用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置和方法與流程
2023-10-06 11:53:59
本發明涉及用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置和方法，且更具體地，涉及一種用於防止生態友好車輛中的12V鋰離子電池的過放電的檢測繼電器是否熔敷的技術。在本發明中，生態友好車輛是通過使用高電壓電池驅動電動機而行駛的車輛，包括混合動力電動車輛(HEV)、電動車輛(EV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)、燃料電池電動車輛(FCEV)等。
背景技術：
生態友好車輛通常包括配置為供應驅動功率的高電壓電池和配置為對內部電氣裝置(電子負載)供應操作功率的輔助電池。特別地，在上位控制器的操作下當輔助電池的電壓小於基準值時，連接至輔助電池和電氣裝置的低電壓直流-直流轉換器(LDC)將高電壓電池的高電壓下轉換為輔助電池的充電電壓，從而用充電電壓對輔助電池充電。
輔助電池配置為啟動車輛的點火，並且對各種燈、系統、電子控制單元(ECU)等電氣裝置供應操作功率。到現在為止，作為車輛的輔助電池，由於即使在完全放電時也可再充電使用的優點，一直主要使用鉛酸蓄電池。然而，由於鉛酸蓄電池重、電荷密度低，並且特別是包括作為環境汙染物的鉛酸，因此最近在生態友好車輛中鉛酸蓄電池被鋰離子電池替代。
然而，鋰離子電池具有當過放電時可能無法再充電的缺點。因此，已經開發出例如使電池管理系統包括用於防止過放電的繼電器的防止鋰離子電池過放電的技術。最近，由於執行這種重要作用的繼電器經常頻繁地由瞬態電流熔敷，因此要求對於這種繼電器熔敷的解決方案。
在現有技術中，已經開發出用於檢測繼電器熔敷的裝置，包括：主電池系統，包括車輛的主電池、使主電池的功率斷續的主繼電器和連接至主電池的第一電容器；快速充電系統，電連接至主電池系統，並且包括快速充電繼電器和第二電容器；以及控制器，配置為在預充電期間檢測主電池系統和快速充電系統的變化，以確定繼電器是否熔敷。然而，上述根據現有技術的用於檢測繼電器熔敷的裝置是一種用於檢測使高電壓電池的功率斷續的主繼電器的熔敷的技術，其具有可能無法應用於檢測用於防止12V鋰離子電池的過放電的繼電器的熔敷的問題。
技術實現要素：
本發明提供一種用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置和方法，能夠通過基於低電壓直流-直流轉換器(LDC)的輸出電壓的變化確定12V鋰離子電池的電壓變化，檢測用於防止12V鋰離子電池的過放電的繼電器是否熔敷。
本發明的目的不限於上述目的，並且本發明的其它目的和優點可通過以下說明來理解並將通過本發明的示例性實施例清楚地說明。另外，將容易獲知的是，本發明的目的和優點可通過所附權利要求中所示的手段及其組合來實現。
根據本發明的示例性實施例，用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置可包括：電壓傳感器，配置為感測第一電池的電壓；繼電器，配置為防止第一電池的過放電；低電壓直流/直流轉換器(LDC)，配置為將第二電池的高電壓轉換為低電壓；以及控制器，配置為將轉換器的輸出電壓匹配成與第一電池的電壓相等，將轉換器設定為常規操作模式然後關斷繼電器，以及在調整轉換器的輸出電壓的同時監測第一電池的電壓變化，以便當第一電池的電壓未改變時確定未發生熔敷，並且當第一電池的電壓改變時確定發生了熔敷。
控制器還可配置為確定繼電器是否熔敷然後再次將轉換器的輸出電壓匹配或調整成與第一電池的電壓相等，以及接通繼電器然後解除轉換器的常規操作模式。控制器可包括用於關斷繼電器的第一開關和用於接通繼電器的第二開關。裝置還可包括配置為感測第一電池的電流的電流傳感器，並且控制器可配置為通過考慮第一電池的電壓變化和電流變化兩者來確定繼電器是否熔敷。當車輛的速度超過第一閾值並且第一電池的電壓超過第二閾值時，控制器可配置為檢測繼電器的熔敷。第一電池可以是12V鋰離子電池，並且繼電器可以是由脈衝信號控制的自鎖型繼電器。
根據本發明的另一示例性實施例，用於檢測包括電壓傳感器、電流傳感器、用於防止第一電池的過放電的繼電器、和轉換器的生態友好車輛中的繼電器熔敷的方法可包括：將轉換器的輸出電壓匹配成與第一電池的電壓相等；將轉換器設定為常規操作模式然後關斷繼電器；在調整轉換器的輸出電壓的同時，監測第一電池的電壓變化；當第一電池的電壓未改變時，確定未發生熔敷；以及當第一電池的電壓改變時，確定發生了熔敷。
附圖說明
本發明的以上和其它目的、特徵和優點通過以下結合附圖進行的詳細說明將會更加顯而易見。
圖1是根據本發明的示例性實施例的用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置的構造圖；並且
圖2是根據本發明的示例性實施例的用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的方法的流程圖。
附圖中各元件的附圖標記：
100：第一電池；
150：電子負載；
180：第二電池；
200：控制器。
具體實施方式
應該理解的是，如本文所使用的術語「車輛」或「車輛的」或者其它類似術語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的載客車輛、包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源取得的燃料)。如本文所提及的，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如具有汽油動力和電動力兩者的車輛。
雖然示例性實施例被描述為使用多個單元來執行示例性過程，但是可以理解的是，示例性過程也可由一個或多個模塊執行。另外，可以理解的是，術語控制器/控制單元是指包括存儲器和處理器的硬體裝置。存儲器被配置為存儲模塊，並且處理器被專門配置為執行所述模塊，以執行以下進一步說明的一個或多個過程。
此外，本發明的控制邏輯可實施為包含由處理器、控制器/控制單元等執行的可執行程序指令的計算機可讀介質上的非臨時性計算機可讀介質。計算機可讀介質的示例包括但不限於ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁帶、軟盤、快閃記憶體盤、智慧卡和光學數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質也可分布在網絡聯接的計算機系統中，以便例如通過遠程信息處理伺服器或控制器區域網路(CAN)，以分布方式存儲和執行計算機可讀介質。
本文所使用的術語僅為了說明特定實施例的目的，而非意圖限制本發明。如本文所使用的，單數形式「一個」、「一種」和「該」意圖同樣包括複數形式，除非上下文另外明確指出。還將理解的是，當在本說明書中使用時，詞語「包括」和/或「包含」指定所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，詞語「和/或」包括一個或多個相關列出條目的任何和全部組合。
除非特別陳述或從上下文顯而易見，否則如本文所使用的，詞語「約」被理解為在本領域的正常公差範圍內，例如在平均值的2倍標準差內。「約」可理解為在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內。除非從上下文另外明確，否則本文所提供的所有數值均由詞語「約」修飾。
從以下參照附圖說明的詳細說明中，上述目的、特徵和優點將變得顯而易見。因此，本發明所屬領域的技術人員可容易地實踐本發明的技術思想。另外，在說明本發明時，在判斷與本發明關聯的公知技術的詳細說明可不必要地使本發明的要點模糊的情況下，將省略該詳細說明。在下文中，將參照附圖詳細說明本發明的示例性實施例。
圖1是根據本發明的示例性實施例的用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置的構造圖。如圖1中所示，根據本發明的用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的裝置可包括第一電池100、電壓傳感器110、繼電器120、電流傳感器130、接線盒(J/B)140、電子負載150、低電壓直流/直流轉換器(LDC)160、功率繼電器組件(PRA)170、第二電池180、用戶開關190和控制器200。控制器200可配置為操作裝置的各種元件。
將說明上述各個部件。首先，第一電池100可以是例如12V鋰離子電池(例如低電壓輔助電池)，可配置為供應啟動車輛的發動機所需的功率和由電子負載150要求的功率。電壓傳感器110可配置為感測第一電池100的電壓。繼電器120可配置為將來自第一電池100的功率供應至電子負載150或阻斷來自第一電池100的功率，從而使得能夠防止第一電池100的過放電。另外，繼電器120還可配置為將第一電池100與電子負載150中流動的暗電流完全阻斷。特別地，繼電器120可實施為由脈衝信號控制的自鎖型繼電器。
另外，電流傳感器130為根據本發明的附加元件，可布置在繼電器120與接線盒140之間以感測第一電池100的電流。接線盒140可包括用於執行將第一電池100的電力分支接入各電子負載150的線。LDC 160可配置為將第二電池180的高電壓轉換為低電壓(例如，約14.3V至13.5V)以對第一電池100充電或供應由各電子負載150要求的額定功率。特別地，LDC 160可配置為向控制器200供應電力。
功率繼電器組件170也可包括作為主電源接觸點的兩個繼電器，以及安裝在將兩個繼電器中的一個繼電器旁路的電路上的預充電繼電器和預充電電阻。換言之，第一繼電器(即，正(+)繼電器)可布置在第二電池180的正(+)端子與直流鏈路的正(+)端子之間的電路上，並且第二繼電器(即，負(-)繼電器)可布置在第二電池180的負(-)端子與直流鏈路的負(-)端子之間的電路上，使得預充電繼電器和預充電電阻設置在將第一繼電器旁路的旁路電路上。上述包括在功率繼電器組件170中的兩個繼電器可由從電池管理系統或電動機控制器單元(MCU)輸出的繼電器控制信號來控制。
另外，第二電池180可以是高電壓電池，可配置為在車輛加速期間供應輔助電動機所需的電能，並且在車輛減速或發動機裕度輸出發生期間存儲由電動機再生產生的電能。用戶開關190是無源開關，可由用戶操縱而動作並可用於接通繼電器120。換言之，當控制器200關斷繼電器120以防止長期停車期間第一電池100的過放電時，當用戶開關接通時，繼電器120可被接通而將來自第一電池100的電力供應至電子負載150。
控制器200可配置為執行總體控制，使得各個部件可正常地執行自身的功能。特別地，當車輛的速度超過第一閾值並且第一電池100的電壓超過第二閾值時，控制器200可配置為檢測繼電器120是否熔敷。換言之，由於控制器200進入繼電器120的熔敷檢測模式，控制器200可配置為將LDC 160的輸出電壓匹配或調整成與第一電池100的電壓相等。例如，當第一電池100的電壓為約12.5V時，控制器200可配置為將LDC 160的輸出電壓設定為約12.5V。因此，可預先防止當繼電器120被關斷時可發生的熔敷。
特別地，車輛的速度可通過車輛網絡來獲得。車輛網絡可包括控制器區域網路(CAN)、局部網際網路(LIN)、FlexRay、面向媒體的系統傳輸(MOST)等。此後，控制器200可配置為將LDC 160設定為常規操作模式，然後使用第一開關201關斷繼電器120。因此，即使關斷繼電器120並且阻斷來自第一電池100的電力，車輛中的各種裝置也可正常操作。特別地，電力可從LDC 160供應。常規操作模式是不基於特定條件確定是否操作LDC 160，而與條件無關地始終操作LDC 160的狀態。
此後，控制器200可配置為在閾值範圍內任意調整LDC 160的輸出電壓的同時，監測第一電池100的電壓變化。特別地，當在繼電器120中未發生熔敷時，繼電器120可處於關斷狀態。結果，由於第一電池100與LDC 160之間的連接被阻斷，因此即使當調整LDC 160的輸出電壓時，也將不發生第一電池100的電壓改變。然而，當在繼電器120中發生熔敷時，即使當第一開關201關斷時繼電器120仍可配置為維持接通狀態。結果，基於LDC 160的輸出電壓，也可發生第一電池100的電壓改變。
結果，控制器200可配置為使用上述原理，當未發生第一電池100的電壓改變時確定未發生熔敷，並且當發生第一電池100的電壓改變時確定發生了熔敷。另外，控制器200可配置為再次將LDC 160的輸出電壓匹配或調整成與第一電池100的電壓相等，然後可配置為使用第二開關202接通繼電器120，以將第一電池100的功率供應至各電子負載150。此後，控制器200可配置為解除LDC 160的常規操作模式。
根據本發明，可設定用於進入繼電器120的熔敷檢測模式的條件，當該條件滿足時，可執行繼電器120的熔敷檢測模式的進入，並且特別地，可在阻斷將功率供應至車輛中的各種控制器以及各種電子負載的繼電器120之前，將LDC 160設定為常規操作模式，從而使得即使來自第一電池100的功率被阻斷，也可通過接收來自LDC 160的功率而執行檢測繼電器120的熔敷的過程。
另外，本發明執行將LDC 160的輸出電壓匹配為第一電池100的電壓以預先防止繼電器120接通/關斷時可發生的熔敷的過程，並且包括當完成檢測繼電器120的熔敷的過程時解除在LDC 160中設定的常規操作模式的過程。同時，圖1中的附圖標記250和260各自表示在執行售後服務(A/S)維修或嘗試使用外部電源點火時施加外部電源的點。由於外部電源的施加而發生繼電器120的熔敷。
圖2是根據本發明的示例性實施例的用於檢測生態友好車輛的繼電器熔敷的方法的流程圖，並且示出檢測包括電壓傳感器110、電流傳感器130、用於防止第一電池100的過放電的繼電器120、和低電壓直流/直流轉換器(LDC)160的生態友好車輛中的繼電器熔敷的過程。
首先，控制器200可配置為將LDC 160的輸出電壓匹配或調整成與第一電池100的電壓相等(201)。控制器200然後可配置為將LDC160設定為常規操作模式，然後關斷繼電器120(202)。另外，控制器200可配置為在調整LDC 160的輸出電壓的同時，監測第一電池100的電壓變化(203)。控制器200可配置為確定第一電池的電壓是否改變(204)。作為確定(204)的結果，當第一電池的電壓未改變時，控制器200可配置為確定未發生熔敷(205)。作為確定(204)的結果，當第一電池的電壓改變時，控制器200可配置為確定發生了熔敷(206)。
同時，如上所述根據本發明的方法可由電腦程式產生。構成該電腦程式的代碼和代碼段可由本領域的電腦程式員容易地推導得出。此外，所生成的電腦程式存儲在計算機可讀記錄介質(信息存儲介質)中，並且由計算機讀取和執行，從而實現根據本發明的方法。此外，記錄介質包括所有類型的計算機可讀記錄介質。
如上所述，根據本發明的示例性實施例，可通過確定根據LDC的輸出電壓的變化的12V鋰離子電池的電壓變化，檢測用於防止12V鋰離子電池的過放電的繼電器是否熔敷。另外，可在生態友好車輛行駛時，檢測用於防止12V鋰離子電池的過放電的繼電器是否熔敷。此外，通過檢測用於防止12V鋰離子電池的過放電的繼電器是否熔敷，使得能夠防止12V鋰離子電池的過放電。
在上文中，雖然已參照示例性實施例和附圖說明了本發明，但是本發明並不限於此，而是在不脫離所附權利要求中所要求保護的本發明的思想和範圍的情況下，可由本發明所屬領域的技術人員進行各種修改和變化。