一种电动车的蓄电方法及蓄电系统

技术领域

本发明属于商用电动车整车控制领域，特别涉及一种基于商用电动车的蓄电方法及蓄电系统。

背景技术

由于整车全周期可控性需求的不断增长，越来越多商用车整车低压电器设备被设计为常电唤醒状态，这对整车低压蓄电系统是个极大考验，整车自动蓄电系统也应运而生。

当电动车的低压蓄电池电量过低时，现有的整车自动蓄电系统为低压蓄电池进行充电。然而，当发生低压蓄电池故障、线路老化、低压系统的用电器故障等问题时，耗电量可能出现异常，而现有技术中，低压蓄电池的电压低于阈值时，蓄电系统即自动为低压蓄电池进行充电，无法及时发现耗电量异常的故障，频繁充电造成电力浪费。

另外，目前常规的整车蓄电系统是基于车载终端TBOX与云平台进行开发的，而对于日益壮大的海外商用车市场，整车终端与云平台的在线稳定性存在一定问题，而现有技术中当电动车的低压蓄电池电压较低需要充电时，均将充电需求自动上传到云平台，通过云平台将低压蓄电池的电压与阈值进行比较，再通过云平台向电动车下发充电指示，从而为低压蓄电池进行充电。然而，目前商用车领域市场在向海外以及偏远地区扩张，不可避免的会出现车载终端与云平台连接不稳定导致的离线问题，当电动车行驶到网络较差的区域或偏远地区时，云平台与电动车的车载控制器之间的通信并不稳定，使得常常无法满足电动车的低压蓄电池的充电需求，进而造成由低压蓄电池供电的电动车的低压系统的供电不足，无法保证电动车低压系统的正常工作。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中低压蓄电池的电压低于阈值时蓄电系统即自动为低压蓄电池进行充电，无法及时发现耗电量异常的故障，频繁充电造成电力浪费的问题，提供一种电动车的蓄电方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电动车的蓄电方法，包括：

(A)当所述电动车处于下电状态时，检测低压蓄电池的电压；

(B)执行第一判断，所述第一判断为判断低压蓄电池的电压是否小于或等于预设电压阈值；

若第一判断的结果为是，则执行第二判断，跳转到步骤(C)，所述第二判断为判断当前时刻与当前检测周期的初始时刻之间的时间间隔是否大于或等于预设时间间隔；

若第二判断的结果为是，则开始新的检测周期，将当前时刻作为新的检测周期的初始时刻，跳转到步骤(C)；

若第二判断的结果为否，则执行第三判断，所述第三判断为判断当前检测周期中低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值的次数是否达到预设次数N_TH，或者所述第三判断为判断当前检测周期中执行充电操作的次数是否达到N_TH-1；

若第三判断的结果为是，则报告耗电量异常故障，结束所述蓄电方法的步骤；

若第三判断的结果为否，则跳转到步骤(C)；

若第一判断的结果为否，则跳转到步骤(A)；

(C)执行充电操作，所述充电操作中，对低压蓄电池进行充电，直到低压蓄电池的电压达到预设充电电压；跳转到步骤(A)。

本发明中，在电动车处于下电状态时检测低压蓄电池的电压。当低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值时，本发明并不是直接进行补电，而是通过执行第二判断、第三判断来监测在一定时间内蓄电需求的次数有异常(即一定时间内低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值的次数过多)，来判断是否有耗电量过多(耗电量异常)的故障(例如低压蓄电池本身故障、线路故障等、低压系统的用电器故障)。若第二判断的结果为是，即当前时刻(即当前检测到电压小于或等于预设电压阈值的时刻)与当前检测周期的初始时刻之间的时间间隔已经大于或等于预设时间间隔，则可以确定当前时刻之前并未出现耗电量异常(即耗电量过多)的故障，因此，可以开始新的检测周期，将当前时刻作为新的检测周期的初始时刻，对低压蓄电池进行充电。若第二判断的结果为否，则还无法判断当前检测周期是否有耗电量异常的故障，需要进一步执行第三判断，即判断当前检测周期中低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值的次数是否达到预设次数N_TH。若第三判断的结果为是，则说明当前检测周期中要求充电的次数过多(即一定时间内低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值的次数过多)，可以确定耗电量已发生异常，因此可报告耗电量异常故障，提醒对电动车进行检修。若第三判断的结果为否，则说明当前检测周期中要求充电的次数仍为正常范围，因此可执行充电操作。本发明中，所述第三判断为判断当前检测周期中低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值的次数是否达到预设次数N_TH，或者所述第三判断为判断当前检测周期中执行充电操作的次数是否达到N_TH-1。执行充电操作的次数达到N_TH-1之后，若再次判断当前检测周期中低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值，则当前检测周期中低压蓄电池的电压小于或等于预设电压阈值的次数达到预设次数N_TH。

上述技术方案中，所述步骤(B)中，若电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是第一次，则将当前时刻作为当前检测周期的初始时刻。

上述技术方案中：

所述步骤(B)中，确定电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是否为第一次的方法为：若所设置的累加参数N的值为0，则电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数为第一次；其中，累加参数N的初始值为0；

所述步骤(B)中，若第二判断的结果为是，则还执行如下操作：令累加参数N的值清零；

所述步骤(B)中，执行第三判断具体为：判断第一条件是否成立，若判断第一条件成立，则判断当前检测周期中低压蓄电池(1)的电压小于或等于预设电压阈值的次数达到预设次数N_TH(也即当前检测周期中执行充电操作的次数达到N_TH-1)；其中，第一条件为N＝N_TH-1，N_TH的取值范围为N_TH≥2；

所述步骤(C)中还执行如下操作：令累加参数N的值加1。

上述技术方案中：

所述步骤(B)中，若第一判断的结果为是，则还执行如下操作：令累加参数N的值加1；其中，N的初始值为0；

所述步骤(B)中，确定电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是否为第一次的方法为：若N＝1，则电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数为第一次；

所述步骤(B)中，若第二判断的结果为是，则还执行如下操作：令N＝1；

所述步骤(B)中，执行第三判断具体为：判断第二条件是否成立，若判断第二条件成立，则判断当前检测周期中低压蓄电池(1)的电压小于或等于预设电压阈值的次数达到预设次数N_TH；其中，第二条件为N＝N_TH，N_TH的取值范围为N_TH≥2。

上述技术方案中，所述步骤(A)中，通过电动车的车载控制器检测低压蓄电池的电压；所述步骤(C)中，利用电动车的车载控制器，控制电动车的牵引蓄电池或外接电源对低压蓄电池进行充电。

本发明中，通过上述设置，对低压蓄电池的电压的检测、对低压蓄电池充电的控制均通过电动车的车载控制器实现，避免了现有技术中采用云平台进行充电控制时可能因网络不稳定造成的控制滞后、无法及时为低压蓄电池蓄电的问题。

上述技术方案中，所述预设时间间隔的取值范围为4小时—6小时。

上述技术方案中，所述步骤(A)中，以固定周期检测低压蓄电池的电压。

上述技术方案中，N_TH的取值范围为[2,10]。

本发明还提供一种电动车的蓄电系统，包括车载控制器，所述车载控制器被配置为用于执行上述电动车的蓄电方法的步骤。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)能够在电动车处于下电状态时监测整车的低压蓄电池电压，并在整车下电并且低压蓄电池电压低于设定阈值的情况下实现蓄电；

(2)能够在车载终端、云平台离线的情况下确保低压蓄电池的及时充电，维持电动车低压系统功能完整性；

(3)支持补电状态实时监测与周期内重复补电限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的电动车蓄电系统的连接架构图；

图2是本发明实施例1的自动蓄电功能时从车身控制器角度看的工作流程图；

图3是本发明实施例1的自动蓄电功能时从电动车的域控制器角度看的工作流程图；

图4是本发明实施例2的自动蓄电功能时从车身控制器角度看的工作流程图。

上述附图中：1、低压蓄电池；2、低压蓄电池控制模块；3、车身控制器；4、电动车的域控制器；5、电池系统。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例1提供一种电动车的蓄电方法，包括：

(A)当所述电动车处于下电状态时，以固定周期检测低压蓄电池1的电压；

(B)执行第一判断，所述第一判断为判断低压蓄电池1的电压是否小于或等于预设电压阈值(预设电压阈值可根据实际需要设定)；

若第一判断的结果为是，则执行第二判断，跳转到步骤(C)，所述第二判断为判断当前时刻与当前检测周期的初始时刻之间的时间间隔是否大于或等于预设时间间隔；若电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是第一次(即在此次进入下电状态时，第一次判断得到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值)，则将当前时刻作为当前检测周期的初始时刻；其中，确定电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是否为第一次的方法为：若所设置的累加参数N的值为0，则电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数为第一次；其中，累加参数N的初始值为0(即每次进入下电状态时，都会将累加参数N置为初始值0)；

若第二判断的结果为是，则令累加参数N的值清零，开始新的检测周期，将当前时刻作为新的检测周期的初始时刻，跳转到步骤(C)；

若第二判断的结果为否，则执行第三判断，所述第三判断为判断当前检测周期中低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值的次数是否达到预设次数N_TH，或者所述第三判断为判断当前检测周期中执行充电操作的次数是否达到N_TH-1。执行第三判断具体为：判断第一条件是否成立，若判断第一条件成立，则判断当前检测周期中低压蓄电池(1)的电压小于或等于预设电压阈值的次数达到预设次数N_TH；其中，第一条件为N＝N_TH-1，N_TH的取值范围为N_TH≥2。

若第三判断的结果为是，则报告耗电量异常故障，结束所述蓄电方法的步骤；

若第三判断的结果为否，则跳转到步骤(C)；

若第一判断的结果为否，则跳转到步骤(A)；

(C)执行充电操作，所述充电操作中，对低压蓄电池1进行充电，直到低压蓄电池1的电压达到预设充电电压；令累加参数N的值加1；跳转到步骤(A)。

本发明中，每个检测周期的初始时刻都取决于低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值的时刻。例如，每次电动车进入下电状态时，若在此次进入下电状态时，第一次判断得到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值，则将该时刻作为本次检测周期的初始时刻。

本实施例中，N的初始值为0。第一次判断得到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值时，N值保持不变，仍为0，即可以通过N值是否为0判断电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是否为第一次。当第一条件分别为N＝1、N＝2、N＝3、N＝4时，预设次数N_TH分别对应为2、3、4、5。

在每次下电状态时第一次判断得到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值，很明显此时不会满足第三判断(即第三判断的结果为否)，因此可跳转到步骤(C)执行充电操作。

第三判断中，判断当前检测周期中低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值的次数是否达到预设次数N_TH，也是通过N值来确定的。因为步骤(C)中每次执行充电操作即令N的值加1，因此通过N值即可反映蓄电的次数(也即低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值的次数)。

当第一条件为N＝1时，即在该次检测周期已执行了一次步骤(C)，即N的值已为1。若该次检测周期未结束时(即第二判断的结果为否)，又产生了蓄电需求(第一判断的结果再次为是)，则认为该次检测周期内蓄电需求产生异常，报告耗电量异常故障，结束所述蓄电方法的步骤。

当第一条件为N＝2时，即在该次检测周期已执行了两次步骤(C)，即N的值已为2。若该次检测周期未结束时(即第二判断的结果为否)，第三次产生了蓄电需求(第一判断的结果为是的次数为三次)，则认为该次检测周期内蓄电需求产生异常，报告耗电量异常故障，结束所述蓄电方法的步骤。同理，可以理解第一条件为N＝3时的情况。

若实际中N＝1即说明耗电量异常，则将第一条件设置为N＝2或N＝3，可避免设置为N＝1时可能出现的误判情况，即N＝2(或N＝3)分别表示已经执行了两次充电操作(或三次充电操作)之后，再次出现了蓄电需求，则可以说明充电后电压又下降到阈值或阈值以下，即耗电量明显异常，因此可使得判断结果更为准确。

若第二判断的结果为是(即为判断当前时刻与当前检测周期的初始时刻之间的时间间隔大于或等于预设时间间隔)，则说明在预设的检测周期中，并没有出现蓄电需求次数异常的情况，因此，可从当前第一判断为是的时刻重新开始计时，即开始新的检测周期。

所述步骤(A)中，可通过电动车的车载控制器检测低压蓄电池1的电压。

所述步骤(C)中，可利用电动车的车载控制器控制电动车的牵引蓄电池通过DC/DC转换器对低压蓄电池1进行充电。当电动车连接到外接电源时，也可令整车域控制器控制，利用外接电源通过DC/DC转换器对低压蓄电池1进行充电。所述预设时间间隔的取值范围为4小时—6小时。电动车的车载控制器包括电动车的车身控制器和域控制器，域控制器也可称为整车域控制器。

所述步骤(A)中，以固定周期检测低压蓄电池1的电压。所述固定周期的范围可根据功能需求进行设计，例如取值范围可为10ms-100ms。

本发明还提供一种电动车的蓄电系统，包括车载控制器，所述车载控制器被配置为用于执行上述电动车的蓄电方法的步骤。

以下对本实施例1的方案进行进一步说明。

本发明提供了一种本地化的整车自动蓄电方案，解决了由于车载终端、云平台(车载终端、云平台均通过无线通信方式与车载控制器连接)离线引发的功能稳定性问题，提高了整车整个生命周期的安全可靠性与适用性。本发明开发了一款基于车身控制器的整车自动蓄电系统，该系统与车载终端-云平台解耦，同时满足海内外商用车的低压自动蓄电需求。

本发明中，低压蓄电池一般指24V蓄电池，也可根据需要采用其他电压规格。电动车的低压系统包括点火开关、车身控制器(BCM)、灯光系统、空调控制系统、火灾报警系统等部件。电动车的低压系统为本领域已知结构。本发明中的下电状态，是指仅电动车的低压系统处于唤醒状态，而牵引系统等其他系统均不工作。

本发明的蓄电系统的连接架构图如图1所示。自动低压蓄电系统根据系统连接可以分为5个部分，分别为车身控制器3、电动车的域控制器4(也称为整车域控制器)、电池系统5、低压蓄电池控制模块2以及低压蓄电池5。由于功能特性，本发明采用了多个控制器。

(1)车身控制器3：该模块处于常电唤醒状态，且无驱动情况下功耗极低，是整车低压自动蓄电系统的闭环控制基础；

(2)电动车的域控制器4：电动车的域控制器作为低压自动蓄电的控制中间件，是系统核心控制部件；电动车的域控制器为现有技术的内容；

(3)电池系统5：包括BMS(电池管理系统)与电池包：该部分是启动整车DC/DC转换器的高压能量源；

(4)低压蓄电池控制模块2：包括控制器总成与DC/DC转换器。该部分是DC/DC转换器使能的执行部件，用于通过DC/DC转换器给蓄电池充电；

(5)车载的低压蓄电池1：该部分是给整车低压蓄电系统供电的储能部件。

本发明整体使用流程如下：

步骤一：车身控制器在整车下电情况下检测到蓄电池电压低于阈值，唤醒电动车的域控制器；

步骤二：电动车的域控制器唤醒后监测低压蓄电池的电压，并控制电池系统5与低压蓄电池控制模块2进行蓄电操作；

步骤三：蓄电完成后反馈低压蓄电池1的蓄电状态给车身控制器，模块停止电动车的域控制器的唤醒。

本发明的功能总体流程以核心部件进行了划分，分为了车身控制器功能流程以及电动车的域控制器功能流程。自动蓄电功能中从车身控制器角度看的工作流程如图2所示，具体包括：

(1A)判断一档电源信号是否有效(若开启车辆电源，则一档电源信号有效，即退出下电状态)，若有效，退出自动蓄电模式(即本申请的蓄电方法)，重新检测；若无效，进入(2A)；

(2A)进入蓄电池电压判断，若当前蓄电池电压高于等于设定阈值，返回(1A)；若低于设定阈值，则进入(3A)；

(3A)判断蓄电检测周期是否超过6小时，超过6小时清除上一次检测周期的时间戳，累计计时与自动蓄电次数也清零，进入(4A)；未超过6小时，进入判断自动蓄电次数是否超过3次，超过3次，循环累计计时累加，返回(1A)；不超过3次，进入(4A)；

(4A)唤醒电动车的域控制器并向电动车的域控制器发送补电使能指令，然后持续接收电动车的域控制器的蓄电状态，进入(5A)；

(5A)判断是否为检测周期的首次蓄电，不是的话进入(6A)；若为是，则记录时间戳，开启新一轮检测周期，进入(6A)；

(6A)累计计时累加，判断是否收到整车域的蓄电完成反馈状态，未收到返回(1A)，收到将6小时内蓄电累计次数+1，发送整车域停止唤醒标志。

自动蓄电功能中从电动车的域控制器角度看的工作流程如图3所示，具体包括如下步骤：

(1B)判断是否一档开关是否有效，若是，则向车身控制器反馈一档信号有效；若否，则进入(2B)；

(2B)判断当前蓄电池电压是否低于设定阈值，若否，则向车身控制器反馈蓄电池未馈电，返回(1B)；是进入(3B)；

(3B)判断是否接收到车身控制器的补电使能指令，未接收到返回(1B)；接收到进入(4B)；

(4B)向BMS以及控制总成DCDC分别发送上电以及使能指令，进行蓄电池蓄电并累计计时，进入(5B)；

(5B)检测蓄电是否有故障，若有故障，则停止蓄电，记入并存储故障，并反馈给车身控制器，返回(1B)；若否，则进入(6B)；

(6B)判断连续蓄电累计计时是否超过1小时，若是则停止蓄电，蓄电累计计时清零，返回(1B)；若否，则话进入(7B)；

(7B)判断蓄电池电压是否蓄电到阈值，若否，则返回(1B)；若是，则停止蓄电，向车身控制器反馈蓄电完成，返回(1B)；

其中，图2、图3均表述本发明实施例1的蓄电方法的步骤，区别仅在于执行主体不同。电动车的域控制器可保持为工作状态，也可设置为当车身控制器检测到蓄电池电压低于阈值时才唤醒域控制器。

实施例2

如图4所示，本实施例2中，蓄电方法包括如下步骤：

(A)当所述电动车处于下电状态时，以固定周期检测低压蓄电池1的电压(固定周期的设定可参考实施例1)；

(B)执行第一判断，所述第一判断为判断低压蓄电池1的电压是否小于或等于预设电压阈值；

若第一判断的结果为是，则令累加参数N的值加1(其中，N的初始值为0，即每次进入下电状态时，都会将累加参数N置为初始值0)，执行第二判断，跳转到步骤(C)，所述第二判断为判断当前时刻与当前检测周期的初始时刻之间的时间间隔是否大于或等于预设时间间隔；若电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是第一次，则将当前时刻作为当前检测周期的初始时刻；其中，确定电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数是否为第一次的方法为：若N＝1，则电动车处于下电状态时第一判断的结果为是的次数为第一次；

若第二判断的结果为是，则令N＝1，开始新的检测周期，将当前时刻作为新的检测周期的初始时刻，跳转到步骤(C)；

若第二判断的结果为否，则执行第三判断，所述第三判断为判断当前检测周期中低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值的次数是否达到预设次数N_TH，或者所述第三判断为判断当前检测周期中执行充电操作的次数是否达到N_TH-1；执行第三判断具体为：判断第二条件是否成立，若判断第二条件成立，则判断当前检测周期中低压蓄电池(1)的电压小于或等于预设电压阈值的次数达到预设次数N_TH；其中，第二条件为N＝N_TH，N_TH的取值范围为N_TH≥2。

若第三判断的结果为是，则报告耗电量异常故障，结束所述蓄电方法的步骤；

若第三判断的结果为否，则跳转到步骤(C)；

若第一判断的结果为否，则跳转到步骤(A)；

(C)执行充电操作，所述充电操作中，对低压蓄电池1进行充电，直到低压蓄电池1的电压达到预设充电电压；跳转到步骤(A)。

本发明中，当电动车进入下电状态时，累加参数N置为初始值0，若在该次下电状态中第一次检测到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值，则累加参数的值N变为1。然后执行第二判断，即需要判断当前时刻与当前检测周期的初始时刻之间的时间间隔是否大于或等于预设时间间隔。当第一次检测到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值(即通过N＝1判断，若N＝1，则说明是第一次检测到)，则当前时刻即为该次下电状态第一个检测周期的初始时刻。若第二判断的结果为是，则说明在预设时间间隔内，充电需求次数(即低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值的次数)没有超过正常次数，则可以开始新的检测周期。若第二判断的结果为否，则无法确定是否超过正常次数，还需要进一步执行第三判断。第三判断通过判断第二条件是否成立实现。

当第二条件为N＝2时，即在预设时间间隔内第二次检测到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值，即判断达到预设次数2。

当第二条件为N＝3时，即在预设时间间隔内第三次检测到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值，即判断达到预设次数3。若实际中在预设时间间隔内第二次检测到低压蓄电池1的电压小于或等于预设电压阈值即为异常值，则也可将第二条件设置为N＝3，从而可减少误判风险，即充电后又下降到预设电压阈值或预设电压阈值以下，则可以说明出现故障。

关于本实施例2的除了上述蓄电方法的其他内容，可参照实施例1。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明涵盖范围之内。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本发明所附权利要求所限定的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。