一种汽车低压能量管理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种汽车低压能量管理装置及方法，属于汽车技术领域。它解决了现有的低压能量管理系统不可避免的存在蓄电池的充放电电流，导致低压能量损失的问题。本汽车低压能量管理装置包括DCDC转换器，用于将动力电池组高电压转换为低电压和对蓄电池进行充电；隔离开关模块，用于对蓄电池电量进行采集并控制蓄电池与整车低压系统的隔离断开/接通；整车控制器，用于在整车高压系统处于Ready状态时，控制DCDC转换器的输出电压大小使蓄电池处于开路状态，还用于在隔离开关模块采集的蓄电池电量低于预设最低电量时控制隔离开关模块闭合，使DCDC转换器给蓄电池充电直至充满。还提出了一种汽车低压能量管理方法。本发明专利技术能够对蓄电池的充电进行精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车低压能量管理装置及方法
本专利技术属于汽车
，涉及一种汽车低压能量管理装置及方法。
技术介绍
随着国家标准对车辆的油耗/电耗限值要求越来越高，整车的能量管理越发被重视。又因为新能源车辆加入了直流转换器(DC/DC)，使的整车12V低压能量管理得以实现。目前行业常用的低压能量管理方案如图3所示，又如中国专利文献公开的一种车辆低压电池管理方法及其系统。在图3中，通过在12V蓄电池正极增加蓄电池传感器(IBS)，采集12V蓄电池电压、soc等信息，并传给整车控制器(VCU)，VCU根据这些信息，调整DC/DC的输出电压，以此控制低压输出对12V蓄电池的充/放电状态，从而达到能量管理的目的，但是因为IBS计算soc的精度较差，且检测的12V蓄电池电压因为充/放电影响，无法准确测得当前开路电压，导致对12V蓄电池的充/放电状态不能精确控制，容易出现过充现象，导致能量损失。另外，通过对当前常用的低压能量管理方案进行分析，发现其主要的弊端是采集12V蓄电池的参数时，蓄电池是处于电路回路中的，有一定的充/放电电流，所以导致测试的参数不准，从而影响了DC/DC的控制,降低了蓄电池充电控制的准确性；而且DC/DC输出电压受到蓄电池电压限制，输出电压一般较低，导致12V电源线的线损能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车低压能量管理装置及方法，该汽车低压能量管理装置及方法所要解决的技术问题是：如何对蓄电池的充电进行精确控制。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车低压能量管理装置，包括连接在蓄电池和整车低压系统之间的DCDC转换器，所述DCDC转换器用于将动力电池组高电压转换为低电压和用于对蓄电池进行充电，其特征在于，还包括：隔离采样模块，用于连接在蓄电池和DCDC转换器之间，对蓄电池的当前电压进行采集并控制蓄电池与整车低压系统的隔离断开/接通；整车控制器，用于在整车高压系统处于Ready状态时，控制DCDC转换器输出能够通过隔离采样模块使蓄电池处于开路状态的放电电压，所述整车控制器还用于在隔离采样模块采集的蓄电池当前电压低于预设最低电压时控制隔离采样模块闭合，使DCDC转换器给蓄电池充电直至充满。本汽车低压能量管理装置的工作原理为：整车控制器判断车辆高压系统处于Ready状态时，控制DCDC转换器输出的放电电压大小和隔离采样模块的开关状态。比如，设置DCDC转换器输出的放电电压为大于蓄电池在满电量状态下的电压，因为DCDC输出电压高于蓄电池电压，所以隔离采样模块能够使蓄电池与整车低压系统隔离断开；整车低压系统由DCDC转换器输出提供电源，此时，蓄电池处于隔离状态，没有充放电电流，测的蓄电池电压就是开路电压，根据这个开路电压可以精确计算出蓄电池电量状态；整车控制器将蓄电池的当前电压与预设最低电压进行比较，在蓄电池当前电压低于预设最低电压时输出控制信号给隔离采样模块，隔离采样模块根据控制信号进行闭合，从而使DCDC转换器向蓄电池充电的线路接通，通过DCDC转换器给蓄电池充电，在蓄电池充电到满电状态时，整车控制器控制隔离采样模块断开DCDC转换器向蓄电池充电的线路。本汽车低压能量管理装置通过隔离采样模块的设置，能够在整车高压系统处于Ready状态时，使蓄电池处于隔离状态，避免蓄电池过量充/放电，同时，由于此时蓄电池没有充放电电流，能够根据开路电压精确计算出蓄电池电量状态，从而控制隔离采样模块开闭来控制蓄电池充放电，此操作由于蓄电池当前电压的精确获取，有效提高了对蓄电池的充电的精确控制。在上述的汽车低压能量管理装置中，所述隔离采样模块包括二极管D1、隔离开关、用于对蓄电池的当前电压进行采集的采样电路以及用于驱动隔离开关开闭的驱动电路，所述二极管D1与隔离开关并联连接，所述驱动电路与隔离开关连接，所述驱动电路和采样电路均与整车控制器连接，所述整车控制器用于在采样电路采集的蓄电池当前电压低于预设最低电压时输出控制信号给驱动电路，所述驱动电路用于根据整车控制器输出的控制信号控制隔离开关闭合，从而使DCDC转换器给蓄电池充电直至充满。二极管D1的单向导通功能，能够在DCDC转换器的输出电压高于蓄电池的当前电压，且隔离开关处于断开状态时使蓄电池处于隔离状态；蓄电池处于隔离状态后，还能控制DCDC转换器的输出电压提高，减少线损；隔离开关的设置，在蓄电池当前电压低于预设最低电压时闭合，使DCDC转换器与蓄电池的线路接通，从而给蓄电池进行充电。在上述的汽车低压能量管理装置中，所述隔离开关为继电器，所述继电器的常开开关与二极管D1并联连接，所述继电器的线圈通过驱动电路与整车控制器连接。在上述的汽车低压能量管理装置中，所述汽车低压能量管理装置还包括设置于所述整车控制器内部的计时器，所述整车控制器用于在蓄电池的当前电压低于预设最低电压时，根据蓄电池的当前电压、蓄电池的满电量状态下的开路电压以及DCDC转换器输出的充电电压来计算蓄电池充满电时的充电时长，从而控制计时器计时直到计算的充电时长。通过计时器来对蓄电池的充电时间进行控制，这样的操作，可以避免在蓄电池处于充电状态时，由于存在充电电流而存在蓄电池当前电压检测不准确的问题，计时器的设置能够提高对蓄电池充电控制的精确性。在上述的汽车低压能量管理装置中，所述整车控制器还连接有用于对环境温度进行检测的温度传感器，所述整车控制器通过温度传感器检测的环境温度对充电时长修正。蓄电池的充放电能力受环境温度影响，因此温度传感器的设置，能够在计算的充电时长上根据环境温度下蓄电池的充电效率来增加或减小充电时长，能够得到更精确的充电时长，从而提高蓄电池充电控制的精确性，避免蓄电池出现过充或充电不满的情况。一种汽车低压能量管理方法，其特征在于，所述汽车低压能量管理方法包括以下步骤：A、通过整车控制器(1)对整车高压系统的状态进行判断，在判断整车高压系统处于Ready状态时，控制DCDC转换器输出用于能够通过隔离采样模块使蓄电池处于隔离状态的放电电压；B、通过隔离采样模块对蓄电池的当前电压进行采集；C、通过整车控制器对隔离采样模块采集的当前电压进行判断，在蓄电池的当前电压低于预设最低电压时，控制隔离采样模块接通蓄电池和DCDC转换器的充电线路，通过DCDC转换器给蓄电池充电直至蓄电池充满；在蓄电池的当前电压高于预设最低电压时，通过隔离采样模块保持蓄电池和DCDC转换器的充电线路为断开状态。本汽车低压能量管理方法的工作原理为：整车控制机判断车辆高压系统处于Ready时，控制DCDC转换器的输出电压大小和控制隔离采样模块的开关状态，使蓄电池处于隔离状态，即断开蓄电池给整车低压系统供电的电路，通过DCDC转换器输出电压来为整车低压系统提供电源；在DCDC转换器给整车低压系统正常供电的同时，隔离采样模块实时对蓄电池的当前电压进行检测，此时，由于蓄电池处于隔离状态，没有充放电电流，测的蓄电池电压就是开路电压，根据这个开路电压可以精确计算出蓄电池电量状态，为后续对蓄电池的充电的精确控制提供保障；通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车低压能量管理装置，包括连接在蓄电池(4)和整车低压系统(5)之间的DCDC转换器(2)，所述DCDC转换器(2)用于将动力电池组高电压转换为低电压和用于对蓄电池(4)进行充电，其特征在于，还包括：/n隔离采样模块(3)，用于连接在蓄电池(4)和DCDC转换器(2)之间，对蓄电池(4)的当前电压进行采集并控制蓄电池与整车低压系统(5)的隔离断开/接通；/n整车控制器(1)，用于在整车高压系统处于Ready状态时，控制DCDC转换器(2)输出能够通过隔离采样模块(3)使蓄电池(4)处于开路状态的放电电压，整车控制器(1)还用于在隔离采样模块(3)采集的蓄电池(4)当前电压低于预设最低电压时控制隔离采样模块(3)闭合，使DCDC转换器(2)给蓄电池(4)充电直至充满。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车低压能量管理装置，包括连接在蓄电池(4)和整车低压系统(5)之间的DCDC转换器(2)，所述DCDC转换器(2)用于将动力电池组高电压转换为低电压和用于对蓄电池(4)进行充电，其特征在于，还包括：
隔离采样模块(3)，用于连接在蓄电池(4)和DCDC转换器(2)之间，对蓄电池(4)的当前电压进行采集并控制蓄电池与整车低压系统(5)的隔离断开/接通；
整车控制器(1)，用于在整车高压系统处于Ready状态时，控制DCDC转换器(2)输出能够通过隔离采样模块(3)使蓄电池(4)处于开路状态的放电电压，整车控制器(1)还用于在隔离采样模块(3)采集的蓄电池(4)当前电压低于预设最低电压时控制隔离采样模块(3)闭合，使DCDC转换器(2)给蓄电池(4)充电直至充满。


2.根据权利要求1所述的汽车低压能量管理装置，其特征在于，所述隔离采样模块(3)包括二极管D1、隔离开关、用于对蓄电池(4)的当前电压进行采集的采样电路(31)以及用于驱动隔离开关开闭的驱动电路(32)，所述二极管D1与隔离开关并联连接，所述驱动电路(32)与隔离开关连接，所述驱动电路(32)和采样电路(31)均与整车控制器(1)连接，所述整车控制器(1)用于在采样电路(31)采集的蓄电池(4)当前电压低于预设最低电压时输出控制信号给驱动电路(32)，所述驱动电路(32)用于根据整车控制器(1)输出的控制信号控制隔离开关闭合，从而使DCDC转换器(2)给蓄电池(4)充电直至充满。


3.根据权利要求2所述的汽车低压能量管理装置，其特征在于，所述隔离开关为继电器(8)，所述继电器(8)的常开开关(82)与二极管D1并联连接，所述继电器(8)的线圈(81)通过驱动电路(32)与整车控制器(1)连接。


4.根据权利要求1或2或3所述的汽车低压能量管理装置，其特征在于，所述汽车低压能量管理装置还包括设置于所述整车控制器(1)内部的计时器(6)，所述整车控制器(1)用于在蓄电池(4)的当前电压低于预设最低电压时，根据蓄电池(4)的当前电压、蓄电池(4)的满电量状态下的开路电压以及DCDC转换器(2)输出的充电电压来计算蓄电池(4)充满电时的充电时长，从而控制计时器(6)计时直到计算的充电时长。


5.根据权利要求4所述的汽车低压能量管理装置，其特征在于，所述整车控制器(1)还连接有用于对环境温度进行检测的温度传感器(7)，所述整车控制器(1)通过温度传感器(7)检测的环境温度对充电时长修正。


6.一种汽车低压能量管理方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昌军，李志成，李明，
申请(专利权)人：吉利汽车研究院宁波有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33