一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置及管理方法

文档序号:1791619 发布日期:2021-11-05 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置及管理方法 (Power management device and management method for supplementing power to storage battery of electric logistics vehicle ) 是由 张吉军 程亚楠 于 2021-08-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置,包括电池组、钥匙开关、电机控制器、车身控制器、仪表控制器、整车唤醒继电器、补电继电器、整车控制器、高压转低压控制器和电池管理控制器,以上模块配合使用执行电动物流车启动、补电和休眠工作;还提供了一种用于给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置的电源管理方法。本发明在整车Off状态下,间隔自唤醒来监控电池组是否馈电,能够及时检测馈电情况,另外,在整车唤醒线和补电相关的控制器之间增加一个整车唤醒继电器,配合完成补电功能,完成补电操作,降低电量损耗,避免馈电发生,无需借助外部设备启动车辆。(The invention discloses a power supply management device for supplementing power to a storage battery of an electric logistics vehicle, which comprises a battery pack, a key switch, a motor controller, a vehicle body controller, an instrument controller, a whole vehicle awakening relay, a power supplementing relay, a whole vehicle controller, a high-voltage to low-voltage controller and a battery management controller, wherein the modules are matched with each other to execute the starting, power supplementing and sleeping work of the electric logistics vehicle; the power management method of the power management device for replenishing power to the storage battery of the electric logistics vehicle is further provided. In addition, a whole vehicle awakening relay is additionally arranged between a whole vehicle awakening line and a controller related to power supplement, the power supplement function is completed in a matching mode, the power supplement operation is completed, the electric quantity loss is reduced, the power feed is avoided, and the vehicle does not need to be started by means of external equipment.)

一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置及管理方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域,特别涉及一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置及管理方法。

背景技术

对于新能源汽车来说,除了动力电池以外还有个12V蓄电池,俗称小电瓶。12V蓄电池对于电动汽车来说,给车辆的一些低压电器元件进行供电,甚至是需要为车辆在启动的过程当中提供启动能量。使用纯电动汽车的时候,我们会发现,经过一段时间不充电或者长期放置后,12V蓄电池会存在馈电的现象,12V蓄电池馈电后,车辆无法启动,需要借助外部设备才可启动车辆,这给纯电动汽车的使用带来了极大的不便。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置及管理方法,使用该电源管理装置及管理方法后,整车控制器内设置时钟自唤醒模块,在整车Off状态下,间隔一定时间,整车控制器自唤醒来监控电池组是否馈电,能够及时检测馈电情况,另外,在整车唤醒线(第一唤醒信号线、第二唤醒信号线)和补电相关的控制器(整车控制器、高压转低压控制器和电池管理控制器)之间增加一个整车唤醒继电器,在补电时,隔绝其他控制器(电机控制器、车身控制器、仪表控制器),防止其他控制器被唤醒,整车控制器通过一个补电继电器,只唤醒补电相关的控制器(整车控制器、高压转低压控制器和电池管理控制器),配合完成补电功能,完成补电操作,降低电量损耗,避免馈电发生,无需借助外部设备启动车辆。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

提供一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置,所述电源管理装置包括电池组、钥匙开关、电机控制器、车身控制器、仪表控制器、整车唤醒继电器、补电继电器、整车控制器、高压转低压控制器和电池管理控制器;

所述钥匙开关的一端与所述电池组电连接,所述钥匙开关的另一端设有Off端、On端和Start端;所述On端通过第一唤醒信号线分别与所述电机控制器、所述车身控制器、所述仪表控制器及所述整车唤醒继电器的信号输入端电连接,所述整车唤醒继电器的信号输出端接地,所述整车唤醒继电器的强电输入端与所述电池组电连接,所述整车唤醒继电器的强电输出端通过第二唤醒信号线分别与所述整车控制器的输入端、所述高压转低压控制器的输入端、所述电池管理控制器的输入端电连接,所述高压转低压控制器的输出端与所述电池管理控制器的输出端均电连接所述补电继电器的强电输入端,所述补电继电器的强电输出端与所述整车唤醒继电器的强电输入端电连接,所述补电继电器的信号输入端通过第三唤醒信号线电连接所述整车控制器的输出端,所述补电继电器的信号输出端接地;所述Start端通过启动信号线与所述整车控制器的输入端电连接。

本发明为了解决其技术问题,所采用的进一步技术方案是:

进一步地说,所述整车唤醒继电器与所述补电继电器均设有用以拉高电平的上拉电阻。

进一步地说,所述电机控制器、所述车身控制器与所述仪表控制器皆并联电连接,所述整车控制器、所述高压转低压控制器与所述电池管理控制器皆并联电连接。

进一步地说,所述整车控制器内设置有时钟自唤醒模块,用以在整车Off状态下间隔时间自唤醒来监控所述电池组馈电。

进一步地说,所述电池组为直流12V蓄电池。

本发明还提供了一种用于给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置的电源管理方法,包括以下步骤:

S1、当驾驶员操作钥匙开关从Off端到非Off端,并且第一唤醒信号线拉高电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉高电平,启动信号线拉高电平,电动物流车处于启动行驶状态,进入启动行驶状态下的电源管理模式;

S2、当驾驶员操作钥匙开关从非Off端到Off端,并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉低电平、第三唤醒信号线拉低电平,启动信号线拉低电平,电动物流车处于休眠状态,进入休眠状态下的电源管理模式;

S3、当驾驶员操作钥匙开关状态在Off端,并且第一唤醒信号线保持拉低电平,整车控制器通过内部的时钟自唤醒模块,在Off状态下间隔自唤醒,自唤醒后,第三唤醒信号线拉高电平,整车控制器检测电池组的电压,整车控制器发送请求补电的信号给电池管理控制器和高压转低压控制器,电池管理控制器判断电池组状态后,通过高压转低压控制器给电池组充电,电动物流车处于补电状态,进入补电状态下的电源管理模式。

进一步地说,在S1中,所述启动行驶状态下的电源管理模式包括以下步骤:

S11、钥匙开关从Off端切换到非Off端,所述第一唤醒信号线拉高电平,唤醒所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器;

S12、所述第一唤醒信号线通过所述整车唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平,唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器和所述电池管理控制器;

S13、所述整车控制器判断所述启动信号线的状态,执行电动物流车启动动作。

进一步地说,在S3中,所述补电状态下的电源管理模式包括以下步骤:

S31、所述钥匙开关状态在Off端,所述第一唤醒信号线拉低电平,所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒,所述整车控制器通过内部的时钟自唤醒模块,在Off状态下间隔自唤醒,自唤醒后,所述第三唤醒信号线拉高电平,唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器和所述电池管理控制器;

S32、所述整车控制器检测电池组的电压是否小于电压阈值,当所述电池组的电压小于电压阈值,所述整车控制器发送请求补电的信号给所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器;当所述整车控制器检测到所述电池组的电压达到正常值后,所述整车控制器给所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器发送补电完成的指令,所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器停止补电,所述整车控制器、所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器皆进入休眠状态。

进一步地说,所述整车控制器通过内部的时钟自唤醒模块,在Off状态下间隔自唤醒补电,所述间隔自唤醒补电的步骤包括:

S311:整车Off状态下,整车控制器的时钟自唤醒模块开始计时时间,计时时间记作T;

S312:当T大于或等于1h,则时钟自唤醒模块清零处理;否则,重复步骤S311;

S313:时钟自唤醒模块清零处理后,当电池组的电压小于或等于9.5V,则闭合补电继电器,第三唤醒信号线拉高电平,唤醒高压转低压控制器和电池管理控制器;否则重复步骤S311;

S314:唤醒高压转低压控制器和电池管理控制器后,当高压转低压控制器无故障、SOC损耗率大于或等于5%、电池管理控制器无故障时,开始补电;否则重复步骤S311;

S315:当电池组电压大于或等于13V时,补电完成,整车控制器发起下电指令;否则继续补电;

S316:补电完成后,整车控制器发起下电指令后,补电继电器断开,高压转低压控制器和电池管理控制器进入休眠状态,整车控制器进入Off状态,整车控制器进入休眠状态,整车进入Off休眠状态,重复步骤S311。

本发明的有益效果是:

本发明整车控制器内设置时钟自唤醒模块,在整车Off状态下,间隔一定时间,整车控制器自唤醒来监控电池组是否馈电,能够及时检测馈电情况,

另外,在整车唤醒线(第一唤醒信号线、第二唤醒信号线)和补电相关的控制器(整车控制器、高压转低压控制器和电池管理控制器)之间增加一个整车唤醒继电器,在补电时,隔绝其他控制器(电机控制器、车身控制器、仪表控制器),防止其他控制器被唤醒,整车控制器通过一个补电继电器,只唤醒补电相关的控制器(整车控制器、高压转低压控制器和电池管理控制器),配合完成补电功能,完成补电操作,降低电量损耗,避免馈电发生,无需借助外部设备启动车辆。

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,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明电源管理装置的模块连接示意图;

图2是本发明电源管理方法在Off状态下间隔自唤醒补电方法示意图;

图3是本发明驾驶员操作钥匙开关时的信号线的变化;

图4是本发明补电过程唤醒信号线的状态;

附图中各部分标记如下:

电池组1、钥匙开关2、电机控制器3、车身控制器4、仪表控制器5、整车唤醒继电器6、补电继电器7、整车控制器8、时钟自唤醒模块81、高压转低压控制器9、电池管理控制器10、第一唤醒信号线11、第二唤醒信号线12、第三唤醒信号线13、启动信号线14和上拉电阻15。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式,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优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施,即,在不背离本发明所揭示的范畴下,能予不同的修饰与改变。

实施例1

一种给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置,如图1和图3所示,电源管理装置包括电池组1、钥匙开关2、电机控制器3、车身控制器4、仪表控制器5、整车唤醒继电器6、补电继电器7、整车控制器8、高压转低压控制器9和电池管理控制器10;

钥匙开关2的一端与电池组1电连接,钥匙开关2的另一端设有Off端、On端和Start端;On端通过第一唤醒信号线11分别与电机控制器3、车身控制器4、仪表控制器5及整车唤醒继电器6的信号输入端电连接,整车唤醒继电器6的信号输出端接地,整车唤醒继电器6的强电输入端与电池组1电连接,整车唤醒继电器6的强电输出端通过第二唤醒信号线12分别与整车控制器8的输入端、高压转低压控制器9的输入端、电池管理控制器10的输入端电连接,高压转低压控制器9的输出端与电池管理控制器10的输出端均电连接补电继电器7的强电输入端,补电继电器7的强电输出端与整车唤醒继电器6的强电输入端电连接,补电继电器7的信号输入端通过第三唤醒信号线13电连接整车控制器8的输出端,补电继电器7的信号输出端接地;Start端通过启动信号线14与整车控制器8的输入端电连接。

整车唤醒继电器6与补电继电器7均设有用以拉高电平的上拉电阻15。

电机控制器3、车身控制器4与仪表控制器5皆并联电连接,整车控制器8、高压转低压控制器9与电池管理控制器10皆并联电连接。

整车控制器8内设置有时钟自唤醒模块81,用以在整车Off状态下间隔时间自唤醒来监控电池组1馈电。

电池组1为直流12V蓄电池。

实施例2

一种用于给电动物流车蓄电池补电的电源管理装置的电源管理方法,如图2和图4所示,包括以下步骤:

包括以下步骤:

S1、当驾驶员操作钥匙开关从Off端到非Off端,并且第一唤醒信号线拉高电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉高电平,启动信号线拉高电平,电动物流车处于启动行驶状态,进入启动行驶状态下的电源管理模式;

S2、当驾驶员操作钥匙开关从非Off端到Off端,并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉低电平、第三唤醒信号线拉低电平,启动信号线拉低电平,电动物流车处于休眠状态,进入休眠状态下的电源管理模式;

S3、当驾驶员操作钥匙开关状态在Off端,并且第一唤醒信号线保持拉低电平,整车控制器通过内部的时钟自唤醒模块,在Off状态下间隔自唤醒,自唤醒后,第三唤醒信号线拉高电平,整车控制器检测电池组的电压,整车控制器发送请求补电的信号给电池管理控制器和高压转低压控制器,电池管理控制器判断电池组状态后,通过高压转低压控制器给电池组充电,电动物流车处于补电状态,进入补电状态下的电源管理模式。

在S1中,所述启动行驶状态下的电源管理模式包括以下步骤:

S11、钥匙开关从Off端切换到非Off端,所述第一唤醒信号线拉高电平,唤醒所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器;

S12、所述第一唤醒信号线通过所述整车唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平,唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器和所述电池管理控制器;

S13、所述整车控制器判断所述启动信号线的状态,执行电动物流车启动动作。

在S3中,所述补电状态下的电源管理模式包括以下步骤:

S31、所述钥匙开关状态在Off端,所述第一唤醒信号线拉低电平,所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒,所述整车控制器通过内部的时钟自唤醒模块,在Off状态下间隔自唤醒,自唤醒后,所述第三唤醒信号线拉高电平,唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器和所述电池管理控制器;

S32、所述整车控制器检测电池组的电压是否小于电压阈值,当所述电池组的电压小于电压阈值,所述整车控制器发送请求补电的信号给所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器;当所述整车控制器检测到所述电池组的电压达到正常值后,所述整车控制器给所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器发送补电完成的指令,所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器停止补电,所述整车控制器、所述电池管理控制器和所述高压转低压控制器皆进入休眠状态。

所述整车控制器通过内部的时钟自唤醒模块,在Off状态下间隔自唤醒补电,所述间隔自唤醒补电的步骤包括:

S311:整车Off状态下,整车控制器的时钟自唤醒模块开始计时时间,计时时间记作T;

S312:当T大于或等于1h,则时钟自唤醒模块清零处理;否则,重复步骤S311;

S313:时钟自唤醒模块清零处理后,当电池组的电压小于或等于9.5V,则闭合补电继电器,第三唤醒信号线拉高电平,唤醒高压转低压控制器和电池管理控制器;否则重复步骤S311;

S314:唤醒高压转低压控制器和电池管理控制器后,当高压转低压控制器无故障、SOC损耗率大于或等于5%、电池管理控制器无故障时,开始补电;否则重复步骤S311;

S315:当电池组电压大于或等于13V时,补电完成,整车控制器发起下电指令;否则继续补电;

S316:补电完成后,整车控制器发起下电指令后,补电继电器断开,高压转低压控制器和电池管理控制器进入休眠状态,整车控制器进入Off状态,整车控制器进入休眠状态,整车进入Off休眠状态,重复步骤S311。

本发明的工作过程和工作原理以下:

根据该电源管理装置及电源管理方法的功能特征,给电池组1进行补电的相关控制器的功能定义为:整车控制器8负责判断整车状态及电池组1的电压,电池管理控制器10负责判断本身的充电条件,高压转低压控制器9负责给低压附件供电;

(1)、满足启动行驶的电源管理装置及电源管理方法:

当驾驶员操作钥匙开关2从Off端到非Off端,第一唤醒信号线11拉高,从而唤醒非快充相关的控制器,如电机控制器3、车身控制器4、仪表控制器5,这些控制器则可正常工作,同时,第一唤醒信号线11通过整车唤醒继电器6拉高第二唤醒信号线12,从而唤醒补电相关的控制器,如整车控制器8、高压转低压控制器9、电池管理控制器10,此时,所有控制器都被唤醒。如图3所述,整车控制器8通过判断启动信号线14的状态,完成启动;

当驾驶员操作钥匙开关2从非Off端到Off端,第一唤醒信号线11拉低,且通过整车唤醒继电器6拉低第二唤醒信号线12,所有控制器根据唤醒信号线状态,进入休眠;

(2)、满足给电池组补电功能的电源管理装置及电源管理方法:

如图3所述,补电时,钥匙开关2状态在Off端,第一唤醒信号线11保持拉低,非补电相关的控制器不会被唤醒,车身控制器4通过内部的时钟自唤醒模块81,在Off状态下间隔一定时间自唤醒一次,例如1小时,自唤醒后,第三唤醒信号线13拉高,进而唤醒补电相关控制器及模块器件,同时整车控制器8检测电池组1的电压是否小于一定值,如果小于一定值,整车控制器8发送请求补电的信号给电池管理控制器10和高压转低压控制器9,电池管理控制器10判断电池组状态后通过高压转低压控制器9给电池组充电,当整车控制器8检测到电池组的电压达到正常值后,判断整车状态并给电池管理控制器10和高压转低压控制器9发送补电完成的指令,电池管理控制器10和高压转低压控制器9停止补电,最后整车控制器8、高压转低压控制器9、电池管理控制器10都进入休眠状态,具体流程如图2所示。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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