电动汽车低压蓄电池的充电控制方法、系统及整车控制器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车低压蓄电池的充电控制方法、系统及整车控制器，涉及电动汽车整车控制技术领域，所述方法包括：电动汽车启动后，整车控制器控制DC/DC转换器启动，并对低压蓄电池进行预充电；在对所述低压蓄电池进行预充电后，整车控制器控制DC/DC转换器关闭，并对所述低压蓄电池的电压进行监控；整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态；根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电。通过对低压蓄电池进行充电控制，提高了电动汽车能量利用率，延长了低压蓄电池的使用寿命。
【专利说明】
电动汽车低压蓄电池的充电控制方法、系统及整车控制器
技术领域
[0001]本发明涉及电动汽车整车控制技术领域，特别涉及一种电动汽车低压蓄电池的充电控制方法、系统及整车控制器。
【背景技术】
[0002]目前，环境保护问题及能源问题日益受到关注，为了应对环境和能源危机，电动汽车的研发和大规模使用成为必然趋势，在电动汽车性能提高并逐步迈向产业化的过程中，降低低压用电电气附件能耗和提高整车能量利用效率是电动汽车研究的重要课题。
[0003]与传统燃油车相比，汽油机由驱动电机代替;燃油系统由动力电池组代替；以发动机为动力源的各种辅助装置，包括机械式空调压缩机、液压转向助力机构、制动助力真空装置、水暖气和发电机，均由能够实现相应功能的电动装置代替。而纯电动汽车低压蓄电池一般是通过DC/DC转换器，将高压蓄电池的电源转换为14V的电源对低压蓄电池进行充电，与传统车的发电机对蓄电池充电类似)。
[0004]现有电动汽车低压蓄电池没有专门的充放电管理系统，一般，当车辆处于READY状态(该状态下电动汽车可以随时行驶)时，高压回路接通，DC/DC转换器始终以恒压方式为低压蓄电池充电，当车辆处于非READY状态(电动汽车在钥匙位置不当和/或电机、电池等单元存在故障的情况下处于该状态，此时电动汽车不能行驶)时，高压回路断开，DC/DC转换器停止为低压蓄电池充电。这种充放方式很容易造成电池损坏，例如在低压蓄电池严重亏空的情况下，DC/DC转换器给低压蓄电池充电流过大，将导致电池损坏，又例如在非ready状态下长时间停放车辆且使用电器时，低压蓄电池的电量一直处于亏空状态，容易导致电池损坏。此外，DC/DC转换器采用自然风冷却设计，DC/DC转换器长时间后工作温度升高，将带来能量转化效率低的问题。
[0005]纯电动汽车的能耗随着电动专用附件的增加而增多，在节能和环保问题备受关注的今天，如何通过低压蓄电池充放电智能化控制提高电动汽车能量利用率和延长蓄电池使用寿命具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0006]根据本发明实施例提供的技术方案解决的技术问题是通过对低压蓄电池进行充电控制，提高能量利用率和电池使用寿命。
[0007]根据本发明实施例提供的一种电动汽车低压蓄电池的充电控制方法，包括:
[0008]电动汽车启动后，整车控制器控制DC/DC转换器启动，并对低压蓄电池进行预充电；
[0009]在对所述低压蓄电池进行预充电后，整车控制器控制DC/DC转换器关闭，并对所述低压蓄电池的电压进行监控；
[0010]整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态；
[0011]根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电。
[0012]优选地，所述整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态包括:
[0013]所述整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，估算所述低压蓄电池的当前可用剩余电量；
[0014]当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量大于预设第一剩余电量时，确定低压蓄电池处于回收区；
[0015]当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量小于预设第二剩余电量时，确定所述低压蓄电池处于亏电区；
[0016]否则所述低压蓄电池处于循环区；
[0017]其中所述预设第一剩余电量大于所述预设第二剩余电量。
[0018]优选地，所述根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电的步骤包括:
[0019]当所述低压蓄电池处于亏电区或所述电动汽车的当前运行状态为减速状态时，所述整车控制器控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电。
[0020]优选地，所述根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电的步骤包括:
[0021]当所述低压蓄电池处于回收区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，所述整车控制器通过控制所述DC/DC转换器关闭，停止对所述低压蓄电池充电。
[0022]优选地，所述根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电的步骤包括:
[0023]当所述低压蓄电池处于循环区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，所述整车控制器计算所述低压蓄电池从所述当前可用剩余电量充电至所述预设第一剩余电量所用的时间，作为所述DC/DC转换器需要工作的时间；
[0024]所述整车控制器按照所述DC/DC转换器需要工作的时间，控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电；
[0025]在为所述低压蓄电池充电之后，所述整车控制器通过控制所述DC/DC转换器暂时关闭，暂停对所述低压蓄电池充电。
[0026]根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述电动汽车低压蓄电池的充电控制方法的程序。
[0027]根据本发明实施例提供的一种整车控制器，包括:
[0028]预充电控制模块，用于在电动汽车启动后，通过控制所述DC/DC转换器启动，实现对低压蓄电池进行预充电；
[0029]电池电压监控模块，用于在对所述低压蓄电池进行预充电之后，控制所述DC/DC转换器关闭，并对所述低压蓄电池的电压进行监控；
[0030]电池状态确定模块，用于根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态；
[0031]电池充电控制模块，用于根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电。
[0032]优选地，所述电池状态确定模块根据监控到的所述低压蓄电池的电压，估算所述低压蓄电池的当前可用剩余电量，当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量大于预设第一剩余电量时，确定低压蓄电池处于回收区，当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量小于预设第二剩余电量时，确定所述低压蓄电池处于亏电区，否则所述低压蓄电池处于循环区，其中所述预设第一剩余电量大于所述预设第二剩余电量。
[0033]优选地，所述电池充电控制模块在所述低压蓄电池处于亏电区或所述电动汽车的当前运行状态为减速状态时，控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电，在所述低压蓄电池处于回收区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，通过控制所述DC/DC转换器关闭，停止对所述低压蓄电池充电。
[0034]优选地，所述电池充电控制模块在所述低压蓄电池处于循环区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，计算所述低压蓄电池从所述当前可用剩余电量充电至所述预设第一剩余电量所用的时间，作为所述DC/DC转换器需要工作的时间，并按照所述DC/DC转换器需要工作的时间，控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电，在为所述低压蓄电池充电之后，通过控制所述DC/DC转换器暂时关闭，暂停对所述低压蓄电池充电。
[0035]根据本发明实施例提供的一种电动汽车低压蓄电池的充电控制系统，包括:
[0036]低压蓄电池，用于为电动汽车的低压用电电器供电；
[0037]DC/DC转换器，其在启动时，对所述低压蓄电池充电，并在关闭时，停止对所述低压蓄电池充电；
[0038]本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果:
[0039]1、通过对低压蓄电池进行充电控制，提高了电动汽车能量利用率，延长了低压蓄电池的使用寿命。
[0040]2、通过对低压蓄电池进行预充电，防止低压蓄电池出现亏电现象；
[0041 ] 3、通过控制DC/DC转换器启动或关闭，避免DC/DC转换器因长时间工作而温度升高导致的能量利用率低的问题，提高了启动汽车的能量利用率；
[0042 ] 4、本发明不需要改变包括DC/DC转换器在内的硬件结构。
【附图说明】
[0043]图1是本发明实施例提供的电动汽车低压蓄电池的充电控制方法框图；
[0044]图2是本发明实施例提供的整车控制器的结构框图；
[0045]图3是本发明实施例提供的电动汽车低压蓄电池的充电控制系统的功能结构示意图；
[0046]图4是本发明实施例提供的电动汽车低压蓄电池充电管理策略总体流程图；
[0047]图5是本发明实施例提供的电动汽车启动低压蓄电池充电功能控制流程图；
[0048]图6是本发明实施例提供的低压蓄电池电压信号滤波流程图；
[0049]图7是本发明实施例提供的低压蓄电池电量SOC状态估算流程图；
[0050]图8是本发明实施例提供的低压蓄电池电量SOC状态与电压对应曲线图；
[0051]图9是本发明实施例提供的回收区低压蓄电池充电控制流程图；
[0052]图10是本发明实施例提供的循环区低压蓄电池充电控制第一流程图；
[0053]图11是本发明实施例提供的循环区低压蓄电池充电控制第二流程图。
【具体实施方式】
[0054]以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0055]图1是本发明实施例提供的电动汽车低压蓄电池的充电控制方法框图，如图1所示，步骤包括:
[0056]步骤SlOl:电动汽车启动后，整车控制器控制DC/DC转换器启动，并对低压蓄电池进行预充电。
[0057]电动汽车启动后，整车控制器通过控制与DC/DC转换器连接的继电器闭合预设预充电时间，使DC/DC转换器工作，并为低压蓄电池进行预充电，避免低压蓄电池出现亏电现象。
[0058]上述预设预充电时间可以选取[lmin, 1min]区间中的任意值，例如Imin，3min，5min,7min, lOmin，本实施例优选5min。
[0059]步骤S102:在对低压蓄电池进行预充电后，整车控制器控制DC/DC转换器关闭，并对低压蓄电池的电压进行监控。
[0060]当达到预设预充电时间时，整车控制器通过控制与DC/DC转换器连接的继电器打开，使DC/DC转换器停止工作，从而停止为低压蓄电池充电。例如，电动汽车启动并对低压蓄电池进行持续5min的预充电后，整车控制器关闭DC/DC转换器。
[0061]步骤S103:整车控制器根据步骤S102监控到的低压蓄电池的电压，确定低压蓄电池的电池状态。
[0062]整车控制器根据监控到的低压蓄电池的电压，估算低压蓄电池的当前可用剩余电量，当低压蓄电池的当前可用剩余电量大于预设第一剩余电量时，确定低压蓄电池处于回收区；当低压蓄电池的当前可用剩余电量小于预设第二剩余电量时，确定低压蓄电池处于亏电区；否则低压蓄电池处于循环区；其中预设第一剩余电量大于预设第二剩余电量。
[0063]上述预设第一剩余电量大于或等于80%，例如选取85%或90%或95%，上述预设第二剩余电量小于或等于30%，例如选取15%或20%或25 %。以预设第一剩余电量等于80%，预设第二剩余电量等于30%为例，若当前可用剩余电量大于80%，说明低压蓄电池处于回收区，若当前可用剩余电量在[30%，80%]区间，说明低压蓄电池处于循环区，若当前可用剩余电量小于30%，说明低压蓄电池处于亏电区。
[0064]步骤S104:根据低压蓄电池的电池状态和/或电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对低压蓄电池的间歇性充电。
[0065]当低压蓄电池处于亏电区或电动汽车的当前运行状态为减速状态时，整车控制器控制DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为低压蓄电池充电。当低压蓄电池处于回收区且电动汽车的当前运行状态为加速状态时，整车控制器通过控制DC/DC转换器关闭，停止对低压蓄电池充电。当低压蓄电池处于循环区且电动汽车的当前运行状态为加速状态时，整车控制器计算低压蓄电池从当前可用剩余电量充电至预设第一剩余电量所用的时间，作为DC/DC转换器需要工作的时间，并按照DC/DC转换器需要工作的时间，控制DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为低压蓄电池充电，在为低压蓄电池充电之后，整车控制器通过控制DC/DC转换器暂时关闭，暂停对低压蓄电池充电。
[0066]本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤S1I至步骤S104。其中，该的存储介质可以为R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0067]图2是本发明实施例提供的整车控制器的结构框图，如图2所示，包括:
[0068]预充电控制模块10，用于在电动汽车启动后，通过控制DC/DC转换器启动，实现对低压蓄电池进行预充电。
[0069]电池电压监控模块20，用于在对低压蓄电池进行预充电之后，控制DC/DC转换器关闭，并对低压蓄电池的电压进行监控。
[0070]电池状态确定模块30，用于根据监控到的低压蓄电池的电压，确定低压蓄电池的电池状态。具体地说，电池状态确定模块30根据监控到的低压蓄电池的电压，估算低压蓄电池的当前可用剩余电量，当低压蓄电池的当前可用剩余电量大于预设第一剩余电量时，确定低压蓄电池处于回收区，当低压蓄电池的当前可用剩余电量小于预设第二剩余电量时，确定低压蓄电池处于亏电区，否则低压蓄电池处于循环区，其中预设第一剩余电量大于预设第二剩余电量。
[0071]电池充电控制模块40，用于根据低压蓄电池的电池状态和/或电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对低压蓄电池的间歇性充电。具体地说，电池充电控制模块40在低压蓄电池处于亏电区或电动汽车的当前运行状态为减速状态时，控制DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为低压蓄电池充电，在低压蓄电池处于回收区且电动汽车的当前运行状态为加速状态时，通过控制DC/DC转换器关闭，停止对低压蓄电池充电；在低压蓄电池处于循环区且电动汽车的当前运行状态为加速状态时，计算低压蓄电池从当前可用剩余电量充电至预设第一剩余电量所用的时间，作为DC/DC转换器需要工作的时间，并按照DC/DC转换器需要工作的时间，控制DC/DC转换器启动，利用已启动的DC/DC转换器，为低压蓄电池充电，在为低压蓄电池充电之后，通过控制DC/DC转换器暂时关闭，暂停对低压蓄电池充电。
[0072]本实施例的整车控制器实现了电动汽车低压蓄电池的电量维持的充电控制方法。
[0073]图3是本发明实施例提供的电动汽车低压蓄电池的充电控制系统的功能结构示意图，如图3所示，电动车低压电池充电系统结构包括整车控制器VCU、动力电池组管理系统BMS、DC/DC转换器、低压蓄电池、低压用电电器、高压用电设备、总正高压继电器K1、总负高压继电器K2、高压主继电器K3、DC/DC转换器继电器K4、高压回路和低压回路等。其中，整车控制器的功能包括:(I)控制高压主继电器K3和DC/DC转换器继电器K4的断开和闭合；(2)实时采集及滤波处理低压蓄电池的电压信号；(3)估算低压蓄电池当前可用剩余电量S0C，并判定蓄电池位于回收区Sr、循环区Sc和保留区Sp(相当于亏电区)中的哪个区间；(4)结合电量状态SOC和车辆运行状态，对DC/DC转换器智能化控制。低压蓄电池用于为电动汽车的低压用电电器供电。DC/DC转换器在启动时对低压蓄电池充电，并在关闭时停止对低压蓄电池充电。
[0074]工作中，整车控制器通过向DC/DC转换器继电器K4发送DC/DC转换器控制信号使DC/DC转换器继电器K4吸合，由动力电池组管理系统BMS、总正高压继电器Kl、高压主继电器Κ3、DC/DC转换器继电器Κ4、DC/DC转换器、总负高压继电器Κ2形成的回路导通，此时DC/DC转换器启动，并利用动力电池组为低压蓄电池进行预充电，防止低压蓄电池亏电。预充电5min之后，整车控制器通过向DC/DC转换器继电器K4发送DC/DC转换器控制信号使DC/DC转换器继电器K4打开，由动力电池组管理系统BMS、总正高压继电器Kl、高压主继电器K3、DC/DC转换器继电器K4、DC/DC转换器、总负高压继电器K2形成的回路断开，此时DC/DC转换器关闭，停止对低压蓄电池充电。然后整车控制器通过监测低压蓄电池的电压，确定低压蓄电池的当前可用剩余电量，进而确定低压蓄电池当前所处区域。最后根据电池当前所处区域和/或电动车运行状态，启动或关闭DC/DC转换器，从而对低压蓄电池进行充电。
[0075]实际应用中，首先，驾驶员要踩下刹车，启动钥匙打到ON档，将车辆处于READY状态下，整车控制器闭合DC/DC转换器继电器K4使DC/DC转换器工作5min后，断开DC/DC转换器继电器K4使DC/DC转换器关闭，并以Imin为单位周期性实时监测低压蓄电池电压信息；其次，整车控制器对低压蓄电池电压信息采用滑动队列对其滤波减小DC/DC转换器开关所带来随机的毛刺信号又能保证信号的可靠性;然后，基于蓄电池电压值采用线性查表法估算低压蓄电池可用剩余电量SOC状态信息，并依据蓄电池电量多少将蓄电池的状态划分为回收区Sr、循环区Sc和保留区Sp三个区间；最后，根据低压蓄电池SOC所处状态区间，整车控制器估算下一刻DC/DC转换器需要工作时长及控制策略，并闭合DC/DC转换器继电器使DC/DC转换器维持工作所需工作时长，从而使低压蓄电池电量维持在合理范围内，最终达到提高汽车能量利用率和延长蓄电池使用寿命的目的。
[0076]目前纯电动汽车低压蓄电池大多没有智能充放电管理系统，而导致能量利用率低和低压蓄电池亏电问题，不利于司机启动车辆。本实施例是在不变更DC/DC转换器及其成本的前提下提出的。图4是本发明实施例提供的电动汽车低压蓄电池充电管理策略总体流程图，如图4所示，步骤包括:
[0077]步骤S201:车辆启动且处于READY状态，启动DC/DC转换器工作5min，即为低压蓄电池预充电5min。
[0078]步骤S202:关闭DC/DC转换器，停止为低压蓄电池预充电，并以Imin为单位周期性实时监测低压蓄电池电压信号。
[0079]当驾驶员启动电动汽车时，首先要踩下刹车，档位置于N档(或P档)，启动钥匙打到ON档，将车辆处于READY状态下。整车控制器闭合DC/DC转换器继电器使DC/DC转换器工作5分钟，以防止车辆长时间停车等情况导致的低压蓄电池出现亏电现象;然后断开DC/DC转换器继电器并维持Imin单位周期性实时监测低压蓄电池电压信息。
[0080]步骤S203:采用滑动滤波处理低压蓄电池电压。
[0081]如果对低压蓄电池电压信号采取简单的连续采样值平均值滤波法，则无法完全消除DC/DC转换器启动工作与关闭瞬间所产生的尖峰，而本实施例的整车控制器对低压蓄电池电压信息采用滑动均值滤波的方法对低压蓄电池电压信息进行处理，既能减小DC/DC转换器开关所带来随机的毛刺信号又能保证信号的可靠性。
[0082]其中，平均值滤波法是基于数组成员求平均值，数组成员全部更新一次，计算一次平均值，而本实施例的滑动均值法是基于先进先出的队列，队列更新一次，计算一次平均值。
[0083]步骤S204:根据滑动滤波处理后的低压蓄电池电压，采用线性拟合法估算低压蓄电池可用剩余电量SOC状态信息。
[0084]根据滑动均值滤波处理后的低压蓄电池电压信号值和低压蓄电池电压对应电量状态SOC试验数据曲线图，整车控制器采用线性拟合法估算低压蓄电池可用剩余电量SOC状态信息，并依据蓄电池电量SOC状态将蓄电池电量SOC状态划分为回收区Sr、循环区Sc和保留区Sp三个区间。
[0085]步骤S205:判断S0C〈S0Ch是否成立，若成立则执行步骤S206，否则执行步骤S207。其中，SOCh为预设第一剩余电量。
[0086]步骤S206:判断SOOSOC1是否成立，若成立则执行步骤S209，否则执行步骤S208。其中，SOCl为小于SOCh的预设第二剩余电量。
[0087]步骤S207:整车控制器确定低压蓄电池处于回收区。
[0088]步骤S208:整车控制器确定低压蓄电池处于保留区(即亏电区)。
[0089]步骤S209:整车控制器确定低压蓄电池处于循环区。
[0090]步骤S210:整车控制器根据低压蓄电池所处的回收区或保留区或循环区，以及车辆运行状态，对DC/DC转换器的工作时长进行估计并启动充电计时器。
[0091 ]整车控制器根据加速踏板开度信号将车辆运行状态分为:加速踏板开度大于O时车辆处于加速状态和加速踏板开度为O时车辆处于能量回收减速状态(或称减速状态、能量回收状态)。整车控制器结合蓄电池状态区间和车辆运行状态对DC/DC转换器智能化控制，实现根据低压蓄电池智能充放电管理。
[0092]I)当低压蓄电池位于回收区Sr，车辆加速过程(即车辆处于加速状态)中，DC/DC转换器不工作，车辆能量回收状态(即车辆处于能量回收减速状态)时，整车控制器启动DC/DC转换器，整车控制器通过电机控制器适当增加电机补偿发电扭矩Tg，其中电机补偿发电扭矩的算法为:Tg = 9550*Pdc/Nm，其中，Pdc为DC/DC转换器当前允许工作功率，Nm为电机当前工作转速值。
[0093]即当低压蓄电池位于回收区Sr时，整车控制器根据车辆运行状态实现对低压蓄电池的间歇性循环充电。
[0094]通过该方法既能有效提高能量回收利用率，又能实现低压蓄电池被动充电。
[0095]2)当蓄电池位于循环区Sc，车辆能量回收状态(即车辆处于能量回收减速状态)时，整车控制器启动DC/DC转换器;车辆加速(即车辆处于加速状态)时，DC/DC转换器采用间歇性工作，整车控制器根据低压蓄电池SOC状态值估算下一刻DC/DC转换器需要工作的时间F(SOC)，实现低压蓄电池间歇性循环充电。
[0096]3)当蓄电池位于保留区Sp，启动DC/DC转换器工作，实现低压蓄电池主动充电。
[0097]步骤S211:判断充电计时器是否超过所估计的工作时长，若是则执行步骤S202，否则执行步骤S212。
[0098]步骤S212:启动DC/DC转换器工作。
[0099]整车控制器闭合DC/DC转换器继电器并维持所需工作时长时间，从而使低压蓄电池电量维持在回收区Sr和循环区Sc范围内，最终达到提高汽车能量利用率和延长蓄电池使用寿命的目的。
[0100]图5是本发明实施例提供的电动汽车启动低压蓄电池充电功能控制流程图，如5所示，步骤包括:
[0101]步骤S301:判断是否钥匙在ON档位置且驾驶员踩下刹车且档位位于N或P档，若是则执行步骤S302，否则执行步骤S307。
[0102]步骤S302:判断是否存在一级或二级故障，若存在则执行步骤S307，否则执行步骤S303o
[0103]步骤S303:闭合高压主继电器K3并发送上电指令。
[0104]步骤S304:闭合总正高压继电器Kl和总负高压继电器K2。
[0105]步骤S305:车辆处于READY状态下，DC/DC转换器工作5分钟。
[0106]步骤S306:断开DC/DC转换器继电器K4，采集低压蓄电池电压信号I分钟。
[0107]步骤S307:断开高压主继电器K3并发送下电指令。
[0108]步骤S308:车辆处于非READY状态。
[0109]步骤S309: DC/DC转换器继电器K4断开，DC/DC转换器停止工作。
[0110]也就是说，当驾驶员启动时，首先，整车控制器VCU监测驾驶员是否踩下刹车，启动钥匙打到ON档，档位位于PSN档，通过CAN总线实时接收整车控制系统中各个控制单元的工作状态信息并判定各个控制单元模块无一级或二级故障(例如动力电池绝缘故障)，整车控制器VCU将高压主继电器K3控制信号置为低电平使高压主继电器K3导通，同时通过向动力电池管理系统BMS发送高压上电控制指令闭合总正高压继电器K1、总负高压继电器K2，高压回路实现安全上电。整车控制器确认将车辆处于READY状态下，闭合DC/DC转换器继电器K4使DC/DC转换器继电器工作5分钟，防止长时间停放车辆，低压蓄电池出现亏电现象;然后，断开DC/DC转换器继电器K4并维持I分钟，使DC/DC转换器停止工作，以实现实时监测低压蓄电池电压信息；若整车控制器判定车辆控制系统存在一级或二级故障，则退出高压上电控制流程，立即断开高压主继电器K3和DC/DC转换器继电器K4使DC/DC转换器停止工作。
[0111]图6是本发明实施例提供的低压蓄电池电压信号滤波流程图，如图6所示，步骤包括:
[0112]步骤S401:周期性采集低压蓄电池电压信息。
[0113]步骤S402:按照“先进先出”的原则更新队列循环数据。
[0114]步骤S403:计算队列的平均值。
[0115]也就是说，首先需要定义滑动循环队列的长度为N，周期性(周期为AT)更新低压蓄电池电压信息采样值。每读到一个新采样值遵循“先进先出”的原则写入滑动循环队列尾部，其次对整个滑动循环队列中的数据计算低压蓄电池电压信号平均值。
[0116]滑动均值滤波既能减小DC/DC转换器开关所带来随机的毛刺信号，又能保证信号的平滑性和稳定性。
[0117]图7是本发明实施例提供的低压蓄电池电量SOC状态估算流程图，如图7所示，步骤包括:
[0118]步骤S501:采用线性拟合法估算低压蓄电池可用剩余电量SOC状态信息。
[0119]图8是本发明实施例提供的低压蓄电池电量SOC状态与电压对应曲线图，如图8所示，利用滑动均值滤波处理后的低压蓄电池电压信号值和低压蓄电池电压对应电量状态SOC试验数据曲线，整车控制器采用线性拟合法估算低压蓄电池可用剩余电量SOC状态信息。
[0120]步骤S502:判断是否满足S0C〈S0Ch，若是则执行步骤S503，否则执行步骤S506。
[0121 ] 步骤S503:判断是否满足SOOSOC1，若是则执行步骤S505，否则执行步骤S504。
[0122]步骤S504:整车控制器确定低压蓄电池处于保留区.
[0123]步骤S505:整车控制器确定低压蓄电池处于循环区。
[0124]步骤S506:整车控制器确定低压蓄电池处于回收区。
[0125]也就是说，本实施例依据低压蓄电池电量多少，将低压蓄电池状态划分为回收区Sr、循环区Sc和保留区Sp三个区间，具体如下:
[0126]I)当S0Ch〈S0C彡100%时，其中80%彡S0Ch〈100%，蓄电池位于回收区Sr，该区间内运用于存储电机发电补偿扭矩的制动能量的空间，这部分空间尽量空出。
[0127]2)当S0CKS0C彡SOCh时，其中O彡SOCl彡30%和80%彡S0Ch〈100%，蓄电池位于循环区Sc，该区间为回收区Sr和保留区Sp过渡区域，一般情况下，使低压蓄电池电量位于循环区Sc状态。
[0128]3)当0〈S0C彡SOCl时，其中O彡SOCl彡30%，蓄电池位于亏电区SI，该区间为车辆启动所需的能量，当蓄电池位于亏电区Si内时，需要及时补电。
[0129]图9是本发明实施例提供的回收区低压蓄电池充电控制流程图，如图9所示，步骤包括:
[0130]步骤S601:低压蓄电池SOC状态位于回收区Sr。
[0131]步骤S602:判断车辆是否处于加速工况，若是则执行步骤S603，否则执行步骤S604o
[0132]步骤S603:断开DC/DC转换器继电器K4，关闭DC/DC转换器。
[0133]步骤S604:闭合DC/DC转换器继电器K4，启动DC/DC转换器。
[0134]也就是说，当低压蓄电池位于回收区Sr时，车辆加速过程中DC/DC转换器不工作，车辆能量回收状态时整车控制器启动DC/DC转换器，在提高能量回收利用率的同时实现低压蓄电池被动充电。
[0135]图10是本发明实施例提供的循环区低压蓄电池充电控制第一流程图，如图10所示，步骤包括:
[0136]步骤S701:低压蓄电池SOC状态位于循环区Sc。
[0137]步骤S702:判断车辆是否处于加速工况，若是则执行步骤S703，否则执行步骤S704。
[0138]步骤S703: DC/DC转换器采用间歇性方式工作。
[0139]步骤S704:闭合DC/DC转换器继电器K4，启动DC/DC转换器。
[0140]步骤S705:根据低压蓄电池SOC状态估算DC/DC转换器工作时间。
[0141]步骤S706:闭合DC/DC转换器继电器K4，启动DC/DC转换器，使能充电计时器。
[0142]步骤S707:判断充电时间是否超过步骤S705估算的DC/DC转换器工作时间，若是则执行步骤S708，否则返回本步骤。
[0143]步骤S708:断开DC/DC转换器K4，，关闭DC/DC转换器I分钟，充电计时器清零，并监测低压蓄电池电压。
[0144]也就是说，当蓄电池位于循环区Sc时，若车辆处于能量回收减速状态，则整车控制器启动DC/DC转换器;若车辆处于加速状态，则DC/DC转换器采用间歇性工作，整车控制器根据低压蓄电池SOC状态值估算下一刻DC/DC转换器需要工作的时间F(SOC)，估算公式:F(S0C)=k*S0C+bo
[0145]其中，k= T0/(S0Cl_S0Ch)，b = T0*S0Ch/(S0Ch-S0Cl)，T0为使用DC/DC转换器为蓄电池充电时电量从SOCl到到SOCh所需的时间。
[0146]整车控制器使能充电计时器，在估算时间F(SOC)范围内，持续闭合DC/DC转换器继电器，维持DC/DC转换器工作;在充电机计时器超过估算时间F(S0C)范围，断开DC/DC转换器继电器lmin，采集低压蓄电池电压信号。
[0147]图11是本发明实施例提供的循环区低压蓄电池充电控制第二流程图，如图11所示，作为另一种实施例，实施步骤如下:
[0148]步骤S801:低压蓄电池SOC状态位于循环区Sc。
[0149]步骤S802:DC/DC转换器采用间歇性方式工作。
[0150]步骤S803:根据低压蓄电池SOC状态估算DC/DC转换器工作时间，具体计算步骤见图10描述的实施例。
[0151]步骤S804:闭合DC/DC转换器继电器K4，启动DC/DC转换器，使能充电计时器。
[0152]步骤S805:判断充电时间是否超过估算的DC/DC转换器工作时间，若是则执行步骤S806，否则返回本步骤。
[0153]步骤S806:断开DC/DC转换器K4，，关闭DC/DC转换器I分钟，充电计时器清零，并监测低压蓄电池电压。
[0154]步骤S807:判断车辆是否处于加速工况，若是则结束流程，否则执行步骤S808。
[0155]步骤S808:闭合DC/DC转换器继电器K4，启动DC/DC转换器。
[0156]尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电动汽车低压蓄电池的充电控制方法，其特征在于，包括: 电动汽车启动后，整车控制器控制DC/DC转换器启动，并对低压蓄电池进行预充电；在对所述低压蓄电池进行预充电后，整车控制器控制DC/DC转换器关闭，并对所述低压蓄电池的电压进行监控； 整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态；根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态包括: 所述整车控制器根据监控到的所述低压蓄电池的电压，估算所述低压蓄电池的当前可用剩余电量； 当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量大于预设第一剩余电量时，确定所述低压蓄电池处于回收区； 当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量小于预设第二剩余电量时，确定所述低压蓄电池处于亏电区； 否则所述低压蓄电池处于循环区； 其中所述预设第一剩余电量大于所述预设第二剩余电量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电的步骤包括: 当所述低压蓄电池处于亏电区或所述电动汽车的当前运行状态为减速状态时，所述整车控制器控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电的步骤包括: 当所述低压蓄电池处于回收区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，所述整车控制器通过控制所述DC/DC转换器关闭，停止对所述低压蓄电池充电。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电的步骤包括: 当所述低压蓄电池处于循环区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，所述整车控制器计算所述低压蓄电池从所述当前可用剩余电量充电至所述预设第一剩余电量所用的时间，作为所述DC/DC转换器需要工作的时间； 所述整车控制器按照所述DC/DC转换器需要工作的时间，控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电； 在为所述低压蓄电池充电之后，所述整车控制器通过控制所述DC/DC转换器暂时关闭，暂停对所述低压蓄电池充电。6.一种整车控制器，其特征在于，包括: 预充电控制模块，用于在电动汽车启动后，通过控制所述DC/DC转换器启动，实现对低压蓄电池进行预充电； 电池电压监控模块，用于在对所述低压蓄电池进行预充电之后，控制所述DC/DC转换器关闭，并对所述低压蓄电池的电压进行监控； 电池状态确定模块，用于根据监控到的所述低压蓄电池的电压，确定所述低压蓄电池的电池状态； 电池充电控制模块，用于根据所述低压蓄电池的电池状态和/或所述电动汽车的当前运行状态，控制DC/DC转换器启动或关闭，实现对所述低压蓄电池的间歇性充电。7.根据权利要求6所述的整车控制器，其特征在于，所述电池状态确定模块根据监控到的所述低压蓄电池的电压，估算所述低压蓄电池的当前可用剩余电量，当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量大于预设第一剩余电量时，确定所述低压蓄电池处于回收区，当所述低压蓄电池的当前可用剩余电量小于预设第二剩余电量时，确定所述低压蓄电池处于亏电区，否则所述低压蓄电池处于循环区，其中所述预设第一剩余电量大于所述预设第二剩余电量。8.根据权利要求7所述的整车控制器，其特征在于，所述电池充电控制模块在所述低压蓄电池处于亏电区或所述电动汽车的当前运行状态为减速状态时，控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电，在所述低压蓄电池处于回收区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，通过控制所述DC/DC转换器关闭，停止对所述低压蓄电池充电。9.根据权利要求7所述的整车控制器，其特征在于，所述电池充电控制模块在所述低压蓄电池处于循环区且所述电动汽车的当前运行状态为加速状态时，计算所述低压蓄电池从所述当前可用剩余电量充电至所述预设第一剩余电量所用的时间，作为所述DC/DC转换器需要工作的时间，并按照所述DC/DC转换器需要工作的时间，控制所述DC/DC转换器启动，并利用已启动的DC/DC转换器，为所述低压蓄电池充电，在为所述低压蓄电池充电之后，通过控制所述DC/DC转换器暂时关闭，暂停对所述低压蓄电池充电。10.—种电动汽车低压蓄电池的充电控制系统，包括: 低压蓄电池，用于为电动汽车的低压用电电器供电； DC/DC转换器，其在启动时，对所述低压蓄电池充电，并在关闭时，停止对所述低压蓄电池充电； 其特征在于，还包括上述权利要求6-9任意一项所述的整车控制器。
【文档编号】B60L1/00GK106004446SQ201610375909
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】张宇, 张帅领, 刘飞, 曹桂军, 应翔, 邵赓华
【申请人】北京现代汽车有限公司