CN206524651U - 一种混合动力客车系统用的智能充电控制装置 - Google Patents

一种混合动力客车系统用的智能充电控制装置 Download PDF

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孙贵斌
曹竟辉
马腾腾
王耀
郭飞
乔喜伟
郭玉静
唐友名
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Abstract

本实用新型涉及一种混合动力客车系统用的智能充电控制装置,包括动力电池、第一继电器、DC\DC转换器、蓄电池、仪表控制器ICU、整车控制器VCU、电池管理系统BMS;所述动力电池通过第一继电器、DC\DC转换器与蓄电池连接,用于当第一继电器闭合时,由动力电池向蓄电池充电;仪表控制器ICU连接蓄电池,用于对蓄电池的电压进行检测;整车控制器VCU连接仪表控制器ICU;电池管理系统BMS连接整车控制器VCU;电池管理系统BMS控制第一继电器开合,从而控制动力电池给蓄电池充电。本实用新型对整车电源管理系统进行改进,通过DC\DC转换器实现由动力电池对蓄电池进行充电并进行智能管理。

Description

一种混合动力客车系统用的智能充电控制装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车电子控制领域,尤其涉及一种混合动力客车系统用的智能充 电控制装置。
背景技术
[0002] 汽车的仪表灯光及车载控制器的低压电源通常都由车载蓄电池进行供电,对传统 汽车来说,当蓄电池电压过低时,车辆将无法启动,只能通过助推或者外界充电设备通过 220V电网电压对蓄电池进行充电,而且传统汽车也无法较长时间工作在ACC档,否则会很快 耗掉蓄电池里的电量。然而,这种问题可以在混合动力客车系统的车辆上得到解决。混合动 力客车目前主要采用插电式,满足一定的续航里程,车上装载的动力电池电量较高,因此可 以通过DC\DC转换器在蓄电池电量不足时,通过动力电池高压平台对蓄电池进行充电,同时 结合电子控制技术可实现整个充电过程中的智能检测和安全保护。
[0003] 综上分析,本实用新型对整车电源管理系统进行改进,通过DC\DC转换器实现由动 力电池对蓄电池进行充电并进行智能管理。 实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种混合动力客车系统用的智 能充电控制装置。
[0005] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:
[0006] —种混合动力客车系统用的智能充电控制装置,包括动力电池、第一继电器、DC\ DC转换器、蓄电池、仪表控制器ICU、整车控制器VCU、电池管理系统BMS;所述动力电池通过 所述第一继电器、所述DC\DC转换器与蓄电池连接,用于当所述第一继电器闭合时,由所述 动力电池向所述蓄电池充电;所述仪表控制器ICU连接所述蓄电池,用于对所述蓄电池的电 压进行检测;所述整车控制器V⑶连接所述仪表控制器ICU;所述电池管理系统BMS连接所述 整车控制器VCU;所述电池管理系统BMS控制所述第一继电器开合,从而控制所述动力电池 给所述蓄电池充电。
[0007] 作为进一步改进,所述DC\DC转换器为单向隔离型DC\DC转换器。
[0008]作为进一步改进,还包括第二继电器,连接于所述DC\DC转换器与所述蓄电池之 间,用于当所述第一继电器失效的情况下,避免所述蓄电池过充。
[0009] 作为进一步改进,所述整车控制器VCU与所述仪表控制器I⑶采用Can总线连接进 行通讯;所述电池管理系统BMS与所述整车控制器VCU采用Can总线连接进行通讯。
[0010] 作为进一步改进,所述蓄电池采用铅酸电池、媒猛氢电池或锂电池。
[0011] 作为进一步改进,还包括太阳能电池板及第三继电器;所述太阳能电池板通过所 述第三继电器连接于所述DC\DC转换器;由所述电池管理系统BMS控制所述第三继电器开 合,从而控制所述太阳能电池板对所述蓄电池充电。
[0012] 与现有技术相比较,本实用新型具有以下优点:利用车上装载的动力电池,通过 DC\DC转换器在蓄电池电量不足时,实现由所述动力电池向所述蓄电池智能充电,同时结合 电子控制技术实现整个充电过程的智能检测和安全保护。有效解决了当所述蓄电池电压过 低无法启动发动机的问题;可以不必启动发动机,在需要的时候维持车辆较长时间处于低 压上电状态,降低发电油耗;同时,由于保持所述蓄电池电压在一个稳定的水平,延长了所 述蓄电池寿命。
附图说明
[0013] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用 新型的实施例一起用来解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。
[0014] 附图1是本实用新型混合动力客车系统用的智能充电控制装置原理示意图。
[0015] 附图2是本实用新型混合动力客车系统用的智能充电控制装置的启动智能充电前 的控制流程图。
[0016]附图3是本实用新型混合动力客车系统用的智能充电控制方法的动力电池向蓄电 池充电程序的控制流程图。
[0017] 主要元件符号说明 [0018] 动力电池10 [0019] DC\DC转换器 20 [0020] 蓄电池30 [0021] 电池管理系统BMS 40 [0022] 整车控制器VCU 50 [0023] 仪表控制器I CU 60 [0024] 太阳能电池板70 [0025] 第一继电器1 [0026] 第二继电器2 [0027] 第三继电器3
具体实施方式
[GG28]为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用 新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[°029]在本实用新型的描述中,需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系 术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其 任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者 设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、 方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限 定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要 素”。
[003°]本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程 序或协议与硬件相结合的功能模块,该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身 均为本领域技术人员公知的技术,其不是本系统的改进之处;本系统的改进为各模块之间 的相互作用关系或连接关系,即为对系统的整体的构造进行改进,以解决本系统所要解决 的相应技术问题。
[0031] 下面将结合附图和实施方式对本实用新型的混合动力客车系统用的智能充电控 制装置作具体介绍。
[0032] 参阅图1,一种混合动力客车系统用的智能充电控制装置,包括动力电池10、第一 继电器1、DC\DC转换器20、蓄电池30、仪表控制器ICU60、整车控制器VCU50、电池管理系统 BMS40;所述动力电池10通过所述第一继电器1、所述DC\DC转换器20与蓄电池30连接,用于 当所述第一继电器1闭合时,由所述动力电池10向所述蓄电池30充电;所述仪表控制器 I⑶60连接所述蓄电池30,用于对所述蓄电池30的电压进行检测;所述整车控制器V⑶50连 接所述仪表控制器ICU60;所述电池管理系统BMS40连接所述整车控制器VCU50;所述电池管 理系统BMS40控制所述第一继电器1开合,从而控制所述动力电池10给所述蓄电池30充电。 [0033]参阅图2,具体实施时,智能充电分为OFF档状态下智能充电和ACC档状态下智能充 电,0N档状态下不允许进行智能充电。
[0034]首先判断车辆所处的状态,当车辆处于OFF档状态下时,所述仪表控制器ICU60的 计时器清0,并开始计时,当计时达到第一预定时间,所述仪表控制器ICU60被唤醒,开始对 所述蓄电池30电压进行检测,客车一般为24V低压平台,所以,当检测到所述蓄电池30电压 大于等于24V,所述仪表控制器I⑶60继续进入休眠,同时所述仪表控制器I⑶60的计时器清 0,并重新开始计时;当检测到所述蓄电池30电压小于第一阈值电压,禁止智能充电,因为在 第一预定时间设定合理的情况下,所述蓄电池30电压正常不会低于所述第一阈值电压,如 果出现低于所述第一阈值电压的情况,就得检查下所述蓄电池30本身是否有异常,所以此 时禁止启动智能充电;当检测到所述蓄电池30电压大于所述第一阈值电压小于24V,所述仪 表控制器ICU60唤醒所述整车控制器VCU50,所述整车控制器VCU50唤醒所述电池管理系统 BMS40,并启动动力电池向所述蓄电池充电程序。本实施例中,考虑到车辆每日的长时间停 车时间大概在6小时左右即凌晨12:00到06:00,期间优选的对所述蓄电池30电压检测两次, 因此优选的,所述第一预定时间为3小时。本实施例中,考虑到在OFF档状态下时,也就是车 辆熄火状态,这时充电只能采用智能充电,为了防止所述蓄电池30自放电比较严重的情况 过于频繁启动智能充电系统,这时所述第一阈值电压设定得低一点,优选的,所述第一阈值 电压为21V,由于智能充电是在没人的情况下自行进行的,这时智能充电频次越低,安全性 越局。
[0035]当车辆处于ACC档状态下时,所述仪表控制器ICU60对所述蓄电池30电压进行检 测;当检测到所述蓄电池30电压小于第二阈值电压,启动发动机充电;当检测到所述蓄电池 30电压大于等于24V,则返回继续对蓄电池30电压进行检测;当检测到所述蓄电池30电压大 于所述第二阈值电压小于24V,所述仪表控制器I⑶60唤醒所述整车控制器VCU50,所述整车 控制器V⑶50唤醒所述电池管理系统BMS40,并启动动力电池向所述蓄电池充电程序。本实 施例中,考虑到在ACC档状态下,即车辆正上电运行,发动机随时可能启动运行,这时就可以 方便的用发动机对所述蓄电池30充电,而很可能接下来车辆就要启动,这时所述动力电池 10的首要目的是保持车辆纯电动起步使用,因此,这时所述第二阈值电压设定为足够用于 启动发动机即可,优选的,所述第二阈值电压设为23V。
[0036]参阅图3,启动动力电池向所述蓄电池充电程序,所述整车控制器V⑶50发送智能 充电请求后,所述电池管理系统BMS40及所述DC\DC转换器20检测智能充电线路,线路不正 常则禁止智能充电,线路正常则所述电池管理系统BMS40检测所述动力电池SOC。当检测到 动力电池SOC小于等于第三阈值电压,禁止智能充电;当动力电池SOC大于第三阈值电压,闭 合所述第一继电器1,开启智能充电。接着所述仪表控制器ICU60检测所述蓄电池30电压,当 所述蓄电池30电压不大于24V则继续充电;当所述蓄电池30电压大于24V则断开所述第一继 电器1,完成智能充电。本实施例中,考虑到当所述动力电池S0C小于25 %的额定电压将会影 响车辆的纯电动起步,优选的,所述第三阈值电压为所述动力电池10额定电压的25 %。
[0037]当车辆处于0N档状态下时,为了不影响车辆纯电动模式起步和运行,禁止0N档状 态下进行智能充电,而且ON档状态下,配有ISG电机的车辆可以通过ISG电机向所述蓄电池 30充电。
[0038] 进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述DC\DC转换器20为单向隔离型DC\ DC转换器。进一步提高了电路安全性。
[0039] 进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,还包括第二继电器2,连接于所述DC\DC 转换器20与所述蓄电池30之间,用于当所述第一继电器1失效的情况下,避免所述蓄电池30 过充。
[0040] 进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述整车控制器VCU50与所述仪表控制 器ICU60采用Can总线连接进行通讯;所述电池管理系统BMS40与所述整车控制器V⑶50采用 Can总线连接进行通讯。采用Can总线技术具有实时性强、传输距离较远、抗电磁千扰能力较 强、成本低等优点。
[0041] 进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述蓄电池30采用铅酸电池、镍锰氢电 池或锂电池。
[0042] 进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,还可以包括太阳能电池板70及第三继 电器3;所述太阳能电池板70通过所述第三继电器3连接于所述DC\DC转换器20;由所述电池 管理系统BMS40控制所述第三继电器3开合,从而控制所述太阳能电池板70对所述蓄电池30 充电。在所述动力电池10不适合给所述蓄电池30充电的情况下,可以选择由所述太阳能电 池板70向所述蓄电池30供电或者直接替代所述动力电池10给所述蓄电池30充电。
[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型 保护的范围之内。

Claims (6)

1. 一种混合动力客车系统用的智能充电控制装置,其特征在于:包括动力电池、第一继 电器、DC\DC转换器、蓄电池、仪表控制器ICU、整车控制器VCU、电池管理系统BMS; 所述动力电池通过所述第一继电器、所述DC\DC转换器与蓄电池连接,用于当所述第一 继电器闭合时,由所述动力电池向所述蓄电池充电;所述仪表控制器1连接所述蓄电池, 用于对所述蓄电池的电压进行检测;所述整车控制器VQJ连接所述仪表控制器ICU;所述电 池管理系统BMS连接所述整车控制器VCU;所述电池管理系统BMS控制所述第一继电器开合, 从而控制所述动力电池给所述蓄电池充电。
2. 根据权利要求1所述的混合动力客车系统用的智能充电控制装置,其特征在于:所述 DC\DC转换器为单向隔离型DC\DC转换器。
3. 根据权利要求1所述的混合动力客车系统用的智能充电控制装置,其特征在于:还包 括第二继电器,连接于所述DC\DC转换器与所述蓄电池之间,用于当所述第一继电器失效的 情况下,避免所述蓄电池过充。
4. 根据权利要求1所述的混合动力客车系统用的智能充电控制装置,其特征在于:所述 整车控制器VCU与所述仪表控制器ICU采用Can总线连接进行通讯;所述电池管理系统BMS与 所述整车控制器V⑶采用Can总线连接进行通讯。
5. 根据权利要求1所述的混合动力客车系统用的智能充电控制装置,其特征在于:所述 蓄电池采用铅酸电池、镍锰氢电池或锂电池。
6. 根据权利要求1所述的混合动力客车系统用的智能充电控制装置,其特征在于:进一 步包括太阳能电池板及第三继电器;所述太阳能电池板通过所述第三继电器连接于所述 DC\DC转换器;由所述电池管理系统BMS控制所述第三继电器开合,从而控制所述太阳能电 池板对所述蓄电池充电。
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CN108859761A (zh) * 2018-05-02 2018-11-23 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车补电方法

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