CN115742752A - 一种电动车低压电源管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于低压电源管理技术领域，具体涉及一种电动车低压电源管理方法及系统，方法包括：步骤1、电源控制单元进行周期性自唤醒，获取蓄电池的状态信息；步骤2、当蓄电池电压低于预设值，判断蓄电池放电电流是否低于预设值，若是，进入低电量报警程序；步骤3、当蓄电池电压高于等于预设值时，以及蓄电池电压低于预设值并且蓄电池放电电流高于等于预设值时，判定蓄电池荷电状态SOC，若蓄电池荷电状态SOC也低于预设值，则进入低电量报警程序，若蓄电池荷电状态SOC高于等于预设值，进一步判定蓄电池老化参数SOH，若蓄电池老化参数SOH也低于预设值，则进入低电量报警程序，本发明解决长期驻车时的亏电隐患问题。

Description

一种电动车低压电源管理方法及系统

技术领域

本发明属于低压电源管理技术领域，具体涉及一种电动车低压电源管理方法及系统。

背景技术

随着蓄电池智能传感器和电源管理技术的发展，越来越多的蓄电池状态管理技术在车上实施，如根据电量状态去限制用电负载开启；用电负载未关闭时提供提醒功能；将蓄电池荷电状态通过车载HMI系统提示用户等。有些电动车在ACC/ON的状态下进行高压充电，这些措施能预警或减缓蓄电池的亏电速度，在一定程度上改善亏电的问题，但是并未解决长期驻车时的亏电隐患的问题。

公开号为CN110803025A的发明通过低压电源管理系统、监测装置，在休眠执行周期内，对电动车辆的通讯网络进行监测，并在通讯网络上传输有报文时，发送休眠指令至发送该报文的装置以控制发送该报文的装置进入休眠，在发送该报文的装置无法进入休眠时，控制电动车辆的智能保险盒以切断对发送该报文的装置的供电，以强制该装置进入休眠，降低休眠模式下的低压能耗，避免低压电源发生亏电。然而，该发明仅周期监测，发现未休眠时，强制休眠以防止低压电源亏电，未对低压电源状态进行监控、判断，也无人机交互确认，属于电源管理系统自我执行。

公开号为CN113911053A的发明通过车辆信息判断车辆状态，然后获取蓄电池状态，再根据蓄电池状态做出对应预设动作，使得车辆在驻车状态期间耗电量减小，以及在怠速状态，或者行驶状态期间整车用电平衡，从而使蓄电池使用寿命延长、在驻车时控制停车消耗电量、在行车时调节整车用电平衡，保证行车安全性。然而，该发明通过车辆信息判断车辆状态，获取蓄电池状态，根据预设动作减少驻车期间耗电量，延长蓄电池使用寿命，该技术同样未对低压电源状态进行监控、判断，也无人机交互确认，属于电源管理系统自我执行。

本发明旨在提供一种基于电动汽车电器架构和车联网汽车系统平台技术的电压系统方法，集成了蓄电池状态监测和预警，人机远程交互，远程上高压电动的主动充电控制方法，以保障电动汽车低压电源系统的可靠性。

发明内容

本发明针对现有技术中在车上实施的蓄电池状态管理技术，大多属于电源管理系统自我执行，未对低压电源状态进行监控、判断，也无人机交互确认的问题，旨在提供一种基于电动汽车电器架构和车联网汽车系统平台技术的电压系统方法，集成了蓄电池状态监测和预警，人机远程交互，远程上高压电动的主动充电控制方法，以保障电动汽车低压电源系统的可靠性。

为了达到上述的发明目的，给出如下所述的一种电动车低压电源管理方法，主要包括以下的步骤：

步骤1、用户完成锁车，整车通讯网络在继续保持一段预设的时间之后，控制车辆进入休眠状态，电源控制单元进行周期性自唤醒，通过安装于蓄电池负极的蓄电池智能传感器获取蓄电池的状态信息，所述状态信息包括蓄电池电压、蓄电池放电电流、蓄电池荷电状态SOC，蓄电池老化参数SOH；

步骤2、当所述蓄电池电压低于预设值，进一步判断所述蓄电池放电电流是否低于预设值，若是，判定蓄电池处于亏电风险状态，进入低电量报警程序；

步骤3、当所述蓄电池电压高于等于预设值时，以及所述蓄电池电压低于预设值并且所述蓄电池放电电流高于等于预设值时，进一步判定所述蓄电池荷电状态SOC，若所述蓄电池荷电状态SOC也低于预设值，则进入低电量报警程序，若所述蓄电池荷电状态SOC高于等于预设值，进一步判定蓄电池老化参数SOH，若所述蓄电池老化参数SOH也低于预设值，则进入低电量报警程序，反之，结束步骤。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤3之后还包括如下的步骤4：

步骤4、所述电源控制单元判定蓄电池为低电量风险时，发送网络唤醒请求至通讯网络主控制器，在整车通讯网络被唤醒后，所述电源控制单元发送蓄电池低电量报警信号和上高压充电请求信号给车身控制单元、电动控制单元、远程通信模块。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤4之后还包括如下的步骤5：

步骤5、所述车身控制单元收到报警信号后，检查当前车辆安全状态是否支持上高压程序，包括车辆防盗状态，门锁开闭状态，如果车辆安全状态参数全部符合条件，则由所述车身控制单元发送支持上高压确认信号，否则发送否定应答信号，所述电动控制单元接收到低电量报警信号后，立即与高压动力电池管理单元和高压DC/DC转换器进行通信，检查高压动力电池的安全状态、荷电量状态、DCDC状态，当所有状态参数满足预设条件时，则由所述电动控制单元发送支持上高压充电的确认信号，否则发送否定应答信号。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤5之后还包括如下的步骤6：

步骤6、当任何控制器发出车辆状态不支持实施上高压电操作的信号时，由所述远程通信模块发送“整车蓄电池电量低”的报警信息至后台服务器，再由后台服务器推送至移动终端设备以通知车主，所述电源控制单元结束本次请求上高压电的程序，然后由所述通讯网络主控制器控制整网进入休眠状态。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤6之后还包括如下的步骤7：

步骤7、当所述远程通信模块从通讯网络上接收到所述车身控制单元和所述电动控制单元的肯定应答信号后，通过4G/5G网络发送低电量报警信息，以及请求上高压信号，这些信息将传递至所述后台服务器，由所述后台服务器推送信息至车主的移动端APP，请求车主是否立即执行上高压电操作，由于上高压操作涉及车辆安全问题，车辆与车主的双向通信是经过后台服务器合法认证后执行的，当车主通过移动端APP返回确认信息后，所述远程通信模块通过通讯网络发送允许上高压电信号，所述电动控制单元接收到信号后，立即控制所述高压DC/DC转换器给蓄电池进行充电操作。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤7之后还包括如下的步骤8：

步骤8、在充电过程中限定电压和电流，判断停止充电的方法包括，当达到预设时间后停止充电，以及在充电过程中由所述电源控制单元实时监控蓄电池的电量状态，当所述蓄电池荷电状态SOC达到预设阈值，即满足停止条件，请求停止充电，由所述电动控制单元执行整车高压断电操作，并且向通讯网络发送信号，充电结束后，通过移动端APP发送信息，通知车主蓄电池已充电完成，并显示当前车辆及高低压系统状态信息，操作全部完成后，整车通讯网络恢复休眠状态，所述电源控制单元再次进入周期性监测模式。

本发明还提供了一种电动车低压电源管理系统，主要包括以下的系统：

车辆内部系统，由低压电源管理子系统，高压控制子系统，车身控制及通讯子系统组成，其中，低压电源管理子系统负责对低压蓄电池状态的监控，及对整车静态耗电的监控与报警，高压控制子系统负责给蓄电池进行充电，车身控制及通讯子系统负责对车辆状态的监控，以及与外部设施进行通信；

外部终端系统，由后台服务器，移动终端设备，互联网PC终端组成，用于实现车辆无线通讯功能和人机交互功能。

其中，所述低压电源管理子系统又由蓄电池、电源控制单元、蓄电池智能传感器组成，所述高压控制子系统又由电动控制单元、高压动力电池管理单元、高压动力电池、高压DC/DC转换器组成，车身控制及通讯子系统又由车身控制单元和远程通信模块组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

本发明提供了一种基于电动汽车电器架构和车联网汽车系统平台技术的电压系统方法，集成了蓄电池状态监测和预警，人机远程交互，远程上高压电动的主动充电控制方法，保障了电动汽车低压电源系统的可靠性，并且能够有效解决电动汽车由于蓄电池亏电引起的无法启动的问题。

附图说明

图1为本发明的一种电动车低压电源管理方法的步骤流程图；

图2为本发明的一种电动车低压电源管理系统的整体架构图；

图3为本发明的一种电动车低压电源管理系统的详细架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

本发明给出了如图1所示的一种电动车低压电源管理方法，主要通过执行如下的步骤过程来实现：

步骤1、用户完成锁车，整车通讯网络在继续保持一段预设的时间之后，控制车辆进入休眠状态，电源控制单元进行周期性自唤醒，通过安装于蓄电池负极的蓄电池智能传感器获取蓄电池的状态信息，上述状态信息包括蓄电池电压、蓄电池放电电流、蓄电池荷电状态SOC，蓄电池老化参数SOH；

步骤2、当上述蓄电池电压低于预设值，进一步判断上述蓄电池放电电流是否低于预设值，若是，判定蓄电池处于亏电风险状态，进入低电量报警程序；

步骤3、当上述蓄电池电压高于等于预设值时，以及上述蓄电池电压低于预设值并且上述蓄电池放电电流高于等于预设值时，进一步判定上述蓄电池荷电状态SOC，若上述蓄电池荷电状态SOC也低于预设值，则进入低电量报警程序，若上述蓄电池荷电状态SOC高于等于预设值，进一步判定蓄电池老化参数SOH，若上述蓄电池老化参数SOH也低于预设值，则进入低电量报警程序，反之，结束步骤。

进一步的，在上述步骤3之后还包括如下的步骤4：

步骤4、上述电源控制单元判定蓄电池为低电量风险时，发送网络唤醒请求至通讯网络主控制器，在整车通讯网络被唤醒后，上述电源控制单元发送蓄电池低电量报警信号和上高压充电请求信号给车身控制单元、电动控制单元、远程通信模块。

进一步的，在上述步骤4之后还包括如下的步骤5：

步骤5、上述车身控制单元收到报警信号后，检查当前车辆安全状态是否支持上高压程序，包括车辆防盗状态，门锁开闭状态，如果车辆安全状态参数全部符合条件，则由上述车身控制单元发送支持上高压确认信号，否则发送否定应答信号，上述电动控制单元接收到低电量报警信号后，立即与高压动力电池管理单元和高压DC/DC转换器进行通信，检查高压动力电池的安全状态、荷电量状态、DCDC状态，当所有状态参数满足预设条件时，则由上述电动控制单元发送支持上高压充电的确认信号，否则发送否定应答信号。

进一步的，在上述步骤5之后还包括如下的步骤6：

步骤6、当任何控制器发出车辆状态不支持实施上高压电操作的信号时，由上述远程通信模块发送“整车蓄电池电量低”的报警信息至后台服务器，再由后台服务器推送至移动终端设备以通知车主，上述电源控制单元结束本次请求上高压电的程序，然后由上述通讯网络主控制器控制整网进入休眠状态。

进一步的，在上述步骤6之后还包括如下的步骤7：

步骤7、当上述远程通信模块从通讯网络上接收到上述车身控制单元和上述电动控制单元的肯定应答信号后，通过4G/5G网络发送低电量报警信息，以及请求上高压信号，这些信息将传递至上述后台服务器，由上述后台服务器推送信息至车主的移动端APP，请求车主是否立即执行上高压电操作，由于上高压操作涉及车辆安全问题，车辆与车主的双向通信是经过后台服务器合法认证后执行的，当车主通过移动端APP返回确认信息后，上述远程通信模块通过通讯网络发送允许上高压电信号，上述电动控制单元接收到信号后，立即控制上述高压DC/DC转换器给蓄电池进行充电操作。

进一步的，在上述步骤7之后还包括如下的步骤8：

步骤8、在充电过程中限定电压和电流，判断停止充电的方法包括，当达到预设时间后停止充电，以及在充电过程中由上述电源控制单元实时监控蓄电池的电量状态，当上述蓄电池荷电状态SOC达到预设阈值，即满足停止条件，请求停止充电，由上述电动控制单元执行整车高压断电操作，并且向通讯网络发送信号，充电结束后，通过移动端APP发送信息，通知车主蓄电池已充电完成，并显示当前车辆及高低压系统状态信息，操作全部完成后，整车通讯网络恢复休眠状态，上述电源控制单元再次进入周期性监测模式。

具体的，根据市场故障统计数据显示，在客户请求的道路救援的案例中，有很高比例是由于蓄电池亏电导致车辆无法启动的案例。导致蓄电池亏电的原因有很多，如蓄电池质量问题，客户忘记关闭用电器，还有一部分车辆系统设计时静态消耗电量过大，在较长时间的停放后造成亏电无法启动。近几年随着汽车电器功能的日渐丰富，车辆熄火后有部分电器模块仍需工作一段时间，甚至车辆休眠后有电器模块执行某种功能而唤醒自身或整个车载总线系统，这就导致车辆蓄电池的电量损耗加剧。尤其对于互联网电动汽车，由于在整车休眠时仍需要周期监控，存储和上报整车安全状态、动力电池状态数据，以及特定条件下运行锂电池的均衡策略，这些功能使得蓄电池的驻车耗电量成本增加，车辆的可持续驻车时间严重缩短，很多客户抱怨由于低电压蓄电池亏电，造成高压无法上电，车辆不能行驶。因此，需要在电源管理策略上进行设计优化。

本发明提出的上述步骤1到上述步骤8，是一种基于主流电动汽车电器架构和互联网汽车技术的电压系统管理方法，该方法集成蓄电池状态监测和预警、人机远程交互、车辆远程启动等功能，可减少电动汽车由于蓄电池亏电引起的无法启动的问题。

参考如图2和3所示，本发明还提供一种电动车低压电源管理系统，用来实现如以上内容所描述的一种电动车低压电源管理方法，具体的，包括以下的系统组成：

车辆内部系统，由低压电源管理子系统，高压控制子系统，车身控制及通讯子系统组成，其中，低压电源管理子系统负责对低压蓄电池状态的监控，及对整车静态耗电的监控与报警，高压控制子系统负责给蓄电池进行充电，车身控制及通讯子系统负责对车辆状态的监控，以及与外部设施进行通信；

外部终端系统，由后台服务器，移动终端设备，互联网PC终端组成，用于实现车辆无线通讯功能和人机交互功能。

其中，上述低压电源管理子系统又由蓄电池、电源控制单元、蓄电池智能传感器组成，上述高压控制子系统又由电动控制单元、高压动力电池管理单元、高压动力电池、高压DC/DC转换器组成，车身控制及通讯子系统又由车身控制单元和远程通信模块组成。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车低压电源管理方法，其特征在于，包括如下的步骤：

步骤1、用户完成锁车，整车通讯网络在继续保持一段预设的时间之后，控制车辆进入休眠状态，电源控制单元进行周期性自唤醒，通过安装于蓄电池负极的蓄电池智能传感器获取蓄电池的状态信息，所述状态信息包括蓄电池电压、蓄电池放电电流、蓄电池荷电状态SOC，蓄电池老化参数SOH；

步骤2、当所述蓄电池电压低于预设值，进一步判断所述蓄电池放电电流是否低于预设值，若是，判定蓄电池处于亏电风险状态，进入低电量报警程序；

步骤3、当所述蓄电池电压高于等于预设值时，以及所述蓄电池电压低于预设值并且所述蓄电池放电电流高于等于预设值时，进一步判定所述蓄电池荷电状态SOC，若所述蓄电池荷电状态SOC也低于预设值，则进入低电量报警程序，若所述蓄电池荷电状态SOC高于等于预设值，进一步判定蓄电池老化参数SOH，若所述蓄电池老化参数SOH也低于预设值，则进入低电量报警程序，反之，结束步骤。

2.根据权利要求1所述的一种电动车低压电源管理方法，其特征在于，在所述步骤3之后还包括如下的步骤4：

步骤4、所述电源控制单元判定蓄电池为低电量风险时，发送网络唤醒请求至通讯网络主控制器，在整车通讯网络被唤醒后，所述电源控制单元发送蓄电池低电量报警信号和上高压充电请求信号给车身控制单元、电动控制单元、远程通信模块。

3.根据权利要求2所述的一种电动车低压电源管理方法，其特征在于，在所述步骤4之后还包括如下的步骤5：

步骤5、所述车身控制单元收到报警信号后，检查当前车辆安全状态是否支持上高压程序，包括车辆防盗状态，门锁开闭状态，如果车辆安全状态参数全部符合条件，则由所述车身控制单元发送支持上高压确认信号，否则发送否定应答信号，所述电动控制单元接收到低电量报警信号后，立即与高压动力电池管理单元和高压DC/DC转换器进行通信，检查高压动力电池的安全状态、荷电量状态、DCDC状态，当所有状态参数满足预设条件时，则由所述电动控制单元发送支持上高压充电的确认信号，否则发送否定应答信号。

4.根据权利要求3所述的一种电动车低压电源管理方法，其特征在于，在所述步骤5之后还包括如下的步骤6：

步骤6、当任何控制器发出车辆状态不支持实施上高压电操作的信号时，由所述远程通信模块发送“整车蓄电池电量低”的报警信息至后台服务器，再由后台服务器推送至移动终端设备以通知车主，所述电源控制单元结束本次请求上高压电的程序，然后由所述通讯网络主控制器控制整网进入休眠状态。

5.根据权利要求4所述的一种电动车低压电源管理方法，其特征在于，在所述步骤6之后还包括如下的步骤7：

步骤7、当所述远程通信模块从通讯网络上接收到所述车身控制单元和所述电动控制单元的肯定应答信号后，通过4G/5G网络发送低电量报警信息，以及请求上高压信号，这些信息将传递至所述后台服务器，由所述后台服务器推送信息至车主的移动端APP，请求车主是否立即执行上高压电操作，由于上高压操作涉及车辆安全问题，车辆与车主的双向通信是经过后台服务器合法认证后执行的，当车主通过移动端APP返回确认信息后，所述远程通信模块通过通讯网络发送允许上高压电信号，所述电动控制单元接收到信号后，立即控制所述高压DC/DC转换器给蓄电池进行充电操作。

6.根据权利要求5所述的一种电动车低压电源管理方法，其特征在于，在所述步骤7之后还包括如下的步骤8：

步骤8、在充电过程中限定电压和电流，判断停止充电的方法包括，当达到预设时间后停止充电，以及在充电过程中由所述电源控制单元实时监控蓄电池的电量状态，当所述蓄电池荷电状态SOC达到预设阈值，即满足停止条件，请求停止充电，由所述电动控制单元执行整车高压断电操作，并且向通讯网络发送信号，充电结束后，通过移动端APP发送信息，通知车主蓄电池已充电完成，并显示当前车辆及高低压系统状态信息，操作全部完成后，整车通讯网络恢复休眠状态，所述电源控制单元再次进入周期性监测模式。

7.一种电动车低压电源管理系统，用于实现如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，包括如下的系统：

车辆内部系统，由低压电源管理子系统，高压控制子系统，车身控制及通讯子系统组成，其中，低压电源管理子系统负责对低压蓄电池状态的监控，及对整车静态耗电的监控与报警，高压控制子系统负责给蓄电池进行充电，车身控制及通讯子系统负责对车辆状态的监控，以及与外部设施进行通信；

外部终端系统，由后台服务器，移动终端设备，互联网PC终端组成，用于实现车辆无线通讯功能和人机交互功能。

8.根据权利要求7所述的一种电动车低压电源管理系统，其特征在于，所述低压电源管理子系统又由蓄电池、电源控制单元、蓄电池智能传感器组成，所述高压控制子系统又由电动控制单元、高压动力电池管理单元、高压动力电池、高压DC/DC转换器组成，车身控制及通讯子系统又由车身控制单元和远程通信模块组成。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有程序指令，其中，在所述程序指令运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的方法。

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