CN110843603A - 基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，包括：步骤S1：车身控制器周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器监测蓄电池的电量值SOC；步骤S2：车身控制器监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器的监测值作为监测结果；步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电；一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的系统，包括充电监测单元和温控充电单元。与现有技术相比，本发明具有校准精度高、稳定性好、提高蓄电池使用寿命等优点。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法和系统。
背景技术
随着新能源汽车的发展，电动汽车的智能化功能越来越多，尤其是与整车的影音娱乐系统、车身舒适系统相关联的传感器、控制器等会处于周期唤醒工作状态或者一直处于工作状态，比如特斯拉开发的“哨兵模式”，如果车辆处于哨兵模式下，车辆需要对周围环境做记录，此时与哨兵系统相关联的摄像系统和控制器均处于工作状态，；目前很多新能源汽车开发的迎宾模式，在整车锁车OFF后，迎宾模式下车身控制器驱动门把手的低频天线监测合法钥匙，在此过程中控制器同样保持周期性工作。以上这些功能都对低压12V电源提出了更高的消耗需求，在12V蓄电池无法支持长时间的较高的静态电流消耗的情况下，需要采用一定的策略对蓄电池进行补电，特斯拉采用动力电池持续供电的方法，在整车锁车OFF后，动力电池一直给低压系统供电，保证低压电器设备的供电；国内部分新能源车厂采用了蓄电池传感器来检测12V蓄电池的电池电量，即SOC值，当SOC值低于设定的阈值后，需要给12V蓄电池补电。
采用动力电池持续供电的方法，由于车辆的动力电池在整车锁车OFF后仍未断开，也就是即使车辆未行驶，动力电池电量也会很缓慢的消耗。为车载电子设备供电，动力电池每天会消耗大约百分之一的电量。如果用户停放时间较长，车辆即使未使用，续航里程也会大幅下降。同时，动力电池持续放电也会出现电量使用效率低的情况。续航里程本身就是电动汽车的痛点，而在用户并未主动使用车辆时，车辆的续航里程缩短会降低用户使用的满意度，引起抱怨。
而通过电池传感器来检测12V蓄电池的电池电量，其缺陷在于蓄电池传感器存在校准环节，而且校准环节的要求条件较为严苛，如果没有完成蓄电池传感器的校准，传感器就不能准确的监测出12V蓄电池的电量值，导致该功能失效；此外由于12V蓄电池的电量SOC会随着温度降低而衰减，传感器监测到的电量SOC受此影响而不准确，引起功能失效。同时该方案仅考虑的单一通道的补电，并没有考虑失效模式；没有考虑电池的充放电性能与环境温度相关，缺少智能温控补电系统；没有考虑蓄电池性能会随着使用时间而老化衰减，缺少蓄电池寿命监控系统。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的降低续航里程、校准精度受温度降低的影响较大的缺陷而提供一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法和系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，包括：
步骤S1：车身控制器周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器监测蓄电池的电量值SOC；
步骤S2：车身控制器监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器的监测值作为监测结果；
步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电。
所述蓄电池传感器检测到蓄电池的电量值SOC低于设定阈值时，连续发送唤醒电压信号给车身控制器，唤醒所述车身控制器的主节点。
所述蓄电池传感器的监测值与实际值的误差小于误差阈值时，所述蓄电池的电量状态位设为正常位；所述蓄电池传感器的监测值与实际值的误差大于或等于误差阈值时，所述蓄电池的电量状态位设为非正常位，若所述车身控制器检测到蓄电池的电压值V小于设定阈值时，未收到所述蓄电池传感器的唤醒电压信号且所述蓄电池的电量状态位设为非正常位，所述蓄电池传感器判定为失效状态。
所述蓄电池的电量值SOC小于设定阈值并且车辆控制器反馈信号不包括故障状态、动力电池组剩余电量低状态、正在充电状态时，所述充电请求判断模块发送充电请求信号至所述温控充电单元。
所述温控充电单元包括充电模块和补电模块，所述充电模块检测所述蓄电池的实时温度，根据所述实时温度所在的温度区间控制直流电转换单元输出相应的电压值为蓄电池充电；所述补电模块在补电时间达到设定值或者补电电流小于设定电流的持续时间超过限定时间时，向车身控制器发送请求停止充电信号。
所述直流电转换单元与动力电池组、所述蓄电池连接，将高压直流电转换为低压直流电。
一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的系统，包括充电监测单元和温控充电单元，所述充电监测单元包括主动监测模块和充电请求判断模块，所述主动监测模块中连接到蓄电池的车身控制器和蓄电池传感器，所述温控充电单元包括动力电池组、车辆控制器和直流电转换单元，所述动力电池组、车辆控制器连接到直流电转换单元，所述直流电转换单元与蓄电池连接，所述车辆控制器通过网关与车身控制器连接，所述车身控制器实现以下步骤：
步骤S1：车身控制器周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器监测蓄电池的电量值SOC；
步骤S2：车身控制器监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器的监测值作为监测结果；
步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电。
所述系统还包括寿命监控单元，所述寿命监控单元记录车身控制器每周发送的请求充电次数，当所述请求充电次数超过充电次数设定阈值时，向用户发送更换蓄电池提醒信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过车身控制器和蓄电池传感器的冗余设计对蓄电池的监测电压进行校准，提高了校准精度，增加了车载电源的稳定性与安全性。
2.本发明的温控充电单元可以根据蓄电池的当前温度来控制充电电压，提高了蓄电池的使用寿命，避免了用户长时间停放车辆造成的蓄电池亏电的影响。
3.本发明通过寿命监控单元对蓄电池进行监测，当蓄电池过度使用时将对用户发送提醒信号，增加了用户出行的安全性，拥有更加良好的用户体验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明功能部件的系统框图；
图3为本发明主动监测模块的逻辑流程图；
图4为本发明充电请求判断模块的逻辑流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图3所示，一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，包括：
步骤S1：车身控制器BCM周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器EBS监测蓄电池的电量值SOC；
步骤S2：车身控制器BCM监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器EBS是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器EBS的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器BCM的监测值作为监测结果；
步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器VCU的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电。
蓄电池传感器EBS检测到蓄电池的电量值SOC低于设定阈值时，连续发送三次唤醒电压信号给车身控制器BCM，唤醒车身控制器BCM的主节点。
蓄电池传感器EBS的监测值与实际值的误差小于10％时，蓄电池的电量状态位设为2；蓄电池传感器EBS的监测值与实际值的误差大于10％且小于50％时，蓄电池的电量状态位设为1；蓄电池传感器EBS的监测值与实际值的误差大于或等于50％时，蓄电池的电量状态位设为0，若车身控制器BCM检测到蓄电池的电压值V小于设定阈值时，未收到蓄电池传感器EBS的唤醒电压信号且蓄电池的电量状态位设为0或1，蓄电池传感器EBS判定为失效状态。
蓄电池的电量值SOC小于设定阈值并且车辆控制器VCU的反馈信号不包括故障状态、动力电池组剩余电量低状态、正在充电状态时，充电请求判断模块发送充电请求信号至温控充电单元。
如图4所示，若满足发送充电请求的条件车身控制器BCM将发生充电请求信号通过网关至车辆控制器VCU；若不满足则车身控制器BCM不发送请求充电信号，并开始休眠，当车身控制器BCM休眠后，蓄电池传感器EBS间隔30分钟后再次发送充电请求的信号至车身控制器BCM，若蓄电池传感器EBS在2分钟内未检测到充电电流，则不再唤醒车身控制器BCM。
温控充电单元包括充电模块，充电模块检测蓄电池的实时温度，根据实时温度所在的温度区间控制直流电转换单元DCDC输出相应的电压值为蓄电池充电，直流电转换单元DCDC与动力电池组、蓄电池连接，将高压直流电转换为低压直流电。
当温度在40～60℃时，充电电压为13.5V；当温度在-30～-17℃时，充电电压为16V；当温度在-17～40℃时，充电电压满足以下公式：
V＝-0.043T+15.2
其中，V为充电电压，T为实时温度。
温控充电单元还包括补电模块，车身控制器BCM通过串行通讯网络接收蓄电池传感器EBS的补电电流，补电模块在补电时间满3小时或者补电电流小于500mA的持续时间超过30分钟时，向车身控制器BCM发送请求停止充电的信号。
如图1所示，一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的系统，包括充电监测单元和温控充电单元，充电监测单元包括主动监测模块和充电请求判断模块，主动监测模块中连接到蓄电池的车身控制器BCM和蓄电池传感器EBS，温控充电单元包括动力电池组、车辆控制器VCU和直流电转换单元DCDC，动力电池组、车辆控制器VCU连接到直流电转换单元DCDC，直流电转换单元DCDC与蓄电池连接，车辆控制器VCU通过网关与车身控制器BCM连接，车身控制器BCM实现以下步骤：
步骤S1：车身控制器BCM周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器EBS监测蓄电池的电量值SOC；
步骤S2：车身控制器BCM监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器EBS是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器EBS的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器BCM的监测值作为监测结果；
步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器VCU的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电。
系统还包括寿命监控单元，寿命监控单元记录车身控制器BCM每周发送的请求充电次数，当请求充电次数超过充电次数设定阈值时，向用户发送更换蓄电池提醒信号。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等小变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：车身控制器周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器监测蓄电池的电量值SOC；
步骤S2：车身控制器监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器的监测值作为监测结果；
步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，其特征在于，所述蓄电池传感器检测到蓄电池的电量值SOC低于设定阈值时，连续发送唤醒电压信号给车身控制器，唤醒所述车身控制器的主节点。
3.根据权利要求2所述的一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，其特征在于，所述蓄电池传感器的监测值与实际值的误差小于误差阈值时，所述蓄电池的电量状态位设为正常位；所述蓄电池传感器的监测值与实际值的误差大于或等于误差阈值时，所述蓄电池的电量状态位设为非正常位，若所述车身控制器检测到蓄电池的电压值V小于设定阈值时，未收到所述蓄电池传感器的唤醒电压信号且所述蓄电池的电量状态位设为非正常位，所述蓄电池传感器判定为失效状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，其特征在于，所述蓄电池的电量值SOC小于设定阈值并且车辆控制器反馈信号不包括故障状态、动力电池组剩余电量低状态、正在充电状态时，所述充电请求判断模块发送充电请求信号至所述温控充电单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，其特征在于，所述温控充电单元包括充电模块和补电模块，所述充电模块检测所述蓄电池的实时温度，根据所述实时温度所在的温度区间控制直流电转换单元输出相应的电压值为蓄电池充电；所述补电模块在补电时间达到设定值或者补电电流小于设定电流的持续时间超过限定时间时，向车身控制器发送请求停止充电信号。
6.根据权利要求5所述的一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的方法，其特征在于，所述直流电转换单元与动力电池组、所述蓄电池连接，将高压直流电转换为低压直流电。
7.一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的系统，其特征在于，包括充电监测单元和温控充电单元，所述充电监测单元包括主动监测模块和充电请求判断模块，所述主动监测模块中连接到蓄电池的车身控制器和蓄电池传感器，所述温控充电单元包括动力电池组、车辆控制器和直流电转换单元，所述动力电池组、车辆控制器连接到直流电转换单元，所述直流电转换单元与蓄电池连接，所述车辆控制器通过网关与车身控制器连接，所述车身控制器实现以下步骤：
步骤S1：车身控制器周期性监测蓄电池的电压值V，蓄电池传感器监测蓄电池的电量值SOC；
步骤S2：车身控制器监测到电压值V小于设定阈值时，判断蓄电池传感器是否处于失效状态，若否以蓄电池传感器的监测值作为监测结果，若是则以车身控制器的监测值作为监测结果；
步骤S3：若监测结果显示蓄电池的电压值V或电量值SOC小于设定阈值，充电请求判断模块根据车辆控制器的反馈信号控制温控充电单元对蓄电池进行充电。
8.根据权利要求7所述的一种基于传感器的电动汽车低压电源温控管理的系统，其特征在于，所述系统还包括寿命监控单元，所述寿命监控单元记录车身控制器每周发送的请求充电次数，当所述请求充电次数超过充电次数设定阈值时，向用户发送更换蓄电池提醒信号。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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