CN115139891A - 汽车照明供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车照明供电系统，该系统通过对未来一段时间内的光照强度以及汽车用电情况进行预测，并根据预测的结果对汽车发电机的发电功率进行调整，在汽车蓄电池蓄电不足，无可避免需要汽车发电机过载工作的情况下，通过拉长过载时间，降低过载功率的方式来减少发电机高功率过载的情况，从而降低行驶过程中对汽车动力的影响，比降低汽车发电机的损耗，另外本发明还能够通过利用蓄电池中存余的电量，在大灯工作时，利用蓄电池电量进行补充供电，从而降低大灯工作时，发电机的发电效率，并在大灯不工作时，适当提升发电效率，来对蓄电池中的电量进行补充，保证汽车下一次启动的正常进行。

Description

汽车照明供电系统

技术领域

本发明属于汽车智能控制技术领域，具体的，涉及一种汽车照明供电系统。

背景技术

汽车照明主要包括车外的大灯、转向灯等照明指示用灯，还包括车内的空调、屏幕等电器，燃油车辆携带有蓄电池，在车辆使用过程中，通过发动机带动发电机运动进行发电并为车用电器进行供电，在发电机供电不足时，则通过蓄电池进行辅助供电，但是在车辆使用过程中，随着电池的老化以及汽车使用环境的不同，即使是蓄电池辅助供电，也无法供给足够的电力，这时为了保证车辆电器的正常使用，汽车发电机会进入过载工作状态，但是这样一方面会对蓄电池造成损伤，另一方面，发电机过载工作会导致汽车发动机动力不足，影响车辆的正常驾驶，为了解决上述问题，降低长时间的大灯照明对汽车发电机的发电功率的影响，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车照明供电系统，解决现有技术中汽车发电机过载工作对发电机造成损伤，并对车辆行驶动力造成影响的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

汽车照明供电系统，包括：

电量检测模块，用于读取蓄电池剩余电量信息；

导航模块，获取车辆的预测运行路径、车辆距离目的地的距离以及车辆行驶路径在未来一段时间内的路况；

汽车发电模块，汽车发电模块的发电速率能够通过控制器进行调整；

能耗检测模块，用于实时监测汽车车内电器与大灯的能耗数据；

天气预报模块，预计未来一段时间的光照强度变化与温度变化趋势；

上述的汽车照明供电系统的工作方法包括如下步骤：

第一步，车辆启动后通过电量检测模块读取汽车蓄电池的剩余电量D，通过控制器预测未来一段时间内车内电器的能耗N1；

通过控制器获取车辆大灯开启的时间段与时长t1；

第二步，根据第一步中获取的数据调整汽车发电机在大灯开启期间的工作功率与汽车发电机在大灯关闭期间的工作功率；

第三步，每隔预设时间T1进行第一步与第二步，更新汽车发电机的发电功率。

作为本发明的进一步方案，车辆需要开启大灯的时间段与时长t1的确定方法为：

S1、通过导航模块获取车辆从出发点至目的地的路况，并根据历史数据获取车辆的预测行驶时间T；

S2、通过天气预报模块获取未来一段时间内的光照强度变化，当天气预报模块获取得到外界在某一时刻的光照强度达到该阈值时，将该时刻作为大灯进行状态转换的时刻；

S3、根据步骤S1中得到的行驶过程的开始时间与结束时间以及步骤S2中得到的大灯状态转换的时刻获取车辆需要开启大灯的时间段与时长t1。

作为本发明的进一步方案，电量检测模块读取汽车蓄电池剩余电量的方法为：

车辆运行时，通过能耗检测模块获取车辆在一段时间内的实际能耗，通过控制器获取汽车发电模块实际输入蓄电池的电能，从而获取汽车蓄电池在一段时间内的实际电量变化值；

结合当前外界温度值以及蓄电池蓄电比例的变化，通过大数据采集，获取温度、蓄电比例与实际电能的关系；

控制器通过读取当前的外部环境温度以及蓄电池的蓄电比例获取当前蓄电池的蓄电量。

作为本发明的进一步方案，通过控制器预测未来一段时间内车内电器的能耗N1的方法为：

对于自动空调，根据自动空调设定温度与天气预报模块获取的未来一段时间的温度变化，计算模拟得到自动空调在未来一段时间的能耗；

对于屏幕与收音机等常规电器，根据运行时间与平均功率获取其在未来一段时间内的能耗；

作为本发明的进一步方案，第二步具体包括如下步骤：

S21、设定汽车发电模块中汽车发电机的最大发电功率为F，将安全发电功率设置为αF，将汽车蓄电池的安全蓄电量设定为D1；

S22、根据车辆大灯开启的时间段与时长获取行驶过程中大灯的关闭时长t2，t1+t2＝T，根据大灯的功率与开启时长t1获取大灯在开启工作期间的能耗N2；

若t2＝0，即车辆全程需要开启大灯时，则根据公式

计算得到平均耗电功率，若f≤F，则汽车发电机以α1*F功率进行持续发电，α1满足(α1*F-f)*t1≥D1-D，其中α≤α1≤1；

若f＞F，则在行驶开始时通过报警模块提醒用户减少工作的车内电器，若在关闭部分车内电器后重新计算的f仍旧大于F，则汽车发电机过载工作，使发电效率大于等于f；

若t2＞0，则在大灯开启期间，根据公式

计算得到f1，其中D2为大灯开启期间蓄电池蓄电量的净减小值，该步骤中N1为大灯开启期间的车内电器能耗；

在大灯关闭期间，根据公式

计算得到f2，此处的N1为大灯关闭期间的车内电器能耗；

f1为汽车发电机在大灯开启期间的工作功率，当f1小于αF时，汽车发电机以αF功率进行工作直至汽车蓄电池充满；

f2为汽车发电机在大灯关闭期间的工作功率，当f2小于αF时，汽车发电机以αF功率进行工作直至汽车蓄电池充满。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过对未来一段时间内的光照强度以及汽车用电情况进行预测，并根据预测的结果对汽车发电机的发电功率进行调整，通过利用蓄电池中存余的电量，在大灯工作时，利用蓄电池电量进行补充供电，从而降低大灯工作时，发电机的发电效率，并在大灯不工作时，适当提升发电效率，来对蓄电池中的电量进行补充，保证汽车下一次启动的正常进行；

(2)本发明能够在汽车发电机无可避免的需要过载时，以较低的过载功率进行工作，从而降低对汽车发电机的损耗，同时能够避免在某一段时间内汽车发电机以较大的过载功率进行工作，从而对车辆的动力造成明显的影响，另外整个过程能够保证在车辆运动结束后，蓄电池电量大于D1，不对车辆下一次的启动造成影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明所述汽车照明供电系统的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

汽车照明供电系统，如图1所示，包括：

光照检测模块，用于检测外界环境的光照强度，并将光照强度信息实时传输至控制器；

电量检测模块，用于读取蓄电池剩余电量信息，并将其实时传输至控制器；

导航模块，获取车辆的预测运行路径、车辆距离目的地的距离以及车辆行驶路径在未来一段时间内的路况；

汽车发电模块，包括汽车发电机，汽车发电机与汽车发动机传动连接进行发电，汽车发电模块的发电速率能够通过控制器进行调整；

能耗检测模块，用于实时监测汽车车内电器与大灯的能耗数据，并将其传输至控制器；

天气预报模块，预计未来一段时间的光照强度变化与温度变化趋势，并将其传输至控制器；

报警模块，用于接收控制器传输的指令向用户传输报警信息，提醒用户关闭部分非必要车内电器；

上述的汽车照明供电系统的工作方法包括如下步骤：

第一步，车辆启动后通过电量检测模块读取汽车蓄电池的剩余电量D，通过控制器预测未来一段时间内车内电器的能耗N1；

通过控制器获取车辆大灯开启的时间段与时长t1；

车内电器是指除汽车大灯外，汽车包括的其它用电部件；

车辆需要开启大灯的时间段与时长t1的确定方法为：

S1、通过导航模块获取车辆从出发点至目的地的路况，并根据历史数据获取车辆的预测行驶时间T；

S2、通过天气预报模块获取未来一段时间内的光照强度变化，当天气预报模块获取得到外界在某一时刻的光照强度达到该阈值时，将该时刻作为大灯进行状态转换的时刻；

S3、根据步骤S1中得到的行驶过程的开始时间与结束时间以及步骤S2中得到的大灯状态转换的时刻获取车辆需要开启大灯的时间段与时长t1；

在该步骤中，电量检测模块在读取汽车蓄电池的剩余电量时，应当考虑到温度对电池蓄电量的影响，具体的，包括如下步骤：

在车辆运行时，通过能耗检测模块获取车辆在一段时间内的实际能耗，通过控制器获取汽车发电模块实际输入蓄电池的电能，从而获取汽车蓄电池在一段时间内的实际电量变化值，再结合当前外界温度值以及蓄电池蓄电比例的变化，通过大数据采集，获取温度、蓄电比例与实际电能的关系；因此，控制器能够通过读取当前的外部环境温度以及蓄电池的蓄电比例获取当前蓄电池的蓄电量；

这样能够考虑到温度对汽车蓄电池蓄电量的影响，使汽车在后续的过程中能够准确的进行控制，并保证蓄电池始终保持有安全的蓄电量；

通过控制器预测未来一段时间内车内电器的能耗N1的方法为：

对于自动空调，根据自动空调设定温度与天气预报模块获取的未来一段时间的温度变化，计算模拟得到自动空调在未来一段时间的能耗；

对于屏幕与收音机等常规电器，根据运行时间与平均功率获取其在未来一段时间内的能耗；

第二步，根据第一步中获取的数据调整汽车发电机在大灯开启期间的工作功率与汽车发电机在大灯关闭期间的工作功率；

具体的，包括如下步骤：

S21、设定汽车发电模块中汽车发电机的最大发电功率为F，将安全发电功率设置为αF，其中α为小于1大于0.5的任意值，具体的α值根据汽车发电机的实际情况确定；

将汽车蓄电池的安全蓄电量设定为D1，D1的数值根据车辆型号的不同进行设置，D1能够保证车辆安全稳定的进行冷启动，并保证在启动一段时间后车辆内电器的正常使用；

S22、根据车辆大灯开启的时间段与时长获取行驶过程中大灯的关闭时长t2，t1+t2＝T，根据大灯的功率与开启时长t1获取大灯在开启工作期间的能耗N2；

若t2＝0，即车辆全程需要开启大灯时，则根据公式

计算得到平均耗电功率，若f≤F，则汽车发电机以α1*F功率进行持续发电，α1满足(α1*F-f)*t1≥D1-D，其中α≤α1≤1；

若f＞F，则在行驶开始时通过报警模块提醒用户减少工作的车内电器，若在关闭部分车内电器后重新计算的f仍旧大于F，则汽车发电机过载工作，使发电效率大于等于f；

这样能够在汽车发电机无可避免的需要过载时，以较低的过载功率进行工作，从而降低对汽车发电机的损耗，同时能够避免在某一段时间内汽车发电机以较大的过载功率进行工作，从而对车辆的动力造成明显的影响，另外整个过程能够保证在车辆运动结束后，蓄电池电量大于D1，不对车辆下一次的启动造成影响；

若t2＞0，即车辆在行驶过程中部分时间需要开启大灯，另一部分时间不需要开启大灯，则在大灯开启期间，根据公式

计算得到f1，其中D2为大灯开启期间蓄电池蓄电量的净减小值，该步骤中N1为大灯开启期间的车内电器能耗；

在大灯关闭期间，根据公式

计算得到f2，此处的N1为大灯关闭期间的车内电器能耗；

f1为汽车发电机在大灯开启期间的工作功率，当f1小于αF时，汽车发电机以αF功率进行工作直至汽车蓄电池充满；

f2为汽车发电机在大灯关闭期间的工作功率，当f2小于αF时，汽车发电机以αF功率进行工作直至汽车蓄电池充满；

第三步，每隔预设时间T1进行第一步与第二步，更新汽车发电机的发电功率。

本发明通过对未来一段时间内的光照强度以及汽车用电情况进行预测，并根据预测的结果对汽车发电机的发电功率进行调整，在汽车蓄电池蓄电不足，无可避免需要汽车发电机过载工作的情况下，通过拉长过载时间，降低过载功率的方式来减少发电机高功率过载的情况，从而降低行驶过程中对汽车动力的影响，比降低汽车发电机的损耗，另外本发明还能够通过利用蓄电池中存余的电量，在大灯工作时，利用蓄电池电量进行补充供电，从而降低大灯工作时，发电机的发电效率，并在大灯不工作时，适当提升发电效率，来对蓄电池中的电量进行补充，保证汽车下一次启动的正常进行；

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.汽车照明供电系统，其特征在于，包括：

电量检测模块，用于读取蓄电池剩余电量信息；

导航模块，获取车辆的预测运行路径、车辆距离目的地的距离以及车辆行驶路径在未来一段时间内的路况；

汽车发电模块，汽车发电模块的发电速率能够通过控制器进行调整；

能耗检测模块，用于实时监测汽车车内电器与大灯的能耗数据；

天气预报模块，预计未来一段时间的光照强度变化与温度变化趋势；

上述的汽车照明供电系统的工作方法包括如下步骤：

第一步，车辆启动后通过电量检测模块读取汽车蓄电池的剩余电量D，通过控制器预测未来一段时间内车内电器的能耗N1；

通过控制器获取车辆大灯开启的时间段与时长t1；

第二步，根据第一步中获取的数据调整汽车发电机在大灯开启期间的工作功率与汽车发电机在大灯关闭期间的工作功率；

第三步，每隔预设时间T1进行第一步与第二步，更新汽车发电机的发电功率。

2.根据权利要求1所述的汽车照明供电系统，其特征在于，车辆需要开启大灯的时间段与时长t1的确定方法为：

S1、通过导航模块获取车辆从出发点至目的地的路况，并根据历史数据获取车辆的预测行驶时间T；

S2、通过天气预报模块获取未来一段时间内的光照强度变化，当天气预报模块获取得到外界在某一时刻的光照强度达到该阈值时，将该时刻作为大灯进行状态转换的时刻；

S3、根据步骤S1中得到的行驶过程的开始时间与结束时间以及步骤S2中得到的大灯状态转换的时刻获取车辆需要开启大灯的时间段与时长t1。

3.根据权利要求1所述的汽车照明供电系统，其特征在于，电量检测模块读取汽车蓄电池剩余电量的方法为：

车辆运行时，通过能耗检测模块获取车辆在一段时间内的实际能耗，通过控制器获取汽车发电模块实际输入蓄电池的电能，从而获取汽车蓄电池在一段时间内的实际电量变化值；

结合当前外界温度值以及蓄电池蓄电比例的变化，通过大数据采集，获取温度、蓄电比例与实际电能的关系；

控制器通过读取当前的外部环境温度以及蓄电池的蓄电比例获取当前蓄电池的蓄电量。

4.根据权利要求1所述的汽车照明供电系统，其特征在于，通过控制器预测未来一段时间内车内电器的能耗N1的方法为：

对于自动空调，根据自动空调设定温度与天气预报模块获取的未来一段时间的温度变化，计算模拟得到自动空调在未来一段时间的能耗；

对于屏幕与收音机等常规电器，根据运行时间与平均功率获取其在未来一段时间内的能耗。

5.根据权利要求1所述的汽车照明供电系统，其特征在于，第二步具体包括如下步骤：

S21、设定汽车发电模块中汽车发电机的最大发电功率为F，将安全发电功率设置为αF，将汽车蓄电池的安全蓄电量设定为D1；

S22、根据车辆大灯开启的时间段与时长获取行驶过程中大灯的关闭时长t2，t1+t2＝T，根据大灯的功率与开启时长t1获取大灯在开启工作期间的能耗N2；

若t2＝0，即车辆全程需要开启大灯时，则根据公式

计算得到平均耗电功率，若f≤F，则汽车发电机以α1*F功率进行持续发电，α1满足(α1*F-f)*t1≥D1-D，其中α≤α1≤1；

若f＞F，则在行驶开始时通过报警模块提醒用户减少工作的车内电器，若在关闭部分车内电器后重新计算的f仍旧大于F，则汽车发电机过载工作，使发电效率大于等于f；

若t2＞0，则在大灯开启期间，根据公式

计算得到f1，其中D2为大灯开启期间蓄电池蓄电量的净减小值，该步骤中N1为大灯开启期间的车内电器能耗；

在大灯关闭期间，根据公式

计算得到f2，此处的N1为大灯关闭期间的车内电器能耗；

f1为汽车发电机在大灯开启期间的工作功率，当f1小于αF时，汽车发电机以αF功率进行工作直至汽车蓄电池充满；

f2为汽车发电机在大灯关闭期间的工作功率，当f2小于αF时，汽车发电机以αF功率进行工作直至汽车蓄电池充满。

Images