CN114954314A - 一种低压电平衡调节方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低压电平衡调节方法及车辆，本发明通过低压数字配电装置对低压系统连接各个用电器的输出端进行控制，在蓄电池极端情况下(放电状态且电量低)通过蓄电池中一定量的电能存量用做极端情况下低压系统的能量缺口补偿，同时在蓄电池电量持续低的情况下车辆主动关闭非安全性设备，保证了车辆低压系统极端情况下的用电需求，且保护了电池不过放，能够降低车辆对于发电设备的容量要求，在本发明的方法下，车辆无需采用能满足各种极端情况下的大容量发电设备，通过合理利用蓄电池内部所存电量，有效平抑车辆极端工况下所需的电流给整车电平衡带来的冲击，解决现有车辆低压电系统过程中由于发电设备选型过大，造成的成本及能源浪费的问题。

Description

一种低压电平衡调节方法及车辆
技术领域
本发明的一种低压电平衡调节方法及车辆，属于低压配电领域，尤其涉及低压系统在不同负荷水平下的功率平衡与调节的方法和车辆。
背景技术
为实现中国碳达峰和碳中和目标，车辆行业围绕着降低整车成本、提升资源利用效率及车辆运行效率、降低整车能耗等课题开展了各种各样的技术研究。
一直以来车辆的低压系统均采用保险和继电器进行配电，保险用来对车辆线束及用电设备进行保护，继电器用来对对应用电器进行通断开关控制。低压用电器的启停及是否工作都是由司机主动控制，或者简单的根据传感器返回的信息进行控制，例如根据司机的控制启动影音娱乐设备、根据光线传感器控制大灯的开关、根据雨量传感器控制雨刷器的快慢、根据温度传感器控制暖风或空调风量。
低压蓄电池的作用是在车辆启动前，为车辆低压系统供电；以及在车辆启动后存储发电量大于用电量时发电机发出的额外电量，和极端负荷情况下(例如冬季雨夜山路，水暖系统、中冷风扇、灯光、雨刷及限滑、坡道缓速等安全设备全部投入工作，再加上影音娱乐系统，导致低压负荷较大)，发电量低于用电量时，低压蓄电池对低压母线进行电流的补充。车辆低压蓄电池常采用铅酸蓄电池，馈电会给铅酸蓄电池带来不可逆转的损害，严重降低蓄电池的使用寿命，为了避免在整车的实际使用中低压蓄电池的耗尽，需要按照车辆在极端工况下可能产生的最大用电电流来进行低压供电装置(发电装置)的匹配，以保证在车辆启动后发电装置的电量总能满足车辆低压负载的需要，尽可能的不使用低压蓄电池为低压系统进行补电。
这样的设计理念保护了低压蓄电池，防止低压蓄电池长时间在可能的极端情况下行车所导致的蓄电池馈电，但会使车辆低压供电装置(如燃油车的发电机或新能源车的DC/DC等)的选型偏大，能满足任何极端情况下的整车低压电耗，但发电设备长期工作在极低的负荷水平下，额外产生的电流会对低压蓄电池造成过充，同样会造成铅酸蓄电池的寿命减少，报废的蓄电池会严重污染自然环境；同时功率过大的发电设备装配在车辆上，而车辆又极少工作在大负荷的极端工况下，导致车辆的成本变高以及能耗增加，存在着极大的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种低压电平衡调节方法及车辆，用以解决目前车辆低压供电装置选型过大导致的成本高、蓄电池寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
本发明的一种车辆，包括低压用电设备、低压供电装置和低压蓄电池，还包括低压数字配电装置，所述低压供电装置和低压蓄电池分别连接于低压数字配电装置的两个电源端口，所述低压数字配电装置的各个输出端对应连接各个低压用电设备；
所述低压数字配电装置包括控制器，所述控制器控制各个输出端的输出；所述控制器执行指令，实现如下低压电平衡调节方法：
1)判断最近的第一设定时间内，低压蓄电池是在充电状态还是放电状态；
2)若是充电状态，则维持当前状态；
若是放电状态，且低压蓄电池当前电量大于设定阈值，则维持当前状态；
若是放电状态，且低压蓄电池当前电量小于设定阈值，则将低压用电设备中，非安全性设备所对应的输出端的输出功率降低或关闭。
本发明通过低压数字配电装置对低压系统连接各个用电器的输出端进行控制，在蓄电池极端情况下(放电状态且电量低)通过蓄电池中一定量的电能存量用做极端情况下低压系统的能量缺口补偿，同时在蓄电池电量持续低的情况下车辆主动关闭非安全性设备，保证了车辆低压系统极端情况下的用电需求，且保护了电池不过放，在这样的背景下，显然能够降低车辆对于发电设备的容量要求，在本发明的方法下，车辆无需采用能满足各种极端情况下的大容量发电设备，可以选用例如覆盖满足80％使用场景(功耗场景)的发电设备，有效降低了车辆对于发电设备的要求，极端且少数的20％的使用场景下，可以通过蓄电池输出一定容量的存储电联来紧急满足车辆极端情况下低压系统的容量需求。
进一步地，将低压用电设备中，非安全性设备分为娱乐性设备和舒适性设备；
步骤2)中，若是放电状态，且低压蓄电池当前电量小于设定阈值时，则首先降低舒适性设备对应的输出端的输出功率；
在降低之后的第二设定时间内，若依然始终是放电状态，则再关闭可关闭设备对应的输出端的输出功率；所述可关闭设备包括娱乐性设备；
在关闭之后的第二设定时间内，若依然始终是放电状态，则再关闭舒适性设备对应的输出端的输出功率。
本发明进一步对非安全性设备进行进一步地细分，将非用电设备分为以影音娱乐为代表的娱乐性设备和以温度调节为代表的舒适性设备；在低压系统使用蓄电池电量且蓄电池电量低于一个设定值时，首先降低温度调节系统等舒适性设备的功率，尽量对车辆驾乘人员影响最小，且考虑到极端负荷情况一般时间不会持续太长，因此认为对车辆舒适程度干扰不会太大；但是若蓄电池电量更低或进一步降低时，就进一步关闭影音娱乐设备，以防止蓄电池电量消耗过快；在最极端情况下关闭全部娱乐性负载和舒适性负载，防止蓄电池耗尽。本发明根据蓄电池状态分情况分类别控制非安全性设备，兼顾对驾乘人员体验影响最小原则下防止蓄电池耗尽。
进一步地，低压用电设备中，以下一个或多个设备是否属于非安全性设备根据车辆的工作工况来定：雨刷、前照灯、雾灯、电涡流缓速器；将车辆对应的工作工况分为白天与夜晚、晴天与雨天、有雾与无雾、山区与非山区中的一种或多种的组合；
若识别出车辆运行在白天，则将前照灯认定为非安全性设备，若识别出车辆运行在夜晚，则将前照灯认定为安全性设备；
若识别出车辆运行在雨天，则将雨刷认定为安全性设备，若识别出车辆运行在晴天，则将雨刷认定为非安全性设备；
若识别出当前有雾，则将雾灯认定为安全性设备，若识别出当前无雾，则将雾灯认定为非安全性设备；
若识别出车辆运行在山区，则将电涡流缓速器认定为安全性设备，若识别出车辆运行在非山区，则将电涡流缓速器认定为非安全性设备。
进一步地，低压用电设备中，以下一个或多个设备是否属于非安全性设备根据车辆的工作工况来定：雨刷、前照灯、雾灯、电涡流缓速器；将车辆对应的工作工况分为白天与夜晚、晴天与雨天、有雾与无雾、山区与非山区中的一种或多种的组合；
若识别出车辆运行在夜晚，则将前照灯认定为安全性设备，若识别出车辆运行在白天，则将前照灯认定为可关闭设备；
若识别出车辆运行在雨天，则将雨刷认定为安全性设备，若识别出车辆运行在晴天，则将雨刷认定为可关闭设备；
若识别出当前有雾，则将雾灯认定为安全性设备，若识别出当前无雾，则将雾灯认定为可关闭设备；
若识别出车辆运行在山区，则将电涡流缓速器认定为安全性设备，若识别出车辆运行在非山区，则将电涡流缓速器认定为可关闭设备。
本发明的方案中，是否属于安全性设备根据车辆的行车环境和工况确定，在兼顾行车安全的前提下，在极端情况尽可能的防止蓄电池消耗过大。
进一步地，低压用电设备中，以下一个或多个设备是否属于舒适性设备根据车辆的工作工况来定：空调设备、水暖设备、车内灯光；车辆的工作工况还包括冬天与夏天；
若识别出当前为冬天，则将水暖设备认定为舒适性设备，空调设备认定为可关闭设备；若识别出当前为夏天，则将水暖设备认定为可关闭设备，空调设备认定为舒适性设备；
若识别出车辆运行在夜晚，则将车内灯光认定为舒适性设备，若识别出车辆运行在白天，则将车内灯光认定为可关闭设备。
本发明的方案中，是否属于舒适性设备也根据车辆的行车环境和工况确定，在兼顾驾乘人员舒适性的前提下，在极端情况尽可能的防止蓄电池消耗过大。
进一步地，步骤1)中，所述低压蓄电池充电状态和放电状态的判断方法为：
检测对应时刻低压供电装置的发电量和整车用电量，若发电量大于用电量则对应时刻低压蓄电池为充电状态，若发电量小于用电量则对应时刻低压蓄电池为放电状态；
或者，根据低压蓄电池对应的电源端口处的电流监测芯片监测的电流方向获得。
通过数字配电装置对低压供电装置发电量和整车低压电耗的监控，判断蓄电池的充放电状态，方案简单可靠，判断准确。
进一步地，低压蓄电池当前电量通过如下方式获得：车辆上电时，估算蓄电池启动时电量存量Cs；车辆运行过程中，实时监测蓄电池的电量变化；当前时刻t时，低压蓄电池电量Ct为：
Figure BDA0003674842170000051
其中，IBt为蓄电池在t时刻的电量变化，C为蓄电池的容量；
电量变化IBt＝ISt-IUt，ISt为t时刻低压供电装置的发电量，IUt为t时刻整车用电量。
考虑到车辆启动时低压系统稳定状态下蓄电池的电量估计准确度高，通过例如开路电压法通过蓄电池端电压判断电池电量，在运行过程中通过发电量和耗电量之和进行积分的方式获得每时刻的蓄电池的当前电量，结果准确可靠，无需进行额外硬件改动，可实施性强。
进一步地，对应时刻整车用电量根据各个低压用电设备的耗电量计算，对应时刻整车用电量为对应时刻各个低压用电设备的耗电量之和，低压用电设备的耗电量根据对应输出端的电流值计算；
或者，对应时刻整车用电量根据对应时刻整车低压母线电流值计算。
进一步地，对于内燃机车辆，所述低压供电装置为由发动机皮带驱动的发电机；所述发电量通过发动机转速和发电机皮带轮系统传动比来计算出发电机转速，再根据所述发电机的属性参数中转速与输出电流的对应关系，得到对应时刻发电量；
或者，所述发电量根据对应时刻发电机母线电流计算，所述母线电流通过发电机Lin线或者发电机母线电流传感器或者低压供电装置对应的电源端口处的电流监测芯片获得；
对于新能源车辆，所述低压供电装置为DC/DC；所述发电量根据DC/DC的参数，或者DC/DC实际工作状态的CAN信息或者低压供电装置对应的电源端口处的电流监测芯片获得。
以上各个指标的计算和获得，均根据车辆现有零部件的参数和特性得到，无需对车辆进行零部件的改动，有效控制成本且结果准确。
本发明的一种低压电平衡调节方法，采用如权利要求1～9任一项所述的车辆中的低压电平衡调节方法。
本发明的方法通过合理利用蓄电池内部所存电量，有效平抑车辆极端工况下所需的电流给整车电平衡带来的冲击，解决现有车辆低压电系统过程中由于发电设备选型过大，造成的成本及能源浪费的问题。
附图说明
图1为本发明车辆实施例中的系统连接示意图；
图2为本发明车辆实施例中的CAN网络连接示意图；
图3为本发明车辆实施例中数字配电装置的系统原理示意图；
图4为本发明车辆实施例中低压电平衡调节方法流程示意图；
图5为发电机发电量与发电机转速关系的发电机输出特性曲线示意图。
图1为电气系统连接图，标号1代表蓄电池，标号2代表低压供电装置，标号3代表低压数字配电装置，标号4-标号10代表整车上采用低压供电的低压用电设备。
图中，标号11为组合仪表，标号12为T-BOX，标号13为车联网云端平台，标号14为空调控制装置，标号15为水暖控制装置，标号16为数字配电装置，标号17为整车VCU，标号18为DC/DC，标号19为其他CAN网络节点；标号21与22为电流监测芯片，标号23为线性稳压器LDO，标号24为微处理器MCU，标号25、26、27为高边驱动芯片HSD，标号28为CAN通讯芯片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
车辆实施例：
本发明的车辆包括低压系统，低压系统如图1所示，包括低压供电装置2、低压蓄电池1、低压数字配电装置3和整车上采用低压供电的用电设备4～10。低压供电装置2和低压蓄电池1分别连接于低压数字配电装置3的两个电源端口，各个低压用电设备4～10对应连接于低压数字配电装置3的各个输出端口。
低压数字配电装置3如图3所示，低压数字配电装置3中包括电流监测芯片21、22，线性稳压器(LDO)23，微处理器(MCU)24，为高边驱动芯片(HSD)25、26、27，CAN通讯芯片28；图中蓄电池相当于图1中的低压蓄电池1，发电设备相当于图1中的低压供电装置2，负载相当于图1中的低压用电设备4～10。
高边功率驱动芯片(HSD)25、26、27除了替代保险丝对线束形成保护之外，还能额外检测该线路的电流并控制该线路的通断。因此本实施例中的低压数字配电装置，是一种低压配电控制器，可以将输入电源，通过内部功率芯片或其他半导体结构，合理进行电力分配，并对其所输出的电源及后端线束进行保护，检测输出电流状态，并可以随时对输出进行智能控制的装置。可以替代传统车辆低压系统里的保险和控制通断电启动与关闭的继电器。其中，微处理器24能够通过电流监测芯片21、22监测蓄电池输出和输入的，以及发电设备输出的电流值，还能够通过高边驱动芯片(HSD)25、26、27控制关闭对不同负载的功率输出。
作为其他实施方式，还可以通过在对应输出端口上设置的电流监测芯片监测对不同负载的电流输出；此外，蓄电池输出和输入的，以及发电设备输出的电流值还可以通过别的途径获得，因此还可以不设置电流监测芯片21、22。具体的数字配电装置的实现方案可以参考公开号为CN206781673U中国实用新型专利公开文本，此处不再赘述。
本领域技术人员应当明了，本实施例中所称的低压数字配电装置及其控制装置(微处理器)，也可以引申为车辆上具备相同功能(控制各个低压用电器的功率或开关)的装置和控制装置的组合，例如通过整车控制器控制各个低压设备的功率和起停，则整车控制器和相关线路上的控制模块就应当视为本发明的“低压数字配电装置”。
现有技术中的低压配电系统，存在着电流不可感知，控制逻辑不易变更以及无法主动控制等特点，无法独立控制整车各个低压设备的工作状态。例如客车内使用的车厢取暖装置，一般是由燃油加热器和车厢内的散热风机组成的，在传统的架构里，最多只能获得燃油加热器打开的信号，但是散热风机开了没有，开了几个是无法了解的，因此无法在蓄电池放电的状态下，很精准的去掌控哪些负载可以关闭，或者限制功率限制多少。而本发明中采用的低压数字配电装置解决了这一问题。
本发明的车辆，可以为具有低压系统的任意类型车辆，例如柴油车辆、汽油车辆、甲醇车辆、天然气车辆、混合动力车辆、纯电动车辆、氢燃料车辆；车辆具体可以分为内燃机车辆和电驱动车辆，对于内燃机车辆来说，低压供电装置一般为由内燃机直接驱动的发电机，对于电驱动车辆，低压供电装置一般为连接于动力电池或燃料电池和低压母线之间的降压电路，例如DC/DC。
商用车上低压负载更大，例如客车相比乘用车，车内空调系统、灯光、乘客影音娱乐系统都容量更大且数量更多，因此本实施例以客车为例，对本发明的车辆进行说明，本领域技术人员应当明了，除了低压系统中的发电设备、用电设备有数量、类型和容量的区别外，其他方面并无实质区别，方案在应用于商用车或乘用车从原理上是相通的，在具体某种类型的车辆上的应用不应当成为对本发明保护的限制。
内燃机客车上低压大功率用电设备通常包括：水暖设备、空调设备、雨刮器、车内外灯具、电涡流缓速器、电子冷却风扇、电子路牌、影音娱乐设备等；新能源客车上低压大功率用电设备通常包括：水暖设备、空调设备、雨刮器、车内外灯具、冷却风扇、电子水泵、电子路牌、影音娱乐设备等。
图2为客车的CAN网络系统示意图，其中标号11为组合仪表，为CAN网络信息中枢；标号12为T-BOX系统，负责将车辆信息通过4G网络上传至云端；标号13为车联网云端平台，标号14为空调控制装置，标号15为水暖控制装置，标号16为数字配电装置(相当于图1中的数字配电装置3)，标号17为整车VCU负责提供动力相关信息；标号18为DC/DC(相当于图1中的低压供电装置2)，通过CAN网络提供发电输出功率状态，标号19为其他CAN网络节点。
本实施例中，如图4所示，以低压数字配电装置(例如微处理器24)为控制核心，实现如下低压电平衡调节方法。
1、车辆上电时，通过低压蓄电池电压估算低压蓄电池所剩电量存量(低压蓄电池初始电量)，电量存量与电压对应曲线可通过低压蓄电池厂家所提供的参数获得；
作为其他实施方式，低压蓄电池电量存量也可以由独立的蓄电池传感器或其他现有的低压蓄电池电量算法获得。
2、估算低压蓄电池(以下简称蓄电池)当前时刻的当前电量。通过实时监测蓄电池端的充放电状态，并对充放电量进行积分计算，结合蓄电池初始电量，实时估算出蓄电池当前的电量状态，公式如下：
Figure BDA0003674842170000091
其中，Ct为蓄电池当前的电量状态，Cs为蓄电池初始的电量存量，IBt为蓄电池在t时间的充放电状态，t的大小也表示了从车辆上电到t时刻车辆运行的时间，C为蓄电池的容量；
其中，IBt可以通过实时发电设备的发电量与整车用电量的差值来计算，也可以由低压数字配电装置通过电流监测芯片直接对蓄电池充放电状态进行监测。
其中根据发电设备发电量与整车用电量的差值来进行计算时，其计算公式为：
IBt＝ISt-IUt
其中，ISt为t时刻发电机的发电量，IUt为t时刻整车用电量。
作为其他实施方式，针对内燃机客车，可以先通过发动机转速和发电机皮带轮系的传动比来计算出发电机转速，再依据发电机厂家提供信息，根据如图5所示的发电机转速和输出电流大小的特性关系(发电机输出特性曲线)，查表得出发电机在t时刻的输出电流。因车辆低压等级(例如12伏或24伏)是确定的，因此得到的电流值即可表现对应时刻发电机的发电量ISt。
其中，发动机转速信息可以直接在整车CAN网络上进行采集。
作为其他实施方式，针对内燃机客车，也可以通过LIN发电机的LIN线(LocalInterconnect Network)，或者发电机母线电流传感器的方式，来获取发电机在t时间的输出电流；或者由低压数字配电装置通过电流监测芯片对发电机输出电流进行监测，进而得到对应时刻发电机的发电量ISt。
作为其他实施方式，针对新能源客车，低压供电装置的发电量ISt可以通过DC/DC的参数或DC/DC实际工作状态的CAN信息进行获取。
对于t时刻整车用电量IUt，可以通过低压数字配电装置直接从整车低压负载母线上获得，也可以通过对各个输出端口上通过例如电流监测芯片监测到的实时电流进行累加获得；同样的，因车辆低压等级(例如12伏或24伏)是确定的，因此得到的电流值即可表现对应时刻整车用电量IUt。
3、判断最近30分钟内蓄电池是在充电还是放电状态；
其中所判断的持续时间，可以根据不同车型的实际使用工况进行调整，此处仅以30分钟示例。
若30分钟内整体为充电状态，即最近30分钟内发电机发电量大于整车用电量，则说明发电机发电量能够满足整车需要，蓄电池也不存在耗尽风险，因此无需特殊处理。
若30分钟内整体为放电状态，则进入放电状态的逻辑控制；
A)当蓄电池当前电量高于80％时，认为虽然发电机发电量不能满足整车低压用电需要，但仍可以利用蓄电池的设定大小容量，来满足极端条件下整车低压需求，因此在蓄电池当前电量高于设定值时，不进行特殊处理；
其中用于判断的蓄电池剩余电量阈值，可以依据不同车型的实际使用工况进行调整，可以采用具体电量值或剩余电量占总电量的比例，此处仅以占比80％作为示例，本实施例中后续提到的阈值同理。
B)当蓄电池当前电量低于70％时，车辆适当降低空调或水暖系统功率；
作为其他实施方式，空调降功率可以通过由低压数字配电装置向空调控制器发送CAN报文来进行控制；
作为其他实施方式，在内燃机客车系统中，水暖降功率可以通过由低压数字配电装置按照既定时序，对水暖散热器风扇进行开关或降低输出功率来控制；以及对循环中的电子水泵进行部分关闭或降低功率处理。
作为其他实施方式，在新能源客车系统中，水暖降功率可以通过由低压数字配电装置向空调控制器发送CAN报文来控制PTC的开关状态及功率。
当车辆空调或水暖功率持续降低设定时间后，通过仪表对驾驶员进行提醒“XXX功率降低”；
具体地，仪表对司机的提醒，可以通过由低压数字配电装置向组合仪表发送CAN报文来进行控制。
C)当蓄电池当前电量低于60％时，车辆主动关闭影音娱乐、空调、水暖或者其他舒适性设备，规避蓄电池亏电风险；或者主动分批次首先关闭影音娱乐等娱乐类设备，再关闭空调水暖等舒适性设备。或者作为其他实施方式，车辆仪表通过提示建议司机主动关掉娱乐类和舒适性设备。
具体地，仪表对司机的提示，可以通过文字“蓄电池电量低，请关闭XXX”，或符号片指示，以及报警提示音来对司机进行提醒；
具体地，仪表对司机的提醒，可以通过由低压数字配电装置向组合仪表发送CAN报文来进行控制。
D)在放电工况结束后，即下一个30分钟内发电机发电量大于整车用电量，蓄电池处于充电状态，则只跟踪蓄电池当前的电量存量即可，娱乐性设备及舒适性设备可被重新打开。
作为其他实施方式，车辆对车辆上低压用电器分为安全性设备和非安全性设备，与行车安全直接相关的设备为安全性设备(例如刹车系统的电子助力泵或转向助力泵、ABS系统等)，其他例如舒适性及影音娱乐设备为非安全性设备。
在蓄电池在放电状态且电量低于设定值，则车辆低压系统仅保留安全性，而降低非安全性设备的功率或关闭非安全性设备。
作为其他实施方式，车辆对于安全性设备的定义随车辆工况变化，具体的，若通过光线传感器识别出车辆运行在白天，则将前照灯认定为非安全性设备，白天情况下在蓄电池在放电状态且电量低于设定值时，点亮状态的前照灯会被车辆主动关闭；若识别出车辆运行在夜晚，则将前照灯认定为安全性设备，任何情况车辆不会主动关闭前照灯。
若通过雨量传感器识别出车辆运行在雨天，则将雨刷认定为安全性设备，任何情况车辆不会主动关闭雨刷；若识别出车辆运行在晴天，则蓄电池在放电状态且电量低于设定值时，车辆可能将运行状态的雨刷认定为非安全性设备而主动关闭；
若通过视觉摄像头利用智能算法图像识别的方式识别出当前有雾，则将雾灯认定为安全性设备；若识别出当前无雾，则将雾灯认定为非安全性设备；
若通过高精度车辆电子地图识别出车辆运行在山区，则将电涡流缓速器认定为安全性设备；若识别出车辆运行在非山区，则将电涡流缓速器认定为非安全性设备。
若通过时间或光线传感器识别出车辆运行在夜晚，则将前照灯认定为安全性设备，若识别出车辆运行在白天，则将前照灯认定为可关闭设备；
若识别出当前为冬天，则将水暖设备认定为舒适性设备，空调设备认定为可关闭设备，在蓄电池放电状态且电池电量低时，车辆会直接关闭可关闭设备；若识别出当前为夏天，则将水暖设备认定为可关闭设备，空调设备认定为舒适性设备；
若识别出车辆运行在夜晚，则将车内灯光认定为舒适性设备，若识别出车辆运行在白天，则将车内灯光认定为可关闭设备。
本发明的方法，在蓄电池极端情况下(放电状态且电量低)通过蓄电池中一定量的电能存量用做极端情况下低压系统的能量缺口补偿，同时在蓄电池电量持续低的情况下车辆主动关闭非安全性设备，保证了车辆低压系统极端情况下的用电需求，且保护了电池不过放，在这样的背景下，显然能够降低车辆对于发电设备的容量要求，在本发明的方法下，车辆无需采用能满足各种极端情况下的大容量发电设备，可以选用例如覆盖满足80％使用场景(功耗场景)的发电设备，有效降低了车辆对于发电设备的要求，极端且少数的20％的使用场景下，可以通过蓄电池输出一定容量的存储电联来紧急满足车辆极端情况下低压系统的容量需求。
方法实施例：
本发明的一种低压电平衡调节方法，应用于车辆实施例中介绍的低压系统带有低压数字配电装置的车辆，实现在防止低压蓄电池亏电前提下降低车辆对蓄电池容量的需求，有效降低了车辆成本，同时有利于延长蓄电池的使用寿命。
其中，低压电平衡调节方法已在车辆实施例中介绍的足够清楚，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种车辆，包括低压用电设备、低压供电装置和低压蓄电池，其特征在于，还包括低压数字配电装置，所述低压供电装置和低压蓄电池分别连接于低压数字配电装置的两个电源端口，所述低压数字配电装置的各个输出端对应连接各个低压用电设备；
所述低压数字配电装置包括控制器，所述控制器控制各个输出端的输出；所述控制器执行指令，实现如下低压电平衡调节方法：
1)判断最近的第一设定时间内，低压蓄电池是在充电状态还是放电状态；
2)若是充电状态，则维持当前状态；
若是放电状态，且低压蓄电池当前电量大于设定阈值，则维持当前状态；
若是放电状态，且低压蓄电池当前电量小于设定阈值，则将低压用电设备中，非安全性设备所对应的输出端的输出功率降低或关闭。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，将低压用电设备中，非安全性设备分为娱乐性设备和舒适性设备；
步骤2)中，若是放电状态，且低压蓄电池当前电量小于设定阈值时，则首先降低舒适性设备对应的输出端的输出功率；
在降低之后的第二设定时间内，若依然始终是放电状态，则再关闭可关闭设备对应的输出端的输出功率；所述可关闭设备包括娱乐性设备；
在关闭之后的第二设定时间内，若依然始终是放电状态，则再关闭舒适性设备对应的输出端的输出功率。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，低压用电设备中，以下一个或多个设备是否属于非安全性设备根据车辆的工作工况来定：雨刷、前照灯、雾灯、电涡流缓速器；将车辆对应的工作工况分为白天与夜晚、晴天与雨天、有雾与无雾、山区与非山区中的一种或多种的组合；
若识别出车辆运行在白天，则将前照灯认定为非安全性设备，若识别出车辆运行在夜晚，则将前照灯认定为安全性设备；
若识别出车辆运行在雨天，则将雨刷认定为安全性设备，若识别出车辆运行在晴天，则将雨刷认定为非安全性设备；
若识别出当前有雾，则将雾灯认定为安全性设备，若识别出当前无雾，则将雾灯认定为非安全性设备；
若识别出车辆运行在山区，则将电涡流缓速器认定为安全性设备，若识别出车辆运行在非山区，则将电涡流缓速器认定为非安全性设备。
4.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，低压用电设备中，以下一个或多个设备是否属于非安全性设备根据车辆的工作工况来定：雨刷、前照灯、雾灯、电涡流缓速器；将车辆对应的工作工况分为白天与夜晚、晴天与雨天、有雾与无雾、山区与非山区中的一种或多种的组合；
若识别出车辆运行在夜晚，则将前照灯认定为安全性设备，若识别出车辆运行在白天，则将前照灯认定为可关闭设备；
若识别出车辆运行在雨天，则将雨刷认定为安全性设备，若识别出车辆运行在晴天，则将雨刷认定为可关闭设备；
若识别出当前有雾，则将雾灯认定为安全性设备，若识别出当前无雾，则将雾灯认定为可关闭设备；
若识别出车辆运行在山区，则将电涡流缓速器认定为安全性设备，若识别出车辆运行在非山区，则将电涡流缓速器认定为可关闭设备。
5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，低压用电设备中，以下一个或多个设备是否属于舒适性设备根据车辆的工作工况来定：空调设备、水暖设备、车内灯光；车辆的工作工况还包括冬天与夏天；
若识别出当前为冬天，则将水暖设备认定为舒适性设备，空调设备认定为可关闭设备；若识别出当前为夏天，则将水暖设备认定为可关闭设备，空调设备认定为舒适性设备；
若识别出车辆运行在夜晚，则将车内灯光认定为舒适性设备，若识别出车辆运行在白天，则将车内灯光认定为可关闭设备。
6.根据权利要求1～5任一项所述的车辆，其特征在于，步骤1)中，所述低压蓄电池充电状态和放电状态的判断方法为：
检测对应时刻低压供电装置的发电量和整车用电量，若发电量大于用电量则对应时刻低压蓄电池为充电状态，若发电量小于用电量则对应时刻低压蓄电池为放电状态；
或者，根据低压蓄电池对应的电源端口处的电流监测芯片监测的电流方向获得。
7.根据权利要求6任一项所述的车辆，其特征在于，低压蓄电池当前电量通过如下方式获得：车辆上电时，估算蓄电池启动时电量存量Cs；车辆运行过程中，实时监测蓄电池的电量变化；当前时刻t时，低压蓄电池电量Ct为：
Figure FDA0003674842160000031
其中，IBt为蓄电池在t时刻的电量变化，C为蓄电池的容量；
电量变化IBt＝ISt-IUt，ISt为t时刻低压供电装置的发电量，IUt为t时刻整车用电量。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，对应时刻整车用电量根据各个低压用电设备的耗电量计算，对应时刻整车用电量为对应时刻各个低压用电设备的耗电量之和，低压用电设备的耗电量根据对应输出端的电流值计算；
或者，对应时刻整车用电量根据对应时刻整车低压母线电流值计算。
9.根据权利要求7或8任一项所述的车辆，其特征在于，对于内燃机车辆，所述低压供电装置为由发动机皮带驱动的发电机；所述发电量通过发动机转速和发电机皮带轮系统传动比来计算出发电机转速，再根据所述发电机的属性参数中转速与输出电流的对应关系，得到对应时刻发电量；
或者，所述发电量根据对应时刻发电机母线电流计算，所述母线电流通过发电机Lin线或者发电机母线电流传感器或者低压供电装置对应的电源端口处的电流监测芯片获得；
对于新能源车辆，所述低压供电装置为DC/DC；所述发电量根据DC/DC的参数，或者DC/DC实际工作状态的CAN信息或者低压供电装置对应的电源端口处的电流监测芯片获得。
10.一种低压电平衡调节方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的车辆中的低压电平衡调节方法。
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