CN112248951B - 一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置 - Google Patents

一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置 Download PDF

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CN112248951B CN202011190581.1A CN202011190581A CN112248951B CN 112248951 B CN112248951 B CN 112248951B CN 202011190581 A CN202011190581 A CN 202011190581A CN 112248951 B CN112248951 B CN 112248951B
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Abstract

本申请涉及一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置，涉及汽车电子电控技术领域，该方法包括以下步骤监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；根据当前车辆工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC‑DC、智能发电机或低压蓄电池对低压电气子系统进行供电。本申请对多个恒压源进行电平衡控制，使得能量能够被充分利用，保障电气系统的稳定性，避免电能输出状态频繁切换，提升了电气系统的可靠性和耐久性。

Description

一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置
技术领域
本申请涉及汽车电子电控技术领域，具体涉及一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置。
背景技术
对于带有TEG(Thermo Electric Generator)尾气发电装置的12V/24V车辆，因为TEG尾气发电装置尾气发电与发动机工作状态有关，而传统发电机的工作也与发动机工作状态有关，故而当发动机以一定负荷工作10min以上尾气热能建立，两者在绝大多数工况下基本同时工作，但发电效率不一致，能量优化原则不宜统一。
此时如果将TEG尾气发电装置与发电机简单并联输出，在较大负荷工况下，并联电源中功率较低的满载输出，输出电压被拉低，再利用另一个电源补充输出能量，就存在以下问题：一方面，TEG尾气发电装置没有在整车工况分配中得到充分利用，没有充分发挥新能源节能的优势；另一方面，多恒压源直接并联输出在临界工况下，电能输出状态可能会切换频繁，降低了系统的可靠性和耐久性；部分电源控制器监测输出电压与自身控制策略设置不一致的时候，可能会误诊断，降低了部件的可靠性。
另外，TEG尾气发电装置的尾气发电效率偏低，无法单独在大部分工况中替代传统发电机，接手传统24V或12V电气系统的供电。
故而，需要提供一种低压电气子系统的电平衡控制技术，以满足当前需求。
发明内容
本申请提供一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置，对多个恒压源进行电平衡控制，使得能量能够被充分利用，保障电气系统的稳定性，避免电能输出状态频繁切换，提升了电气系统的可靠性和耐久性。
第一方面，本申请提供了一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法，所述方法包括以下步骤：
监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
根据所述当前车辆工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用所述目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对所述低压电气子系统进行供电；其中，
所述低压电气子系统供电优先级中，所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC、所述智能发电机以及所述低压蓄电池的供电优先级依次降低；
所述电平衡规则包括：
当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机任意组合，对低压电气子系统进行供电时，若无法满足低压电气子系统的工作负载时，加入低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述智能发电机的工作条件，但不满足所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置的工作条件，但满足所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置的工作条件，但满足所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，但满足所述智能发电机的工作条件时，利用所述智能发电机对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件时，利用所述低压蓄电池对所述低压电气子系统进行单电源供电。
第二方面，本申请提供了一种车辆低压电气子系统电平衡控制装置，所述装置包括：
工作监控模块，其用于监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
电平衡调控模块，其用于根据所述当前车辆工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用所述目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对所述低压电气子系统进行供电；其中，
所述低压电气子系统供电优先级中，所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC、所述智能发电机以及所述低压蓄电池的供电优先级依次降低；
所述电平衡规则包括：
当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机任意组合，对低压电气子系统进行供电时，若无法满足低压电气子系统的工作负载时，加入低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述智能发电机的工作条件，但不满足所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置的工作条件，但满足所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置的工作条件，但满足所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，但满足所述智能发电机的工作条件时，利用所述智能发电机对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件时，利用所述低压蓄电池对所述低压电气子系统进行单电源供电。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请对多个恒压源进行电平衡控制，使得能量能够被充分利用，保障电气系统的稳定性，避免电能输出状态频繁切换，提升了电气系统的可靠性和耐久性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一提供的车辆低压电气子系统电平衡控制方法的步骤流程图；
图2为本申请实施例一提供的车辆低压电气子系统电平衡控制方法的电气系统结构示意图；
图3为本申请实施例一提供的车辆低压电气子系统电平衡控制方法的电平衡架构示意图；
图4为本申请实施例二提供的车辆低压电气子系统电平衡控制装置的结构框图。
具体实施方式
术语解释：
BSG，Belt-Driven Starter Generator，皮带传动兼顾启动和发电的一体机；
TEG，Thermo Electric Generator，温差发电机，又称热电发电机；
MCU，Micro Controller Unit，电机控制器；
BMS，Battery Management System，动力电池组及电池控制器；
SOC，State Of Charge，荷电状态；
VCU，Vehicle Control Unit，整车控制器；
HCU，Hybrid Control Unit，混合动力整车控制器；
PCU，Power Control Unit，能源管理控制器；
EECU，Engine Electronic Control Unit，发动机控制器；
BCM，Body Control Module，车身控制器。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
本申请实施例提供一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置，对多个恒压源进行电平衡控制，使得能量能够被充分利用，保障电气系统的稳定性，避免电能输出状态频繁切换，提升了电气系统的可靠性和耐久性。
为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：
一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法，该方法包括以下步骤：
S1、监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
S2、根据当前车辆工作状态、目标车辆当前工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对低压电气子系统进行供电；其中，
低压电气子系统供电优先级中，TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池的供电优先级依次降低。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
实施例一
参见图1～3所示，本申请实施例提供一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法，该方法包括以下步骤：
S1、监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
S2、根据当前车辆工作状态、目标车辆当前工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对低压电气子系统进行供电；其中，
低压电气子系统供电优先级中，TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池的供电优先级依次降低。
本申请实施例中，对多个恒压源进行电平衡控制，使得能量能够被充分利用，保障电气系统的稳定性，避免电能输出状态频繁切换，提升了电气系统的可靠性和耐久性。
需要说明的是，对于目标车辆，其包含高压电气子系统和低压电气子系统，即高压电气子系统为48V电气系统，低压电气子系统为24V电气系统或12V电气系统，涉及汽车电气系统多能源管理，除了传统发电机之外，还有TEG(Thermoelectric Generator)尾气发电装置和传统蓄电池，能源来源达到3个以上，必要时，高压转低压DC-DC还能够从高压电气子系统向低压电气子系统，即24V电气系统或12V电气系统进行能量输出，能源管理器PCU(PowerControl Unit)实时动态监测TEG尾气发电装置工作条件、低压蓄电池、智能发电机、负载工作状态、车速状态、发动机转速状态、电子油门状态、制动踏板状态、电源总开关状态以及点火锁钥匙状态；
对应的，在传统的低压蓄电池的负极安装电流传感器，监测低压蓄电池的实时输出电流；
对传统发电机的调节器，采用LIN总线或CAN总线或硬线，控制其开路电压输出，构成智能发电机；
DC-DC为DC-DC converter，将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置；
TEG尾气发电装置在接入对应的电气子系统时，配置有对应的DC-DC。
本申请实施例中，能源供电优先级原则：TEG尾气发电装置＞高压转低压DC-DC>智能发电机>低压蓄电池；
低压蓄电池在实际车况中不存在电流为0的状态，或者处于充电状态或者处于放电状态，在本申请实施例中根据实车电流实施采集情况，将低压蓄电池的工作划分为充电、放电两种状态。
本申请实施例中的能源开启顺序：PCU结合对电源部件工作条件具备情况的监测，按优先级顺序，先控制单一电源供电，当单一电源不满足负载需要时，再按优先级顺序，结合对下一级电源部件工作条件具备情况的监测，控制相关电源补充供电。
本申请实施例中的能源部件工作状态设置：
TEG尾气发电装置单独使用时，设置为恒压输出模式，输出电压值为第一输出电压，记作U1，可标定；
高压转低压DC-DC单独使用时，设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定；
智能发电机单独使用时，设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压，记作U3，可标定；
TEG尾气发电装置与高压转低压DC-DC一起使用的时，高压转低压DC-DC设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压和预设电压差值之和，记作U2+X；
TEG尾气发电装置与智能发电机一起使用的时，智能发电机设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压，记作U3，可标定，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压和预设电压差值之和，记作U3+X；
高压转低压DC-DC与智能发电机一起使用的时，高压转低压DC-DC和智能发电机均设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定；
TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC与智能发电机三者一起使用的时，高压转低压DC-DC和智能发电机均设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定，TEG尾气发电装置设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压和预设电压差值之和，记作U2+X。
具体的，电平衡规则包括：
当当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时，且低压电气子系统的工作负载不大于TEG尾气发电装置的输出能力时，利用TEG尾气发电装置对低压电气子系统进行单电源供电；
此时，低压电气子系统的工作负载较低，TEG尾气发电装置足以独立对低压电气子系统进行单电源供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态同时满足TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于TEG尾气发电装置的输出能力时，利用TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC对低压电气子系统进行联合供电；
此时低压电气子系统的工作负载较大，但仅利用高压转低压DC-DC，控制高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出即可维持低压电气子系统的供电正常。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态同时满足TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的输出能力时，利用TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电；
此时TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的输出能力不足以维持低压电气子系统的供电工作，且满足智能发电机的工作条件，故而使用TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态同时满足TEG尾气发电装置以及智能发电机的工作条件，但不满足高压转低压DC-DC的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于TEG尾气发电装置的输出能力时，利用TEG尾气发电装置以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电；
此时低压电气子系统的工作负载较大，TEG尾气发电装置不足以支撑，但并不满足高压转低压DC-DC的工作条件，故而，利用TEG尾气发电装置以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置的工作条件，但满足高压转低压DC-DC的工作条件，且低压电气子系统的工作负载不大于高压转低压DC-DC的输出能力时，利用高压转低压DC-DC对低压电气子系统进行单电源供电；
此时，TEG尾气发电装置无法工作，且当前低压电气子系统的工作负载较低，仅利用高压转低压DC-DC对低压电气子系统进行单电源供电即可。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置的工作条件，但满足高压转低压DC-DC以及智能发电机的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于高压转低压DC-DC的输出能力时，利用高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电；
此时，TEG尾气发电装置无法工作，且当前低压电气子系统的工作负载较高，故而需要利用高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的工作条件，但满足智能发电机的工作条件时，利用智能发电机对低压电气子系统进行单电源供电；
此时TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC均无法对低压电气子系统进行供电，故而利用智能发电机对低压电气子系统进行单电源供电，以保证低压电气子系统的正常运作。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机的工作条件时，利用低压蓄电池对低压电气子系统进行单电源供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机任意组合，对低压电气子系统进行供电时，若无法满足低压电气子系统的工作负载时，加入低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
即理论上存在以下情况：
TEG尾气发电装置以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
高压转低压DC-DC以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电。
具体的，在实际操作时，具体的电平衡规则如下方表1所示：
Figure GDA0003661507630000131
Figure GDA0003661507630000141
表1电气系统电平衡状态图
以低压电气子系统为24V电气系统为例，具体实际操作情况如下：
1、当当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时(同时满足以下a和b两个条件)：
a.发动机转速大于第一预设转速值，记作Z1，可标定，如400rpm；
b.TEG尾气发电装置的DC-DC输出电压大于等于第四输出电压，记作U4，此值可标定，如24V；
此时，PCU优先控制TEG尾气发电装置供电，采用单电源供电方式，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第一输出电压，记作U1，可标定，如表1中的状态1、状态2。
但当TEG尾气发电装置对24V电气系统进行单电源供电时，仍需要进行进一步调控：
1.1、当低压电气子系统，即24V电气系统的工作负载不大于TEG尾气发电装置的输出能力的时，PCU控制TEG尾气发电装置维持单独供电状态，此时对应的监测情况为TEG尾气发电装置的DC-DC的输出电流小于第一输出电流值，记作Y1，此值可标定，如50A。
1.2、当低压电气子系统，即24V电气系统的工作负载大于TEG尾气发电装置的输出能力的时，此时对应的监测情况为TEG尾气发电装置的DC-DC的输出电流大于等于第一输出电流值，记作Y1，此值可标定，如50A，则需要进行以下判断：
当高压转低压DC-DC具备工作条件的时候，即高压电气子系统(48V电气系统)的动力电池的容量在容量标定值以上，记作S，此值可标定，如25％，PCU控制TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC对24V电气系统进行联合供电，PCU控制高压转低压DC-DC设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压和预设电压差值之和，记作U2+X，如表1中的状态3、状态4；
但当TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC对24V电气系统进行联合供电时，若24V电气系统的工作负载大于上述TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的输出能力时，此时监测状况为高压转低压DC-DC的输出电流大于等于第二输出电流值，记作Y2，此值可标定，如50A，则需要判断此时是否满足智能发电机的工作条件，当PCU监测到智能发电机具备工作条件时，即智能发电机的转速大于第二转速，记作Z2，可标定如400rpm，智能发电机也参与供电，利用TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机对24V电气系统进行联合供电，此时将智能发电机设置为恒压输出模式，输出电压值第二输出电压，记作U2，可标定，如表1中的状态5、状态6；
当高压转低压DC-DC不具备工作条件的时候，高压电气子系统(48V电气系统)的动力电池的容量在容量标定值以下，记作S，此值可标定，如25％，而智能发电机具备工作条件时，即智能发电机的转速大于第二转速，记作Z2，可标定如400rpm，PCU控制TEG尾气发电装置以及智能发电机对24V电气系统进行联合供电，即智能发电机设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压，记作U3，可标定，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压和预设电压差值之和，记作U3+X，如表1中的状态7、状态8。
2、当同时不具备TEG尾气发电装置的工作条件，但满足高压转低压DC-DC的工作条件时，PCU控制高压转低压DC-DC对24V电气系统进行单电源供电，将其设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定；
但当高压转低压DC-DC对24V电气系统进行单电源供电时，仍需要进行进一步调控：
2.1、24V电气系统的工作负载不大于高压转低压DC-DC的输出能力时，即高压转低压DC-DC的输出电流不大于第二输出电流值，记作Y2，此值可标定，如50A，PCU控制高压转低压DC-DC维持单独供电状态，如表1中的状态9、状态10；
2.2、24V电气系统的工作负载大于高压转低压DC-DC的输出能力时，即高压转低压DC-DC的输出电流大于第二输出电流值，并且此时具备智能发电机的工作条件，即发动机转速大于第二转速值时，PCU控制智能发电机与高压转低压DC-DC进行联合供电，PCU控制DC-DC和智能发电机均设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，如表1中的状态11、状态12。
3、当TEG尾气发电装置与高压转低压DC-DC均不具备工作条件时，PCU控制智能发电机对24V电气系统进行单独供电，设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压值，记作U3可标定，如表1中的状态13、状态14。
4、当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机均不具备工作条件时，由蓄电池供电，如表1中的状态15。
需要说明的是，本申请实施例中的控制方法的软件载体，可以集成在整车控制器VCU(Vehicle Control Unit)或混合动力整车控制器HCU(Hybrid Control Unit)中，或者集成在能源管理控制器PCU(Power Control Unit)中，或者在发动机控制器EECU(EngineElectronic Control Unit)或车身控制器BCM等内部，通过总线信号或硬线来控制相关部件。以上均在本方案的范围内。
并且，48V混和电系形式，不管是48V-24V电系，还是48V-12V电系，均为申请实施例的实现方式(12V电气系统传统蓄电池为12V规格，高压转低压DC-DC为48V转12V规格)。
另外，传统24V或12V车辆，将TEG尾气发电装置的输出电能接入电气系统，则采用本申请实施例去掉对高压转低压DC-DC的相关调控，即可直接应用。
实施例二
参见图4所示，本申请实施例提供一种车辆低压电气子系统电平衡控制装置，其用于实行实施例一中的车辆低压电气子系统电平衡控制方法，该装置包括：
工作监控模块，其用于监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
电平衡调控模块，其用于根据当前车辆工作状态、目标车辆当前工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对低压电气子系统进行供电；其中，
低压电气子系统供电优先级中，TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池的供电优先级依次降低。
本申请实施例中，对多个恒压源进行电平衡控制，使得能量能够被充分利用，保障电气系统的稳定性，避免电能输出状态频繁切换，提升了电气系统的可靠性和耐久性。
需要说明的是，对于目标车辆，其包含高压电气子系统和低压电气子系统，即高压电气子系统为48V电气系统，低压电气子系统为24V电气系统或12V电气系统，涉及汽车电气系统多能源管理，除了传统发电机之外，还有TEG(Thermoelectric Generator)尾气发电装置和传统蓄电池，能源来源达到3个以上，必要时，高压转低压DC-DC还能够从高压电气子系统向低压电气子系统，即24V电气系统或12V电气系统进行能量输出，能源管理器PCU(PowerControl Unit)实时动态监测TEG尾气发电装置工作条件、低压蓄电池、智能发电机、负载工作状态、车速状态、发动机转速状态、电子油门状态、制动踏板状态、电源总开关状态以及点火锁钥匙状态；
对应的，在传统的低压蓄电池的负极安装电流传感器，监测低压蓄电池的实时输出电流；
对传统发电机的调节器，采用LIN总线或CAN总线或硬线，控制其开路电压输出，构成智能发电机；
DC-DC为DC-DC converter，将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置；
TEG尾气发电装置在接入对应的电气子系统时，配置有对应的DC-DC。
本申请实施例中，能源供电优先级原则：TEG尾气发电装置＞高压转低压DC-DC>智能发电机>低压蓄电池；
低压蓄电池在实际车况中不存在电流为0的状态，或者处于充电状态或者处于放电状态，在本申请实施例中根据实车电流实施采集情况，将低压蓄电池的工作划分为充电、放电两种状态。
本申请实施例中的能源开启顺序：PCU结合对电源部件工作条件具备情况的监测，按优先级顺序，先控制单一电源供电，当单一电源不满足负载需要时，再按优先级顺序，结合对下一级电源部件工作条件具备情况的监测，控制相关电源补充供电。
本申请实施例中的能源部件工作状态设置：
TEG尾气发电装置单独使用时，设置为恒压输出模式，输出电压值为第一输出电压，记作U1，可标定；
高压转低压DC-DC单独使用时，设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定；
智能发电机单独使用时，设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压，记作U3，可标定；
TEG尾气发电装置与高压转低压DC-DC一起使用的时，高压转低压DC-DC设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压和预设电压差值之和，记作U2+X；
TEG尾气发电装置与智能发电机一起使用的时，智能发电机设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压，记作U3，可标定，TEG设置为恒压输出模式，输出电压值为第三输出电压和预设电压差值之和，记作U3+X；
高压转低压DC-DC与智能发电机一起使用的时，高压转低压DC-DC和智能发电机均设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定；
TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC与智能发电机三者一起使用的时，高压转低压DC-DC和智能发电机均设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压，记作U2，可标定，TEG尾气发电装置设置为恒压输出模式，输出电压值为第二输出电压和预设电压差值之和，记作U2+X。
具体的，电平衡规则包括：
当当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时，且低压电气子系统的工作负载不大于TEG尾气发电装置的输出能力时，利用TEG尾气发电装置对低压电气子系统进行单电源供电；
此时，低压电气子系统的工作负载较低，TEG尾气发电装置足以独立对低压电气子系统进行单电源供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态同时满足TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于TEG尾气发电装置的输出能力时，利用TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC对低压电气子系统进行联合供电；
此时低压电气子系统的工作负载较大，但仅利用高压转低压DC-DC，控制高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出即可维持低压电气子系统的供电正常。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态同时满足TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的输出能力时，利用TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电；
此时TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的输出能力不足以维持低压电气子系统的供电工作，且满足智能发电机的工作条件，故而使用TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态同时满足TEG尾气发电装置以及智能发电机的工作条件，但不满足高压转低压DC-DC的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于TEG尾气发电装置的输出能力时，利用TEG尾气发电装置以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电；
此时低压电气子系统的工作负载较大，TEG尾气发电装置不足以支撑，但并不满足高压转低压DC-DC的工作条件，故而，利用TEG尾气发电装置以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置的工作条件，但满足高压转低压DC-DC的工作条件，且低压电气子系统的工作负载不大于高压转低压DC-DC的输出能力时，利用高压转低压DC-DC对低压电气子系统进行单电源供电；
此时，TEG尾气发电装置无法工作，且当前低压电气子系统的工作负载较低，仅利用高压转低压DC-DC对低压电气子系统进行单电源供电即可。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置的工作条件，但满足高压转低压DC-DC以及智能发电机的工作条件，且低压电气子系统的工作负载大于高压转低压DC-DC的输出能力时，利用高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电；
此时，TEG尾气发电装置无法工作，且当前低压电气子系统的工作负载较高，故而需要利用高压转低压DC-DC以及智能发电机对低压电气子系统进行联合供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC的工作条件，但满足智能发电机的工作条件时，利用智能发电机对低压电气子系统进行单电源供电；
此时TEG尾气发电装置以及高压转低压DC-DC均无法对低压电气子系统进行供电，故而利用智能发电机对低压电气子系统进行单电源供电，以保证低压电气子系统的正常运作。
进一步的，电平衡规则还包括：
当当前车辆工作状态不满足TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机的工作条件时，利用低压蓄电池对低压电气子系统进行单电源供电。
进一步的，电平衡规则还包括：
当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机任意组合，对低压电气子系统进行供电时，若无法满足低压电气子系统的工作负载时，加入低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
即理论上存在以下情况：
TEG尾气发电装置以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
高压转低压DC-DC以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机以及低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
根据所述当前车辆工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用所述目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对所述低压电气子系统进行供电；其中，
所述低压电气子系统供电优先级中，所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC、所述智能发电机以及所述低压蓄电池的供电优先级依次降低；
所述电平衡规则包括：
当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机任意组合，对低压电气子系统进行供电时，若无法满足低压电气子系统的工作负载时，加入低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述智能发电机的工作条件，但不满足所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置的工作条件，但满足所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置的工作条件，但满足所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，但满足所述智能发电机的工作条件时，利用所述智能发电机对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态不满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件时，利用所述低压蓄电池对所述低压电气子系统进行单电源供电。
2.一种车辆低压电气子系统电平衡控制装置，其特征在于，所述装置包括：
工作监控模块，其用于监测目标车辆的当前车辆工作状态以及低压电气子系统的工作负载；
电平衡调控模块，其用于根据所述当前车辆工作状态以及预设的低压电气子系统供电优先级，结合预设的电平衡规则，利用所述目标车辆的TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC、智能发电机或低压蓄电池对所述低压电气子系统进行供电；其中，
所述低压电气子系统供电优先级中，所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC、所述智能发电机以及所述低压蓄电池的供电优先级依次降低；
所述电平衡规则包括：
当TEG尾气发电装置、高压转低压DC-DC以及智能发电机任意组合，对低压电气子系统进行供电时，若无法满足低压电气子系统的工作负载时，加入低压蓄电池，对低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态满足TEG尾气发电装置的工作条件时，且所述低压电气子系统的工作负载不大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置对所述低压电气子系统进行单电源供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC对所述低压电气子系统进行联合供电；
当所述当前车辆工作状态同时满足所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机的工作条件，且所述低压电气子系统的工作负载大于所述TEG尾气发电装置以及所述高压转低压DC-DC的输出能力时，利用所述TEG尾气发电装置、所述高压转低压DC-DC以及所述智能发电机对所述低压电气子系统进行联合供电；
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