CN102862471B - 混合动力汽车充电装置及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力汽车充电装置，适于与第一、第二用电器电连接，所述充电装置包括：低压蓄电池；高压电池组；启动开关，所述启动开关在第一状态适用于导通所述低压蓄电池对所述第一用电器的供电，在第二状态适用于导通所述低压蓄电池对所述第一和第二用电器的供电；第二充电控制模块；第一充电控制模块，当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且启动开关处于第一状态或第二状态且第二充电控制模块判断高压电池组电池电量不低于预定电池电量时，导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电。本发明还提供一种混合动力汽车的充电方法。使用本发明提供的充电装置及充电方法，避免低压蓄电池过度使用，甚至避免发生无法恢复性破坏。

Description

混合动力汽车充电装置及充电方法

技术领域

本发明涉及汽车充电装置及其充电方法，尤其涉及一种混合动力汽车充电装置及其充电方法。

背景技术

车辆处于锁车静置状态时，各控制器依旧运行，所需的暗电流可由低压蓄电池提供。传统轿车的低压蓄电池电池容量一般较大，这是因为汽车在启动过程中需要低压蓄电池提供电流启动发动机，随着车型变大，发动机排量也越大，因此需要低压蓄电池提供的电流也越大，以低压蓄电池采用12V铅酸蓄电池为例，一般微型车的电池容量在32～45Ah之间，小型车在42～60Ah之间，中高级大排量车一般在60～90Ah之间，豪华型大排量车型甚至会用到120Ah左右容量的蓄电池。但混合动力汽车由于搭载有高压动力电池组及驱动电机，在启动过程中利用高压电池组给驱动电机提供电流直接启动发动机，对低压蓄电池的启动电流要求大大降低，因此，混合动力汽车中使用的低压蓄电池电池容量一般都比较小，但由于混合动力汽车比传统汽车有更多控制器和电子装置，因此在车辆锁车静置状态时，运行各控制器的暗电流比传统车所需电流要大。

用户有时候在进入汽车后，虽然没有启动发动机，但会打开DVD、点烟器等设备，这些设备在使用过程中也会消耗低压蓄电池的容量。

现有技术中，对于低压蓄电池的充电一般是通过电池管理系统检测低压蓄电池是否需要充电，具体如公开号为CN 101916888A，名称为混合动力和纯电动汽车动力电池智能充电均衡方法及装置的专利申请公开文件。然而，汽车处于锁车状态时，电池管理系统处于失电状态，无法 检测低压蓄电池是否需要充电。这种情况下，当用户将车辆停在车库不用一周甚至一个月后，车上的低压蓄电池会被彻底放空，导致用户进入车内时无法顺利启动车辆，更严重地，如果在低压蓄电池有效容量放完后继续放置，有可能导致低压蓄电池无法恢复性破坏。

有鉴于此，实有必要提出一种混合动力汽车充电的装置及充电方法，避免低压蓄电池过度使用，甚至避免发生无法恢复性破坏。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种混合动力汽车充电的装置及充电方法，避免低压蓄电池过度使用，甚至避免发生无法恢复性破坏。

为解决上述问题，本发明提供一种混合动力汽车充电装置，适于与第一用电器、第二用电器电连接，所述充电装置包括：

低压蓄电池；

高压电池组；

启动开关，所述启动开关至少具有两个状态，其中，在第一状态适用于导通所述低压蓄电池对所述第一用电器的供电，在第二状态适用于导通所述低压蓄电池对所述第一和第二用电器的供电；

第二充电控制模块，适于检测高压电池组电池电量；

第一充电控制模块，用于检测所述低压蓄电池的电压，当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且启动开关处于第一状态或第二状态且第二充电控制模块判断高压电池组电池电量不低于预定电池电量时，导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路。

可选地，所述充电装置还包括：发动机，适用于所述高压电池组电池电量低于预定电池电量时，在所述第二充电控制模块控制下启动，该发动机对所述高压电池组充电。

可选地，所述充电装置还包括：直流降压模块，所述直流降压模块 适用于将所述高压电池组的高压直流电转换为低压直流电以对所述低压蓄电池充电。

可选地，所述充电装置还包括：

电力驱动模块，用于控制所述直流降压模块的使能；

第二开关，适用于导通所述低压蓄电池对所述电力驱动模块的供电；

整车管理单元，用于控制第二开关的断开与闭合。

可选地，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，所述充电装置还包括：

第一开关，用于导通所述低压蓄电池向所述无钥匙启动模块的供电；

车身管理单元，用于控制所述第一开关的断开与闭合。

可选地，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，所述充电装置还包括：钥匙芯片。

可选地，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，所述充电装置还包括：

第三开关，与所述无钥匙启动模块相连，用于导通或断开所述低压蓄电池向所述第一用电器的供电；

第四开关，与所述无钥匙启动模块相连，用于导通或断开所述低压蓄电池向所述第一和第二用电器的供电。

可选地，所述第二充电控制模块为整车管理单元。

可选地，所述启动开关还具有处于关闭状态的第三状态。

可选地，所述第一用电器为行车非必备的用电器，所述第二用电器为行车必备的用电器。

本发明还提供一种充电装置的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一充电控制模块检测低压蓄电池的电压；

当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且启动开关处于第一状态或第二状态时，第二充电控制模块判断高压电池组电池电量是否低于预定电池电量；所述启动开关在第一状态适用于导通所述低压蓄电池对第一用电器的供电，在第二状态适用于导通所述低压蓄电池对第一和第二用电器的供电；

若否，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路；

在对所述低压蓄电池充电过程中，所述第二充电控制模块判断所述高压电池组电池电量是否低于预定电池电量。

可选地，若所述高压电池组电池电量低于预定电池电量时，所述第二充电控制模块控制发动机启动，对所述高压电池组充电；在对所述高压电池组充电过程中，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路。

可选地，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电是通过直流降压模块实现的。

可选地，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，所述充电方法还包括：车身管理单元检测到左前车门打开后，控制第一开关闭合使得所述低压蓄电池向所述无钥匙启动模块的供电被导通，所述无钥匙启动模块得电时进行所述以第一频率检测所述低压蓄电池的电压。

可选地，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路包括：

所述无钥匙启动模块向所述整车管理单元发出充电请求；

所述整车管理单元控制第二开关闭合，使得所述低压蓄电池对电力驱动模块的供电被导通；

所述电力驱动模块得电时，向所述直流降压模块发出使能信号。

可选地，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且所述启动开关处于第一状态或第二状态时，所述充电方法还包括：所述无钥匙启动模块检测并验证钥匙芯片的信号，验证通过后，所述第二充电控制模块开始进行所述判断所述高压电池组电池电量是否低于预定电池电量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在混合动力汽车上采用充电装置，当低压蓄电池电压低于预定电池电压且所述启动开关处于第一状态或第二状态时，即汽车在使用过程中，所述低压蓄电池需充电；所述第一充电控制模块导通所述高压电池组通过所述直流降压模块对所述低压蓄电池充电的电路，同时，为了保护高压电池组，在对低压蓄电池充电前，需采用第二充电控制模块检测所述高压电池组电池电量是否低于预定电池电量；若高压电池组电量充足，则对低压蓄电池充电的电路被导通，若高压电池组缺电，则需启动发动机，先对所述高压电池组充电，对高压电池组充电同时，可进行对低压蓄电池的充电，当第二充电控制模块检测到所述高压电池组电池电量不低于预定电池电量时，断开所述高压电池组充电装置，对高压电池组的充电完毕；当第一充电控制模块检测到所述低压蓄电池的电池电压不低于预定电池电压时，断开所述低压蓄电池充电装置，对低压蓄电池的充电完毕，这样可以避免低压蓄电池过度使用，甚至避免发生无法恢复性破坏。

附图说明

图1是本发明提供的混合动力汽车的充电装置示意图；

图2是本发明具体实施例提供的混合动力汽车充电装置示意图；

图3是本发明具体实施例提供的混合动力汽车充电装置对应的充电方法流程图。

具体实施方式

为了避免低压蓄电池过度使用，甚至避免发生无法恢复性破坏，本发明提供一种混合动力汽车充电装置2，适于与第一用电器31、第二用电器32电连接，所述充电装置2包括：

低压蓄电池41；

高压电池组42；

启动开关43，所述启动开关43至少具有两个状态，其中，在第一状态适用于导通所述低压蓄电池41对所述第一用电器31的供电，在第二状态适用于导通所述低压蓄电池41对所述第一和第二用电器31，32的供电；

第二充电控制模块44，适于检测高压电池组42电池电量；

第一充电控制模块45，用于检测所述低压蓄电池41的电压，当检测到所述低压蓄电池41电压低于预定电池电压且启动开关43处于第一状态或第二状态且第二充电控制模块44判断高压电池组42电池电量不低于预定电池电量时，导通所述高压电池组42对所述低压蓄电池41充电的电路。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2为本发明提供的混合动力汽车充电装置的具体实施例，所述充电装置1适用于与第一用电器31、第二用电器32电连接，所述充电装置1包括：

低压蓄电池11；

高压电池组12；

第一充电控制模块13，所述第一充电控制模块13适于检测所述低压蓄电池11的电压；

启动开关14，所述启动开关14可以具有三个状态，其中，在第一状态适用于导通所述低压蓄电池11与所述第一用电器31，所述第一用电器31为行车非必备的用电器，例如DVD、点烟器等，即：第一状态为ACC档；在第二状态适用于导通所述低压蓄电池11与所述第二用电器32，所述第二用电器32为行车必备的用电器，例如行车仪表、电动转向系统、安全气囊等，即：第二状态为ON档；在第三状态处于关闭状态，即：第三状态为OFF档；

第二充电控制模块，所述第二充电控制模块适于检测所述高压电池组12电池电量；

发动机21。

在具体实施过程中，所述充电装置1还包括：

直流降压模块15，所述直流降压模块15适用于将所述高压电池组12的高压直流电转换为低压直流电对所述低压蓄电池11充电；

电力驱动模块16，用于控制所述直流降压模块15的使能；

第二继电器17，适用于导通所述低压蓄电池11对所述电力驱动模块16的供电；

整车管理单元18，用于控制第二继电器17的断开与闭合。

本实施例中，为了使各模块功能集成化，所述第一充电控制模块13为无钥匙启动模块13’，所述充电装置1还包括：

第一继电器19，适用于导通所述低压蓄电池11向所述无钥匙启动模块13’的供电；

车身管理单元20，用于控制所述第一继电器19的断开与闭合；

钥匙芯片33；

第三继电器34，与所述无钥匙启动模块13’相连，用于导通或断开所述低压蓄电池11向所述第一用电器31的供电；

第四继电器35，与所述无钥匙启动模块13’相连，用于导通或断开所述低压蓄电池11向所述第一和第二用电器32的供电。

在具体实施过程中，所述第一、第二、第三及第四继电器19，17，34，35都可设置为其它类型开关。

本实施例中，所述第二充电控制模块为整车管理单元18。

需要说明的是，所述第一充电控制模块13也可以为除了无钥匙启动模块13’之外的其它模块，例如，对于没有安装无钥匙进入系统，只能采用机械开锁进入的汽车，所述第一充电控制模块13可以为整车控制单元，此时，第一继电器19，车身管理单元20，钥匙芯片33，第三继电器34，第四继电器35都不是充电装置里必需的部件。

对应图2中本发明实施例提供的混合动力汽车充电装置，图3为本发明实施例提供的混合动力汽车充电方法流程示意图。

执行步骤S21，所述车身管理单元20检测到左前车门打开后，控制所述第一继电器19闭合；所述低压蓄电池11向所述无钥匙启动模块13’的供电被导通。

本步骤的目的是检测是否有驾驶员进入，如果所述混合动力汽车的驾驶座位是设置在右前位置时，本步骤相应地检测右前车门是否打开。

执行步骤S22，所述无钥匙启动模块13’以第一频率检测所述低压蓄电池11的电压。

所述第一频率可以为毫秒量级。

执行步骤S23，当检测到所述低压蓄电池11电压低于预定电池电压且所述启动开关14处于第一状态或第二状态时，所述无钥匙启动模块13’向所述整车管理单元18发出充电请求。当检测到所述低压蓄电池11电压不低于预定电池电压或所述启动开关14未处于第一状态或第二状态时，所述无钥匙启动模块13’持续进行检测，也就是仍执行步骤S22。

所述检测过程可以由无钥匙启动模块13’直接检测所述低压蓄电池11电压和启动开关15的状态，也可以由无钥匙启动模块13’通过控制总线获取所述低压蓄电池11电压和启动开关15的状态。

本步骤中，所述启动开关14处于第一状态被所述无钥匙启动模块13’检测到时，所述无钥匙启动模块13’控制所述第三继电器34闭合，这样，所述启动开关14是否处于第一状态也可以通过判断所述第三继电器34是否闭合来获取。同样地，所述启动开关14处于第二状态时，所述无钥匙启动模块13’控制所述第四继电器35闭合，判断所述启动开关14是否处于第二状态的替换方案为判断所述第四继电器35是否闭合。

执行步骤24，所述无钥匙启动模块13’检测钥匙芯片33的信号，检测到后并进行验证，当验证到钥匙芯片33处于车内时，执行步骤S25。

由于一般钥匙芯片33随时被驾驶者携带，所以执行本步骤可以避免驾驶者启动汽车后，DVD等设备处于使用中，而驾驶者又离开了车辆，此时低压蓄电池11充电被启动，甚至高压蓄电池充电被启动所产生的不安全因素。

本步骤的检测并验证钥匙芯片33的替换方案也可为在左前驾驶座位上安装压力传感器，当压力传感器传来的压力大于一定阈值时，执行步骤S25。相应地，驾驶座位设置在右前方时，在右前驾驶座位上安装压力传感器。

执行步骤S25，所述整车管理单元18开始检测所述高压电池组12电池电量是否低于预定电池电量。

若所述高压电池组12的电量不低于预定电池电量，执行步骤S26，所述整车管理单元18控制所述第二继电器17闭合，使得所述低压蓄电池11对所述电力驱动模块16的供电被导通。

执行步骤S27，所述电力驱动模块16得电时，向所述直流降压模块 15发出使能信号。

执行步骤S28，所述高压电池组12通过所述直流降压模块15对所述低压蓄电池11充电的电路被导通，开始对所述低压蓄电池11的充电，所述充电过程会使低压蓄电11的电压提升，所述对低压蓄电池11的充电过程在所述无钥匙启动模块13’检测到所述低压蓄电池11的电压不低于预定电池电压时结束。

若所述高压电池组12的电量低于预定电池电量，执行步骤S26’，所述第二充电控制模块(即：整车管理单元18)控制所述发动机21启动，对所述高压电池组12充电，当第二充电控制模块检测到所述高压电池组12电池电量不低于预定电池电量时，断开对所述高压电池组12充电；

在执行步骤S26’过程中，执行步骤S26-S28。

在执行步骤S28过程中，还需执行步骤S281，所述整车管理单元18以第二频率判断所述高压电池组12的电池电量是否低于预定电池电量，检测到不低于时，继续执行S28，检测到低于时，执行步骤S26’。所述第二频率为毫秒量级。

混合动力汽车的检测低压蓄电池的电压的第一频率、以及检测高压电池组预定电池电量的第二频率可以预先设置好。

需要说明的是，所述第一充电控制模块13为除无钥匙启动模块13’之外的其它模块时，图3所示的充电方法中步骤S21，S23-S24就为非必需步骤。在具体实施过程中，所述整车管理单元18也可为第二用电器32供电，所述步骤S23执行完毕时，所述无钥匙启动模块13’向所述整车管理单元18发出充电请求，所述整车管理单元18判断第二用电器32是否工作正常，例如行车仪表数据显示是否正常、电动转向系统是否正常、安全气囊能否正常打开，如果第二用电器32工作正常，则执行S24及之后的步骤。这样可以使得整车无需再踩下制动踏板及按下启动开关，充 电过程中随时都可以行车。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种混合动力汽车充电装置，适于与第一用电器、第二用电器电连接，所述充电装置包括：

低压蓄电池；

高压电池组；

启动开关，所述启动开关至少具有两个状态，其中，在第一状态适用于导通所述低压蓄电池对所述第一用电器的供电，在第二状态适用于导通所述低压蓄电池对所述第一和第二用电器的供电；

第二充电控制模块，适于检测高压电池组电池电量；

第一充电控制模块，用于检测所述低压蓄电池的电压，当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且启动开关处于第一状态或第二状态且第二充电控制模块判断高压电池组电池电量不低于预定电池电量时，导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路；

其中，所述第一充电控制模块为无钥匙启动模块，所述充电装置还包括：钥匙芯片。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：发动机，适用于所述高压电池组电池电量低于预定电池电量时，在所述第二充电控制模块控制下启动，该发动机对所述高压电池组充电。

3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：直流降压模块，所述直流降压模块适用于将所述高压电池组的高压直流电转换为低压直流电以对所述低压蓄电池充电。

4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：

电力驱动模块，用于控制所述直流降压模块的使能；

第二开关，适用于导通所述低压蓄电池对所述电力驱动模块的供电；

整车管理单元，用于控制第二开关的断开与闭合。

5.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：

第一开关，用于导通所述低压蓄电池向所述无钥匙启动模块的供电；

车身管理单元，用于控制所述第一开关的断开与闭合。

6.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：

第三开关，与所述无钥匙启动模块相连，用于导通或断开所述低压蓄电池向所述第一用电器的供电；

第四开关，与所述无钥匙启动模块相连，用于导通或断开所述低压蓄电池向所述第一和第二用电器的供电。

7.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述第二充电控制模块为整车管理单元。

8.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述启动开关还具有处于关闭状态的第三状态。

9.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述第一用电器为行车非必备的用电器，所述第二用电器为行车必备的用电器。

10.根据权利要求1所述的充电装置的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一充电控制模块检测低压蓄电池的电压；

当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且启动开关处于第一状态或第二状态时，第二充电控制模块判断高压电池组电池电量是否低于预定电池电量；所述启动开关在第一状态适用于导通所述低压蓄电池对第一用电器的供电，在第二状态适用于导通所述低压蓄电池对第一和第二用电器的供电；

若否，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路；

在对所述低压蓄电池充电过程中，所述第二充电控制模块判断所述高压电池组电池电量是否低于预定电池电量。

11.根据权利要求10所述的充电方法，其特征在于，若所述高压电池组电池电量低于预定电池电量时，所述第二充电控制模块控制发动机启动，对所述高压电池组充电；在对所述高压电池组充电过程中，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路。

12.根据权利要求10或11所述的充电方法，其特征在于，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电是通过直流降压模块实现的。

13.根据权利要求10或11所述的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：车身管理单元检测到左前车门打开后，控制第一开关闭合使得所述低压蓄电池向所述无钥匙启动模块的供电被导通，所述无钥匙启动模块得电时进行以第一频率检测所述低压蓄电池的电压。

14.根据权利要求10或11所述的充电方法，其特征在于，所述第一充电控制模块导通所述高压电池组对所述低压蓄电池充电的电路包括：

所述无钥匙启动模块向整车管理单元发出充电请求；

所述整车管理单元控制第二开关闭合，使得所述低压蓄电池对电力驱动模块的供电被导通；

所述电力驱动模块得电时，向直流降压模块发出使能信号。

15.根据权利要求10或11所述的充电方法，其特征在于，当检测到所述低压蓄电池电压低于预定电池电压且所述启动开关处于第一状态或第二状态时，所述充电方法还包括：所述无钥匙启动模块检测并验证钥匙芯片的信号，验证通过后，所述第二充电控制模块开始进行所述判断所述高压电池组电池电量是否低于预定电池电量。