CN111993894A - 一种电动汽车整车电池管理系统、方法及纯电动车 - Google Patents

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CN111993894A CN202010881937.XA CN202010881937A CN111993894A CN 111993894 A CN111993894 A CN 111993894A CN 202010881937 A CN202010881937 A CN 202010881937A CN 111993894 A CN111993894 A CN 111993894A
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吴洪涛
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Abstract

本发明提供一种电动汽车整车电池管理系统、方法及纯电动车；整车电池管理系统包括整车低压电路和低压电路采集单元；低压电路采集单元包括电流采集单元、电压采集单元、控制器以及仪表显示单元；电流采集单元、电压采集单元以及仪表显示单元分别与控制器电连接；电流采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；当电压低于电压预设值时或当电流大于预设静态电流值时，控制器控制仪表显示单元进行报警提醒；采用以上技术方案，能够实时检测电动车中的整车低压电路情况，从而及时提示用户进行保养或维修，提高电动车的使用体验感和寿命。

Description

一种电动汽车整车电池管理系统、方法及纯电动车
技术领域
本发明属于电动车电池管理技术领域，具体涉及一种电动汽车整车电池管理系统、方法及纯电动车。
背景技术
现有纯电动汽车低压电路系统主要包含DC/DC、铅酸蓄电池、用电负载以及保险丝盒等，具体如图1所示；其中，DC/DC与12V铅酸电池并联，车辆上电时，DC/DC通过动力电池源源不断地为整车提供低压用电，以防止车辆长期使用后发生铅酸电池亏电现象；当车辆处于下电状态时，动力电池输出切断，此时低压供电由铅酸蓄电池全部提供。
然而随着车辆下电后所需功能的增加，如：车身防盗系统、方向盘锁死功能、P档锁死功能、TBOX、远程遥控功能等，必然为车辆静态电流设计带来一定的挑战；若车辆使用过程中，静态电流发生异常，用户又未能及时发现，长期搁置后，将导致铅酸蓄电池存在亏电的风险，降低用户使用满意度。
基于上述纯电动汽车低压电路中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电动汽车整车电池管理系统、方法及纯电动车，旨在解决现有电动汽车低压电路管理问题，提高现有纯电动车用电安全和寿命。
本发明提供一种电动汽车整车电池管理系统，能够应用于现有纯电动汽车上，用于对纯电动车的整车电池进行管理；整车电池管理系统包括整车低压电路和低压电路采集单元；低压电路采集单元包括电流采集单元、电压采集单元、控制器以及仪表显示单元；电流采集单元、电压采集单元以及仪表显示单元分别与控制器电连接；电流采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；当电压低于电压预设值时或当电流大于预设静态电流值时，控制器控制仪表显示单元进行报警提醒。
进一步地，控制器通过整车CAN总线与仪表显示单元电连接；仪表显示单元包括故障提示灯；当电压小于电压预设值时或当电流大于预设静态电流值时，控制器通过仪表显示单元点亮故障提示灯进行报警提醒。
进一步地，整车低压电路包括动力电池、DC/DC模块、蓄电池、保险丝盒以及负载；DC/DC模块一端与动力电池电连接，DC/DC模块另一端与蓄电池电连接，蓄电池还与保险丝盒电连接，保险丝盒还与负载电连接，负载还与车身搭铁连接；负载包括必须负载和非必须负载，必须负载和非必须负载并联连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上，非必须负载通过串联一开关控制模块连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上。
进一步地，非必须负载包括多个，多个非必须负载并联连接于开关控制模块和车身搭铁的电路上；蓄电池为铅酸电池，蓄电池还和车身搭铁连接。
进一步地，必须负载包括车身防盗系统、方向盘锁死功能模块、P档锁死功能模块、TBOX或远程遥控功能模块；和/或，非必须负载指车辆下电后无需用电的负载模块。
相应地，本发明还提供一种电动汽车整车电池管理方法，应用于上述所述的电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，所述管理方法包括以下过程：
当电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流大于预设静态电流时，或当电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压低于预设电压时，控制器控制仪表显示单元进行报警提醒。
进一步地，电动汽车整车电池管理方法具体还包括以下过程：
车辆在可行驶模式时，整车电池管理系统启动工作，电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至所述控制器；当电压低于电压预设值时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；和/或，当电流大于预设静态电流值时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；和/或，
在整车低压电路下电后，低压电路采集单元继续记录整车低压电路中蓄电池的电压和电流；当采集的电流大于预设静态电流值时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；当采集的电压低于预设电压值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”。
进一步地，整车低压电路包括动力电池、DC/DC模块、蓄电池、保险丝盒以及负载；DC/DC模块一端与动力电池电连接，DC/DC模块另一端与蓄电池电连接，蓄电池还与保险丝盒电连接，保险丝盒还与负载电连接，负载还与车身搭铁连接；负载包括必须负载和非必须负载，必须负载和非必须负载并联连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上，非必须负载通过串联一开关控制模块连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上；管理方法还包括以下过程：
在整车低压电路下电后，开关控制模块控制开关断开，使得非必须负载断电休眠，只保持必须负载与蓄电池串联；必须负载包括车身防盗系统、方向盘锁死功能模块、P档锁死功能模块、TBOX或远程遥控功能模块。
相应地，本发明还提供一种纯电动车，包括整车电池管理系统；所述整车电池管理系统为上述所述的电动汽车整车电池管理系统。
进一步地，纯电动车包括以下控制模式：
车辆在可行驶模式时，整车电池管理系统启动工作，电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；当电压低于电压预设值时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；当电流大于预设静态电流值时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；和/或，
在车辆下电模式时，整车电池管理系统继续工作一段预设时间段，在此预设时间段内，电流采集单元继续采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元继续采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；当采集的电流大于预设静态电流值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；当采集的电压低于预设电压值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”。
采用以上技术方案，能够实时检测电动车中的整车低压电路情况，从而及时提示用户进行保养或维修，提高电动车的使用体验感和寿命；本发明提供的方案，较为合理、简单，能够适用于现有大部分的纯电动车上，具有较好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为纯电动汽车低压电路系统示意图；
图2 为本发明一种电动汽车整车电池管理系统；
图3 为本发明电动汽车整车低压电路系统示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1至图3所示，本发明提供一种电动汽车整车电池管理系统，能够应用于现有纯电动汽车上，用于对纯电动车的整车电池进行管理；具体地，整车电池管理系统包括整车低压电路和低压电路采集单元；其中，低压电路采集单元包括电流采集单元、电压采集单元、控制器以及仪表显示单元；电流采集单元、电压采集单元以及仪表显示单元分别与控制器电连接，控制器通过CAN网络连接整车电路；如图2所示，控制器中包括电压正极接口a、电压负极接口b、电流信号接口c、电压信号接口d、点灯信号接口e、CAN-H接口f以及CAN-L接口g ；具体地，电流采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；具体地，该蓄电池为铅酸电池；具体地，当电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压低于电压预设值时，或当电流采集单元用于采集整车低压电路中蓄电池的电流大于预设静态电流值时，控制器控制仪表显示单元进行报警提醒；采用上述方案，能够实时检测电动汽车的静态电流和电压，从而及时提醒用户进行保养，提高电动车的用户体验感和寿命。
优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，控制器通过整车CAN总线与仪表显示单元电连接；仪表显示单元包括故障提示灯；当检测蓄电池的电压小于电压预设值时或当电流大于预设静态电流值时，控制器通过仪表显示单元点亮故障提示灯进行报警提醒；具体地，车辆在可行驶模式时，整车电池管理系统启动工作，电流采集单元、电压采集单元将实时采集到的电流、电压信号发送给控制器，控制器实时上报整车CAN网络，当采集到的电压小于预设电压值时，仪表显示单元将点亮“铅酸电池故障灯”，以提醒用户及时检修铅酸电池；进一步地，车辆在下电模式时，整车电池管理系统仍需工作一定的时间，期间始终监测电流、电压信号；具体地，在车辆下电后，整车电池管理系统需工作的时间可由各厂家或用户自行定义，可以是60min、50min或30min；优选地，在车辆下电后，车辆用电负载在30min内均进入深度休眠，此时整车电池管理系统继续记录车辆下电30min后的电流、电压情况，当记录到车辆下电30min后的电流值大于预设的静态电流值，或者采集到的电压小于预设电压值时，记录并保存当前故障，在下次车辆上电时，分别由仪表点亮“静态电流异常故障灯”和“铅酸电池欠压故障灯”，以提醒用户及时进行车辆检修。
优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，整车低压电路包括动力电池、DC/DC模块、蓄电池、保险丝盒以及负载；DC/DC模块一端与动力电池电连接，DC/DC模块另一端与蓄电池电连接，蓄电池还与保险丝盒电连接，保险丝盒还与负载电连接，负载还与车身搭铁连接；进一步地，负载包括必须负载和非必须负载，必须负载和非必须负载并联连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上，非必须负载通过串联一开关控制模块连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上；具体地，在进行电路设计时，将“非必须负载”电路中，串联一开关控制模块，在车辆在可行驶模式时，开关控制模块始终保持开关闭合；当车辆下电后，开关控制模块控制开关断开，此时仅“必须负载”与铅酸电池串联，以保证“必须负载”工作，“非必须负载”完全休眠，以减少静态电流的产生。
优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，非必须负载包括多个，多个非必须负载并联连接于开关控制模块和车身搭铁的电路上；蓄电池为铅酸电池，蓄电池还和车身搭铁连接；进一步地，必须负载包括车身防盗系统、方向盘锁死功能模块、P档锁死功能模块、TBOX或远程遥控功能模块；具体地，非必须负载指车辆下电后无需用电的负载模块。
相应地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本发明还提供一种电动汽车整车电池管理方法，应用于上述所述的电动汽车整车电池管理系统；所述管理方法包括以下过程：
当电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流大于预设静态电流时，或当电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压低于预设电压时，控制器控制仪表显示单元进行报警提醒，从而提示用户及时保养维修，提高电动车的寿命。
优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，该电动汽车整车电池管理方法具体还包括以下过程：
车辆在可行驶模式时，整车电池管理系统启动工作，电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至所述控制器；当电压低于电压预设值时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；和/或，当电流大于预设静态电流值时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；和/或，
在整车低压电路下电后，低压电路采集单元继续记录整车低压电路中蓄电池的电压和电流；当采集的电流大于预设静态电流值时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；当采集的电压低于预设电压值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”。具体地，当车辆下电后，整车电池管理系统休眠时间晚于用电负载，以保证能够记录车辆下电30min（以30min作为优选实施例进行说明）后的电流、电压情况，当采集到蓄电池的电流大于预设静态电流值，或者采集到蓄电池的电压小于预设电压值时，记录并保存当前故障，在下次车辆上电时，分别由显示单元点亮“静态电流异常故障灯”和“铅酸电池欠压故障灯”，以提醒用户及时进行车辆检修。
优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，整车低压电路包括动力电池、DC/DC模块、蓄电池、保险丝盒以及负载；DC/DC模块一端与动力电池电连接，DC/DC模块另一端与蓄电池电连接，蓄电池还与保险丝盒电连接，保险丝盒还与负载电连接，负载还与车身搭铁连接；负载包括必须负载和非必须负载，必须负载和非必须负载并联连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上，非必须负载通过串联一开关控制模块连接在保险丝盒和车身搭铁的电路上；该管理方法还包括以下过程：
在整车低压电路下电后，开关控制模块控制开关断开，使得非必须负载断电休眠，只保持必须负载与蓄电池串联；在进行电路设计时，将“非必须负载”电路中，串联一开关控制模块，在车辆在可行驶模式时，开关控制模块始终保持开关闭合；当车辆下电后，开关控制模块控制开关断开，此时仅“必须负载”与铅酸电池串联，以保证“必须负载”工作，“非必须负载”完全休眠，以减少静态电流的产生；具体地，必须负载包括车身防盗系统、方向盘锁死功能模块、P档锁死功能模块、TBOX或远程遥控功能模块。
相应地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本发明还提供一种纯电动车，包括整车电池管理系统；所述整车电池管理系统为上述所述的电动汽车整车电池管理系统。
进一步地，本发明提供的纯电动车还包括以下控制模式：
车辆在可行驶模式时，整车电池管理系统启动工作，电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；当电压低于电压预设值时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；当电流大于预设静态电流值时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；和/或，
在车辆下电模式时，整车电池管理系统继续工作一段预设时间段，在此预设时间段内，电流采集单元继续采集整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至控制器；电压采集单元继续采集整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至控制器；当采集的电流大于预设静态电流值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；当采集的电压低于预设电压值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；具体地，车辆在下电模式时，整车电池管理系统仍需工作一段预设时间段，期间始终监测电流、电压信号，并且在车辆下电后，整车电池管理系统需工作的时间可由各厂家或用户自行定义；优选地，在车辆下电后，车辆用电负载在30min内均进入深度休眠，此时整车电池管理系统继续记录车辆下电30min后的电流、电压情况，当记录到车辆下电30min后的电流值大于预设静态电流值，或者采集到的电压小于预设电压值时，记录并保存当前故障，在下次车辆上电时，分别由仪表点亮“静态电流异常故障灯”和“铅酸电池欠压故障灯”，以提醒用户及时进行车辆检修。
采用以上技术方案，能够实时检测电动车中的整车低压电路情况，从而及时提示用户进行保养或维修，提高电动车的使用体验感和寿命；本发明提供的方案，较为合理、简单，能够适用于现有大部分的纯电动车上，具有较好的应用前景。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，包括整车低压电路和低压电路采集单元；所述低压电路采集单元包括电流采集单元、电压采集单元、控制器以及仪表显示单元，所述电流采集单元、所述电压采集单元以及所述仪表显示单元分别与所述控制器电连接；所述电流采集单元用于采集所述整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至所述控制器；所述电压采集单元用于采集所述整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至所述控制器；当所述电压低于电压预设值时或当所述电流大于预设静态电流值时，所述控制器控制所述仪表显示单元进行报警提醒。
2.根据权利要求1所述的电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，所述控制器通过整车CAN总线与所述仪表显示单元电连接；所述仪表显示单元包括故障提示灯；当所述电压小于电压预设值时或当所述电流大于预设静态电流值时，所述控制器通过所述仪表显示单元点亮所述故障提示灯进行报警提醒。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，所述整车低压电路包括动力电池、DC/DC模块、蓄电池、保险丝盒以及负载；所述DC/DC模块一端与所述动力电池电连接，所述DC/DC模块另一端与所述蓄电池电连接，所述蓄电池还与所述保险丝盒电连接，所述保险丝盒还与所述负载电连接，所述负载还与车身搭铁连接；所述负载包括必须负载和非必须负载，所述必须负载和所述非必须负载并联连接在所述保险丝盒和所述车身搭铁的电路上，所述非必须负载通过串联一开关控制模块连接在所述保险丝盒和所述车身搭铁的电路上。
4.根据权利要求3所述的电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，所述非必须负载包括多个，多个所述非必须负载并联连接于所述开关控制模块和所述车身搭铁的电路上；所述蓄电池为铅酸电池，所述蓄电池还和车身搭铁连接。
5.根据权利要求3所述的电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，所述必须负载包括车身防盗系统、方向盘锁死功能模块、P档锁死功能模块、TBOX或远程遥控功能模块；和/或，所述非必须负载指车辆下电后无需用电的负载模块。
6.一种电动汽车整车电池管理方法，应用于上述权利要求1至5任一项所述的电动汽车整车电池管理系统，其特征在于，所述管理方法包括以下过程：
当所述电流采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电流大于预设静态电流时，或当所述电压采集单元采集整车低压电路中蓄电池的电压低于预设电压时，所述控制器控制所述仪表显示单元进行报警提醒。
7.根据权利要求6所述的电动汽车整车电池管理方法，其特征在于，所述电动汽车整车电池管理方法还包括以下过程：
车辆在可行驶模式时，所述整车电池管理系统启动工作，所述电流采集单元采集所述整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至所述控制器；所述电压采集单元采集所述整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至所述控制器；当所述电压低于电压预设值时，由所述仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；和/或，当所述电流大于预设静态电流值时，由所述仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；和/或，
在整车低压电路下电后，所述低压电路采集单元继续记录所述整车低压电路中蓄电池的电压和电流；当采集的电流大于预设静态电流值时，由所述仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；当采集的电压低于预设电压值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由所述仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”。
8.根据权利要求6所述的电动汽车整车电池管理方法，其特征在于，所述整车低压电路包括动力电池、DC/DC模块、蓄电池、保险丝盒以及负载；所述DC/DC模块一端与所述动力电池电连接，所述DC/DC模块另一端与所述蓄电池电连接，所述蓄电池还与所述保险丝盒电连接，所述保险丝盒还与所述负载电连接，所述负载还与车身搭铁连接；所述负载包括必须负载和非必须负载，所述必须负载和所述非必须负载并联连接在所述保险丝盒和所述车身搭铁的电路上，所述非必须负载通过串联一开关控制模块连接在所述保险丝盒和所述车身搭铁的电路上；所述管理方法还包括以下过程：
在整车低压电路下电后，所述开关控制模块控制开关断开，使得所述非必须负载断电休眠，只保持所述必须负载与所述蓄电池串联；所述必须负载包括车身防盗系统、方向盘锁死功能模块、P档锁死功能模块、TBOX或远程遥控功能模块。
9.一种纯电动车，包括整车电池管理系统；其特征在于，所述整车电池管理系统为上述权利要求1至5任一项所述的电动汽车整车电池管理系统。
10.根据权利要求9所述的纯电动车，其特征在于，所述纯电动车包括以下控制模式：
车辆在可行驶模式时，所述整车电池管理系统启动工作，所述电流采集单元采集所述整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至所述控制器；所述电压采集单元采集所述整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至所述控制器；当所述电压低于电压预设值时，由所述仪表显示单元点亮 “铅酸电池欠压故障灯”；当所述电流大于预设静态电流值时，由所述仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；和/或，
在车辆下电模式时，所述整车电池管理系统继续工作一段预设时间段，在此预设时间段内，所述电流采集单元继续采集所述整车低压电路中蓄电池的电流，并传输至所述控制器；所述电压采集单元继续采集所述整车低压电路中蓄电池的电压，并传输至所述控制器；当采集的电流大于预设静态电流值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由所述仪表显示单元点亮“静态电流异常故障灯”；当采集的电压低于预设电压值时，记录并存储当前故障信息，并在下次整车低压电路上电时，由所述仪表显示单元点亮“铅酸电池欠压故障灯”。
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