混合動力汽車充電裝置及充電方法
2023-04-28 18:10:41
專利名稱：混合動力汽車充電裝置及充電方法
技術領域：
本發明涉及汽車充電裝置及其充電方法，尤其涉及一種混合動力汽車充電裝置及其充電方法。
背景技術：
車輛處於鎖車靜置狀態時，各控制器依舊運行，所需的暗電流可由低壓蓄電池提供。傳統轎車的低壓蓄電池電池容量一般較大，這是因為汽車在啟動過程中需要低壓蓄電池提供電流啟動發動機，隨著車型變大，發動機排量也越大，因此需要低壓蓄電池提供的電流也越大，以低壓蓄電池採用12V鉛酸蓄電池為例，一般微型車的電池容量在32 45Ah之間，小型車在42 60Ah之間，中高級大排量車一般在60 90Ah之間，豪華型大排量車型甚 至會用到120Ah左右容量的蓄電池。但混合動力汽車由於搭載有高壓動力電池組及驅動電機，在啟動過程中利用高壓電池組給驅動電機提供電流直接啟動發動機，對低壓蓄電池的啟動電流要求大大降低，因此，混合動力汽車中使用的低壓蓄電池電池容量一般都比較小，但由於混合動力汽車比傳統汽車有更多控制器和電子裝置，因此在車輛鎖車靜置狀態時，運行各控制器的暗電流比傳統車所需電流要大。用戶有時候在進入汽車後，雖然沒有啟動發動機，但會打開DVD、點菸器等設備，這些設備在使用過程中也會消耗低壓蓄電池的容量。現有技術中，對於低壓蓄電池的充電一般是通過電池管理系統檢測低壓蓄電池是否需要充電，具體如公開號為CN 101916888A，名稱為混合動力和純電動汽車動力電池智能充電均衡方法及裝置的專利申請公開文件。然而，汽車處於鎖車狀態時，電池管理系統處於失電狀態，無法檢測低壓蓄電池是否需要充電。這種情況下，當用戶將車輛停在車庫不用一周甚至一個月後，車上的低壓蓄電池會被徹底放空，導致用戶進入車內時無法順利啟動車輛，更嚴重地，如果在低壓蓄電池有效容量放完後繼續放置，有可能導致低壓蓄電池無法恢復性破壞。有鑑於此，實有必要提出一種混合動力汽車充電的裝置及充電方法，避免低壓蓄電池過度使用，甚至避免發生無法恢復性破壞。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種混合動力汽車充電的裝置及充電方法，避免低壓蓄電池過度使用，甚至避免發生無法恢復性破壞。為解決上述問題，本發明提供一種混合動力汽車充電裝置，適於與第一用電器、第二用電器電連接，所述充電裝置包括低壓蓄電池；高壓電池組；啟動開關，所述啟動開關至少具有兩個狀態，其中，在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池對所述第一用電器的供電，在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池對所述第一和第二用電器的供電；第二充電控制模塊，適於檢測高壓電池組電池電量；第一充電控制模塊，用於檢測所述低壓蓄電池的電壓，當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且啟動開關處於第一狀態或第二狀態且第二充電控制模塊判斷高壓電池組電池電量不低於預定電池電量時，導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路。可選地，所述充電裝置還包括發動機，適用於所述高壓電池組電池電量低於預定 電池電量時，在所述第二充電控制模塊控制下啟動，該發動機對所述高壓電池組充電。可選地，所述充電裝置還包括直流降壓模塊，所述直流降壓模塊適用於將所述高壓電池組的高壓直流電轉換為低壓直流電以對所述低壓蓄電池充電。可選地，所述充電裝置還包括電力驅動模塊，用於控制所述直流降壓模塊的使能；第二開關，適用於導通所述低壓蓄電池對所述電力驅動模塊的供電；整車管理單元，用於控制第二開關的斷開與閉合。可選地，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電裝置還包括第一開關，用於導通所述低壓蓄電池向所述無鑰匙啟動模塊的供電；車身管理單元，用於控制所述第一開關的斷開與閉合。可選地，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電裝置還包括鑰匙晶片。可選地，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電裝置還包括第三開關，與所述無鑰匙啟動模塊相連，用於導通或斷開所述低壓蓄電池向所述第一用電器的供電；第四開關，與所述無鑰匙啟動模塊相連，用於導通或斷開所述低壓蓄電池向所述第一和第二用電器的供電。可選地，所述第二充電控制模塊為整車管理單元。可選地，所述啟動開關還具有處於關閉狀態的第三狀態。可選地，所述第一用電器為行車非必備的用電器，所述第二用電器為行車必備的用電器。本發明還提供一種充電裝置的充電方法，其特徵在於，包括如下步驟第一充電控制模塊檢測低壓蓄電池的電壓； 當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且啟動開關處於第一狀態或第二狀態時，第二充電控制模塊判斷高壓電池組電池電量是否低於預定電池電量；所述啟動開關在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池對第一用電器的供電，在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池對第一和第二用電器的供電；若否，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路；在對所述低壓蓄電池充電過程中，所述第二充電控制模塊判斷所述高壓電池組電池電量是否低於預定電池電量。可選地，若所述高壓電池組電池電量低於預定電池電量時，所述第二充電控制模塊控制發動機啟動，對所述高壓電池組充電；在對所述高壓電池組充電過程中，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路。可選地，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電是通過直流降壓模塊實現的。可選地，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電方法還包括車身管理單元檢測到左前車門打開後，控制第一開關閉合使得所述低壓蓄電池向所述無鑰匙啟動模塊的供電被導通，所述無鑰匙啟動模塊得電時進行所述以第一頻率檢測所述低壓蓄電池的電壓。可選地，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路包括所述無鑰匙啟動模塊向所述整車管理單元發出充電請求；
·
所述整車管理單元控制第二開關閉合，使得所述低壓蓄電池對電力驅動模塊的供電被導通；所述電力驅動模塊得電時，向所述直流降壓模塊發出使能信號。可選地，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且所述啟動開關處於第一狀態或第二狀態時，所述充電方法還包括所述無鑰匙啟動模塊檢測並驗證鑰匙晶片的信號，驗證通過後，所述第二充電控制模塊開始進行所述判斷所述高壓電池組電池電量是否低於預定電池電量。與現有技術相比，本發明具有以下優點在混合動力汽車上採用充電裝置，當低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且所述啟動開關處於第一狀態或第二狀態時，即汽車在使用過程中，所述低壓蓄電池需充電；所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組通過所述直流降壓模塊對所述低壓蓄電池充電的電路，同時，為了保護高壓電池組，在對低壓蓄電池充電前，需採用第二充電控制模塊檢測所述高壓電池組電池電量是否低於預定電池電量；若高壓電池組電量充足,則對低壓蓄電池充電的電路被導通,若高壓電池組缺電,則需啟動發動機，先對所述高壓電池組充電，對高壓電池組充電同時，可進行對低壓蓄電池的充電，當第二充電控制模塊檢測到所述高壓電池組電池電量不低於預定電池電量時，斷開所述高壓電池組充電裝置，對高壓電池組的充電完畢；當第一充電控制模塊檢測到所述低壓蓄電池的電池電壓不低於預定電池電壓時，斷開所述低壓蓄電池充電裝置，對低壓蓄電池的充電完畢，這樣可以避免低壓蓄電池過度使用，甚至避免發生無法恢復性破壞。
圖I是本發明提供的混合動力汽車的充電裝置示意圖；圖2是本發明具體實施例提供的混合動力汽車充電裝置示意圖；圖3是本發明具體實施例提供的混合動力汽車充電裝置對應的充電方法流程圖。
具體實施例方式為了避免低壓蓄電池過度使用，甚至避免發生無法恢復性破壞，本發明提供一種混合動力汽車充電裝置2，適於與第一用電器31、第二用電器32電連接，所述充電裝置2包括
低壓蓄電池41;高壓電池組42;啟動開關43，所述啟動開關43至少具有兩個狀態，其中，在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池41對所述第一用電器31的供電，在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池41對所述第一和第二用電器31，32的供電；第二充電控制模塊44，適於檢測高壓電池組42電池電量；第一充電控制模塊45，用於檢測所述低壓蓄電池41的電壓，當檢測到所述低壓蓄電池41電壓低於預定電池電壓且啟動開關43處於第一狀態或第二狀態且第二充電控制模塊44判斷高壓電池組42電池電量不低於預定電池電量時，導通所述高壓電池組42對所述低壓蓄電池41充電的電路。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。圖2為本發明提供的混合動力汽車充電裝置的具體實施例，所述充電裝置I適用於與第一用電器31、第二用電器32電連接，所述充電裝置I包括低壓蓄電池11;高壓電池組12;第一充電控制模塊13,所述第一充電控制模塊13適於檢測所述低壓蓄電池11的電壓；啟動開關14，所述啟動開關14可以具有三個狀態，其中，在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池11與所述第一用電器31，所述第一用電器31為行車非必備的用電器，例如DVD、點菸器等，即第一狀態為ACC檔；在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池11與所述第二用電器32，所述第二用電器32為行車必備的用電器，例如行車儀表、電動轉向系統、安全氣囊等，即第二狀態為ON檔；在第三狀態處於關閉狀態，即第三狀態為OFF檔；第二充電控制模塊，所述第二充電控制模塊適於檢測所述高壓電池組12電池電量;發動機21。在具體實施過程中，所述充電裝置I還包括直流降壓模塊15，所述直流降壓模塊15適用於將所述高壓電池組12的高壓直流電轉換為低壓直流電對所述低壓蓄電池11充電；電力驅動模塊16，用於控制所述直流降壓模塊15的使能；第二繼電器17，適用於導通所述低壓蓄電池11對所述電力驅動模塊16的供電；整車管理單元18，用於控制第二繼電器17的斷開與閉合。本實施例中，為了使各模塊功能集成化，所述第一充電控制模塊13為無鑰匙啟動模塊13』，所述充電裝置I還包括第一繼電器19，適用於導通所述低壓蓄電池11向所述無鑰匙啟動模塊13』的供電；車身管理單元20，用於控制所述第一繼電器19的斷開與閉合；鑰匙晶片33 ；第三繼電器34，與所述無鑰匙啟動模塊13』相連，用於導通或斷開所述低壓蓄電池11向所述第一用電器31的供電；第四繼電器35，與所述無鑰匙啟動模塊13』相連，用於導通或斷開所述低壓蓄電池11向所述第一和第二用電器32的供電。在具體實施過程中，所述第一、第二、第三及第四繼電器19，17，34，35都可設置為其它類型開關。本實施例中，所述第二充電控制模塊為整車管理單元18。需要說明的是，所述第一充電控制模塊13也可以為除了無鑰匙啟動模塊13』之外的其它模塊，例如，對於沒有安裝無鑰匙進入系統，只能採用機械開鎖進入的汽車，所述第一充電控制模塊13可以為整車控制單元，此時，第一繼電器19，車身管理單元20，鑰匙晶片33，第三繼電器34，第四繼電器35都不是充電裝置裡必需的部件。 對應圖2中本發明實施例提供的混合動力汽車充電裝置，圖3為本發明實施例提供的混合動力汽車充電方法流程示意圖。執行步驟S21，所述車身管理單元20檢測到左前車門打開後，控制所述第一繼電器19閉合；所述低壓蓄電池11向所述無鑰匙啟動模塊13』的供電被導通。本步驟的目的是檢測是否有駕駛員進入，如果所述混合動力汽車的駕駛座位是設置在右前位置時，本步驟相應地檢測右前車門是否打開。執行步驟S22，所述無鑰匙啟動模塊13』以第一頻率檢測所述低壓蓄電池11的電壓。所述第一頻率可以為毫秒量級。執行步驟S23，當檢測到所述低壓蓄電池11電壓低於預定電池電壓且所述啟動開關14處於第一狀態或第二狀態時，所述無鑰匙啟動模塊13』向所述整車管理單元18發出充電請求。當檢測到所述低壓蓄電池11電壓不低於預定電池電壓或所述啟動開關14未處於第一狀態或第二狀態時，所述無鑰匙啟動模塊13』持續進行檢測，也就是仍執行步驟S22。所述檢測過程可以由無鑰匙啟動模塊13』直接檢測所述低壓蓄電池11電壓和啟動開關15的狀態，也可以由無鑰匙啟動模塊13』通過控制總線獲取所述低壓蓄電池11電壓和啟動開關15的狀態。本步驟中，所述啟動開關14處於第一狀態被所述無鑰匙啟動模塊13』檢測到時，所述無鑰匙啟動模塊13』控制所述第三繼電器34閉合，這樣，所述啟動開關14是否處於第一狀態也可以通過判斷所述第三繼電器34是否閉合來獲取。同樣地，所述啟動開關14處於第二狀態時，所述無鑰匙啟動模塊13』控制所述第四繼電器35閉合，判斷所述啟動開關14是否處於第二狀態的替換方案為判斷所述第四繼電器35是否閉合。執行步驟24，所述無鑰匙啟動模塊13』檢測鑰匙晶片33的信號，檢測到後並進行驗證，當驗證到鑰匙晶片33處於車內時，執行步驟S25。由於一般鑰匙晶片33隨時被駕駛者攜帶，所以執行本步驟可以避免駕駛者啟動汽車後，DVD等設備處於使用中，而駕駛者又離開了車輛，此時低壓蓄電池11充電被啟動，甚至高壓蓄電池充電被啟動所產生的不安全因素。本步驟的檢測並驗證鑰匙晶片33的替換方案也可為在左前駕駛座位上安裝壓力傳感器，當壓力傳感器傳來的壓力大於一定閾值時，執行步驟S25。相應地，駕駛座位設置在右前方時，在右前駕駛座位上安裝壓力傳感器。
執行步驟S25，所述整車管理單元18開始檢測所述高壓電池組12電池電量是否低於預定電池電量。若所述高壓電池組12的電量不低於預定電池電量，執行步驟S26，所述整車管理單元18控制所述第二繼電器17閉合，使得所述低壓蓄電池11對所述電力驅動模塊16的供電被導通。執行步驟S27，所述電力驅動模塊16得電時，向所述直流降壓模塊15發出使能信號。執行步驟S28，所述高壓電池組12通過所述直流降壓模塊15對所述低壓蓄電池11充電的電路被導通，開始對所述低壓 蓄電池11的充電，所述充電過程會使低壓蓄電11的電壓提升，所述對低壓蓄電池11的充電過程在所述無鑰匙啟動模塊13』檢測到所述低壓蓄電池11的電壓不低於預定電池電壓時結束。若所述高壓電池組12的電量低於預定電池電量，執行步驟S26』，所述第二充電控制模塊(即整車管理單元18)控制所述發動機21啟動，對所述高壓電池組12充電，當第二充電控制模塊檢測到所述高壓電池組12電池電量不低於預定電池電量時，斷開對所述高壓電池組12充電；在執行步驟S26』過程中，執行步驟S26-S28。在執行步驟S28過程中，還需執行步驟S281，所述整車管理單元18以第二頻率判斷所述高壓電池組12的電池電量是否低於預定電池電量，檢測到不低於時，繼續執行S28，檢測到低於時，執行步驟S26』。所述第二頻率為毫秒量級。混合動力汽車的檢測低壓蓄電池的電壓的第一頻率、以及檢測高壓電池組預定電池電量的第二頻率可以預先設置好。需要說明的是，所述第一充電控制模塊13為除無鑰匙啟動模塊13』之外的其它模塊時，圖3所示的充電方法中步驟S21，S23-S24就為非必需步驟。在具體實施過程中，所述整車管理單元18也可為第二用電器32供電，所述步驟S23執行完畢時，所述無鑰匙啟動模塊13』向所述整車管理單元18發出充電請求，所述整車管理單元18判斷第二用電器32是否工作正常，例如行車儀表數據顯示是否正常、電動轉向系統是否正常、安全氣囊能否正常打開，如果第二用電器32工作正常，則執行S24及之後的步驟。這樣可以使得整車無需再踩下制動踏板及按下啟動開關，充電過程中隨時都可以行車。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。
權利要求
1.一種混合動力汽車充電裝置，適於與第一用電器、第二用電器電連接，所述充電裝置包括 低壓蓄電池； 高壓電池組； 啟動開關，所述啟動開關至少具有兩個狀態，其中，在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池對所述第一用電器的供電，在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池對所述第一和第二用電器的供電； 第二充電控制模塊，適於檢測高壓電池組電池電量； 第一充電控制模塊，用於檢測所述低壓蓄電池的電壓，當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且啟動開關處於第一狀態或第二狀態且第二充電控制模塊判斷高壓電池組電池電量不低於預定電池電量時，導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路。
2.根據權利要求I所述的充電裝置，其特徵在於，所述充電裝置還包括發動機，適用於所述高壓電池組電池電量低於預定電池電量時，在所述第二充電控制模塊控制下啟動，該發動機對所述高壓電池組充電。
3.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述充電裝置還包括直流降壓模塊，所述直流降壓模塊適用於將所述高壓電池組的高壓直流電轉換為低壓直流電以對所述低壓蓄電池充電。
4.根據權利要求3所述的充電裝置，其特徵在於，所述充電裝置還包括 電力驅動模塊，用於控制所述直流降壓模塊的使能； 第二開關，適用於導通所述低壓蓄電池對所述電力驅動模塊的供電； 整車管理單元，用於控制第二開關的斷開與閉合。
5.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電裝置還包括 第一開關，用於導通所述低壓蓄電池向所述無鑰匙啟動模塊的供電； 車身管理單元，用於控制所述第一開關的斷開與閉合。
6.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電裝置還包括鑰匙晶片。
7.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電裝置還包括 第三開關，與所述無鑰匙啟動模塊相連，用於導通或斷開所述低壓蓄電池向所述第一用電器的供電； 第四開關，與所述無鑰匙啟動模塊相連，用於導通或斷開所述低壓蓄電池向所述第一和第二用電器的供電。
8.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述第二充電控制模塊為整車管理單元。
9.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述啟動開關還具有處於關閉狀態的第三狀態。
10.根據權利要求I或2所述的充電裝置，其特徵在於，所述第一用電器為行車非必備的用電器，所述第二用電器為行車必備的用電器。
11.根據權利要求I所述的充電裝置的充電方法，其特徵在於，包括如下步驟 第一充電控制模塊檢測低壓蓄電池的電壓； 當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且啟動開關處於第一狀態或第二狀態時，第二充電控制模塊判斷高壓電池組電池電量是否低於預定電池電量；所述啟動開關在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池對第一用電器的供電，在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池對第一和第二用電器的供電； 若否，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路； 在對所述低壓蓄電池充電過程中，所述第二充電控制模塊判斷所述高壓電池組電池電 量是否低於預定電池電量。
12.根據權利要求11所述的充電方法，其特徵在於，若所述高壓電池組電池電量低於預定電池電量時，所述第二充電控制模塊控制發動機啟動，對所述高壓電池組充電；在對所述高壓電池組充電過程中，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路。
13.根據權利要求11或12所述的充電方法，其特徵在於，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電是通過直流降壓模塊實現的。
14.根據權利要求11或12所述的充電方法，其特徵在於，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述充電方法還包括車身管理單元檢測到左前車門打開後，控制第一開關閉合使得所述低壓蓄電池向所述無鑰匙啟動模塊的供電被導通，所述無鑰匙啟動模塊得電時進行所述以第一頻率檢測所述低壓蓄電池的電壓。
15.根據權利要求11或12所述的充電方法，其特徵在於，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，所述第一充電控制模塊導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電的電路包括 所述無鑰匙啟動模塊向所述整車管理單元發出充電請求； 所述整車管理單元控制第二開關閉合，使得所述低壓蓄電池對電力驅動模塊的供電被導通； 所述電力驅動模塊得電時，向所述直流降壓模塊發出使能信號。
16.根據權利要求11或12所述的充電方法，其特徵在於，所述第一充電控制模塊為無鑰匙啟動模塊，當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且所述啟動開關處於第一狀態或第二狀態時，所述充電方法還包括所述無鑰匙啟動模塊檢測並驗證鑰匙晶片的信號，驗證通過後，所述第二充電控制模塊開始進行所述判斷所述高壓電池組電池電量是否低於預定電池電量。
全文摘要
本發明提供一種混合動力汽車充電裝置，適於與第一、第二用電器電連接，所述充電裝置包括低壓蓄電池；高壓電池組；啟動開關，所述啟動開關在第一狀態適用於導通所述低壓蓄電池對所述第一用電器的供電，在第二狀態適用於導通所述低壓蓄電池對所述第一和第二用電器的供電；第二充電控制模塊；第一充電控制模塊，當檢測到所述低壓蓄電池電壓低於預定電池電壓且啟動開關處於第一狀態或第二狀態且第二充電控制模塊判斷高壓電池組電池電量不低於預定電池電量時，導通所述高壓電池組對所述低壓蓄電池充電。本發明還提供一種混合動力汽車的充電方法。使用本發明提供的充電裝置及充電方法，避免低壓蓄電池過度使用，甚至避免發生無法恢復性破壞。
文檔編號B60K6/28GK102862471SQ20111018602
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月4日 優先權日2011年7月4日
發明者包壽紅, 餘才光 申請人:上海華普汽車有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司