CN109435711A - 一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***及方法 - Google Patents

一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源汽车充电***领域，尤其涉及一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***及方法。包括：电池管理***、整车控制器、DC‑DC变换器、低压蓄电池、动力电池，其特征在于：所述电池管理***，在所述动力电池处于快充状态下开启所述DC‑DC变换器为所述低压蓄电池供电。当新能源汽车进入快充状态时无法给低压蓄电池充电，低压蓄电池因电池管理***及其他低压负载的持续耗电导致低压蓄电池亏电，最终造成车辆无法正常启动，本发明检测到动力电池进入快充状态后，通过打开DC‑DC变换器来为低压蓄电池充电，一方面解决了低压蓄电池的亏电问题，另一方面由于不需要辅助电源可以适应不同品牌的充电桩。

Description

一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***及方法
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车充电***领域，尤其涉及一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***及方法。
背景技术
当前国内新能源汽车主要包含两种蓄电池，分别为低压蓄电池（以下简称低压蓄电池）和动力高压电池（以下简称动力电池），低压蓄电池用于给低压零部件供电，动力电池主要给高压零部件供电，当前国内新能源汽车充电桩主要分交流充电桩（以下简称慢充桩），直流充电桩（以下简称快充桩），当采用快充桩进行充电时快充桩直接和BMS（动力高压电池管理***）交互，直至充电完成，但是在充电过程中，BMS都在消耗低压蓄电池的电量，同时在充电时未关闭大功率低压负载也会造成低压蓄电池电量的大量损耗，最终可能导致低压蓄电池亏电使得车辆无法启动。
中国专利公开了一种快充桩辅助电源充电方法【申请号：CN201710786490.6，公开号：CN107571752A】其步骤为：A、低压蓄电池亏电后，由充电插枪的辅助电源给电池管理***供电，所述电池管 理***上电唤醒；B、所述电池管理***进行自检是否正常，同时检测高压互锁信号是否正 常，若不正常，通过总线上报故障，充电结束；若正常进入下一步骤；C、所述电池管理***检 测充电插枪信号是否有效，若没有效，通过总线上报故障，充电结束；若有效，进入下一步 骤；D、所述电池管理***控制主负继电器和快充继电器吸合；E、所述电池管理***通过唤 醒直流转换器给亏电的所述低压蓄电池充电；F、所述电池管理***与充电桩交互，设置动 力电池的充电参数；F、开始给动力电池充电。
虽然通过利用辅助电源使得汽车在采用快充桩充电时低压蓄电池的电量得到补充，但是国标规定充电桩辅助电源的供电只有12V，电流10A供电，此数据可以满足正常车辆快充时消耗的电量。但经过市场调查，大部分客户在车辆快充实际用车过程中，车载大部分低压用电设备处于工作状态，如音乐、手机充电及他用电设备等，大约电流为15A。对比数据，消耗大于快充补电，存在无法给低压蓄电池充电的可能性。可见新能源汽车在采用快充桩充电时低压蓄电池亏电的问题并未有效解决，由此涉及一种在新能源汽车进行快充时防止低压蓄电池亏电的***是十分有必要的。
发明内容
本发明主要针对现有的技术问题，提出了一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***。
为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：
一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，包括：电池管理***、整车控制器、DC-DC变换器、低压蓄电池、动力电池，所述电池管理***，在所述动力电池处于快充状态下开启所述DC-DC 变换器为所述低压蓄电池供电。
在现有技术中，当新能源汽车进入快充状态时，电池管理***持续消耗着低压蓄电池的电量。但是快充状态无法给低压蓄电池充电，有时会因充电时间过久，电池管理***持续运行以及用户忘记关闭车辆上的低压负载造成低压蓄电池过度消耗电量，最终导致新能源汽车无法启动。因此本发明提供一种***，当动力电池进入快充状态时，电池管理***开启DC-DC变换器，将外部充电设施的电源电压转换为适合低压蓄电池的电压，从而为低压蓄电池充电。由于有了稳定的电源供应，不但有效地解决了低压蓄电池亏电的问题，也可以扩展制冷与制热的功能，提高恶劣环境下充电的安全性，同时因不用借助辅助电源，因此适应不同品牌的充电桩，提高了通用性。
进一步的，所述电池管理***，在所述动力电池处于快充状态下时发送唤醒信号至所述整车控制器。所述整车控制器，根据接收到的所述唤醒信号开启所述DC-DC变换器为所述低压蓄电池供电。
进一步的，所述电池管理***，在所述动力电池结束快充状态时关闭所述DC-DC变换器。
进一步的，所述电池管理***，在所述动力电池结束快充状态时发送休眠信号至所述整车控制器。所述整车控制器，根据接收到的所述休眠信号关闭所述DC-DC变换器。
进一步的，还包括通讯连接所述电池管理***和所述整车控制器的唤醒线。所述电池管理***通过所述唤醒线发送所述唤醒信号至所述DC-DC变换器。
进一步的，所述电池管理***，通过通信线与外部充电设施连接；所述动力电池，通过通信线与外部充电设施连接。所述电池管理***，检测到所述通信线与所述外部充电设置连接以后开启所述DC-DC变换器。
进一步的，所述电池管理***，通过通信线与外部充电设施连接；所述动力电池，通过通信线与外部充电设施连接。所述电池管理***，检测到所述通信线与所述外部充电设置断开以后关闭所述DC-DC变换器。
本发明还提供了一种新能源汽车低压蓄电池防亏电方法，包括以下运行步骤：A步骤：动力电池处于快充状态时，开启DC-DC变换器通过外部充电设施为低压蓄电池供电。
现有技术中，在动力电池进入快充状态时，不能为低压电池充电。但是在快充状态下，电池管理***持续消耗着低压电池的电量，有时用户忘记关闭其他低压负载也会造成低压电池的电量损耗，最终造成汽车无法正常启动。本发明在电池管理***检测到动力电池进入快充状态后，控制开启DC-DC变换器，利用DC-DC变换器将外部充电设施的电源电压转换为适合低压电池充电的电源电压。在外部充电设施不断充电的情况下，可以有效防止低压电池因电池管理***、其他低压负载的持续运行造成的低压电池亏电。
进一步的，A步骤包括：步骤A-1：电池管理***检测到所述动力电池处于快充状态时，发送唤醒信号至整车控制器。步骤A-2：整车控制器接收唤醒信号打开所述DC-DC变换器。
进一步的，在步骤A以后执行步骤B：所述B步骤包括：步骤B-1：电池管理***检测到所述动力电池结束快充状态处于结束快充状态时，发送休眠信号至整车控制器。步骤B-2：整车控制器接收休眠信号关闭所述DC-DC变换器。
附图说明
图1：整体接线图。
图2：整体流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，包括：电池管理***（BMS）、整车控制器（VCU）、DC-DC变换器（DCDC）、低压蓄电池、动力电池。电池管理***与整车控制器通过唤醒线连接，在新能源汽车开始充电时，动力电池、电池管理***通过通信线与外部充电设施连接，动力电池进入快充状态，此时电池管理***发送唤醒信号至整车控制器。整车控制器根据接收到的唤醒信号开启所述DC-DC变换器为低压蓄电池供电。
在实际运行过程中，用户可以通过***快充枪的形式来使动力电池、电池管理***与外部充电设施连接，作为优选，动力电池与外部充电设施间通过高压线束连接以将外部充电设施输出的高电压传输给动力电池。作为优选，电池管理***与外部充电设施之间的通信线为控制器局域网络线（CAN线）。当***快充枪后，电池管理***通过通信线与外部充电设施连接，此时电池管理***与外部充电设施通过进行信息交互，确认***的快充枪是否有效，有时会因快充枪与新能源汽车接触不良或其他故障导致用户***快充枪后，电池管理***判定快充枪无效，此时电池管理***控制警报装置发出警报音，同时点亮警报灯来提示用户执行重新***快充枪的操作，直至故障排除。
当确认快充枪有效后，电池管理***通过与整车控制器之间的唤醒线唤醒整车控制器，此时整车控制器通过两者间的控制器局域网络线向电池管理***发出继电器闭合报文，若发出继电器闭合报文之后电池管理***未正确接收，电池管理***则终止此次快充，并发出警报直至故障解除。当电池管理***正确接收到继电器闭合报文后，电池管理***控制动力电池主正继电器、主负继电器闭合，闭合动力电池放电回路，此时动力电池进入快充状态。
在动力电池进入快充状态时，整车控制器通过与DC-DC变换器之间的控制器局域网络线开启DC-DC变换器，利用DC-DC变换器将外部充电设施的电源低压转换为适合低压蓄电池的充电电压，此时低压蓄电池也进入充电状态。
为了维持整个***的正常运行，DC-DC变换器将变换过的电源通过低压线传送给整车控制器，低压蓄电池也通过低压线为电池管理***、整车控制器提供工作电压，同时低压蓄电池也通过低压线为车辆上的其他低压负载例如：车载空调等提供工作电压，方便用户在进行快充时使用新能源汽车上的其他设备。
作为优选，动力电池可以通过高压线束连接DC-DC变换器，在动力电池进入快充状态后，由外部充电设施与动力电池同时为低压蓄电池充电。
在充电结束后，电池管理***与外部充电设施间的通信线断开，动力电池结束快充状态，电池管理***发送休眠信号至整车控制器。整车控制器根据接收到的休眠信号关闭DC-DC变换器。
在充电结束后，用户通过拔出快充枪的方式使电池管理***、动力电池与外部充电设施间的通信线断开。此时电池管理***向整车控制器发出休眠信号关闭整车控制器，同时控制主正继电器、主负继电器断开，断开动力电池的放电回路，此时动力电池结束快充状态。同时整车控制器发送指令断开DC-DC变换器，低压蓄电池结束快充状态。
实施例二
一种新能源汽车低压蓄电池防亏电方法，包括以下运行步骤：A步骤：动力电池处于快充状态时，开启DC-DC变换器通过外部充电设施为低压蓄电池供电。A步骤包括：步骤A-1：电池管理***检测到所述动力电池处于快充状态时，发送唤醒信号至整车控制器。步骤A-2：整车控制器接收唤醒信号打开所述DC-DC变换器。
在实际运行时，用户通过***快充枪的方式使动力电池进入快充状态，当电池管理***检测到动力电池进入快充状态时，便通过与整车控制器之间的唤醒线发送唤醒信号致整车控制器，整车控制器检测是否接到唤醒信号，若此时整车控制器没有接到唤醒信号，则终止此次快中，并控制警报装置发出警报音并点亮警报灯，提示用户重新操作，直至故障解除，在整车控制器接收唤醒信号后通过与DC-DC变换器之间的通信线打开DC-DC变换器，通过DC-DC变换器将外部充电设施的电源电压转换为适合低压蓄电池充电的低压，由此为低压蓄电池充电。
在步骤A以后执行步骤B：所述B步骤包括：步骤B-1：电池管理***检测到所述动力电池处于结束快充状态时，发送休眠信号至整车控制器。步骤B-2：整车控制器接收休眠信号关闭所述DC-DC变换器。
在实际运行时，用户通过拔出快充枪使动力电池结束快充状态，当电池管理***检测到动力电池结束快充状态后，通过与整车控制器之间的唤醒线发送休眠信号给整车控制器，整车控制器检测是否接到休眠信号，若此时整车控制器没有接到休眠信号，则制止车辆进入启动状态，并控制警报装置发出警报音点亮警报灯，直至接收到休眠信号，在整车控制器接收到休眠信号后通过与DC-DC变换器之间的通信线关闭DC-DC变换器，由此低压蓄电池结束充电。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，包括：电池管理***、整车控制器、DC-DC变换器、低压蓄电池、动力电池，其特征在于：所述电池管理***，在所述动力电池处于快充状态下开启所述DC-DC 变换器为所述低压蓄电池供电。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，其特征在于：所述电池管理***，在所述动力电池处于快充状态下时发送唤醒信号至所述整车控制器；
所述整车控制器，根据接收到的所述唤醒信号开启所述DC-DC变换器为所述低压蓄电池供电。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，其特征在于：所述电池管理***，在所述动力电池结束快充状态时关闭所述DC-DC变换器。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，其特征在于：所述电池管理***，在所述动力电池结束快充状态时发送休眠信号至所述整车控制器；
所述整车控制器，根据接收到的所述休眠信号关闭所述DC-DC变换器。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，其特征在于：还包括通讯连接所述电池管理***和所述整车控制器的唤醒线；
所述电池管理***，通过所述唤醒线发送所述唤醒信号至所述DC-DC变换器。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，其特征在于：所述电池管理***，通过通信线与外部充电设施连接；
所述动力电池与外部充电设施连接；
所述电池管理***，检测到所述通信线与所述外部充电设置连接以后开启所述DC-DC变换器。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电***，其特征在于:所述电池管理***，通过通信线与外部充电设施连接；
所述动力电池与外部充电设施连接；
所述电池管理***检测到所述通信线与所述外部充电设置断开以后关闭所述DC-DC变换器。
8.一种新能源汽车低压蓄电池防亏电方法，其特征在于：包括以下运行步骤：
A步骤：动力电池处于快充状态时，开启DC-DC变换器通过外部充电设施为低压蓄电池供电。
9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电方法，其特征在于：A步骤包括：
步骤A-1：电池管理***检测到所述动力电池处于快充状态时，发送唤醒信号至整车控制器；
步骤A-2：整车控制器接收唤醒信号打开所述DC-DC变换器。
10.根据权利要求8所述的一种新能源汽车低压蓄电池防亏电方法，其特征在于：在步骤A以后执行步骤B：
所述B步骤包括：
步骤B-1：电池管理***检测到所述动力电池结束快充状态时，发送休眠信号至整车控制器；
步骤B-2：整车控制器接收休眠信号关闭所述DC-DC变换器。
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