CN112248952A - 48v混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法及系统，涉及汽车电子电控领域，包括PCU获取电源总开关状态和点火锁状态；基于获取的状态信息，PCU对车辆启动状态进行判断；当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC‑DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联；PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，实现车辆启动。本发明能够提升车辆的启动能力，有效保证车辆低压蓄电池的可靠性和寿命。

Description

48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车电子电控领域，具体涉及一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法及系统。

背景技术

48V轻度混合动力汽车，是在传统汽车基础上进行混合动力化开发，并为了实现混动系统特有的一些功能，在传统汽车的基础上增加了BSG(Belt-Driven StarterGenerator，皮带传动启动/发电一体化电机)和48V电池的汽车。传统汽车没有类似混合动力汽车的高压部件，其电源管理主要为24V/12V低压系统的弱电管理，而混合动力汽车的动力系统与传统汽车的动力系统相比，前者在后者的基础上，增加了BSG、MCU(MicroController Unit，微控制器)、动力电池组、BMS(Battery management system，电池管理系统)等复杂的电力电子器件。

对于原有发动机功率较大的商用车，由于BSG电机功率的限值，BSG电机无法单独起动车辆，车辆起动时仍需要用传统起动机来起动发动机，这个过程仍然需要消耗传统蓄电池的电量。因此，对于需要使用起动机来起动车辆的48V混动车辆，面临和传统车一样的问题：当蓄电池老化、电量不足、环境气温过低时，存在车辆起动困难的现象，起动困难带来的反复长时起动，又会加速蓄电池老化。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法及系统，能够提升车辆的启动能力，有效保证车辆低压蓄电池的可靠性和寿命。

为达到以上目的，本发明提供的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，包括以下步骤：

PCU获取电源总开关状态和点火锁状态；

基于获取的状态信息，PCU对车辆启动状态进行判断；

当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联；

PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，实现车辆启动。

在上述技术方案的基础上，

所述PCU还用于获取动力电池的SOC、车辆低压蓄电池的SOC、发动机转速和环境温度。

在上述技术方案的基础上，

当电源总开关状态和点火锁状态均为开启，且发动机转速小于预设转速，则车辆启动状态为即将启动状态，反之，则车辆启动状态不为即将启动状态。

在上述技术方案的基础上，在通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联之前，还包括：

当动力电池的SOC高于第一预设SOC值时，PCU发出高低压转换DC-DC开启指令，高低压转换DC-DC开启，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，反之，则PCU不发出高低压转换DC-DC开启指令。

在上述技术方案的基础上，当车辆成功启动之后，还包括：

当动力电池的SOC不低于第二预设SOC值时，保持高低压转换DC-DC开启；

当动力电池的SOC低于第二预设SOC值时，关闭高低压转换DC-DC。

在上述技术方案的基础上，

所述第一预设SOC值和第二预设SOC值的取值与环境温度正相关；

所述车辆成功启动为基于发动机转速判断得出，当发动机转速大于设定转速时，则表明车辆成功启动。

在上述技术方案的基础上，所述PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：

PCU发送启动信号至EECU，EECU接收启动信号并控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

在上述技术方案的基础上，所述PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：

PCU发送启动信号至VCU或HCU，VCU或HCU接收启动信号并控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

在上述技术方案的基础上，所述PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：

PCU发送启动信号至起动继电器以控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

本发明提供的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制系统，包括：

PCU，其用于获取电源总开关状态和点火锁状态，并基于获取的状态信息，对车辆启动状态进行判断，以及当车辆启动状态为即将启动状态时，开启DC-DC，所述PCU还用于发动启动信号至EECU；

DC-DC，其用于将动力电池与车辆低压蓄电池并联；

EECU，其用于接收启动信号并控制起动继电器，以控制传统起动机起动发动机，实现车辆启动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过PCU获取电源总开关状态和点火锁状态，实现对车辆启动状态的判断，当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，增加启动用蓄电池的容量，提升车辆的启动能力，有效保证车辆低压蓄电池的可靠性和寿命，有效避免因蓄电池老化、电量不足、环境气温过低出现的车辆无法启动问题。

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为本发明实施例中一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中车辆的混动电控系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，在车辆即将启动时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，增加启动用蓄电池的容量，提升车辆的启动能力，有效保证车辆低压蓄电池的可靠性和寿命。本发明实施例还提供一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制系统。

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。

需要说明的是，本发明实施例的48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，适用于带有传统起动机的24V-48V弱混车辆及12C-48V弱混车辆。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，具体包括以下步骤：

S1：PCU(Power Control Unit，动力控制单元)获取电源总开关状态和点火锁状态。即通过PCU对电源总开关状态和点火锁状态进行监测，从而实现电源总开关状态和点火锁状态的获取。本发明实施例中，PCU还用于获取动力电池的SOC(State Of Charge，荷电状态)、车辆低压蓄电池的SOC、发动机转速和环境温度。

S2：基于获取的状态信息，PCU对车辆启动状态进行判断；

S3：当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联。DC-DC是指在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置。

本发明实施例中，当电源总开关状态和点火锁状态均为开启，且发动机转速小于预设转速，则车辆启动状态为即将启动状态，反之，则车辆启动状态不为即将启动状态。即电源总开关打开，点火锁钥匙从ON档切换到START档位，且发动机转速小于预设转速，则判断车辆启动状态为即将启动状态，反之，则车辆启动状态不为即将启动状态。预设转速根据实际情况灵活设定，一般情况下，预设转速为400rpm。

本发明实施例中，在通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联之前，还包括：

当动力电池的SOC高于第一预设SOC值时，PCU发出高低压转换DC-DC开启指令，高低压转换DC-DC开启，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，反之，则PCU不发出高低压转换DC-DC开启指令。即在保证动力电池电量充足的情况下，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，以增加车辆低压蓄电池的电量，保证车辆的正常启动。本发明实施例中的车辆低压蓄电池即为车辆传统蓄电池。

S4：PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，实现车辆启动。PCU发送启动信号之前，还用于监测高低压转换DC-DC的输出状态，当DC-DC的输出状态正常时，说明动力电池与车辆低压蓄电池处于并联状态，则PCU进行启动信号的发送。

本发明实施例中，当车辆成功启动之后，还包括：

当动力电池的SOC不低于第二预设SOC值时，保持高低压转换DC-DC开启；

当动力电池的SOC低于第二预设SOC值时，关闭高低压转换DC-DC。

其中，车辆成功启动为基于发动机转速判断得出，当发动机转速大于设定转速时，则表明车辆成功启动，设定转速根据实际情况灵活设定，一般为550rpm。第一预设SOC值和第二预设SOC值的取值与环境温度正相关，第一预设SOC值和第二预设SOC值一般为定值，但随着环境温度的改变，第一预设SOC值和第二预设SOC值相应作出改变。例如，当环境温度为-40℃时，第一预设SOC值为90％，当环境温度为-30℃时，第一预设SOC值为70％，当环境温度为-30℃～25℃时，第一预设SOC值根据线性差分计算得到，当环境温度为25℃时，第一预设SOC值为25％，当环境温度为25℃以上时，第一预设SOC值为20％；当环境温度为-40℃时，第二预设SOC值为95％，当环境温度为-30℃时，第二预设SOC值为80％，当环境温度为-30℃～25℃时，第二预设SOC值根据线性差分计算得到，当环境温度为25℃时，第二预设SOC值为35％，当环境温度为25℃以上时，第二预设SOC值为30％。

对于本发明的技术方案而言，当电源总开关打开，司机拧动点火锁钥匙起动车辆，即判定车辆启动状态为即将启动状态，此时在进行动力电池电量的判断，当动力电池电量大于第一预设SOC值，表明动力电池当前满足与车辆低压蓄电池并联的条件，故此时PCU控制开启高低压转换DC-DC，将动力电池与车辆低压蓄电池并联。然后PCU发出启动信号给EECU，EECU控制起动继电器从而控制传统起动机起动发动机，通过将动力电池与车辆低压蓄电池并联，增加车辆低压蓄电池的电量，极大地增加了车辆起动能力，避免出现因车辆传统蓄电池老化、传统蓄电池电量不足、环境温度过低时，车辆无法启动的问题。

本发明实施例中，PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：PCU发送启动信号至EECU(Engine Electronic Control Unit，发动机控制组件)，EECU接收启动信号并控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。当点火锁位于START档位时，则生成启动信号，PCU通过总线或硬线给EECU发送启动信号。

对于本发明实施例中的PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，还可以为：PCU发送启动信号至VCU(Vehicle Control Unit，电动汽车整车控制器)或HCU(HybridControl Unit，混合动力整车控制器)，VCU或HCU接收启动信号并控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机；还可以为：PCU发送启动信号至起动继电器以控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

参见图2所示，本发明实施例中所述车辆的混动电控系统包括动力电池(48V)、BMS、BSG、MCU、DC-DC转换器(用于实现48V转24V或48V转12V)、EECU、PCU、车辆低压蓄电池(24V或12V)以及相关的高低压连接线束。

当电源总开关打开，司机拧动点火锁钥匙起动车辆，当动力电池电量大于第一预设SOC值，PCU控制开启高低压转换DC-DC，将动力电池与车辆低压蓄电池并联，即将高压蓄电池与低压蓄电池并联。然后PCU发出启动信号给EECU，EECU控制起动继电器从而控制传统起动机起动发动机，极大地增加了车辆起动能力(尤其是低温起动能力)，提升了传统蓄电池的可靠性和寿命。发动机成功起动后，当动力电池电量不低于第二预设SOC值时，保持高低压转换DC-DC的开启；当动力电池电量低于第二预设SOC值时，关闭高低压转换DC-DC。

本发明实施例所述方法的软件载体，可以集成在VCU、HCU、PCU、EECU或BCM(BodyControl Module，车身控制器)内部，通过总线信号或硬线来控制相关部件。48V混和电系形式，不管是48V-24V电系，还是48V-12V电系，均为本发明的实现方式(12V电气系统传统蓄电池为12V规格，高低压转换DC-DC为48V转12V规格)。本发明的方法可广泛应用于传统商用车尤其是中重卡车辆上，可推进48V系统在商用车领域的应用普及，可在成本增加极其有限的情况下实现节能节油，成为节能技术的标配，可优化发动机的动力和排放特性，为传统商用车附件电动化应用提供便利，可优化传统商用车的电平衡特性，提升驾驶舒适度。

本发明实施例的48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，通过PCU获取电源总开关状态和点火锁状态，实现对车辆启动状态的判断，当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，增加启动用蓄电池的容量，提升车辆的启动能力，有效保证车辆低压蓄电池的可靠性和寿命，有效避免因蓄电池老化、电量不足、环境气温过低出现的车辆无法启动问题。

本发明实施例提供的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制系统，包括PCU、DC-DC和EECU。

PCU用于获取电源总开关状态和点火锁状态，并基于获取的状态信息，对车辆启动状态进行判断，以及当车辆启动状态为即将启动状态时，开启DC-DC，PCU还用于发动启动信号至EECUDC-DC用于将动力电池与车辆低压蓄电池并联；EECU用于接收启动信号并控制起动继电器，以控制传统起动机起动发动机，实现车辆启动。

本发明实施例中，PCU还用于获取动力电池的SOC、车辆低压蓄电池的SOC、发动机转速和环境温度。当电源总开关状态和点火锁状态均为开启，且发动机转速小于预设转速，则车辆启动状态为即将启动状态，反之，则车辆启动状态不为即将启动状态。

PCU在通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联之前，还包括：当动力电池的SOC高于第一预设SOC值时，PCU发出高低压转换DC-DC开启指令，高低压转换DC-DC开启，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，反之，则PCU不发出高低压转换DC-DC开启指令。当车辆成功启动之后，还包括：当动力电池的SOC不低于第二预设SOC值时，保持高低压转换DC-DC开启；当动力电池的SOC低于第二预设SOC值时，关闭高低压转换DC-DC。第一预设SOC值和第二预设SOC值的取值与环境温度正相关；车辆成功启动为基于发动机转速判断得出，当发动机转速大于设定转速时，则表明车辆成功启动。

本发明实施例的48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制系统，通过PCU获取电源总开关状态和点火锁状态，实现对车辆启动状态的判断，当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，增加启动用蓄电池的容量，提升车辆的启动能力，有效保证车辆低压蓄电池的可靠性和寿命。

以上所述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。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

Claims (10)

1.一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

PCU获取电源总开关状态和点火锁状态；

基于获取的状态信息，PCU对车辆启动状态进行判断；

当车辆启动状态为即将启动状态时，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联；

PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，实现车辆启动。

2.如权利要求1所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于：

所述PCU还用于获取动力电池的SOC、车辆低压蓄电池的SOC、发动机转速和环境温度。

3.如权利要求2所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于：

当电源总开关状态和点火锁状态均为开启，且发动机转速小于预设转速，则车辆启动状态为即将启动状态，反之，则车辆启动状态不为即将启动状态。

4.如权利要求2所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于，在通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联之前，还包括：

当动力电池的SOC高于第一预设SOC值时，PCU发出高低压转换DC-DC开启指令，高低压转换DC-DC开启，通过高低压转换DC-DC将动力电池与车辆低压蓄电池并联，反之，则PCU不发出高低压转换DC-DC开启指令。

5.如权利要求4所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于，当车辆成功启动之后，还包括：

当动力电池的SOC不低于第二预设SOC值时，保持高低压转换DC-DC开启；

当动力电池的SOC低于第二预设SOC值时，关闭高低压转换DC-DC。

6.如权利要求5所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于：

所述第一预设SOC值和第二预设SOC值的取值与环境温度正相关；

所述车辆成功启动为基于发动机转速判断得出，当发动机转速大于设定转速时，则表明车辆成功启动。

7.如权利要求1所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于，所述PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：

PCU发送启动信号至EECU，EECU接收启动信号并控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

8.如权利要求1所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于，所述PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：

PCU发送启动信号至VCU或HCU，VCU或HCU接收启动信号并控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

9.如权利要求1所述的一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制方法，其特征在于，所述PCU发送启动信号控制起动机启动发动机，具体为：

PCU发送启动信号至起动继电器以控制起动继电器，起动继电器控制传统起动机起动发动机。

10.一种48V混动商用车的双系统启动电能辅助控制系统，其特征在于，包括：

PCU，其用于获取电源总开关状态和点火锁状态，并基于获取的状态信息，对车辆启动状态进行判断，以及当车辆启动状态为即将启动状态时，开启DC-DC，所述PCU还用于发动启动信号至EECU；

DC-DC，其用于将动力电池与车辆低压蓄电池并联；

EECU，其用于接收启动信号并控制起动继电器，以控制传统起动机起动发动机，实现车辆启动。

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