CN110843602A - 一种电动汽车低压供电管理系统及方法 - Google Patents

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高辉
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Abstract

本发明涉及低压供电技术领域，提供了一种电动汽车低压供电管理系统及方法，该方法具体包括：S1、电池传感器IBS读取蓄电池当前的电量SOC，发送至VCU控制器；S2、VCU控制器基于电量SOC确定请求电压ChrgnUReq，并将请求电压发送至DC/DC；S3、DC/DC响应请求电压ChrgnUReq，对蓄电池充电。电动汽车低压供电管理系统基于蓄电池当前电量动态调节蓄电池的充电电压，有效的避免不能满充以及充电电流过大问题，可延长蓄电池的使用寿命。

Description

一种电动汽车低压供电管理系统及方法
技术领域
本发明涉及低压供电技术领域，提供了一种电动汽车低压供电管理系统及方法。
背景技术
目前电动汽车低压系统(包括蓄电池)主要由DC/DC供电，但DC/DC输出的电压基本都是在恒压14V左右，这样就带来2个问题，一个是电动车所用蓄电池一般为铅酸蓄电池，正常满充电压在16V左右，这样就造成蓄电池无法充电，长期会影响其寿命；另外一个问题是蓄电池电量较低的时候，充电电流过大，也会对寿命造成影响。
发明内容
本发明提供了一种电动汽车低压供电管理系统，根据蓄电池电量来调节 DC/DC的输出电压，避免蓄电池电量较高的时候充电电流过大，也会对寿命造成影响的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车低压供电管理系统，所述系统包括：
动力电池，动力电池通过DC/DC与蓄电池连接，
电池传感器IBS，与蓄电池及VCU控制器连接，VCU控制器与DC/DC连接；
其中，动力电池为高压储能装置，为DC/DC提供高压直流电源；DC/DC将动力电池的高压直流电转换为低压直流电，给低压负载供电，同时为蓄电池充电；蓄电池为低压储能装置，用于低压负载供电；电池传感器IBS采集蓄电池的电压、电流、电量以及温度信息，并上报给VCU；VCU控制器控制DC/DC 的输出电压。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车低压供电管理方法，所述方法具体包括：
S1、电池传感器IBS读取蓄电池当前的电量SOC，发送至VCU控制器；
S2、VCU控制器基于电量SOC确定请求电压ChrgnUReq，并将请求电压发送至DC/DC；
S3、DC/DC响应请求电压ChrgnUReq，对蓄电池充电。
进一步的，VCU控制器基于蓄电池当前电量SOC所在的电量区间来确定请求电压ChrgnUReq，具体如下：
当SOC<SOC1,ChrgnUReq＝UMax，以最大的电流对蓄电池进行充电，充电电流不能超过IMax.。
当SOC1≤SOC≤SOC2，ChrgnUReq＝URgt，基于电量SOC与充电电流映射表来确定蓄电池当前电量SOC对应的充电电流，基于充电电流来确定充电请求电压URgt，充电电流随电量SOC的增大而减小，当SOC＝SOC2时，对应的充电电流为0；
当SOC>SOC2，ChrgnUReq＝ULmt，此时蓄电池处于放电状态，给整车负载进行供电，DC/DC不输出电流；
其中，UMax>URgt>ULmt，其中ULmt＝12.2V。
进一步的，VCU控制器基于蓄电池当前温度来确定各电量区间的最大请求电压；
在VCU控制器中存储有不同温度下的电量区间-最大充电电压ULmt映射表。
进一步的，当VCU控制器检测到大功率负载启动时，请求电压ChrgnUReq＝ UMax。
进一步的，检测蓄电池的服务时间TSvc达到设定时长后，则令ChrgnUReq＝ UMax，直至蓄电池电量SOC＝100％，即蓄电池满充一次，服务时间TSvc置零。
进一步的，若VCU控制器与电池传感器IBS通讯丢失，则ChrgnUReq＝UDft， UDft为设定电压值。
提供的电动汽车低压供电管理系统根据蓄电池当前SOC动态调节蓄电池的充电电压，有效的避免，蓄电池不能满充以及充电电流过大等问题，可延长蓄电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动汽车低压供电管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电动汽车低压供电管理方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的电动汽车低压供电管理系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例先关的部分。
该系统包括：
动力电池，动力电池通过DC/DC与蓄电池连接，
电池传感器IBS，与蓄电池及VCU控制器连接，VCU控制器与DC/DC连接；其中，动力电池为高压储能装置，为DC/DC提供高压直流电源；DC/DC将动力电池的高压直流电转换为低压(14V)直流电，给低压负载供电(9V～16V)，同时为12V蓄电池充电；蓄电池为低压储能装置，用于低压负载供电；电池传感器IBS采集蓄电池的电压、电流、电量、温度信息，并上报到VCU；VCU控制器控制DC/DC的输出电压。
在本发明实施例中，在DC/DC没有启动之前或者是负载需求瞬时功率过大，超过DCDC的供电能力，蓄电池给负载进行供电。
图2为本发明实施例提供的电动汽车低压供电管理方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、读取蓄电池当前的电量SOC，并发送至VCU控制器；
S2、VCU控制器基于电量SOC来确定请求电压ChrgnUReq，并将请求电压发送至DC/DC；
S3、DC/DC响应请求电压ChrgnUReq，对蓄电池充电。
在本发明实施例中，请求电压ChrgnUReq的确定方法具体如下：
VCU控制器基于蓄电池当前电量SOC来确定请求电压ChrgnUReq，具体如下：
当SOC<SOC1,ChrgnUReq＝UMax，保证以最大的电流对蓄电池进行充电，但充电电流不能超过IMax.。
当SOC1≤SOC≤SOC2，ChrgnUReq＝URgt，基于电量SOC与充电电流映射表来确定蓄电池当前电量SOC对应的充电电流，基于充电电流来确定充电请求电压URgt，充电电流随电量SOC的增大而减小，当SOC＝SOC2时，对应的充电电流为0；
在本发明实施例中，将SOC1至SOC2的电量区间等分为n个子区间，将I1至0中等分成n个电流区间，假定将SOC1至SOC2的电量区间等分为4个电量子区间{SOC1,SOC11}、{SOC11,SOC12}、{SOC12,SOC13}及{SOC13,SOC2}，对应的4个电流值区间分为：{I1,I11}、{I11,I12}、{I12,I13}及{I13,0}，当蓄电池电量为SOC1时，VCU控制器检测充电电流IRgt，如果IRgt≠I1，那么调整充电电压ChrgnUReq，使充电电流IRgt＝I1，随着在蓄电池电量的逐步增多，充电电流 IRgt逐步减小，当蓄电池电量达到SOC11时，IRgt＝I11，当蓄电池电量为SOC12时，逐步调节充电电压ChrgnUReq，使IRgt＝I12，依次类推，当蓄电池电量达到SOC2时，IRgt＝0。由于车辆处于运行状态，负载开启状态存在差异，那么不同的SOC 对应的充电电压ChrgnUReq也不一样，但电量SOC和充电电流IRgt对应关系是不变的。
当SOC>SOC2，ChrgnUReq＝ULmt，此时蓄电池处于放电状态，给整车负载进行供电，DC/DC不输出电流；
其中，UMax>URgt>ULmt，其中ULmt＝12.2V。
在本发明实施例中，不同电量区间的最大请求电压ChrgnUReq是基于蓄电池的充电电流来设定，在VCU控制器中存储有不同温度下的电量区间-最大请求电压ChrgnUReq映射表，基于蓄电池当前的温度来确定各电量区间的最大请求电压，不同温度下的电量区间-最大请求电压ChrgnUReq映射表是通过实验测试来生成的。在VCU控制器中存储有不同温度下的电量区间-充电电流映射表，定义了不同温度下电量区间[SOC1,SOC2]对应的充电电流。
在本发明实施例中，当VCU控制器检测到大功率负载启动时，无论蓄电池当前电量SOC为何值，请求电压ChrgnUReq＝UMax，大功率负载启动包括：启动车载空调，启动前后挡风玻璃除霜、启动座椅的加热功能。
在本发明实施例中，当检测蓄电池的服务时间TSvc达到设定时长后，则令ChrgnUReq＝UMax，直至蓄电池电量SOC＝100％，即蓄电池满充一次，服务时间 TSvc置零，当蓄电池装入电动汽车之刻，蓄电池开始服务，服务时间TSvc开始计时，避免蓄电池长期不能满充，影响蓄电池寿命。
在本发明实施例中，若VCU控制器与电池传感器IBS通讯丢失，则 ChrgnUReq＝UDft，UDft为设定电压值，一般取值为13.6V。
提供的电动汽车低压供电管理系统根据蓄电池当前SOC及温度来动态调节蓄电池的充电电压，有效的避免，蓄电池不能满充以及充电电流过大等问题，可延长蓄电池的使用寿命。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车低压供电管理系统，其特征在于，所述系统包括：
动力电池，动力电池通过DC/DC与蓄电池连接，
电池传感器IBS，与蓄电池及VCU控制器连接，VCU控制器与DC/DC连接；
其中，动力电池为高压储能装置，为DC/DC提供高压直流电源；DC/DC将动力电池的高压直流电转换为低压直流电，给低压负载供电，同时为蓄电池充电；蓄电池为低压储能装置，用于低压负载供电；电池传感器IBS采集蓄电池的电压、电流、电量以及温度信息，并上报给VCU；VCU控制器控制DC/DC的输出电压。
2.基于权利要求1所述电动汽车低压供电管理系统的电动汽车低压供电管理方法，其特征在于，所述方法具体包括：
S1、电池传感器IBS读取蓄电池当前的电量SOC，发送至VCU控制器；
S2、VCU控制器基于电量SOC确定请求电压ChrgnUReq，并将请求电压发送至DC/DC；
S3、DC/DC响应请求电压ChrgnUReq，对蓄电池充电。
3.如权利要求2所述电动汽车低压供电管理方法，其特征在于，VCU控制器基于蓄电池当前电量SOC所在的电量区间来确定请求电压ChrgnUReq，具体如下：
当SOC<SOC1,ChrgnUReq＝UMax，以最大的电流对蓄电池进行充电，充电电流不能超过IMax.。
当SOC1≤SOC≤SOC2，ChrgnUReq＝URgt，基于电量SOC与充电电流映射表来确定蓄电池当前电量SOC对应的充电电流，基于充电电流来确定充电请求电压URgt，充电电流随电量SOC的增大而减小，当SOC＝SOC2时，对应的充电电流为0；
当SOC>SOC2，ChrgnUReq＝ULmt，此时蓄电池处于放电状态，给整车负载进行供电，DC/DC不输出电流；
其中，UMax>URgt>ULmt，其中ULmt＝12.2V。
4.如权利要求3所述电动汽车低压供电管理方法，其特征在于，VCU控制器基于蓄电池当前温度来确定各电量区间的最大请求电压；
在VCU控制器中存储有不同温度下的电量区间-最大充电电压ULmt映射表。
5.如权利要求2所述电动汽车低压供电管理方法，其特征在于，当VCU控制器检测到大功率负载启动时，请求电压ChrgnUReq＝UMax。
6.如权利要求2所述电动汽车低压供电管理方法，其特征在于，检测蓄电池的服务时间TSvc达到设定时长后，则令ChrgnUReq＝UMax，直至蓄电池电量SOC＝100％，即蓄电池满充一次，服务时间TSvc置零。
7.如权利要求2所述电动汽车低压供电管理方法，其特征在于，若VCU控制器与电池传感器IBS通讯丢失，则ChrgnUReq＝UDft，UDft为设定电压值。
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