CN110015158B - 车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法 - Google Patents

车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆低压电池管理方法及其系统。该方法用于对车辆的低压电池进行能量管理，其特征在于，包括下述步骤：实时采集所述低压电池的电池状态信息；以及根据电池状态信息控制是否唤醒车辆的DCDC对低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电。根据本发明的车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法，能够及时捕捉到对于低压电池进行充电的时机，能够有效地给低压电池进行能量补充从而提高用车体验和整车质量。本发明旨在提供一种能够找到低压电池寿命和整车功耗的平衡的车辆低压电池管理系统及方法，例如，在DCDC给低压电池充电时能量转换效率通常低于50%，这样能够有效避免高压电池能量损耗，提高续航里程。

Description

车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法
技术领域
本发明涉及车辆电池管理技术，具体地涉及车辆低压电池管理系统及其管理方法。
背景技术
随着世界环保问题和能源危急的日益突出，寻找没有污染或者污染较少的汽车早就成为人们追求的目标，在这大背景下新能源电动汽车未来发展成为了必然。
现有技术中，在新能源电动汽车的低压系统中，DCDC（即，直流直流转换器）将动力电池高压转化成低压来给低压电池（例如12V低压电池）充电以及整车低压系统供电。
随着电动化、智能化以及互联化的趋势，电动汽车静态功耗显著增加，而电动汽车低压系统仍是用低压电池及DCDC供电。由于电动智能汽车静态功耗大，低压电池无法像传统燃油车一样可以支持几周的待机时间，因而需要DCDC根据场景给低压电池进行有效能量补充，同时，低压电池深度放电还会影响低压电池的寿命，从而影响用车体验和整车质量。
发明内容
鉴于所述问题，本发明旨在提出一种能够灵敏地捕捉DCDC给低压电池补充能量的时机用以保护低压电池的车辆低压电池管理系统及其管理方法。进一步，除了保护低压电池之外，本发明旨在提供一种能够找到低压电池寿命和整车功耗的平衡的车辆低压电池管理系统及其管理方法，例如，在DCDC给低压电池充电时能量转换效率通常低于50%， 这样能够有效避免高压电池能量损耗，提高续航里程。
本发明的车辆低压电池管理方法，该方法用于对车辆的低压电池进行能量管理，其特征在于，包括下述步骤：
实时采集所述低压电池的电池状态信息；以及
根据所述电池状态信息控制是否唤醒车辆的DCDC对低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电。
可选地，满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的荷电状态低于预设阈值；
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设阈值；
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的充电电流大于预设阈值；
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的电压小于预设阈值；以及
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的电池健康度低于预设阈值。
可选地，作为电池状态信息，当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设阈值的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电并且也唤醒DCDC对整车进行供电。
本发明的车辆低压电池管理系统，该系统用于对车辆的低压电池进行能量管理，其特征在于，具备：
电池检测模块，用于实时采集所述低压电池的电池状态信息；
DCDC，用于将车辆的动力电池转换成低压并且用于对所述低压电池进行充电；以及
低压能量管理模块，用于根据所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC。
可选地，作为电池状态信息，所述电池检测模块采集下述的一项或者多项：
所述低压电池的荷电状态；
所述低压电池的电池健康度；
所述低压电池的充电电流；
所述低压电池的放电电流；以及
所述低压电池的电压。
可选地，所述低压能量管理模块具备：
信息接收子模块，用于从所述电池检测模块接收电池状态信息；以及
控制子模块，用于基于所述信息接收子模块接收到的电池状态信息是否唤醒所述DCDC以对所述低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电。
可选地，所述控制子模块设置为在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的荷电状态低于预设阈值；
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的放电电流大于预设阈值；
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的充电电流大于预设阈值；
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的电压小于预设阈值；以及
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的电池健康度低于预设阈值。
可选地，所述控制子模块设置为当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设阈值的情况下，唤醒所述DCDC以使得所述DCDC对低压电池进行充电并且也唤醒所述DCDC对整车进行供电。
可选地，当所述电池检测模块出现故障时，通过所述控制子模块根据本地供电电压阈值判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电而不根据所述电压阈值进行判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电。
可选地，所述控制子模块具备：
阈值唤醒模块，用于根据是否达到阈值唤醒所述DCDC并且能够实时更改预设的各个阈值。
可选地，所述电池检测模块具备：
阈值唤醒模块，用于预先设定所述的各个阈值并且根据所述各个阈值判断是否唤醒所述控制子模块再进行上述判断并且能够实时更改所述各个阈值。
可选地，所述电池检测模块是设置在所述低压电池的负极柱的传感器。
本发明的低压能量管理管理模块，其特征在于，具备：
信息接收子模块，用于从外部接收低压电池的电池状态信息；以及
控制子模块，用于基于所述信息接收子模块接收到的所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC以对所述低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电。
可选地，所述控制子模块设置为进行下述判断以在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的荷电状态低于预设的荷电状态阈值；
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的放电电流大于预设的放电电流阈值；
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的充电电流大于预设的充电电流阈值；
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的电压小于预设的电压阈值；以及
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的电池健康度低于预设的健康度阈值。
本发明的计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述的车辆低压电池管理方法。
本发明的计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的车辆低压电池管理方法的步骤。
如上所述，根据本发明的车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法，能够及时捕捉到对于低压电池进行充电的时机，能够有效地给低压电池进行能量补充，也能够防止低压电池深度放电对于低压电池寿命的影响，从而提高用车体验和整车质量。
附图说明
图1是本发明的车辆低压电池管理系统的构造示意图。
图2是本发明的车辆低压电池管理系统中的低压能量管理模块300的构造示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
图1是本发明的车辆低压电池管理系统的构造示意图。
如图1所示，低压电池100和DCDC200都对低压负载300提供电能，本发明的车辆低压电池管理系统用于对DCDC200进行控制以使得其在适当的时机使得DCDC200对低压电池100进行充电。
本发明的车辆低压电池管理系统具备：
DCDC200，用于将车辆的动力电池转换成低压并且用于对低压电池100进行充电以及对整车进行供电；
电池检测模块400，用于实时采集低压电池100的电池状态信息；以及
低压能量管理模块500，用于根据来自电池检测模块400的电池状态信息控制是否唤醒DCDC200对低压电池100进行充电。
其中，电池检测模块400和低压能量管理模块500之间例如可以通过通信总线（LIN总线）进行信息传输。作为一个实施方式，所述电池检测模块400可以是设置在所述低压电池100的负极柱的传感器。
如图1所示，低压电池100和DCDC200都能对车载的低压负载300供电，图1中DCDC200对低压负载300进行供电的情况相当于上述中的“对整车进行供电”的情况。
电池检测模块400采集下述的一项或者多项：
低压电池100的荷电状态（即SOC）；
低压电池100的电池健康度（即SOH）；
低压电池100的充电电流；
低压电池100的放电电流；以及
低压电池100的电压。
图2是本发明的车辆低压电池管理系统中的低压能量管理模块300的构造示意图。
如图2所示，低压能量管理模块500具备：
信息接收子模块510，用于从电池检测模块400接收电池状态信息；以及
控制子模块520，用于基于信息接收子模块510接收到的电池状态信息是否唤醒DCDC200以对低压电池100进行充电以及/或者对整车进行供电。
控制子模块520设置为在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC200以使得DCDC200对低压电池100进行充电：若车辆在睡眠状态下当电池检测模块400检测到的低压电池100的荷电状态低于预设的荷电状态阈值；
若车辆在睡眠状态下当电池检测模块400检测到的低压电池100的放电电流大于预设的放电电流阈值；
若车辆在睡眠状态下当电池检测模块400检测到的低压电池100的充电电流大于预设的充电电流阈值；
若车辆在睡眠状态下当电池检测模块400检测到的低压电池100的电压小于预设的电压阈值；以及
若车辆在睡眠状态下当电池检测模块400检测到的低压电池100的电池健康度低于预设的健康度阈值。
其中，当检测到的低压电池100的放电电流大于预设阈值的情况下，进一步设置为控制子模块设置520使得唤醒DCDC200以对低压电池100进行充电的之外，并且还唤醒DCDC200对整车进行供电。
当所述电池检测模块400出现故障时，通过所述控制子模块520根据本地供电电压阈值（即低压能量管理模块500本身的供电电压阈值）判断是否唤醒DCDC对低压电池100进行充电而不根据由电流检测模块400检测到低于上述预设的电压阈值进行判断是否唤醒DCDC对低压电池100进行充电。也就是说，当电池检测模块400出现故障时，作为备选方案通过低压能量管理模块500或其他模块的本地供电电压阈值判断来唤醒控制模块充电，通常该电压阈值应低于电池检测模块400的预设的电压阈值，由此，能够防止电池检测模块400故障问题导致的整车馈电无法使用。
进一步，其中，作为一种实施方式，控制子模块520具备：阈值唤醒模块，用于设置上述的各个阈值并且根据是否达到阈值来判断是否唤醒DCDC200并且能够实时更改预设的各个阈值。
作为本发明的更优选的一种方式，上述阈值唤醒模块可以不设置在控制子模块520中，而是取而代之，设置在电流检测模块400中。以下对这样的优选方式进行简单说明。
这种优选方式下，在电流检测模块400侧设置阈值唤醒模块，其中，该阈值唤醒模块用于设置上述进行判断的各个阈值并且根据是否达到阈值来唤醒控制子模块设置520是否进行上述判断并且在阈值唤醒模块中能够实时更改预设的各个阈值。
这种情况下，由于阈值唤醒模块是设置在电流检测模块400中的，因此，在车辆睡眠模式下就能够预先对各个阈值进行判断并且仅在达到阈值的情况下才唤醒控制子模块设置520进行后续的二次判断（上述的各个阈值的判断）。
这样设置的效果在于，由于设置在电流检测模块400中而不需要与控制子模块设置520的交互就能够预先进行阈值判断，能够让车辆依旧处于睡眠状态，因此能够节省用电。
另外，关于本发明的低压能量管理模块，该低压能量管理模块可以是作为车辆的电控模块中的一部分实现，也可以是单独实现为一个模块。低压能量管理管理模块的具体构造及其功能已经结合在本文的上述示例中进行了说明，在此不赘述。
以上对于本发明的车辆低压电池管理系统以及本发明的低压能量管理模块进行了说明，接着，对于本发明的车辆低压电池管理方法进行说明。
本发明的车辆低压电池管理方法用于对车辆的低压电池进行能量管理，其特征在于，包括下述步骤：
实时采集所述低压电池的电池状态信息；以及
根据所述电池状态信息控制是否唤醒车辆的DCDC对低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电。
其中，在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
若车辆在睡眠状态下，作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的荷电状态低于预设阈值；
若车辆在睡眠状态下，作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设的放电电流阈值；
若车辆在睡眠状态下，作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的充电电流大于预设的充电电流阈值；
若车辆在睡眠状态下，作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的电压小于预设的电压阈值；以及
若车辆在睡眠状态下，作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的电池健康度低于预设的电池健康度阈值。
作为一个优选方式，作为电池状态信息，当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设阈值的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电并且也唤醒DCDC对整车进行供电。由此，能够防止电流过大的情况下会快速消耗低压电池的电量。
另外，上述的“满足下述任意一项或者几项的情况”，可单独使能/关闭且其中各阈值是动态可配置，以当整车出现异常时进行错误处理，例如：在电池检测模块出现故障时，可关闭电压低唤醒DCDC充电，减少误触发充电。再者，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行上述的车辆低压电池管理方法。
再者，本发明还提供一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上所述的车辆低压电池管理方法的步骤。
如上所述，根据本发明的车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法，能够及时捕捉到对于低压电池进行充电的时机，能够有效地给低压电池进行能量补充，也能够防止低压电池深度放电对于低压电池寿命的影响，从而提高用车体验和整车质量。
以上例子主要说明了本发明的本发明的车辆低压电池管理系统以及车辆低压电池管理方法。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (14)

1.一种车辆低压电池管理方法，该方法用于对车辆的低压电池进行能量管理，其特征在于，包括下述步骤：
采集步骤，实时采集所述低压电池的电池状态信息；以及
控制步骤，根据所述电池状态信息控制是否唤醒车辆的DCDC对低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电，
其中所述DCDC用于将车辆的动力电池转换成低压并且用于对所述低压电池进行充电，
其中，在所述采集步骤中，利用电池检测模块实时采集所述低压电池的电池状态信息，
其中，在所述控制步骤中，利用低压能量管理模块根据所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC，
其中，所述低压能量管理模块具备：
信息接收子模块，用于从所述电池检测模块接收电池状态信息；以及
控制子模块，用于基于所述信息接收子模块接收到的所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC以对所述低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电，
其中，当所述电池检测模块出现故障时，通过所述控制子模块根据本地供电电压阈值即低压能量管理模块本身的供电电压阈值判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电而不根据所述控制子模块的预设的电压阈值进行判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电，并且所述本地供电电压阈值应低于所述电池检测模块的预设的电压阈值。
2.如权利要求1所述的车辆低压电池管理方法，其特征在于，
在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的荷电状态低于预设的荷电状态阈值；
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设的放电电流阈值；
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的充电电流大于预设的充电电流阈值；
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的电压小于预设的电压阈值；以及
作为所述电池状态信息，当检测到的所述低压电池的电池健康度低于预设的健康阈值。
3.如权利要求2所述的车辆低压电池管理方法，其特征在于，
作为电池状态信息，当检测到的所述低压电池的放电电流大于预设阈值的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电并且也唤醒DCDC对整车进行供电。
4.一种车辆低压电池管理系统，该系统用于对车辆的低压电池进行能量管理，其特征在于，具备：
电池检测模块，用于实时采集所述低压电池的电池状态信息；
DCDC，用于将车辆的动力电池转换成低压并且用于对所述低压电池进行充电；以及
低压能量管理模块，用于根据所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC，
其中，所述低压能量管理模块具备：
信息接收子模块，用于从所述电池检测模块接收电池状态信息；以及
控制子模块，用于基于所述信息接收子模块接收到的所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC以对所述低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电，
其中，当所述电池检测模块出现故障时，通过所述控制子模块根据本地供电电压阈值即低压能量管理模块本身的供电电压阈值判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电而不根据所述控制子模块的预设的电压阈值进行判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电，并且所述本地供电电压阈值应低于所述电池检测模块的预设的电压阈值。
5.如权利要求4所述的车辆低压电池管理系统，其特征在于，
作为电池状态信息，所述电池检测模块采集下述的一项或者多项：
所述低压电池的荷电状态；
所述低压电池的电池健康度；
所述低压电池的充电电流；
所述低压电池的放电电流；以及
所述低压电池的电压。
6.如权利要求4所述的车辆低压电池管理系统，其特征在于，
所述控制子模块设置为进行下述判断以在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的荷电状态低于预设的荷电状态阈值；
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的放电电流大于预设的放电电流阈值；
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的充电电流大于预设的充电电流阈值；
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的电压小于预设的电压阈值；以及
当所述电池检测模块检测到的所述低压电池的电池健康度低于预设的健康度阈值。
7.如权利要求6所述的车辆低压电池管理系统，其特征在于，
上述的各个阈值是动态可配置。
8.如权利要求6所述的车辆低压电池管理系统，其特征在于，
所述控制子模块具备：
阈值唤醒模块，用于根据是否达到阈值唤醒所述DCDC并且能够实时更改预设的各个阈值。
9.如权利要求6所述的车辆低压电池管理系统，其特征在于，
所述电池检测模块具备：
阈值唤醒模块，用于预先设定所述的各个阈值并且根据所述各个阈值判断是否唤醒所述控制子模块再进行上述判断并且能够实时更改所述各个阈值。
10.如权利要求4所述的车辆低压电池管理系统，其特征在于，
所述电池检测模块是设置在所述低压电池的负极柱的传感器。
11.一种低压能量管理模块，其特征在于，具备：
信息接收子模块，用于从外部接收低压电池的电池状态信息；以及
控制子模块，用于基于所述信息接收子模块接收到的所述电池状态信息控制是否唤醒DCDC以对所述低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电，
其中，所述低压能量管理模块具备：
信息接收子模块，用于从电池检测模块接收电池状态信息；以及
控制子模块，用于基于所述信息接收子模块接收到的所述电池状态信息控制是否唤醒所述DCDC以对所述低压电池进行充电以及/或者对整车进行供电
其中，当所述电池检测模块出现故障时，通过所述控制子模块根据本地供电电压阈值即低压能量管理模块本身的供电电压阈值判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电而不根据所述控制子模块的预设的电压阈值进行判断是否唤醒DCDC对低压电池进行充电，并且所述本地供电电压阈值应低于所述电池检测模块的预设的电压阈值。
12.如权利要求11所述的低压能量管理模块，其特征在于，
所述控制子模块设置为进行下述判断以在满足下述任意一项或者几项的情况下，唤醒车辆的DCDC以使得DCDC对低压电池进行充电：
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的荷电状态低于预设的荷电状态阈值；
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的放电电流大于预设的放电电流阈值；
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的充电电流大于预设的充电电流阈值；
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的电压小于预设的电压阈值；以及
当作为所述电池状态信息接收到的低压电池的电池健康度低于预设的健康度阈值。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～3中任一项所述的车辆低压电池管理方法。
14.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～3中任意一项所述的车辆低压电池管理方法的步骤。
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