基于车辆48V集成供电系统的冷启动控制系统及方法与流程

基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统及方法
技术领域
1.本发明涉及一种车辆的控制系统，尤其涉及一种车辆供电系统的冷启动控制系统。


背景技术：

2.众所周知，当前燃油车的发动机在冬季普遍存在着打火失效的现象，尤其是在北方地区，其全年气温有近1/3时间处于零度以下甚至负10度以下，此类情况出现频繁，极大影响了各类汽车的使用体验，并会对人们的正常出行造成困扰。
3.研究发现，发动机在低温环境下难以启动的原因主要有以下几个方面：其一为，在严寒气候下，发动机气缸内进气温度低，且热量散失快，存在漏气等问题，其会导致气缸内的温度及压力达不到要求；其二，低温下机油黏度大，阻力增加等因素也导致发动机难以启动；其三，低温下发动机缸内压力小，本身需要的转速及阻力矩更大，而此时bsg起动机的皮带轮由于低温原因更容易打滑，造成传动效率更低，加剧发动机低温启动的压力。
4.上述现象不仅对于普通汽车用户造成困扰，对于一些面临严酷环境的特殊设备如工程车辆、军用车辆带来的挑战更甚，由此亟需寻求一种解决方案。综上，有必要提出一种方式来解决燃油车低温难启动的问题，以进一步提升车辆在多气候下的适应能力及用户体验感。
5.发明人发现，传统12v电池系统虽然可以在低温下驱动isg起动机(齿轮传动)，但是由于低温下电池的放电功率下降，充电能力弱，在极端情况下单系统12v电池往往无法完全保障发动机的起动。因此为了满足低温起动的要求，对低温倍率要求极高，往往小容量电池需承受20c的大倍率放电(约400a)，故现有12v电池容量一般大于40ah，其会造成系统成本及体积增加，但除冷启动外，12v电池容量基本处于冗余状态。
6.由此，为了解决上述问题，本发明提出了一种基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统及其控制方法，其能够实现智能环境识别并优选车辆在各种情境下的发动机打火。


技术实现要素：

7.本发明的目的之一在于提供一种基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统，该冷启动系统能够智能化的实时监测反馈并转换发动机的启动模式，其实现了多工况下的发动机驱动，提升了整车在恶劣环境下的打火能力，并能够改善用户体验感，同时为特种车辆在极寒环境下的工作提供了解决思路。
8.为了实现上述目的，本发明提出了一种基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统，其与车辆启动系统连接，所述车辆启动系统包括：发动机，设于发动机曲轴端的isg电机，与发动机通过皮带连接的bsg电机以及整车控制器；所述冷启动控制系统包括：
9.12v电池组；
10.36v电池组，其通过联动开关组与12v电池组连接，所述联动开关组包括开关动作
相反的第一开关k1和第二开关k2，其中当第一开关k1闭合时，12v电池组与36v电池组串联连接形成48v电池组，当第二开关k2闭合时，12v电池组与36v电池组的串联连接断开；
11.所述12v电池组通过第三开关k3与isg电机连接；
12.所述48v电池组通过第四开关k4与bsg电机连接；
13.双向dc/dc转换器，其接地端与12v电池组的接地端连接，双向dc/dc转换器的接地端还通过所述第二开关k2与36v电池组的接地端连接，双向dc/dc转换器的低压端与isg电机和12v电池组连接，所述双向dc/dc转换器的高压端与bsg电机以及48v电池组连接；
14.电池管理单元，其与整车控制器数据连接，并与所述双向dc/dc转换器以及联动开关组、第三开关k3和第四开关k4分别连接；
15.温度传感器，其与整车控制器数据连接，所述温度传感器采集实时环境温度，并将其传输给整车控制器；
16.其中所述整车控制器基于实时环境温度，通过电池管理单元控制双向dc/dc转换器的工作模式以及联动开关组、第三开关k3和第四开关k4的关断状态，以调整车辆启动模式。
17.本发明所设计的这种技术方案通过一种智能化的实施检测反馈即发动机启动模式转换策略实现了多工况下的发动机驱动，其能够提升整车在恶劣环境下的打火能力，改善用户体验感，同时为特种车辆在极寒环境下的工作提供了解决思路。该技术方案的实施取决于本发明所设计的这种智能化的启动模式转换策略以及48v集成供电系统中电池组的新型协作方式。
18.相较于传统单12v蓄电池系统打火的燃油车而言，本技术方案提出的48v集成供电系统包括：12v电池组及36v电池组，其中12v电池组及36v电池组串联后所形成的48v电池系统可驱动48v bsg电机，以利用皮带启动发动机。
19.此外，除了上述启动模式外，本发明也可以仅利用12v电池组驱动12visg电机，以使发动机启动，其可以通过一种智能控制策略来实现多工况应用。对比传统打火方式，本技术方案提出可利用整车反馈的实时监测环境信号及对应发动机启动效率与对应优选的启动方式形成映射关系，来提升整车发动机的启动对于环境的适应能力。
20.此外，本发明所设计的这种冷启动控制系统中，12v电池组还可以借助36v电池组协同工作，为12v isg电机供电，以使发动机启动，其容量要求降低，可节省约50％左右的12v电池组成本，同时优化整车空间布局。
21.进一步地，在本发明所述的冷启动控制系统中，所述车辆启动模式包括48v驱动模式，在48v驱动模式下，整车控制器通过电池管理单元控制第一开关k1和第四开关k4闭合，第二开关k2和第三开关k3断开，双向dc/dc转换器不工作，以使串接形成的48v电池组为bsg电机供电，bsg电机启动发动机。
22.进一步地，在本发明所述的冷启动控制系统中，所述车辆启动模式包括12v驱动模式，在12v驱动模式下，整车控制器通过电池管理单元控制第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，双向dc/dc转换器不工作，以使12v电池组单独为isg电机供电，isg电机启动发动机。
23.进一步地，在本发明所述的冷启动控制系统中，所述车辆启动模式包括12v和36v协同驱动模式，在该驱动模式下，整车控制器通过电池管理单元控制第一开关k1和第四开
关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，以使12v电池组为isg电机供电，36v电池组通过双向dc/dc转换器将电压转换为12v为isg电机供电，isg电机启动发动机。
24.相应地，本发明的另一目的在于提供一种本发明所述的车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统的控制方法，采用该控制方法能够智能化的实时监测反馈并转换发动机的启动模式，其不仅能够缺乏发动机在极寒环境下的冷启动，还实现了多工况下的发动机驱动，以提升整车在恶劣环境下的打火能力，从而改善用户体验感。
25.为了实现上述目的，本发明提出了一种车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统的控制方法，其包括步骤：
26.温度传感器采集实时环境温度并将其传输给整车控制器；
27.整车控制器将实时环境温度t与bsg电机带动发动机失效临界温度t0进行比较：
28.若t≥t0，且48v电池组的实时驱动功率p
48v
≥bsg电机最低启动功率p
starter，48v
，则整车控制器控制车辆启动模式采用48v驱动模式，在48v驱动模式下，在48v驱动模式下，第一开关k1和第四开关k4闭合，第二开关k2和第三开关k3断开，双向dc/dc转换器不工作，串接形成的48v电池组为bsg电机供电，bsg电机启动发动机；
29.若t＜t0，则整车控制器基于实时环境温度t获得isg电机低温下的最低启动功率p
starter，12v
，并将其与12v电池组的实时驱动功率p
12v
进行比较：
30.若p
12v
≥p
starter，12v
，则控制车辆启动模式采用12v驱动模式，在12v驱动模式下，第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，双向dc/dc转换器不工作，12v电池组单独为isg电机供电，isg电机启动发动机；
31.若p
12v
＜p
starter，12v
，则控制车辆启动模式采用12v和36v协同驱动模式，在该驱动模式下，第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，12v电池组为isg电机供电，并且36v电池组通过双向dc/dc转换器将电压转换为12v为isg电机供电，isg电机启动发动机。
32.在本发明上述的技术方案中，bsg电机最低启动功率p
starter，48v
这一参量是当前已知的，此处便不做过多赘述。
33.进一步地，在本发明所述的控制方法中，其中48v电池组的实时驱动功率p
48v
基于下述公式获得：
34.p
48v
＝f
48
(t，soc，c)
×u48
×
η
belt
35.其中，η
belt
表示bsg电机与发动机间的皮带传动效率，f
48
(t，soc，c)表示48v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系，u
48
表示监测到的48v电池组的实时电压。
36.进一步地，在本发明所述的控制方法中，其中isg电机低温下的最低启动功率p
starter，12v
基于下述公式获得：
[0037][0038]
其中，n
engine
表示发动机的最低起动转速，m
engine
表示起动阻力矩，η为传动效率，k为常数。
[0039]
在本发明上述技术方案中，计算isg电机低温下的最低启动功率p
starter，12v
所要使用到的n
engine
、m
engine
、k和η均是可以获得的已知量，此处便不再过多赘述。
[0040]
进一步地，在本发明所述的控制方法中，其中12v电池组的实时驱动功率p
12v
基于下述公式获得：
[0041]
p
12v
＝f
12
(t，soc，c)
×u12
×
η
gear
[0042]
其中，f
12
(t，soc，c)表示12v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系，u
12
表示监测到的12v电池组的实时电压，η
gear
表示齿轮传动效率。
[0043]
进一步地，在本发明所述的控制方法中，在12v和36v协同驱动模式下，控制双向dc/dc转换器的转换效率η
dcdc
，以使12v和36v协同驱动模式下实时驱动功率(p
12v
p
36v
)≥p
starter，12v
，其中双向dc/dc转换器的转换效率η
dcdc
基于下述关系控制：
[0044]
p
12v
p
36v
＝f
12
(t，soc，c)
×u12
×
η
gear
f
36
(t，soc，c)
×u36
×
η
gear
×
η
dcdc
[0045]
其中，f
12
(t，soc，c)表示12v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系，u
12
表示监测到的12v电池组的实时电压，f
36
(t，soc，c)表示36v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系，u
36
表示监测到的36v电池组的实时电压，η
gear
表示齿轮传动效率。
[0046]
此外，本发明还公开了一种车辆，其具有本发明上述的基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统。
[0047]
相较于现有技术，本发明所述的基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统及其控制方法具有以下优点：
[0048]
(1)本发明提供了一种新的冷启动控制系统，并对应设计了自身的控制方法，其可以智能化地根据不同工况转换车辆发动机的冷启动模式，以契合不同情境下的发动机驱动需求，该系统可分别驱动48v bsg电机和12v isg电机，在这种设计思路下需要对48v电池系统有分模块化工作的要求，以对12v电池组和36v电池组分别进行控制或协同控制工作，从而设计出不同的驱动模式。
[0049]
(2)采用本发明所述的冷启动控制系统及其控制方法能够针对不同的工况选择吻合驱动发动机工作的驱动模式，以获得最优的能效。例如，在常温下驱动发动机工作时，直接采用48v bsg电机的能耗小于12v isg电机，此时可以具体选择48v驱动模式；而在低温下驱动发动机工作时，可以优选12v电池组单独驱动，即12v驱动模式，其能够节省双向dcdc转换器将36v转12v过程中所产生的损耗。
[0050]
(3)另外，在实际应用时，由本发明所述的冷启动控制系统的控制方法的策略流程，可以进一步针对发动机启动最低预定使用温度下的电池荷电量做出了定义，在电池充放电策略中添加该工况可有效避免因电池荷电量不足而导致的无法启动车辆的情况。
附图说明
[0051]
图1显示了本发明所述的基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统在一种实施方式下的控制原理图。
[0052]
图2示意性地显示本发明所述的冷启动控制系统在一种实施方式下针对具体的应用场景进行启动模式切换的控制流程图。
[0053]
图3示意性地显示了基于本发明所述的冷启动控制系统的控制方法的冷启动策略下的智能充电请求实施流程图。
具体实施方式
[0054]
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统及其控制方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
[0055]
图1显示了本发明所述的基于车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统在一种实施方式下的控制原理图。
[0056]
如图1所示，在本实施方式中，在当前车辆中，车辆启动系统可以具体包括：发动机106；设于发动机曲轴端的12v的isg电机105；与发动机106通过皮带107连接的48v的bsg电机104以及整车控制器。其中，皮带107能够连接发动机106与bsg电机104，使两者的运动可以联动。
[0057]
本发明中，所设计的这种冷启动控制系统能够与车辆的启动系统连接，在该实施方式中，本发明所述的冷启动控制系统中具体设置有：12v电池组101、36v电池组102、双向dc/dc转换器103、电池管理单元和温度传感器。其中，所设计的这种整车控制器、温度传感器和电池管理单元均并未在上述图1之中示出。
[0058]
从上述图1不难看出，在本实施方式中，车辆启动系统中的发动机在两种情况下会被驱动工作：一是通过48v的bsg电机104通过皮带107传动；二是通过传统12v的isg电机105采用齿轮传动。
[0059]
48v bsg电机104集成了传统发电机和起动机的功能。当车辆启动系统中的发动机106处于停滞状态时，bsg电机104能够通过皮带107配合皮带轮带动发电机106工作，进而发挥传统起动机作用；当发动机106处于工作状态时，发动机能够利用皮带107带动bsg电机104进行发电，从而给蓄电池充电，此时bsg电机104发挥传统发电机的角色。
[0060]
12v isg电机(起动机)105直接与发动机106的曲轴输出端连接在一起，当发动106机需要起动时，isg电机105可直接驱动其曲轴端进行带动发动机106的启动。反之，当发动机106处于工作状态时，发动机106也可通过曲轴端带动isg电机105对电池进行充电。
[0061]
相应地，进一步参阅图1可以看出，在本实施方式中，本发明所设计的这种冷启动控制系统中：
[0062]
12v电池组101具体采用的是1并4串结构，其能够为12v的isg电机105提供能量来驱动发动机106。
[0063]
36v电池组102具体采用的是1并10串结构，其可单独通过dc/dc转换器103为12v的isg电机105提供能量，也可以与12v电池组101进行串联后组成48v电池为48v的bsg电机104提供动力从而通过皮带107驱动整车发动机106的启动。
[0064]
双向dcdc转换器103可实现双向转换，其既可以将48v/36v电压转换为12v，也可以将12v/36v电压转为48v。
[0065]
另外，在该冷启动控制系统中，还对应地设置有四个开关，即第一开关k1(即图1所示k1)、第二开关k2(即图1所示k2)、第三开关k3(即图1所示k3)和第四开关k4(即图1所示k4)。其中，第一开关k1和第二开关k2可以配合形成联动开关组，第一开关k1和第二开关k2为一对联动开关，且二者的动作相反，当第一开关k1闭合时，第二开关k2断开，反之亦然。
[0066]
相应地，为了便于分析，以下针对本发明所设计的冷启动控制系统中各个零部件的连接关系进行了说明。
[0067]
在本发明所设计的这种技术方案中，36v电池组102可以通过第一开关k1和第二开关k2与12v电池组101连接。其中，当第一开关k1闭合时，12v电池组101与36v电池组102串联连接形成48v电池组，当第二开关k2闭合时，则12v电池组101与36v电池组102的串联连接断开。
[0068]
相应地，本发明所述的12v电池组101还通过第三开关k3与isg电机连接105；12v电池组101与36v电池组102串联所形成的48v电池组能够通过第四开关k4与bsg电机104连接。
[0069]
此外，本发明所设计的双向dc/dc转换器103的接地端能够与12v电池组101的接地端连接，且该转换器的接地端还通过第二开关k2与36v电池组102的接地端连接。其中，双向dc/dc转换器103的低压端与isg电机105和12v电池组101连接，双向dc/dc转换器103的高压端能够与bsg电机104以及48v电池组连接。
[0070]
另外，需要注意的是，在本发明所设计的冷启动控制系统中，还设置有电池管理单元以及温度传感器。其中，电池管理单元能够与整车控制器数据连接，并与双向dc/dc转换器103以及联动开关组(包括动作相反的第一开关k1和第二开关k2)、第三开关k3和第四开关k4分别连接。
[0071]
而所设计的这种温度传感器同样能够与车辆启动系统中的整车控制器进行数据连接，该温度传感器能够采集实时环境温度，并将其传输给整车控制器。而所设计的这种整车控制器能够基于实时环境温度，通过电池管理单元控制双向dc/dc转换器103的工作模式以及联动开关组、第三开关k3和第四开关k4的关断状态，以调整车辆启动模式。
[0072]
综上所述，本发明所设计的车辆启动系统可以具体包括三种启动模式，其包括：48v驱动模式、12v驱动模式以及12v和36v协同驱动模式：
[0073]
(1)48v驱动模式：
[0074]
在48v驱动模式下，整车控制器通过电池管理单元控制第一开关k1和第四开关k4闭合，第二开关k2和第三开关k3断开，12v电池组101与36v电池组102形成串联回路，双向dc/dc转换器103不工作，以使串接形成的48v电池组为bsg电机104供电，bsg电机104带动皮带107转动，与皮带107相连的发动机106随之运动，从而启动发动机106。
[0075]
(2)12v驱动模式：
[0076]
在12v驱动模式下，整车控制器通过电池管理单元控制第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，12v电池组101与36v电池组102串联回路断开，双向dc/dc转换器103不工作，以使12v电池组101单独为isg电机105供电，isg电机105启动发动机106。
[0077]
(3)12v和36v协同驱动模式：
[0078]
在该驱动模式下，整车控制器通过电池管理单元控制第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，以使12v电池组101为isg电机105供电，36v电池组102通过双向dc/dc转换器103将电压转换为12v为isg电机105供电，isg电机105启动发动机。
[0079]
基于设计的这三种发动机的驱动模式，本发明所设计的冷启动控制系统能够在不同环境、不同工况的情况下，智能化选择上述三种模式进行切换，以提升整车启动的环境适应性和用户的体验感。
[0080]
图2示意性地显示本发明所述的冷启动控制系统在一种实施方式下针对具体的应用场景进行启动模式切换的控制流程图。
[0081]
本发明所设计的图2为冷启动策略智能切换模式的具体实施流程，在本实施方式中，冷启动控制系统在接收到用户启动整车需求后，能够依据实时环境监测结果进行策略判断，自动切换至最优模式对发动机进行启动。
[0082]
如图2所示，在本实施方式中，该冷启动控制系统的控制方法可以具体包括以下步骤：
[0083]
s1001：冷启动控制系统启动。
[0084]
s1002：乘客通过整车控制器进行启动操作，以对冷启动控制系统输入启动整车需求，发动机接收起动指令。
[0085]
s1003、s1004：温度传感器监测实时环境温度t并将其传输给整车控制器，温度传感器测温范围一般在-55℃-160℃之间。
[0086]
s1005：整车控制器将实时环境温度t与bsg电机带动发动机失效临界温度t0进行比较；若t≥t0，则进入后续步骤s1006；若t＜t0，则进入后续步骤s1011。
[0087]
s1006-s1010：实时环境温度t≥t0，且48v电池组的实时驱动功率p
48v
≥bsg电机最低启动功率p
starter，48v
(该参量是当前已知的)，则整车控制器控制车辆启动模式采用48v驱动模式，在48v驱动模式下，在48v驱动模式下，第一开关k1和第四开关k4闭合，第二开关k2和第三开关k3断开，双向dc/dc转换器不工作，12v电池组和36v电池组串接形成的48v电池组能够为bsg电机供电，bsg电机通过皮带传动带动发动机工作，从而带动发动机正常启动(即后续步骤s1020)。
[0088]
需要说明的是，在本发明中，48v电池驱动功率计算需考虑电池在特定环境下的最大释放功率及起动机与发动机间的皮带传动效率ηbelt。电池在特定环境下可提供功率受外界温度、电池荷电量(soc)及放电倍率(c)的影响，其对应关系满足f(t,soc,c)映射表，在特定温度和soc条件下可通过遍历法实时检索到电池最大倍率c，在该倍率c放电情况下检测到实时电压u。
[0089]
由此计算电池最大可输出功率p1：
[0090]
p1＝f
48
(t,soc,c)
×u48
[0091]
相应地，48v电池组的实时驱动功率p
48v
的计算方式为：
[0092]
p
48v
＝f
48
(t,soc,c)
×u48
×
η
belt
[0093]
其中，η
belt
表示bsg电机与发动机间的皮带传动效率(其是与装置有关的固定值，例如可取0.96)，f
48
(t,soc,c)表示48v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系，u
48
表示监测到的48v电池组的实时电压。
[0094]
s1011：实时环境温度t＜t0，则进入第二级判断策略，整车控制器将实时环境温度t作为输入值，基于实时环境温度t获得isg电机低温下的最低启动功率p
starter，12v
，并将最低启动功率p
starter，12v
与12v电池组的实时驱动功率p
12v
进行比较。当p
12v
≥p
starter，12v
，则进入后续步骤s1012；当p
12v
＜p
starter，12v
，则进入后续步骤s1017。
[0095]
在上述步骤s1011中，为了获得isg电机低温下的最低启动功率p
starter，12v
，可以先求得发动机启动实时功率p
engine
，p
engine
取决于发动机的最低起动转速n
engine
(单位参量为r/min)和起动阻力矩m
engine
(单位参量为nm)，其都是可以获得的已知量。
[0096]
发动机启动实时功率p
engine
的计算公式如下：
[0097]
p
engine
＝(m
engine
×nengine
)/k
[0098]
一般的，在常温情况下发动机一旦选型，其最低起动转速n
engine
及起动阻力矩m
engine
为固定值，在0-20℃范围内，最低起动转速n
engine
可取35r/min-50r/min，在更低温度下需考虑更多损耗，最低起动转速n
engine
可参考50r/min-100r/min。相应地，发动机在低温下的起动阻力矩m
engine
随温度的降低而增大，可依据实际情况进行测试，此处例举方案中0℃以下温度每降低5℃起动阻力矩m
engine
能够增加高至2.5n.m。
[0099]
isg电机低温下的最低启动功率p
starter，12v
通过下述公式获得：
[0100][0101]
其中，n
engine
表示发动机的最低起动转速；m
engine
表示起动阻力矩；η为传动效率，其可以取0.85～0.90；k为常数，一般k取值为9550。η和k也均是可以获得的已知量。
[0102]
此外，在上述步骤s1011中，还需要计算12v电池组的实时驱动功率p
12v
，其计算方式与上述类似，其区别在于：12v电池组起动发动机除了需要考虑电池因素外，还需考虑起动机与isg电机曲轴齿轮间转化效率。
[0103]
因此，在该技术方案中，12v电池组的实时驱动功率p
12v
由下述公式获得：
[0104]
p
12v
＝f
12
(t,soc,c)
×u12
×
η
gear
[0105]
其中，f
12
(t,soc,c)表示12v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系；u
12
表示监测到的12v电池组的实时电压；η
gear
表示齿轮传动效率，其一般为0.94～0.99。
[0106]
s1012-s1016：判断p
12v
≥p
starter，12v
，则第二级策略判断12v电池组功率足以单独驱动发动机，需进入12v驱动模式。在该驱动模式下，控制车辆启动模式采用12v驱动模式，在12v驱动模式下，第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，双向dc/dc转换器不工作，12v电池组单独为isg电机供电，isg电机开始工作，进而带动与其相连的曲轴运动，发动机曲轴运动，发动机正常启动(即后续步骤s1020)。
[0107]
s1017-s1019：判断p
12v
＜p
starter，12v
，则第二级策略判断12v电池组功率不足以单独驱动发动机，需进入12v和36v协同驱动模式，此时系统接收到模式切换指令，进入12v和36v协同驱动点火准备模式。在该驱动模式下，第一开关k1和第四开关k4断开，第二开关k2和第三开关k3闭合，12v电池组为isg电机供电，双向dc/dc转换器开始工作，12v电池组和36v电池组分别与isg电机形成闭合回路。此时12v电池组为isg电机供电，并且36v电池组在另一回路通过双向dc/dc转换器将电压转换为12v为isg电机供电，isg电机开始工作，进而带动与其相连的曲轴运动，发动机曲轴运动，发动机正常启动。
[0108]
在12v和36v协同驱动模式下，该工作模式下电池可释放功率由12v电池组和36v电池组同时提供，12v电池组可直接为负载供电，36v电池组需通过双向dc/dc转换器进行电压转换，将36v转12v为负载进行供电，此处需考虑dcdc转换效率。
[0109]
控制双向dc/dc转换器的转换效率η
dcdc
，以使12v和36v协同驱动模式下实时驱动功率(p
12v
p
36v
)≥p
starter，12v
，其中双向dc/dc转换器的转换效率η
dcdc
基于下述关系控制：
[0110]
p
12v
p
36v
＝f
12
(t,soc,c)
×u12
×
η
gear
f
36
(t,soc,c)
×u36
×
η
gear
×
η
dcdc
[0111]
其中，f
12
(t,soc,c)表示12v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系；u
12
表示监测到的12v电池组的实时电压；f
36
(t,soc,c)表示36v电池组可提供功率与实时环境温度t、电池荷电量soc及放电倍率c的映射关系；u
36
表示监测到
的36v电池组的实时电压；η
gear
表示齿轮传动效率，其一般为0.94～0.99；η
dcdc
表示dcdc转换效率，其一般为95％～97％。
[0112]
s1020：完成发动机成功启动后，整个流程结束。
[0113]
综上所述，本发明所设计的这种基于车辆48v集成供电系统的冷启动系统能够智能化的实时监测反馈并转换发动机的启动模式，其实现了多工况下的发动机驱动，提升了整车在恶劣环境下的打火能力，并能够改善用户体验感。
[0114]
相应地，从上述图2所示的技术方案中不难看出，基于上述工况，本发明所述的车辆48v集成供电系统的冷启动控制系统至少基于实时环境温度t≥t0的环境条件下，方才满足bsg电机启动发动机功率，由此对于电池系统满足该工况下的最低soc提出要求，可通过p
48v
≥p
starter，48v
关系式反推出电池soc要求值。
[0115]
同理，在12v和36v协同驱动模式中，至少应满足实时环境温度t在预设最低环境温度下的发动机驱动功率，可通过p
12v 36v
≥p
starter12v
关系式推出预设超低温度下的电池soc要求。由此，可确保电池系统在多工况下的环境适应能力。
[0116]
图3示意性地显示了基于本发明所述的冷启动控制系统的控制方法的冷启动策略下的智能充电请求实施流程图。
[0117]
s100：基于冷启动要求下的soc实时识别及智能充电策略流程。
[0118]
s101：启动流程。
[0119]
s102：依据预设最低温度限制下的起动机(电机)功率p
starter
作为输入，用于起动机供电的电池最低功率需满足该启动功率。
[0120]
s103：整车控制器将实时环境温度t与bsg电机带动发动机失效临界温度t0进行比较，当t≥t0则进入后续步骤s104，当t＜t0则进入后续步骤s110。
[0121]
s104：t≥t0，则48v电池组的实时驱动功率p
48v
≥bsg电机最低启动功率p
starter，48v
。
[0122]
s105：实时环境温度t及满足最低转速时的倍率c条件下，48v电池组实时电量依据f
48
(t,soc,c)映射map表遍历结果需满足bsg电机最低启动功率p
starter，48v
的要求。本案例中电池组满足要求下的soc为30％。
[0123]
s106：为满足最低soc要求，需对电池soc进行实时监测，便于提前识别低电量状态。
[0124]
s107：将48v电池组实时soc进行识别诊断，判断电量是否低于30％，若电量大于等于30％，则进入后续步骤s109；若电量小于30％，则进入后续s108。
[0125]
s108：当48v电池组实时soc的电量＜30％，则48v电池系统请求为电池进行充电。
[0126]
s109：当48v电池组实时soc的电量≥30％，则48v电池系统此时满足最低起动要求，暂时无需充电。
[0127]
s110：t＜t0，则12v及36v电池组协同工作时需满足低温工况下的起动功率要求，即p
12v 36v
≥p
starter，12v
。
[0128]
s111：对应实时环境温度t及满足最低转速时的倍率c条件下，12v和36v电池组实时电量分别依据f
12
(t,soc,c)和f
36
(t,soc,c)映射map表遍历，该状态下的12v及36v电池叠加功率需满足起动功率p
starter，12v
要求。本案例中电池组满足要求下的soc为30％。
[0129]
s113：将12v和36v电池组实时soc进行识别诊断，判断电量是否低于30％，若电量大于等于30％，则进入后续步骤s115；若电量小于30％，则则进入后续s114。
[0130]
s114：此时soc＜30％，则48v电池系统请求为电池进行充电。
[0131]
s115：此时soc≥30％，则48v电池系统此时满足最低起动要求，暂无需充电。
[0132]
s116：经过上述诊断识别步骤及智能补充电行为，能够确保电池soc状态满足实时起动需求。
[0133]
s117：流程结束。
[0134]
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
[0135]
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。