一种基于蓄电池OCV的车辆智能发电方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种基于蓄电池OCV的车辆智能发电方法。

背景技术

在汽车行业，特别是商用车行业，大多数采用传统低压不可调节发电机系统，发电机恒压充电，无法实现发电机的智能可变输出，缺乏对蓄电池系统的检测与保护。部分带有铅酸电池智能发电控制系统的，也大多基于蓄电池传感器，利用铅酸蓄电池的实时动态SOC值作为判断依据来进行智能发电的控制，通过监测的SOC值，结合车辆当前工况，控制不同的发电机输出状态。

现有方案的核心是依托于铅酸电池传感器对蓄电池动态SOC值做估算，而由于铅酸蓄电池的化学特性,电池SOC不能直接测量，只能通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数来估算其大小，而这些参数还会受到电池老化、环境温度变化及汽车行驶状态等多种不确定因素的影响，因此导致SOC的动态监测值与实际值误差较大，给控制策略的制定造成了极大的难度。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种基于蓄电池OCV的车辆智能发电方法，以达到降功耗和保持电能平衡的目的。

本发明采用的技术方案是：一种基于蓄电池OCV的车辆智能发电方法，整车上电后，获取静置时间和初始开路电压；

基于静置时间、初始开路电压确定初始SOC值；

根据初始SOC值确定是否进入智能发电管理。

进一步地，每次整车下电时，记录下电时间戳；当下次整车上电时记录上电时间戳，则上次下电时间戳与本次上电时间戳之间的差值为所述静置时间。

进一步地，通过查找静置时间、初始开路电压和环境温度MAP表确定初始SOC值。

进一步地，当所述初始SOC值≥B％时，确定进入智能发电管理。

进一步地，进入智能发电管理后，当满足以下条件1时，退出智能发电管理；退出智能发电管理后，当满足以下条件2时，再次进入智能发电管理；

条件1：(放电累计时间T1-发电累计时间T2)＞△T；

条件2：(放电累计时间T1-发电累计时间T2)≤△T。

进一步地，当所述初始SOC值＜B％时，确定不进入智能发电管理。

进一步地，当满足以下条件1时，进入智能发电管理；进入智能发电管理后，当满足以下条件2时，再次退出智能发电管理；

条件1：(发电累计时间T2-放电累计时间T1)＞△T；

条件2：(发电累计时间T2-放电累计时间T1)≤△T。

进一步地，所述放电累计时间T1为从整车上电时发电机的累计关闭时间，所述发电累计时间T2为从整车上电时发电机的累计开启时间。

进一步地，所述智能发电管理为：当判断整车处于加速状态时，控制关闭发电机，否则控制开启发电机。

更进一步地，当满足以下任意一个或多个条件时，判断整车处于加速状态：

1)油门开度信号>A1；

2)油门变化率>A2；

3)车辆加速度计算值>A3；

所述A1为油门开度标定值、A2为油门变化率标定值、A3为车辆加速度标定值。

本发明在车辆起动后，通过起动前蓄电池电压和静置时间来判断蓄电池的初始状态，并通过此循环内的充放电时间估算蓄电池的电能区间，以此为依据控制发电机进入和退出智能发电模式的时间，以达到降功耗和保持电能平衡的目的，方案简单，实施方便。

本发明基于初始电池状态(OCV-SOC)和循环区间的累计充放电时间来制定发电机的控制策略，区别于动态监测控制，此方法不依托动态的SOC值，故无需增加电池传感器，成本低。

附图说明

图1为本发明基于蓄电池OCV的车辆智能发电系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。

本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。

本发明提供一种基于蓄电池OCV的车辆智能发电方法，整车上电后，获取静置时间和初始开路电压；

基于静置时间、初始开路电压确定初始SOC值；

根据初始SOC值确定是否进入智能发电管理。

上述方案中，每次整车下电时，整车控制器进入休眠状态前记录下电时间戳；当下次整车上电(即进入acc或on档)时记录上电时间戳，则上次下电时间戳与本次上电时间戳之间的差值为所述静置时间。同时当当整车打开电源总开关时，记录当前时刻的电压值作为初始开路电压(OCV)，开路电压(OCV)，即电池在开路状态下的端电压，一般与电池SOC呈一定单调关系。

通过离线实验获取静置时间、开路电压(OCV)、环境温度和电池荷电状态(SOC)之间的关系，通过拟合或者查表的方法估算电池初始的SOC。该方法需要在开路的情况下进行测量开路电压，而且需要在静置一段时间后才能保证估计精度。所以其使用范围有限，一般在车辆启动之前(电池无充电放电电流)，通过该方法来估计初始的SOC值。因此本发明在车辆动后，通过查找静置时间、初始开路电压和环境温度MAP表确定初始SOC值，并得出电池的初始状态区间(SOC≥A％，表示电量过剩；SOC≥B％，表示电量充足；SOC＜B，表示电量不足，A、B、C均为标定值)。

State of charge(SOC)，即荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示，其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。

上述方案中，A：当所述初始SOC值≥B％时，表示电量充足，控制系统确定进入智能发电管理。B：当所述初始SOC值＜B％时，控制系统判断此次启动循环将默认进入全发电模式，控制发电机持续发电，确定不进入智能发电管理。

上述方案中，为了更好的保护蓄电池，以避免电池出现馈电状态，在进入智能发电模式后，对AB两种情况，满足一定条件后，将退出智能发电管理，具体如下：

对A情况，进入智能发电管理后，当满足以下条件1时，退出智能发电管理；退出智能发电管理后，当满足以下条件2时，再次进入智能发电管理。对B情况，当满足以下条件a时，进入智能发电管理；进入智能发电管理后，当满足以下条件b时，再次退出智能发电管理。即本发明控制系统能够根据放电累计时间和发电累计时间控制在进入智能发电管理和退出智能发电管理之间进行实时切换。

条件1：(放电累计时间T1-发电累计时间T2)＞△T；

条件2：(放电累计时间T1-发电累计时间T2)≤△T。

条件a：(发电累计时间T2-放电累计时间T1)＞△T；

条件b：(发电累计时间T2-放电累计时间T1)≤△T。

上述方案中，所述放电累计时间T1为从整车上电时发电机的累计关闭时间，所述发电累计时间T2为从整车上电时发电机的累计开启时间。整车下电时，放电累计时间T1和发电累计时间T2均清零。

上述方案中，所述智能发电管理为：当判断整车处于加速状态时，控制关闭发电机(即停止发电机输出，处于放电状态)；而在其他行车状态时，控制开启发电机(即开启发电机输出，处于持续发电状态)。

上述方案中，当满足以下任意一个或多个条件时，判断整车处于加速状态：

1)油门开度信号>A1；

2)油门变化率>A2；

3)车辆加速度计算值>A3；

所述A1为油门开度标定值、A2为油门变化率标定值、A3为车辆加速度标定值。

如图1所示，本发明还提供一种实现上述智能发电方法的智能发电系统，包括蓄电池、蓄电池初始电压检测模块、蓄电池电量判断模块、车辆行驶状态检测模块、蓄电池电量保护模块、发电机发电控制模块、发电机驱动模块、蓄电池充电显示及故障报警模块、电机和仪表。

其中，蓄电池初始电压检测模块在整车上电时检测初始开路电压，蓄电池电量判断模块根据初始开路电压及静置时间确定蓄电池初始SOC值；车辆行驶状态监测模块检测车辆的行驶状态，包括油门开度信号、油门变化率、车辆加速度等信息；发电机发电控制模块根据蓄电池初始SOC值及车辆的行驶状态智能控制发电机的工作状态(即是否进入智能发电管理)。

在智能发电管理时，蓄电池电量保护模块根据放电累计时间T1和发电累计时间T2确定何时退出智能发电管理，对蓄电池进行馈电保护；蓄电池充电显示及故障报警模块根据蓄电池初始开路电压判断蓄电池是否存在故障，必要时在仪表上进行故障报警显示。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。