CN114243824A - 一种电动汽车电源管理模块和电动汽车及电源管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车电源管理模块和电动汽车及电源管理方法，该电动汽车电源管理模块包括蓄电池电压检测模块一端与蓄电池及负载电信号连接，蓄电池电压检测模块的另一端与电源控制模块电信号连接；DC/DC模块的控制端口与电源控制模块电信号连接，电源控制模块通过控制端口控制DC/DC模块的工作状态；动力电池与DC/DC模块的输入端口连接，DC/DC模块的输出与蓄电池及负载连接；蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压低于设定值，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为蓄电池充电电压和/或负载供电电压。在动力电池有足够电量的情况下，能向蓄电池充电，确保整车有电的情况下能启动汽车。

Description

一种电动汽车电源管理模块和电动汽车及电源管理方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车电源管理模块和电动汽车及电源管理方法，具体涉及一种具有蓄电池充电管理能力的电动汽车电源管理模块和电动汽车及电源管理方法。
背景技术
传统电动汽车，一般有两个电池，一个为动力电池，一个为铅酸蓄电池或其他类型的蓄电池；在停车状态，动力电池被关断，汽车的待车供电由蓄电池提供；有些状态，比如停车时间过长，铅酸蓄电池的电力耗尽，电动汽车将不能启动，动力电池中的电量不能使用。
如图1所示的现有技术中电动汽车的电源方案中，设置有两个蓄电池，其中一个为冗余蓄电池为汽车待车状态供电。动力电池通过DC/DC模块向两个蓄电池供电；而传统的电动汽车中的DC/DC模块只在汽车被发动之后才能启动工作；一旦两个蓄电池中的电量耗尽，由于无法从动力电池中取电，因此还是无法启动电动汽车。尽管两个蓄电池的存在降低了不能启动汽车的概率，但还不能较好地解决动力电池中的电量还足够的情况下，因两个蓄电池电量耗尽而不能启动的情况。其根源在于没有设置蓄电池的电量管理机制。
目前L3以下的自动驾驶系统方案中，均采用一套横/纵向控制系统，比如EPS，EBS等系统，同时需要一套蓄电池给各个控制器进行供电，为了保证蓄电池在车辆行驶过程中始终保持供电能力，还需要配备一个发电机随时给蓄电池充电。
L3以上的自动驾驶系统方案中，考虑到驾驶员存在不在环的因素，需要自动驾驶系统在系统出现问题时能够保证安全停车，因此，需要两套横/纵向控制系统。当主控制系统出现问题时，由冗余的控制系统接管控制车辆，保证安全停车。
目前对于L3级别以上的自动驾驶系统，需要两套蓄电池分别对主控制系统和冗余的控制系统进行供电。如果是传统车，需要发电机给两个蓄电池进行充电。如果是电动车，需要高压电池对蓄电池进行充电。
电子模块：把可以实现一定功能的电子线路做成一个单独的整体来使用，就可以称之为模块，一般是用一个小盒子装起来，甚至用胶密封起来，当然也可以不装盒子只是一块电路板，例如电源模块，无线发射模块，信号采集模块等等，本申请电动汽车电源管理模块，是由一个或多个电子模块构成的装置。
ABS：制动防抱死系统“anti-lock brake system”。作用就是在汽车制动时，自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑，滑移率在20%左右，的状态，以保证车轮与地面的附着力在最大值。
EBS：电子制动系统“Electronic Brake Systems”，顺序翻译就是“电子制动系统”。在ABS系统的基础上，EBS增加一套电子控制系统去代替原来的机械系统控制刹车。
VCU：整车控制器“Vehicle control unit”作为新能源车中央控制单元，是整个控制系统的核心。VCU采集电机及电池状态，采集加速踏板信号、制动踏板信号、执行器及传感器信号，根据驾驶员的意图综合分析做出相应判定后，监控下层的各部件控制器的动作，它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等，从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。
汽车停车状态，很多车辆为了监测电池状态，需要频繁启动VCU，或者将VCU从低功耗状态转换到正常工作状态来判定蓄电池的电量，频繁启动VCU增加了蓄电池的能源消耗，缩短了车辆的待机时间，甚至有的汽车，用VCU来判断是否给蓄电池充电，随着技术发展，特别是自动驾驶技术的发展，VCU单元中的处理器功能越来越强，功耗越来越大，用VCU单元来管理蓄电池或参与蓄电池充电，大幅度地消耗了整车电能，缩短了汽车停车待机时间。
发明内容
本发明是解决现有技术中蓄电池的电力耗尽后，即使动力电池中有电，电动汽车也不能启动的问题，而提出一种带有蓄电池的电量管理机制的电动汽车电源管理模块，能实时监控蓄电池电量，并利用动力电池为蓄电池或负载供电，不需要VCU单元参与蓄电池充放电，同时用动力电池与蓄电池相互作为备份电源，只要动力电池有电就能启动电动汽车，或动力电池与蓄电池只要有一个正常，就能启动汽车的VCU单元。
本发明，通过蓄电池电压检测来判断蓄电池中电量状态，并自动由动力电池向蓄电池补充电力，就不会出现动力电池中电量足够，但不能启动汽车的状态。
本发明，还通过检测负载电压来检测负载的状态，如果判断负载电压低于正常值，则切断负载，启动动力电池供电给备用负载，切断主负载与备用负载之间的通路，保证有一路负载工作，用动力电池实现了双电源冗余备份，减少了一块蓄电池。
本发明解决上述技术问题的技术方案是一种电动汽车电源管理模块，用于蓄电池和动力电池的充电放电管理；包括蓄电池电压检测模块，电源控制模块和DC/DC模块，保护模块和负载检测模块；蓄电池电压检测模块一端与蓄电池及负载电信号连接，蓄电池电压检测模块的另一端与电源控制模块电信号连接；DC/DC模块的控制端口与电源控制模块电信号连接，电源控制模块通过控制端口控制DC/DC模块的工作状态；动力电池与DC/DC模块的输入端口连接，DC/DC模块的输出与蓄电池及负载连接；蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压低于设定值，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为蓄电池充电电压和/或负载供电电压；电源控制模块包括动力电压检测模块，动力电压检测模块检测动力电池的电压，当动力电池的电压低于设定值，不启动DC/DC模块；所述负载包括整车控制单元VCU；保护模块的一端与蓄电池电连接，保护模块的另一端与DC/DC模块输出端口电连接；负载检测模块的两个输入端口分别与保护模块的输入端口和保护模块的输出端口电连接；负载检测模块的输出端口与保护模块的控制端口电信号连接；负载检测模块检测到保护模块两端的电压高于设定值，输出控制信号关闭保护模块。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，包括备份负载输出端口，备份负载输出端口的一端与DC/DC模块的输出端口连接，备份负载输出端口的另一端与备份负载连接；所述备份负载为双电源整车控制单元和/或EPS和/或EBS；所述整车控制单元包括两路电源输入，是双电源整车控制单元。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，包括保护模块和负载检测模块；保护模块的一端与蓄电池电连接，保护模块的另一端与DC/DC模块输出端口电连接；负载检测模块的两个输入端口分别与保护模块的输入端口和保护模块的输出端口电连接；负载检测模块的输出端口与保护模块的控制端口电信号连接；负载检测模块检测到保护模块两端的电压高于设定值，输出控制信号关闭保护模块。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，包括备份负载输出端口，备份负载输出端口的一端与DC/DC模块的输出端口连接，备份负载输出端口的另一端与备份负载连接；所述备份负载为双电源整车控制单元和/或EPS和/或EBS；所述整车控制单元包括两路电源输入，是双电源整车控制单元。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压或负载检测低于设定值B，根据设定值B，判定负载出现短路故障，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为备份负载供电电压；电源控制模块驱动负载检测模块关闭保护模块，隔离负载与备用负载电连接。上述DC/DC模块将动力电池的电压转换到14V；电源控制模块包括电信号输入输出接口，所述电信号输入输出接口与整车控制单元电信号连接，所述电信号包括动力电池电压、蓄电池电压、保护模块工作状态、模块温度和/或负载检测告警信号。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，所述DC/DC模块包括场效应晶体管Q1；场效应晶体管的控制端口与电源控制模块电信号连接；电源控制模块输出PWM信号控制场效应晶体管Q1的开通与关闭；所述DC/DC模块还包括电感L1，电容C1和二极管D1；电感L1与效应晶体管Q1串联；电容C1的正极与电感L1的输出端连接，电容C1的负极与电源的连接；二极管D1的负极与电感L1的输入端连接，二极管D1的正极与电源的连接。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，所述保护模块包括场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3，场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3共同组成背靠背NMOSFET；场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3的控制端口均和负载检测模块的输出端口电连接。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，所述电源控制模块与负载检测模块电信号连接，当动力电压检测模块检测到动力电池的电压低于设定值，输出控制信号控制负载检测模块关断保护模块。
电动汽车电源管理模块的技术方案中，所述电源控制模块向负载检测模块的输出控制信号是电压信号；该输出控制信号的电压为14V，是正常工作模式；该输出控制信号的电压为6V，负载检测模块关断保护模块。
本发明解决上述技术问题的技术方案还可以是一种电动汽车，包括上述的电动汽车电源管理模块。
本发明解决上述技术问题的技术方案还可以是一种电动汽车电源管理方法，基于上述的电动汽车电源管理模块，包括以下步骤：
步骤10：动力电池电压检测，如果动力电池电压低于设定值；关闭DC/DC模块，进入低功耗周期休眠状态；
步骤20：检测蓄电池电压，判断蓄电池电压是否低于设定值的步骤；若电池电压低于设定值，启动DC/DC模块，用动力电池中的电能为蓄电池充电的步骤；
步骤30：检测DC/DC模块向蓄电池充电电流大小，并判断的该充电电流数值是否高于设定值；若充电电流数值高于设定值，则打开保护模块，停止向蓄电池充电。
还包括独立步骤50，步骤50：蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压或负载检测低于设定值B，根据设定值B，判定负载出现短路故障，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为备份负载供电电压；电源控制模块驱动负载检测模块关闭保护模块，隔离负载与备用负载电连接。
本申请中技术方案的有益效果是：
1.蓄电池电压检测模块的设置，避免了动力电池有电的情况下，蓄电池还会出现电量耗尽无法启动汽车的情况；在动力电池有足够电量的情况下，能向蓄电池充电，确保整车有电的情况下能启动汽车；
2.动力电压检测模块的设置，对动力电池其保护作用，优先保证动力电池自身的状态，不会发生过放电的情况，优先保护价值更高的动力电池；
3.保护模块和负载检测模块的设置进一步提高了电源的安全性和可靠性，避免发生过充现象；
4.巧妙的电路设计能将上述复杂的功能整合实现，而无需设置单独的控制器，不仅节约了控制成本，也减少了控制环节，也提高了系统的可靠性和安全性；
5.无须VCU参与蓄电池电量监控与充电管理，大幅度降低了停车待机的功耗；
6.不会出现停车时间过长，蓄电池中没有电，但是动力电池中的电量还很多，却不能启动汽车的情况；
7.保护模块能够确保充电过程中，不会出现大电流破坏充电的情况；
8.整车只有动力电池的状态下，也能够启动汽车，运行汽车，实现了用动力电池作为备份电源，减少一个备份蓄电池。
附图说明
图1是现有技术中电动汽车的蓄电池电源备份冗余方案示意框图；
图2是电动汽车电源管理模块优选实施例之一的示意框图；
图3是电动汽车电源管理模块具备双电源工作待命实施例示意框图；
图4是一种驱动整车控制单元的电源管理装置实施例示意框图；
图5是一种驱动双电源整车控制单元的电源管理装置实施例示意框图；
图6是一种驱动双电源刹车模块的电源管理装置实施例示意框图；
图7是一种驱动主备电源刹车模块的电源管理装置实施例示意框图；
图8是一种电源管理装置实施例内部具体电路示意图；
图9是一种电动汽车电源管理方法实施例流程示意图。
具体实施方式
以下结合各附图对本申请内容做进一步详述。需要说明的是，以下是本发明较佳实施例的说明，并不对本发明构成任何限制。本发明较佳实施例的说明只是作为本发明一般原理的说明。
如图2所示的一种用于蓄电池和动力电池的充电放电管理的电动汽车电源管理模块实施例中；包括蓄电池电压检测模块，电源控制模块和DC/DC模块，保护模块和负载检测模块；蓄电池电压检测模块一端与蓄电池及负载电信号连接，蓄电池电压检测模块的另一端与电源控制模块电信号连接；DC/DC模块的控制端口与电源控制模块电信号连接，电源控制模块通过控制端口控制DC/DC模块的工作状态；动力电池与DC/DC模块的输入端口连接，DC/DC模块的输出与蓄电池及负载连接；蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压低于设定值，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为蓄电池充电电压和/或负载供电电压；电源控制模块包括动力电压检测模块，动力电压检测模块检测动力电池的电压，当动力电池的电压低于设定值，不启动DC/DC模块；所述负载包括整车控制单元VCU；保护模块的一端与蓄电池电连接，保护模块的另一端与DC/DC模块输出端口电连接；负载检测模块的两个输入端口分别与保护模块的输入端口和保护模块的输出端口电连接；负载检测模块的输出端口与保护模块的控制端口电信号连接；负载检测模块检测到保护模块两端的电压高于设定值，输出控制信号关闭保护模块。
电动汽车电源管理模块内部的电源控制模块可以包括一块低功耗的MCU，该MCU具备AD转换功能，定时器功能，电源控制模块可以处于低功耗状态，周期性唤醒检测蓄电池电压与动力电池电压，根据电压状态，判定是否启动DC/DC模块，整个电源控制模块的功耗可以做到微安级别，大幅度降低功耗。
如图4，整车控制单元VCU不参与蓄电池电量的监控，也不参与蓄电池的充放电管理，整车控制单元VCU的耗电量相对较高，停车状态，整车控制单元VCU一直处于关闭或低功耗状态，能够大幅度地降低停车待机的功耗，如果蓄电池电量因待机消耗降低，本申请的电动汽车电源管理模块能够自动通过动力电池给蓄电池补充电量，不会出现停车时间过长，蓄电池中没有电，但是动力电池中的电量还很多，却不能启动汽车的情况。保护模块能够确保充电过程中，不会出现大电流破坏充电的情况。
如图4与图5，日常停车状态中，整车控制单元可以处于掉电或者低功耗工作模式，当点火钥匙插入时，再启动整车控制单元，减少日常停车状态的能量消耗，图5中，整车控制单元有两路电源输入，这种模式，即使蓄电池损坏，整车只有动力电池的状态下，也能够启动汽车，运行汽车，实现了用动力电池作为备份电源，减少一个备份蓄电池。
如图2至图7所示的电动汽车电源管理模块实施例中，包括蓄电池电压检测模块，通过蓄电池电压检测模块，电动汽车电源管理模块的核心模块能够判断蓄电池电压高低，如果蓄电池电压低于设定值，就启动DC/DC模块给蓄电池和/或负载供电电压供电；这样就不会出现动力电池中电量足够的情况下，因蓄电池的电量不足而不能启动汽车的状态。蓄电池电压检测模块的设置，避免了动力电池有电的情况下，蓄电池还会出现电量耗尽无法启动汽车的情况；在动力电池有足够电量的情况下，能向蓄电池充电，确保整车有电的情况下能启动汽车。
如图2至图7所示的电动汽车电源管理模块实施例中，包括动力电压检测模块，动力电压检测模块检测动力电池的电压，当动力电池的电压低于设定值，不启动DC/DC模块；电源控制模块包括电信号输入输出接口，所述电信号输入输出接口与整车控制单元电信号连接，所述电信号包括动力电池电压、蓄电池电压、保护模块工作状态、模块温度和/或负载检测告警信号。
如图2至图6所示的电动汽车电源管理模块实施例中，动力电压检测模块检测动力电池电压，当动力电池电压低于一定地值，若继续放电，将损坏动力电池。在这种情况，即使蓄电池电压低于设定值，也不能继续给蓄电池供电，保护价值更高的动力电池。动力电压检测模块的设置，对动力电池其保护作用，优先保证动力电池自身的状态，不会发生过放电的情况。
如图5，电源控制模块包括电信号输入输出接口，具体的电信号接口模式可以是CAN总线接口、串口、网口等接口形式，通过电信号接口，整车控制单元可以获得动力电池电压、蓄电池电压、保护模块工作状态等信息，也可以接收各种告警信号。
如图3、图5和图6所示的电动汽车电源管理模块实施例中，包括备份负载输出端口，备份负载输出端口的一端与DC/DC模块的输出端口连接，备份负载输出端口的另一端与备份负载连接。
目前现有技术中，L3以下的自动驾驶系统的电源方案中，均采用一套横/纵向控制系统，比如EPS，EBS等系统，同时需要一套蓄电池给各个控制器进行供电，为了保证蓄电池在车辆行驶过程中始终保持供电能力，还需要配备一个发电机随时给蓄电池充电。L3以上的自动驾驶系统方案中，考虑到驾驶员有可能存在不在环的情况，需要自动驾驶系统在系统出现问题时能够保证安全停车，因此需要两套横/纵向控制系统。当主控制系统出现问题时，由冗余的控制系统接管控制车辆，保证安全停车。
如图1所示，目前对于L3级别以上的自动驾驶系统，需要两套蓄电池分别对主控制系统和冗余的控制系统进行供电。如果是传统车，需要发电机给两个蓄电池进行充电。如果是电动车，需要动力电池对两个蓄电池进行充电。如果是自动驾驶汽车，或者具有双控制系统的电动汽车，负载加载在蓄电池上，还有一套备份负载，备份负载在负载故障时，可以接管对汽车的控制。
如图4至图7所示的电动汽车电源管理模块实施例中，包括保护模块和负载检测模块；保护模块的一端与蓄电池电连接，保护模块的另一端与DC/DC模块输出端口电连接；负载检测模块的两个输入端口分别与保护模块的输入端口和保护模块的输出端口电连接；负载检测模块的输出端口与保护模块的控制端口电信号连接；负载检测模块检测到保护模块两端的电压高于设定值，输出控制信号关闭保护模块；蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压或负载检测低于设定值B，根据设定值B，判定负载出现短路故障，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为备份负载供电电压；电源控制模块驱动负载检测模块关闭保护模块，隔离负载与备用负载电连接。
一般负载发生短路后，电压为零，设定值B就等于零，如果负载开路，会出现运行过程中，蓄电池电压不波动的情况，蓄电池电压检测模块可以加入AI控制算法，智能的判断是否要启动备用负载电连接。
不过一般情况下，运行状态的汽车，备用负载与负载都同时在线，开路故障，由中央控制器来判断，电源管理装置可以不用处理负载开路的故障模式。
如图4至图5所示的电动汽车电源管理模块实施例中，保护模块可以关断动力电池给蓄电池充电的线路，电流流经保护模块，会在保护模块上形成一定的电压，负载检测模块检测这个电压，当该电压高于设定值，意味充电电流大于设定，为了保护蓄电池，负载检测模块关断保护模块，关闭充电通路。
在一些附图中未显示的电动汽车电源管理模块实施例中，DC/DC模块将动力电池的电压转换到14V。一般铅酸蓄电池，工作电压为12V~14V，充电电压在13V到14V，DC/DC模块转换输出14V，能满足铅酸蓄电池的充电需要，如果有其他类型的电池，可以设定DC/DC模块输出适当的电压。
如图7所示的电动汽车电源管理模块实施例中，所述DC/DC模块包括场效应晶体管Q1；场效应晶体管的控制端口与电源控制模块电信号连接；电源控制模块输出PWM信号控制场效应晶体管Q1的开通与关闭；DC/DC模块还包括电感L1，电容C1和二极管D1；电感L1与效应晶体管Q1串联；电容C1的正极与电感L1的输出端连接，电容C1的负极与电源的连接；二极管D1的负极与电感L1的输入端连接，二极管D1的正极与电源的连接。
R1和R2为A点的电压采样电阻，C2为电路电压稳定电容，R3和R4一起用来防止线路过长时的防干扰电阻。R5和R6为基准电压的采样电阻，调节基准电压到14V。A点的电压经过R1和R2采样后，与基准电压一起进入比较器1，进行比较。若发现A点电压超过基准电压，则通过U1输出低电平。右半部分同理作为欠压检测电路，基准电压调节为6V，通过U2输出低电平。最后通过U3或门，只要欠压或过压有一个检测成功，则输出低电平，同时关断Q2和Q3，隔离Battery和Battery，实现整车主负载线路和冗余负载线路的隔离，保证整车自始至终存在一套供电系统，保证行车安全。
如图7所示的实施例中，蓄电池740、动力电池710、负载750，蓄电电源控制模块720、DC/DC模块770，蓄电池电压检测模块集成在电源控制模块720中、负载检测模块730控制保护模块760的开启或关断。DC/DC模块770包括效应晶体管Q1，控制模块720输出PWM信号，能够驱动效应晶体管Q1不断地开启或关闭，电流经过电感L1、电容C1滤波，形成稳定的DC/DC输出。
如图7所示的电动汽车电源管理模块实施例中，所述保护模块包括场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3，场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3共同组成背靠背NMOSFET；场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3的控制端口均和负载检测模块的输出端口电连接。
如图7所示的实施例中，控制保护模块760中包括场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3，能实现蓄电池和动力电池之间的双向导通，场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3导通过程中，有压降，当负载检测模块730检测到压降大于设定值，意味充电电流过大，负载检测模块730会关断场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3，能够保护蓄电池740。
如图2至图6所示的电动汽车电源管理模块实施例中，所述电源控制模块与负载检测模块电信号连接，当动力电压检测模块检测到动力电池的电压低于设定值，输出控制信号控制负载检测模块关断保护模块。
现有电动汽车，只有启动汽车后，才会启动充电，才会将动力电池的电量转换到蓄电池中，经常会出现停车时间较长，蓄电池没有电，不能发动汽车的现象，通过检测蓄电池的电压，如果电压低于设定值，就启动充电，可以保证蓄电池中电池电量自动补充。
如图7所示的电动汽车电源管理模块实施例中，电源控制模块720与负载检测模块730通过电信号连接，当电源控制模块720检测到动力电池710的电压低于设定值，电源控制模块720在VCCOUT端口输出低电平，低电平拉低比较器1与比较器2的参考电压，驱动关闭控制保护模块760，保护动力电池，不让动力电池过放电。
在一些附图中未显示的电动汽车电源管理模块实施例中，所述电源控制模块向负载检测模块的输出控制信号是电压信号；输出控制信号的电压为14V，是正常工作模式；输出控制信号的电压为6V，负载检测模块关断保护模块。
如图7所示，电源控制模块向负载检测模块的输出控制信号的关断电压为6V，根据不同的具体电路设计，可以设置为不同地值。
在一些附图中未显示的实施例中，还包括一种电动汽车包括上述电动汽车电源管理模块。
普通的电动汽车，可以采用上述的各种电动汽车电源管理模块；后续发展的自动驾驶电动汽车，也可以采用上述的各种汽车电动汽车电源管理模块，能够保证汽车在各种情况下的用电。
如图9，是基于上述的电动汽车电源管理模块，包括以下步骤：
步骤10：动力电池电压检测，如果动力电池电压低于设定值；关闭DC/DC模块，进入低功耗周期休眠状态；
步骤20：检测蓄电池电压，判断蓄电池电压是否低于设定值的步骤；若电池电压低于设定值，启动DC/DC模块，用动力电池中的电能为蓄电池充电的步骤；
步骤30：检测DC/DC模块向蓄电池充电电流大小，并判断的该充电电流数值是否高于设定值；若充电电流数值高于设定值，则打开保护模块，停止向蓄电池充电。
还包括独立步骤50，步骤50：蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压或负载检测低于设定值B，根据设定值B，判定负载出现短路故障，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为备份负载供电电压；电源控制模块驱动负载检测模块关闭保护模块，隔离负载与备用负载电连接。
本发明虽然根据优选实施例和若干备选方案进行说明和描述，但发明不会被在本说明书中的特定描述所限制。其它另外的替代或等同组件也可以用于实践本发明。

Claims (11)

1.一种电动汽车电源管理模块，用于蓄电池和动力电池的充电放电管理；其特征在于，
包括蓄电池电压检测模块，电源控制模块和DC/DC模块，保护模块和负载检测模块；
蓄电池电压检测模块一端与蓄电池及负载电信号连接，蓄电池电压检测模块的另一端与电源控制模块电信号连接；DC/DC模块的控制端口与电源控制模块电信号连接，电源控制模块通过控制端口控制DC/DC模块的工作状态；
动力电池与DC/DC模块的输入端口连接，DC/DC模块的输出与蓄电池及负载连接；
蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压低于设定值，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为蓄电池充电电压和/或负载供电电压；
电源控制模块包括动力电压检测模块，动力电压检测模块检测动力电池的电压，当动力电池的电压低于设定值，不启动DC/DC模块；
所述负载包括整车控制单元VCU;
保护模块的一端与蓄电池电连接，保护模块的另一端与DC/DC模块输出端口电连接；
负载检测模块的两个输入端口分别与保护模块的输入端口和保护模块的输出端口电连接；负载检测模块的输出端口与保护模块的控制端口电信号连接；负载检测模块检测到保护模块两端的电压高于设定值，输出控制信号关闭保护模块。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
包括备份负载输出端口，备份负载输出端口的一端与DC/DC模块的输出端口连接，备份负载输出端口的另一端与备份负载连接；所述备份负载为双电源整车控制单元和/或EPS和/或EBS；所述整车控制单元包括两路电源输入，是双电源整车控制单元。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压或负载检测低于设定值B，根据设定值B，判定负载出现短路故障，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为备份负载供电电压；电源控制模块驱动负载检测模块关闭保护模块，隔离负载与备用负载电连接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
所述DC/DC模块将动力电池的电压转换到14V；电源控制模块包括电信号输入输出接口，所述电信号输入输出接口与整车控制单元电信号连接，所述电信号包括动力电池电压、蓄电池电压、保护模块工作状态、模块温度和/或负载检测告警信号。
5.根据权利要求3所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
所述DC/DC模块包括场效应晶体管Q1；
场效应晶体管的控制端口与电源控制模块电信号连接；
电源控制模块输出PWM信号控制场效应晶体管Q1的开通与关闭；
所述DC/DC模块还包括电感L1，电容C1和二极管D1；
电感L1与效应晶体管Q1串联；电容C1的正极与电感L1的输出端连接，电容C1的负极与电源地连接；二极管D1的负极与电感L1的输入端连接，二极管D1的正极与电源地连接。
6.根据权利要求3所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
所述保护模块包括场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3，场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3共同组成背靠背NMOSFET；
场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q3的控制端口均和负载检测模块的输出端口电连接。
7.根据权利要求3所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
所述电源控制模块与负载检测模块电信号连接，当动力电压检测模块检测到动力电池的电压低于设定值，输出控制信号控制负载检测模块关断保护模块。
8.根据权利要求7所述的电动汽车电源管理模块，其特征在于，
所述电源控制模块向负载检测模块的输出控制信号是电压信号；
该输出控制信号的电压为14V，是正常工作模式；
该输出控制信号的电压为6V，负载检测模块关断保护模块，隔离负载与备用负载电连接。
9.一种电动汽车，其特征在于，
包括权利要求1至8任意一项的电动汽车电源管理模块。
10.一种电动汽车电源管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤10：动力电池电压检测，如果动力电池电压低于设定值；关闭DC/DC模块，进入低功耗周期休眠状态；
步骤20：检测蓄电池电压，判断蓄电池电压是否低于设定值的步骤；若电池电压低于设定值，启动DC/DC模块，用动力电池中的电能为蓄电池充电的步骤；
步骤30：检测DC/DC模块向蓄电池充电电流大小，并判断的该充电电流数值是否高于设定值；若充电电流数值高于设定值，则打开保护模块，停止向蓄电池充电。
11.根据权利要求10所述的电动汽车电源管理方法，其特征在于，还包括独立步骤50：
步骤50：蓄电池电压检测模块检测到蓄电池电压或负载检测低于设定值B，根据设定值B，判定负载出现短路故障，电源控制模块启动DC/DC模块将动力电池输出的电压转换为备份负载供电电压；电源控制模块驱动负载检测模块关闭保护模块，隔离负载与备用负载电连接。
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