CN112092626B - 一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法，步骤如下：一、低压蓄电池检测；二、整车供电控制：导通整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统、车辆环境影像系统供电；三、高压系统安全监测；四、车辆周围环境监测；五、高压系统上电。本发明还提供了一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，包括：低压蓄电池检测模块；整车供电控制模块：导通整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统、车辆环境影像系统供电；高压系统安全监测模块；车辆周围环境监测模块；高压系统上电模块。本发明具有降低电动汽车低压蓄电池亏电频次，延长蓄电池使用寿命，降低车辆维护成本的特点，可以广泛应用于电动汽车远程控制领域。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车远程控制领域，特别是涉及一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法及系统。
背景技术
随着电动汽车携带的车载电气化设备及车载控制器日趋增多，同时由于电动汽车配置了高效率的DCDC(高压转低压)设备，使得电动汽车可以只需配备小容量的低压蓄电池，但由此带来的问题是电动汽车因长期停放或者整车常电用电设备静态低压功耗较大，更易造成低压蓄电池的亏电或者长期自放电无法充电，导致蓄电池损坏或使用寿命降低，增加了用户的维护时间、成本和频次。传统蓄电池监控装置虽然可以实现一定的电压检测，但其存在以下不足：1、需要将检查电路接到整车常电电路，导致整车静态功耗高，不能对整车的电源进行有效唤醒休眠管理；2、不能定时或者在指定时间内对整车应用周围环境安全做出判断，从而对蓄电池进行主动充电维护。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法及系统，使其降低电动汽车低压蓄电池亏电频次，延长蓄电池的使用寿命，降低车辆维护成本。
本发明提供的一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法，包括如下步骤：步骤一、低压蓄电池检测：整车控制单元检测蓄电池电压，如电压低于level1水平，则进入蓄电池主动维护安全条件判断；如蓄电池电压低于level2且高于level1水平，则上传蓄电池电压低预警至云端服务器并推送至客户APPL或远程终端；如蓄电池电压高压高于level2水平，则仅上传监控数据至云端服务器保存后系统休眠；步骤二、整车供电控制：如上述步骤一中低压蓄电池电压低于level1水平，则整车控制单元则通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1闭合，导通整车低压供电回路2；所述整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统BMS(Battery management system)、车辆环境影像系统供电；步骤三、高压系统安全监测：所述整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘电阻和动力电池的故障，如有故障，所述电池管理系统BMS通过车载终端上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL或远程终端，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，所述整车控制单元休眠；步骤四、车辆周围环境监测：整车控制单元通过车辆环境影像系统检测图像数据，判断车辆的周围环境安全情况，判断是否具备安全技术条件；步骤五、高压系统上电：上述条件满足后，整车控制单元进行上电流程控制，控制动力电池高压侧接触器闭合，并使能DCDC转换电路。
在上述技术方案中，所述步骤一中，整车控制单元检测蓄电池电压之前，还有系统定期唤醒或受客户端指令唤醒：整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，唤醒间隔和唤醒时间可设定，或者系统可接受客户端指令，整车控制单元通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)报文帧唤醒车辆上的各个终端控制器。
在上述技术方案中，还包括步骤六、DCDC低压侧输出电压及充电时长设置：整车控制单元根据低压蓄电池初始检测电压和环境温度的DCDC功率，设置DCDC的低压侧输出电压及充电时长，充电时间终了则停止DCDC充电。
在上述技术方案中，还包括步骤七、数据上传及系统休眠：前述步骤完成后，系统上传相应的充电数据至云端服务器，并将相应的充电信息推送至客户端APPL或远程终端，完成后，启动高压下电流程，控制低压供电回路2断开，低压供电回路1上的远程终端和整车控制单元休眠，过程完成。
在上述技术方案中，所述步骤一中，设定的整车控制单元唤醒间隔为一周，整车控制单元唤醒时间为深夜02:00或对周围环境影响最低的时间；所述level1电压为20V，所述level2电压可为22.5V；所述步骤三中，所述故障包括电池绝缘下降或电池被破坏；所述步骤四中，所述车辆的周围环境安全情况包括车辆渍水和车辆周围人员接触；所述步骤六中，所述DCDC的低压侧输出电压典型值设置为28V，所述DCDC的低压侧充电时长典型值设置为0.4h。
本发明还提供了一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，包括如下部分：低压蓄电池检测模块：整车控制单元检测蓄电池电压，如电压低于level1水平，则进入蓄电池主动维护安全条件判断；如蓄电池电压低于level2且高于level1水平，则上传蓄电池电压低预警至云端服务器并推送至客户APPL或远程终端；如蓄电池电压高压高于level2水平，则仅上传监控数据至云端服务器保存后系统休眠；整车供电控制模块：如上述步骤一中低压蓄电池电压低于level1水平，则整车控制单元则通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1闭合，导通整车低压供电回路2；所述整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统BMS、车辆环境影像系统供电；高压系统安全监测模块：所述整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘电阻和动力电池的故障，如有故障，所述电池管理系统BMS通过车载终端上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL或远程终端，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，所述整车控制单元休眠；车辆周围环境监测模块：整车控制单元通过车辆环境影像系统检测图像数据，判断车辆的周围环境安全情况，判断是否具备安全技术条件；高压系统上电模块：上述条件满足后，整车控制单元进行上电流程控制，控制动力电池高压侧接触器闭合，并使能DCDC转换电路。
在上述技术方案中，还包括系统定期唤醒或受客户端指令唤醒模块：整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，唤醒间隔和唤醒时间可设定，或者系统可接受客户端指令，整车控制单元通过CAN报文帧唤醒车辆上的各个终端控制器。
在上述技术方案中，还包括DCDC低压侧输出电压及充电时长设置模块：整车控制单元根据低压蓄电池初始检测电压和环境温度的DCDC功率，设置DCDC的低压侧输出电压及充电时长，充电时间终了则停止DCDC充电。
在上述技术方案中，还包括数据上传及系统休眠模块：系统上传相应的充电数据至云端服务器，并将相应的充电信息推送至客户端APPL或远程终端，完成后，启动高压下电流程，控制低压供电回路2断开，低压供电回路1上的远程终端和整车控制单元休眠。
在上述技术方案中，所述系统定期唤醒或受客户端指令唤醒模块中，设定的整车控制单元唤醒间隔为一周，整车控制单元唤醒时间为深夜02:00或对周围环境影响最低的时间；所述低压蓄电池检测模块中，所述level1电压为20V，所述level2电压可为22.5V；所述高压系统安全监测模块中，所述故障包括电池绝缘下降或电池被破坏；所述车辆周围环境监测模块中，所述车辆的周围环境安全情况包括车辆渍水和车辆周围人员接触；所述DCDC低压侧输出电压及充电时长设置模块中，所述DCDC的低压侧输出电压典型值设置为28V，所述DCDC的低压侧充电时长典型值设置为0.4h。
本发明一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法及系统，具有以下有益效果：降低电动汽车低压蓄电池亏电频次，延长蓄电池的使用寿命，降低车辆的维护成本。
附图说明
图1为本发明电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统所需的硬件环境结构示意图；
图2为本发明电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法的流程示意图；
图3为本发明电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
参见图1，本发明所需的硬件环境，包括：连接低压蓄电池LVBatt的低压供电回路1为整车的常电回路，与整车控制单元和车载终端相连，为之提供控制电源；带独立电源的时钟模块位于整车控制单元内部，或者由外部时钟芯片提供定时服务并与整车控制单元相连，负责定时或指定时间唤醒整车控制单元。整车控制单元通过电源控制回路1控制电源继电器Relay2的线圈端，使电磁式电源总开关继电器Relay1闭合从而为低压供电回路2提供整车供电，除整车控制单元外，可通过驾驶室内的手动电源开关SW1进行低压供电回路2的供电控制。
低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统、车辆环境影像系统供电，同时车载终端、整车控制单元、DCDC控制模块、电池管理系统、车辆环境影像系统通过整车CAN通讯连接，动力电池HVBatt高压侧输出与DCDC转换电路相连，DCDC转换电路的低压侧输出与蓄电池的LVBatt正负极相连并接地。
参见图2，本发明电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法，包括如下步骤：
步骤一、系统定期唤醒或受客户端指令唤醒：整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，唤醒间隔和唤醒时间可设定，在本实施例中，设定的整车控制单元唤醒间隔为一周，整车控制单元唤醒时间为深夜02:00或对周围环境影响最低的时间；或者系统可接受客户端指令，整车控制单元通过CAN报文帧唤醒车辆上的各个终端控制器；
步骤二、低压蓄电池检测：整车控制单元检测蓄电池电压，如电压低于level1水平，则进入蓄电池主动维护安全条件判断；如蓄电池电压低于level2且高于level1水平，则上传蓄电池电压低预警至云端服务器并推送至客户APPL或远程终端；如蓄电池电压高压高于level2水平，则仅上传监控数据至云端服务器保存后系统休眠，在本实施例中，所述level1电压为20V，所述level2电压可为22.5V；
步骤三、整车供电控制：如上述步骤二中低压蓄电池电压低于level1水平，则整车控制单元则通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1闭合，导通整车低压供电回路2；所述整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统BMS、车辆环境影像系统供电；
步骤四、高压系统安全监测：所述整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘电阻和动力电池的故障，如有故障，在本实施例中，所述故障包括电池绝缘下降或电池被破坏，所述电池管理系统BMS通过车载终端上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL或远程终端，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，所述整车控制单元休眠；
步骤五、车辆周围环境监测：整车控制单元通过车辆环境影像系统检测图像数据，判断车辆的周围环境安全情况，在本实施例中，所述车辆的周围环境安全情况包括车辆渍水和车辆周围人员接触，判断是否具备安全技术条件；
步骤六、高压系统上电：上述条件满足后，整车控制单元进行上电流程控制，控制动力电池高压侧接触器闭合，并使能DCDC转换电路；
步骤七、DCDC低压侧输出电压及充电时长设置：整车控制单元根据低压蓄电池初始检测电压和环境温度的DCDC功率，设置DCDC的低压侧输出电压及充电时长，在本实施例中，所述DCDC的低压侧输出电压典型值设置为28V，所述DCDC的低压侧充电时长典型值设置为0.4h，充电时间终了则停止DCDC充电；
步骤八、数据上传及系统休眠：前述步骤完成后，系统上传相应的充电数据至云端服务器，并将相应的充电信息推送至客户端APPL或远程终端，完成后，启动高压下电流程，控制低压供电回路2断开，低压供电回路1上的远程终端和整车控制单元休眠，过程完成。
参见图3，本发明电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，包括如下部分：
系统定期唤醒或受客户端指令唤醒模块：整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，唤醒间隔和唤醒时间可设定，在本实施例中，设定的整车控制单元唤醒间隔为一周，整车控制单元唤醒时间为深夜02:00或对周围环境影响最低的时间，或者系统可接受客户端指令，整车控制单元通过CAN报文帧唤醒车辆上的各个终端控制器；
低压蓄电池检测模块：整车控制单元检测蓄电池电压，如电压低于level1水平，则进入蓄电池主动维护安全条件判断；如蓄电池电压低于level2且高于level1水平，则上传蓄电池电压低预警至云端服务器并推送至客户APPL或远程终端；如蓄电池电压高压高于level2水平，则仅上传监控数据至云端服务器保存后系统休眠，在本实施例中，所述level1电压为20V，所述level2电压可为22.5V；
整车供电控制模块：如上述步骤一中低压蓄电池电压低于level1水平，则整车控制单元则通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1闭合，导通整车低压供电回路2；所述整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统BMS、车辆环境影像系统供电；
高压系统安全监测模块：所述整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘电阻和动力电池的故障，如有故障，在本实施例中，所述故障包括电池绝缘下降或电池被破坏；所述电池管理系统BMS通过车载终端上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL或远程终端，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，所述整车控制单元休眠；
车辆周围环境监测模块：整车控制单元通过车辆环境影像系统检测图像数据，判断车辆的周围环境安全情况，在本实施例中，所述车辆的周围环境安全情况包括车辆渍水和车辆周围人员接触；判断是否具备安全技术条件；
高压系统上电模块：上述条件满足后，整车控制单元进行上电流程控制，控制动力电池高压侧接触器闭合，并使能DCDC转换电路；
DCDC低压侧输出电压及充电时长设置模块：整车控制单元根据低压蓄电池初始检测电压和环境温度的DCDC功率，设置DCDC的低压侧输出电压及充电时长，在本实施例中，所述DCDC的低压侧输出电压典型值设置为28V，所述DCDC的低压侧充电时长典型值设置为0.4h；充电时间终了则停止DCDC充电；
数据上传及系统休眠模块：系统上传相应的充电数据至云端服务器，并将相应的充电信息推送至客户端APPL或远程终端，完成后，启动高压下电流程，控制低压供电回路2断开，低压供电回路1上的远程终端和整车控制单元休眠。
本发明的技术原理如下：通过整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，进行低压蓄电池电压监控，如检测到蓄电池电压低于相应设定值且整车所处环境为系统认可的安全条件下则启动DCDC为蓄电池进行充电，相关过程的数据上传给云端服务器并通过客户端APPL或远程终端推送至相关客户端。
本发明的具体技术思路如下：
一、整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，整车控制单元通过CAN信息唤醒车辆终端；或者实时监控模块检测到电压低于level1，实时监控模块唤醒整车控制单元。
二、整车控制单元检测蓄电池电压，判断蓄电池电压是否低于level2水平，如蓄电池电压高于该电压，则仅通过车载终端上传电压数据到云端服务器，完成后，系统休眠；如蓄电池电压低于level2水平且高于level1水平则通过车载终端上传电压数据到云端服务器，并将蓄电池电压低警示信息推送到客户端APLL，完成后，系统休眠；如蓄电池电压低于level1，则进行以下操作。以下步骤应选择对车辆环境影响因素最小的时间段进行。
三、整车控制单元通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1，使整车低压供电回路2导通；为DCDC控制模块、电池管理系统BMS、车辆环境影像等系统供电。
四、整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘安全状态等故障状态，如有绝缘或其他重大安全故障时，上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，控制器休眠。
五、整车控制单元检测车辆周围环境如车辆渍水或周围是否有人员接触，如果具备安全技术条件，启动高压系统上电流程，使能DCDC,为蓄电池充电。
六、根据蓄电池的电源设定DCDC充电电压何充电时长，充电完成后，启动高压下电流程，并上传充电信息至云端服务器，并推送至客户端APPL，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，控制器休眠。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、低压蓄电池检测：整车控制单元检测蓄电池电压，如电压低于level1水平，则进入蓄电池主动维护安全条件判断；如蓄电池电压低于level2且高于level1水平，则上传蓄电池电压低预警至云端服务器并推送至客户APPL或远程终端；如蓄电池电压高压高于level2水平，则仅上传监控数据至云端服务器保存后系统休眠；
步骤二、整车供电控制：如上述步骤一中低压蓄电池电压低于level1水平，整车控制单元则通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1闭合，导通整车低压供电回路2；所述整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统BMS、车辆环境影像系统供电；
步骤三、高压系统安全监测：所述整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘电阻和动力电池的故障，如有故障，所述电池管理系统BMS通过车载终端上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL或远程终端，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，所述整车控制单元休眠；
步骤四、车辆周围环境监测：整车控制单元通过车辆环境影像系统检测图像数据，判断车辆的周围环境安全情况，判断是否具备安全技术条件；
步骤五、高压系统上电：上述条件满足后，整车控制单元进行上电流程控制，控制动力电池高压侧接触器闭合，并使能DCDC转换电路；
所述步骤一中，整车控制单元检测蓄电池电压之前，还有系统定期唤醒或受客户端指令唤醒：整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，唤醒间隔和唤醒时间可设定，或者系统可接受客户端指令，整车控制单元通过CAN报文帧唤醒车辆上的各个终端控制器；
还包括步骤六、DCDC低压侧输出电压及充电时长设置：整车控制单元根据低压蓄电池初始检测电压和环境温度的DCDC功率，设置DCDC的低压侧输出电压及充电时长，充电时间终了则停止DCDC充电；
还包括步骤七、数据上传及系统休眠：前述步骤完成后，系统上传相应的充电数据至云端服务器，并将相应的充电信息推送至客户端APPL或远程终端，完成后，启动高压下电流程，控制低压供电回路2断开，低压供电回路1上的远程终端和整车控制单元休眠，过程完成。
2.根据权利要求1所述的电动汽车低压蓄电池远程监控保护方法，其特征在于：所述步骤一中，设定的整车控制单元唤醒间隔为一周，整车控制单元唤醒时间为深夜02:00或对周围环境影响最低的时间；所述level1电压为20V，所述level2电压为22.5V；所述步骤三中，所述故障包括电池绝缘下降或电池被破坏；所述步骤四中，所述车辆的周围环境安全情况包括车辆渍水和车辆周围人员接触；所述步骤六中，所述DCDC的低压侧输出电压典型值设置为28V，所述DCDC的低压侧充电时长典型值设置为0.4h。
3.一种利用如权利要求1-2任一种所述方法的电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，其特征在于：包括如下部分：
低压蓄电池检测模块：整车控制单元检测蓄电池电压，如电压低于level1水平，则进入蓄电池主动维护安全条件判断；如蓄电池电压低于level2且高于level1水平，则上传蓄电池电压低预警至云端服务器并推送至客户APPL或远程终端；如蓄电池电压高压高于level2水平，则仅上传监控数据至云端服务器保存后系统休眠；
整车供电控制模块：如上述步骤一中低压蓄电池电压低于level1水平，整车控制单元则通过电压控制回路1控制电源继电器Relay2闭合，使能电磁式电源总开关继电器Relay1闭合，导通整车低压供电回路2；所述整车低压供电回路2为DCDC控制模块、电池管理系统BMS、车辆环境影像系统供电；
高压系统安全监测模块：所述整车控制单元唤醒电池管理系统BMS进行自检，电池管理系统BMS检测高压系统绝缘电阻和动力电池的故障，如有故障，所述电池管理系统BMS通过车载终端上传车辆故障及蓄电池低压预警信息至云端服务器，并推送至客户端APPL或远程终端，完成后，整车控制单元断开低压供电回路2，所述整车控制单元休眠；
车辆周围环境监测模块：整车控制单元通过车辆环境影像系统检测图像数据，判断车辆的周围环境安全情况，判断是否具备安全技术条件；
高压系统上电模块：上述条件满足后，整车控制单元进行上电流程控制，控制动力电池高压侧接触器闭合，并使能DCDC转换电路。
4.根据权利要求3所述的电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，其特征在于：还包括系统定期唤醒或受客户端指令唤醒模块：整车控制单元带时钟模块或者外部带独立电源的时钟模块定时唤醒整车控制单元，唤醒间隔和唤醒时间可设定，或者系统可接受客户端指令，整车控制单元通过CAN报文帧唤醒车辆上的各个终端控制器。
5.根据权利要求4所述的电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，其特征在于：还包括DCDC低压侧输出电压及充电时长设置模块：整车控制单元根据低压蓄电池初始检测电压和环境温度的DCDC功率，设置DCDC的低压侧输出电压及充电时长，充电时间终了则停止DCDC充电。
6.根据权利要求5所述的电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，其特征在于：还包括数据上传及系统休眠模块：系统上传相应的充电数据至云端服务器，并将相应的充电信息推送至客户端APPL或远程终端，完成后，启动高压下电流程，控制低压供电回路2断开，低压供电回路1上的远程终端和整车控制单元休眠。
7.根据权利要求6所述的电动汽车低压蓄电池远程监控保护系统，其特征在于：所述系统定期唤醒或受客户端指令唤醒模块中，设定的整车控制单元唤醒间隔为一周，整车控制单元唤醒时间为深夜02:00或对周围环境影响最低的时间；所述低压蓄电池检测模块中，所述level1电压为20V，所述level2电压为22.5V；所述高压系统安全监测模块中，所述故障包括电池绝缘下降或电池被破坏；所述车辆周围环境监测模块中，所述车辆的周围环境安全情况包括车辆渍水和车辆周围人员接触；所述DCDC低压侧输出电压及充电时长设置模块中，所述DCDC的低压侧输出电压典型值设置为28V，所述DCDC的低压侧充电时长典型值设置为0.4h。
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