CN212654235U - 一种低压蓄电池的充电控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压蓄电池的充电控制系统，包括定时单元、控制单元、整车状态检测模块、蓄电池端电压检测模块，所述整车状态检测模块用于检测车辆的下电状态，其输出端连接控制单元；所述控制单元分别与定时单元、DCDC转换器、蓄电池端电压检测模块连接，所述DCDC转换器用于将动力电池的输出电压转换后为车载低压蓄电池充电。本实用新型的优点在于：自动的为低压蓄电池进行供电，减少或避免低压蓄电池亏电造成的车辆无法启动以及减小长时间亏电造成的车载低压蓄电池寿命的损伤；提高车辆低压蓄电池的安全性、可靠性以及提高其使用寿命。

Description

一种低压蓄电池的充电控制系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车电池安全领域，特别涉及一种滴呀蓄电池的充电控制系统。

背景技术

随着时代的进步，社会的发展，人们对汽车舒适性、科技性等方面的要求越来越高，现代汽车将会搭载越来越多的电子电器设备。虽然在车辆出厂时，相关电子设备各项性能都能达到相关的法规要求，但是在经过长期的使用后，其自身性能定会有一定程度的损耗，这就有可能导致车辆在停放一段时间后因电气设备或电路老化导致静态电流过大，直接导致小电池馈电。这将会为使用车辆时带来诸多的不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低压蓄电池的充电控制系统，用于实现低压蓄电池的自动补电，防止亏电造成的车辆无法启动。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种低压蓄电池的充电控制系统，包括定时单元、控制单元、整车状态检测模块、蓄电池端电压检测模块，所述整车状态检测模块用于检测车辆的下电状态，其输出端连接控制单元；所述控制单元分别与定时单元、DCDC转换器、蓄电池端电压检测模块连接，所述DCDC转换器用于将动力电池的输出电压转换后为车载低压蓄电池充电。

所述控制单元与SOC检测模块连接，所述SOC检测模块用于检测车辆动力电池的SOC数据。

所述控制单元与车载TBOX连接，用于通过车载TBOX连接TSP平台，将低压蓄电池的充电数据上传至TSP平台中。

TSP平台通过网络连接智能终端，用于将低压蓄电池的充电数据发送至智能终端中。

所述控制单元与故障检测模块连接，所述故障检测模块用于检测车辆的故障状态。

本实用新型的优点在于：自动的为低压蓄电池进行供电，减少或避免低压蓄电池亏电造成的车辆无法启动以及减小长时间亏电造成的车载低压蓄电池寿命的损伤；提高车辆低压蓄电池的安全性、可靠性以及提高其使用寿命。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的结构原理框图：

图2为本实用新型的采用VCU实现本申请的原理示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

车载蓄电池在长时间亏电后会造成蓄电池寿命的降低而且亏电的发生会造成车载蓄电池出现无法为车辆启动供电进而无法启动车辆的缺陷，基于此，本申请提供一种低压蓄电池的充电控制系统，具体如下：

如图1所示，一种低压蓄电池的充电控制系统，包括定时单元、控制单元、整车状态检测模块、蓄电池端电压检测模块，整车状态检测模块用于检测车辆的下电状态，其输出端连接控制单元；控制单元分别与定时单元、DCDC转换器、蓄电池端电压检测模块连接，DCDC转换器用于将动力电池的输出电压转换后为车载低压蓄电池充电。车载DCDC转换器在车辆处于启动状态下可以通过DCDC转换器直接将动力电池输出转换给低压蓄电池充电，而下电后DCDC就停止工作了无法启动，为此，本申请采用一种定时启动的策略来实现对于DCDC的驱动唤醒工作，从而为低压蓄电池充电。整车状态检测模块用于驾车车辆的下电信号，其检测方式为多种，最简单的一种是直接获取整车控制器的下电信号，或者通过传感器检测下电信号，这里可以直接与整车VCU连接，在整车下电后VCU将下电信号发送给控制单元。定时单元作为定时器用于在下电后进行定时，在达到定时时间后触发信号发送至控制单元，控制单元此时通过检测低压蓄电池的电压信号来判断是否需要启动DCDC，采集蓄电池的端电压可以采用分压电路测量电压或通过电压传感器直接检测。当定时结束后确定低压蓄电池电压低于设定的电压阈值时，控制DCDC启动为其充电，从而完成在长时间停放时如果蓄电池电压低时定时补充充电。

进一步地，控制单元与动力电池的SOC检测模块连接，SOC检测模块用于检测车辆动力电池的SOC数据。要为低压蓄电池充电首先要保证动力电池留有足够多的电能。故而设置SOC阈值，如10％、20％等可设定；检测到满足蓄电池低于设定电压时，获取动力电池SOC，若SOC大于设定的SOC阈值，可以启动控制DCDC工作从而为低压蓄电池供电，当低于设定的SOC阈值时，此时不启动DCDC。这种做法主要为了保证动力电池的剩余电量。

进一步地为了实现数据的上传监控以及报警，控制单元与车载TBOX连接，用于通过车载TBOX连接TSP平台，将低压蓄电池的充电数据上传至TSP平台中。TSP平台通过网络连接智能终端，用于将低压蓄电池的充电数据发送至智能终端中。智能终端为手机、pad、pc等用户端设备，控制单元接入车联网的TBOX以及TSP从而将低压蓄电池的亏电提醒、充电状态等数据发送至TSP平台监控，而且可以通过TSP平台主动推送给车主或者由车主通过访问TSP来实现数据的获取。

进一步地，控制单元与故障检测模块连接，故障检测模块用于检测车辆的故障状态。如通过反馈故障状态来通知用户。而且当故障检测模块检测到车辆处于故障状态时，此时无法启动DCDC模块，从而也可以给出用户故障信息提醒。

优选的，以上控制单元可以通过具有数据处理功能的控制器来实现，如单片机、PLC等，在车载领域，优选的直接采用整车控制器来实现，从而可以减少硬件成本，而且对于车辆的点火状态获取以及故障状态的获取在整车控制器中均可以直接获取这些数据信息。SOC检测可以直接采用动力电池的BMS的数据来获取SOC数据。

如图2以整车控制器VCU来实现本申请方案的结构原理图，本申请主要针对当车长期停放，或因电路电气设备老化导致电池馈电时可以有效地对电池电量进行检测，适时补电，增大电池的使用寿命，规避车辆因馈电而无法启动，尽可能的减少损失和意外的发生。

采用VCU来实现时，VCU自我唤醒触发低压蓄电池充电的控制系统功能实现主要包含以下几个部分(VCU，CAN网络，DCDC,蓄电池)

专业术语释义：

CANL:低速CAN

CANL:高速CAN

KL30：低压蓄电池正极

KL31：低压蓄电池负极

WAKE UP:硬线唤醒

整车控制器VCU功能简介：

1：获取驾驶意图：VCU需要通过油门踏板、刹车踏板、档位状态等驾驶输入信号判断驾驶意图。

2：获取车辆实际状态：VCU需要通过传感器或控制器获取车速、姿态等运行信息判断车辆当前实际状态。

3：动力控制：VCU需要匹配驾驶需求和动力总成响应能力，制定合理的功率输出和能量回收策略

4：信息反馈：VCU需要将关键信息发送至仪表，从而告知驾驶人员车辆状态。

5：实现整车故障的判断和决策，车辆的故障记录等；

6:具有安全保护功能，视故障类别对整车进行分级处理，紧急情况下可直接关闭功率输出，切断高压系统等。

7：通过CAN总线与BMS、OBC、DCDC等控制器通信，部分情况下可能需要通过LIN总线与车身控制单元通信等。

DCDC简介：DC/DC，表示的是将高压直流电源变换为低压直流电源。纯电动汽车所配置的DC/DC变换器是把高压的直流电变换为低压的直流电。为蓄电池充电和低压附件供电

蓄电池简介：为车辆提供启动所需的电能以及为车辆的低压电器设备供电。

CAN总线简介：CAN是(Controller Area Network)缩写，中文名称“控制器局域网络”。CAN是一种控制器之间通讯的现场总线。CAN总线最早应用于汽车工业，最早由德国博士集团提出。由于汽车功能需求的不断增加，电子器件成倍的增加，造成各控制器之间通讯信号接线方式复杂，因此设计了一个单一的网络总线，整车的所有控制器都可以挂靠在这个网络上。

此VCU自我唤醒触发低压蓄电池充电的控制系统在原有硬件基础上进行，实现自动智能补电的同时，减少硬件成本。从而保证了此发明的经济性和实用性。

2.开启条件

1)当车辆下电一定时间后，VCU会进入休眠状态，从休眠时起进行内部计时(计时器，可以外置或采用VCU内部计时芯片)，休眠后≥120h(具体数字可设定)小时后进行自唤醒，检测当前低压蓄电池的电量状态。当检测到电池电压≤12V时，发送使能DCDC信号，DCDC接收到信号后被唤醒并进行自检，自检成功后向VCU发送信号，当无故障时开始工作为小蓄电池进行充电，当VCU检测到电池电压≥14V(具体数字可设定)时关闭DCDC使能，VCU进行下电休眠,再次进行下一周期状态计算。

2)对车辆的SOC进行检测，档检测到车辆的SOC小于等于10％(具体可设定)时，VCU不对DCDC使能给蓄电池充电，且识别到SOC低后，储存信息记录并发送远程监控平台，此后将不会自唤醒。

在本申请基础上可以进一步优化增加故障提醒功能，当然此功能仅仅是在本申请功能实现的基础上可以进一步优化附加的。

1.VCU自唤醒后检测小电池状态，正常情况下会检测到蓄电池的电压值，当VCU检测不到蓄电池电压值时，上报故障状态并延时进行休眠，此后不在进行定时自唤醒充电服务；

2.条件满足且DCDC开启后，VCU实时对蓄电池电压进行检测，当DCDC开启时间≥半小时后(具体时间可设定)检测到电池电压仍没有变化时，此时判定充电不正常，并发送信息远程平台用以提示驾驶人车辆异常状态连续进行三次以后仍然如此时，此后不在进行定时自唤醒充电服务；

3.当VCU进行自唤醒后，VCU会对所涉及到的部件进行自检，

1)当整车故障＞2级(直接下电级、高压不可用，具体可标定)故障时

2)DCDC存在自身故障时

3)车辆存在系统故障时

则不唤醒DCDC，延时休眠并储存故障上报仪表、远程监控系统用以警示驾驶员，此后在进行一个周期的唤醒充电，档结果仍然如此时，此后不在进行定时自唤醒充电服务。

本申请VCU每隔固定的一段时间后便会自唤醒检测小电池电压状态，并适时的使能DCDC为低压蓄电池进行充电，大大的降低了因电器系统老化或长期停放等所导致的蓄电池馈电情况的发生,并根据车辆的故障状态来对DCDC使能判断，在保证相对安全性的同时，最大限度的提高了车辆蓄电池的寿命以及驾驶人的便捷性。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低压蓄电池的充电控制系统，其特征在于：包括定时单元、控制单元、整车状态检测模块、蓄电池端电压检测模块，所述整车状态检测模块用于检测车辆的下电状态，其输出端连接控制单元；所述控制单元分别与定时单元、DCDC转换器、蓄电池端电压检测模块连接，所述DCDC转换器用于将动力电池的输出电压转换后为车载低压蓄电池充电。

2.如权利要求1所述的一种低压蓄电池的充电控制系统，其特征在于：所述控制单元与SOC检测模块连接，所述SOC检测模块用于检测车辆动力电池的SOC数据。

3.如权利要求1所述的一种低压蓄电池的充电控制系统，其特征在于：所述控制单元与车载TBOX连接，用于通过车载TBOX连接TSP平台，将低压蓄电池的充电数据上传至TSP平台中。

4.如权利要求3所述的一种低压蓄电池的充电控制系统，其特征在于：TSP平台通过网络连接智能终端，用于将低压蓄电池的充电数据发送至智能终端中。

5.如权利要求1所述的一种低压蓄电池的充电控制系统，其特征在于：所述控制单元与故障检测模块连接，所述故障检测模块用于检测车辆的故障状态。

6.如权利要求1-5任一所述的一种低压蓄电池的充电控制系统，其特征在于：所述控制单元采用整车控制器VCU实现。

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