一种车辆蓄电池的补电方法及装置与流程

1.本发明涉及电动汽车的低压蓄电池的补电技术，尤其涉及一种车辆蓄电池的补电方法、一种车辆蓄电池的补电装置，以及一种计算机可读存储介质。


背景技术：

2.电动汽车作为一种新能源车辆，其整车功能模块正在逐渐增多。随着电动汽车向自动化、网络智能化发展，整车的静态功耗越来越大。在长期驻车时，该静态功耗将对低压蓄电池造成很大的负荷。尤其当车辆长期停放后，低压蓄电池可能会深度亏电，造成电解液纯度降低、硫酸浓度不均以使低压蓄电池内阻增大，从而影响低压蓄电池的容量与寿命。
3.当前新能源车辆的补电策略，多依赖于蓄电池的荷电状态(state of charge，soc)的估算来实施。该方法是根据当前蓄电池的soc来唤醒整车进行充电，对蓄电池的soc估算精度有着较大的依赖性，需要投入大量人力和时间进行标定。而且，由于铅酸蓄电池对气候的依赖性较强的特点，该方法涉及的估算曲线会发生较大的漂移。此时，对蓄电池soc的估算会产生偏差，造成整车频繁地在唤醒状态和休眠状态之间切换，从而影响整车电池断路单元(battery disconnect unit，bdu)与蓄电池的寿命，严重时还会造成蓄电池漏液的问题。
4.因此，本领域亟需一种可以对长期停放车辆的低压蓄电池进行补电的方案，用于防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。


技术实现要素：

5.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
6.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆蓄电池的补电方法、一种车辆蓄电池的补电装置，以及一种计算机可读存储介质，用于防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。
7.本发明提供的上述车辆蓄电池的补电方法包括：响应于整车处于休眠状态，利用电压检测模块监测所述蓄电池的电压；响应于所述蓄电池的电压低于预设的电压阈值，唤醒电池管理系统及变压模块；以及利用所述电池管理系统及所述变压模块对所述蓄电池进行固定时长的补电。
8.优选地，在本发明的一些实施例中，所述的补电方法还可以包括：根据整车用电器的工作电压确定所述电压阈值；和/或根据所述蓄电池选择对应的补电时间，所述补电时间为固定的时长。
9.优选地，在本发明的一些实施例中，选择对应的补电时间的步骤可以包括：根据所述蓄电池的容量及所述电压阈值选择对应的补电时间。
10.可选地，在本发明的一些实施例中，监测所述蓄电池的电压的步骤可以包括：响应于整车处于休眠状态而使车辆控制单元进入伪休眠状态；以及在所述伪休眠状态下，利用所述电压检测模块每隔一段预设时间检测一次所述蓄电池的电压。
11.可选地，在本发明的一些实施例中，所述电压检测模块可以设于所述车辆控制单元，并连接所述蓄电池的两个电极。所述预设时间包括但不限于30～120分钟。
12.优选地，在本发明的一些实施例中，唤醒所述电池管理系统及所述变压模块的步骤可以包括：响应于所述蓄电池的电压低于所述电压阈值，利用所述电压检测模块唤醒所述车辆控制单元，所述车辆控制单元响应于被唤醒而进行自检；以及响应于所述车辆控制单元完成自检，向所述电池管理系统及所述变压模块发送唤醒报文。
13.可选地，在本发明的一些实施例中，对所述蓄电池进行补电的步骤可以包括：向所述电池管理系统发送管理报文，控制所述电池管理系统闭合动力电池的高压继电器，以将所述动力电池连接到所述蓄电池；以及向所述变压模块发送管理报文，控制所述变压模块对所述动力电池的输出电压进行变压，以输出补电电压来对所述蓄电池补电。
14.优选地，在本发明的一些实施例中，所述电池管理系统可以响应于所述车辆控制单元发送的唤醒报文而开始自检，并响应于完成自检才接收所述管理报文以闭合所述动力电池的高压继电器。所述变压模块可以响应于所述车辆控制单元发送的唤醒报文而开始自检，并响应于完成自检才接收所述管理报文来对所述动力电池的输出电压进行变压。
15.可选地，在本发明的一些实施例中，输出所述补电电压来对所述蓄电池补电的步骤可以包括：根据所述蓄电池的内阻调节补电的电流值，以输出恒定的补电电压来对所述蓄电池进行恒压补电。
16.可选地，在本发明的一些实施例中，所述补电方法还可以包括：监测所述动力电池的荷电状态；以及响应于所述动力电池的荷电状态低于预设的电量阈值，停止对所述蓄电池补电。
17.根据本发明的另一方面，本文还提供了一种车辆蓄电池的补电装置。
18.本发明提供的上述车辆蓄电池的补电装置包括存储器及处理器。所述处理器连接所述存储器，并配置用于实施上述任意一个实施例所提供的补电方法，从而防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。
19.根据本发明的另一方面，本文还提供了一种计算机可读存储介质。
20.本发明提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，可以实施上述任意一个实施例所提供的补电方法，从而防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。
附图说明
21.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
22.图1示出了根据本发明的一方面提供的车辆蓄电池的补电方法的流程示意图。
23.图2示出了根据本发明的一些实施例提供的为车辆蓄电池补电的架构示意图。
24.图3示出了根据本发明的一些实施例提供的为车辆蓄电池补电的流程示意图。
25.图4示出了根据本发明的另一方面提供的车辆蓄电池的补电装置的架构示意图。
26.附图标记：
27.101～103
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车辆蓄电池的补电方法的步骤；
28.21
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车辆控制单元；
29.22
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电压检测模块；
30.23
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can总线；
31.24
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电池管理系统；
32.25
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变压模块；
33.26
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低压蓄电池；
34.27
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动力电池；
35.40
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车辆蓄电池的补电装置；
36.41
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存储器；
37.42
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处理器。
具体实施方式
38.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
41.能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
42.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆蓄电池的补电方法、一种车辆蓄电池的补电装置，以及一种计算机可读存储介质，用于防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。
43.在本发明的一些实施例中，车辆蓄电池的补电方法可以由车辆蓄电池的补电装置来实施。补电装置的处理器可以通过执行存储于补电装置的存储器的计算机指令来实施上
述补电方法。补电装置的存储器可以作为一种计算机可读存储介质，存储用于实施上述补电方法的计算机指令。
44.请结合参考图1及图2，图1示出了根据本发明的一方面提供的车辆蓄电池的补电方法的流程示意图。图2示出了根据本发明的一些实施例提供的为车辆蓄电池补电的架构示意图。
45.如图1所示，本发明提供的上述车辆蓄电池的补电方法，可以包括步骤101：响应于整车处于休眠状态，利用电压检测模块监测蓄电池的电压。
46.在本发明的一些实施例中，电动车辆可以响应于用户将车辆切换至熄火状态，或长期保持在待机状态而自动进入休眠模式。在该休眠模式下，整车的通信单元、动力电池模块、低压蓄电池模块及其他用电器都将进入休眠状态，以降低整车的静态功耗。
47.在本发明提供的上述补电方法中，响应于整车进入休眠状态，车辆控制单元(vehicle control unit，vcu)可以进入一种伪休眠状态。该伪休眠状态是指关闭车辆控制单元的其他功能，而仅保留基本的电压检测功能的低功耗模式。
48.如图2所示，在一些实施例中，车辆控制单元21可以包括电压检测模块22。该电压检测模块22可以分别连接低压蓄电池26的两个电极，以监测低压蓄电池26的电压。在一些实施例中，在上述伪休眠状态下，车辆控制单元21可以利用电压检测模块22每隔一小时检测一次低压蓄电池26的电压，从而判断低压蓄电池26是否发生亏电的问题。通过采用上述伪休眠的低功耗模式，本发明可以在极低的静态功耗条件下监测低压蓄电池26是否发生亏电的问题，从而有效地防止低压蓄电池26亏电，并稳定蓄电池26的内阻以延长蓄电池26的使用寿命。
49.本领域的技术人员可以理解，上述每隔一小时检测一次低压蓄电池26电压的方案只是本发明提供的一种具体实施例，旨在清楚地展示本发明的构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
50.可选地，在另一些实施例中，本领域的技术人员也可以根据低压蓄电池26的电量及整车的静态功耗，采用30分钟、90分钟或120分钟等适当的间隔时间，以监测低压蓄电池26是否发生亏电的问题，从而取得相同的效果。
51.如图1所示，本发明提供的上述车辆蓄电池的补电方法，还可以包括步骤102：响应于蓄电池的电压低于预设的电压阈值，唤醒电池管理系统及变压模块。
52.在本发明的一些实施例中，响应于低压蓄电池26的电压低于预设的电压阈值，电压检测模块22可以向车辆控制单元21发送唤醒信号以唤醒车辆控制单元21。之后，车辆控制单元21可以唤醒动力电池27的电池管理系统(battery management system，bms)，闭合动力电池27的高压继电器以输出高压直流电。此外，车辆控制单元21还可以唤醒变压模块25，对动力电池27输出的高压直流电进行降压，以输出14v的低压直流补电电压来对蓄电池26补电。
53.在一些实施例中，上述电压阈值可以根据整车用电器的工作电压来确定。例如：若整车用电器至少需要提供11.5v以上的低压直流电源才能正常工作，则就可以将低压蓄电池26的补电唤醒电压设置为11.5v。也就是说，响应于低压蓄电池26的电压低于11.5v，电压检测模块22就应当向车辆控制单元21发送唤醒信号，唤醒车辆控制单元21为低压蓄电池26补电。
54.在一些优选的实施例中，低压蓄电池26的补电方法可以遵循一套自检流程来进行，以保障整车的安全。
55.请参考图3，图3示出了根据本发明的一些实施例提供的为车辆蓄电池补电的流程示意图。
56.如图3所示，在上述优选的实施例中，响应于低压蓄电池26的电压低于11.5v，电压检测模块22可以向车辆控制单元21发送唤醒信号以唤醒车辆控制单元(vcu)21。响应于被唤醒，车辆控制单元21可以首先进行自检以确定本设备是否可以正常运行，以及是否可以提供正确的管理报文。若自检结果发现车辆控制单元21存在故障，则车辆控制单元21可以上报对应的故障码，并进入休眠模式以停止向低压蓄电池26的补电流程，从而保障整车安全。
57.反之，响应于车辆控制单元21完成并通过自检，车辆控制单元21可以通过车辆的can总线向动力电池27的电池管理系统24发送唤醒报文。同时，车辆控制单元21还可以通过车辆的can总线向变压模块25发送唤醒报文。在一些实施例中，变压模块25可以是直流/直流(dc/dc)的变压模块，适于对输入的直流高电压进行降压处理以输出直流低电压。
58.之后，响应于车辆控制单元21发送的唤醒报文，电池管理系统(bms)24可以开始自检。该自检包括但不限于本设备是否可以正常运行，以及动力电池27的soc是否大于5％。若自检结果发现电池管理系统24存在故障，则电池管理系统24可以上报对应的故障码，并进入休眠模式以停止向低压蓄电池26的补电流程，从而保障整车安全。若自检结果发现动力电池27的soc小于5％，则可以判断车辆的动力电池27也存在亏电问题。此时，电池管理系统24可以上报动力电池27亏电的故障码，并进入休眠模式以停止向低压蓄电池26的补电流程，从而优先保障动力电池27的使用寿命。
59.反之，响应于电池管理系统24完成并通过自检，电池管理系统24可以接收车辆控制单元21发送的管理报文，并根据该管理报文的指令闭合动力电池27的电池配电单元(battery distribution unit，bdu)。该电池配电单元bdu包括但不限于高压继电器，适于闭合动力电池27的主正接触器及主负接触器，以利用动力电池27储存的电能来输出高压直流电。
60.相应地，响应于车辆控制单元21发送的唤醒报文，变压模块25也可以开始自检。若自检结果发现变压模块25存在故障，则变压模块25可以上报对应的故障码，并进入休眠模式以停止向低压蓄电池26的补电流程，从而保障整车安全。
61.反之，响应于变压模块25完成并通过自检，变压模块25可以接收车辆控制单元21发送的管理报文，并根据该管理报文的指令对动力电池27输出的高压直流电进行降压，从而输出14v的低压直流补电电压来对蓄电池26进行补电。
62.综上所述，在向低压蓄电池26补电的准备阶段，当车辆控制单元21、电池管理系统24及变压模块25中任意一者的自检出现问题，低压蓄电池26的补电流程都将终止，以优先保障整车的安全。
63.如图1所示，本发明提供的上述车辆蓄电池的补电方法，还可以包括步骤103：利用电池管理系统及变压模块对蓄电池进行固定时长的补电。
64.在本发明提供的上述补电方法中，对蓄电池26的补电可以采用固定时长的补电模式。具体来说，技术人员可以首先根据低压蓄电池26的容量及上述启动补电的电压阈值
(11.5v)，计算需要为低压蓄电池26补充的电量。之后，再根据变压模块25的输出功率计算对应的补电时间。
65.在一些优选的实施例中，车辆控制单元21可以根据低压蓄电池26上的电压及输入低压蓄电池26的补电电流计算低压蓄电池26的等效内阻，之后再根据该低压蓄电池26的内阻来调节补电的电流值，从而输出恒定的补电电压来对低压蓄电池26进行恒压补电。通过采用恒压补电的方法，可以简化变压模块25的控制算法，并将低压蓄电池26的内阻稳定在一个固定区间，从而避免造成低压蓄电池26喷液、漏液的问题。
66.在本发明的一些实施例中，在向低压蓄电池26补电的过程中，车辆控制单元21还可以通过电池管理系统24实时监测动力电池27的荷电状态。响应于动力电池27的荷电状态低于预设的电量阈值(例如：5％)，车辆控制单元21可以判断车辆的动力电池27存在亏电问题。此时，电池管理系统24可以上报动力电池27亏电的故障码，并进入休眠模式以停止向低压蓄电池26的补电流程，从而优先保障动力电池27的使用寿命。
67.可选地，在另一些实施例中，车辆控制单元21还可以统计向低压蓄电池26补电的时间长度。响应于补电的时间长度大于上述固定的补电时间，车辆控制单元21可以判断低压蓄电池26已完成补电，从而向电池管理系统24及变压模块25发送停止补电的管理报文，以停止向低压蓄电池26补电。
68.尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
69.根据本发明的另一方面，本文还提供了一种车辆蓄电池的补电装置。
70.请参考图4，图4示出了根据本发明的另一方面提供的车辆蓄电池的补电装置的架构示意图。
71.如图4所示，本发明提供的上述车辆蓄电池的补电装置40包括存储器41及处理器42。处理器42连接存储器41。在一些实施例中，处理器42可以配置用于执行上述车辆控制单元21的操作，实施上述任意一个实施例所提供的补电方法，防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。
72.尽管上述的实施例所述的处理器42可以通过软件与硬件的组合来实现。但是可以理解，该处理器42也可以单独在软件或硬件中加以实施。对于硬件实施而言，处理器42可以在一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dapd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。对软件实施而言，处理器42可以通过在通用芯片上运行的诸如程序模块(procedures)和函数模块(functions)等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块可以执行一个或多个本文中描述的功能和操作。
73.根据本发明的另一方面，本文还提供了一种计算机可读存储介质。
74.本发明提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，可以实施上述任意一个实施例所提供的补电方法，从而防止蓄电池亏电，并稳定蓄电池的内阻以延长蓄电池的使用寿命。
75.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。