对电动新能源车辆低压蓄电池补电的方法和系统

技术领域

本发明总体上涉及电动车辆领域，更具体涉及用于对电动车辆的低压蓄电池补电的方法和系统及相应的电动车辆。

背景技术

随着电动汽车的兴起，发展电动汽车是提高能源安全和发展低碳经济的重要途径。电动车辆的电池包含用于为电动车辆电动机提供电源的高压动力蓄电池和用于为车辆仪表和照明等设备提供电源的低压蓄电池。当车辆处于非启动状态(即，全车熄火(IG-OFF)状态)时，低压蓄电池为车辆的电器提供电源；当车辆处于启动状态(即，全车启动(IG-ON)状态)时，高压动力蓄电池为整车提供电源并且同时给低压蓄电池充电。

由于电动车辆长时间处于全车熄火状态会导致低压蓄电池亏电以至于电动车辆无法启动。为了防止低压蓄电池亏电，通常的解决方案是，电动车辆的用户在电动车辆处于全车熄火状态一定时间后手动启动电动车辆以给低压蓄电池充电。这种解决方案会给车辆用户带来不便，不能够满足客户对更加智能的电动车辆的要求。

因此，需要一种改进的用于对电动车辆的低压蓄电池补电的方法和系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种解决方案，其能够在车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态期间自动定时对电动车辆的低压蓄电池补电，从而避免由于电动车辆长时间处于全车熄火状态而导致低压蓄电池亏电以至于车辆无法启动，同时使得电动车辆更智能，提高电动车辆的客户体验。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对电动车辆的低压蓄电池补电的方法，其中所述电动车辆包括通过控制器局域网络(CAN)可通信地耦合的车联网控制器(TBOX)、整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)，其中，所述方法包括：在所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态时，所述车联网控制器(TBOX)开始计时并且检测所述电动车辆的启动状态；并且当检测到所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态的持续时间超过一时间阈值时，所述车联网控制器(TBOX)唤醒所述整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)；以及当所述整车控制器(VCU)被唤醒时，所述整车控制器(VCU)向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令，以给所述低压蓄电池补电。

根据本发明的方法的一个实施例，所述方法包括：如果所述整车控制器(VCU)在所述电动车辆处于全车启动(IG-ON)状态期间已经接收到所述车联网控制器(TBOX)发送的允许在所述电动车辆处于全车熄火状态(IG-OFF)期间对所述低压蓄电池补电的指令，则当所述整车控制器(VCU)被唤醒时，所述整车控制器(VCU)向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令，以给所述低压蓄电池补电。

根据本发明的方法的一个实施例，所述方法还包括：在给所述低压蓄电池补电预定时间段或者在所述低压蓄电池的电量达到预定电量值后，所述整车控制器(VCU)向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压下电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送停止指令，以停止给所述低压蓄电池补电。

根据本发明的方法的一个实施例，所述方法还包括：当所述车身控制器(BCM)被唤醒时，所述车身控制器(BCM)向所述整车控制器(VCU)发送指示所述电动车辆的前机舱盖的状态的信号，并且仅当所述信号指示所述前机舱盖的状态是锁止时，所述整车控制器(VCU)才向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令。

根据本发明的方法的一个实施例，所述方法还包括：当所述整车控制器(VCU)被唤醒时，所述整车控制器(VCU)与所述车联网控制器(TBOX)通信以基于所述车联网控制器(TBOX)的网络时间进行时间校准。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于对电动车辆的低压蓄电池补电的系统，所述系统包括通过控制器局域网络(CAN)可通信地耦合的车联网控制器(TBOX)、整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)，其中，所述车联网控制器(TBOX)被配置为：在所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态时，开始计时并且检测所述电动车辆的启动状态；并且当检测到所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态的持续时间超过一时间阈值时，唤醒所述整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)；以及所述整车控制器(VCU)被配置为：当所述整车控制器(VCU)被唤醒时，向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令和向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令，以给所述低压蓄电池补电。

根据本发明的系统的一个实施例，所述整车控制器(VCU)被配置为：如果所述整车控制器(VCU)在所述电动车辆处于全车启动(IG-ON)状态期间已经接收到所述车联网控制器(TBOX)发送的允许在所述电动车辆处于全车熄火状态(IG-OFF)期间对所述低压蓄电池补电的指令，则当所述整车控制器(VCU)被唤醒时，向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令和向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令，以给所述低压蓄电池补电。

根据本发明的系统的一个实施例，所述整车控制器(VCU)还被配置为：在给所述低压蓄电池补电预定时间段或者在所述低压蓄电池的电量达到预定电量值后，向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压下电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送停止指令，以停止给所述低压蓄电池补电。

根据本发明的系统的一个实施例，所述车身控制器(BCM)被配置为：当所述车身控制器(BCM)被唤醒时，向所述整车控制器(VCU)发送指示所述电动车辆的前机舱盖的状态的信号，并且仅当所述信号指示所述前机舱盖的状态是锁止时，才向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令。

根据本发明的系统的一个实施例，所述车身控制器(BCM)被配置为：当所述整车控制器(VCU)被唤醒时与所述车联网控制器(TBOX)通信以基于所述车联网控制器(TBOX)的网络时间进行时间校准。

根据本发明的第三方面，提供了一种电动车辆，其中，所述电动车辆包括上文所述的系统。

本发明的解决方案通过配置电动车辆的车联网控制器(TBOX)、整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)实现了在车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态的持续时间超过一时间阈值时自动定时对电动车辆的低压蓄电池补电，从而避免由于电动车辆长时间处于全车熄火状态而导致低压蓄电池亏电以至于车辆无法启动，同时使得电动车辆更智能，提高电动车辆的客户体验。

附图说明

现在将仅通过参考附图的非限制性示例来描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的用于对电动车辆的低压蓄电池补电的系统的一个实施例的示意性视图；

图2示出了根据本发明的用于对电动车辆的低压蓄电池补电的方法的一个实施例的示意性流程图；以及

图3是示出了图1的实施例的更多细节的示意性视图。

具体实施方式

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

需要说明的是，在本发明中，“低压蓄电池”也可以被称为“低压电瓶”，其电压在例如9V-16V的范围内。另外，对低压蓄电池补电和对低压蓄电池充电可互换使用。

图1示出了根据本发明的用于对电动车辆的低压蓄电池补电的系统的一个实施例的示意性视图。

如图1中所示，所述系统包括通过控制器局域网络(CAN)可通信地耦合的车联网控制器(TBOX)、整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)。此外，电动车辆的用户可以借助于其移动终端(诸如，手机、笔记本、平板电脑等)上安装的应用程序(App)通过4G/5G通讯与本发明的系统交互。具体地，所述应用程序(App)通过4G/5G通讯与车联网控制器(TBOX)通信以实现车辆用户与本发明的系统交互。

为了容易理解本发明，需要注意的是，在电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态期间，除了所述车联网控制器(TBOX)以外的所有控制器都处于休眠状态。

具体地，所述车联网控制器(TBOX)被配置为：在所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态时，开始计时并且检测所述电动车辆的启动状态；并且当检测到所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态的持续时间超过一时间阈值时，唤醒所述整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、高压直流转低压直流控制器(DCDC)和车身控制器(BCM)。

优选地，所述车联网控制器(TBOX)被配置为周期性地检测一次所述电动车辆的启动状态，例如，但不限于，每隔10秒(s)、20秒(s)、30秒(s)、1分钟(min)、10分钟(min)、30分钟(min)或1小时(h)检测一次所述电动车辆的启动状态。时间间隔可以由电动车辆的用户设定。优选地，所述车联网控制器(TBOX)被配置为例如每隔1分钟检测一次所述电动车辆的启动状态。

另外，关于所述电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态的持续时间的时间阈值可以在1天(24小时)-8天(192小时)的范围内，并且所述时间阈值可以由电动车辆的用户设定或者根据低压蓄电池的蓄电性能设定。

所述整车控制器(VCU)被配置为：当所述整车控制器(VCU)被唤醒时，向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令和向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令，以给所述低压蓄电池补电。

优选地，所述整车控制器(VCU)还被配置为：在给所述低压蓄电池补电预定时间段或者在所述低压蓄电池的电量达到预定电量值后，向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压下电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送停止指令，以停止给所述低压蓄电池补电。这可以进一步提高电动车辆的智能水平，同时避免对低压蓄电池过充电。

图2示出了根据本发明的用于对电动车辆的低压蓄电池补电的方法的一个实施例的示意性流程图。该实施例仅是示例性的而非限制性的。

下文参考图2描述了该实施例的示意性流程图。如图2中所示，当电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态时，车联网控制器(TBOX)开始计时并且检测所述电动车辆的启动状态。当车联网控制器(TBOX)判定电动车辆处于全车熄火(IG-OFF)状态超过一时间阈值(例如8天或者192小时)时，所述车联网控制器(TBOX)通过控制器局域网络(CAN)唤醒整车控制器(VCU)、动力电池管理控制器(BMS)、车身控制器(BCM)和高压直流转低压直流控制器(DCDC)。

在该实施例中，出于安全原因，当所述车身控制器(BCM)被唤醒时，所述车身控制器(BCM)向所述整车控制器(VCU)发送指示所述电动车辆的前机舱盖的状态的信号，并且仅当所述信号指示所述前机舱盖的状态是锁止时，所述整车控制器(VCU)才向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压上电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送启动指令。当所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)启动时，给所述低压蓄电池补电或充电。在给所述低压蓄电池补电预定时间段(例如1小时)之后，所述整车控制器(VCU)向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压下电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送停止指令，以停止给所述低压蓄电池补电。所述预设时间段可以由电动车辆的用户设定或者根据低压蓄电池的补电效率设定。

虽然图2中未示出，但是应理解，该实施例可以替代地包括：在所述低压蓄电池的电量达到预定电量值之后，所述整车控制器(VCU)向所述动力电池管理控制器(BMS)发送高压下电指令并且向所述高压直流转低压直流控制器(DCDC)发送停止指令，以停止给所述低压蓄电池补电。同样地，所述预定电量值可以由电动车辆的用户设定或者根据低压蓄电池的电池容量设定。在完成对所述低压蓄电池补电或充电之后，整车可以进入休眠流程，从而结束对所述低压蓄电池补电或充电的过程。

图3是示出了图1的实施例的更多细节的示意性视图。下文参考图3描述了这些细节。

如上文所描述的，手机应用程序(App)通过4G/5G通讯与车联网控制器(TBOX)通信以实现车辆用户与本发明的系统交互。如图3中所示，车联网控制器(TBOX)能够将是否允许在IG-OFF期间对低压电瓶定时补电的指令和车辆正在IG-OFF期间补电的通知发送到手机应用程序(App)。车辆用户通过所述应用程序(App)能够将用户是否允许在IG-OFF期间对低压电瓶定时补电的反馈信息反馈给车联网控制器(TBOX)。

进而，车联网控制器(TBOX)能够将是否允许在IG-OFF期间对低压电瓶定时充电的指令和网络时间发送给整车控制器(VCU)，并且从整车控制器(VCU)接收指令是否接受反馈信息和低压补电动作反馈。另外，本领域技术人员知晓，车联网控制器(TBOX)能够通过其内的4G/5G卡获得网络时间。整车控制器(VCU)能够基于车联网控制器(TBOX)的网络时间进行时间校准以便控制对低压蓄电池补电的时间长度。

附加地，车身控制器(BCM)能够将前机舱盖开启状态信息发送给整车控制器(VCU)。整车控制器(VCU)能够将高压上电指令发送给动力电池管理控制器(BMS)并且从动力电池管理控制器(BMS)接收高压继电器状态信息。整车控制器(VCU)还能够将启动DCDC指令发送给高压直流转低压直流控制器(DCDC)并且从高压直流转低压直流控制器(DCDC)接收DCDC工作状态信息。应理解，整车控制器(VCU)能够将高压下电指令发送给动力电池管理控制器(BMS)并且从动力电池管理控制器(BMS)接收高压继电器状态信息；整车控制器(VCU)还能够将停止DCDC指令发送给高压直流转低压直流控制器(DCDC)并且从高压直流转低压直流控制器(DCDC)接收DCDC工作状态信息。在高压直流转低压直流控制器(DCDC)启动时，动力电池输出供电以给低压电瓶充电。

应理解，本文中前述关于本发明的方法所描述的具体特征、操作和细节也可类似地应用于本发明的系统，或者，反之亦然。另外，上文描述的本发明的方法的每个步骤可由本发明的系统的相应部件或单元执行。

应理解，本发明的系统的各个模块/单元可全部或部分地通过软件、硬件、固件或其组合来实现。所述各模块/单元各自可以硬件或固件形式内嵌于计算机设备的处理器中或独立于所述处理器，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中以供处理器调用来执行所述各模块/单元的操作。所述各模块/单元各自可以实现为独立的部件或模块，或者两个或更多个模块/单元可实现为单个部件或模块。

在一个实施例中，本发明还要求保护一种电动车辆，所述电动车辆包括上述任一项所述的用于对电动车辆的低压蓄电池补电的系统。所述电动车辆包括各种类型的主要依靠电能的纯电动车辆或者依靠电能和其他能源的混合动力车辆。

本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法的步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的方法的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、外部高速缓冲存储器等。

以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。

尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。