CN208484638U - 一种启动电瓶控制装置及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种启动电瓶控制装置及新能源汽车，涉及新能源汽车技术领域。启动电瓶控制装置包括启动电瓶、车身控制器、电池管理系统、车身低压供电系统和启动继电器，启动电瓶的正极分别与车身控制器的第一端、电池管理系统的第一端连接，车身控制器的第二端、电池管理系统的第二端均通过启动继电器的常闭触点与启动电瓶的负极以及车身低压供电系统的第二端连接，启动电瓶的正极通过启动继电器的常开触点与车身低压供电系统第一端连接。启动电瓶控制装置在启动电瓶和汽车启动时才需要通电的车身低压供电系统之间设置有控制电路开闭的启动继电器，在保证了车辆安全与正常启动的同时减少了启动电瓶的耗电量。

Description

一种启动电瓶控制装置及新能源汽车

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体而言，涉及一种启动电瓶控制装置及新能源汽车。

背景技术

随着新能源汽车市场的持续升温和人们对环保型交通工具的日益重视，纯电动汽车也受到越来越多人的关注，因此纯电动汽车正迅速进入寻常百姓的日常生活中。同时，纯电动汽车长时停放启动电瓶亏电的问题也被逐渐放大。因纯电动汽车控制单元较多，其中一部分ECU要求直接从启动电瓶取电，在汽车长时间静止停放时，该部分电气原件会逐渐耗启动电瓶电量，如果车辆驾驶员没有发现启动电瓶电量低的情况，最后会导致汽车启动电瓶电量耗尽，无法启动。

现有技术为了解决启动电频亏电问题，直接在车辆中加装了车身低压供电系统总开关，在车辆处于熄火状态时手动断开车身低供电系统的电源，以达到减少启动电瓶电量损耗的问题。但是现有技术在断开车身低供电系统的电源后，一部分重要车辆部件就无法运行，如防盗模块、中控解锁模块和远程监控模块等，存在车辆启动不便的问题，同时会给车辆带来极大的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种启动电瓶控制装置及新能源汽车，以解决上述现有技术中存在的关闭车身低压供电系统总开关后车辆启动不便、车辆安全监控设备无法保持运行状态的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种启动电瓶控制装置，所述启动电瓶控制装置包括启动电瓶、车身控制器、电池管理系统、车身低压供电系统和启动继电器，所述启动电瓶的正极分别与所述车身控制器的第一端、所述电池管理系统的第一端连接，所述启动继电器的常闭触点的第一端与所述车身控制器的第一端以及所述电池管理系统的第一端连接，所述启动继电器的常闭触点的第二端与所述启动电瓶的负极以及所述车身低压供电系统的第二端连接，所述启动继电器的常开触点的第一端与所述启动电瓶的正极连接，所述启动电瓶的常开触点的第二端与所述车身低压供电系统的第一端连接，所述启动继电器基于从所述车身控制器、所述电池管理系统传来的电平信号控制所述车身低压供电系统的回路的断开与闭合。

作为一种可选的实施方式，所述启动电瓶控制装置还包括车载远程监控系统，所述车载远程监控系统与所述启动电瓶的正极连接。

作为一种可选的实施方式，所述车载远程监控系统包括车载监控模块和数据传输模块，所述数据传输模块为LoRa无线传输模块。

作为一种可选的实施方式，所述电池管理系统与所述LoRa无线传输模块连接。

作为一种可选的实施方式，所述启动继电器为低压启动继电器。

作为一种可选的实施方式，所述启动电瓶控制装置还包括触点保护电路。

作为一种可选的实施方式，所述触点保护电路为阻容电路。

作为一种可选的实施方式，所述阻容电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与所述常开触点的第一端连接，所述第一电阻的第二端通过串联的所述第一电容与所述常开触点的第二端连接。

作为一种可选的实施方式，所述启动继电器的常开触点上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述电池管理系统的第一端连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车包括汽车本体以及上述启动电瓶控制装置，所述启动电瓶控制装置设置在所述汽车本体内。

本实用新型提供的有益效果是：

本实用新型提供了一种启动电瓶控制装置及新能源汽车，所述启动电瓶控制装置将启动电瓶直接与车身控制器、电池管理系统等影响车辆正常启动和车辆安全监控的模块连接，保证了车辆在熄火状态下时用于提升车辆安全性和车辆解锁启动的重要电气元设备的稳定运行状态，提高了车辆的安全性、启动响应速度以及启动便捷性。同时，在所述启动电瓶和车身低压供电系统之间设置有启动继电器，所述启动继电器由所述车身控制器和所述电池管理系统传输的高、低电平信号控制，以在车辆解锁或动力电池充电时闭合继电器电路为所述车身低压供电系统供电，在其他所述车身低压供电系统不需要持续供电时断开继电器电路，从而减小了启动电瓶的电力消耗。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种启动电瓶控制装置的模块示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种启动继电器的触点连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种触点保护电路的电路示意图；

图4为本实施例提供的一种车载远程监控系统的连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种新能源汽车的模块示意图。

图标：10-启动电瓶控制装置；11-启动电瓶；12-车身控制器；13-电池管理系统；14-启动继电器；15-车身低压供电系统；16-车载远程监控系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面先介绍本申请实施例涉及的一些专业术语及名词概念：

启动电瓶即启动蓄电池，是一种专门用于车辆、船舶和飞机启动、照明、点火(缩写为SLI)和供电(20世纪80年代以后多缩写为SLIG)的锂离子蓄电池/铅酸蓄电池/镍氢、镍镉蓄电池，一般指汽车蓄电池(automobile battery)，或者叫汽车启动电池，多为额定电池的额定容量C约36～210A·h，形成一个系列，比能量为35～45W·h/kg(按20h放电率能量计)，并可以数倍于C放电率放电。车身控制器(BCM)用于监视和控制与车身(例如车灯、车窗、门锁)相关的功能并像CAN和LIN网络的网关那样工作，负载控制可以直接来自DBM或者通过CAN/LIN与远程ECU通信，同时，车身控制器通常融入了遥控开锁和发动机防盗锁止系统等RFID功能；应当注意的是，车身控制器的通信总线高速CAN(速率高达1Mbps，ISO 119898)是一款双线容错差动总线，它具有宽输入共模范围和差动信号技术，充当互连车内各个电子模块的主要汽车总线类型，而LIN支持低速(高达 20kbps)单总线有线网络，主要用于与信息娱乐系统的远程子功能进行通信；车身控制器的负载驱动器是车灯和中继驱动器，通常情况下，用于控制外灯的开关和驱动器直接安装在控制器上。继电器用来为其它电子模块或高功率负载供电。电池管理系统(BMS)为一套保护动力锂离子电池使用安全的控制系统，时刻监控电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为新能源车辆的使用安全提供保障，其一般包括总控制器、从控制器以及采集模块，所述总控制器用于电池组状态计算、充放电控制等，所述从控制器用于进行电池单体电压、温度采集、主动/被动均衡电路等，所述采集模块则用于进行电流、电压的采集。车身低压供电系统通常采用 12V直流电源，用于为灯光、刮水器、车内空调、仪表等常规低压电器供电。启动继电器是一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系，通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

第一实施例

经本申请人研究发现，现有的电动汽车中控制单元较多，且很大一部分ECU需要启动电瓶直接进行供电，如果汽车长时间处于熄火停放状态，容易出现启动电瓶亏电情况，而现有的电动汽车为了解决此问题通常在车身低压供电系统中设置车身低压供电系统总开关，以在车辆熄火时手动断开车身低压供电系统与启动电瓶的连接，然而同时车辆的防盗模块、中控解锁模块等关系到车辆安全性和正常解锁的模块也被断电，存在车辆启动不便的问题，同时会给车辆带来极大的安全隐患。为了解决上述问题，本实用新型第一实施例提供了一种启动电瓶控制装置10。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种启动电瓶控制装置的模块示意图。

启动电瓶控制装置10包括启动电瓶11、车身控制器12、电池管理系统13、启动继电器14和车身低压供电系统15。其中，启动电瓶11的正极分别与车身控制器12的第一端、电池管理系统13的第一端连接，启动继电器14的常闭触点的第一端与车身控制器12的第一端以及电池管理系统 13的第一端连接，启动继电器14的常闭触点的第二端与启动电瓶11的负极以及车身低压供电系统15的第二端连接，启动继电器14的常开触点的第一端与启动电瓶11的正极连接，启动电瓶11的常开触点的第二端与车身低压供电系统15的第一端连接，启动继电器14基于从车身控制器12、电池管理系统13传来的电平信号控制车身低压供电系统15的回路的断开与闭合。

应当理解的是，启动继电器14的闭合条件是：车身控制器12检测到车门开锁及钥匙信号，或电池管理系统13检测到动力电池充电信号时，启动继电器14接收到车身控制器12或电池管理系统13传输来的高电平信号进而闭合。启动继电器14的断开条件是：车身控制器12检测到车门全部关闭且在有效范围内检测不到钥匙信号时，启动继电器14接收到车身控制器12传输来的低电平信号进而断开。

上述启动电瓶控制装置10通过在启动电瓶11和车身低压供电系统15 之间设置启动继电器14，启动继电器14由车身控制器12和电池管理系统 13传输的高、低电平信号控制，而启动继电器14则控制车身低压供电系统15是否接入启动电瓶11的供电线路中，以在车辆解锁或动力电池充电时闭合继电器电路为所述车身低压供电系统15供电，在其他所述车身低压供电系统15不需要持续供电时断开继电器电路，从而减小了启动电瓶11的电力消耗。

请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的一种启动继电器的触点连接示意图。

作为一种可选的实施方式，启动继电器14为低压启动继电器。同时，启动继电器14为专用的汽车继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲、抗振性高。汽车中的电源多用12V，线圈电压大都设计为12V。由于是蓄电池供电、电压不稳定；环境条件恶劣，吸动电压V≤60％VH(定额工作电压)；线圈过电压允许达1.5VH。线圈功耗较大，一般为1.6～2W，温升较高，其环境要求相当苛刻：在发动机舱，环境温度范围要求为-40℃～125℃，其他位置环境温度范围为-40℃～85℃；在发动机舱里使用的继电器要能经受砂尘、水、盐、油的侵害，同时对抗振动、冲击要求相当苛刻。

考虑到在切断启动继电器14的感应负载时，会引起数百甚至数千伏特的反向电压，使触点受到极大的损害，使用寿命可能会明显缩短，另外，在负载电流小于1A时，反向电压产生白热或者电弧放电的电弧，通过这个放电使空气中含有的有机物分解，在触点处生成黑色的异物(酸化物、碳化物)，导致触点接触不良。为了解决上述问题，启动电瓶控制装置10还设置有用于保护启动继电器14的触点保护电路，请参考图3，图3为本实用新型实施例提供的一种触点保护电路的电路示意图。所述触点保护电路为阻容电路，所述阻容电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与所述常开触点的第一端连接，所述第一电阻的第二端通过串联的所述第一电容与所述常开触点的第二端连接。

作为一种可选的实施方式，启动继电器14的常开触点上还设置有温度传感器，所述温度传感器与电池管理系统13的第一端即采集模块的信息输入端连接，以使电池管理系统13对启动继电器14的常开触点的温度进行实时监测。

上述实施例通过在启动继电器14的常开触点处设置触点保护电路和温度传感器，实现了对启动继电器14的保护以及运行状态监控，进一步提高了启动电瓶控制装置10的稳定性和安全性。

请参考图4，图4为本实施例提供的一种车载远程监控系统的连接示意图。

作为一种可选的实施方式，启动电瓶控制装置10还可以设置有车载远程监控系统16，车载远程监控系统16与启动电瓶11的正极连接。可选地，车载远程监控系统16包括车载监控模块和数据传输模块，通常所述车载监控模块由摄像头、车载DVR、卫星定位模块、语音模块、传感报警模块等设备组成，所述数据传输模块采用LoRa无线传输模块，LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等，本实施例中的数据传输模块可根据具体需求进行频段选择。

可选地，电池管理系统13与车载远程监控系统16的所述数据传输模块即所述LoRa无线传输模块连接，以使电池管理系统13通过所述数据传输模块进行数据传输，电池管理系统13不需要独立的数据传输模块，进一步地减小了电量消耗。

请参考图5，图5为本实用新型实施例提供的一种新能源汽车的模块示意图。

本实施例还提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车包括汽车本体、启动电瓶控制装置10，启动电瓶控制装置10设置在所述汽车本体内。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种启动电瓶控制装置及新能源汽车，所述启动电瓶控制装置将启动电瓶直接与车身控制器、电池管理系统等影响车辆正常启动和车辆安全监控的模块连接，保证了车辆在熄火状态下时用于提升车辆安全性和车辆解锁启动的重要电气元设备的稳定运行状态，提高了车辆的安全性、启动响应速度以及启动便捷性。同时，在所述启动电瓶和车身低压供电系统中设置有启动继电器，所述启动继电器由所述车身控制器和所述电池管理系统传输的高、低电平信号控制，以在车辆解锁或动力电池充电时闭合继电器电路为所述车身低压供电系统供电，在其他所述车身低压供电系统不需要持续供电时断开继电器电路，从而减小了启动电瓶的电力消耗。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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。

Claims (10)

1.一种启动电瓶控制装置，其特征在于，所述启动电瓶控制装置包括启动电瓶、车身控制器、电池管理系统、车身低压供电系统和启动继电器，所述启动电瓶的正极分别与所述车身控制器的第一端、所述电池管理系统的第一端连接，所述启动继电器的常闭触点的第一端与所述车身控制器的第一端以及所述电池管理系统的第一端连接，所述启动继电器的常闭触点的第二端与所述启动电瓶的负极以及所述车身低压供电系统的第二端连接，所述启动继电器的常开触点的第一端与所述启动电瓶的正极连接，所述启动电瓶的常开触点的第二端与所述车身低压供电系统的第一端连接，所述启动继电器基于从所述车身控制器、所述电池管理系统传来的电平信号控制所述车身低压供电系统的回路的断开与闭合。

2.根据权利要求1所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述启动电瓶控制装置还包括车载远程监控系统，所述车载远程监控系统与所述启动电瓶的正极连接。

3.根据权利要求2所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述车载远程监控系统包括车载监控模块和数据传输模块，所述数据传输模块为LoRa无线传输模块。

4.根据权利要求3所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述电池管理系统与所述LoRa无线传输模块连接。

5.根据权利要求1所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述启动继电器为低压启动继电器。

6.根据权利要求5所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述启动电瓶控制装置还包括触点保护电路。

7.根据权利要求6所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述触点保护电路为阻容电路。

8.根据权利要求7所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述阻容电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与所述常开触点的第一端连接，所述第一电阻的第二端通过串联的所述第一电容与所述常开触点的第二端连接。

9.根据权利要求1所述的启动电瓶控制装置，其特征在于，所述启动继电器的常开触点上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述电池管理系统的第一端连接。

10.一种新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车包括：

汽车本体；

如权利要求1-9中任一项所述的启动电瓶控制装置，所述启动电瓶控制装置设置在所述汽车本体内。