CN113650574B - 一种车用蓄电池补电*** - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种车用蓄电池补电***，整车控制器VCU，电池管理***BMS，低压蓄电池传感器，车身控制器BCM和网关依次通过总线进行通信连接，通过标定低压蓄电池的开路电压OCV、恒定电流I、温度值与电池荷电状态SOC形成映射关系表，并记录于电池管理***中，低压蓄电池传感器通过定时不间断采集低压蓄电池的电压值、电流值和温度值，并通过安时积分法计算低压蓄电池当前SOC，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电。与现有技术相比，本发明可以有效给低压蓄电池进行补电，从而延长蓄电池的使用寿命。

Description

一种车用蓄电池补电***
技术领域
本发明涉及车用电池技术领域，尤其涉及一种车用蓄电池补电***。
背景技术
车用蓄电池，汽车上使用的蓄电池。是一种将化学能转变成电能的装置，属直流电源，作用有：启动发动机时，给启动机提供强大的启动电流；当发电机过载时，可协助发电机向用电设备供电；当发动机处于怠速时，向用电设备供电；作为大容量电容器，还可保护汽车的用电器；当发电机端电压高于铅蓄电池的电动势时，将一部分电能转变为化学能储存起来，即进行充电。传统的铅酸蓄电池由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，放电的化学反应是依靠正极板活性物质和负极板活性物质在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，其中极板的栅架是用铅锑合金制造。
传统燃油车整车蓄电池静态电流一般可控制在5-15mA，对于智能型新能源车辆集成更多的电子设备，各种辅助驾驶服务、舒适便利性功能、远程服务功能导致整车几倍于传统车辆的静态电流，汽车的电动化、轻量化、集成化、智能化是一个必然的发展趋势，蓄电池选型往往采用容量小、成本低的铅酸蓄电池。为保证整车的静态存放时间不影响车辆起动，通过智能补电延长车辆静态存放时间同时保证车辆正常启动。当前的智能补电方案基本都是通过采集低压蓄电池电压，通过比较设置的电压阈值判断蓄电池电量低从而启动智能补电，然后定时充电一定时间结束充电。
发明内容
现有蓄电池补电方案普遍存在如下问题：1)低压蓄电池同其他低压用电器及DCDC充电装置都为并联关系，电压采集方案通过采集并联的智能补电模块的输入电压模块实现，理论上蓄电池端电压等于其他设备输入电压，实际由于并联回路压降导致测量电压与蓄电池端电压存在一定的电压差可达0.5V以上，导致蓄电池容量存在30％以上的误差。2)不同环境温度下，同样的蓄电池电量对应的蓄电池电压值差异较大，无法准确判断蓄电池的馈电严重度和放电深度；3)铅酸蓄电池的放电深度与使用寿命成反比例关系，放电深度越深，使用寿命越短，通过电压阈值启动智能补电无法准确判断蓄电池的放电深度,为了不误触发智能补电，电压阈值设置低，启动智能补电时蓄电池发生了深度馈电；
4)智能补电失败无法做出判断并提示用户。
有鉴于此，一种车用蓄电池补电***，所述***包括，低压蓄电池，低压蓄电池传感器，电池管理***BMS，高压电池，车身控制器BCM，整车控制器VCU，网关和DCDC，其中整车控制器VCU，电池管理***BMS，低压蓄电池传感器，车身控制器BCM和网关依次通过总线进行通信连接，通过标定低压蓄电池的开路电压OCV、恒定电流I、温度值与电池荷电状态SOC形成映射关系表，并记录于电池管理***中，低压蓄电池传感器通过定时不间断采集低压蓄电池的电压值、电流值和温度值，并通过安时积分法计算低压蓄电池当前SOC，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述低压蓄电池传感器通过LIN总线将所述当前SOC发送给车身控制器BCM，所述车身控制器BCM通过网关上报给整车控制器VCU，所述整车控制器管理***VCU通过电池管理***映射关系表判定补电请求，所述电池管理***根据补电请求将所述高压电池通过所述DCDC对所述低压电池进行补电。
在以上技术方案的基础上，优选的，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电包括：所述低压蓄电池阈值小于75％SOC则开启补电。
在以上技术方案的基础上，优选的，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电包括：所述蓄电池阈值为100％SOC则停止补电。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述补电模式分为静态补电模式和动态补电模式。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述静态补电模式为低压蓄电池休眠4小时以上，静态电流小于500mA。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述动态补电模式为整车工况或者充电超过10分钟。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的网关还与车载T-BOX连接通信，通过网关将补电请求指令发送给车载T-BOX，再由车载T-BOX传输至云平台，并最终发送给用户终端。
本发明的一种车用蓄电池补电***相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过电压值、电流值和温度值同时标定对应SOC设置，并通过安时积分法计算低压蓄电池当前SOC，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电，克服低压蓄电池不同温度下电压值差异，改善补电效率和安全性。
(2)设置车联网T-BOX实时传输补电信息，提高用户对补电的信息监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种车用蓄电池补电***的示意图；
图2为本发明的另一种车用蓄电池补电***实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种车用蓄电池补电***，所述***包括，低压蓄电池，低压蓄电池传感器，电池管理***BMS，高压电池，车身控制器BCM，整车控制器VCU，网关和DCDC，其中整车控制器VCU，电池管理***BMS，低压蓄电池传感器，车身控制器BCM和网关依次通过总线进行通信连接，通过标定低压蓄电池的开路电压OCV、恒定电流I、温度值与电池荷电状态SOC形成映射关系表，并记录于电池管理***中，低压蓄电池传感器通过定时不间断采集低压蓄电池的电压值、电流值和温度值，并通过安时积分法计算低压蓄电池当前SOC，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电。
如图1所示，本发明提出了一种车用蓄电池补电***，该***包括，低压蓄电池，低压蓄电池传感器IBS，电池管理***BMS，高压电池，车身控制器BCM，整车控制器VCU，网关和DCDC，其中整车控制器VCU，电池管理***BMS，低压蓄电池传感器，车身控制器BCM和网关依次通过总线进行通信连接。
通过线下标定低压蓄电池的开路电压OCV、恒定电流I、温度值与电池荷电状态SOC形成映射关系表，并记录于电池管理***BMS中。低压蓄电池传感器通过每4小时不间断采集低压蓄电池的电压值、电流值和温度值，并通过安时积分法计算低压蓄电池当前SOC。
根据整车工况静止或者启动，对应静态模式、动态模式。在静态模式下，低压蓄电池休眠4小时以上，静态电流小于500mA，低压蓄电池传感器唤醒车身控制器BCM进行通信；在动态模式下，整车处于工况低压蓄电池电压低于13.5V或者充电超过10分钟，低压蓄电池传感器与车身控制器BCM进行通信。同时低压蓄电池传感器通过LIN总线将低压蓄电池当前SOC值发送给车身控制器BCM。
车身控制器BCM通过CAN总线上报给整车控制器VCU，所述整车控制器VCU获取低压蓄电池当前SOC值小于等于75％SOC，通过发送当前SOC值到电池管理***BMS，查询电池管理***开路电压OCV、恒定电流值I、温度值与电池荷电状态SOC映射关系表判定补电请求，当电池管理***根据补电请求控制所述高压电池通过所述DCDC对所述低压电池进行补电，输出对应的充电恒定电流值I，当蓄电池阈值电压阈值为100％SOC对应的电压值则停止补电。
结合图2所示，本发明提出了一种车用蓄电池补电***，该***包括，低压蓄电池，低压蓄电池传感器IBS，电池管理***BMS，高压电池，车身控制器BCM，整车控制器VCU，网关和DCDC，其中整车控制器VCU，电池管理***BMS，低压蓄电池传感器，车身控制器BCM和网关依次通过总线进行通信连接。
通过线下标定低压蓄电池的开路电压OCV、恒定电流I、温度值与电池荷电状态SOC形成映射关系表，并记录于电池管理***BMS中。低压蓄电池传感器通过每4小时不间断采集低压蓄电池的电压值、电流值和温度值，并通过安时积分法计算低压蓄电池当前SOC。
根据整车工况静止或者启动，对应静态模式、动态模式。在静态模式下，低压蓄电池休眠4小时以上，静态电流小于500mA，低压蓄电池传感器唤醒车身控制器BCM进行通信；在动态模式下，整车处于工况低压蓄电池电压低于13.5V或者充电超过10分钟，低压蓄电池传感器与车身控制器BCM进行通信。同时低压蓄电池传感器通过LIN总线将低压蓄电池当前SOC值发送给车身控制器BCM。
车身控制器BCM通过CAN总线上报给整车控制器VCU，所述整车控制器VCU获取低压蓄电池当前SOC值小于等于75％SOC，通过发送当前SOC值到电池管理***BMS，查询电池管理***开路电压OCV、恒定电流值I、温度值与电池荷电状态SOC映射关系表判定补电请求。
如果整车控制器VCU获取低压蓄电池当前SOC值小大于75％SOC或未收到整车控制器VCU反馈信息超时10s后，BCM停止发送智能请求，整车继续休眠直到第二次被IBS唤醒，车身控制器BCM再次请求整车控制器VCU智能补电，车身控制器BCM请求整车控制器VCU智能补电失败超过3次则停止向整车控制器VCU发送请求，并将智能补电失败的消息通过车载T-BOX。
当电池管理***根据补电请求控制所述高压电池通过所述DCDC对所述低压电池进行补电，输出对应的充电恒定电流值I，当蓄电池阈值电压阈值为100％SOC对应的电压值则停止补电。
该网关还与车载T-BOX连接通信，通过网关将补电请求指令通过CAN总线发送给车载T-BOX，再由车载T-BOX通过无线通信传输至云平台，并最终发送给用户终端，用户终端可以实时了解低压蓄电池的充电状态和健康状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车用蓄电池补电***，所述***包括，低压蓄电池，低压蓄电池传感器，电池管理***BMS，高压电池，车身控制器BCM，整车控制器VCU，网关和DCDC，其中整车控制器VCU，电池管理***BMS，低压蓄电池传感器，车身控制器BCM和网关依次通过总线进行通信连接，其特征在于：通过标定低压蓄电池的开路电压OCV、恒定电流I、温度值与电池荷电状态SOC形成映射关系表，并记录于电池管理***中，低压蓄电池传感器通过定时不间断采集低压蓄电池的电压值、电流值和温度值，并通过安时积分法计算低压蓄电池的当前SOC，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电；
补电模式分为静态补电模式和动态补电模式；
在静态模式下，低压蓄电池休眠4小时以上，静态电流小于500mA，低压蓄电池传感器唤醒车身控制器BCM进行通信；在动态模式下，整车处于工况低压蓄电池电压低于13.5V或者充电超过10分钟，低压蓄电池传感器与车身控制器BCM进行通信。
2.根据权利要求1所述一种车用蓄电池补电***，其特征在于，所述低压蓄电池传感器通过LIN总线将所述当前SOC发送给车身控制器BCM，所述车身控制器BCM通过网关上报给整车控制器VCU，所述整车控制器VCU通过电池管理***映射关系表判定补电请求，所述电池管理***根据补电请求将所述高压电池通过所述DCDC对所述低压蓄电池进行补电。
3.根据权利要求1所述一种车用蓄电池补电***，其特征在于，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电包括：所述低压蓄电池阈值小于75％SOC则开启补电。
4.根据权利要求1所述一种车用蓄电池补电***，其特征在于，若当前SOC低于低压蓄电池阈值时，通过所述电池管理***查询所述映射关系表获取所述恒定电流I对低压蓄电池进行补电包括：所述蓄电池阈值为100％SOC则停止补电。
5.根据权利要求4所述一种车用蓄电池补电***，其特征在于，所述动态补电模式为整车工况。
6.根据权利要求1所述一种车用蓄电池补电***，其特征在于，所述的网关还与车载T-BOX连接通信，通过网关将补电请求指令发送给车载T-BOX，再由车载T-BOX传输至云平台，并最终发送给用户终端。
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