相适应的，开关电路4包括ON触发开关和ACC触发开关，所述ON触发开关用于控制所述ON触发信号，所述ACC触发开关用于控制所述ACC触发信号，通过ON触发开关和ACC触发开关分别控制电池管理系统5的ON信号端和ACC信号端，使得控制更加可靠，能够更好地避免误触发，避免电能源的浪费。

在一个优选实施例中，参考图1和2所示，第一控制信号包括电压信号，所述触发电路8还包括电压采集电路2，所述电压采集电路2的输入端与所述蓄电池1相连，所述电压采集电路2的输出端与所述单片机系统3相连，所述电压采集电路2用于采集所述蓄电池1的即时电压，所述单片机系统3用于比较所述即时电压与预设电压，并根据比较结果输出所述电压信号，单片机系统3包括相互连接的可编程单片机和单片机电路，所述电压采集电路2、所述开关电路4均通过所述单片机电路与所述可编程单片机连接，所述可编程单片机设置有预设程序，所述预设程序包括控制模块和用于比较所述预设电压和所述即时电压的比较模块，所述比较模块用于比较所述即时电压与所述预设电压，并输出比较结果；所述控制模块根据所述比较结果发出所述电压信号，所述单片机电路用于将所述即时电压传输至所述比较模块，并将所述控制模块发出的所述电压信号传输至所述开关电路4。例如，当蓄电池1的电量损耗过多时，电压采集电路2采集到的蓄电池1的即时电压便会较小，单片机电路将即时电压传输给可编程单片机，比较模块将即时电压与预设电压的较小值进行比较，如果比较结果显示即时电压小于或等于预设电压，则说明蓄电池1亏电严重，有可能影响电动汽车的正常使用，控制模块根据比较结果输出电压信号，此时的电压信号为高电平信号，并由单片机电路传输至开关电路4，高电平信号控制开关电路4导通，即，ON触发开关和ACC触发开关导通，从而使电池管理系统5和DC/DC转换器6触发工作，使得动力电池7和蓄电池1的充电电路导通，动力电池7给蓄电池1进行充电。随着充电的进行，蓄电池1的电量逐渐增多，电压采集电路2采集到的即时电压的数值逐渐变大，当比较模块判断即时电压大于或等于预设电压的较大值时，单片机电路将低电平信号的电压信号传输给开关电路4，开关电路4断开，即，ON触发开关和ACC触发开关断开，从而使电池管理系统5和DC/DC转换器6停止工作，使得动力电池7和蓄电池1的充电电路断开，蓄电池1完成充电。通过上述的自充电系统可以实时的检测蓄电池1的即时电压，能够很好地避免由于蓄电池1的电压过低导致的电动汽车不能使用的情况发生，可以很好的满足用户的需求。并且，电压采集电路2采集蓄电池1的即时电压可以实现对蓄电池1自充电的精确控制，同时配合可编程单片机，使得对蓄电池1的自充电控制更加精确、可靠。

上述的预设电压的较小值和较大值可根据电动汽车的实际情况以及使用环境进行实验获得，例如较小值为11.2V，较大值为14V，较小值为充电触发值，较大值为充电电压上限保护值，提高该电动汽车的可靠性，以使得该自充电系统能够适应不同的电动汽车和不同的使用环境，提高该自充电系统的适用范围。

在另一个优选实施例中，参考图1和2所示，第一控制信号包括时间信号，所述单片机系统3包括可编程单片机和单片机电路，所述可编程单片机设置有预设程序，所述预设程序包括控制模块和用于计时的计时模块，所述计时模块用于计算所述动力电池7与所述蓄电池1之间的充电电路导通和/或断开的持续时间，并将所述持续时间与预设时间进行比较，且输出比较结果，所述控制模块根据所述比较结果发出所述时间信号，所述单片机电路用于将所述控制模块发出的所述时间信号传输至所述开关电路4，例如，上述计时模块用于计算所述动力电池7与所述蓄电池1之间的充电电路导通和断开的持续时间，当计时模块获得的断开的持续时间大于预设时间里面的断开时间时，控制模块发出时间信号，例如为高电平信号，高电平信号控制开关电路4导通，即，ON触发开关和ACC触发开关导通，从而使电池管理系统5和DC/DC转换器6触发工作，使得动力电池7和蓄电池1的充电电路导通，动力电池7给蓄电池1进行充电。此时，计时模块的持续时间归零，开始计算充电电路导通的持续时间，当持续时间大于预设时间的导通时间时，控制模块发出例如为低电平信号的时间信号，开关电路4断开，即，ON触发开关和ACC触发开关断开，从而使电池管理系统5和DC/DC转换器6停止工作，使得动力电池7和蓄电池1的充电电路断开，蓄电池1完成充电。该优选方案的线路设计更加简单，触发电路8更加简洁。另外需要说明的是，上述的计时模块的计时功能和计时归零功能均为常规技术手段，所以没有进行展开说明；上述提到的预设时间的断开时间和导通时间可通过常规实验手段获得，导通时间根据电池容量和DC/DC转换器充电电流进行大致设置，精确时间需现场测试后确定。本方案选取了10分钟充电，即导通时间为10分钟。断开时间以当前电池电压下降至预设电压的较小值为优先，最大断开时间设定为15天。根据蓄电池不同的耗电情况，实际的断开时间有所不同，优选方案为通过预设电压和预设时间联合控制该自充电系统，以确保更高的可靠性。

需要注意的是，上述的通过比较模块和计时模块控制自充电系统的技术方案可以单独采用，也可以进行结合采用，以进一步保证自充电系统的可靠性。

例如，在一个具体实施例中，参考图1和2所示，可编程单片机同时包括计时模块、比较模块和控制模块，所述触发电路8包括与蓄电池1连接且检测其即时电压的电压采集电路2，所述电压采集电路2的信号输出端接单片机系统3的输入端，所述单片机系统3包括可编程单片机及单片机电路，其输出端连接开关电路4的输入端，所述开关电路4的输出端接电池管理系统5和DC/DC转换器6，并向它们发送第二控制信号从而仅使动力电池7和蓄电池1之间的充电电路导通或断开。工作时，通过所述电压采集电路2实时检测蓄电池1的即时电压并输送给单片机系统3，所述单片机系统3将接收到的即时电压与预设电压的较小值进行比较后，若即时电压小于预设电压的较小值，输出高电平给开关电路4以控制开关电路4的导通，此时，计时模块开始计时。当所述开关电路4导通时向所述电池管理系统5发送使能信号(即，第二控制信号：ACC触发信号和ON触发信号)，使其触发工作，同时，所述电池管理系统5上电后，在收到ON触发信号时，使所述动力电池7的主继电器吸合，提供电能，在电池管理系统5触发的同时，所述开关电路4还向所述DC/DC转换器6发送使能信号(即ON触发信号)使其触发工作，从而通过所述DC/DC转换器6输出电压对蓄电池1进行充电。当充电到一定时间后(根据现场测试确定蓄电池1充满所需时间)，此时计时模块获取的持续时间大于预设时间的导通时间，单片机系统3发出断开的时间信号，例如单片机系统3输出低电平信号给开关电路4以控制开关电路4的关断。开关电路4关断后，电池管理系统5和DC/DC转换器6停止工作，继而动力电池7的内部主接触器断开，DC/DC转换器6关断输出。整个自充电系统进入蓄电池1电压检测阶段，等待下一个充电周期的到来。该实施例中，控制充电电路导通的判断过程与控制其断开的判断过程完全剥离，利用即时电压与预设电压控制充电电路的导通，利用持续时间与预设时间控制充电电路的断开，可以有效的避免两个判断过程的相互干扰，使得自充电系统的精确性、可靠性、安全性更好，能够更好地满足用户的需求。

本申请还提出保护一种电动汽车，该电动汽车包括上述的自充电系统，使得该电动汽车具有上述的有益效果。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的自充电系统，其特征在于，包括相互连接的蓄电池、动力电池、DC/DC转换器、触发电路和电池管理系统，所述蓄电池通过所述DC/DC转换器与所述动力电池连接，形成充电电路；所述蓄电池、所述DC/DC转换器、所述动力电池均与所述触发电路相连，所述触发电路包括单片机系统，所述单片机系统用于输出第一控制信号，所述第一控制信号用于所述电池管理系统和所述DC/DC转换器控制所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和断开。

2.根据权利要求1所述的自充电系统，其特征在于，所述触发电路还包括与所述单片机系统连接的开关电路，所述单片机系统通过所述开关电路与所述蓄电池、所述动力电池连接；所述第一控制信号用于控制所述开关电路的导通和断开，所述开关电路的输出端与所述电池管理系统和所述DC/DC转换器相连，所述开关电路用于输出第二控制信号，所述电池管理系统和所述DC/DC转换器根据所述第二控制信号控制所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和断开。

3.根据权利要求2所述的自充电系统，其特征在于，所述电池管理系统包括ON信号端和ACC信号端，所述第二控制信号包括用于控制所述ON信号端的ON触发信号和用于控制所述ACC信号端的ACC触发信号。

4.根据权利要求3所述的自充电系统，其特征在于，所述开关电路包括ON触发开关和ACC触发开关，所述ON触发开关用于控制所述ON触发信号，所述ACC触发开关用于控制所述ACC触发信号。

5.根据权利要求2所述的自充电系统，其特征在于，所述第一控制信号包括电压信号，所述触发电路还包括电压采集电路，所述电压采集电路的输入端与所述蓄电池相连，所述电压采集电路的输出端与所述单片机系统相连，所述电压采集电路用于采集所述蓄电池的即时电压，所述单片机系统用于比较所述即时电压与预设电压，并根据比较结果输出所述电压信号。

6.根据权利要求5所述的自充电系统，其特征在于，所述单片机系统包括相互连接的可编程单片机和单片机电路，所述电压采集电路、所述开关电路均通过所述单片机电路与所述可编程单片机连接，所述可编程单片机设置有预设程序，所述预设程序包括控制模块和用于比较所述预设电压和所述即时电压的比较模块，所述比较模块用于比较所述即时电压与所述预设电压，并输出比较结果；所述控制模块根据所述比较结果发出所述电压信号，所述单片机电路用于将所述即时电压传输至所述比较模块，并将所述控制模块发出的所述电压信号传输至所述开关电路。

7.根据权利要求6所述的自充电系统，其特征在于，所述电压信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于控制所述开关电路的导通，所述低电平信号用于控制所述开关电路的断开。

8.根据权利要求2-7之一所述的自充电系统，其特征在于，所述第一控制信号包括时间信号，所述单片机系统包括可编程单片机和单片机电路，所述可编程单片机设置有预设程序，所述预设程序包括控制模块和用于计时的计时模块，所述计时模块用于计算所述动力电池与所述蓄电池之间的充电电路导通和/或断开的持续时间，并将所述持续时间与预设时间进行比较，且输出比较结果，所述控制模块根据所述比较结果发出所述时间信号，所述单片机电路用于将所述控制模块发出的所述时间信号传输至所述开关电路。

9.根据权利要求8所述的自充电系统，其特征在于，所述时间信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于控制所述开关电路的导通，所述低电平信号用于控制所述开关电路的断开。

10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1-9之一所述的自充电系统。