一种车辆供电方法、车辆供电架构以及汽车

技术领域

本申请属于汽车技术领域，尤其涉及一种车辆供电方法、车辆供电架构以及汽车。

背景技术

在新能源造车势力日益崛起的情况下，新能源电动汽车的市场占有率越来越高。传统电车存在高低压电源分离的问题，为防止整车小电瓶亏电无法解锁，动力电池包通过外部电路在整车上电的时候对低压小电瓶进行充电。

然而，当整车停放时间较长的时候，例如，停放时间超过小电瓶的自然放电时间后，整车小电瓶由于亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁，会导致汽车无法解锁。

发明内容

本申请实施例提供了一种车辆供电方法、车辆供电架构以及汽车，旨在解决目前的汽车供电方案存在的由于小电瓶亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种车辆供电方法，所述车辆供电方法包括：

获取动力电池组中M个所述电池单元的电参数，得到M个电量采样信号；

根据M个所述电量采样信号从M个所述电池单元中确定出N个所述电池单元为低压配电单元；

根据整车下电信号控制N个所述低压配电单元串联形成低压电池组，并控制所述低压电池组的输出端连接至低压输出接口；其中，N≤M。

在一个实施例中，所述根据M个所述电量采样信号从M个所述电池单元中确定出N个所述电池单元为低压配电单元，包括：

获取需求电压，所述需求电压为所述低压输出接口需要输出的电压值；

根据所述需求电压以及所述电池单元的额定电压确定所述低压配电单元的个数N；

选取N个所述电池单元为低压配电单元。

在一个实施例中，所述根据M个所述电量采样信号从M个所述电池单元中确定出N个所述电池单元为低压配电单元，包括：

根据M个所述电量采样信号将电量大于预设电量阈值的所述电池单元确定为所述低压配电单元；其中，所述预设电量阈值由所述低压配电单元的个数N确定。

在一个实施例中，所述根据M个所述电量采样信号从M个所述电池单元中确定出N个所述电池单元为低压配电单元，包括：

根据M个所述电量采样信号确定M个所述电池单元的电量，并从M个所述电池单元中选取电量最高的N个电池单元确定为所述低压配电单元。

在一个实施例中，所述根据整车下电信号控制N个所述低压配电单元形成低压电池组，包括：

根据整车下电信号控制N个所述低压配电单元串联得到所述低压电池组。

在一个实施例中，所述车辆供电方法还包括：

根据整车上电信号控制M个所述电池单元串联形成高压电池组，并控制所述高压电池组输出第二电压信号至高压输出接口；其中，所述低压电池组的输出电压小于所述高压电池组的输出电压。

在一个实施例中，所述车辆供电方法还包括：

根据所述整车上电信号的情况下将所述高压输出接口输出的第二电压信号转换为第一电压信号输出至所述低压输出接口。

本申请实施例第二方面还提供了一种车辆供电架构，包括动力电池组；以及动态电源控制器，所述动态电源控制器用于执行如上述任意一项实施例所述的车辆供电方法。

在一个实施例中，所述动力电池组包括M个电池单元；所述车辆供电架构还包括M个切换开关模块，M个所述切换开关模块与M个所述电池单元、所述低压输出接口连接，M个所述切换开关模块受控于所述动态电源控制器对M个所述电池单元的连接关系进行切换。

本申请实施例第二方面还提供了一种汽车，所述汽车包括：车体；动力电池组；以及动态电源控制器，所述动态电源控制器用于执行如上述任意一项实施例所述的车辆供电方法。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

通过采集动力电池组中M个电池单元的电参数得到M个电量采样信号；根据M个所述电量采样信号从M个电池单元中确定出N个电池单元为低压配电单元；根据整车下电信号控制N个低压配电单元串联形成低压电池组，并控制低压电池组的输出端连接至低压输出接口，从而可以通过选择动力电池组中若干电池单元组成低压电源输出为整车控制器供电，达到去掉整车小电瓶的目的，也避免了目前的汽车供电方案存在的由于小电瓶亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种车辆供电方法的第一示意图；

图2是本申请实施例提供的一种车辆供电方法中步骤S200的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种车辆供电方法的第二示意图；

图4是本申请实施例提供的一种车辆供电方法的第三示意图；

图5是本申请实施例提供的一种车辆供电架构的第一示意图；

图6是本申请实施例提供的一种车辆供电架构的第二示意图；

图7是本申请实施例提供的一种车辆供电架构的第三示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

传统电动汽车中通常采用高低压电源分离的技术方案，例如，将动力电池包和低压电源(即汽车小电瓶)分离设置，为防止汽车小电瓶亏电无法解锁，动力电池包通过外部电路在整车上电的时候对汽车小电瓶进行充电。然而，当整车停放时间较长的时候，例如，停放时间超过小电瓶的自然放电时间后，整车小电瓶亏电，无法唤醒整车控制器进行整车解锁，存在汽车无法解锁的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种车辆供电方法，参见图1所示，本实施例中的车辆供电方法包括步骤S100至步骤S300。

在步骤S100中，获取动力电池组中M个所述电池单元的电参数，得到M个电量采样信号。

在本实施例中，动力电池组包括M个电池单元，通过获取每个电池单元的电参数可以得到相应的电量采样信号，从而确定每个电池单元的电量，为后续的低压配电单元的筛选提供参数。

在步骤S200中，根据M个所述电量采样信号从M个所述电池单元中确定出N个所述电池单元为低压配电单元。

在本实施例中，由电量采样信号确定了每个电池单元的电量，并根据电池单元的电量从M个电池单元中确定出N个符合选择条件的电池单元为低压配电单元。

在步骤S300中，根据整车下电信号控制N个所述低压配电单元形成低压电池组，并控制所述低压电池组输出第一电压信号至至低压输出接口。

在本实施例中，N≤M，在车辆熄火时，此时车辆整车下电，根据整车下电信号控制N个低压配电单元串联形成低压电池组，并控制低压电池组输出第一电压信号至低压输出接口，从而通过动力电池组实现为整车低压供电的效果，不仅可以去掉整车小电瓶，也避免了目前的汽车供电方案存在的由于小电瓶亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁的问题。

在一个具体应用实施例中，本实施例中的车辆供电方法可以应用于电动汽车中，可以解决因高低压电源分离，导致整车停放时间长，小电瓶亏电无法整车解锁的问题。具体的，在取消传统低压小电瓶后，由整车动力电池组内部动态选择N个低压配电单元组成低压电池组(低压电池组的输出电压范围可以为12-14V)，例如，通过电池包BMS(BatteryManagement System)监控电池包内部各电池单元的剩余电量，动态选取电量富余的电池单元作为低压配电单元组成低压电池组，随时保持低压输出接口输出有电源，保证整车电池包有电，整车控制器就不会掉电。

在一个实施例中，参见图2所示，步骤S200还包括步骤S210、步骤S220以及步骤S230。

在步骤S210中，获取需求电压，所述需求电压为所述低压输出接口需要输出的电压值。

在本实施例中，低压输出接口为车辆内部的低压负载供电，通过与车辆内部的低压负载建立通信，获取低压负载的工作电压，将低压负载的工作电压确定为低压输出接口需要输出的电压值，从而确定需求电压。

在步骤S210中，根据所述需求电压以及所述电池单元的额定电压确定所述低压配电单元的个数N。

在本实施例中，基于需求电压以及电池单元的额定电压可以确定低压配电单元的个数N，例如，若动力电池组由三元锂电池组成，低压输出接口的需求电压的范围为12-14V，而三元锂电池单电芯并联组成的电池单元正常使用情况电压为3.6-3.7V，因此，低压配电单元的个数N可以为4，即通过4颗电量富余发热电池单元串联可组成低压电池组。

在步骤S230中，选取N个所述电池单元为低压配电单元。

在本实施例中，选取N个电池单元为低压配电单元后，控制N个低压配电单元串联形成低压电池组，并根据整车下电信号控制低压电池组输出第一电压信号至低压输出接口。

在一个实施例中，在步骤S200中，选取N个所述电池单元为低压配电单元，具体包括：根据M个所述电量采样信号将电量大于预设电量阈值的所述电池单元确定为所述低压配电单元，该预设电量阈值由低压配电单元的个数N确定。

本实施例中，在获取每个电池单元的电量的情况下，通过所需低压配电单元的个数N确定预设电量阈值，将电量大于预设电量阈值的电池单元确定为符合选择条件的低压配电单元，将所选择的低压配电单元串联组成低压电池组输出低压电源至低压输出接口。

在一个实施例中，步骤S200中，根据M个所述电量采样信号从M个所述电池单元中确定出N个所述电池单元为低压配电单元，具体包括：根据M个所述电量采样信号确定M个所述电池单元的电量，并从M个所述电池单元中选取电量最高的N个电池单元确定为所述低压配电单元。

在一个具体应用实施例中，在设置固定的预设电量阈值的情况下，根据对动力电池组中每个电池单元采样得到的电量采样信号可以确定每个电池单元的电量，将电量大于预设电量阈值的电池单元均确定为低压配电单元，即电量大于预设电量阈值的电池单元均满足作为低压配电单元的条件，然后根据低压输出接口的电压需求选择其中N个低压配电单元作为低压配电单元组成低压电池组，可以灵活根据电压需求选择低压配电单元的个数，扩展了车辆供电方法的应用场景。

在一个实施例中，步骤S300中，根据整车下电信号控制N个所述低压配电单元形成低压电池组，具体包括：根据整车下电信号控制N个所述低压配电单元串联得到所述低压电池组。

在本实施例中，相邻的电池单元之间可以设置切换开关模块，通过控制切换开关模块的工作状态，可以电池单元之间的连接关系，例如，在电动汽车下电的情况下，从M个电池单元中选取符合条件的电池单元作为低压配电单元，然后通过控制切换开关模块，将所选定的低压配电单元进行串联得到低压电池组，由该低压电池组输出第一电压信号至第一电压输出接口。

在一个实施例中，参见图3所示，本实施例中的车辆供电方法还包括步骤S400。在步骤S400中，根据整车上电信号控制M个所述电池单元串联形成高压电池组，并控制所述高压电池组输出第二电压信号至高压输出接口。

在本实施例中，低压电池组的输出电压小于所述高压电池组的输出电压，在接收到整车上电信号的情况下，控制M个电池单元串联形成高压电池组，并控制高压电池组输出第二电压信号至高压输出接口，可以实现整车动力电源输出，不会影响整车的低压电源输出。

在一些实施例中，第二电压信号的电压大于第一电压信号的电压。

在一些实施例中，第二电压信号的电压至少为第一电压信号的电压的5倍。

在一些实施例中，可以通过在动力电池组的电池单元之间设置切换开关模块，对动力电池组内的电池单元进行重新组合，根据必要的应用场景选择高压输出或者低压输出，从而取消传统的低压小电瓶，由整车动力电池内部动态分配低压电源输出至低压输出接口，对汽车内的控制器等低压负载供电。

当整车上电时，车辆已经被解锁，整车控制器被唤醒，此时可以通过控制切换开关模块将部分或者所有的电池单元串联，以组成高压电池组，并将高压电池组的输出端连接至高压输出接口，为车辆电机提供高压电源。

在一个实施例中，参见图4所示，本实施例中的车辆供电方法还包括步骤S500。在步骤S500中，根据所述整车上电信号的情况下将所述高压输出接口输出的第二电压信号转换为第一电压信号输出至所述低压输出接口。

在本实施例中，通过将高压输出接口输出的第二电压信号转换为第一电压信号输出至低压输出接口，为车辆内的低压负载(例如传感器、低压控制器等)供电，可以取消汽车小电瓶，大幅度降低车辆的成本。

本申请实施例还提供了一种车辆供电架构，车辆供电架构包括动力电池组；以及动态电源控制器，所述动态电源控制器用于执行如上述任意一项所述的车辆供电方法。

在一个实施例中，动力电池组包括M个电池单元；车辆供电架构还包括M个切换开关模块，M个切换开关模块与M个所述电池单元、低压输出接口连接，M个切换开关模块受控于动态电源控制器对M个电池单元的连接关系进行切换。

下面以车辆供电架构对上述实施例中的车辆供电方法的具体工作原理进行说明，该车辆供电架构用于执行车辆供电方法，参见图5所示，本实施例中的车辆供电架构包括：动力电池组、M个采样模块300、动态电源控制器500、低压输出接口610以及M个切换开关模块200，动力电池组包括M个电池单元100，M个采样模块300分别与M个电池单元100连接，通过M个采样模块采集M个电池单元100的电参数，得到M个电量采样信号。动态电源控制器500连接动力电池组和采样模块300，动态电源控制器500用于根据M个电量采样信号将电量大于预设电量阈值的电池单元100确定为低压配电单元，并在接收整车下电信号的情况下根据M个电量采样信号生成第一开关切换控制信号，M个切换开关模块200与M个电池单元100、低压输出接口610连接，M个切换开关模块200用于接收第一开关切换控制信号，并根据第一开关切换控制信号将低压配电单元的输出端连接至低压输出接口610。

在本实施例中，采用M个电池单元100组成动力电池组，并设置M个切换开关模块200控制M个电池单元100的连接方式，由采样模块300采集M个电池单元的电参数，得到M个电量采样信号，动态电源控制器500根据M个电量采样信号将电量大于预设电量阈值的电池单元确定为低压配电单元，并在接收整车下电信号的情况下根据M个电量采样信号生成第一开关切换控制信号，以控制M个切换开关模块200根将低压配电单元的输出端连接至低压输出接口610，从而在可以去掉整车小电瓶，避免了目前的汽车供电方案存在的由于小电瓶亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁的问题。

在一个实施例中，相邻的电池单元100之间设有切换开关模块200，切换开关模块200用于控制M个低压配电单元串联形成低压电池组，并将低压电池组的输出端连接至低压输出接口610。

在本实施例中，动态电源控制器500可以根据电量采样信号选择对应的电池单元100作为低压配电单元，并通过向M个切换开关模块200发送第一开关切换信号，对M个电池单元100之间的连接关系进行重组从而形成低压电池组，达到向低压输出接口610输出低压电源的目的。

在一个具体应用实施例中，M个切换开关模块200对应M个第一开关切换信号，每个切换开关模块200接收对应的第一开关切换信号，并基于该第一开关切换信号设置其内部的引脚连接关系，由于相邻的电池单元100之间均设有切换开关模块200，通过对M个切换开关模块200的开关设置，实现对M个电池单元100之间的连接关系进行重组的目的。

在一些实施例中，低压配电单元串联连接，因此，低压配电单元的个数可以由低压输出接口610的输出电压确定，避免低压输出接口610的输出电压超过预设电压范围。

在一些实施例中，可以根据低压输出接口610的输出电压、电量采样信号确定预设电量阈值，例如，在低压输出接口610的输出电压为3个电池单元100的额定输出电压之和，则根据电联采样信号将电量最高的3个电池单元100确定为低压配电单元，并将这3个低压配电单元通过切换开关模块串联组成低压电池组，为低压输出接口610供电。

在一个实施例中，M个电池单元100可以串联组成高压电池组，用于输出第二电压信号至高压输出接口。在接收到整车上电信号的情况下，生成第二开关切换控制信号输出至M个切换开关模块200；切换开关模块200还用于根据所述第二开关切换控制信号控制M个电池单元100串联形成高压电池组，并将高压电池组的输出端连接至高压输出接口。

在本实施例中，通过M个切换开关模块200可以对动力电池组内的电池单元100进行重新组合，根据必要的应用场景选择高压输出或者低压输出，从而取消传统的低压小电瓶，由整车动力电池内部动态分配低压电源输出至低压输出接口，对汽车内的控制器等低压负载供电。

当整车上电时，车辆已经被解锁，整车控制器被唤醒，此时可以通过控制切换开关模块200将部分或者所有的电池单元100串联，以组成高压电池组，并将高压电池组的输出端连接至高压输出接口，为车辆电机提供高压电源。

在一个实施例中，切换开关模块200与电池单元100串联，电池单元100连接于相邻的切换开关模块200之间。

在本实施例中，结合图6所示，高压输出接口包括高压正极端HVDC+和高压负极端HVDC-，低压输出接口610包括低压正极端LVDC+和低压负极端LVDC-，通过在电池单元100的正极和负极均设置一个切换开关模块200，可以实现电池单元100的多种连接组合，当M个电池单元100串联时，M个电池单元100中的第一个电池单元100的正极连接的切换开关模块200可以同时连接高压正极端HVDC+和低压电极端LVDC+，M个电池单元100中的最后一个电池单元100的负极连接的切换开关模块200可以同时连接高压负极端HVDC-和低压负极端LVDC-，从而实现根据车辆需求将电池组的输出连接至高压输出接口或者低压输出接口610的目的。

在一个实施例中，电池单元100的正极连接于相邻的第一个切换开关模块200的第二端，电池单元100的负极连接于相邻的第二个切换开关模块张00的第一端，第一个切换开关模块200的第三端与第二个切换开关模块200的第四端连接。

以3个电池单元、4个切换开关模块为例，对车辆供电架构的工作原理进行说明，结合图2所示，动态电源控制器500的整车下电引脚EN1用于监测车辆是否下电，动态电源控制器500的整车上电引脚EN2用于监测车辆是否上电，第一切换开关模块210、第一电池单元111、第二切换开关模块220、第二电池单元112、第三切换开关模块230、第三电池单元113以及第四切换开关模块240串联。

第一采样模块310与第一电池单元111连接，用于对第一电池单元111进行电参数采样，并与动态电源控制器500的第一采样引脚M1和采样接地引脚MGND连接，用于将对第一电池单元111采样得到的电量采样信号发送至动态电源控制器500。第二采样模块320与第二电池单元112连接，用于对第二电池单元112进行电参数采样，并与动态电源控制器500的第二采样引脚M2和采样接地引脚MGND连接，用于将对第二电池单元112采样得到的电量采样信号发送至动态电源控制器500。第三采样模块330与第三电池单元113连接，用于对第三电池单元113进行电参数采样，并与动态电源控制器500的第三采样引脚M3和采样接地引脚MGND连接，用于将对第三电池单元113采样得到的电量采样信号发送至动态电源控制器500。

在一个实施例中，当动态电源控制器500的整车下电引脚EN1接收到整车下电信号，则基于采样模块300提供的电量采样信号确定低压配电单元，例如，若选择的低压配电单元为第一电池单元111和第三电池单元113，则动态电源控制器控制第一切换开关模块和第三切换开关模块的第一引脚1断开，第四引脚4接通，保持第二引脚2接通，控制第二切换开关模块和第四切换开关模块的第二引脚2断开，第三引脚3接通回路，第一引脚1接通，从而使得第一电池单元111和第三电池单元113串联，且第一电池单元111的正极连接低压正极端LVDC+，第三电池单元113的负极连接低压负极端LVDC-。

在一个实施例中，当动态电源控制器500的整车上电引脚EN2接收到整车上电信号，通过控制第一切换开关模块210、第二切换开关模块220、第三切换开关模块230、以及第四切换开关模块240恢复默认状态，此时，第一切换开关模块210、第二切换开关模块220、第三切换开关模块230、以及第四切换开关模块240的第一引脚1和第二引脚2接通，第一切换开关模块210、第二切换开关模块220、第三切换开关模块230、以及第四切换开关模块240的第三引脚3和第四引脚4断开，并控制整车低压电源(低压输出接口610)通过DC-DC模块连接高压输出接口，将高压输出接口输出的高压电源转换为低压电源，为车辆内的低压负载(例如传感器、低压控制器等)供电。

在一些实施例中，低压输出接口610输出的低压电源的电压范围为12V-48V。

在一个实施例中，动态电源控制器500通过CAN总线与切换开关模块200连接，结合图2所示，第一切换开关模块210、第二切换开关模块220、第三切换开关模块230、以及第四切换开关模块240的总线端口分别连接至动态电源控制器500的第一总线引脚CANH和第二总线引脚CANL，第一切换开关模块210、第二切换开关模块220、第三切换开关模块230以及第四切换开关模块240的电源端和接地端分别连接至动态电源控制器500的开关电源引脚SWVCC和开关接地引脚SWGND。

在一个实施例中，采样模块300可以为电量传感器，该电量传感器可以集成于电池单元内。

在一个实施例中，切换开关模块200为双刀四回路开关。

在一些实施例中，切换开关模块200可以设置于动力电池组内。

在一个实施例中，参见图7所示，车辆供电架构还包括DC-DC模块400，DC-DC模块400用于连接高压输出接口和低压输出接口，DC-DC模块400用于在动态电源控制器500接收到整车上电信号的情况下，受控于动态电源控制器500将高压输出接口输出的第二电压信号转换为第一电压信号输出至低压输出接口。

在本实施例中，当整车上电时，车辆已经被解锁，整车控制器被唤醒，此时可以通过控制切换开关模块200将部分或者所有的电池单元串联组成高压电池组，高压电池组向高压输出接口输出高压电源，并通过DC-DC模块400将高压输出接口输出的第二电压信号转换为第一电压信号输出至所述低压输出接口，从而为车辆内的低压负载(例如传感器、低压控制器等)供电。

在一个实施例中，结合图7所示，每个电池单元100包括M个并联的电芯，相邻的电池单元100之间连接有切换开关模块200。

本申请实施例还提供了一种汽车，所述汽车包括：车体；动力电池组；以及动态电源控制器，所述动态电源控制器用于执行以及如上述任意一项实施例所述的车辆供电方法。

在本实施例中，通过在车体内设有动力电池组和动态电源控制器，动态电源控制器用于执行以及如上述任意一项实施例所述的车辆供电方法，可以在只有动力电池的情况下，对整车控制器进行供电，或者即使在汽车内小电瓶亏电无法供电的情况下，也可以采用电力电池对整车控制器进行供电唤醒，避免了停放时间超过小电瓶的自然放电时间后，整车小电瓶由于亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁，导致汽车无法解锁的问题。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

通过采集动力电池组中M个电池单元的电参数得到M个电量采样信号，根据M个所述电量采样信号从M个电池单元中确定出N个电池单元为低压配电单元，根据整车下电信号控制N个低压配电单元串联形成低压电池组，并控制低压电池组的输出端连接至低压输出接口，从而可以通过选择动力电池组中若干电池单元组成低压电源输出为整车控制器供电，达到去掉整车小电瓶的目的，也避免了目前的汽车供电方案存在的由于小电瓶亏电无法唤醒整车控制器进行整车解锁的问题。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神范围，均应包含在本申请的保护范围之内。