CN111452742A - 一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，包括：在整车下电休眠后，BMS定时自唤醒并唤醒整车网络，判断此时是否满足车载蓄电池的充电条件，若满足，向VCU发出补电请求；VCU接收到补电请求后，判断此时车门状态、动力电池SOC值、车辆故障状态是否满足补电条件，若满足，进入补电流程；在补电流程中，VCU发出控制指令至DCDC转换器使其进入工作状态并发出补电控制指令至BMS，由BMS控制串接在动力电池与DCDC转换器之间的继电器闭合。可以在车辆处于非Ready档状态时定时启动BMS完成车载蓄电池的补电工作，保证车载蓄电池的电量，避免由于长时间未启动、长时间停放造成的车载蓄电池亏电无法启动的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电源管理领域，特别涉及一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法及系统。
背景技术
车载蓄电池作为纯电动汽车低压附件及控制器的唯一能量来源，对电动汽车来说非常重要。但当汽车长时间停放或汽车长时间处于非Ready档状态时，12V蓄电池就会存在自放电和静态功耗造成蓄电池出现亏电现象，最终导致无法启动车辆和蓄电池使用寿命缩减的问题。现有技术的主要缺点在于：
1)DCDC在Ready档才会工作为车载蓄电池充电，在OFF、ACC、ON档时不工作，这样车载蓄电池的电量可能无法得到及时的补充。
2)OFF档整车休眠后，车载蓄电池存在自放电现象，若长时间停放会出现亏电现象。
3)ACC、ON档时车灯等低压用电器忘记关闭，消耗蓄电池电能，出现蓄电池亏电现象。
4)需要外界人工干预，上高压后才能为车载蓄电池充电，无法保障蓄电池电量，缩短蓄电池循环寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车载蓄电池智能电源管理的方法，旨在解决现有技术中车载蓄电池补电不及时存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，包括：
在整车下电休眠后，BMS定时自唤醒并唤醒整车网络，判断此时是否满足车载蓄电池的充电条件，若满足，向VCU发出补电请求；
VCU接收到补电请求后，判断此时车门状态、动力电池SOC值、车辆故障状态是否满足补电条件，若满足，进入补电流程；
在补电流程中，VCU发出控制指令至DCDC转换器使其进入工作状态并发出补电控制指令至BMS，由BMS控制串接在动力电池与DCDC转换器之间的继电器闭合。
在进入补电流程后，BMS实时监控充电时间，在充电时间达到设定的时间阈值后，BMS请求VCU停止补电流程，VCU控制DCDC停止工作同时命令BMS断开继电器，车载蓄电池充电终止。
满足车载蓄电池的充电条件包括检测到车载蓄电池的电压低于设定的电压阈值时且此时充电枪未连接动力电池。
满足补电条件包括车辆车门处于关闭状态、车辆无故障报警、动力电池SOC大于预先设定的动力电池放电阈值。
在检测车门处于关闭状态时，通过BCM检测车辆的车门状态，当车辆处于OFF挡位时，检测所有车门及前舱盖的关闭状态，当处于ACC/ON档时只检测前舱盖状态。
在进入补电流程功能后，检测到主动终止条件后，终止退出补电流程，主动终止条件包括：
1)、开启车门；
2)、整车上下电；
3)、整车充电接口插入充放电枪；
当满足任一条件后，主动终止补电流程，补电结束。
当整车进入智能补电时，若动力电池SOC值低于设定的阀值，或者VCU检测到整车发生影响智能补电功能的故障，或者BMS达到了智能补电设定的时间就会退出智能补电流程。
一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理系统，用于运行纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，所述系统包括：动力系统、DCDC充电模块、车载蓄电池、VCU、BMS以及BCM，动力电池的输出端经过继电器与DCDC充电模块连接，DCDC充电模块的输出端连接车载蓄电池，为车载蓄电池充电；所述BMS的输入端与车载蓄电池连接，用于检测车载蓄电池电压；所述BMS的输出端与继电器连接，用于控制串接在动力电池和DCDC充电模块之间的继电器的关断；所述BCM用于检测车门状态以及前舱盖的状态并反馈至VCU中；所述VCU通过CAN网络分别连接BCM、BMS；所述VCU用于控制车载蓄电池的补电流程启动终止以及控制DCDC充电模块的工作。
本发明的优点在于：可以在车辆处于非Ready档状态时定时启动BMS完成车载蓄电池的补电工作，保证车载蓄电池的电量，避免由于长时间未启动、长时间停放造成的车载蓄电池亏电无法启动的缺陷；由BMS检测蓄电池电压，不增加额外的蓄电池电压检测回路和继电器控制回路，即达到检测电压目的又不增加成本。实现了在OFF、ACC、ON档为车载蓄电池充电的功能，解决了电动汽车长期不上高压，车载小蓄电池亏电，电动汽车无法启动的问题。OFF档时BMS定时自唤醒检测小蓄电池电压，ACC/ON档时BMS实时检测小蓄电池电压，VCU综合判断条件满足后进入车载蓄电池充电流程，定时结束充电流程，避免小蓄电池过充或过放的问题；OFF档时BMS定时唤醒，补电流程定时结束，BMS定时自唤醒时间和补电时间综合车载蓄电池自身静态放电特性及系统检测精度等因素确定，满足本发明的需求；综合判断车载蓄电池充电条件，保障人员和车辆安全；当BMS定时自唤醒后检测到动力电池SOC低于智能补电设定值，则在下次插枪充电前不再定时自唤醒，节约电能。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明纯电动汽车蓄电池智能电源管理系统结构原理图；
图2为本发明纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法的流程图。
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。
如图1所示，一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理系统，包括有动力电池、DCDC变换器、电源系统管理模块(下称BMS)、整车控制器(下称VCU)、车载蓄电池、车身控制器(下称BCM)。
蓄电池的输入端连接有DCDC变换器，输出端连接电动汽车上的其它控制器：VCU、BMS、BCM，各控制器均连接至CAN网络进行相互间通讯，各控制器均具备网络管理功能。
DCDC变换器将动力电池的高压直流电转换为低压直流电输出至车载蓄电池内，为车载蓄电池充电；DCDC变换器的输入端与动力电池输出端之间有继电器连接；DCDC充电蓄电模块的输出端与车载蓄电池的输入端直接连接，蓄电池的电压由BMS检测；BCM与CAN线连接，将车门及前舱盖的状态上传至CAN网络；VCU从CAN网络上读取整车状态，包括车门、前舱盖、SOC及整车故障状态；当BMS检测到蓄电池电压低于设定的补电阀值后，将充电请求发至CAN网络，VCU接收到BMS发送的充电请求信号后综合判断整车状态，满足充电条件后命令BMS和DCDC进入充电流程，随后BMS控制继电器闭合为车载蓄电池进行充电，充电时间到达后即停止充电。
进入智能补电功能：
整车下电休眠后，BMS定时自唤醒并唤醒整车网络，同时检测车载蓄电池电压和动力电池SOC值，若车载蓄电池电压达到了设定的智能补电阀值同时无充/放电枪连接则向VCU发送智能补电请求。若整车电源档位在ACC或ON档，整车保持唤醒状态，BMS实时监测车载蓄电池电压，若蓄电池电压低于设定的阀值且无充/放电枪连接则向VCU发送智能补电请求。
VCU接收到BMS的智能补电请求后同时判断车辆的故障状态无影响智能补电故障、车门关闭状态(OFF档同时检测所有车门及前舱盖，ACC/ON档只检测前舱盖)、动力电池SOC值大于设定阀值后向BMS发送允许进入智能补电命令，之后BMS控制相关继电器闭合，然后VCU命令DCDC工作，开始为车载蓄电池充电。
退出智能补电功能：
驾驶员进行以下操作可以主动退出智能补电功能
1)开启车门
——当驾驶员手动开启任一车门包括尾门和前舱盖，则立即停止智能补电流程(OFF档检测所有车门及前舱盖，ACC/ON档只检测前舱盖)。
2)上下电——智能补电中，若驾驶员按下一键启动按钮，电源档位发生变化，则立即退出智能补电流程。
3)插入充/放电枪——智能补电流程中，若驾驶员主动连接充/放电枪，立即退出智能补电，响应驾驶员的充/放电需求。
出现以下操作时，智能补电功能被动退出：
当整车进入智能补电时，若动力电池SOC值低于设定的阀值，或者VCU检测到整车发生影响智能补电功能的故障，或者BMS达到了智能补电设定的时间就会退出智能补电流程。
本申请的电动汽车蓄电池智能电源管理系统，包括有动力电池、DCDC充电模块、车载蓄电池、VCU、BMS以及BCM，动力电池与DCDC充电模块之间有继电器连接，DCDC输出端与车载蓄电池输入端连接，所述的车载蓄电池的输出端与BMS输入端连接；OFF档整车休眠后所述的BMS每隔一定时间自唤醒检测车载蓄电池电压或者ACC、ON档时，BMS实时监测车载蓄电池电压，发送智能补电请求信号，控制继电器的关断；所述的BCM将车门及前舱盖的状态反馈至VCU，保证在车门上锁的情况下进入车载蓄电池充电流程，保障人员及车辆安全；VCU综合判断车辆故障状态、动力电池SOC值及车门状态，控制DCDC和BMS工作为车载蓄电池充电。
结合图2流程示意图对本发明工作原理作进一步详细说明：
第一步，OFF档整车休眠后BMS每隔一定时间定时自唤醒并检测蓄电池电压，此时相关控制器也被唤醒，BMS自唤醒后若检测到蓄电池电压低于11.5V同时动力电池SOC高于设定值，则向VCU请求进入充电流程。车辆处于ACC、ON档时实时检测蓄电池电压，低于11.5V则向VCU请求进入充电流程。若BMS定时自唤醒后检测到动力电池SOC值低于进入智能补电的设定值，则在下次插枪充电前不再定时自唤醒，以节省电量。
第二步，VCU综合判断车门关闭状态(OFF档时检测所有车门及前舱盖，ACC/ON档只检测前舱盖)、车辆故障状态及动力电池SOC值大于设定的阀值，满足条件后向BMS发送智能补电允许信号，BMS控制相关继电器闭合。
第三步，VCU控制DCDC进入工作状态，开始为车载蓄电池充电。
第四步，当充电时间达到设定时间后，BMS请求VCU停止充电流程，VCU控制DCDC停止工作，同时命令BMS断开继电器充电终止，整车进入休眠状态或保持当前电源档位。
最后，OFF档时再间隔一定时间BMS自唤醒，ACC/ON档则实时检测车载蓄电池电压，若低于11.5V则进入该充电流程，到达充电设定时间后退出该充电流程，定时唤醒时间和充电时间均由BMS计时。如此循环往复，就可以让车载蓄电池电压保持在满电状态，保障了整车系统运行的稳定性并延长了蓄电池的循环寿命。
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 (8)
1.一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：
在整车下电休眠后，BMS定时自唤醒并唤醒整车网络，判断此时是否满足车载蓄电池的充电条件，若满足，向VCU发出补电请求；
VCU接收到补电请求后，判断此时车门状态、动力电池SOC值、车辆故障状态是否满足补电条件，若满足，进入补电流程；
在补电流程中，VCU发出控制指令至DCDC转换器使其进入工作状态并发出补电控制指令至BMS，由BMS控制串接在动力电池与DCDC转换器之间的继电器闭合。
2.如权利要求1所述的一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：在进入补电流程后，BMS实时监控充电时间，在充电时间达到设定的时间阈值后，BMS请求VCU停止补电流程，VCU控制DCDC停止工作同时命令BMS断开继电器，车载蓄电池充电终止。
3.如权利要求1所述的一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：满足车载蓄电池的充电条件包括检测到车载蓄电池的电压低于设定的电压阈值时且此时充电枪未连接动力电池。
4.如权利要求1所述的一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：满足补电条件包括车辆车门处于关闭状态、车辆无故障报警、动力电池SOC大于预先设定的动力电池放电阈值。
5.如权利要求4所述的一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：在检测车门处于关闭状态时，通过BCM检测车辆的车门状态，当车辆处于OFF挡位时，检测所有车门及前舱盖的关闭状态，当处于ACC/ON档时只检测前舱盖状态。
6.如权利要求1-5任一所述的一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：在进入补电流程功能后，检测到主动终止条件后，终止退出补电流程，主动终止条件包括：
1)、开启车门；
2)、整车上下电；
3)、整车充电接口插入充放电枪；
当满足任一条件后，主动终止补电流程，补电结束。
7.如权利要求1-5任一所述的一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，其特征在于：当整车进入智能补电时，若动力电池SOC值低于设定的阀值，或者VCU检测到整车发生影响智能补电功能的故障，或者BMS达到了智能补电设定的时间就会退出智能补电流程。
8.一种纯电动汽车蓄电池智能电源管理系统，其特征在于：用于运行权利要求1-7任一所述的纯电动汽车蓄电池智能电源管理方法，所述系统包括：动力系统、DCDC充电模块、车载蓄电池、VCU、BMS以及BCM，动力电池的输出端经过继电器与DCDC充电模块连接，DCDC充电模块的输出端连接车载蓄电池，为车载蓄电池充电；所述BMS的输入端与车载蓄电池连接，用于检测车载蓄电池电压；所述BMS的输出端与继电器连接，用于控制串接在动力电池和DCDC充电模块之间的继电器的关断；所述BCM用于检测车门状态以及前舱盖的状态并反馈至VCU中；所述VCU通过CAN网络分别连接BCM、BMS；所述VCU用于控制车载蓄电池的补电流程启动终止以及控制DCDC充电模块的工作。
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