CN210577827U - 低压电池管理系统、车辆电池管理系统、车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及车辆电池管理技术领域，公开了一种低压电池管理系统、车辆电池管理系统、车辆，所述低压电池管理系统应用于车辆，所述低压电池管理系统包括：开关，连接所述车辆的低压负载电路与低压电池之间，并在闭合时连通所述低压负载电路与所述低压电池之间的通路，在断开时切断所述低压负载电路与所述低压电池之间的通路；控制器，与所述开关电性连接，用于控制所述开关的断开和闭合。通过上述技术方案，选择性地使低压电池与低压负载电路连接，有效避免了对低压电池进行频繁充放电操作，很大程度上延长了低压电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆电池管理技术领域，具体地涉及一种低压电池管理系统、车辆电池管理系统、车辆。
背景技术
在电动汽车和混合动力的车辆中，一般通过车载直流转换器为低压电池进行充电，在低压电池亏电时，车载直流转换器作为恒流源，持续给12V电池充电，当低压电池充满电时，车载直流转换器作为恒压源。并且低压电池与低压负载电路始终保持连接。容易对低压电池进行频繁的充放电操作，严重影响低压电池的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中低压电池与车辆的低压负载电路和车载直流转换器(附图和具体实施方式中用DCDC表示)始终保持连接会频繁进行充放电，进而影响低压电池使用寿命的问题，提供一种低压电池管理系统。
为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种低压电池管理系统，应用于车辆，所述低压电池管理系统包括：开关，连接所述车辆的低压负载电路与低压电池之间，并在闭合时连通所述低压负载电路与所述低压电池之间的通路，在断开时切断所述低压负载电路与所述低压电池之间的通路；控制器，与所述开关电性连接，用于控制所述开关的断开和闭合。
优选的，所述控制器还与所述车辆的高压电池的电池管理系统BMS连接，用于获取所述高压电池的荷电状态SOC，并在所获取的SOC的值小于设定SOC阈值时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
优选的，所述控制器还与所述车辆的车载充电器OBC连接，用于采集所述OBC的状态信号，并在所获取的OBC的状态信号示出OBC状态异常时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
优选的，所述控制器还与车辆的车载直流转换器连接，用于采集所述车载直流转换器的状态信号，并在所获取车载直流转换器的状态信号示出车载直流转换器的状态异常时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
优选的，所述开关还连接在所述车辆的车载直流转换器车载直流转换器与所述低压电池之间，并在闭合时连通所述车载直流转换器与所述低压电池之间的通路，在断开时切断所述车载直流转换器与所述低压电池之间的通路，其中所述车载直流转换器与所述车辆的高压电池连接；且所述控制器还配置有电压比较器，用于比较所述车载直流转换器两端的电压和低压电池的电压之间的大小关系，并计算两者的差值；在所述车载直流转换器两端的电压大于所述低压电池的电压，且两者的差值大于或等于第一设定电压差阈值时，所述控制器还用于控制所述开关闭合，以使所述高压电池通过所述车载直流转换器为所述低压电池充电。
优选的，所述控制器用于在所述低压电池的电压大于所述车载直流转换器两端的电压，且两者的差值大于或等于第二设定电压差阈值时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
优选的，所述开关为继电器。
优选的，所述开关为MOS管。
本实用新型第二方面提供一种车辆电池管理系统，所述车辆电池管理系统包括上述低压电池管理系统。
本实用新型第三方面提供一种车辆，所述车辆包括上述电池管理系统。
通过上述技术方案，选择性地使低压电池与低压负载电路连接，有效避免了对低压电池进行频繁充放电操作，很大程度上延长了低压电池的使用寿命。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型实施例提供的低压电池管理系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的车辆电池管理系统的工作原理示意图；
图3是本实用新型实施例提供的低压电池管理系统的工作原理示意图。
附图标记说明
1、开关 2、控制器
3、低压负载电路 4、低压电池
5、DCDC 6、OBC
7、高压电池 8、BMS
9、高压负载电路 10、继电器
11、电压比较器
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
需要说明的是，以下所述高压电池是指为车辆提供动力的动力电池，用来驱动电机转动输出动能，为车辆的高压负载电路供电，目前大部分厂家生产车辆选用的高压电池的额定电压集中在280V-400V之间，也有采用200V 左右的蓄电池组，通过升压装置使电压达到500V以上来使用的，低压电池是指为车辆的行车电脑、电器元件、仪器仪表等提供电能的电池，一般选用 12V电池，低压负载电路是指为车辆的低压负载供电的电路，例如：车辆的行车电脑、仪器仪表等。
图1是本实用新型实施例提供的低压电池管理系统的结构示意图，如图 1所示，低压电池管理系统应用于车辆，包括：开关1，连接在车辆的低压负载电路3与低压电池4之间，并在闭合时连通低压负载电路3与低压电池 4之间的通路，在断开时切断低压负载电路3与低压电池4之间的通路；控制器2，与开关1电性连接，用于控制开关1的断开和闭合。
举例说明，当需要低压电池4为低压负载电路3供电时，控制器2控制开关1闭合以连通低压负载电路3和低压电池4。
开关1可以为继电器(图1中未示出，图3中通过继电器10示出)或 MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET，金属 -氧化物半导体场效应晶体管的缩写)(图中未示出)，也可以为其他任何能够实现本实用新型中开关1的功能的元件。
图2是本实用新型实施例提供的车辆电池管理系统的工作原理示意图，如图2所示，通常情况下，车辆的高压电池7为高压负载电路9供电的同时，还可以通过车载直流转换器DCDC(Direct Current/Direct Current，表示高压 (低压)直流电源变换为低压(高压)直流电源，例如车载直流电源上接的 DCDC变换器通常是把高压的直流电变换为低压的直流电，以下以DCDC 5 表示本发明中的车载直流转换器)5为低压负载电路3供电。控制器2除了上述图1中所描述的连接关系和作用之外，还与车辆的高压电池7的电池管理系统BMS 8(Battery Management System，电池管理系统)连接，用于获取高压电池7的荷电状态SOC的值(State of Charge充电状态，又称剩余容量，表示电池继续工作的能力)，并在所获取的SOC的值小于设定SOC阈值时，控制开关1闭合，以使低压电池4为低压负载电路3供电。
举例说明，BMS 8通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线(图中未示出)将高压电池7的荷电状态SOC的值发送至控制器2，当SOC≤0.3时，控制器2控制开关1闭合，以使低压电池4为低压负载电路3供电。
优选的，控制器2还与车辆的DCDC 5连接，控制器2采集DCDC 5的状态信号，并在所获取DCDC 5的状态信号示出DCDC 5的状态异常时，控制开关1闭合，以使低压电池4为低压负载电路3供电。
具体来说，DCDC 5内置有DCDC状态机(图中未示出)，可以检测 DCDC 5状态，当DCDC 5状态异常时，车辆的高压电池7将无法通过DCDC 5为低压负载电路3正常供电。举例说明，DCDC 5的正常输出电压为14V，当DCDC 5的输出电压低于11V或者高于16V时，DCDC状态机就会报故障，显示DCDC 5有故障，此时控制器2控制开关1闭合，以使低压电池4 为低压负载电路3供电。
进一步的，开关1连接在DCDC 5与低压电池4之间，并在闭合时连通 DCDC 5与低压电池4之间的通路，在断开时切断DCDC 5与低压电池4之间的通路，其中DCDC 5还与高压电池7连接；且控制器2还配置有电压比较器(图2中未示出，图3中以电压比较器11示出)，用于比较DCDC 5 两端的电压和低压电池4的电压之间的大小关系，并计算两者的差值，在 DCDC5两端的电压大于低压电池4的电压，且两者的差值大于或等于第一设定电压差阈值时，控制器2控制开关1闭合，以使高压电池7通过DCDC 5为低压电池3充电。
举例说明，当电压比较器11比较的DCDC 5两端的电压大于低压电池 4的电压，且两者的差值大于或等于1.5V时，控制器2控制开关1闭合，使 DCDC 5给低压电池4充电。
另一方面，在低压电池4的电压大于DCDC 5两端的电压，且两者的差值大于或等于第二设定电压差阈值时，控制器2控制开关1闭合，以使低压电池4为低压负载电路3供电。
举例说明，当电压比较器11比较的低压电池4的电压大于DCDC 5两端电压，且两者的差值大于或等于1.5V时，控制器2控制开关1闭合，使低压电池4辅助DCDC 5给低压负载电路3供电。其他情况下，开关1处于常断状态，低压电池4与低压负载电路3断开连接。
此外，控制器2还与车载充电器OBC 6(On Board Charger，车载充电器)连接，OBC6通常为低功率充电机，控制器2采集OBC 6的状态信号，并在所获取的OBC 6的状态信号示出OBC 6状态异常时，控制开关1闭合，以使低压电池4为低压负载电路3供电。
图3是本实用新型实施例提供的低压电池管理系统的应用示例的工作原理示意图，如图3所示，应用示例中采用继电器10作为开关1，控制器2 与低压电池4、DCDC 5、OBC 6和BMS 8连接，控制器2从BMS 8获取高压电池7的SOC的值，在所获取的SOC的值小于设定SOC阈值时，控制器2输出控制信号给继电器10，使继电器10闭合，从而使低压电池4为低压负载电路3供电。
控制器2采集OBC 6的状态信号，并在所获取的OBC 6的状态信号示出OBC 6状态异常时，控制器2输出控制信号给继电器10，使继电器10闭合，从而使低压电池4为低压负载电路3供电。
此外，控制器2通过DCDC 5内置的DCDC状态机获取DCDC 5的状态，当DCDC 5状态异常时，车辆的高压电池7将无法通过DCDC 5为低压负载电路3正常供电，此时，控制器2输出控制信号给继电器10，使继电器 10闭合，从而使低压电池4为低压负载电路3供电。
另一方面，控制器2通过其内置的电压比较器11比较低压电池4和 DCDC 5两端的电压大小并计算两者的差值，从而确定是否闭合开关1。在DCDC 5两端的电压大于低压电池4的电压，且两者的差值大于或等于第一设定电压差阈值时，控制器2控制开关1闭合，以使高压电池7通过DCDC 5为低压电池4充电；在低压电池4的电压大于DCDC 5两端的电压，且两者的差值大于或等于第二设定电压差阈值时，控制器2输出控制信号给继电器10，使继电器10闭合，从而使低压电池4为低压负载电路3供电。
另外，通过该应用示例，可知本实用新型的低压电池管理系统可通过继电器和控制器来实现，这些都是实体硬件，而控制器在本实用新型实施例中实现的状态获取功能、电压值比较功能等均属于一般控制器能实现的常规数据处理功能，从而本实用新型实施例并不涉及对计算机程序的实质改进。
本实用新型第二方面提供一种车辆电池管理系统，车辆电池管理系统包括上述低压电池管理系统，其具体实施细节同上述低压电池管理系统，此处不再赘述。
本实用新型第三方面提供一种车辆，车辆包括上述电池管理系统，其具体实施细节同上述低压电池管理系统，此处不再赘述。
通过上述技术方案，选择性地使低压电池与低压负载电路连接，在保证低压电池能够在低压负载电路需要其为低压负载电路供电时，能够正常为低压负载电路供电的情况下，有效避免了对低压电池进行频繁充放电操作，很大程度上延长了低压电池的使用寿命。
以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。
Claims (9)
1.一种低压电池管理系统，应用于车辆，其特征在于，所述低压电池管理系统包括：
开关，连接在所述车辆的低压负载电路与低压电池之间，并在闭合时连通所述低压负载电路与所述低压电池之间的通路，在断开时切断所述低压负载电路与所述低压电池之间的通路；
控制器，与所述开关电性连接，用于控制所述开关的断开和闭合；并且
所述控制器还与所述车辆的车载直流转换器连接，用于采集所述车载直流转换器的状态信号，并在所获取车载直流转换器的状态信号示出车载直流转换器的状态异常时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电；否则，控制所述开关处于常断状态，所述低压电池与所述低压负载电路断开连接。
2.根据权利要求1所述的低压电池管理系统，其特征在于，所述控制器还与所述车辆的高压电池的电池管理系统BMS连接，用于获取所述高压电池的荷电状态SOC的值，并在所获取的SOC的值小于设定SOC阈值时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
3.根据权利要求1所述的低压电池管理系统，其特征在于，所述控制器还与所述车辆的车载充电器OBC连接，用于采集所述OBC的状态信号，并在所获取的OBC的状态信号示出OBC状态异常时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
4.根据权利要求1所述的低压电池管理系统，其特征在于，所述开关还连接在车辆的车载直流转换器与所述低压电池之间，并在闭合时连通所述车载直流转换器与所述低压电池之间的通路，在断开时切断所述车载直流转换器与所述低压电池之间的通路，其中所述车载直流转换器与所述车辆的高压电池连接；
且所述控制器还配置有电压比较器，用于比较所述车载直流转换器两端的电压和低压电池的电压之间的大小关系，并计算两者的差值；
在所述车载直流转换器两端的电压大于所述低压电池的电压，且两者的差值大于或等于第一设定电压差阈值时，所述控制器还用于控制所述开关闭合，以使所述高压电池通过所述车载直流转换器为所述低压电池充电。
5.根据权利要求4所述的低压电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于在所述低压电池的电压大于所述车载直流转换器两端的电压，且两者的差值大于或等于第二设定电压差阈值时，控制所述开关闭合，以使所述低压电池为所述低压负载电路供电。
6.根据权利要求1所述的低压电池管理系统，其特征在于，所述开关为继电器。
7.根据权利要求1所述的低压电池管理系统，其特征在于，所述开关为MOS管。
8.一种车辆电池管理系统，其特征在于，所述车辆电池管理系统包括权利要求1-7中任一项所述的低压电池管理系统。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求8所述的车辆电池管理系统。
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