CN116979661A - 一种整车低压能量管理方法、系统及车辆 - Google Patents

一种整车低压能量管理方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种整车低压能量管理方法、系统及车辆,涉及车辆技术领域。本发明所述的整车低压能量管理方法,包括:获取蓄电池的满电开路电压值;根据满电开路电压值确定DCDC输出电压;根据蓄电池的电流状态调整DCDC输出电压,以使蓄电池的充电电流为零。本发明通过将车辆蓄电池的充电电流作为控制目标,将DCDC输出电压作为控制对象,根据蓄电池的电流状态调整DCDC输出电压,从而使得蓄电池的充电电流为零,相较于现有方案而言,能够避免蓄电池充放电过程内阻导致的输出电压与满电开路电压存在偏差,导致控制不准的问题,进而能够更加精准地控制蓄电池的充电状态,避免蓄电池浮充/过充导致的能量损失问题。

Description

一种整车低压能量管理方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,具体而言,涉及一种整车低压能量管理方法、系统及车辆。
背景技术
随着对车辆的油耗及电耗限值要求越来越高,整车的能量管理越来越受到重视。其中,整车低压能量管理是指在汽车中,针对低电压电子系统(如12V电气系统)的能源分配、控制和优化策略,低电压电子系统在车辆中扮演重要角色,包括照明、音响、仪表盘、通信、辅助系统等。
现有整车低压能量管理方法通常采用控制DCDC输出固定电压值为低压负载供电,同时为蓄电池充电的方式,在蓄电池电量充满后需要对蓄电池浮充以维持蓄电池的电荷状态,然而由于其两端电压与满电开路电压有所差别,导致浮充存在能量损失。
发明内容
本发明解决的问题是如何避免对蓄电池浮充导致的能量损失。
为解决上述问题,本发明提供一种整车低压能量管理方法、系统及车辆。
第一方面,本发明提供一种整车低压能量管理方法,包括:
获取蓄电池的满电开路电压值;
根据所述满电开路电压值确定DCDC输出电压;
根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压,以使所述蓄电池的充电电流为零。
可选地,所述获取蓄电池的满电开路电压值包括:
根据预设对应关系确定所述满电开路电压值,其中,所述预设对应关系为不同的标定满电开路电压值与不同的环境温度及蓄电池使用年限的对应关系。
可选地,所述根据所述满电开路电压值确定DCDC输出电压包括:
根据所述满电开路电压值和标定电压值确定所述DCDC输出电压,其中,所述标定电压值与所述蓄电池的内阻压降对应。
可选地,所述根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压包括:
当所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态时,按照预设电压值降低所述DCDC输出电压。
可选地,所述根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压还包括:
当所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于放电状态或开路状态时,控制所述DCDC输出电压不变。
可选地,所述根据所述满电开路电压值和标定电压值确定所述DCDC输出电压包括:
将所述标定电压值赋值给中间变量,根据所述满电开路电压值和所述中间变量之和确定所述DCDC输出电压。
可选地,所述整车低压能量管理方法还包括:
当所述蓄电池的充电电流为零且经过预设时间后,判断所述蓄电池的电流状态;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态,则按照预设电压值降低所述DCDC输出电压;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于开路状态,则调整所述DCDC输出电压至初始值。
可选地,所述整车低压能量管理方法还包括:
当调整所述DCDC输出电压至所述初始值后,再次判断所述蓄电池的电流状态;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态,则重新获取所述满电开路电压值并确定及调整所述DCDC输出电压;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于放电状态或开路状态,则调整所述DCDC输出电压至所述初始值。
第二方面,本发明提供一种整车低压能量管理系统,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现如上整车低压能量管理方法。
第三方面,本发明提供一种车辆,包括上述整车低压能量管理系统。
本发明通过将车辆蓄电池的充电电流作为控制目标,将DCDC输出电压作为控制对象,根据蓄电池的电流状态调整DCDC输出电压,从而使得蓄电池的充电电流为零,相较于现有使用电压、SOC作为控制目标的方案而言,能够避免蓄电池充放电过程内阻导致的输出电压与满电开路电压存在偏差,导致控制不准的问题,进而能够更加精准地控制蓄电池的充电状态,避免蓄电池浮充/过充导致的能量损失问题。
附图说明
图1为本发明实施例的整车低压能量管理方法的流程示意图;
图2为本发明实施例的整车低压能量管理方法的控制逻辑示意图;
图3为本发明实施例的车辆中电子设备的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例,然而应当理解的是,本发明可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例,相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是,本发明的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解,本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行,和/或并行执行。此外,方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
如图1所示,本发明实施例提供一种整车低压能量管理方法,包括:
获取蓄电池的满电开路电压值。
具体地,首先获取蓄电池的满电开路电压值,满电开路电压值在不同温度和寿命条件下有所不同,需要根据实际情况确定。
根据所述满电开路电压值确定DCDC输出电压。
具体地,在确定满电开路电压值后,可以根据满电开路电压值确定DCDC输出电压,通常来说,考虑到蓄电池充放电过程内阻压降影响,会在满电开路电压值的基础上增加一定电压作为DCDC输出电压(初始值)。
根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压,以使所述蓄电池的充电电流为零。
具体地,在确定DCDC输出电压(初始值)后,随着充电的进行,蓄电池的电流状态也在不断变化,此时可以根据蓄电池的电流状态来调整DCDC输出电压,从而降低浮充电流所带来的能量损失,最终的控制目标是使得蓄电池的充电电流为零。
现有技术中有将蓄电池电量状态作为被控对象的方案,但是随着使用温度的变化、使用时间的变化,所计算的蓄电池SOC(State-of-Charge,电荷状态)值会有偏差,导致能量管理逻辑失效,低压能量损失仍然存在。而本实施例通过将充电电流作为控制目标,将DCDC输出电压作为控制对象,根据蓄电池的电流状态调整DCDC输出电压,从而使得蓄电池的充电电流为零,相较于现有使用电压、SOC作为控制目标的方案而言,能够避免蓄电池充放电过程内阻导致的输出电压与满电开路电压存在偏差,导致控制不准的问题,进而能够更加精准地控制蓄电池的充电状态,避免蓄电池浮充/过充导致的能量损失问题。
其中,蓄电池的浮充电流是指在充电过程中,当蓄电池已经充满电并且处于静止状态时,所施加的恒定电流。浮充电流的作用是保持蓄电池的充满状态,以防止其自放电而失去电荷。
其中,蓄电池的电流状态通常通过LBMS(Lithium Battery Management System,锂电池管理系统)系统进行监控,锂电池管理系统通常包括以下主要功能:
(1)电池状态监测:监测电池的电压、电流、温度等参数,以实时了解电池的工作状态和健康状况。
(2)充放电控制:控制充电和放电过程,以确保电池在安全的电压和电流范围内运行。可以根据需要调整充电和放电速率,以平衡性能和寿命。
(3)平衡控制:对电池组中的各个单体电池进行均衡,以确保每个单体电池之间的电荷状态一致,防止因某个电池过充或过放而影响整体性能。
(4)温度管理:监测电池组的温度,根据需要采取措施来调节温度,以防止过热或过冷情况的发生。
(5)安全保护:当电池出现过充、过放、短路等危险情况时,锂电池管理系统会采取措施,例如切断电流,以保护电池和车辆。
(6)数据采集和通信:收集电池的实时数据并与整车控制系统通信,以便于监控和分析电池的性能,同时提供驾驶者和维护人员的信息。
(7)故障诊断:检测电池系统的故障并提供警报,有助于及时采取维修措施。
可选地,所述获取蓄电池的满电开路电压值包括:
根据预设对应关系确定所述满电开路电压值,其中,所述预设对应关系为不同的标定满电开路电压值与不同的环境温度及蓄电池使用年限的对应关系。
具体地,预设对应关系指的是满电开路电压值与环境温度及蓄电池使用年限的对应关系,例如在环境温度为-40℃且使用年限为0.5年时,满电开路电压值V1为12V,随着环境温度上升,满电开路电压值V1随之上升,例如在环境温度为25℃且使用年限为0.5年时,满电开路电压值V1为13.5V;满电开路电压值也与蓄电池使用年限有关,例如在环境温度为25℃且使用年限为4年时,满电开路电压值V1为13.0V,即随着使用年限上升,满电开路电压值V1随之下降;预设对应关系可在实验室中获得,通常以三维性能表格体现,提前写入DCDC控制器软件,可以排除环境温度、蓄电池寿命对控制精度的影响;结合图2所示,在高压上电后,可以根据温度、蓄电池使用年限查表得到对应的满电开路电压值。
可选地,所述根据所述满电开路电压值确定DCDC输出电压包括:
根据所述满电开路电压值和标定电压值确定所述DCDC输出电压,其中,所述标定电压值与所述蓄电池的内阻压降对应。
具体地,考虑到蓄电池充放电过程内阻压降影响,在满电开路电压值的基础上,增加标定电压值来提高DCDC输出电压。
可选地,所述根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压包括:
当所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态时,按照预设电压值降低所述DCDC输出电压。
具体地,结合图2所示,当蓄电池处于充电状态(I>0)时,令δ=δ-0.1,即预设电压值为0.1V,每次按照0.1V降低DCDC输出电压。
可选地,所述根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压还包括:
当所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于放电状态或开路状态时,控制所述DCDC输出电压不变。
具体地,结合图2所示,当蓄电池处于放电状态(I<0)或开路状态(I=0)时,控制DCDC输出电压不变。
可选地,所述根据所述满电开路电压值和标定电压值确定所述DCDC输出电压包括:
将所述标定电压值赋值给中间变量,根据所述满电开路电压值和所述中间变量之和确定所述DCDC输出电压。
具体地,将标定量(δ’)赋值给中间变量δ,即DCDC输出电压为满电开路电压值V1+中间变量δ。
可选地,所述整车低压能量管理方法还包括:
当所述蓄电池的充电电流为零且经过预设时间后,判断所述蓄电池的电流状态。
具体地,结合图2所示,为了避免I=0状态的脉冲干扰,增加延时T判断,做信号防抖;在经过预设时间T后,判断蓄电池的电流状态。
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态,则按照预设电压值降低所述DCDC输出电压。
具体地,结合图2所示,若蓄电池处于充电状态(I>0),则按照预设电压值降低DCDC输出电压(令δ=δ-0.1)。
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于开路状态,则调整所述DCDC输出电压至初始值。
具体地,结合图2所示,若蓄电池处于开路状态(I=0),则调整DCDC输出电压至初始值(V1+δ)。
其中,开路状态(不充不放)指的是蓄电池的电极没有外部负载连接,电池处于不活跃状态,没有电流流过,也没有能量输入或输出。这个状态下,蓄电池的电势差(开路电压)会保持在某个特定的电压值,该电压值通常与蓄电池的化学成分和状态有关。在开路状态下,蓄电池的内部化学反应相对稳定,没有外部电流流过,因此不会发生明显的充放电过程。
可选地,所述整车低压能量管理方法还包括:
当调整所述DCDC输出电压至所述初始值后,再次判断所述蓄电池的电流状态。
具体地,结合图2所示,当调整DCDC输出电压至初始值后,再次判断蓄电池的电流状态。
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态,则重新获取所述满电开路电压值并确定及调整所述DCDC输出电压。
具体地,结合图2所示,若蓄电池处于充电状态(I>0),则重新获取满电开路电压值并确定及调整DCDC输出电压。
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于放电状态或开路状态,则调整所述DCDC输出电压至所述初始值。
具体地,结合图2所示,若蓄电池处于放电状态(I<0)或开路状态(I=0),则调整DCDC输出电压至初始值(V1+δ)。
本发明另一实施例提供一种整车低压能量管理系统,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现如上整车低压能量管理方法。
本发明另一实施例提供一种车辆,包括上述整车低压能量管理系统。
本发明另一实施例提供一种电子设备,结合图3所示,电子设备包括中央处理单元(CPU),其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中,还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM 以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。在一些实施例中,以下部件连接至I/O接口:包括键盘、鼠标等的输入部分;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分;包括硬盘等的存储部分;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口。可拆卸介质,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。特别地,根据本发明的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本发明的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在机器可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时,执行本发明的电子设备中限定的上述功能。
虽然本发明披露如上,但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种整车低压能量管理方法,其特征在于,包括:
获取蓄电池的满电开路电压值;
根据所述满电开路电压值确定DCDC输出电压;
根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压,以使所述蓄电池的充电电流为零。
2.根据权利要求1所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,所述获取蓄电池的满电开路电压值包括:
根据预设对应关系确定所述满电开路电压值,其中,所述预设对应关系为不同的标定满电开路电压值与不同的环境温度及蓄电池使用年限的对应关系。
3.根据权利要求1所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,所述根据所述满电开路电压值确定DCDC输出电压包括:
根据所述满电开路电压值和标定电压值确定所述DCDC输出电压,其中,所述标定电压值与所述蓄电池的内阻压降对应。
4.根据权利要求3所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,所述根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压包括:
当所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态时,按照预设电压值降低所述DCDC输出电压。
5.根据权利要求4所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,所述根据所述蓄电池的电流状态调整所述DCDC输出电压还包括:
当所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于放电状态或开路状态时,控制所述DCDC输出电压不变。
6.根据权利要求3所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,所述根据所述满电开路电压值和标定电压值确定所述DCDC输出电压包括:
将所述标定电压值赋值给中间变量,根据所述满电开路电压值和所述中间变量之和确定所述DCDC输出电压。
7.根据权利要求1所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,还包括:
当所述蓄电池的充电电流为零且经过预设时间后,判断所述蓄电池的电流状态;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态,则按照预设电压值降低所述DCDC输出电压;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于开路状态,则调整所述DCDC输出电压至初始值。
8.根据权利要求7所述的整车低压能量管理方法,其特征在于,还包括:
当调整所述DCDC输出电压至所述初始值后,再次判断所述蓄电池的电流状态;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于充电状态,则重新获取所述满电开路电压值并确定及调整所述DCDC输出电压;
若所述蓄电池的电流状态指示所述蓄电池处于放电状态或开路状态,则调整所述DCDC输出电压至所述初始值。
9.一种整车低压能量管理系统,其特征在于,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现如权利要求1至8任一项所述的整车低压能量管理方法。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求9所述的整车低压能量管理系统。
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