TWM575779U - Vehicle low voltage electrical system - Google Patents

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Abstract

本實用新型涉及汽車電能管理技術，特別涉及用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法和裝置以及實施該方法的電腦存儲介質。在按照本實用新型一個方面的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法中，所述車輛低壓電氣系統包括低壓電池、電池檢測模組和低壓電能管理模組，其中，所述電池檢測模組配置為檢測所述低壓電池的狀態資訊，所述低壓電能管理模組配置為基於所述狀態資訊或所述低壓電池對其的供電電壓控制車載DC-DC模組對低壓電池的充電操作，所述方法包含下列步驟：獲得一個時間段內所述車載DC-DC模組向低壓電池充電操作的歷史資料，其中，所述歷史資料包括充電操作的次數和觸發充電操作的事件；以及基於所述歷史資料確定車輛低壓電氣系統是否發生故障以及故障的類型。

Description

車輛低壓電氣系統
本實用新型涉及汽車電能管理技術，特別涉及用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法和裝置以及實施該方法的電腦存儲介質。
電動汽車的低壓電器通常由車載DC-DC模組供電。但是在有些情況下(例如車輛處於休眠模式或鎖車狀態)，車載DC-DC模組停止工作，此時可採用諸如12V電池之類的低壓電池供電以使低壓電器處於工作狀態或待機狀態。電動汽車的低壓電器通常採用諸如12V電池之類的低壓電池或車載DC-DC模組供電。隨著電動化、智慧化和互聯化的趨勢，電動汽車的靜態功耗顯著增加。由於電動汽車較大的靜態功耗，低壓電池無法像傳統燃油車一樣能夠支持幾周的待機時間，這就要求車載DC-DC模組根據場景，將動力電池的電能轉換為低電壓並對低壓電池充電。另外，低壓電池的深度放電將影響電池壽命，從而影響用車體驗和整車品質。
由於低壓電池的充放電是由車載模組完成的，使用者無法感知。此外，如果電池檢測模組檢測失效或者低壓電 池老化，則會頻繁的喚醒車載DC-DC模組向電池充電，這將影響到整車的續航里程，甚至導致車輛拋錨。再者，電池檢測模組的檢測誤差過大也將引起頻繁的充電。
本實用新型的一個目的是提供一種用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法和裝置，其通過對低壓電池充電的歷史資料的分析，能夠及時、準確地定位汽車低壓電氣系統的故障。
在按照本實用新型一個方面的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法中，所述車輛低壓電氣系統包括低壓電池、電池檢測模組和低壓電能管理模組，其中，所述電池檢測模組配置為檢測所述低壓電池的狀態資訊，所述低壓電能管理模組配置為基於所述狀態資訊或所述低壓電池對其的供電電壓控制車載DC-DC模組對低壓電池的充電操作，所述方法包含下列步驟：獲得一個時間段內所述車載DC-DC模組向低壓電池充電操作的歷史資料，其中，所述歷史資料包括充電操作的次數和觸發充電操作的事件；以及基於所述歷史資料確定車輛低壓電氣系統是否發生故障以及故障的類型。
優選地，在上述方法中，所述事件包括所述電池檢測模組檢測到低壓電池SOC處於較低水準的事件、所述低壓電池向低壓電能管理模組供電電壓處於較低水準的事件和所述低壓電池放電的事件。 　　優選地，在上述方法中，按照下列方式確定是否發生故障以及故障的類型： 　　在所述時間段內，如果所述電池檢測模組檢測到低壓電池SOC處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第一閾值，則確定所述低壓電池發生故障。 　　優選地，在上述方法中，進一步包括下列步驟： 　　關閉所述低壓電池的SOC低喚醒充電功能；以及 　　向使用者呈現所述低壓電池發生故障的資訊。 　　優選地，在上述方法中，所述低壓電能管理模組配置為在所述狀態資訊不可用時，基於所述低壓電池對其的供電電壓控制車載DC-DC模組對低壓電池的充電操作，所述方法按照下列方式確定是否發生故障以及故障的類型： 　　在所述時間段內，如果所述低壓電池向低壓電能管理模組的供電電壓處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第二閾值，則確定所述電池檢測模組發生故障。 　　優選地，在上述方法中，按照下列方式確定是否發生故障以及故障的類型： 　　在所述時間段內，如果所述電池檢測模組檢測到低壓電池放電事件的頻度特徵值大於第三閾值，則確定由所述低壓電池供電的車輛低壓負載發生故障。 　　優選地，在上述方法中，進一步包括下列步驟： 　　讀取車輛的故障碼；以及 　　向使用者呈現發生故障的低壓負載的資訊。 　　優選地，在上述方法中，所述基於所述歷史資料確定車輛低壓電氣系統是否發生故障以及故障的類型的步驟在雲端執行。 　　按照本實用新型還有一個方面的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的裝置包含記憶體、處理器以及存儲在所述記憶體上並可在所述處理器上運行的電腦程式，其特徵在於，執行所述程式以實現如上所述的方法。 　　按照本實用新型還有一個方面的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的裝置包含： 　　第一模組，用於獲得一個時間段內所述車載DC-DC模組向低壓電池充電操作的歷史資料，其中，所述歷史資料包括充電操作的次數和觸發充電操作的事件；以及 　　第二模組，用於基於所述歷史資料確定車輛低壓電氣系統是否發生故障以及故障的類型。 　　按照本實用新型還有一個方面的電腦可讀存儲介質，其上存儲電腦程式，該程式被處理器執行時實現如上所述的方法。
下面參照其中圖示了本實用新型示意性實施例的附圖更為全面地說明本實用新型。但本實用新型可以按不同形式來實現，而不應解讀為僅限於本文給出的各實施例。給出的上述各實施例旨在使本文的披露全面完整，以將本實用新型的保護範圍更為全面地傳達給本領域技術人員。 　　在本說明書中，諸如“包含”和“包括”之類的用語表示除了具有在說明書和權利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本實用新型的技術方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。 　　諸如“第一”和“第二”之類的用語並不表示單元在時間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作區分各單元之用。 　　“耦合”應當理解為包括在兩個單元之間直接傳送電能量或電信號的情形，或者經過一個或多個第三單元間接傳送電能量或電信號的情形。 　　圖1為車輛低壓電氣系統的示意框圖。 　　如圖1所示，車輛低壓電氣系統10包括低壓電池110、電池檢測模組120、低壓電能管理模組130和車載低壓負載140。圖1中以粗實線表示兩個單元之間的電能傳輸，以細實線表示兩個單元之間的信號的傳輸。在本實施例中，可選地，車輛低壓電氣系統10還包括車聯網模組150，但是這並非必需的，車聯網模組150也可以是車輛低壓電氣系統外部的部件單元。 　　在圖1所示的實施例中，當車輛處於喚醒狀態時，車載DC-DC模組20將動力電池的電能轉換為低電壓並向低壓電能管理模組130和低壓負載140供電。低壓電池110配置為例如在車輛處於休眠模式或鎖車狀態時（此時車載DC-DC模組停止工作）向低壓負載140和低壓電能管理模組130供電。電池檢測模組120配置為檢測低壓電池110的狀態資訊並提供給低壓電能管理模組130。狀態資訊例如包括但不限於下列項目中的一項或多項：低壓電池的SOC、低壓電池的電壓、電流、低壓電池的SOH、低壓電池SOC喚醒是否使能、低壓電池電壓喚醒是否使能、低壓電池放電電流喚醒是否使能以及低壓電池充電電流喚醒是否使能等。 　　低壓電能管理模組130例如經LIN匯流排或CAN匯流排與電池檢測模組120和車載DC-DC模組20通信。當從電池檢測模組120接收到狀態資訊後，低壓電能管理模組130將基於狀態資訊確定相應的操作策略。例如在狀態資訊指示低壓電池的電量不足時（例如根據低壓電池的SOC值），低壓電能管理模組130指令車載DC-DC模組20向低壓電池110充電。 　　如果狀態資訊不可用，低壓電能管理模組130則基於低壓電池110的供電電壓確定相應的操作策略。例如在低壓電池110的供電電壓較小時，低壓電能管理模組130指令車載DC-DC模組向低壓電池110充電。優選地，在本實施例中，低壓電能管理模組130通過將供電電壓與預先設定的閾值進行比較來確定供電電壓是否較小。 　　在本實施例中，如果低壓電能管理模組130從電池檢測模組120接收到故障消息或者如果低壓電能管理模組130與電池檢測模組120之間的通信鏈路發生故障，則可確定狀態資訊不可用。 　　如圖1所示，車聯網模組150與低壓電能管理模組130耦合，其被配置為從低壓電能管理模組130接收低壓電池110的充電操作的歷史資料並向雲端30傳送充電操作的歷史資料。在本實施例中，歷史資料包括在一個時間段內的低壓電池110的充電操作的次數和觸發充電操作的事件或原因。優選地，事件或原因包括電池檢測模組檢測到低壓電池SOC處於較低水準的事件、低壓電池向低壓電能管理模組供電電壓處於較低水準的事件和低壓電池放電的事件。 　　在雲端30，可基於歷史資料確定車輛低壓電氣系統10是否發生故障以及故障的類型。例如，在一個時間段內，如果電池檢測模組檢測到低壓電池SOC處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第一閾值，則確定低壓電池發生故障，此時，雲端30可經低壓電能管理模組130向低壓電池110或直接向低壓電池110發送關閉低壓電池的SOC低喚醒充電功能的命令，並且向使用者呈現低壓電池發生故障的資訊（例如在使用者終端或車輛中控屏上呈現）。又如，在一個時間段內，如果低壓電池110向低壓電能管理模組130的供電電壓處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第二閾值，則確定電池檢測模組發生故障，此時，雲端可向使用者呈現電池檢測模組發生故障的資訊（例如在使用者終端或車輛中控屏上呈現）。再如，在一個時間段內，如果電池檢測模組110檢測到低壓電池放電事件的頻度特徵值大於第三閾值，則確定由低壓電池供電的車輛低壓負載140發生故障，此時，雲端30可讀取車輛的故障碼（其通常存儲在車輛的節點內）並且向使用者呈現發生故障的低壓負載的資訊（例如在使用者終端或車輛中控屏上呈現）。 　　每種類型的事件的頻度特徵值可以有多種方式確定。例如可以將單位時間內該類型事件發生的次數作為頻度特徵值。但是優選地，可以按照下列方式確定頻度特徵值： 　　首先設定一事件類型（以下稱為事件A）的頻度特徵值f的初始值（例如取值為0）。 　　隨後根據下列規則對頻度特徵值f進行調整： 　　1）在歷史資料所覆蓋的時間段內，每次在第一長度的時間間隔（例如3小時）內有事件A發生，則使f增加1；2)在歷史資料所覆蓋的時間段內，每次在第二長度的時間間隔(例如5小時)內未有事件A發生且f>1，則使f減1。
由此得到在歷史資料所覆蓋的時間段內的事件A的頻度特徵值。
需要指出的是，雖然在本實施例中基於歷史資料的故障分析是在雲端完成的，但是該分析過程也可以在本地或車輛端完成。
圖2為按照本實用新型一個實施例的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法的流程圖。為闡述方便，這裡借助圖1所示的車輛低壓電氣系統來描述本實施例。但是應該理解的是，圖2所示的實施例並不局限於特定結構的裝置。
如圖2所示，在步驟210，雲端30從車聯網模組150接收低壓電池的充電操作的歷史資料。通常情況下，車聯網模組150可以週期性地(例如每隔3天)向雲端30發送歷史資料。優選地，歷史資料的格式為時間(年月日)+觸發充電操作的事件類型+觸發時的低壓電池的SOC和供電電壓。
隨後進入步驟220，雲端30確定在上傳的歷史資料所覆蓋的時間段內各種類型的事件的頻度特徵值。在本實施例中，事件包括電池檢測模組檢測到低壓電池SOC處於較低水準的事件、低壓電池向低壓電能管理模組供電電壓處於較低水準的事件和低壓電池放電的事件。
接著進入步驟230，雲端30將各種類型的頻度特徵值與各自的閾值進行比較，由此確定車輛低壓電氣系統10是否發生故障以及故障的類型。
例如，如果低壓電池SOC處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第一閾值，則確定低壓電池發生故障；如果低壓電池110向低壓電能管理模組130的供電電壓處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第二閾值，則確定電池檢測模組發生故障；如果電池檢測模組110檢測到低壓電池放電事件的頻度特徵值大於第三閾值，則確定由低壓電池供電的車輛低壓負載140發生故障。
隨後進入步驟240，雲端30根據步驟230的比較結果執行相應的操作。具體而言，當確定低壓電池發生故障時，雲端30可經低壓電能管理模組130向低壓電池110或直接向低壓電池110發送關閉低壓電池的SOC低喚醒充電功能的命令，並且向使用者呈現低壓電池發生故障的資訊；當確定電池檢測模組發生故障時，雲端30可向使用者呈現電池檢測模組發生故障的資訊；當確定由低壓電池供電的車輛低壓負載140發生故障時，雲端30可讀取車輛的故障碼並且向使用者呈現發生故障的低壓負載的資訊。
圖3為按照本實用新型還有一個實施例的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的裝置的示意框圖。
圖3所示的車輛控制器300包含記憶體310、處理器320以及存儲在記憶體310上並可在處理器320上運行的電腦程式330，其中，執行電腦程式330可以實現上面借助圖2所 述的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法。
圖4為按照本實用新型另一個實施例的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的裝置的示意框圖。
圖4所示的裝置40包括第一模組410和第二模組420。第一模組410用於獲得一個時間段內所述車載DC-DC模組向低壓電池充電操作的歷史資料，其中，所述歷史資料包括充電操作的次數和觸發充電操作的事件。第二模組420用於基於所述歷史資料確定車輛低壓電氣系統是否發生故障以及故障的類型。
按照本實用新型的另一方面，還提供了一種電腦可讀存儲介質，其上存儲電腦程式，該程式被處理器執行時可實現上面借助圖2所述的用於對自動緊急刹車參數進行標定的方法。
提供本文中提出的實施例和示例，以便最好地說明按照本技術及其特定應用的實施例，並且由此使本領域的技術人員能夠實施和使用本實用新型。但是，本領域的技術人員將會知道，僅為了便於說明和舉例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵蓋本實用新型的各個方面或者將本實用新型局限於所公開的精確形式。
鑒於以上所述，本公開的範圍通過以下權利要求書來確定。
10‧‧‧車輛低壓電氣系統
20‧‧‧車載DC-DC模組
30‧‧‧雲端
40‧‧‧裝置
110‧‧‧低壓電池
120‧‧‧電池檢測模組
130‧‧‧低壓電能管理模組
140‧‧‧車載低壓負載
150‧‧‧車聯網模組
300‧‧‧車輛控制器
310‧‧‧記憶體
320‧‧‧處理器
330‧‧‧電腦程式
410‧‧‧第一模組
420‧‧‧第二模組
本實用新型的上述和/或其它方面和優點將通過以下結合附圖的各個方面的描述變得更加清晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元採用相同的標號表示。附圖包括： 　　圖1為車輛低壓電氣系統的示意框圖。 　　圖2為按照本實用新型一個實施例的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的方法的流程圖。 　　圖3為按照本實用新型還有一個實施例的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的裝置的示意框圖。 　　圖4為按照本實用新型另一個實施例的用於確定車輛低壓電氣系統的故障的裝置的示意框圖。

Claims (4)

  1. 一種車輛低壓電氣系統，該系統包括低壓電池，與低壓電池電性連接，用於檢測該低壓電池狀態資訊的電池檢測模組；以及低壓電能管理模組，其從電池檢測模組獲得電池狀態資訊，其設置為在該狀態資訊不可用時，基於該低壓電池對其的供電電壓控制車載DC-DC模組對低壓電池的充電操作，按照下列方式確定是否發生故障以及故障的類型：在一時間段內，如果該低壓電池向低壓電能管理模組的供電電壓處於較低水準的事件的頻度特徵值大於第二閾值，則確定該電池檢測模組發生故障。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的車輛低壓電氣系統，其中，該電池檢測模組設置在低壓電池的負極柱。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的車輛低壓電氣系統，其中，該低壓電能管理模組可以設置在車端和/或遠端，其與低壓電能管理模組通信連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的車輛低壓電氣系統，在電能管理模組設置在車端的情況下，低壓電能管理模組可通過LIN或CAN匯流排與低壓電能管理模組通信，在電能 管理模組設置在遠端的情況下，該電池檢測模組設置為通過車載通信模組與該低壓電能管理模組通信。
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