電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統及方法與流程
2023-12-02 03:32:16
本發明實施例涉及電動車
技術領域：
，具體涉及一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統及方法。
背景技術：
：純電動汽車以運行中噪聲低，沒有尾氣排放的優點成為備受關注的綠色交通工具，也成為汽車產業未來發展的一個重要方向。動力系統方面引入了動力電池系統與電機系統，控制系統方面也加入了電池管理系統(BMS)、整車管理器(VMS)與電機控制單元(MCU)等。在實現本發明實施例的過程中，發明人發現大量電子控制單元的引入導致純電動車的靜態電流會比傳統汽車略高，各個控制器的設計水平不一導致有些純電動車的靜態電流很大，低壓蓄電池在如此的靜態工況下很難長時間保持可以啟動車輛的電量狀態，進而導致電動車下次無法正常啟動。技術實現要素：本發明實施例的一個目的是解決由於電動車的電子控制單元引起的靜態電流較大導致低壓蓄電池無法長時間保持可以啟動電動車的電量狀態的問題。本發明實施例提出了一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統，包括：電池管理子系統BMS、整車管理器VMS、低壓蓄電池和動力蓄電池；所述電池管理子系統，用於在電動車下電狀態下，檢測所述低壓蓄電池的荷電狀態，並根據低壓蓄電池的荷電狀態向所述整車管理器發送補電請求/停止補電指令；所述整車管理器，用於根據接收到的補電請求/停止補電指令控制所述動力蓄電池對所述低壓蓄電池進行補電/停止補電；其中，所述低壓蓄電池為所述電動車整車上電的啟動電池；所述動力蓄電池為所述電動車動力來源的動力電池。可選的，所述荷電狀態包括：虧電狀態和電量飽和狀態；相應地，所述電池管理子系統，具體用於在檢測獲知所述低壓蓄電池處於虧電狀態時，向所述整車管理器發送補電請求；或者，在檢測獲知所述低壓蓄電池處於電量飽和狀態時，向所述整車管理器發送停止補電指令。可選的，系統還包括：電壓傳感器；所述電壓傳感器，用於檢測所述低壓蓄電池的電壓值，並將檢測獲得的電壓值發送至所述BMS；相應地，所述BMS，具體用於根據接收到的電壓值檢測所述低壓蓄電池的荷電狀態。可選的，所述BMS，具體用於將接收到的電壓值與第一預設電壓保護限值進行比較，若比較獲知接收到的電壓值小於第一所述預設電壓保護限值，則判定所述低壓蓄電池處於虧電狀態；或者，在補電過程中，將接收到的電壓值與第二預設電壓保護限值進行比較，若比較獲知接收到的電壓值大於或者等於第二所述預設電壓保護限值，則判定所述低壓蓄電池處於電荷飽和狀態。可選的，系統還包括：直流斬波器；所述直流斬波器，用於對所述動力蓄電池輸出的電流進行轉換處理，並將轉換處理後的電流輸入至所述低壓蓄電池；相應地，所述VMS，還用於根據接收到的補電請求/停止補電指令向所述直流斬波器發送使能信號/停止信號，以使所述直流斬波器根據所述使能信號/停止信號對所述低壓蓄電池進行補電/停止補電。可選的，所述系統還包括：負極繼電器；所述負極繼電器設置在所述動力蓄電池的負極與所述直流斬波器之間的線路上；相應地，所述BMS，還用於在檢測獲知所述低壓蓄電池處於虧電狀態時，吸合所述負極繼電器；以及在檢測獲知所述低壓蓄電池處於電量飽和狀態時，斷開所述負極繼電器。可選的，所述系統還包括：正極繼電器；所述正極繼電器設置在所述動力蓄電池的正極與所述直流斬波器之間的線路上；相應地，所述VMS，還用於在接收到所述補電請求後，吸合所述正極繼電器；以及在接收到所述停止補電指令時，斷開所述正極繼電器。可選的，所述BMS，還用於在檢測獲知所述低壓蓄電池處於電量飽和狀態時進入休眠狀態；相應地，所述VMS，還用於在接收到實時停止補電指令時，向所述直流斬波器發送所述停止信號，並進入休眠狀態，以使所述直流斬波器在停止對所述低壓蓄電池補電後進入休眠狀態。可選的，所述VMS，還用於在檢測獲知系統故障或者所述動力蓄電池處於虧電狀態時，向整車管理器發送停止補電指令。本發明還提出了一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護方法，包括：在電動車處於下電狀態時，BMS檢測低壓蓄電池的電荷狀態，並根據低壓蓄電池的荷電狀態向整車管理器發送補電請求/停止補電指令；整車管理器根據接收到的補電請求/停止補電指令控制動力蓄電池對所述低壓蓄電池進行補電/停止補電。由上述技術方案可知，本發明實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統及方法通過在電動車的低壓蓄電池處於虧電狀態時，利用動力蓄電池對低壓蓄電池進行電量補充，以保證電動車能正常上電啟動。附圖說明通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特徵和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中：圖1示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統的結構示意圖；圖2示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統中BMS的控制流程圖；圖3示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統中VMS的控制流程圖圖4示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護方法的流程示意圖。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖1示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統的結構示意圖，參見圖1，該系統包括：電池管理子系統BMS、整車管理器VMS、低壓蓄電池和動力蓄電池；電池管理子系統，用於在電動車下電狀態下，檢測所述低壓蓄電池的荷電狀態，並根據低壓蓄電池的荷電狀態向所述整車管理器發送補電請求/停止補電指令；整車管理器，用於根據接收到的補電請求/停止補電指令控制所述動力蓄電池對所述低壓蓄電池進行補電/停止補電；其中，所述低壓蓄電池為所述電動車整車上電的啟動電池；所述動力蓄電池為所述電動車動力來源的動力電池，BMS與VMS之間通過CAN總線進行通訊。本實施例通過在電動車的低壓蓄電池處於虧電狀態時，利用動力蓄電池對低壓蓄電池進行電量補充，以保證電動車能正常上電啟動。本實施例中，低壓蓄電池的荷電狀態包括：虧電狀態和電量飽和狀態。其中，虧電狀態時低壓蓄電池的電壓/電量不足，電量飽和狀態時電壓/電量處於低壓蓄電池對應的標準值。不難理解的是，對於不同型號的低壓蓄電池其標準值不同，故，在設定標準值時可根據低壓蓄電池的型號設定，此處不再進行限定。由此，電池管理子系統在檢測獲知所述低壓蓄電池處於虧電狀態時，向所述整車管理器發送補電請求。或者，在檢測獲知所述低壓蓄電池處於電量飽和狀態時，向所述整車管理器發送停止補電指令。本實施例中，對低壓蓄電池的荷電狀態的檢測方式有多種，舉例說明如下：系統通過在合適的位置設置電壓傳感器，以檢測所述低壓蓄電池的電壓值，並將檢測獲得的電壓值發送至所述BMS。由此，BMS可根據接收到的電壓值檢測所述低壓蓄電池的荷電狀態。不難理解的是，電壓傳感器的安裝位置可視情況而定，此處不再進行限定。其中，電壓值與低壓蓄電池的荷電狀態的對應關係獲取步驟如下：對低壓蓄電池進行放電擱置實驗，得出其開路電壓與荷電狀態的對應關係表，如表1所示：表1電池的荷電狀態SOC-開路電壓OCV關係表SOC0％10％20％30％40％50％60％70％80％90％100％OCV/VV1V2V3V4V5V6V7V8V9V10V11不難理解的是，對於不同型號的蓄電池，其SOC-OCA關係不同，對應的關係表中的V1-V11的值也不盡相同，故，此處以此關係表為例對SOC-OCA關係進行實例說明。在實際應用中，基於蓄電池的型號以及該型號對應的表1中的V1-V11的值，根據低壓蓄電池不同電壓情況下的整車啟動狀況，設定一個最低保護限值V0，在擱置狀態下，當BMS監測到低壓蓄電池的電壓低於限值V0時，進行自喚醒操作。本實施例中，BMS具體用於將接收到的電壓值與第一預設電壓保護限值進行比較，若比較獲知接收到的電壓值小於第一所述預設電壓保護限值，則判定所述低壓蓄電池處於虧電狀態；或者，在補電過程中，將接收到的電壓值與第二預設電壓保護限值進行比較，若比較獲知接收到的電壓值大於或者等於第二所述預設電壓保護限值，則判定所述低壓蓄電池處於電荷飽和狀態。本實施例中，系統還包括：直流斬波器；所述直流斬波器，用於對所述動力蓄電池輸出的電流進行轉換處理，並將轉換處理後的電流輸入至所述低壓蓄電池；相應地，所述VMS，還用於根據接收到的補電請求/停止補電指令向所述直流斬波器發送使能信號/停止信號，以使所述直流斬波器根據所述使能信號/停止信號對所述低壓蓄電池進行補電/停止補電。本實施例中，所述系統還包括：負極繼電器和正極繼電器；所述負極繼電器設置在所述動力蓄電池的負極與所述直流斬波器之間的線路上，所述正極繼電器設置在所述動力蓄電池的正極與所述直流斬波器之間的線路上。所述BMS，還用於在檢測獲知所述低壓蓄電池處於虧電狀態時，吸合所述負極繼電器；以及在檢測獲知所述低壓蓄電池處於電量飽和狀態時，斷開所述負極繼電器。所述VMS，還用於在接收到所述補電請求後，吸合所述正極繼電器；以及在接收到所述停止補電指令時，斷開所述正極繼電器。需要說明的是，只有當負極繼電器和正極繼電器均閉合後，動力蓄電池才能向直流斬波器DC/DC輸出電流。為了進一步減少靜態電耗，本實施例中，BMS在檢測獲知所述低壓蓄電池處於電量飽和狀態時進入休眠狀態；相應地，所述VMS在接收到實時停止補電指令時，向所述直流斬波器發送所述停止信號，並進入休眠狀態，以使所述直流斬波器在停止對所述低壓蓄電池補電後進入休眠狀態。為了防止影響動力蓄電出出現過放情況，VMS在檢測獲知系統故障或者所述動力蓄電池處於虧電狀態時，向整車管理器發送停止補電指令。進一步，為了保證系統、以及整車的安全，VMS在檢測獲知系統故障時，向整車管理器發送停止補電指令，以中止補電操作，防止出現由於系統故障引起的問題。圖2示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統中BMS的控制流程圖，下面參照圖2對BMS的工作原理進行詳細說明：S1、整車下電後，對低壓蓄電池進行實時檢測；S2、根據檢測到的的數據判斷低壓蓄電池是否處於虧電狀態；若否，則執行步驟S3；若是，則執行步驟S4；S3、發出關閉補電功能信號，並發送休眠指令，以斷開控制的高壓繼電器，並進入休眠狀態；S4、發出VMS喚醒報文，並發出補電使能信號，閉合高壓繼電器；S5、判斷系統是否出現故障，若是，則執行步驟S3、若否，則執行步驟S6；S6、判斷低壓蓄電池是否充滿或者到達閉關時間，若是，則執行步驟S3，若否，則執行步驟S5；其中，關閉時間為預設的以開始補電為起始時間的時間值，例如：5分鐘。不難理解的是，以開始補電為起始時間，若在5分鐘內低壓蓄電池充滿，則關閉補電功能；若沒有充滿且到的5分鐘的時限，則同樣關閉補電功能。可見，本實施例通過設置關閉時間作為保護時間，以避免出現理論充滿時間和實際充滿時間不對應引起的充電時間誤差的情況，防止能量被浪費；而且本實施例將關閉時間作為最大充電時間，同樣可以在充電到達關閉時間時，結束補電功能。上述步驟中，判斷故障的發生包括：動力蓄電池本身的一些故障判斷以及跟VMS的通訊超時判斷以及DC/DC工作狀態的判定。蓄電池充滿的計算方法為根據開啟前的檢測電壓V1對應的SOC-OCV關係表查的的SOC值，結合一下公式，計算獲得動力電池需要釋放的能量。Ppower*α＝(1-SOCv1)*PBattery其中，Ppower為動力蓄電池需要釋放的能量，α為考慮DC/DC轉換效率與其他低壓控制器的消耗最終充入低壓蓄電池的能量與動力蓄電池釋放的能量Ppower的比值，SOCV1為電壓V1對應的剩餘電量SOC值，PBattery為低壓蓄電池的總能量。在補電過程中由BMS來實時計算輸出的能量累積值，當能量累積值達到Ppower值時則認為低壓蓄電池已充滿，停止補電功能。圖3示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護系統中VMS的控制流程圖，下面參照圖3對VMS的工作原理進行詳細說明：S1、VMS在接收到BMS發送的喚醒報文時被喚醒。S2、檢測是否接收到BMS發送的補電請求，若是，則執行步驟S3；若否，則執行步驟S5。S3、閉合VMS所控制的高壓繼電器、向DC/DC發送使能信號，以使DC/DC對動力蓄電池輸出的電流進行轉化處理，並提供至低壓蓄電池。S4、檢測是否接受到BMS發送的關閉補電功能信號和/或停止補電指令，若是，則執行步驟S5；若否，則執行步驟S3，以繼續對低壓蓄電池進行補電。S5、向DC/DC發送停止輸出指令，以使DC/DC停止對低壓蓄電池提供電流，並進入休眠狀態。圖4示出了本發明一實施例提出的一種電動車下電狀態下的低壓蓄電池的保護方法的流程示意圖，參見圖4，該方法包括：410、在電動車處於下電狀態時，BMS檢測低壓蓄電池的電荷狀態，並根據低壓蓄電池的荷電狀態向整車管理器發送補電請求/停止補電指令；420、整車管理器根據接收到的補電請求/停止補電指令控制動力蓄電池對所述低壓蓄電池進行補電/停止補電。本實施例通過在電動車的低壓蓄電池處於虧電狀態時，利用動力蓄電池對低壓蓄電池進行電量補充，以保證電動車能正常上電啟動。對於方法實施方式，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明實施方式並不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明實施方式，某些步驟可以採用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施方式均屬於優選實施方式，所涉及的動作並不一定是本發明實施方式所必須的。應該注意的是上述實施方式對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，並且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的範圍的情況下可設計出替換實施方式。在權利要求中，不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞「包含」不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位於元件之前的單詞「一」或「一個」不排除存在多個這樣的元件。本發明可以藉助於包括有若干不同元件的硬體以及藉助於適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬體項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的範圍之內。當前第1頁1 2 3