新能源汽车低压电池组自动充电装置、方法及新能源汽车与流程

1.本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车低压电池组自动充电装置、方法及新能源汽车。


背景技术：

2.目前新能源汽车的驱动系统、电池管理系统等控制单元工作的辅助电源是由两块同规格的低压电池个体串联组成的24v低压辅助电源提供。如果因驾驶员离开车辆后忘记关闭低压总开关或者电池自放电造成的辅助电源亏电，就会出现再次运行车辆时整车控制单元不能启动的情况。
3.对于低压电池组出现故障的车辆，传统的启动方式是使用过桥法对其进行搭电，即借用另一台车的低压电池组实施电力转移，向低压电池组故障的车辆提供低压辅助电源，由于整车负载集合体功率需求较大，低压电池组连接的瞬间存在很大的安全隐患。因此需要一种方法，可以主动识别并自动向低压电池组充电，时刻保持辅助电源可以正常工作。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种新能源汽车低压电池组自动充电装置、方法及新能源汽车，以解决现有技术中低压电池组亏电后不能自动充电，造成电整车控制单元不能启动的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种新能源汽车低压电池组自动充电装置，所述自动充电装置包括接入控制电路和电压监控模块，
7.所述电压监控模块与所述低压电池组连接，用于监控所述低压电池组的输出电压，并在所述输出电压低于预设的充电启动电压时，向所述新能源汽车的整车控制器发送自动充电唤醒信号；
8.所述接入控制电路与新能源汽车的动力电池组连接，当所述整车控制器接收到自动充电唤醒信号后，向新能源汽车的电池管理系统发送自动充电控制指令，所述电池管理系统根据所述自动充电控制指令控制所述接入控制电路工作，以使所述动力电池组与新能源汽车的电压转换模块的输入端并联，所述电压转换模块的输出端与所述低压电池组并联，为所述低压电池组提供充电电源。
9.进一步地，所述低压电池组由多块低压电池串联组成，所述电压监控模块包括与每块低压电池连接的低压采样电路，用于检测每块所述低压电池的输出电压，当任一所述低压电池的输出电压低于预设的充电启动支路电压时，向所述整车控制器发送自动充电唤醒信号，其中，所述充电启动支路电压与所述低压电池数量的乘积小于或等于所述充电启动电压。
10.进一步地，所述电压监控模块还包括无线信号发送装置，在所述电压监控模块向所述整车控制器发送自动充电唤醒信号之前，向远程服务器发送是否进行自动充电的请求确认信号。
11.进一步地，所述装置还包括与所述动力电池组并联的第一高压采样支路，所述第一高压采样支路用于检测动力电池组的输出电压，当所述动力电池组的输出电压低于预设的充电保护电压时，所述整车控制器向所述电池管理系统发送停止自动充电指令，控制所述接入控制电路停止工作。
12.进一步地，所述接入控制电路包括第一开关，所述第一开关串联于所述动力电池组与所述电压转换模块的回路中，当所述第一开关闭合时，所述动力电池组与所述电压转换模块的输入端并联。
13.进一步地，所述接入控制电路还包括与所述第一开关并联的预检开关，所述预检开关包括串联连接的预检电阻和第二开关，在闭合所述第一开关之前，控制所述第二开关闭合，以避免第一开关直接闭合产生的高压冲击电流对新能源汽车的的其他高压负载造成损伤。
14.进一步地，所述接入控制电路还包括与所述电压转换模块的输入端并联的第二高压采样支路，所述第二高压采样支路用于采集电压转换模块的输入端的电压，当所述电压转换模块的输入端的电压达到预设的高压充电电压时，断开所述第二开关并闭合所述第一开关。
15.进一步地，所述装置还包括与所述其他高压负载并联的保护电容，用于对所述第二开关和所述第一开关闭合时产生的高压冲击电流进行滤波。
16.进一步地，所述装置还包括与新能源汽车的其他低压负载串联的第三开关，当对所述低压电池组进行自动充电时，控制所述第三开关断开。
17.本发明的另一方面，提供了一种应用于上述新能源汽车低压电池组自动充电装置的自动充电方法，所述方法包括：
18.电压监控模块获取低压电池组的输出电压，当所述输出电压低于预设的充电启动电压时，向所述新能源汽车的整车控制器发送自动充电唤醒信号；
19.新能源汽车的整车控制器在接收到所述自动充电唤醒信号后，向所述新能源汽车的电池管理系统发送自动充电控制指令；
20.新能源汽车的电池管理系统在接收到自动充电控制指令之后，根据所述自动充电控制指令控制所述接入控制电路工作，以使所述动力电池组与新能源汽车的电压转换模块的输入端并联，所述电压转换模块的输出端与所述低压电池组并联，为所述低压电池组提供充电电源。
21.进一步地，所述电池管理系统根据所述自动充电控制指令控制所述接入控制电路工作包括：
22.控制所述第二开关闭合；
23.当所述电压转换模块的输入电压，达到预设的高压充电电压时，控制所述第二开关断开并控制所述第一开关闭合。
24.进一步地，在电压监控模块向所述新能源汽车的整车控制器发送自动充电唤醒信号之前，所述方法还包括：
25.所述电压监控模块向远程服务器发送是否进行自动充电的请求确认信号；
26.当接收到远程服务器返回的确认信号时，所述电压监控模块向所述整车控制器发送自动充电唤醒信号。
27.进一步地，所述方法还包括
28.所述整车控制器获取所述动力电池组的输出电压；
29.所述整车控制器判断所述动力电池组的输出电压是否低于预设的充电保护电压；
30.若低于，所述整车控制器向所述电池管理系统发送停止自动充电指令，控制所述接入控制电路停止工作。
31.本发明的另一个方面，提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车包括上述任一项所述的新能源汽车低压电池组自动充电装置。
32.本发明实施例提供的一种新能源汽车低压电池组自动充电装置、方法及新能源汽车，通过电压监控模块监控低压电池组的输出电压，并在所述输出电压低于预设的充电启动电压时控制所述接入控制电路工作，以控制所述新能源汽车的动力电池组向所述低压电池组充电，实现低压电池组亏电后的自动充电，时刻保持辅助电源可以正常工作，提升了用户的用车体验。
33.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
34.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
35.图1为本发明实施例提供的一种新能源汽车的低压电池组自动充电装置的结构示意图；
36.图2为本发明实施例提供的一种新能源汽车的低压电池组自动充电方法的流程示意图。
37.图中标记说明：
38.1、接入控制电路；2、电压监控模块。
具体实施方式
39.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
41.新能源汽车的电控系统一般包括高压工作电路和低压工作电路，其中高压工作电路中的高压负载与新能源汽车的动力电池组并联，低压工作电路中的低压负载与新能源汽车的低压电池组并联。在高压工作电路与低压工作电路之间并联有电压转换模块dcdc，电
压转换模块dcdc的输入端与动力电池组并联，输出端与低压电池组并联，用于将动力电池组的高电压转化为低电压，以向低压电池组提供低压充电电压。此外，vcu代表汽车的整车控制器；bms代表电池管理系统；dcdc代表电压转换模块。
42.图1为本发明实施例提供的一种新能源汽车的低压电池组自动充电装置的结构示意图，由图1可知，本发明实施例提供的一种新能源汽车的自动充电装置包括接入控制电路1和电压监控模块2，电压监控模块2与低压电池组连接，用于监控低压电池组的输出电压，并在输出电压低于预设的充电启动电压时，向新能源汽车的整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号；接入控制电路2与新能源汽车的动力电池组连接，当整车控制器vcu接收到自动充电唤醒信号后，向新能源汽车的电池管理系统bms发送自动充电控制指令，电池管理系统bms根据自动充电控制指令控制接入控制电路2工作，以使动力电池组与新能源汽车的电压转换模块dcdc的输入端并联，电压转换模块dcdc的输出端与低压电池组并联，为低压电池组提供充电电源。
43.进一步地，在本发明实施例中，低压电池组由多块低压电池串联组成，电压监控模块1包括与每块低压电池连接的低压采样电路，用于检测每块低压电池的输出电压，当任一低压电池的输出电压低于预设的充电启动支路电压时，电压监控模块1向整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号。其中，充电启动支路电压与低压电池数量的乘积小于或等于所述充电启动电压。
44.需要说明的是，本发明实施例中的电压监控模块1既需要监控低压电池组的整体输出电压，也需要监控低压电池组中每块低压电池的输出电压，当低压电池组的输出电压低于预设的充电启动电压或任一低压电池的输出电压低于预设的充电启动支路电压时，电压监控模块1均向整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号。其中充电启动电压和充电开启支路电压均为根据需要由系统提前设定的。此外，低压电池组在亏电时会表现为每块低压电池的输出电压不同的情况，而当开启充电模式后，每块低压电池的输出电压表现为相同的电压形式。
45.具体的，新能源汽车的低压电池组一般由两块12v低压电池串接组成24v低压电池组，此时每块低压电池连接的低压采样电路采集到的低压电池的输出电压为v3和v4，当低压电池组的输出电压低于18v或任一低压电池的输出电压低于9v，电压监控模块1均向整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号。
46.进一步地，电压监控模块1还包括无线信号发送装置，在电压监控模块1向整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号之前，向远程服务器发送是否进行自动充电的请求确认信号。需要说明的是，远程服务器可以为车主应用的手机、电脑或汽车钥匙等能够与车主进行交互的产品，对此本技术不做限定，经车主确认并由远程服务器返回确认信号之后，再对低压电池组进行自动充电，若车主不同意则或未收到确认信号则取消自动充电，无线信号发送装置的引入，方便用于实时了解充电状态，提高了安全性。
47.进一步地，为了保证动力电池组的用电安全，本发明实施例的低压电池组的自动充电装置还包括与动力电池组并联的第一高压采样支路，第一高压采样支路用于检测动力电池组的输出电压v1，当动力电池组的输出电压v1低于预设的充电保护电压时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送停止自动充电指令，控制接入控制电路2停止工作。
48.进一步地，接入控制电路包括第一开关k1，第一开关k1串联于动力电池组与电压
转换模块dcdc的回路中，当第一开关k1闭合时，动力电池组与电压转换模块dcdc的输入端并联。
49.进一步地，接入控制电路2还包括与第一开关k1并联的预检开关，预检开关包括串联连接的预检电阻r1和第二开关k2，在闭合第一开关之前，控制第二开关闭合，以避免第一开关直接闭合产生的高压冲击电流对新能源汽车的的其他高压负载造成损伤。
50.进一步地，为了确定第二开关k2和第一开关k1的开关转换的合适时机，本发明的接入控制电路2还包括与电压转换模块dcdc的输入端并联的第二电压采样支路，第二电压采样支路用于采集电压转换模块dcdc的输入端的电压v2，当电压转换模块dcdc的输入端的电压v2达到预设的高压充电电压时，断开所述第二开关k2并断开闭合所述第一开关k1。其中高压充电电压为接近动力电池组输出电压v1的一个数值，其具体数值大小由系统提前设定。
51.进一步地，为了保障电压转换模块dcdc和其他未断开的高压负载的安全，本发明实施例提供的低压电池组的自动充电装置还包括所述新能源汽车的其他高压负载并联的保护电容c，用于对所述第二开关k2和所述第一开关k1闭合时产生的高压冲击电流进行滤波。保护电容c的接入，进一步提高了新能源汽车低压电池组自动充电装置的安全性。
52.此外，为了避免其他低压负载在充电时也进入工作状态，本发明实施例提供的低压电池组的自动充电装置还包括与新能源汽车的其他低压负载串联的第三开关k3，当对低压电池组进行自动充电时时，控制第三开关k3断开。
53.图2为本发明实施例提供的一种新能源汽车的低压电池组自动充电方法的流程示意图，由图2可知，本发明实施例提供的新能源汽车的低压电池组的自动充电方法包括：
54.s1、电压监控模块1获取低压电池组的输出电压，当所述输出电压低于预设的充电启动电压时，向所述新能源汽车的整车控制器acu发送自动充电唤醒信号；
55.在本发明实施例中，电压监控模块1向整车控制器vcu发送唤醒信号的同时，向电池管理系统bms和电压转换模块dcdc同时发送自动充电唤醒信号。再接收到唤醒信号之后，整车控制系统vcu、电池管理系统bms、电压转换模块dcdc唤醒后自检无故障后，再进入后续低压电池的自动环节。
56.需要说明的是，本发明实施例中的自动充电唤醒信号区别于钥匙唤醒信号acc独立存在，所执行的策略与钥匙唤醒信号acc唤醒也不相同。
57.进一步地，本发明的又一实施例，电压监控模块1在向所述新能源汽车的整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号之前，还需要向远程服务器发送是否进行自动充电的请求确认信号；当接收到远程服务器返回的确认信号时，电压监控模块1向整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号。
58.s2、新能源汽车的整车控制器vcu在接收到所述自动充电唤醒信号后，向所述新能源汽车的电池管理系统bms发送自动充电控制指令；
59.s3、所述新能源汽车的电池管理系统bms在接收到自动充电控制指令之后，根据所述自动充电控制指令控制所述接入控制电路2工作，以使所述动力电池组bms与新能源汽车的电压转换模块dcdc的输入端并联，所述电压转换模块dcdc的输出端与所述低压电池组并联，为所述低压电池组提供充电电源。
60.在本发明实施例中，电池管理系统bms根据所述自动充电控制指令控制所述接入
控制电路工作包括：控制第二开关k2闭合；获取所述电压转换模块dcdc的输入电压v2，并判断所述电压转换模块dcdc的输入电压v2是否达到预设的高压充电电压；当所述电压转换模块dcdc的输入电压达到预设的高压充电电压时，控制所述第二开关k2断开并控制所述第一开关k1闭合。
61.需要说明的是，在本发明实施例中电池管理系统bms在控制第二开关k2闭合之前，还需要判断第一开关k1是否处于闭合状态，若第一开关k1已经处于闭合状态，则需要先断开第一开关k1。此外，电池管理系统bms在控制闭合第二开关k2之后，也需要向整车管理系统vcu反馈第二开关k2的当前状态，以便整车管理系统vcu对整车的运行状态进行实时的监控。
62.进一步的本发明实施例的新能源汽车低压电池组自动充电方法在进行自动充电的过程中，还包括附图中未示出的如下步骤：
63.s4、电压监控模块1获取低压电池组的输出电压，当所述输出电压达到预设的充电停止电压时，向新能源汽车的整车控制器acu发送自动充电停止信号。此时整车控制器acu向电池管理系统bms发出停止充电控制信号，电池管理系统bms控制断开第二开关k2，接入控制电路2停止工作，自动充电接触。此外，整车控制器acu、电池管理系统bms和电压转换模块重新进入休眠状态，新能源汽车的低压电池组完成一次自动充电。
64.进一步地，本发明实施例提供的新能源汽车低压电池组自动充电方法，在电压监控模块1向所述新能源汽车的整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号之前，所述方法还包括：电压监控模块1向远程服务器发送是否进行自动充电的请求确认信号；当接收到远程服务器返回的确认信号时，电压监控模块1向所述整车控制器vcu发送自动充电唤醒信号。
65.此外，本发明实施例提供的新能源汽车低压电池组自动充电方法，还包括整车控制器vcu获取所述动力电池组的输出电压v1；判断动力电池组的输出电压v1是否低于预设的充电保护电压；若低于，整车控制器vcu向所述电池管理系统bms发送停止自动充电指令，控制所述接入控制电路2停止工作。
66.对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
67.本发明的另一个方面，还提供了一种新能源汽车，该新能源汽车包括了上述新能源汽车低压电池组自动充电装置，用以控制低压电池组的自动充电。
68.本发明实施例提供的一种新能源汽车低压电池组自动充电装置、方法及新能源汽车，通过电压监控模块监控低压电池组的输出电压，并在所述输出电压低于预设的充电启动电压时控制所述接入控制电路工作，以控制所述新能源汽车的动力电池组向所述低压电池组充电，实现低压电池组亏电后的自动充电，时刻保持辅助电源可以正常工作，提升了用户的用车体验。
69.本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，本技术所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
70.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。