CN113830013A - 管理车辆低压配电的方法和系统及车辆和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管理车辆低压配电的方法和系统及车辆和存储介质，其中，该方法包括：响应于蓄电池安装且整车低压供电回路接通信号，进入低能耗状态并获取蓄电池的静态参数；退出所述低能耗状态，输出电流给车载低压电器，获取所述蓄电池的低负载状态参数；响应于车辆启动信号，获取所述蓄电池的高负载状态参数；响应于蓄电池充电信号，获取所述蓄电池的回充状态参数；根据所述蓄电池的静态参数、所述低负载状态参数、所述高负载状态参数和所述回充状态参数计算所述蓄电池的初始状态值。本发明的系统和方法，可以设定更加准确的蓄电池初始状态，利于整车集成化，降低了成本。

Description

管理车辆低压配电的方法和系统及车辆和存储介质
技术领域
本发明涉及车俩技术领域，尤其是涉及一种管理车辆低压配电的方法，以及管理车辆低压配电的系统和车辆、非临时性计算机存储介质。
背景技术
在相关技术中，对于车辆的电源管理，主要依赖于蓄电池传感器，在整车未起动发动机情况下，蓄电池传感器实时记录蓄电池的老化状态及电量、电压、电流状态、传递给电源管理控制器，并根据电源管理控制器的算法把蓄电池状态定义为4种电源管理等级信号和电池电量低信号；然后把4种电源管理等级信号和电池电量低信号通过CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)发送给空调控制器、DVD控制器、灯光控制器等负载控制器；各个负载控制器根据接收到的等级信号，做出响应的负载管理，并实时监测蓄电池状态提醒用户蓄电池电量情况。
但是，以上方案增加了电源管理控制器，不利于实现整车控制器集成化。另外，依赖于蓄电池传感器的参数采集，对于蓄电池初始状态设定和SOC(State of Charge,电池荷电状态)动态修正方面，准确性低，容易导致车辆电源管理失效，进而导致车辆馈电。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种管理车辆低压配电的方法，该方法可以提高蓄电池初始状态设定和动态设定的准确性，有效管理整车低压电器的配电。
本发明第二个目的在于提出一种非临时性计算机存储介质。
本发明第三个目的在于提出一种管理车辆低压配电的系统。
本发明第四个目的在于提出一种车辆。
为了达到上述目的，本发明第一方面实施例的管理车辆低压配电的方法，所述方法包括：响应于蓄电池安装且整车低压供电回路接通信号，进入低能耗状态并获取蓄电池的静态参数；退出所述低能耗状态，输出电流给车载低压电器，获取所述蓄电池的低负载状态参数；响应于车辆启动信号，获取所述蓄电池的高负载状态参数；响应于蓄电池充电信号，获取所述蓄电池的回充状态参数；根据所述蓄电池的静态参数、所述低负载状态参数、所述高负载状态参数和所述回充状态参数计算所述蓄电池的初始状态值。
根据本发明实施例的管理车辆低压配电的方法，在整车蓄电池安装后，响应于整车低压回路接通信号，暂不输出电流并进入低能耗状态，可以获得更加准确的蓄电池静态参数，以及，基于蓄电池低负载状态、高负载和回充状态下采集的状态参数动态地对蓄电池初始状态值进行修正，可以获得更加准确的蓄电池初始状态值，实现车辆低压电器配电的有效管理，避免出现馈电。
本发明第二方面实施例的非临时性计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现所述的管理车辆低压配电的方法。
为了达到上述目的，本发明第三方面实施例还提出一种管理车辆低压配电的系统，包括：蓄电池，所述蓄电池的负极端与车身地连接；至少一个域控制器，至少一个所述域控制器的输入端与所述蓄电池的正极端连接，至少一个所述域控制器的电源输出端与车载低压电器连接，至少一个所述域控制器包括整车配电控制模块和传感器模块，其中，所述传感器模块用于采集所述蓄电池的状态参数，所述整车配电控制模块用于根据所述状态参数执行所述的管理车辆低压配电的方法。
根据本发明实施例的管理车辆低压配电的系统，设置域控制器，整车配电控制模块和传感器模块集成在域控制器中，利于简化整车电器架构，实现控制模块集成化，降低成本，以及，整车配电控制模块用于根据所述状态参数执行所述的管理车辆低压配电的方法，可以获得更加准确的蓄电池静态参数，以及动态地对蓄电池初始状态值进行修正，从而获得更加准确的蓄电池初始状态值，实现车辆低压电器配电的有效管理，避免出现馈电。
本发明实施例还提出一种车辆，该车辆包括低压电器和所述的管理车辆低压配电的系统，所述系统用于对所述低压电器的配电进行监控和管理。
根据本发明实施例的车辆，通过采用上面实施例的管理车辆低压配电的系统，可以更加有效地对低压电器进行配电管理，整车控制模块数量减少，提高了整车电器集成化，降低了成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的管理车辆低压配电的系统的框图；
图2是根据本发明的另一个实施例的管理车辆低压配电的系统的框图；
图3是根据本发明的一个实施例的管理车辆低压配电的方法的流程图；以及
图4是根据本发明的一个实施例的车辆的框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
对于相关技术中通过蓄电池传感器采集蓄电池的SOC和SOH(State Of Health，健康状态)等数据，进而通过电源管理控制器给整车发送蓄电池电量状态，以实现不同SOC下的用电控制。其中，蓄电池传感器安装在电池正极，若电池首次安装到车辆上，整车电压供电回路接通，蓄电池输出电流，蓄电池传感器会根据蓄电池的电压、输出的电流以及温度设置蓄电池SOC初始值。但是，此时车辆处于刚通电的状态，车辆并未休眠，蓄电池输出的电流较大，此时根据采集的数据设置蓄电池初始状态，误差较大，若需要进行修正，需要等待车辆进入休眠状态，并且整车静态电流较小的情况下，才能完成准确的修正，若车辆为运营车辆，长时间使用，则导致蓄电池状态设置不准确，另外，若车辆测量静态电流较高，也无法校准蓄电池状态，此状态容易导致车辆电源管理失效，进而导致车辆馈电。
为了解决上面的问题，本发明实施例公开了一种管理车辆低压配电的系统和方法。
图1是根据本发明的一个实施例的管理车辆低压配电的系统的架构示意图，如图1所示，本发明实施例的管理车辆低压配电的系统1包括蓄电池11和至少一个域控制器12，其中，蓄电池11的负极端与车身地连接，至少一个域控制器12的输入端与蓄电池11的正极端连接，至少一个域控制器12的电源输出端与车载低压电器连接，至少一个域控制器12包括整车配电控制模块21和传感器模块22，传感器模块22用于采集蓄电池11的状态参数例如电压、电流以及对应的环境温度等，整车配电控制模块21用于根据蓄电池11的状态参数执行管理车辆低压配电的方法。
在一些实施例中，可以由一个域控制器管理整车低压电器的配电，也可以将整车低压电器的配电进行分区管理，以适用于车辆低压电器的布局。例如，将整车低压电器分为两个区域分别由两个域控制器管理，或分为三个区域由三个域控制器管理。
如图2所示，至少一个域控制器12包括第一域控制器20和第二域控制器30，第一域控制器20的第一电源输出端与车辆的第一区域车载低压电器连接，第一域控制器20包括乘车配电控制模块21和传感器模块22。第二域控制器30的输入端与第一域控制器20的第二电源输出端连接，第二域控制器30的输出端与车辆的第二区域车载低压电器连接。具体来说，蓄电池11由第一域控制器20控制，并输出给第一区域车载低压电器以及输出给第二域控制器30，第二域控制器30控制第二区域低压电器，设置第一域控制器20和第二域控制器30即可实现整车低压电器的配电控制，从而可以减少整车模块数量，实现模块集成化，降低了成本。
在一些实施例中，如图2所示，至少一个域控制器12还可以包括第三域控制器40，即可以将整车低压电器分别由三个域控制器来进行配电控制。第三域控制器40的输入端与第一域控制器20的第三电源输出端连接，第三域控制器40的输出端与车辆的第三区域车载低压电器连接。通过设置三个域控制器更加适用于整车低压电器的分布设置。
以三个域控制器对整车低压电器配电管理为例，将整车低压电器分为左区低压电器、右区低压电器和后区低压电器，本发明实施例的系统1包括蓄电池11和三个域控制器分别称为左域控制器、右域控制器、后域控制器和相应的负载，例如，左域控制器为集成了车辆左侧低压控制模块的控制器，实现车辆左侧区域低压电器的控制和管理，右域控制器为集成了车辆右侧低压控制模块的控制器，实现车辆右侧区域的控制和管理，后域控制器为集成了车辆后侧低压控制模块的控制器，实现车辆后侧区域低压电器的控制和管理。蓄电池11负极连接车身地，正极电源首先经过左域控制器，再传输至右域控制器和后域控制器以及对应的负载。
根据本发明实施例的管理车辆低压配电的系统1，使用集成化的电器架构，使得整车配电集成于一个主要的控制器即第一域控制器20，实现整车所有低压模块配电统一管理，相较于相关技术中仅有部分的配电是可控状态，有部分模块通过保险连接蓄电池，本发明实施例采用域控制器，集成整车配电控制器21和传感器模块22以及低压电器的控制模块，可以减少整车模块数量，实现模块集成化，降低成本，以及，将整车配电控制模块21和传感器模块22集成在第一域控制器20中，通过第一域控制器20执行管理车辆低压配电的方法，可以提高蓄电池初始状态设定和动态修正的准确性，实现更加有效的电源管理，避免出现馈电现象，能够适应于不同的使用场景。
下面参考图3描述根据本发明实施例的管理车辆低压配电的方法。本发明实施例的方法用于域控制器，例如图2中的第一域控制器或者左域控制器。
在实施例中，蓄电池电源由第一域控制器例如左域控制器控制，并输出给整车低压电器，蓄电池的传感器模块集成在第一域控制器中，第一域控制器可监测获得蓄电池的电压、输出的电流数据，以及还可以获取车载空调系统的温度传感器采集的温度数据。第一域控制器获取蓄电池数据例如电压、电流和温度数据后，可实现准确的蓄电池初始值设定，并可以避免不准确的动态电量采集，即实现对车辆低压电器配电的有效管理。
图3是根据本发明的一个实施例的管理车辆低压配电的方法的流程图，如图3所示，本发明实施例的方法至少包括步骤S1-步骤S5,具体描述如下。
S1,响应于蓄电池安装且整车低压供电回路接通信号，进入低能耗状态并获取蓄电池的静态参数。
在实施例中，车辆安装蓄电池并接通整车低压供电回路时，第一域控制器首先执行蓄电池初始数据采集，具体地，第一域控制器响应于整车低压供电回路接通信号，暂时不输出电源给整车其它用电模块，此时仅有第一域控制器工作，且第一域控制器处于一个低能耗状态即进入低能耗状态，在此低能耗状态下，除了采集数据的芯片在工作之后，第一域控制器中其它芯片仍处于一个低能耗状态，从而可以保证蓄电池的输出电流处于非常低的水平，接近车辆休眠时的静态电流，在此状态下监测的蓄电池数据，是蓄电池在静态下的相关数据，即获取蓄电池的静态参数例如静态电压、静态电流等。
S2,退出低能耗状态，输出电流给车载低压电器，获取蓄电池的低负载状态参数。
第一域控制器执行蓄电池初始数据采集动作后，输出电流给整车其它用电模块，此时蓄电池输出电流逐渐增大，域控制器采集此状态下蓄电池的数据，此状态为低负载状态，即获取蓄电池在低负载下的低负载状态参数例如此状态下的电压、电流等。
S3,响应于车辆启动信号，获取所述蓄电池的高负载状态参数。
若安装蓄电池结束，车辆启动，此时蓄电池的暑促电流则会进一步增大，域控制器采集此状态下蓄电池的数据，此状态为高负载状态，即获取蓄电池的高负载状态参数。
S4,响应于蓄电池充电信号，获取所述蓄电池的回充状态参数。
在车辆启动后，车辆的DC输出低电压为蓄电池充电，域控制器采集此状态下蓄电池的数据，此状态为蓄电池的回充状态，即获取蓄电池的回充状态参数。
S5,根据蓄电池的静态参数、低负载状态参数、高负载状态参数和回充状态参数计算蓄电池的初始状态值。
在实施例中，上文的静态状态、低负载状态、高负载状态和回充状态可以全面反映蓄电池的状态，包括容量SOC和健康状态SOH等参数。根据蓄电池状态的标定，即采集蓄电池不同状态下输出电流、不同温度和不同电压下对应的蓄电池状态参数，结合蓄电池的物理特性，可以获得蓄电池的初始SOC值和初始SOH值满足的计算的公式或者与各个参数满足的函数关系。在设定蓄电池初始状态时，在蓄电池的静态状态、低负载状态、高负载状态和回充状态下获得对应的参数，这些参数作为输入，利用计算公式或函数关系或者对应关系数据表即可获得蓄电池的初始SOC值和初始SOH值，从而实现蓄电池初始状态的设定。
相较于相关技术中，若车辆安装电池后，车辆长时间运行未进入休眠状态或车辆静态负载较大，则蓄电池传感器只能在用电负载较大的状态下动态地计算蓄电池的参数，即无法采集到蓄电池静态状态下的数据，导致计算误差加大，进而导致电源管理失效。
本发明实施例的管理车辆低压电器配电的方法，在整车蓄电池安装后，响应于整车低压回路接通信号，暂不输出电流并进入低能耗状态，可以获得更加准确的蓄电池静态参数，以及，基于蓄电池低负载状态、高负载和回充状态下采集的状态参数动态地对蓄电池初始状态值进行修正，从而可以获得更加准确的蓄电池初始状态值，实现车辆低压电器配电的有效管理，避免出现馈电。
进一步地，在一些实施例中，根据蓄电池的静态电压和对应温度获得蓄电池的静态SOC值；根据蓄电池的低负载电压获得蓄电池的低负载压降率；根据蓄电池的高负载电压获得蓄电池的高负载压降率；根据静态SOC值、低负载压降率和高负载压降率计算蓄电池的初始SOC值。
例如，域控制器进入低能耗状态获得蓄电池的静态参数，其中，蓄电池静态状态下采集的电压称之为静态电压例如记为Us，根据相应温度下的蓄电池电压与容量曲线可以获得静态电压对应的SOC值；低负载状态即蓄电池开始输出电流且输出电流比较小的状态，在此状态采集的蓄电池的电压可以称之为低负载电压例如记为Ul，通过低负载电压计算电压下降的斜率即低负载压降率例如记为Kl；高负载状态即车辆启动后蓄电池输出电流增加，在此状态下采集的蓄电池的电压可以称之为高负载电压例如记为Uh，通过高负载电压计算的电压下降的斜率称之为高负载压降率例如记为Kh；在车辆启动后，车辆的DC模块输出电压为蓄电池充电，此状态下采集的蓄电池的电压可以称之为回充电压Uc，通过回充电压计算的电压升高的斜率可以称之为回充升压率例如记为Kc。
在一些实施例中，根据以上采集的参数结合蓄电池的物理特性，可以得出以下计算蓄电池初始SOC值得公式：
SOC＝SOCUs+λKl+εKh； 公式(1)
其中,SOC为蓄电池的初始SOC值，SOCUs为蓄电池的静态SOC值，Kl为低负载压降率，Kh为高负载压降率，λ为低负载下SOC修正系数，ε为高负载下SOC修正系数。
进一步地，在实施例中，在获得蓄电池的初始SOC值后，可以根据蓄电池的回充电压获得蓄电池的回充升压率；根据蓄电池的初始SOC值、低负载压降率、高负载压降率和回充升压率获得蓄电池的初始SOH值。
作为示例，可以通过以下公式计算蓄电池的初始SOH值：
SOH＝SOC+βKl+γKh+δKc； 公式(2)
其中，SOH为蓄电池的初始SOH值，SOC为蓄电池的初始SOC值，Kl为低负载压降率，Kh为高负载压降率，Kc为回充升压率，β为低压负载下SOH的修正系数，γ为高负载下SOH修正系数，δ为充电时SOH修正系数。
需要说明的是，以上公式(1)和公式(2)为计算蓄电池的初始状态值的示例，也可以基于上述状态的参数标定对应的数据表格或者函数关系，进而将各个状态下采集的参数数据作为输入，通过查询对应数据表格或通过函数关系或计算公式即可获得蓄电池的初始状态值，相较于相关技术只能在负载较大状态下修正蓄电池初始状态，初始值设定和动态修正偏差大，本发明实施例的方法，计算更加准确，从而可以更加准确地监控电池状态，实现低压电器配电的有效管理，适用于不同场景。
在对蓄电池的初始状态设定之后，域控制器同样可以根据采集的蓄电池数据，实时监控蓄电池状态，在蓄电池电量低时，控制车辆动力电池给蓄电池充电，在蓄电池容量衰减严重时，提醒用户更换蓄电池。
概括来说，本发明实施例的管理车辆低压配电的方法和系统，可以应用于纯电动车辆，也适用于混合动力车辆，通过设计新的电器架构，使整车低压控制模块集成在一个或多个域控制器例如左域控制器、右域控制器和后域控制器中，实现整车低压负载的驱动集成化，减少了整车模块数量，实现模块集成化，降低成本。以及，在此架构下，将传感器模块集成于域控制器，通过域控制器实现蓄电池的电源管理，在域控制架构中，域控制器可管理整车低压负载的配电，在此优势下，在蓄电池安装后，域控制器暂不输出电流给其它用电模块并进入低能耗状态，从而可以获得更加准确的静态参数，以及基于蓄电池不同状态的状态参数可以更加准确地修正初始状态值，因此，在蓄电池集成域控制器的架构下，可以解决蓄电池初始状态设定和动态设定不准确的问题，更加准确地监控蓄电池状态，实现整车低压电器配电的有效管理。
本发明实施例还提出了一种非临时性计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被执行时可实现上面实施例的管理车辆低压配电的方法。
本发明实施例还提出一种车辆，如图4所示，本发明实施例的车辆100包括低压电器2和上面实施例的管理车辆低压配电的系统1，该系统1对低压电器的配电进行监控和管理，其中，管理车辆低压配电的系统1的架构和工作过程可以参照上面实施例的说明。
根据本发明实施例的车辆100，通过采用上面实施例的管理车辆低压配电的系统1，可以更加有效地对低压电器2进行配电管理，整车控制模块数量减少，提高了整车电器集成化，降低了成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种管理车辆低压配电的方法，其特征在于，包括：
响应于蓄电池安装且整车低压供电回路接通信号，进入低能耗状态并获取蓄电池的静态参数；
退出所述低能耗状态，输出电流给车载低压电器，获取所述蓄电池的低负载状态参数；
响应于车辆启动信号，获取所述蓄电池的高负载状态参数；
响应于蓄电池充电信号，获取所述蓄电池的回充状态参数；
根据所述蓄电池的静态参数、所述低负载状态参数、所述高负载状态参数和所述回充状态参数计算所述蓄电池的初始状态值。
2.根据权利要求1所述的管理车辆低压配电的方法，其特征在于，根据所述蓄电池的静态参数、所述低负载状态参数、所述高负载状态参数和所述回充状态参数计算所述蓄电池的初始状态值，包括：
根据所述蓄电池的静态电压和对应温度获得所述蓄电池的静态SOC值；
根据所述蓄电池的低负载电压获得所述蓄电池的低负载压降率；
根据所述蓄电池的高负载电压获得所述蓄电池的高负载压降率；
根据所述静态SOC值、所述低负载压降率和所述高负载压降率计算所述蓄电池的初始SOC值。
3.根据权利要求2所述的管理车辆低压配电的方法，其特征在于，根据所述蓄电池的静态参数、所述低负载状态参数、所述高负载状态参数和所述回充状态参数计算所述蓄电池的初始状态值，还包括：
根据所述蓄电池的回充电压获得所述蓄电池的回充升压率；
根据所述蓄电池的初始SOC值、所述低负载压降率、所述高负载压降率和所述回充升压率获得所述蓄电池的初始SOH值。
4.根据权利要求2所述的管理车辆低压配电的方法，其特征在于，通过以下公式计算所述蓄电池的初始SOC值：
SOC＝SOCUs+λKl+εKh；
其中，SOC为所述蓄电池的初始SOC值，SOCUs为所述蓄电池的静态SOC值，Kl为低负载压降率，Kh为高负载压降率，λ为低负载下SOC修正系数，ε为高负载下SOC修正系数。
5.根据权利要求3或4所述的管理车辆低压配电的方法，其特征在于，通过以下公式计算所述蓄电池的初始SOH值：
SOH＝SOC+βKl+γKh+δKc；
其中，SOH为所述蓄电池的初始SOH值，SOC为所述蓄电池的初始SOC值，Kl为低负载压降率，Kh为高负载压降率，Kc为所述回充升压率，β为低压负载下SOH的修正系数，γ为高负载下SOH修正系数，δ为充电时SOH修正系数。
6.一种非临时性计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-5任一项所述的管理车辆低压配电的方法。
7.一种管理车辆低压配电的系统，其特征在于，包括：
蓄电池，所述蓄电池的负极端与车身地连接；
至少一个域控制器，至少一个所述域控制器的输入端与所述蓄电池的正极端连接，至少一个所述域控制器的电源输出端与车载低压电器连接，至少一个所述域控制器包括整车配电控制模块和传感器模块，其中，所述传感器模块用于采集所述蓄电池的状态参数，所述整车配电控制模块用于根据所述状态参数执行权利要求1-5任一项所述的管理车辆低压配电的方法。
8.根据权利要求7所述的管理车辆低压配电的系统，其特征在于，至少一个所述域控制器包括：
第一域控制器，所述第一域控制器的第一电源输出端与所述车辆的第一区域车载低压电器连接，所述第一域控制器包括所述乘车配电控制模块和所述传感器模块；
第二域控制器，所述第二域控制器的输入端与所述第一域控制器的第二电源输出端连接，所述第二域控制器的输出端与所述车辆的第二区域车载低压电器连接。
9.根据权利要求8所述的管理电动车辆低压配电的系统，其特征在于，至少一个所述域控制器还包括：
第三域控制器，所述第三域控制器的输入端与所述第一域控制器的第三电源输出端连接，所述第三域控制器的输出端与所述车辆的第三区域车载低压电器连接。
10.一种车辆，其特征在于，包括低压电器和权利要求7-9任一项所述的管理车辆低压配电的系统，所述系统用于对所述低压电器的配电进行监控和管理。
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Title
顾晓莉: "车载低压电源管理系统的研究", 《汽车实用技术》 *

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