CN111497768A - 一种基于超级电容的车辆辅助供电方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于超级电容的车辆辅助供电方法及系统，涉及车辆安全领域。基于超级电容的车辆辅助供电方法在接收到用于唤醒控制器的触发指令后检测车辆总线的电压，并在车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块与车辆的蓄电池并联，以通过电容器模块对车辆进行辅助供电。本发明中的电容器模块进行辅助供电采用的是与蓄电池并联的方式，从而可以避免因车辆总线的电压过大而导致车辆设备损坏的情况发生，进而可以保证车辆的安全性。

Description

一种基于超级电容的车辆辅助供电方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆安全领域，特别是涉及一种基于超级电容的车辆辅助供电方法及系统。

背景技术

现阶段燃油车辆大部分釆用铅酸蓄电池供电，在车辆启动时，蓄电池承受几百安的大电流的冲击，瞬间压降大，还要在发电机停止工作后提供待机供电，铅酸蓄电池的充放循环次数短，约在500次左右，补充电的时间较长，短途用车和有自动启停功能的车辆会造成经常性充电不足，频繁的大电流放电会加速蓄电池的老化，导致蓄电池的寿命无法预判，更换时间不能确定，会造成使用者担心途中或者长时间停放因电池不能使用而抛锚，常有因蓄电池寿命即将耗尽时车主无法预知，导致车辆无法启动等待救援。

由于上述缺陷的存在，市场上出现了各种各样的救援应急启动电源产品，这些产品平时放在车内一般不会使用，一旦长时间不使用，电力存在不足导致不能工作，另外，这类电源产品长期放在车上也会存在安全隐患。

进一步地，蓄电池由于某种原因需要更换新的蓄电池，在更换过程中车辆突然断电，会造成某些车辆的许多功能重新匹配，而且还会丢失一些驾驶数据。这给车主增加不必要的麻烦。为了避免这种现象发生，在更换电池过程中，一般都需要搭一块临时蓄电池，以保持整车供电，防止车辆突然断电。搭临时蓄电池的措施不仅增加了工作量，而且有可能会因为操作疏忽而导致整车失电。

现有技术中，采用搭临时蓄电池作为临时供电的方案不能够保证车辆的安全性，从而会导致车辆安全性比较低。

发明内容

本发明第一方面的目的是要提供一种基于超级电容的车辆辅助供电方法，解决现有技术中搭临时蓄电池进行辅助供电时车辆安全性低的技术问题。

本发明第一方面的进一步目的是要通过控制器准确控制电容器模块的电量，保证电容器模块处于应急状态。

本发明第二方面的目的是要提供一种基于超级电容的车辆辅助供电系统。

根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种基于超级电容的车辆辅助供电方法，包括：

接收用于唤醒控制器的触发指令；

检测车辆总线的电压；

在所述车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块与所述车辆的蓄电池并联，以通过所述电容器模块对所述车辆进行辅助供电。

可选地，接收用于唤醒控制器的触发指令之后，还包括：

实时地检测所述电容器模块的电量；

在所述电容器模块的电量低于第一预设电量阈值时控制所述车辆的发电机给所述电容器模块进行充电。

可选地，还包括：

在所述车辆切换至换电模式时唤醒所述控制器；

控制所述电容器模块进行辅助供电；

在换电完成后控制所述电容器模块进入休眠状态。

可选地，还包括：

在换电过程中所述电容器模块的电量低于第二预设电量阈值时提醒用户尽快更换所述蓄电池，其中，所述第二预设电量阈值大于所述第一预设电量阈值。

可选地，接收用于唤醒控制器的触发指令，具体为：

在所述车辆的车门打开时唤醒所述控制器。

可选地，还包括：

在所述车辆总线的电压不低于所述第一预设电压阈值时进入休眠状态。

可选地，控制所述电容器模块进行辅助供电之后，还包括：

在所述车辆的总线电压达到第二预设电压阈值时提醒所述车辆进行换电，其中，所述第二预设电压阈值大于所述第一预设电压阈值。

可选地，所述第一预设电压阈值为范围在9V～10V之间的任一数值。

根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种基于超级电容的车辆辅助供电系统，包括相互连接的控制器、电容器模块和电压传感器；其中，

所述控制器，用于在接收到用于唤醒控制器的触发指令后开启，之后通知所述电压传感器检测车辆总线的电压；在所述车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块与所述车辆的蓄电池并联，以通过所述电容器模块对所述车辆进行辅助供电。

可选地，还包括：

电量传感器，与所述控制器相连，用于实时地检测所述电容器模块的电量并发送给所述控制器；

所述控制器，还用于在所述电容器模块的电量低于第一预设电量阈值时控制所述车辆的发电机给所述电容器模块进行充电。

本发明在接收到用于唤醒控制器的触发指令后检测车辆总线的电压，并在车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块与车辆的蓄电池并联，以通过电容器模块对车辆进行辅助供电。本发明中的电容器模块进行辅助供电采用的是与蓄电池并联的方式，从而可以避免因车辆总线的电压过大而导致车辆设备损坏的情况发生，进而可以保证车辆的安全性。

进一步地，本发明通过实时地检测电容器模块的电量，并在电容器模块的电量低于第一预设电量阈值时控制车辆的发电机给电容器模块进行充电。因此，本发明能够监控电容器模块的电量，从而保证电容器模块处于应急状态。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电方法的示意性流程图；

图2是根据本发明另一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电方法的示意性流程图；

图3是根据本发明一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电系统的示意性结构图；

图4是根据本发明另一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电系统的示意性结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电方法的示意性流程图。如图1所示，在一个具体地实施例中，基于超级电容的车辆辅助供电方法一般性地可包括以下步骤：

S110，接收用于唤醒控制器的触发指令；

S120，检测车辆总线的电压；

S130，判断车辆总线的电压是否低于第一预设电压阈值；若是，则进行S140；

S140，控制电容器模块与车辆的蓄电池并联，以通过电容器模块对车辆进行辅助供电。

这里，第一预设电压阈值为范围在9V～10V之间的任一数值，在一个实施例中，第一预设电压阈值可以取10V，还可以根据具体的实际需求设定。并且，在检测到车辆总线电压后还会提醒用户检查蓄电池的状态。

本发明中的电容器模块进行辅助供电采用的是与蓄电池并联的方式，从而可以避免因车辆总线的电压过大而导致车辆设备损坏的情况发生，进而可以保证车辆的安全性。

在另一个实施例中，接收用于唤醒控制器的触发指令S110之后，还包括以下步骤：

步骤一：实时地检测电容器模块的电量；

步骤二：在电容器模块的电量低于第一预设电量阈值时控制车辆的发电机给电容器模块进行充电。

本发明在车辆运转过程中，能够实时地检测电容器模块的电量，如果电量状态不满足要求的话，可以对电容器模块进行充电，从而可以保持电容器模块处于健康状态。这里，第一预设电量阈值可以为80％，也就是占满电量的80％。

图2是根据本发明另一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电方法的示意性流程图。如图2所示，在另一个实施例中，基于超级电容的车辆辅助供电方法还包括以下步骤：

S210，在车辆切换至换电模式时唤醒控制器；

S220，控制电容器模块进行辅助供电；

S230，判断车辆的总线电压是否达到第二预设电压阈值，其中，第二预设电压阈值大于第一预设电压阈值；若是；则进行S240；

S240，提醒车辆进行换电；

S250，在换电完成后控制电容器模块进入休眠状态。

这里，第二预设电压阈值为13.5V，也就是整车正常运行的总线电压。

本发明在更换蓄电池时通过切换开关切换到换电模式下，为车辆提供一个临时电源，保证车辆在不断电情况下进行蓄电池的更换，能够避免更换蓄电池时导致车辆失电后，不仅车辆的许多功能需要重新匹配，而且还会丢失一些驾驶数据，给车主增加不必要的麻烦。并且。本发明在不需要进行辅助供电时控制电容器模块进入休眠状态，从而可以减小电容器模块的电量消耗。

进一步地，基于超级电容的车辆辅助供电方法，还包括：

在换电过程中电容器模块的电量低于第二预设电量阈值时提醒用户尽快更换蓄电池，其中，第二预设电量阈值大于第一预设电量阈值。这里，第二预设电量阈值可以为85％。并且，在换电完成后控制器检测总线电压在第一预设电压阈值、二预设电压阈值之间时，控制电容器模块进入休眠状态，从而可以减小电量的消耗。

在一个实施例中，接收用于唤醒控制器的触发指令，具体为：

在车辆的车门打开时唤醒控制器。当车辆处于停放的状态下，驾驶员打开车辆的侧门的时候唤醒控制器。

进一步地，基于超级电容的车辆辅助供电方法还包括：

在车辆总线的电压不低于第一预设电压阈值时进入休眠状态，从而减小电量的消耗。

图3是根据本发明一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电系统100的示意性结构图，图4是根据本发明另一个实施例的基于超级电容的车辆辅助供电系统100的示意性结构图。如图3-4所示，在一个具体地实施例中，基于超级电容的车辆辅助供电系统100包括相互连接的控制器20、电容器模块30和电压传感器10。其中，控制器20用于在接收到用于唤醒控制器20的触发指令后开启，之后通知电压传感器10检测车辆总线的电压；在车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块30与车辆的蓄电池80并联，以通过电容器模块30对车辆进行辅助供电。具体地，控制器20控制K1继电器吸合从而使电容器模块30与蓄电池80并联。

由于蓄电池80的寿命无法预判或者由于某种无法预知的原因导致故障，尤其是在天气寒冷的北方地区，车辆常常停靠在外，常有因蓄电池80无法工作或者电池寿命耗尽导致车辆无法启动，在路上等待救援的现象发生。通过本发明中的车辆辅助供电系统100可以在车辆启动前进行总线电压检测，如果蓄电池80电压不足以维持启动电压时，则智能切换到超级电容辅助启动模式，并提示车主检查蓄电池80状态。

其中，当检测模块40检测到车辆的车门开启时唤醒控制器20，检测模块40与控制器20相连接。

进一步地，基于超级电容的车辆辅助供电系统100还包括电量传感器90，其与控制器20相连，用于实时地检测电容器模块30的电量并发送给控制器20。控制器20还用于在电容器模块30的电量低于第一预设电量阈值时控制车辆的发电机70给电容器模块30进行充电。这里，第一预设电量阈值可以为80％，也就是占满电量的80％。另外，第一预设电量阈值还可以根据实际需求选定。

本发明中的电量传感器90作为电容器模块30的电量感知模块，将电容器模块30的健康信息和电量情况发送给控制器20，以便于保证电容器模块30的电量状态和健康状态，在车辆启动时，根据电容器模块30电量的情况，控制K2继电器吸合，从而通过发电机70为电容器模块30补充电量。

本发明中的控制器20是处理接收到的各种数据信息，通过继电器控制器20控制继电器K1和K2进行充放电状态的执行器，控制器20供电时由电容器模块30通过A1保险自行供电，当控制器20处于待机状态时，其产生的能耗可以忽略不计。

进一步地，基于超级电容的车辆辅助供电系统100还包括模式切换开关50，其与控制器20相连，用于在车辆切换至换电模式时唤醒控制器20。控制器20还用于在被唤醒后控制电容器模块30进行辅助供电；并在换电完成后控制电容器模块30进入休眠状态。如果在换电过程中控制器20检测到电容器模块30的电量低于第二预设电量阈值时提醒用户请尽快换电。其中，第二预设电量阈值大于第一预设电量阈值。这里，第二预设电量阈值可以为85％。

在一个实施例中，控制器20还用于在车辆的总线电压达到第二预设电压阈值时提醒车辆进行换电，其中，第二预设电压阈值大于第一预设电压阈值。

本发明中具体包括两种模式，一种是监控模式，还有一种是换电模式。当系统处于监控模式时，在车辆处在停放状态下，驾驶员通过打开司机侧车门，唤醒控制器20从而处于监控状态，控制器20会通过通知电压传感器10读取总线电压从而判断蓄电池80电量状态，如果蓄电池80电压不足以启动车辆时，控制器20会通过吸合K1继电器来并联蓄电池80进行启动车辆，由于电容器模块30的良好滤波特性与发电机70的输出并联后提供稳定的电压，使车辆很快进入运行稳定状态，并通过信息提示模块60告知辅助供电已介入，可以启动车辆。此时驾驶员应该尽快检查蓄电池80状态，以免带来不必要的损失。另外，若总线电压正常，系统会进入自动休眠监控状态，继续监控总线电压状态。这里，信息提示模块60用于提醒驾驶员蓄电池80的状态信息等，方便驾驶员了解监控状态。本发明能够实时地监控蓄电池80电压水平，准备随时启动辅助电源。

进一步地，车辆在启动状态时，系统会根据电量传感器90模块传来的电量信息，决定是否吸合K2继电器连通发电机70，从而保持电容器模块30的电量稳定，并适时的进行充放电功能，维持电容器模块30的健康状态。

当系统处于换电模式时，模式切换开关50切换至换电模式，系统进入换电工作状态，如果总线此时没有唤醒，则通过CAN收发器触发标准网络唤醒报文进行总线唤醒，检查总线电压状态后，并吸合K1继电器，为整车提供临时性供电，信息提示模块60可以提醒更换蓄电池80，从而进行更换蓄电池80操作，在更换完成后通过模式切换开关50切换到监控模式，若不进行任何操作，系统会根据电量消耗自动设定进入低功耗休眠监控状态，以保护电容器模块30的安全电量。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种基于超级电容的车辆辅助供电方法，其特征在于，包括：

接收用于唤醒控制器的触发指令；

检测车辆总线的电压；

在所述车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块与所述车辆的蓄电池并联，以通过所述电容器模块对所述车辆进行辅助供电。

2.根据权利要求1所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，接收用于唤醒控制器的触发指令之后，还包括：

实时地检测所述电容器模块的电量；

在所述电容器模块的电量低于第一预设电量阈值时控制所述车辆的发电机给所述电容器模块进行充电。

3.根据权利要求1所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，还包括：

在所述车辆切换至换电模式时唤醒所述控制器；

控制所述电容器模块进行辅助供电；

在换电完成后控制所述电容器模块进入休眠状态。

4.根据权利要求3所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，还包括：

在换电过程中所述电容器模块的电量低于第二预设电量阈值时提醒用户尽快更换所述蓄电池，其中，所述第二预设电量阈值大于所述第一预设电量阈值。

5.根据权利要求1所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，接收用于唤醒控制器的触发指令，具体为：

在所述车辆的车门打开时唤醒所述控制器。

6.根据权利要求1所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，还包括：

在所述车辆总线的电压不低于所述第一预设电压阈值时进入休眠状态。

7.根据权利要求3所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，控制所述电容器模块进行辅助供电之后，还包括：

在所述车辆的总线电压达到第二预设电压阈值时提醒所述车辆进行换电，其中，所述第二预设电压阈值大于所述第一预设电压阈值。

8.根据权利要求1所述的车辆辅助供电方法，其特征在于，

所述第一预设电压阈值为范围在9V～10V之间的任一数值。

9.一种基于超级电容的车辆辅助供电系统，其特征在于，包括相互连接的控制器、电容器模块和电压传感器；其中，

所述控制器，用于在接收到用于唤醒控制器的触发指令后开启，之后通知所述电压传感器检测车辆总线的电压；在所述车辆总线的电压低于第一预设电压阈值时控制电容器模块与所述车辆的蓄电池并联，以通过所述电容器模块对所述车辆进行辅助供电。

10.根据权利要求9所述的车辆辅助供电系统，其特征在于，还包括：

电量传感器，与所述控制器相连，用于实时地检测所述电容器模块的电量并发送给所述控制器；

所述控制器，还用于在所述电容器模块的电量低于第一预设电量阈值时控制所述车辆的发电机给所述电容器模块进行充电。

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