CN103029593B - 电动汽车动力***的供电控制方法和装置及供电装置 - Google Patents

电动汽车动力***的供电控制方法和装置及供电装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动汽车动力***的供电控制方法和装置及供电装置。该方法包括:检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路,以停止或启动使用动力蓄电池和辅助蓄电池向动力***进行供电,以及停止或启动所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。本发明的电动汽车动力***的供电控制方案,通过监测负载状态和辅助蓄电池的电量来灵活关断、启动直流斩波电路,即调整供电方案,提高了动力蓄电池的使用效率,使得电动汽车续驶里程提高。

Description

电动汽车动力***的供电控制方法和装置及供电装置
技术领域
本发明涉及电动汽车供电技术,尤其涉及一种电动汽车动力***的供电控制方法和装置及供电装置。
背景技术
现代汽车不仅仅是人类社会不可缺少的交通工具,而且是很多人的生活必需品和文化生活的一部分。它对人类社会的进步产生不可替代的巨大推动作用。但随着汽车的大量生产和广泛使用,世界汽车保有量的巨额数目,它也带来了环境、能源等多方面的严峻问题。有资料表明,汽车每年要向大气中排放超过2亿吨有害气体,占大气污染总量的60%以上,汽车尾气的排放已成为当今大气最大的污染源。另外,汽车的噪声污染也严重威胁着人类生产,人长时间处于噪声超过安全标准的环境中,身体健康就会受到不同程度的损害。
如今,在环保呼声越来越强烈的情况下,各大汽车厂商纷纷投入了大量人力财力研制低污染的“绿色汽车”,即电动汽车,力图使自己生产的汽车达到或接近“零污染”标准。各国政府也在环境问题的压力下,对电动汽车这个作为解决环境污染的重要可行途径的发展给予了大力支持。在我国,国家863计划中,电动车就被列为了重大攻关专项课题。
迄今为止,制约整个电动车行业发展的主要因素是电动车用动力电池。从20世纪90年代初,日本、美国、法国、德国等国家纷纷制定了相应的电动汽车用动力电池发展计划,如美国能源部(DOE)、国家电源研究所与通用、克莱斯勒、福特三大汽车公司组成的先进电池联合体(USABC)于1991年底签订一项协定,计划投资262亿美元用于电动车电池的开发。
如图1所示,现有的电动汽车动力***的供电装置主要包括动力蓄电池101、直流斩波电路102和辅助蓄电池104,动力蓄电池101通过直流斩波电流102进行直流变换,为电动汽车动力***103进行供电。辅助蓄电池104一般用于供电给汽车上的其他电气设备,如播放器、点烟器等。发动机或动力蓄电池101可以通过直流斩波电路102为辅助蓄电池104充电。由于供电装置在使用时动力蓄电池101一直通过直流斩波电路102为电动汽车动力***103供电,使得动力蓄电池101的能量消耗大,从而导致电动汽车的续驶里程短。
到目前为止,仍然无法克服动力电池的比能量、比功率小等技术难题,导致汽车自重大、充电续驶里程短,使电动汽车的应用受到一定限制。
发明内容
本发明提供一种电动汽车动力***的供电控制方法和装置及供电装置,在动力蓄电池能量一定的情况下,达到增加电动汽车续驶里程的目的。
本发明实施例提供了一种电动汽车动力***的供电控制方法,包括:
检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;
将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;
根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路,以停止或启动使用动力蓄电池和辅助蓄电池向动力***进行供电,以及停止或启动所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
本发明实施例还提供了一种电动汽车动力***的供电控制装置,包括:
参数检测模块,用于检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;
参数比较模块,用于将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;
开关控制模块,用于根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路,以停止或启动使用动力蓄电池和辅助蓄电池向动力***进行供电,以及停止或启动所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
本发明实施例又提供了一种电动汽车动力***的供电装置,包括动力蓄电池、辅助蓄电池和直流斩波电路;所述动力蓄电池通过所述直流斩波电路与电动汽车的动力***相连,向所述动力***进行供电;所述直流斩波电路与所述辅助蓄电池相连,用于在启动时向所述辅助蓄电池充电;所述辅助蓄电池与所述动力***相连以进行供电;其中,所述供电装置还包括本发明所提供的电动汽车动力***的供电控制装置。
本发明所述的电动汽车动力***的供电控制方案,通过监测负载状态和辅助蓄电池的电量来灵活关断、启动直流斩波电路,即调整供电方案,提高了动力蓄电池的使用效率,使得电动汽车续驶里程提高。
附图说明
图1为现有的电动汽车动力***的供电装置的结构框图;
图2为本发明实施例一提供的电动汽车动力***的供电控制方法的流程图;
图3为本发明实施例二提供的电动汽车动力***的供电控制方法的流程图;
图4为本发明实施例三提供的电动汽车动力***的供电控制方法的流程图;
图5为本发明实施例四提供的电动汽车动力***的供电控制装置的结构示意图;
图6为本发明实施例五提供的电动汽车动力***的供电装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
图2为本发明实施例一提供的电动汽车动力***的供电控制方法的流程图,本实施例的供电控制方法可以应用于电动汽车的电池管理***(BMS)中,可通过硬件和/或软件形式实现的控制器来执行,对供电装置进行控制。本实施例所适用的电动汽车动力***的供电装置可参考图1所示,包括动力蓄电池101、辅助蓄电池104和直流斩波电路102;动力蓄电池101通过直流斩波电路102与电动汽车的动力***103相连,向所述动力***103进行供电;所述直流斩波电路102与所述辅助蓄电池104相连,用于在启动时向所述辅助蓄电池104充电;所述辅助蓄电池104与所述动力***103相连以进行供电。上述供电装置可以有多种运行工况,主要根据汽车的行驶负载而发生变化。本实施例提供的技术方案,即能够有效得适应负载变化而调整供电方案。
本实施例的供电控制方法如图2所示,包括如下步骤:
步骤210、控制器检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;
步骤220、控制器将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;
步骤230、控制器根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路,以停止或启动使用动力蓄电池和辅助蓄电池向动力***进行供电,以及停止或启动所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
本实施例的技术方案中,负载状态值能否反映电动汽车的负载情况,辅助蓄电池的电量值能反映辅助蓄电池是否需要充电,也是一种负载情况。通过这些负载情况的变化可控制直流斩波电流的关断或启动,从而调整充电方案。当控制直流斩波器关断时,即停止了动力蓄电池向动力***的供电途径,也停止了向辅助蓄电池的充电,仅剩下辅助蓄电池单独向动力***进行供电。此状态适用于负载较小的工况。当控制直流斩波器启动时,即启动了动力蓄电池向动力***的供电,也启动了向辅助蓄电池的充电,能弥补辅助蓄电池电量不足的情况,适用于大负载或辅助蓄电池电量低的工况。
本实施例通过上述控制方式,能灵活控制直流斩波器,即调整了供电方案,相对于现有技术始终使用动力蓄电池对整车进行供电的方案,提高了动力蓄电池的利用率,因而在动力蓄电池电量一定的前提下,延长了续驶里程。同时,由于使直流斩波电路的输入功率可控且减少其本身内部器件能量热损耗,进而实现了动力电池节能的情况。
实际应用中,负载状态值和辅助蓄电池的电量值可以由多种参数具体反映,实际的控制方案也有多种组合方式,优选是:
所述负载状态值可以为直流斩波电路的输出电流值,则根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路包括:当所述比较结果为所述直流斩波电路的输出电流值小于或等于预先设定的电流值时,控制关断所述直流斩波电路,以停止使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过辅助蓄电池向动力***进行供电。
直流斩波电路的输出电流值是负载供电和辅助蓄电池充电电流之和,所以,当直流斩波电路的输出电流值低至一定程度时就反映了负载较小的工况。上述技术方案,可通过检测直流斩波电路的电流值,控制其关断而使得辅助蓄电池独立供电,从而能在负载较小的情况下停止使用动力蓄电池,充分利用辅助蓄电池的电能,这样能够在动力蓄电池电量一定的前提下,增加其续驶里程。
控制器可通过多种方式获得直流斩波电路的输出电流值,例如可通过增设传感器来测得,若电动汽车的已有装置中能获知输出电流值,也可以截取此信令获得,本发明对此并不进行限定。控制器可周期性获取直流斩波电流的输出电流值,特别是在汽车发动之后产生了钥匙信号之后获取。
此外,所述辅助蓄电池的电量值可以为辅助蓄电池的电压值,则根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路具体包括:当所述比较结果为所述辅助蓄电池的电压值小于或等于预先设定的电压值时,控制启动所述直流斩波电路,以启动使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
对辅助蓄电池电压值的检测和比较来控制直流斩波电流的启动反映了辅助蓄电池电量对供电方案的控制。当辅助蓄电池的电量较低时,即电压值较低,此时控制关断的直流斩波电路启动,恢复动力蓄电池对动力***的供电,且恢复直流斩波电流对辅助蓄电池的充电。上述方案能避免长时间使用辅助蓄电池造成亏电损坏的危险。
辅助蓄电池的电压值获取途径也有多种,本发明对此并不进行限制。电压值的获取时机可以是在发动汽车之后产生钥匙信号即进行检测,也可以在执行了上述的关断控制后再启动对辅助蓄电池电压值的检测。所述预先设定的电压值优选为所述辅助蓄电池满电状态时电压值的三分之二,能及时为辅助蓄电池补充电能。
对负载状态值的检测和比较,以及对辅助蓄电池的检测和比较可以独立进行,也可以进行有机结合。优选是检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值具体包括:
当接收到电动汽车启动的钥匙信号之后,周期性检测电动汽车供电装置中的负载状态值。即在汽车启动之后,即识别负载情况,当负载较低时即可以停止动力蓄电池的供电。
当识别到所述直流斩波电路关断之后,周期性检测辅助蓄电池的电量值。此情况适应于在辅助蓄电池独立工作时监控其电量,以便能及时启动直流斩波电路进行充电。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的电动汽车动力***的供电控制方法的流程图,本实施例以上述技术方案为基础,进一步优化了控制策略,即上述根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路的操作具体包括如下步骤:
步骤310、控制器周期性获取比较结果;
周期性获取比较结果,可以是周期性获取负载状态值或辅助蓄电池电量值,也可以是实时上报负载状态值或辅助蓄电池电量值,周期性计算比较结果,其形式不限。
步骤320、当控制器根据所述比较结果确定待关断或待启动所述直流斩波电路时,进行计时;
步骤330、当控制器根据下一比较结果确定非关断或非启动所述直流斩波电路时,将计时值清零;
步骤340、当监测到所述计时值达到设定计时门限值时,关断或启动所述直流斩波电路。
本实施例中,通过设计计时值,使得对直流斩波电流的关断和启动有一延时,避免由于采样电路检测出现故障而频繁控制直流斩波电路关断或启动而使其损坏。所述设定计时门限值的取值范围是30-90秒,优选可设置为60秒。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的电动汽车动力***的供电控制方法的流程图,本实施例以上述实施例为基础,提供了一优选实例,包括如下步骤:
步骤401、控制器判断电池管理***是否发出钥匙信号,若否,则返回步骤401,若是,则执行步骤402;
步骤402、控制器判断直流斩波电路的输出电流是否大于设定值I1,若是,则返回步骤402,若否,则执行步骤403;
步骤403、如果直流斩波电路的输出电流等于或小于设定值I1,控制器控制直流斩波电路关断。
为防止长时间使用辅助蓄电池造成其亏电损坏,因此检测辅助蓄电池的电压,作为直流斩波电路关断后的启动信号。即还包括以下步骤:
步骤404、控制器判断辅助蓄电池的电压值是否大于设定值U1,若是,则返回步骤404,若否,则执行步骤405;
步骤405、如果辅助蓄电池的电压等于或小于设定值U1,控制器控制直流斩波电路启动,接着返回步骤402。
对于步骤402,进一步来说,当所述直流斩波电路的输出电流值等于或小于设定值I1时,控制器开始计时,计时大于设定值T1后再控制所述直流斩波电路关断,设定值T1为30秒到90秒之间,优选为60秒,以避免采样电路出现故障而频繁控制直流斩波电路关断使直流斩波电路损坏。所述直流斩波电路的输出电流值为直流斩波电路给车用电器供电的电流和给辅助蓄电池充电的电流之和,当直流斩波电路的输出电流值小于设定值I1时,说明没有给辅助蓄电池充电,辅助蓄电池已经充满,可以断开直流斩波电路。预先设定的电流值I1的范围可以为3A到5A。对于上述步骤405,辅助蓄电池的电压预先设定值U1优选为辅助蓄电池满电状态时电压值的三分之二。
本发明的供电控制方法对直流斩波电路进行主动控制,在整车工作时,通过直流斩波电路的输出电流值大小来作为判断条件,控制直流斩波电路进行关断,在必要时才启动直流斩波电路,从而提高动力蓄电池的能量使用效率,进而提高整车续驶里程。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的电动汽车动力***的供电控制装置的结构示意图,该供电控制装置包括:参数检测模块510、参数比较模块520和开关控制模块530。其中,参数检测模块510,用于检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;参数比较模块520,用于将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;开关控制模块530,用于根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路,以停止或启动使用动力蓄电池和辅助蓄电池向动力***进行供电,以及停止或启动所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
上述方案中,所述负载状态值优选为直流斩波电路的输出电流值,则开关控制模块530具体包括:关断控制单元531,用于当所述比较结果为所述直流斩波电路的输出电流值小于或等于预先设定的电流值时,控制关断所述直流斩波电路,以停止使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过辅助蓄电池向动力***进行供电。所述辅助蓄电池的电量值优选为辅助蓄电池的电压值,则开关控制模块530还包括:启动控制单元532,用于当所述比较结果为所述辅助蓄电池的电压值小于或等于预先设定的电压值时,控制启动所述直流斩波电路,以启动使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
本发明实施例的上述方案,通过检测负载状态值和辅助蓄电池的电量值,能灵活控制直流斩波电路的关断和启动,即调整供电方案,避免持续使用动力蓄电池,从而能在动力蓄电池电量一定的前提下延长整车的续驶里程。
上述方案中,开关控制模块优选可包括:周期获取单元、计时启动单元、计时清零单元和操作控制单元。其中,周期获取单元,用于周期性获取比较结果;计时启动单元,用于当根据所述比较结果确定待关断或待启动所述直流斩波电路时,进行计时;计时清零单元,用于当根据下一比较结果确定非关断或非启动所述直流斩波电路时,将计时值清零;操作控制单元,用于当监测到所述计时值达到设定计时门限值时,关断或启动所述直流斩波电路。
本发明实施例所提供的电动汽车动力***的供电控制装置,可执行本发明电动汽车动力***的供电控制方法的流程,具备相应的功能模块。
实施例五
图6为本发明实施例五提供的电动汽车动力***的供电装置的结构示意图,包括动力蓄电池601、辅助蓄电池604和直流斩波电路602;所述动力蓄电池601通过所述直流斩波电路602与电动汽车的动力***603相连,向所述动力***603进行供电;所述直流斩波电路602与所述辅助蓄电池604相连,用于在启动时向所述辅助蓄电池604充电;所述辅助蓄电池604与所述动力***603相连以进行供电;其中,所述供电装置还包括本发明任意实施例所提供的电动汽车动力***的供电控制装置605。
本发明各实施例的技术方案,使得电动汽车的动力蓄电池的单位重量或单位体积的能量,即比能量,以及比功率增加,延长了汽车的续驶里程,能够提供经济耐用、结构简单、安装方便、自动控制,有效降低能源消耗量的动力***节能装置。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。所述程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车动力***的供电控制方法,其特征在于,包括:
检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;
将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;
根据比较结果控制关断或启动直流斩波电路;当根据比较结果控制关断所述直流斩波电路时,停止使用动力蓄电池向动力***进行供电,以及停止所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电,所述辅助蓄电池单独向所述动力***进行供电;当根据比较结果控制启动所述直流斩波电路时,启动使用所述动力蓄电池向所述动力***进行供电,以及启动所述直流斩波电路向所述辅助蓄电池进行充电;
所述根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路包括:
周期性获取比较结果;
当根据所述比较结果确定待关断或待启动所述直流斩波电路时,进行计时;
当根据下一比较结果确定非关断或非启动所述直流斩波电路时,将计时值清零;
当监测到所述计时值达到设定计时门限值时,关断或启动所述直流斩波电路。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力***的供电控制方法,所述负载状态值为直流斩波电路的输出电流值,则根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路包括:
当所述比较结果为所述直流斩波电路的输出电流值小于或等于预先设定的电流值时,控制关断所述直流斩波电路,以停止使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过辅助蓄电池向动力***进行供电。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车动力***的供电控制方法,其特征在于,所述辅助蓄电池的电量值为辅助蓄电池的电压值,则根据比较结果控制关断或启动所述直流斩波电路包括:
当所述比较结果为所述辅助蓄电池的电压值小于或等于预先设定的电压值时,控制启动所述直流斩波电路,以启动使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
4.根据权利要求3所述的电动汽车动力***的供电控制方法,其特征在于:所述预先设定的电流值为3A到5A;所述预先设定的电压值为所述辅助蓄电池满电状态时电压值的三分之二。
5.根据权利要求1所述的电动汽车动力***的供电控制方法,其特征在于:所述设定计时门限值的取值范围是30-90秒。
6.根据权利要求1所述的电动汽车动力***的供电控制方法,其特征在于:检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值包括:
当接收到电动汽车启动的钥匙信号之后,周期性检测电动汽车供电装置中的负载状态值;
当识别到所述直流斩波电路关断之后,周期性检测辅助蓄电池的电量值。
7.一种电动汽车动力***的供电控制装置,其特征在于,包括:
参数检测模块,用于检测电动汽车供电装置中的负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值;
参数比较模块,用于将所述负载状态值和/或辅助蓄电池的电量值与预先设定的门限值进行比较;
开关控制模块,用于根据比较结果控制关断或启动直流斩波电路;当根据比较结果控制关断所述直流斩波电路时,用以停止使用动力蓄电池向动力***进行供电,以及停止所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电,所述辅助蓄电池单独向所述动力***进行供电;当根据比较结果控制启动所述直流斩波电路时,用以启动使用所述动力蓄电池向所述动力***进行供电,以及启动所述直流斩波电路向所述辅助蓄电池进行充电;
所述开关控制模块包括:
周期获取单元,用于周期性获取比较结果;
计时启动单元,用于当根据所述比较结果确定待关断或待启动所述直流斩波电路时,进行计时;
计时清零单元,用于当根据下一比较结果确定非关断或非启动所述直流斩波电路时,将计时值清零;
操作控制单元,用于当监测到所述计时值达到设定计时门限值时,关断或启动所述直流斩波电路。
8.根据权利要求7所述的电动汽车动力***的供电控制装置,所述负载状态值为直流斩波电路的输出电流值,则开关控制模块包括:
关断控制单元,用于当所述比较结果为所述直流斩波电路的输出电流值小于或等于预先设定的电流值时,控制关断所述直流斩波电路,以停止使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过辅助蓄电池向动力***进行供电。
9.根据权利要求7或8所述的电动汽车动力***的供电控制装置,其特征在于,所述辅助蓄电池的电量值为辅助蓄电池的电压值,则开关控制模块还包括:
启动控制单元,用于当所述比较结果为所述辅助蓄电池的电压值小于或等于预先设定的电压值时,控制启动所述直流斩波电路,以启动使用动力蓄电池向动力***进行供电,而通过所述直流斩波电路向辅助蓄电池进行充电。
10.一种电动汽车动力***的供电装置,包括动力蓄电池、辅助蓄电池和直流斩波电路;所述动力蓄电池通过所述直流斩波电路与电动汽车的动力***相连,向所述动力***进行供电;所述直流斩波电路与所述辅助蓄电池相连,用于在启动时向所述辅助蓄电池充电;所述辅助蓄电池与所述动力***相连以进行供电;其特征在于,所述供电装置还包括权利要求7-9任一所述的电动汽车动力***的供电控制装置。
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Assignee: Jinzhou Deshang New Energy Automobile Co. Ltd.

Assignor: Rongcheng Huatai Automobile Co., Ltd.

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Denomination of invention: Power supply control method and device and power supply device of electric automobile power system

Granted publication date: 20151028

License type: Common License

Record date: 20170122

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Co-patentee after: Erdos Huatai Automobile Body Co., Ltd.

Patentee after: Rongcheng Huatai Automobile Co., Ltd.

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