CN112319228B - 一种新能源车低压电源管理实现方法及平台 - Google Patents

一种新能源车低压电源管理实现方法及平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源车低压电源管理实现方法及平台，属于车辆技术领域。其中，方法的实现包括：对从馈电监控***中获取的数据进行存储分析，得到停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态、高压动力电池电压以及动力***故障及告警的次数；根据高压动力电池SOC状态与电池电压查表得到的SOC值之间的差异确定是否需要修正SOC；根据停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数，确定是否需要进行充电。本发明利用历史数据进行车况的有效分析，更加准确的解决了新能源车长时间停放馈电不能启动的问题。

Description

一种新能源车低压电源管理实现方法及平台
技术领域
本发明属于车辆技术领域，更具体地，涉及一种新能源车低压电源管理实现方法及平台。
背景技术
当前针对新能源汽车的低压用电需求缺乏***的研究，现阶段一般是遵循如下模式：车辆停放时间过长，为了防止车辆蓄电池馈电。用低压管理***定时查询低压蓄电池是否电压低，再判断是否需要充电。
参考专利申请CN110803025A公开了一种低压电源管理方法和***及电动车辆和存储介质，其中，低压电源管理方法包括：检测到电动车辆整车进入休眠模式，记录休眠时间，并每隔预设时间唤醒充电装置；检测低压电源的电量，如果低压电源的电量小于预设电量，控制充电装置向低压电源充电；根据电动车辆的运行时长控制充电装置的充电时间。本发明的低压电源管理方法和***以及电动车辆，可以避免低压电压出现亏电，提高休眠模式下对低压电源充电的效率和安全性。然而本发明会按照T-BOX的设置时长，定期对低压蓄电池进行电压的检测，发现低压蓄电池馈电，会唤醒PT CAN，由VCU进行控制，对低压蓄电池充电。
然而，这样的方式虽然可以起到防止车辆停放时间过长馈电的状况，但是需要进行不断轮询得到的数据一定是实时数据，耗费蓄电池电量。且对于电池使用时间过长，电压已经不再准确的状态，没有办法控制。且带来的问题是，没有办法有效、高效的对低压蓄电池进行充电。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种新能源车低压电源管理实现方法及平台，利用了新能源车的历史数据，进行车况的有效分析，对蓄电池进行标定后，更加准确的解决了新能源车长时间停放馈电不能启动的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新能源车低压电源管理实现方法，包括：
S1：对从馈电监控***中获取的数据进行存储分析，得到停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态、高压动力电池电压以及动力***故障及告警的次数；
S2：根据高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异确定是否需要修正SOC，并在需要修正SOC时，对SOC值进行修正；
S3：根据停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数，确定是否需要进行充电。
在一些可选的实施方案中，步骤S2包括：
S2.1：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第一预设范围，则不需要修正SOC；
S2.2：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第二预设范围，则将SOC修正为高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值；
S2.3：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围，则将SOC修正为部分高压动力电池SOC状态与部分高压动力电池电压查表得到的SOC值之和；
S2.4：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第四预设范围，则采用动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量得到的当前SOC值修正SOC；
其中，第一预设范围、第二预设范围、第三预设范围及第四预设范围依次递增。
在一些可选的实施方案中，步骤S2.3包括：
若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围，则将SOC修正为1/3高压动力电池SOC状态与2/3高压动力电池电压查表得到的SOC值之和。
在一些可选的实施方案中，步骤S2.4中，采用动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量得到的当前SOC值修正SOC包括：
用高压动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量，计算当前SOC值；
将计算的当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值进行对比，若当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值两者差异在预设差异范围之内，则采用当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值作为SOC值，否则认为不能判断电流传感器和电压传感器哪一个出现问题，不发充电命令，但是存储当前的无错状态在大数据***中。
在一些可选的实施方案中，步骤S3包括：
S3.1：计算停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数的乘积大小；
S3.2：当乘积大小落在第一范围内，则不向馈电监控***发充电命令；
S3.3：当乘积大小落在第二范围内，则结合蓄电池两端的电压判断，当蓄电池两端的电压低到应该充电范围，则向馈电监控***发送充电命令，并存储当前的乘积大小；
S3.4：当乘积大小落在第三范围内，则直接向低压蓄电池发送充电命令。
按照本发明的另一方面，提供了一种新能源车低压电源管理实现平台，包括：
存储分析模块，用于对从馈电监控***中获取的数据进行存储分析，得到停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态、高压动力电池电压以及动力***故障及告警的次数；
SOC修正模块，用于根据高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异确定是否需要修正SOC，并在需要修正SOC时，对SOC值进行修正；
充电判断模块，用于根据停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数，确定是否需要进行充电。
在一些可选的实施方案中，所述SOC修正模块，包括：
第一修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第一预设范围时，不需要修正SOC；
第二修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第二预设范围时，将SOC修正为高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值；
第三修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围时，将SOC修正为部分高压动力电池SOC状态与部分高压动力电池电压查表得到的SOC值之和；
第四修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第四预设范围时，采用动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量得到的当前SOC值修正SOC；其中，第一预设范围、第二预设范围、第三预设范围及第四预设范围依次递增。
在一些可选的实施方案中，所述第三修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围时，将SOC修正为1/3高压动力电池SOC状态与2/3高压动力电池电压查表得到的SOC值之和。
在一些可选的实施方案中，所述第四修正模块，用于采用高压动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量，计算当前SOC值；将计算的当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值进行对比，若当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值两者差异在预设差异范围之内，则采用当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值作为SOC值，否则认为不能判断电流传感器和电压传感器哪一个出现问题，不发充电命令，但是存储当前的无错状态在大数据***中。
在一些可选的实施方案中，所述充电判断模块，包括：
因素计算模块，用于计算停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数的乘积大小；
充电判断子模块，用于当乘积大小落在第一范围内，则不向馈电监控***发充电命令；当乘积大小落在第二范围内，则结合蓄电池两端的电压判断，当蓄电池两端的电压低到应该充电范围，则向馈电监控***发送充电命令，并存储当前的乘积大小；当乘积大小落在第三范围内，则直接向低压蓄电池发送充电命令，其中，第一范围、第二范围及第三范围依次递增。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明利用了新能源车的历史数据，进行车况的有效分析，通过步骤S2对蓄电池进行标定后，更加准确的解决了新能源车长时间停放馈电不能启动的问题。
本发明不仅解决了因车辆停放时间过长给蓄电池充电的问题，还在车辆停放时间过长，利用大数据，通过步骤S3充分判断车辆是否出现故障，出现故障就不会轻易给低压蓄电池充电，以免引起其他故障和损失。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种现有充电方案流程图；
图2是本发明实施例提供的一种新能源车低压电源管理实现平台的连接示意图；
图3是本发明实施例提供的一种新能源车低压电源管理实现方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
以下对本发明术语进行解释说明：
OBC：新能源汽车OBC是为车载动力电池充电的电力电子装置，它能够安全可靠的完成对动力电池充电管理。
VCU：新能源汽车整车控制器。
DCDC：DC/DC，表示的是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的装置。
如图1所示，现有公开的技术方案：新能源车在车辆停放的时候，馈电监控***会定期激活网络，检测来自蓄电池的电压，当蓄电池电压低，馈电监控***通过网络激活OBC，让OBC通过硬线唤醒VCU。当VCU唤醒后，发CAN指令，控制DCDC，利用高压电池给低压蓄电池充电。在此充电过程中，馈电监控***还会和VCU进行通信，确认整个充电过程的三个最重要的控制点：是否启动充电、是否在充电、是否电量够了不用再充电。
如图2所示，本发明在现有公开技术方案的基础上，加入了大数据平台，其用于执行本发明的新能源车低压电源管理实现方法，将馈电监控***从整车CAN上采集来的数据加以存储和分析，再将分析的结果发给馈电监控***，馈电监控***根据大数据平台的分析结果进行低压蓄电池的充电控制。
如图3所示是本发明实施例提供的一种新能源车低压电源管理实现方法的流程示意图，包括以下步骤：
S1：对从馈电监控***中获取的数据进行存储分析，得到停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态、高压动力电池电压以及动力***故障及告警的次数；
S2：根据高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异确定是否需要修正SOC，并在需要修正SOC时，对SOC值进行修正；
S3：根据停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数，确定是否需要进行充电。
具体地，如图2所示的大数据平台，会在车辆下电前，将类数据进行存储，分析，获取的数据包括：停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池的SOC状态、高压动力电池的电压及动力***故障及告警的次数。
在本发明实施例中，分析结果可以参考如下表所示。
表1
Figure BDA0002762631780000071
表2
Figure BDA0002762631780000081
表3
Figure BDA0002762631780000082
表4
Figure BDA0002762631780000083
表5
Figure BDA0002762631780000084
表6
Figure BDA0002762631780000085
Figure BDA0002762631780000091
在本发明实施例中，新能源车低压电源管理实现方法的具体控制方式如下：
步骤1：高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表(OCV-SOC关系表)得到的SOC值差异在F1，则不修正SOC；
步骤2：因素的计算：a＝An*Bn*Cn*Dn*En，其中，An表示停车时长，Bn表示低压蓄电池使用时长，Cn表示单位时间内低压蓄电池的馈电次数，Dn表示高压动力电池SOC状态，En表示动力***故障及告警的次数；
步骤3：当a＝An*Bn*Cn*Dn*En的数值落在(a1,a2)范围内，则不向馈电监控***发充电命令；
当a＝An*Bn*Cn*Dn*En的数值落在(a2,a3)范围内，则结合蓄电池两端的电压判断，当蓄电池两端的电压低到应该充电范围，则向馈电监控***发送充电命令，并将此次的a＝An*Bn*Cn*Dn*En存入步骤4中；
步骤4：当a＝An*Bn*Cn*Dn*En的数值落在(a3,a4)范围内，则直接向低压蓄电池发送充电命令；
其中，a1、a2、a3及a4的大小可以根据实际需要从以上几个表中查询得到。
步骤5：高压动力电池SOC状态与高压动力电池两端电压查表得到的SOC值差异在F2，则修正SOC，且修正为高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值，然后执行步骤2～步骤4；
步骤6：高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值差异在F3，则修正SOC，且修正为1/3高压动力电池SOC状态与2/3高压动力电池两端电压查表得到的SOC值之和，然后执行步骤2～步骤4；
步骤7：高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值差异在F4，则修正SOC，且修正为：用高压动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量，计算当前SOC值，将计算的当前SOC值与高压动力电池两端的电压值查表得到的SOC值进行对比，如果两者差异在预设差异范围(如10％)之内，采用两者的平均值，否则认为不能判断电流传感器和电压传感器哪一个出现问题，不发充电命令，但是存储当前的无错状态在大数据***中。用于后期人工判断后，放入充电或者补充电序列，用于今后的控制。
本发明利用新能源车的实时数据和历史数据进行分析，先对车辆的电池状态进行分析，需要标定后，再给其充电。利用历史数据，进行车辆状态的分析，对于有频繁高压故障、电池的电流及电压传感器故障情况下，不轻易给低压蓄电池充电，避免了无人状态出现不必要的故障和风险。本发明同样是解决车辆停放时间过长，蓄电池电压低后及时充电的问题。但是不需要进行实时轮询，且可以通过历史数据的纠偏，可以对低压蓄电池馈电状态进行更加精确的判断，且对低压蓄电池充电的过程可以进行更加精准的判断。同时也判断了车辆长时间停放，是否有故障，不会在无人状态下，轻易给低压蓄电池充电，以免造成故障或者不必要的损失。
本发明利用新能源车具有高压源的优势，改变充电的策略，对蓄电池进行充电，这样的优化，能够解决新能源车长时间停放，因低压蓄电池馈电而不能启动的问题。但同时也要解决现有技术中需要轮询查到低压蓄电池状态，在没有进行标定和处理后，就对蓄电池进行充电控制的不准确的控制状态。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新能源车低压电源管理实现方法，其特征在于，包括：
S1：对从馈电监控***中获取的数据进行存储分析，得到停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态、高压动力电池电压以及动力***故障及告警的次数；
S2：根据高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异确定是否需要修正SOC，并在需要修正SOC时，对SOC值进行修正；
S3：根据停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数，确定是否需要进行充电；
其中，步骤S2包括：
S2.1：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第一预设范围，则不需要修正SOC；
S2.2：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第二预设范围，则将SOC修正为高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值；
S2.3：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围，则将SOC修正为部分高压动力电池SOC状态与部分高压动力电池电压查表得到的SOC值之和；
S2.4：若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第四预设范围，则采用动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量得到的当前SOC值修正SOC；
其中，第一预设范围、第二预设范围、第三预设范围及第四预设范围依次递增。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2.3包括：
若高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围，则将SOC修正为1/3高压动力电池SOC状态与2/3高压动力电池电压查表得到的SOC值之和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2.4中，采用动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量得到的当前SOC值修正SOC包括：
用高压动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量，计算当前SOC值；
将计算的当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值进行对比，若当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值两者差异在预设差异范围之内，则采用当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值作为SOC值，否则认为不能判断电流传感器和电压传感器哪一个出现问题，不发充电命令，但是存储当前的无错状态在大数据***中。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：
S3.1：计算停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数的乘积大小；
S3.2：当乘积大小落在第一范围内，则不向馈电监控***发充电命令；
S3.3：当乘积大小落在第二范围内，则结合蓄电池两端的电压判断，当蓄电池两端的电压低到应该充电范围，则向馈电监控***发送充电命令，并存储当前的乘积大小；
S3.4：当乘积大小落在第三范围内，则直接向低压蓄电池发送充电命令。
5.一种新能源车低压电源管理实现平台，其特征在于，包括：
存储分析模块，用于对从馈电监控***中获取的数据进行存储分析，得到停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态、高压动力电池电压以及动力***故障及告警的次数；
SOC修正模块，用于根据高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异确定是否需要修正SOC，并在需要修正SOC时，对SOC值进行修正；
充电判断模块，用于根据停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数，确定是否需要进行充电；
其中，所述SOC修正模块，包括：
第一修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第一预设范围时，不需要修正SOC；
第二修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第二预设范围时，将SOC修正为高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值；
第三修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围时，将SOC修正为部分高压动力电池SOC状态与部分高压动力电池电压查表得到的SOC值之和；
第四修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第四预设范围时，采用动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量得到的当前SOC值修正SOC；其中，第一预设范围、第二预设范围、第三预设范围及第四预设范围依次递增。
6.根据权利要求5所述的平台，其特征在于，所述第三修正模块，用于在高压动力电池SOC状态与高压动力电池电压查表得到的SOC值之间的差异在第三预设范围时，将SOC修正为1/3高压动力电池SOC状态与2/3高压动力电池电压查表得到的SOC值之和。
7.根据权利要求5所述的平台，其特征在于，所述第四修正模块，用于采用高压动力电池的放电电流的积分所计算的耗电量，计算当前SOC值；将计算的当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值进行对比，若当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值两者差异在预设差异范围之内，则采用当前SOC值与高压动力电池电压查表得到的SOC值的平均值作为SOC值，否则认为不能判断电流传感器和电压传感器哪一个出现问题，不发充电命令，但是存储当前的无错状态在大数据***中。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的平台，其特征在于，所述充电判断模块，包括：
因素计算模块，用于计算停车时长、低压蓄电池的使用时长、单位时间内低压蓄电池的馈电次数、高压动力电池SOC状态以及动力***故障及告警的次数的乘积大小；
充电判断子模块，用于当乘积大小落在第一范围内，则不向馈电监控***发充电命令；当乘积大小落在第二范围内，则结合蓄电池两端的电压判断，当蓄电池两端的电压低到应该充电范围，则向馈电监控***发送充电命令，并存储当前的乘积大小；当乘积大小落在第三范围内，则直接向低压蓄电池发送充电命令，其中，第一范围、第二范围及第三范围依次递增。
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