CN113783243A - 一种低压蓄电池充电回路及其故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低压蓄电池充电回路及其故障检测方法,所述方法包括以下步骤:预设充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值,分别检测DC/DC模块的二次侧电压与蓄电池电压;将DC/DC模块的二次侧电压与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压正常,则将蓄电池电压与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压低于蓄电池故障阈值电压、且持续时间达到时间阈值,则输出报警信号。本发明对于蓄电池充电回路的故障检测更加准确,防止了蓄电池充电回路故障导致蓄电池耗能过多出现汽车抛锚的风险。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电源管理技术领域,具体涉及一种低压蓄电池充电回路及其故障检测方法。
背景技术
在汽车行驶过程中,发电机运转发电,为汽车提供电源,同时通过整车的DC/DC模块将发电机的电能进行调整后,将多余的电量储存到蓄电池中,作为汽车的备用电源。但是在对汽车的充电状况进行故障检测时,常常是通过对DC/DC模块的二次侧电压进行检测,若DC/DC模块的二次侧电压异常,则CAN网络上发送异常值,组合仪表进行故障报警,提示用户DC/DC充电故障。目前存在的弊端就是,若蓄电池与DC/DC模块之间的电流保险丝熔断,导致蓄电池不能正常充电,但是此时检测到DC/DC模块的二次侧电压为正常状态,系统不能进行故障报警。当蓄电池的电能过度消耗后,容易引起汽车抛锚的风险。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题,提供一种低压蓄电池充电回路及其故障检测方法,其对蓄电池充电回路的故障检测更加准确,防止了蓄电池充电回路故障导致蓄电池耗能过多出现汽车抛锚的风险。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
根据本发明的第一方面,本发明提供一种低压蓄电池充电回路,包括DC/DC模块、负载、电流保险丝和蓄电池,所述DC/DC模块的一次侧连接汽车发电机的直流输出端,DC/DC模块的二次侧与负载、蓄电池分别并联,所述电流保险丝串联在DC/DC模块的正极与蓄电池的正极之间;所述DC/DC模块的二次侧设有第一电压监测电路,所述蓄电池的两极之间设有第二电压监测电路,所述第一电压监测电路与第二电压监测电路的输出端分别连接汽车主控系统的输入端;
所述第一电压监测电路用于检测DC/DC模块的二次侧电压;
所述第二电压监测电路用于检测蓄电池电压;
所述汽车主控系统中预设有充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值,用于根据DC/DC模块的二次侧电压、蓄电池电压、充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值判断是否存在充电回路故障,并根据判断结果输出报警信号。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以作出如下改进。
进一步,所述汽车主控系统将DC/DC模块的二次侧电压与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压正常,则将蓄电池电压与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压低于蓄电池故障阈值电压、且持续时间达到时间阈值,则输出报警信号。
根据本发明的第二方面,本发明基于上述的低压蓄电池充电回路提供一种故障检测方法,包括以下步骤:
预设充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值,分别检测DC/DC模块的二次侧电压与蓄电池电压;
将DC/DC模块的二次侧电压与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压正常,则将蓄电池电压与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压低于蓄电池故障阈值电压、且持续时间达到时间阈值,则输出报警信号。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以作出如下改进。
进一步,所述若DC/DC模块的二次侧电压异常,包括:DC/DC模块的二次侧电压低于充电阈值电压。
进一步,所述时间阈值不少于30s。
进一步,所述蓄电池故障阈值电压不小于12V。
本发明的有益效果是:本发明同时对DC/DC模块的二次侧电压以及蓄电池电压进行监测,当二者中任意一个出现异常时均输出报警信号,避免了汽车主控系统只参考DC/DC模块的二次侧电压进行报警,出现DC/DC模块的二次侧与蓄电池之间的充电连接断开时不能及时发现,发生蓄电池电量过度消耗发生汽车抛锚的风险,增加了汽车行驶的可靠性与安全性。相比于现有技术,本发明主要具有以下优点:1.规避DC/DC正常输出,但是充电回路出现故障(例如断路),无法提示用户的情况;2.提前预判蓄电池电压低,导致的车辆抛锚风险;3.蓄电池寿命出现问题时,给予预警,避免抛锚风险。
附图说明
图1为本发明汽车低压蓄电池充电回路原理图;
图2为本发明低压蓄电池充电回路的故障检测原理图;
图3为本发明低压蓄电池充电回路的故障检测方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例一:
如图1~3所示,本实施例提供一种低压蓄电池充电回路,包括DC/DC模块、负载、电流保险丝和蓄电池,所述DC/DC模块的一次侧连接汽车发电机的直流输出端,DC/DC模块的二次侧与负载、蓄电池分别并联,所述电流保险丝串联在DC/DC模块的正极与蓄电池的正极之间;所述DC/DC模块的二次侧设有第一电压监测电路,所述蓄电池的两极之间设有第二电压监测电路,所述第一电压监测电路与第二电压监测电路的输出端分别连接汽车主控系统的输入端;
所述第一电压监测电路用于检测DC/DC模块的二次侧电压Udcdc;
所述第二电压监测电路用于检测蓄电池电压Uebs;
所述汽车主控系统中预设有充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值,用于根据DC/DC模块的二次侧电压、蓄电池电压、充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值判断是否存在充电回路故障,并根据判断结果输出报警信号。
可以理解的是,基于背景技术中的缺陷,本实施例提供了一种低压蓄电池充电回路,其在现有的汽车蓄电池充电回路的基础上,增加了蓄电池电压Uebs的检测,并且将蓄电池电压Uebs纳入充电报警的参考范围内,防止了DC/DC模块正常输出,但是充电回路出现故障(例如电流保险丝断路),蓄电池不能正常充电,无法提示用户的情况;也避免了充电回路断路后,蓄电池电能仍然被车辆的负载消耗,但是电能不能得到补充,导致蓄电池电能过度消耗产生汽车抛锚的风险。同时本实施例充电回路的设置,也避免了蓄电池老化从而电能不足造成汽车抛锚的情况。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以作出如下改进。
进一步,所述汽车主控系统将DC/DC模块的二次侧电压Udcdc与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压Udcdc异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压Udcdc正常,则将蓄电池电压Uebs与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压Uebs低于蓄电池故障阈值电压的时间达到预设的时间阈值,则输出报警信号。
可以理解的是,DC/DC模块的二次侧电压Udcdc与充电阈值电压比较,可以判断DC/DC模块的二次侧能否进行正常电能输出,即能否为蓄电池提供足够的充电电压。当DC/DC模块的二次侧电压Udcdc异常,则表示DC/DC模块发生充电异常,蓄电池不能得到足够的电能补充,汽车主控系统进行报警提示,点亮低压蓄电池故障灯。当DC/DC模块的二次侧电压Udcdc处于正常状态时,只能表示DC/DC模块能够进行正常电能输出,而不能表示蓄电池在进行正常充电,若图1中的200A电流保险丝熔断,此方法检测不到蓄电池的状态,因此检测结果不是很准确。此时,参考蓄电池电压Uebs进行判断,若蓄电池电压Uebs低于蓄电池故障阈值电压,可能存在两种情况:可能是蓄电池正在进行充电;也可能蓄电池正处于消耗电能状态,但是不能判断其是否得到了电能补充。设置时间阈值就是为了应对第二种情况。因蓄电池充满电的状态下其实际电压通常略高出其额定电压,作为优选,蓄电池故障阈值电压可设置略小于或等于蓄电池额定电压。将蓄电池电压Uebs与蓄电池故障阈值电压进行比较,若持续一段时间蓄电池电压Uebs均低于蓄电池故障阈值电压,则表示蓄电池电量不足,充电回路可能存在故障,汽车主控系统进行报警提示,点亮低压蓄电池故障灯,同时汽车组合仪表上提示用户:“低压蓄电池充电回路故障,请靠边停车”。若是蓄电池老化,也可能造成蓄电池电压Uebs低于蓄电池故障阈值电压,因此该报警提示规避了充电回路故障以及蓄电池老化两种原因造成的汽车抛锚风险。车主收到报警提示后及时检修车辆查明该故障是充电回路断路造成还是蓄电池老化造成,防止蓄电池充电异常造成车辆抛锚。
实施例二:
如图2~3所示,本实施例提供一种基于实施例一的低压蓄电池充电回路的故障检测方法,该方法包括以下步骤:
S1,预设充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压和时间阈值,分别检测DC/DC模块的二次侧电压与蓄电池电压。
充电阈值电压为DC/DC模块二次侧正常输出时的电压,可参考设置为16V左右;汽车的蓄电池充满电时,其额定电压一般大于12V、接近13V,而蓄电池在正常充电的状态下,若电压低于12V,则有可能已出现蓄电池老化的问题,所以本实施例设置蓄电池故障阈值电压为12V;本实施例设置时间阈值为30s。
S2,将DC/DC模块的二次侧电压与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压低于充电阈值电压,表示DC/DC模块的二次侧电压异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压正常,则将蓄电池电压与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压持续低于蓄电池故障阈值电压的时间达到预设的时间阈值30s,则输出报警信号。
可以理解的是,DC/DC模块的二次侧电压Udcdc与充电阈值电压比较,可以判断DC/DC模块的二次侧能否进行正常电能输出,即能否为蓄电池提供足够的充电电压。当DC/DC模块的二次侧电压Udcdc异常,则表示DC/DC模块发生充电异常,蓄电池不能得到足够的电能补充,汽车主控系统进行报警提示,点亮低压蓄电池故障灯。当DC/DC模块的二次侧电压Udcdc处于正常状态时,只能表示DC/DC模块能够进行正常电能输出,而不能表示蓄电池在进行正常充电,若图1中的200A电流保险丝熔断,此方法检测不到蓄电池的状态,因此检测结果不是很准确。此时,参考蓄电池电压Uebs进行判断,若蓄电池电压Uebs低于蓄电池故障阈值电压,可能存在两种情况:可能是蓄电池正在进行充电;也可能蓄电池正处于消耗电能状态,但是不能判断其是否得到了电能补充。设置时间阈值就是为了应对第二种情况。因蓄电池充满电的状态下其实际电压通常略高出其额定电压,作为优选,蓄电池故障阈值电压可设置略小于或等于蓄电池额定电压,例如本实施例设置蓄电池故障阈值电压为12V,等于蓄电池的额定电压。将蓄电池电压Uebs与蓄电池故障阈值电压进行比较,若持续30s蓄电池电压Uebs均低于蓄电池故障阈值电压,则表示蓄电池电量不足,充电回路可能存在故障,汽车主控系统进行报警提示,点亮低压蓄电池故障灯,同时汽车组合仪表上提示用户:“低压蓄电池充电回路故障,请靠边停车”。若是蓄电池老化,也可能造成蓄电池电压Uebs低于蓄电池故障阈值电压,因此该报警提示规避了充电回路故障以及蓄电池老化两种原因造成的汽车抛锚风险。车主收到报警提示后及时检修车辆查明该故障是充电回路断路造成还是蓄电池老化造成,防止蓄电池充电异常造成车辆抛锚。
本发明同时对DC/DC模块的二次侧电压以及蓄电池电压进行监测,当二者中任意一个出现异常时均输出报警信号,避免了汽车主控系统只参考DC/DC模块的二次侧电压进行报警,出现DC/DC模块的二次侧与蓄电池之间的充电连接断开时不能及时发现,发生蓄电池电量过度消耗发生汽车抛锚的风险,增加了汽车行驶的可靠性与安全性。相比于现有技术,本发明主要具有以下优点:1.规避DC/DC正常输出,但是充电回路出现故障(例如断路),无法提示用户的情况;2.提前预判蓄电池电压低,导致的车辆抛锚风险;3.蓄电池寿命出现问题时,给予预警,避免抛锚风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低压蓄电池充电回路,包括DC/DC模块、负载、电流保险丝和蓄电池,所述DC/DC模块的一次侧连接汽车发电机的直流输出端,DC/DC模块的二次侧与负载、蓄电池分别并联,所述电流保险丝串联在DC/DC模块的正极与蓄电池的正极之间,其特征在于,所述DC/DC模块的二次侧设有第一电压监测电路,所述蓄电池的两极之间设有第二电压监测电路,所述第一电压监测电路与第二电压监测电路的输出端分别连接汽车主控系统的输入端;
所述第一电压监测电路用于检测DC/DC模块的二次侧电压;
所述第二电压监测电路用于检测蓄电池电压;
所述汽车主控系统中预设有充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值,用于根据DC/DC模块的二次侧电压、蓄电池电压、充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值判断是否存在充电回路故障,并根据判断结果输出报警信号。
2.根据权利要求1所述一种低压蓄电池充电回路,其特征在于,所述汽车主控系统将DC/DC模块的二次侧电压与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压正常,则将蓄电池电压与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压低于蓄电池故障阈值电压、且持续时间达到时间阈值,则输出报警信号。
3.基于权利要求1或2所述一种低压蓄电池充电回路的故障检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
预设充电阈值电压、蓄电池故障阈值电压以及时间阈值,分别检测DC/DC模块的二次侧电压与蓄电池电压;
将DC/DC模块的二次侧电压与充电阈值电压比较,若DC/DC模块的二次侧电压异常,则输出报警信号;若DC/DC模块的二次侧电压正常,则将蓄电池电压与蓄电池故障阈值电压比较,若蓄电池电压低于蓄电池故障阈值电压、且持续时间达到时间阈值,则输出报警信号。
4.根据权利要求3所述的故障检测方法,其特征在于,所述若DC/DC模块的二次侧电压异常,包括:DC/DC模块的二次侧电压低于充电阈值电压。
5.根据权利要求3所述的故障检测方法,其特征在于,所述时间阈值不少于30s。
6.根据权利要求3所述的故障检测方法,其特征在于,所述蓄电池故障阈值电压不小于12V。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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