CN101741126B - 防止汽车起动蓄电池过放电***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止汽车起动蓄电池过放电***，包括起动蓄电池、发电机、起动负载，所述的防止汽车起动蓄电池过放电***设过放电控制单元，所述的过放电控制单元分别通过信号线路与所述的起动蓄电池、发电机和起动负载连接。本发明还公开了上述***的控制方法。采用上述技术方案，利用对汽车起动蓄电池端电压、蓄电池的充电电流和放电电流、蓄电池的工作温度的监测，判断蓄电池的实际荷电状态，并将实际电量与额定电量进行比较，判断蓄电池是否被过度放电，并相应采取措施，如是否给蓄电池进行电量补充，有效避免了蓄电池被过度放电现象，保持蓄电池的正常运行状态，进而提高汽车的安全性能。
Description
技术领域
本发明属于汽车电气的技术领域，涉及汽车起动蓄电池的安全保护技术，更具体地说，本发明涉及一种防止汽车起动蓄电池过放电***。另外，本发明还涉及该***采用的控制方法。
背景技术
近年来，随着电子与信息新技术方面的飞速发展，越来越多的电子产品正用于或将用于汽车产品上，以提高轿车的舒适性、操作稳定性、安全性。汽车电子的成本占整车成本的比率越来越大，在国外高档汽车上这一比率甚至达到了30％-40％。
电器零部件及控制单元的大量增加，使得整车的负载功率也随之上升，加大了对电能的需求。因此，增加了蓄电池出现过放电的风险。目前，国内汽车起动蓄电池都是采用铅酸蓄电池，因为铅酸蓄电池工艺成熟、性能稳定，虽然在其他领域对铅酸蓄电池的过放电有一定的研究成果，但是，这些成果不能适应于目前国内汽车市场的需求；而针对汽车起动蓄电池防止过放电的研究，目前在国内还没有一项成熟的技术投入应用，也没有在公开出版物上有此类记载。
发明内容
本发明所要解决的第一个问题是提供一种防止汽车起动蓄电池过放电***及其控制方法，其目的是防止蓄电池过放电。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明所提供的防止汽车起动蓄电池过放电***，包括起动蓄电池、发电机、起动负载，所述的防止汽车起动蓄电池过放电***设过放电控制单元，所述的过放电控制单元分别通过信号线路与所述的起动蓄电池、发电机和起动负载连接。
所述的过放电控制单元通过信号线路与车身控制器连接。
所述的起动蓄电池上设有蓄电池端电压传感器、蓄电池电流传感器和蓄电池工作温度传感器，所述的蓄电池端电压传感器、蓄电池电流传感器和蓄电池工作温度传感器分别通过信号线路与所述的过放电控制单元连接。
本发明所要解决的第二个问题是提供以上所述的防止汽车起动蓄电池过放电***采用的控制方法，其目的与上述技术方案是相同的。
该方法的技术方案是：
所述的防止汽车起动蓄电池过放电***通过过放电控制单元监测起动蓄电池的端电压、充电电流和放电电流、工作温度，判断起动蓄电池的实际荷电状态，并判断起动蓄电池是否达到过放电或存在过放电的风险，再对车身控制器和发电机发出指令，从而通过车身控制器控制起动负载的通断，并直接刺激发电机的发电量。
所述的防止汽车起动蓄电池过放电***是通过过放电控制单元将起动蓄电池的实际荷电状态与蓄电池的额定容量的65％进行比较，判断是否需要激励发电机增加发电量；
如果蓄电池的容量实际值小于或等于蓄电池的额定容量的65％，则增加发电机的发电量；
如果蓄电池的容量实际值大于蓄电池的额定容量的65％，则需要判断是否已经激励发电机增加发电量，如果否，则不进行任何操作；如果是，则再将蓄电池的容量实际值与蓄电池的额定容量的80％进行比较，如果大于蓄电池的额定容量的80％，则取消激励发电机增加发电量的信号，如果不大于蓄电池的额定容量的80％，则不进行任何操作。
过放电控制单元将检测到的起动蓄电池的端电压与12.4V进行比较，所述的12.4V是在0℃时65％电量对应的起动蓄电池1的端电压值：
a、起动蓄电池的端电压小于12.4V，判断有没有激励发电机发电量信号，如果没有，起动蓄电池已经过放电；如果有，再判断起动蓄电池的端电压是否大于或等于12.56V；如果不大于，则起动蓄电池在充电中；如果大于，则起动蓄电池充电结束，取消对发电机的激励信号；
b、起动蓄电池端电压大于等于12.4V，判断起动蓄电池的工作温度，如果起动蓄电池工作温度大于或等于0℃，则判定起动蓄电池没有被过度放电；如果起动蓄电池工作温度小于0℃，则需要判断在1h内，起动蓄电池充放电的积累值，按充电电流为正，是否大于或等于0，如果是，则起动蓄电池没有过度放电，如果否，则比较起动蓄电池端电压是否大于等于12.5V，如果是，判定起动蓄电池没有过度放电；如果否，则判定起动蓄电池为过度放电。
本发明采用上述技术方案，利用对汽车起动蓄电池端电压、蓄电池的充电电流和放电电流、蓄电池的工作温度的监测，判断蓄电池的实际荷电状态，并将实际电量与额定电量进行比较，判断蓄电池是否被过度放电，并相应采取措施，如是否给蓄电池进行电量补充，有效避免了蓄电池被过度放电现象，保持蓄电池的正常运行状态，进而提高汽车的安全性能。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2是本发明对蓄电池荷电状态的判断及控制框图；
图3是对起动蓄电池端电压、充电电流和放电电流及工作温度的判断及控制框图。
图中标记为：
1、起动蓄电池，2、发电机，3、车身控制器(BCM)，4、过放电控制单元，5、起动负载。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所表达的本发明的结构，是本发明提供的防止汽车起动蓄电池过放电***，包括起动蓄电池1、发电机2、起动负载5。
本发明的具体实施示例为：
本发明提供的防止汽车起动蓄电池过放电***，设过放电控制单元4，所述的过放电控制单元4分别通过信号线路与所述的起动蓄电池1、发电机2和起动负载5连接。
采用上述技术方案，利用过放电控制单元4对汽车起动蓄电池1端电压U、蓄电池的充电电流和放电电流I、蓄电池的工作温度T的监测，判断起动蓄电池1的实际荷电状态(SOC)，并将实际电量与额定电量进行比较，判断起动蓄电池1是否被过度放电，并相应采取措施，如是否给蓄电池进行电量补充，有效避免了蓄电池被过度放电现象，保持蓄电池的正常运行状态，进而提高汽车的安全性能。
本发明所述的过放电控制单元4通过信号线路与车身控制器3连接。
过放电控制单元4对车身控制器3和发电机2发出指令，从而通过车身控制器3控制起动负载5的通断，并直接刺激发电机2的发电量
本发明所述的起动蓄电池1上设有蓄电池端电压传感器、蓄电池电流传感器和蓄电池工作温度传感器，所述的蓄电池端电压传感器、蓄电池电电流传感器和蓄电池工作温度传感器分别通过信号线路与所述的过放电控制单元4连接。
过放电控制单元4通过对汽车起动蓄电池端电压U、充电电流和放电电流I、工作温度T的监测，根据蓄电池的端电压U、工作温度T以及一定时间内(例如1h)蓄电池充电电流和放电电流的积累值来判度蓄电池的实际荷电状态SOC。
本发明通过对汽车起动蓄电池端电压U、充电电流和放电电流I、工作温度T的监测，根据蓄电池的端电压U、工作温度T以及一定时间内(例如1h)蓄电池充电电流和放电电流的积累值来判度蓄电池的实际荷电状态(SOC)。将蓄电池的实际荷电量与额定荷电量的65％进行比较，若蓄电池(1)的容量实际值低于蓄电池的额定容量的65％，则蓄电池已经处于过放电的状态，这是可以通过增加发电机的发电量来给蓄电池补充电量，直至蓄电池脱离过放电的风险，才取消对发电机的激励。
如图1所示，本发明所提供以上所述的防止汽车起动蓄电池过放电***采用的控制方法，该方法的技术方案是：
本发明所述的防止汽车起动蓄电池过放电***通过过放电控制单元4监测起动蓄电池1的端电压U、充电电流和放电电流I、工作温度T，判断起动蓄电池1的实际荷电状态，并判断起动蓄电池1是否达到过放电或存在过放电的风险，再对车身控制器3(BCM)和发电机2发出指令，从而通过车身控制器3(BCM)控制起动负载5的通断，并直接刺激发电机2的发电量。
如图2所示，本发明对蓄电池荷电状态的进行判断，进而判断起动蓄电池1是否过放电，及是是否需要进行充电，其技术方案是：
本发明所述的防止汽车起动蓄电池过放电***是通过过放电控制单元4将起动蓄电池1的实际荷电状态(SOC)与蓄电池的额定容量的65％进行比较，判断是否需要激励发电机2增加发电量；
如果蓄电池1的容量实际值小于或等于蓄电池的额定容量的65％，则增加发电机2的发电量；
如果蓄电池1的容量实际值大于蓄电池的额定容量的65％，则需要判断是否已经激励发电机2增加发电量，如果否，则不进行任何操作；如果是，则再将蓄电池1的容量实际值与蓄电池的额定容量的80％进行比较，如果大于蓄电池的额定容量的80％，则取消激励发电机2增加发电量的信号，如果不大于蓄电池的额定容量的80％，则不进行任何操作。
如图3所示，本发明对起动蓄电池端电压U、充电电流和放电电流I及工作温度T的判断，进而判断起动蓄电池1是否过放电，及是是否需要进行充电，其技术方案是：
过放电控制单元4将检测到的起动蓄电池1的端电压U与12.4V进行比较，所述的12.4V是在0℃时65％电量对应的起动蓄电池1的端电压值：
a、起动蓄电池1的端电压U小于12.4V，判断有没有激励发电机2发电量信号，如果没有，起动蓄电池1已经过放电；如果有，再判断起动蓄电池1的端电压U是否大于或等于12.56V；如果不大于，则起动蓄电池1在充电中；如果大于，则起动蓄电池1充电结束，取消对发电机2的激励信号；
b、起动蓄电池1端电压U大于等于12.4V，判断起动蓄电池1的工作温度T，如果起动蓄电池1的工作温度T大于或等于0℃，则判定起动蓄电池1没有被过度放电；如果起动蓄电池1的工作温度T小于0℃，则需要判断在1h内，起动蓄电池1充放电的积累值，按充电电流I为正，是否大于或等于0，如果是，则起动蓄电池1没有过度放电，如果否，则比较起动蓄电池1端电压U是否大于等于12.5V，如果是，判定起动蓄电池1没有过度放电；如果否，则判定起动蓄电池1为过度放电。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，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，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种防止汽车起动蓄电池过放电***的控制方法，所述的防止汽车起动蓄电池过放电***包括起动蓄电池(1)、发电机(2)、起动负载(5)；
所述的防止汽车起动蓄电池过放电***设过放电控制单元(4)，所述的过放电控制单元(4)分别通过信号线路与所述的起动蓄电池(1)、发电机(2)和起动负载(5)连接；
所述的过放电控制单元(4)通过信号线路与车身控制器(3)连接；
所述的起动蓄电池(1)上设有蓄电池端电压传感器、蓄电池电流传感器和蓄电池工作温度传感器，所述的蓄电池端电压传感器、蓄电池电流传感器和蓄电池工作温度传感器分别通过信号线路与所述的过放电控制单元(4)连接；
所述的控制方法是：
所述的防止汽车起动蓄电池过放电***通过过放电控制单元(4)监测起动蓄电池(1)的端电压、充电电流和放电电流、工作温度，判断起动蓄电池(1)的实际荷电状态，并判断起动蓄电池(1)是否达到过放电或存在过放电的风险，再对车身控制器(3)和发电机(2)发出指令，从而通过车身控制器(3)控制起动负载(5)的通断；
其特征在于：
所述的防止汽车起动蓄电池过放电***是通过过放电控制单元(4)将起动蓄电池(1)的实际荷电状态下的容量实际值与蓄电池的额定容量的65％进行比较，判断是否需要激励发电机(2)增加发电量；
如果蓄电池(1)的容量实际值小于或等于蓄电池的额定容量的65％，则增加发电机(2)的发电量；
如果蓄电池(1)的容量实际值大于蓄电池的额定容量的65％，则需要判断是否已经激励发电机(2)增加发电量，如果否，则不进行任何操作；如果是，则再将蓄电池(1)的容量实际值与蓄电池的额定容量的80％进行比较，如果大于蓄电池的额定容量的80％，则取消激励发电机(2)增加发电量的信号，如果不大于蓄电池的额定容量的80％，则不进行任何操作。
2.按照权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
过放电控制单元(4)将检测到的起动蓄电池(1)的端电压与12.4V进行比较，所述的12.4V是在0℃时65％的额定容量对应的起动蓄电池(1)的端电压值：
a、起动蓄电池(1)的端电压小于12.4V，判断有没有激励发电机(2)增加发电量的信号，如果没有，起动蓄电池(1)已经过放电；如果有，再判断起动蓄电池(1)的端电压是否大于或等于12.56V；如果不大于，则起动蓄电池(1)在充电中；如果大于，则起动蓄电池(1)充电结束，取消激励发电机(2)增加发电量的信号；
b、起动蓄电池(1)端电压大于等于12.4V，判断起动蓄电池(1)的工作温度，如果起动蓄电池(1)工作温度大于或等于0℃，则判定起动蓄电池(1)没有被过度放电；如果起动蓄电池(1)工作温度小于0℃，则需要判断在1h内，起动蓄电池(1)充放电的积累值，按充电电流方向为正向，是否大于或等于0，如果是，则起动蓄电池(1)没有过度放电，如果否，则比较起动蓄电池(1)端电压是否大于等于12.5V，如果是，判定起动蓄电池(1)没有过度放电；如果否，则判定起动蓄电池(1)为过度放电。
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