一种双电池汽车的智能补电系统、方法及汽车与流程

1.本发明涉及汽车电池技术领域，特别涉及一种双电池汽车的智能补电系统、方法及汽车。


背景技术：

2.近年自动驾驶汽车和新能源汽车的技术蓬勃发展，汽车电子功能的增多，软件的成熟度影响越来越大，耗电增加导致12v蓄电池亏电，从而影响了用户的正常使用车辆。为了规避此类问题，现有技术中新能源车辆均开发了基于高压电池的智能补电功能，在12v电池电量过低时，采用高压电池的电量为12v电池充电。但上述智能补电只是针对现有单12v电池的方案开发的，针对双12v电池系统，如何实现保证续航和双12v电池系统的电量是主机厂开发者需要考虑的问题，现有技术无相关专用的双12v低压电源的智能补电策略的公开。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双电池汽车的智能补电系统、方法及汽车，适用于双12v低压蓄电池系统的新能源汽车的补电，在保证续航的前提下智能的控制双12v蓄电池的充电。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种双电池汽车的智能补电系统，双电池汽车包括主12v电池、副12v电池，通过低压控制系统切换主12v电池、副12v电池为汽车提供12v低压供电；所述补电系统还包括电池传感器、整车控制器、dcdc转换器以及隔离开关，所述电池传感器用于分别采集主12v电池、副12v电池的电量soc1、soc2，其输出端连接整车控制器；所述dcdc转换器通过充电线连接主12v电池和隔离开关的一端，隔离开关的另一端连接至副12v电池；所述整车控制器的输出端连接至dcdc转换器的控制端和隔离开关的控制端。
5.所述整车控制器与补电条件采集模块连接，所述补电条件采集模块用于采集整车参数并根据整车参数判断是否启动补电。
6.所述整车控制器与车联网系统连接，用于通过车联网系统发出补电状态提醒。
7.所述补电条件采集模块采集与补电相关联的车辆状态参数，在车辆具备补电条件时才允许补电启动。
8.一种双电池汽车的智能补电方法，包括，
9.1)、采集主12v电池、副12v电池的电量信息soc1、soc2；
10.2)、基于soc1、soc2判断主12v电池、副12v电池是否有补电需求；在主12v电池、副12v电池任一有补电需求后进入补电程序；
11.3)、在补电程序下，基于soc1、soc2来分别控制dcdc转换器、隔离开关的开启和关闭从而实现对于主12v电池、副12v电池任一或全部补电。
12.在进入补电程序前先判断此时车辆是否具备补电条件，若具有补电条件则进入补
电程序否则禁止进入补电程序，并通过车联网平台发出提醒信号至用户。
13.步骤2)中，当判断soc1、soc2任一数值低于设定的第一电量阈值时判断其有补电需求。
14.在步骤3中，当soc1大于第一电量阈值，第二电量阈值《soc2《第一电量阈值时，此时仅控制隔离开关闭合，使得主12v电池向副12v电池补电；
15.当soc1小于第一电量阈值时，驱动dcdc转换器开启并基于sco2的数值来判断是否控制隔离开关闭合。
16.在控制dcdc转换器开启时，其开启时间基于soc1、soc2的大小按照预先标定的开启时间对照表来确定并按照对应的开启时间来控制dcdc转换器的工作。
17.一种汽车，所述汽车包括所述的一种双电池汽车的智能补电系统或所述的一种双电池汽车的智能补电方法。
18.本发明的优点在于：可以保证双12v电池的补电，保双电池的电量状态良好，提高了自动驾驶和整车的电源可靠性，避免亏电情况的发生，在满足续航的前提下通过隔离开关和dcdc转换器保证了双12v电源的补电。
附图说明
19.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
20.图1为本发明智能补电系统结构原理图。
具体实施方式
21.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
22.本发明是为了满足双电池汽车的补电需求而设计的一种新的智能补电方法。本发明的核心是利用隔离开关将两个12v电池分开，按照两个电池不同的soc设计补电策略而进行智能补电。
23.本发明是利用电源隔离技术、电源仿真技术、电源电量测量技术、整车高压控制技术、电源安全技术、车载信息通讯技术等，进行设计开发出的一种功能满足要求、硬件创新的设计方法。
24.本发明是汽车供电设计的一个非常重要的部分，同时对充电安全、供电安全、供电冗余有一定的帮助，是智能驾驶汽车中可以广泛应用的设计方案之一。
25.本方案充分考虑了两块电池的能量利用，最大化的降低了充电损耗，有利于降低整车能耗，提高电动车续航。同时兼顾了两块电池的电量状态，有利于延长电池寿命，提高整车用电可靠性。硬件成本低仅需要增加隔离开关和一个电池及对应的电池传感器，成本低，软件开发可集成到整车控制器开发，具有很高的性价比。对低压能耗的降低有一定贡献。可确保双电池的电量状态良好，提高了自动驾驶和整车的电源可靠性。具体方案如下：
26.如图1所示，一种双电池汽车的智能补电系统，双电池汽车包括主12v电池、副12v电池，通过低压控制系统切换主12v电池、副12v电池为汽车提供12v低压供电，在车辆使用过程中通过低压控制系统来切换主副12v电池其一为低压系统供电；为了保证这两个低压12v电池的电量，本技术设计了智能补电系统包括电池传感器、整车控制器、dcdc转换器以
及隔离开关，电池传感器用于分别采集主12v电池、副12v电池的电量soc1、soc2，其输出端连接整车控制器；可以采用两个电池传感器分别采集一个电池的电量，实现对于两个电池的电量的采集。
27.dcdc转换器通过充电线连接主12v电池和隔离开关的一端，隔离开关的另一端连接至副12v电池；实现了dcdc转换器可以为主12v电源补电，通过隔离开关也能够连接至副12v电池，从而也可以为副12v电池补电。
28.整车控制器的输出端连接至dcdc转换器的控制端和隔离开关的控制端。整车控制器在补电时可以通过控制隔离开关的开闭以及dcdc转换器的工作从而实现了补电的控制，具体控制原理可以为当隔离开关闭合，则dcdc转换器工作时可以分别为主12v电池以及副12v电池充电，当隔离开关断开，dcdc工作，则可以单独为主12v电池充电，当dcdc不工作，隔离开关闭合，则可以主副电池之间相互充电补电。
29.整车控制器与补电条件采集模块连接，补电条件采集模块用于采集整车参数并根据整车参数判断是否启动补电。补电条件采集模块采集与补电相关联的车辆状态参数，在车辆具备补电条件时才允许补电启动。采集门锁状态、高压电池soc是否足够、系统有无故障等判断是否可以具备补电条件，当具备条件则按照预设的方法根据soc1、soc2来控制隔离开关以及dcdc转换器的工作状态从而给出补电控制。否则在不具有补电条件时，关闭流程同时可以发出提醒信号。
30.整车控制器与车联网系统平台连接，用于通过车联网系统发出补电状态提醒，可以将补电状态信息发送至车机上或车联网app上进行显示，从而保证了用户的知情权。
31.在一个优选的实施例中，本技术提供一种双电池汽车的智能补电方法，用于控制隔离开关、dcdc转换器的工作从而实现补电控制，包括如下步骤：
32.1)、采集主12v电池、副12v电池的电量信息soc1、soc2；
33.2)、基于soc1、soc2判断主12v电池、副12v电池是否有补电需求；在主12v电池、副12v电池任一有补电需求后进入补电程序；
34.3)、在补电程序下，基于soc1、soc2来分别控制dcdc转换器、隔离开关的开启和关闭从而实现对于主12v电池、副12v电池任一或全部补电。
35.在进入补电程序前先判断此时车辆是否具备补电条件，若具有补电条件则进入补电程序否则禁止进入补电程序，并通过车联网平台发出提醒信号至用户。
36.步骤2)中，当判断soc1、soc2任一数值低于设定的第一电量阈值时判断其有补电需求。
37.在步骤3中，当soc1大于第一电量阈值，第二电量阈值《soc2《第一电量阈值时，此时仅控制隔离开关闭合，使得主12v电池向副12v电池补电；
38.当soc1小于第一电量阈值时，驱动dcdc转换器开启并基于sco2的数值来判断是否控制隔离开关闭合。
39.在控制dcdc转换器开启时，其开启时间基于soc1、soc2的大小按照预先标定的开启时间对照表来确定并按照对应的开启时间来控制dcdc转换器的工作。本技术设置有第一、第二、第三电量阈值，分别对应50％、30％、5％，其对应的开启和关闭隔离开关、dcdc以及时间如下：
40.1、soc1》50％，若soc2》50％，此时隔离开关及dcdc均关闭；
41.若此时30％《s0c2《50％，仅闭合隔离开关，关闭dcdc，dcdc不工作；
42.若soc2《30％，此时闭合隔离开关同时打开dcdc，dcdc工作且工作时间跟随soc2数值越低，dcdc工作时间越长，本技术标定为：
43.5％《soc2《30％，dcdc工作15min；soc2《5％dcdc工作30min
44.2、30％《s0c1《50％，若soc2》50％，隔离开关断开，dcdc工作15分钟，仅为主12v电源充电；
45.若s0c2《50％，则闭合隔离开关并打开dcdc工作，dcdc工作时间跟随soc2数值越低，dcdc工作时间越长，本技术标定为：30％《s0c2《50％，dcdc工作15min；5％《soc2《30％，dcdc工作30min；soc2《5％，dcdc工作45min.
46.3、5％《soc1《30％，若soc2》50％，隔离开关断开，dcdc工作30分钟，仅为主12v电源充电；
47.若s0c2《50％，则闭合隔离开关并打开dcdc工作，dcdc工作时间跟随soc2数值越低，dcdc工作时间越长，本技术标定为：
48.30％《s0c2《50％，dcdc工作30min；5％《soc2《30％，dcdc工作30min；soc2《5％，dcdc工作45min。
49.4、soc1《5％，若soc2》50％，隔离开关断开，dcdc工作45分钟，仅为主12v电源充电；
50.若s0c2《50％，则闭合隔离开关并打开dcdc工作，dcdc工作时间为45min，本技术标定为：
51.30％《s0c2《50％，dcdc工作45min；5％《soc2《30％，dcdc工作45min；soc2《5％，dcdc工作45min。
52.本技术提供一种汽车，该汽车包括本技术的一种双电池汽车的智能补电系统或本技术的一种双电池汽车的智能补电方法。
53.功能实现的核心控制器是整车控制器(vcu)，所有的软件策略均由vcu执行。主要软件策略逻辑如下：
①
12v电池通过电量传感器测量soc，并将soc发布到整车网络上，传递给vcu；
②
vcu根据12v电池的soc1、soc2，判断是否需要进行智能补电；
③
如需要进行补电，则判断相关前提条件是否具备：门锁状态、高压电池soc是否足够、系统有无故障等；
④
如条件均具备，则按照约定的补电时间进行补电，如不具备，则关闭流程；
⑤
相关补电的信息同步上传到车联网平台。
54.双电池系统的最大不同，是有两块12v电池，存在需要根据电量不同而进行电量平衡的问题。结合自动驾驶的电源冗余需求，在两块电池直接增加了隔离开关，从而保障了可以在双电池之间进行电源切换的条件。在硬件上，可以供系统根据两块电池soc的不同，主动的控制副电池回路的通断。这是双电池智能补电方法的硬件核心。
55.下面系统的介绍双电池智能补电方法。在硬件上，双电池之间采用一个电源隔离开关隔离开，采用两个电量传感器采集每一个soc的电量。相应的，就会有两个12v电池的soc，分别命名为主电池soc1，副电池soc2。
56.双电池智能补电的主要判断参数，是主电池的soc1，以此为主条件，优先满足主电池的补电，同时引入副电池soc2，两者相互匹配，换算出补电时间。在不同补电时间时以最大值取。其中当主电池soc1高于50％，而副电池略低于补电限值(30％《soc2《50％)时，不开启高压dcdc，通过关闭隔离开关，通过主电池为副电池补电，从而达到节约高压电池电量的
目的。这样有利于降低能耗，同时使两块电池的电量减小差异，达到较为均衡的状态。具体标定后的补电控制如下表：
[0057][0058][0059]
系统故障的诊断和高压上下电的控制，由vcu进行系统的判断和控制。vcu的算法需要覆盖上述所有的需求，按照上述逻辑进行补电控制，以上可以实车验证，需要针对不同的策略设计完整的验证方案，在各种典型场景下开展验证工作。特别需要注意在整车充电的场景下，各种充电状态与高压电池电量变化，是否会对智能补电的功能造成影响。此双电池汽车的智能补电方法，具备低成本、高可靠的特性，能够很好的满足自动驾驶的新能源车型需求，有较高的实用价值。
[0060]
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。