CN204721053U - 一种车用铅酸电池的充电回路 - Google Patents

一种车用铅酸电池的充电回路 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种车用铅酸电池的充电回路,包括:电池包模块、继电器、DC-DC转换器、12V铅酸电池、智能检测模块、电机控制器及整车控制器。所述电池包模块通过继电器分别与所述DC-DC转换器和所述电机控制器连接,所述DC-DC转换器还连接12V铅酸电池,所述整车控制器分别与电池包模块、DC-DC转换器、继电器、智能检测模块及电机控制器连接;采用DC-DC转换器与电机控制器共用一个继电器方式,解决了当整车低压送电时12V铅酸电池馈电问题;采用智能检测模块对12V铅酸电池的SOC值进行监测,整车控制器根据SOC值控制DC-DC转换器的输出功率,解决铅酸电池过充电现象,提高电池的使用寿命。

Description

一种车用铅酸电池的充电回路
技术领域
本实用新型涉及车用铅酸电池的技术领域,具体涉及一种车用铅酸电池的充电回路。
背景技术
在目前比较流行的电动汽车中,12V铅酸电池是整车低压系统的供电来源,可以说12V铅酸电池的管理是整车管理中较为重要的一个环节,在电动汽车整车使用环境中,12V铅酸电池是通过DC-DC转换器将电池包的高压电源转换为低压电源进行充电,而DC-DC转换器的控制是通过DC-DC专用继电器来控制DC-DC转换器的通断,从而满足12V铅酸电池的充电需求。
如图1所示,电池包模块通过继电器201对电机控制器供电,电池包模块通过继电器202对电阻供电,电池包模块通过继电器203对DC-DC转换器供电,电池包模块通过继电器204对车载充电器供电,各元件通过继电器205与电池包模块的负极连接。
当整车控制器接收到高压上电信号后,整车控制器通过电池包模块的电池管理系统控制继电器203吸合,完成对DC-DC转换器的高压通电,此时,只要DC-DC转换器一直处于工作状态,无论12V铅酸电池是否处于电量已经满的状态,12V铅酸电池将一直保持被充电状态,这种状态持续下将会导致铅酸电池有过充电的工况出现,会使铅酸电池的使用寿命大大降低。
当整车控制器接收到低压上电信号时,整车控制器通过电池包模块的电池管理系统控制继电器203断开,使DC-DC转换器处于断电状态,此时,12V铅酸电池处于不被充电的工况下,但由于12V铅酸电池是整车低压负载系统的供电源,因此整车的低压部件如车内常电供应的面板照明背景灯等的正常工作将会造成12V铅酸电池的馈电,这种工况一旦出现,铅酸电池将会处于无法供电的状态,如果此状态持续,将会造成整车低压控制系统因断电而瘫痪,必须人为修复铅酸电池的供电状态才可重新恢复整车功能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种车用铅酸电池的充电回路,以解决现有技术中车用12V铅酸电池的过充电现象和馈电现象的问题,提高12V铅酸电池的使用寿命和安全性。
为实现上述目的,本实用新型提供以下的技术方案:
一种车用铅酸电池的充电回路,包括:电池包模块、继电器、DC-DC转换器及12V铅酸电池;所述DC-DC转换器通过继电器与所述电池包模块相连接,所述DC-DC转换器还连接12V铅酸电池;所述电池包模块通过所述继电器的开合,实现对所述DC-DC转换器的高压通电,所述DC-DC转换器转换电压后对所述12V铅酸电池进行充电;所述车用铅酸电池的充电回路还包括:整车控制器、智能检测模块及电机控制器,所述整车控制器分别与所述继电器、所述电池包模块、所述电机控制器及所述DC-DC转换器连接,所述电机控制器通过所述继电器与所述电池包模块相连接,所述智能检测模块分别与所述12V铅酸电池输出端和所述整车控制器输入端相连;所述智能检测模块对所述12V铅酸电池的SOC值进行监测,并将监测到的SOC值发送给整车控制器;所述整车控制器根据所述SOC值控制所述DC-DC转换器对所述12V铅酸电池充电。
优选的,所述整车控制器控制所述继电器吸合和断开。
优选的,所述整车控制器控制所述电机控制器的电机运转信号。
优选的,所述整车控制器内部设置有定时器,用于当整车处于长期不启动状态时进行计时;所述整车控制器根据所述定时器的计时,按照设定时间间隔控制所述继电器闭合,以对12V铅酸电池充电,直到所述SOC值达到设定阈值后,控制所述继电器断开。
优选的,所述设定时间间隔为60小时。
优选的,所述DC-DC转换器为输出功率可调节的转换器,所述整车控制器根据所述SOC值控制所述DC-DC转换器的输出功率。
优选的,所述智能检测模块监测到的SOC值>设定阈值时,所述整车控制器控制所述DC-DC转换器输出整车低压电气负载所需功率;否则,所述整车控制器控制所述DC-DC转换器输出所述整车低压电气负载所需功率和所述12V铅酸电池充电所需功率之和。
优选的,所述设定阈值为80%。
本实用新型提供的一种车用铅酸电池的充电回路,通过采用智能检测模块,对12V铅酸电池的SOC值进行监测,并将监测的SOC值发送给整车控制器,所述整车控制器根据所述SOC值控制DC-DC转换器对12V铅酸电池充电,解决铅酸电池过充电的问题;
进一步地,本实用新型提供的一种车用铅酸电池的充电回路,通过采用电机控制器与DC-DC转换器共同使用一个继电器与电池包模块连接,当继电器闭合时,使所述DC-DC转换器处于高压通电状态对12V铅酸电池进行充电,避免整车低压送电时,12V铅酸电池出现馈电现象。
附图说明
图1是电池包模块控制DC-DC转换器和电机控制器的示意图;
图2是本实用新型的车用铅酸电池的充电回路的原理框图;
图3是本实用新型实施例的车用铅酸电池的充电回路的结构示意图;
图4是本实用新型实施例中整车控制器的控制流程图。
附图标识:
100    电池包模块
200、201、202、203、204、205  继电器
301    DC-DC转换器
302    12V铅酸电池
303    低压电气负载
304    智能检测模块
400    电机控制器
500    整车控制器
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本实用新型实施例的方案,下面结合附图和实施方式作进一步的详细说明。
如图2所示,是本实用新型的车用铅酸充电回路的模块示意图,本实用新型提供的车用铅酸充电回路,包括:电池包模块100、继电器200、DC-DC转换器301及12V铅酸电池302。
所述DC-DC转换器301通过继电器200与所述电池包模块100相连接,所述DC-DC转换器301还连接12V铅酸电池302;所述电池包模块100通过所述继电器200的开合,实现对所述DC-DC转换器301的高压通电,所述DC-DC转换器301转换电压后对所述12V铅酸电池302进行充电。
本实用新型提供的车用铅酸充电回路,还包括:整车控制器500、智能检测模块304及电机控制器400。
所述整车控制器500分别与所述继电器200、所述电池包模块100、所述电机控制器400及所述DC-DC转换器301连接,所述电机控制器400通过所述继电器200与所述电池包模块100相连接,所述智能检测模块304连接在所述12V铅酸电池302输出端和所述整车控制器500输入端之间;所述智能检测模块304对所述12V铅酸电池302的SOC值进行监测,并将监测到的SOC值发送给整车控制器500;所述整车控制器500根据所述SOC值控制所述DC-DC转换器301对所述12V铅酸电池302充电;当所述继电器200闭合时,所述电池包模块100对所述电机控制器400和所述DC-DC转换器301高压通电。
如图2所示,图中,表示用于高压供电的高压电线,表示用于低压供电的低压电线,表示用于CAN通讯的信号线,表示用于LIN通讯的信号线。在本实施例中,电池包模块100通过高压电线与继电器200连接,所述继电器200通过高压电线与DC-DC转换器301连接,所述继电器200也通过高压电线与电机控制器400连接;所述DC-DC转换器301与12V铅酸电池302连接采用低压电线,所述12V铅酸电池302分别与智能检测模块304和低压电气负载303连接采用低压电线。整车控制器500与继电器200、DC-DC转换器301、电机控制器400及电池包模块100连接采用CAN通讯的信号线,整车控制器500与智能检测模块304连接采用LIN通讯的信号线。
具体地,如图3所示,是本实用新型实施例的车用铅酸电池的充电回路结构示意图;结合图2和图3,DC-DC转换器301与电机控制器400共用一条高压线与电池包模块100连接,即共用一个继电器200,当汽车起动后,无论整车处于高压上电状态还是低压上电的状态下,所述继电器200将一直处于吸合状态,保证所述DC-DC转换器301与所述电机控制器400一直与所述电池包模块100连接通电,使所述DC-DC转换器301将一直对所述12V铅酸电池302进行充电,避免当整车处于低压上电时,所述12V铅酸电池302对车内低压部件如车内常电供应的面板照明背景灯等因过度馈电而造成瘫痪。
可见,本实用新型提供的一种车用铅酸电池充电回路,通过DC-DC转换器301和电机控制器400共同使用一个高压供电继电器,能够使汽车启动后,所述DC-DC转换器301一直对12V铅酸电池302进行充电,解决了整车处于低压上电的状态下,所述12V铅酸电池过度馈电的问题。
结合图2和图3所示,本实施例中整车控制器500通过CAN总线控制电机控制器400;当汽车启动后,处于低压上电状态时,继电器200闭合,DC-DC转换器301和电机控制器400通电,此时所述电机控制器400不输出扭矩要求,实际应用中,只有当整车控制器500检测到驾驶员执行高压上电后,所述整车控制器500发送扭矩要求给所述电机控制器400,则所述电机控制器400输出扭矩要求。
更进一步,所述整车控制器400与所述继电器200连接,当汽车启动时,所述整车控制器400控制所述继电器200的开合和断开,保证所述DC-DC转换器301和所述电机控制器400通电。在实际生活中,可能汽车长期停放,处于不启动的状态,在这种情况下,可能会因12V铅酸电池302长期没有得到充电,造成低压负载系统不工作。本实施例采用在所述整车控制器500中设置定时计数器,当定时计数器每隔60小时,汽车还处于不启动状态时,所述整车控制器500控制所述继电器200闭合,使所述电池包模块100与所述DC-DC转换器301高压通电,对所述12V铅酸电池进行充电,直到12V铅酸电池的SOC值大于80%时,所述整车控制器500控件所述继电器200断开。
同时,为了更好的对12V铅酸电池302进行充电管理,采用智能检测模块304对12V铅酸电池302的SOC值进行监测,并将监测的SOC值通过LIN通讯线发送给所述整车控制器500。本实施例采用智能电池传感器对所述12V铅酸电池301进行监测,可选用海拉电子IBS传感器。
更进一步,整车控制器500根据监测的SOC值,控制继电器200及DC-DC转换器301,实现对12V铅酸电池302的充电管理。其中,所述DC-DC转换器301在本实用新型中采用输出功率可调节的转换器,所述整车控制器500控制所述DC-DC转换器301的输出功率。
在本实施例中,当整车控制器接500收到的SOC值大于80%时,12V铅酸电池302不需要继续充电,此时,DC-DC转换器301对所述12V铅酸电池302的充电功率仅需要满足低压电气负载304的工作功率要求;当所述整车控制器500接收到的SOC值≤80%时,所述12V铅酸电池302需要充电,此时所述DC-DC转换器301对所述12V铅酸电池302的充电功率需要满足所述12V铅酸电池302的充电功率与所述低压电气负载304的工作功率之和。
在实际应用中,如图3所示,整车控制器还可以通过CAN总线与远程智能终端与车载仪表连接,实现整车信号连锁。
如图4所示,是本实用新型实施例中整车控制器的控制流程图,包括以下步骤:
步骤S1:判断当前整车是否要求启动,如是要求启动,则执行步骤S2;否则,则执行步骤S7和步骤S8。
步骤S2:根据当前整车控制器500接收的启动信号,决定是否需闭合继电器200,当继电器200闭合时,则执行步骤S3,此时DC-DC转换器301和电机控制器400高压通电,智能检测模块304对12V铅酸电池302进行SOC值监测。如果继电器200没有闭合,则返回开始。
步骤S3:整车控制器500接收智能检测模块304监测的SOC值后,则执行步骤S4。
步骤S4:整车控制器500根据接收到的SOC监测值进行判断,如果SOC值>80%时,则执行步骤S5,否则执行步骤S6。
步骤S5:整车控制器500控制DC-DC转换器301的输出功率为整车低压电气负载所需功率,执行完成后,则返回步骤S8。
步骤S6:整车控制器500控制DC-DC转换器301输出功率为12V铅酸电池所需功率和整车低压电气负载所需功率之和,执行完成后,则返回步骤S3。
可见,本实用新型提供的一种车用铅酸电池的充电回路,通过采用智能检测模块,对12V铅酸电池的SOC值进行监测,并将监测的SOC值发送给整车控制器,所述整车控制器根据所述SOC值控制DC-DC转换器对12V铅酸电池充电,解决铅酸电池过充电的问题,提高铅酸电池的使用寿命和经济性。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,但本实用新型不以图面所示限定实施范围,凡是依照本实用新型的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车用铅酸电池的充电回路,包括:电池包模块、继电器、DC-DC转换器及12V铅酸电池;所述DC-DC转换器通过继电器与所述电池包模块相连接,所述DC-DC转换器还连接12V铅酸电池;所述电池包模块通过所述继电器的开合,实现对所述DC-DC转换器的高压通电,所述DC-DC转换器转换电压后对所述12V铅酸电池进行充电;其特征在于,还包括:整车控制器、智能检测模块及电机控制器,所述整车控制器分别与所述继电器、所述电池包模块、所述电机控制器及所述DC-DC转换器连接,所述电机控制器通过所述继电器与所述电池包模块相连接,所述智能检测模块分别与所述12V铅酸电池输出端和所述整车控制器输入端相连;所述智能检测模块对所述12V铅酸电池的SOC值进行监测,并将监测到的SOC值发送给整车控制器;所述整车控制器根据所述SOC值控制所述DC-DC转换器对所述12V铅酸电池充电。
2.根据权利要求1所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述整车控制器控制所述继电器吸合和断开。
3.根据权利要求1所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述整车控制器控制所述电机控制器的电机运转信号。
4.根据权利要求1所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述整车控制器内部设置有定时器,用于当整车处于长期不启动状态时进行计时;所述整车控制器根据所述定时器的计时,按照设定时间间隔控制所述继电器闭合,以对12V铅酸电池充电,直到所述SOC值达到设定阈值后,控制所述继电器断开。
5.根据权利要求4所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述设定时间间隔为60小时。
6.根据权利要求4所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述DC-DC转换器为输出功率可调节的转换器,所述整车控制器根据所述SOC值控制所述DC-DC转换器的输出功率。
7.根据权利要求6所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述智能检测模块监测到的SOC值>设定阈值时,所述整车控制器控制所述DC-DC转换器输出整车低压电气负载所需功率;否则,所述整车控制器控制所述DC-DC转换器输出所述整车低压电气负载所需功率和所述12V铅酸电池充电所需功率之和。
8.根据权利要求4所述的车用铅酸电池的充电回路,其特征在于,所述设定阈值为80%。
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