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一种车用混合蓄电池管理系统及方法


技术摘要:
本发明提供一种车用混合蓄电池管理系统及方法,包括:控制组件、蓄电池组保护接触器、蓄电池组、DC/DC补电稳压模块、整车控制器、发动机ECU、整车钥匙、整车仪表、励磁发电机以及驻车电器;控制组件分别与整车控制器、发动机ECU、整车钥匙、整车仪表、励磁发电机以及驻  全部
背景技术:
蓄电池是汽车必不可少的一部分,蓄电池可以采用铅酸蓄电池和锂电池。目前车 用蓄电池性能和技术要求不断提高而导致铅蓄电池体积大、重量大、容量不够用、维保频繁 等问题,所以通常主要使用锂电池。 但是锂电池在使用时,也有诸多的原因需要在使用过程进行注意,比如锂离子电 芯存在低温条件下不允许充电、不允许过充过放过热使用。如果锂电池出现过充过放过热 使用不仅影响锂电池的寿命,还会造成锂电池的损坏,而且严重的还会引起火灾,影响整个 电动车的安全性能。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术中的不足,本发明提供一种车用混合蓄电池管理系统,包 括:控制组件、蓄电池组保护接触器、蓄电池组、DC/DC补电稳压模块、整车控制器、发动机 ECU、整车钥匙、整车仪表、励磁发电机以及驻车电器; 蓄电池组设置有起动模组和储能模组; 起动模组正极与起动机正极连接,构成起动电路; 储能模组正极与整车除起动机以外的负载正极连接,构成整车供电电路; DC/DC补电稳压模块连接在蓄电池组保护接触器输出端与起动模组正极输出电路 之间; 控制组件分别与整车控制器、发动机ECU、整车钥匙、整车仪表、励磁发电机以及驻 车电器连接,控制组件实现接收钥匙信号、整车START控制、整车励磁发电机启停控制、车辆 熄火控制、利用仪表显示蓄电池组状态信息和故障预警信息,对整车电路供电和稳压电源 的切换控制、对起动电路供电电源进行切换控制。 进一步的来讲,控制组件包括:主控制板、DC/DC系统控制板以及加热继电器; 主控制板对蓄电池组的温度、电压以及电流进行采集和监测,通过对蓄电池组进 行SOC计算以及SOH计算进行故障诊断,实现对蓄电池组的故障分级预警和故障响应控制; 主控制板通过DC/DC系统控制板与DC/DC补电稳压模块进行通讯和控制,实现利用 励磁发电机或储能模组对起动模组进行充电控制;主控制板通过控制蓄电池组保护接触器 实现对储能模组充放电保护控制,通过控制加热继电器实现对储能模组的过热控制。 进一步的来讲,控制组件还包括:储能模组从控制板和起动模组从控制板; 储能模组从控制板用于采集和监测储能模组中每个锂电芯单体的电压、电流以及 温度,对锂电芯单体进行电量均衡控制,并于主控制板通讯; 起动模组从控制板用于采集和监测起动模组和蓄电池组中超级电容单体的电压、 电流以及温度,并与主控制板通讯。 4 CN 111546938 A 说 明 书 2/6 页 进一步的来讲,还包括:整车控制线束、整车CAN通讯线束、系统内部控制线束、系 统内部CAN通讯线束; 主控制板通过系统内部CAN通讯线束与储能模组从控制板、起动模组从控制板和 DC/DC系统控制板连接; 主控制板通过系统内部控制线束分别与蓄电池组保护接触器和加热继电器连接, 主控制板通过整车CAN通讯线束分别与整车控制器、发动机ECU、整车仪表以及驻车电器连 接; 主控制板通过整车控制线束分别与整车钥匙和励磁发电机连接。 本发明还提供一种车用混合蓄电池管理方法,方法包括: 整车使用驻车电器驻车时,储能模组向整车驻车电器供电; 当储能模组SOC降至第一驻车阈值N1时,主控制板通过整车控制线束向驻车电器 发送停机命令,实现对储能模组的低电量保护; 当储能模组SOC降至第二驻车阈值N2时,主控制板控制蓄电池组保护接触器断开, 实现对储能模组的过放保护; 第一驻车阈值N1大于第二驻车阈值N2。 进一步的来讲,方法还包括: 当整车钥匙开启时,由储能模组向整车电路中的负载供电,钥匙开启信号同时作 为混合蓄电池管理系统的唤醒信号; 主控制板通过起动模组从控制板监测起动模组电压; 当起动模组电压小于第一电压阈值U1时,主控制板通过DC/DC系统控制板控制DC/ DC补电稳压系统开启,储能模组对起动模组充电,同时通过整车仪表显示起动模组充电状 态; 当起动模组电压大于第二电压阈值U2时,主控制板通过DC/DC系统控制板控制DC/ DC补电稳压系统关闭,储能模组对起动模组停止充电; 第一电压阈值U1大于第二电压阈值U2。 进一步的来讲,方法还包括: 当整车钥匙起动时,主控制板允许整车起动,则主控制板通过整车CAN通讯线束或 整车控制线束向发动机ECU发出起动命令,控制整车起动; 如不允许整车起动,则主控制板不向发动机ECU发送起动命令,同时通过整车仪表 显示混合蓄电池状态或故障。 进一步的来讲,方法还包括:整车起动后,主控制板判断储能模组是否允许充电, 如允许充电,则主控制板通过整车控制线束控制励磁发电机开启; 如储能模组不允许充电,则主控制板控制蓄电池组保护接触器断开; 主控制板控制励磁发电机进行发电,控制加热继电器闭合,实现利用励磁发电机 对储能模组加热,通过DC/DC系统控制板控制DC/DC补电稳压模块开启,将起动模组接入整 车电路,利用起动模组对整车电路进行稳压。 进一步的来讲,方法还包括:当蓄电池组出现故障时,主控制板通过信息采集和检 测进行故障诊断,并通过整车仪表向驾驶员进行故障分级预警; 如储能模组故障,主控制板通过DC/DC系统控制板控制DC/DC补电稳压模块开启, 5 CN 111546938 A 说 明 书 3/6 页 控制蓄电池组保护接触器断开,切换为独立使用起动模组对整车电路和起动电路供电; 如果仅起动模组故障,主控制板通过DC/DC系统控制板控制蓄电池组保护接触器 开启,切换为独立使用储能模组对整车电路和起动电路供电。 进一步的来讲,方法还包括:当储能模组出现热失控时,主控制板通过整车CAN线 或整车控制线束与整车控制器和发动机ECU通讯,控制车辆熄火,并通过整车仪表向驾驶员 进行混合蓄电池故障报警。 从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点: 本发明涉及的车用混合蓄电池管理系统利用控制板、接触器,实现了对混合蓄电 池系统的状态监测、储能模组过充过放保护和热管理控制、起动模组起动能力控制、整车电 路稳压控制。通过控制板与整车控制器、发动机ECU、钥匙开关、整车仪表、整车发电机通讯, 根据气温条件和混合蓄电池模组状态进行混合蓄电池保护控制、调整整车起动供电策略、 实现整车驻车电器控制、整车起动控制、发电机启停控制、蓄电池系统故障分级报警控制等 技术功能。避免了蓄电池组出现过充过放过热使用不仅影响锂电池的寿命的问题,还避免 了引起火灾,影响整个电动车的安全性能的严重问题。 附图说明 为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单 地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术 人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为车用混合蓄电池管理系统示意图; 图2为驻车电器开启的控制策略流程图; 图3为整车KEY  ON和整车START的控制策略流程图; 图4为混合蓄电池系统故障的控制策略流程图。 附图标记说明: 图1中:1.主控制板、2.储能模组从控制板、3.起动模组从控制板、4.DC/DC系统控 制板、5.蓄电池组保护接触器、6.加热继电器、7.整车控制器、8.发动机ECU、9.整车钥匙、 10.整车仪表、11.励磁发电机、12.驻车电器、13.整车控制线束、14.整车CAN通讯线束、15. 系统内部控制线束、16.系统内部CAN通讯线束。
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