CN116707089A - 汽车启动电池控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车启动电池控制方法，包括：在汽车启动时且控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电，在充电过程中监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流，在所述启动电池接近满充时并启动过压控制：断开所述充电开关，判断所述启动电池的输出电压是否超出预设电压，若是则控制所述充电开关闭合一个预设时长后断开并重复该步骤直至执行预设次数且启动电池的输出电压大于预设电压，以使所述启动电池吸收所述输出电压中间的高峰值从而稳定所述输出电压，若否则结束过压控制。本发明还公开了对应的汽车启动电池控制系统。本发明在启动电池快要满充时对启动电池自身进行电压钳位保护，可有效解决启动电池过压的问题，成本低。

Description

汽车启动电池控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种汽车启动控制，尤其涉及一种汽车启动电池控制方法、系统。
背景技术
车辆启动后，车载发电机对车载设备进行供电，同时对启动电池B进行充电。当车载发电机输出电压大于阈值VH1(例如29V)或电池单体电压存在较大不一致时，可能导致启动电池B触发单体过压保护从而断开充电开关模块K2。由于发电机的抛负载特性(行业公知，参见《iso-7637-波形-EMC-汽车电磁兼容》描述)，启动电池B的充电开关模块断开瞬间，启动电池B的输出母线P+与P-之间将产生感应高压(可达65V以上)，影响车载设备正常工作甚至过压损坏。此外，当断开启动电池B的充电开关模块之后，一些车辆在加大油门或者关闭大功率感性设备时，发电机转速升高引起充电电压升高或感性设备无吸收回路，可导致启动电池B的输出母线P+与P-之间电压V1瞬间过大。
故，亟需一种可解决上述问题的汽车启动电池控制方法及系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车启动电池控制方法及系统，可有效解决启动电池过压的问题，成本低。
为了实现上述目的，本发明公开了一种汽车启动电池控制方法，包括：在汽车启动时且控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电，在充电过程中监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流，在所述启动电池接近满充时并启动过压控制：断开所述充电开关，判断所述启动电池的输出电压是否超出预设电压，若是则控制所述充电开关闭合一个预设时长后断开并重复步骤“判断所述启动电池的输出电压是否超出预设电压”直至执行预设次数且启动电池的输出电压大于预设电压，以使所述启动电池吸收所述输出电压中间的高峰值从而稳定所述输出电压，若否则结束过压控制。
较佳地，在所述电量和所述充电电流超出第一预设范围时代表所述启动电池接近满充，超出所述第一预设范围为所述启动电池的电量大于等于第一预设电量且所述充电电流小于第一预设电流。
具体地，所述第一预设电量为95％，所述第一预设电流为5A，所述预设电压为32V，所述预设次数为5。
具体地，监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流还包括：在所述电量和所述充电电流未超出第一预设范围时进行所述启动电池的充电保护。
较佳地，结束过压控制后，判断所述启动电池的放电电流和所述启动电池的电量的大小，并在所述启动电池远离满充时，控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电。
具体地，在所述电量和所述充电电流超出第一预设范围时代表所述启动电池接近满充，在所述启动电池的放电电流或所述启动电池的电量超出第三预设范围时代表所述启动电池远离满充；超出所述第一预设范围为所述启动电池的电量大于等于第一预设电量且所述充电电流小于第一预设电流；超出所述第三预设范围为：在所述放电电流大于等于第二预设电流或者所述启动电池的电量小于等于第二预设电量，所述第一预设电量大于所述第二预设电量，所述第一预设电流大于所述第二预设电流。
具体地，所述第二预设电流为1A，所述第二预设电量为90％。
较佳地，所述预设时长为1秒。
本发明一种汽车启动电池控制系统，包括启动电池、充电开关、放电开关、充放电驱动模块、控制检测模块，所述充电开关和放电开关串接于所述启动电池的充放电回路上，所述充放电驱动模块驱动所述充电开关和放电开关通断，所述控制检测模块接所述启动电池、启动电池的充放电回路和所述充放电驱动模块，并可执行如上所述的汽车启动电池控制方法。
具体地，所述控制检测模块包括控制单元、电流检测单元以及过压检测单元，所述控制单元通过所述充放电驱动模块控制所述充电开关和放电开关动作，所述过压检测单元检测所述启动电池的输出电压并在所述输出电压超出预设电压时将过压信号发送至所述控制单元，所述电流检测单元检测所述启动电池的充电电流和放电电流，所述控制单元分别与所述电流检测单元、过压检测单元和启动电池连接，并在汽车启动时且控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电，在充电过程中监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流，在所述启动电池接近满充时断开所述充电开关，并启动过压控制：在所述充电开断开开时依据所述过压信号控制所述充电开关闭合一个预设时长后断开并重复该步骤直至执行预设次数且启动电池的输出电压大于预设电压，以使所述启动电池吸收所述输出电压中间的高峰值从而稳定所述输出电压，若否则结束过压控制。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上所述的汽车启动电池控制方法。
与现有技术相比，本发明在充电时监控充电的电量和充电电流，在启动电池快要到达满充时控制启动电池的充电开关快速实现通-断操作，以使得汽车进行一次打嗝，通过至少预设次数的打嗝操作对启动电池自身进行电压钳位保护，无需添加昂贵的大功率稳压组件，成本低廉。
附图说明
图1是本发明汽车启动电池控制方法的流程图。
图2是本发明汽车启动控制系统的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图1，本发明公开了一种汽车启动电池控制方法，包括步骤S11至步骤S16。
步骤S11，在汽车启动时且控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电。
步骤S12，在充电过程中监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流，判断启动电池是否接近满充，若是则执行步骤S13以开始过压控制，若否则执行步骤S16。
本实施例中，在所述电量和所述充电电流超出第一预设范围时代表所述启动电池接近满充，超出所述第一预设范围为所述启动电池的电量大于等于第一预设电量且所述充电电流小于第一预设电流。具体地，所述第一预设电量为95％，所述第一预设电流为5A。当然，第一预设电量、第一预设电流也可以为其他数值，例如第一预设电量为98％、93％等数值，第一预设电流为依据启动电池的实际特性设置的启动电池接近满充的充电电流值。
步骤S13，断开所述充电开关以停止充电，并在断开充电开关时执行步骤S14。
步骤S14，判断所述启动电池的输出电压是否超出预设电压，且n小于预设次数，n的初始值为0，若是则执行步骤S15，若否则结束过压控制并保持充电开关断开状态，以锁定当前的充放电状态。所述预设电压为32V。所述预设次数以大于等于2小于等于6为佳，本实施例中，所述预设次数为5，使得过压控制时，至少进行五次通断操作，确保启动电池的输出电压低于预设电压。当然，预设电压和预设次数不限于上述数值，例如预设次数可以具体为2、3、4、6等大于1的次数。
步骤S15，控制所述充电开关闭合一个预设时长后断开，将n+1并返回步骤S14。本实施例中，所述预设时长为1秒，当然该预设时长也可以为其他值，例如在0.5秒-1.5秒之间取值。
步骤S16，对启动电池进行除过压控制外的充电保护，包括过流保护、短路保护和断路保护，具体包括：判断启动电池是否超出其他充电保护条件，若是则执行步骤S13，若否则返回步骤S11。判断启动电池是否超出其他充电保护条件具体为判断启动电池的电流是否超出过电流阈值，启动电池的电流等于0，若是则判断启动电池超出启动保护条件。也就是说启动电池超出启动保护条件代表启动电池处于过流、短路等危险情况。
该汽车启动电池控制方法还包括步骤S17,在过压控制结束且充电开关断开后，依据所述启动电池的放电电流和所述启动电池的电量的大小判断所述启动电池是否远离满充，若是则执行步骤S18，若否则返回步骤S17。
具体地，判断所述启动电池是否远离满充且启动电池无充电故障，若是则执行步骤S18，若否则返回步骤S17。
步骤S18，控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电。
本实施例中，在所述启动电池的放电电流或所述启动电池的电量超出第三预设范围时代表所述启动电池远离满充。超出所述第三预设范围为：在所述放电电流大于等于第二预设电流或者所述启动电池的电量小于等于第二预设电量，所述第一预设电量大于所述第二预设电量，所述第一预设电流大于所述第二预设电流。其中，所述第二预设电流为1A，所述第二预设电量为90％。当然，第二预设电流和第二预设电量的取值也不限于上述值，第二预设电量还可以为85％、88％等其他数值，第二预设电量以大于等于80％小于等于90％为佳。第二预设电流为依据启动电池的特性设置的具有有效放电的电流值。启动电池远离满充指的是，启动电池的电量远离满充值且启动电池正在放电，代表启动电池与满充具有一定距离且持续远离满充方向。
参考图2，本发明一种汽车启动电池控制系统100，包括启动电池10、充电开关21、放电开关22、充放电驱动模块23、控制检测模块，所述充电开关21和放电开关22串接于所述启动电池10的充放电回路上，所述充放电驱动模块23驱动所述充电开关21和放电开关22通断，所述控制检测模块接所述启动电池10、启动电池的充放电回路和所述充放电驱动模块23，并可执行如上所述的汽车启动电池控制方法。
参考图2，所述控制检测模块包括控制单元31、电流检测单元33以及过压检测单元32，所述控制单元31通过所述充放电驱动模块23控制所述充电开关21和放电开关22动作，所述过压检测单元32检测所述启动电池10的输出电压并在所述输出电压超出预设电压时将过压信号S1发送至所述控制单元31，所述电流检测单元检测所述启动电池的充电电流和放电电流，所述控制单元31分别与所述电流检测单元33、过压检测单元32和启动电池10连接，并在汽车启动时且控制启动电池10的充电开关21闭合以对所述启动电池10进行充电，在充电过程中监控所述启动电池10的电量和启动电池10的充电电流，在所述启动电池10接近满充时断开所述充电开关21，并启动过压控制：在所述充电开关21断开时依据所述过压信号S1控制所述充电开关21闭合一个预设时长后断开并重复该步骤直至执行预设次数且启动电池10的输出电压大于预设电压，以使所述启动电池10吸收所述输出电压中间的高峰值从而稳定所述输出电压，若否则结束过压控制。
本实施例中，过压检测单元32包括电压采集电路和稳压器，电压采集电路采集启动电池10的输出电压，稳压器接电压采集电路的输出端，并在输出电压超出预设电压时输出过压信号S1到控制单元31，可实现快速检测，有效防止启动电池10启动时过压。当然，不限于此，过压检测单元32也可以为单纯的电压采集电路，然后通过控制单元31对过压检测单元32采集到的输出电压和预设电压进行比较。
参考图2，控制单元31包括第一控制单元311和第二控制单元312，电流检测单元33检测所述启动电池10的充放电回路的电流并将检测到的电流输送至控制单元31的第一控制单元311，在充电开关21闭合时，检测到的电流为充电电流，在充电开关21断开时，检测到的电流为放电电流。第一控制单元311将接收到的充电电流或放电电流输送至第二控制单元312。第一控制单元311接启动电池10并获得启动电池的电芯电压，计算启动电池的电量，将启动电池的电量输送至第二控制单元312。第二控制单元312在充电开关21闭合时比较充电电流和第一预设电流，在充电开关21断开时比较放电电流和第二预设电流，在充电开关21闭合时比较启动电池10的电量和第一预设电量，在充电开断开开时比较启动电池10的电量和第二预设电量。第二控制单元312依据比较结果和过压信号S1执行上述汽车启动电池控制方法，以形成相应控制充放电驱动模块23动作的控制信号，并将控制信号通过第一控制单元311发送至充放电驱动模块23中，以控制充放电驱动模块23进行相应动作。
当然，第一控制单元311、第二控制单元312的结构也不限于此，也可以通过第一控制单元311进行相应数据比对并将比对结果发送至第二控制单元312，第二控制单元312也可以直接通过控制信号控制充放电驱动模块23动作，无需通过第一控制单元311转发。
参考图2，汽车启动电池控制系统100还包括电源管理单元12和全均衡单元11，电源管理单元12监控启动电池10中每一电芯的电信息，全均衡单元11对启动电池10中各个电芯进行均衡控制。
其中，可通过第一控制单元311、第二控制单元312或者电源管理单元12对启动电池进行除过压控制外的充电保护。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种汽车启动电池控制方法，其特征在于：包括：在汽车启动时且控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电，在充电过程中监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流，在所述启动电池接近满充时并启动过压控制：断开所述充电开关，判断所述启动电池的输出电压是否超出预设电压，若是则控制所述充电开关闭合一个预设时长后断开并重复步骤“判断所述启动电池的输出电压是否超出预设电压”直至执行预设次数且启动电池的输出电压大于预设电压，以使所述启动电池吸收所述输出电压中间的高峰值从而稳定所述输出电压，若否则结束过压控制。
2.如权利要求1所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：在所述电量和所述充电电流超出第一预设范围时代表所述启动电池接近满充，超出所述第一预设范围为所述启动电池的电量大于等于第一预设电量且所述充电电流小于第一预设电流。
3.如权利要求2所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：所述第一预设电量为95％，所述第一预设电流为5A，所述预设电压为32V，所述预设次数为5。
4.如权利要求2所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流还包括：在所述电量和所述充电电流未超出第一预设范围时进行所述启动电池的充电保护。
5.如权利要求1所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：结束过压控制后，判断所述启动电池的放电电流和所述启动电池的电量的大小，并在所述启动电池远离满充时，控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电。
6.如权利要求5所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：在所述电量和所述充电电流超出第一预设范围时代表所述启动电池接近满充，在所述启动电池的放电电流或所述启动电池的电量超出第三预设范围时代表所述启动电池远离满充；超出所述第一预设范围为所述启动电池的电量大于等于第一预设电量且所述充电电流小于第一预设电流；超出所述第三预设范围为：在所述放电电流大于等于第二预设电流或者所述启动电池的电量小于等于第二预设电量，所述第一预设电量大于所述第二预设电量，所述第一预设电流大于所述第二预设电流。
7.如权利要求6所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：所述第二预设电流为1A，所述第二预设电量为90％。
8.如权利要求1所述的汽车启动电池控制方法，其特征在于：所述预设时长为1秒。
9.一种汽车启动电池控制系统，其特征在于：包括启动电池、充电开关、放电开关、充放电驱动模块、控制检测模块，所述充电开关和放电开关串接于所述启动电池的充放电回路上，所述充放电驱动模块驱动所述充电开关和放电开关通断，所述控制检测模块接所述启动电池、启动电池的充放电回路和所述充放电驱动模块，并可执行如权利要求1-8中任一项所述的汽车启动电池控制方法。
10.如权利要求9所述的汽车启动电池控制系统，其特征在于：所述控制检测模块包括控制单元、电流检测单元以及过压检测单元，所述控制单元通过所述充放电驱动模块控制所述充电开关和放电开关动作，所述过压检测单元检测所述启动电池的输出电压并在所述输出电压超出预设电压时将过压信号发送至所述控制单元，所述电流检测单元检测所述启动电池的充电电流和放电电流，所述控制单元分别与所述电流检测单元、过压检测单元和启动电池连接，并在汽车启动时且控制启动电池的充电开关闭合以对所述启动电池进行充电，在充电过程中监控所述启动电池的电量和启动电池的充电电流，在所述启动电池接近满充时断开所述充电开关，并启动过压控制：在所述充电开断开开时依据所述过压信号控制所述充电开关闭合一个预设时长后断开并重复该步骤直至执行预设次数且启动电池的输出电压大于预设电压，以使所述启动电池吸收所述输出电压中间的高峰值从而稳定所述输出电压，若否则结束过压控制。
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