CN209148854U - 确定车辆低压电气系统故障的装置、电气系统和控制模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车电能管理技术，特别涉及确定车辆低压电气系统故障的装置、电气系统和控制模块。按照本实用新型一个方面的确定车辆低压电气系统故障的装置包括第一模块，用于获得一个时间段内所述车载DC‑DC模块向低压电池充电操作的历史数据，其中，所述历史数据包括充电操作的次数和触发充电操作的事件；以及第二模块，用于基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电能管理技术，特别涉及确定车辆低压电气系统故障的装置、电气系统和控制模块。
背景技术
电动汽车的低压电器通常由车载DC-DC模块供电。但是在有些情况下(例如车辆处于休眠模式或锁车状态)，车载DC-DC模块停止工作，此时可采用诸如12V电池之类的低压电池供电以使低压电器处于工作状态或待机状态。电动汽车的低压电器通常采用诸如12V 电池之类的低压电池或车载DC-DC模块供电。随着电动化、智能化和互联化的趋势，电动汽车的静态功耗显著增加。由于电动汽车较大的静态功耗，低压电池无法像传统燃油车一样能够支持几周的待机时间，这就要求车载DC-DC模块根据场景，将动力电池的电能转换为低电压并对低压电池充电。另外，低压电池的深度放电将影响电池寿命，从而影响用车体验和整车质量。
由于低压电池的充放电是由车载模块完成的，用户无法感知。此外，如果电池检测模块检测失效或者低压电池老化，则会频繁的唤醒车载DC-DC模块向电池充电，这将影响到整车的续航里程，甚至导致车辆抛锚。再者，电池检测模块的检测误差过大也将引起频繁的充电。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种用于确定车辆低压电气系统的故障的装置，其通过对低压电池充电的历史数据的分析，能够及时、准确地定位汽车低压电气系统的故障。
在按照本实用新型一个方面的用于确定车辆低压电气系统的故障的方法中，所述车辆低压电气系统包括低压电池、电池检测模块和低压电能管理模块，其中，所述电池检测模块配置为检测所述低压电池的状态信息，所述低压电能管理模块配置为基于所述状态信息或所述低压电池对其的供电电压控制车载DC-DC模块对低压电池的充电操作，所述方法包含下列步骤：
获得一个时间段内所述车载DC-DC模块向低压电池充电操作的历史数据，其中，所述历史数据包括充电操作的次数和触发充电操作的事件；以及
基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型。
优选地，在上述方法中，所述事件包括所述电池检测模块检测到低压电池SOC处于较低水平的事件、所述低压电池向低压电能管理模块供电电压处于较低水平的事件和所述低压电池放电的事件。
优选地，在上述方法中，按照下列方式确定是否发生故障以及故障的类型：
在所述时间段内，如果所述电池检测模块检测到低压电池SOC 处于较低水平的事件的频度特征值大于第一阈值，则确定所述低压电池发生故障。
优选地，在上述方法中，进一步包括下列步骤：
关闭所述低压电池的SOC低唤醒充电功能；以及
向用户呈现所述低压电池发生故障的信息。
优选地，在上述方法中，所述低压电能管理模块配置为在所述状态信息不可用时，基于所述低压电池对其的供电电压控制车载 DC-DC模块对低压电池的充电操作，所述方法按照下列方式确定是否发生故障以及故障的类型：
在所述时间段内，如果所述低压电池向低压电能管理模块的供电电压处于较低水平的事件的频度特征值大于第二阈值，则确定所述电池检测模块发生故障。
优选地，在上述方法中，按照下列方式确定是否发生故障以及故障的类型：
在所述时间段内，如果所述电池检测模块检测到低压电池放电事件的频度特征值大于第三阈值，则确定由所述低压电池供电的车辆低压负载发生故障。
优选地，在上述方法中，进一步包括下列步骤：
读取车辆的故障码；以及
向用户呈现发生故障的低压负载的信息。
优选地，在上述方法中，所述基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型的步骤在云端执行。
按照本实用新型还有一个方面的用于确定车辆低压电气系统的故障的装置包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，执行所述程序以实现如上所述的方法。
按照本实用新型还有一个方面的用于确定车辆低压电气系统的故障的装置包含：
第一模块，用于获得一个时间段内车载DC-DC模块向低压电池充电操作的历史数据，其中，所述历史数据包括充电操作的次数和触发充电操作的事件；以及
第二模块，用于基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型。
按照本实用新型还有一个方面的计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
附图说明
本实用新型的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
图1为车辆低压电气系统的示意框图。
图2为按照本实用新型一个实施例的用于确定车辆低压电气系统的故障的方法的流程图。
图3为按照本实用新型还有一个实施例的用于确定车辆低压电气系统的故障的装置的示意框图。
图4为按照本实用新型另一个实施例的用于确定车辆低压电气系统的故障的装置的示意框图。
具体实施方式
下面参照其中图示了本实用新型示意性实施例的附图更为全面地说明本实用新型。但本实用新型可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本实用新型的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本实用新型的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
“耦合”应当理解为包括在两个单元之间直接传送电能量或电信号的情形，或者经过一个或多个第三单元间接传送电能量或电信号的情形。
图1为车辆低压电气系统的示意框图。
如图1所示，车辆低压电气系统10包括低压电池110、电池检测模块120、低压电能管理模块130和车载低压负载140。图1中以粗实线表示两个单元之间的电能传输，以细实线表示两个单元之间的信号的传输。在本实施例中，可选地，车辆低压电气系统10还包括车联网模块150，但是这并非必需的，车联网模块150也可以是车辆低压电气系统外部的部件单元。
在图1所示的实施例中，当车辆处于唤醒状态时，车载DC-DC 模块20将动力电池的电能转换为低电压并向低压电能管理模块130 和低压负载140供电。低压电池110配置为例如在车辆处于休眠模式或锁车状态时(此时车载DC-DC模块停止工作)向低压负载140 和低压电能管理模块130供电。电池检测模块120配置为检测低压电池110的状态信息并提供给低压电能管理模块130。状态信息例如包括但不限于下列项目中的一项或多项：低压电池的SOC、低压电池的电压、电流、低压电池的SOH、低压电池SOC唤醒是否使能、低压电池电压唤醒是否使能、低压电池放电电流唤醒是否使能以及低压电池充电电流唤醒是否使能等。
低压电能管理模块130例如经LIN总线或CAN总线与电池检测模块120和车载DC-DC模块20通信。当从电池检测模块120接收到状态信息后，低压电能管理模块130将基于状态信息确定相应的操作策略。例如在状态信息指示低压电池的电量不足时(例如根据低压电池的SOC值)，低压电能管理模块130指令车载DC-DC模块20 向低压电池110充电。
如果状态信息不可用，低压电能管理模块130则基于低压电池 110的供电电压确定相应的操作策略。例如在低压电池110的供电电压较小时，低压电能管理模块130指令车载DC-DC模块向低压电池110充电。优选地，在本实施例中，低压电能管理模块130通过将供电电压与预先设定的阈值进行比较来确定供电电压是否较小。
在本实施例中，如果低压电能管理模块130从电池检测模块120 接收到故障消息或者如果低压电能管理模块130与电池检测模块 120之间的通信链路发生故障，则可确定状态信息不可用。
如图1所示，车联网模块150与低压电能管理模块130耦合，其被配置为从低压电能管理模块130接收低压电池110的充电操作的历史数据并向云端30传送充电操作的历史数据。在本实施例中，历史数据包括在一个时间段内的低压电池110的充电操作的次数和触发充电操作的事件或原因。优选地，事件或原因包括电池检测模块检测到低压电池SOC处于较低水平的事件、低压电池向低压电能管理模块供电电压处于较低水平的事件和低压电池放电的事件。
在云端30，可基于历史数据确定车辆低压电气系统10是否发生故障以及故障的类型。例如，在一个时间段内，如果电池检测模块检测到低压电池SOC处于较低水平的事件的频度特征值大于第一阈值，则确定低压电池发生故障，此时，云端30可经低压电能管理模块130向低压电池110或直接向低压电池110发送关闭低压电池的SOC低唤醒充电功能的命令，并且向用户呈现低压电池发生故障的信息(例如在用户终端或车辆中控屏上呈现)。又如，在一个时间段内，如果低压电池110向低压电能管理模块130的供电电压处于较低水平的事件的频度特征值大于第二阈值，则确定电池检测模块发生故障，此时，云端可向用户呈现电池检测模块发生故障的信息(例如在用户终端或车辆中控屏上呈现)。再如，在一个时间段内，如果电池检测模块110检测到低压电池放电事件的频度特征值大于第三阈值，则确定由低压电池供电的车辆低压负载140发生故障，此时，云端30可读取车辆的故障码(其通常存储在车辆的节点内)并且向用户呈现发生故障的低压负载的信息(例如在用户终端或车辆中控屏上呈现)。
每种类型的事件的频度特征值可以有多种方式确定。例如可以将单位时间内该类型事件发生的次数作为频度特征值。但是优选地，可以按照下列方式确定频度特征值：
首先设定一事件类型(以下称为事件A)的频度特征值f的初始值(例如取值为0)。
随后根据下列规则对频度特征值f进行调整：
1)在历史数据所覆盖的时间段内，每次在第一长度的时间间隔(例如3小时)内有事件A发生，则使f增加1；
2)在历史数据所覆盖的时间段内，每次在第二长度的时间间隔 (例如5小时)内未有事件A发生且f>1，则使f减1。
由此得到在历史数据所覆盖的时间段内的事件A的频度特征值。
需要指出的是，虽然在本实施例中基于历史数据的故障分析是在云端完成的，但是该分析过程也可以在本地或车辆端完成。
图2为按照本实用新型一个实施例的用于确定车辆低压电气系统的故障的方法的流程图。为阐述方便，这里借助图1所示的车辆低压电气系统来描述本实施例。但是应该理解的是，图2所示的实施例并不局限于特定结构的装置。
如图2所示，在步骤210，云端30从车联网模块150接收低压电池的充电操作的历史数据。通常情况下，车联网模块150可以周期性地(例如每隔3天)向云端30发送历史数据。优选地，历史数据的格式为时间(年月日)+触发充电操作的事件类型+触发时的低压电池的SOC和供电电压。
随后进入步骤220，云端30确定在上传的历史数据所覆盖的时间段内各种类型的事件的频度特征值。在本实施例中，事件包括电池检测模块检测到低压电池SOC处于较低水平的事件、低压电池向低压电能管理模块供电电压处于较低水平的事件和低压电池放电的事件。
接着进入步骤230，云端30将各种类型的频度特征值与各自的阈值进行比较，由此确定车辆低压电气系统10是否发生故障以及故障的类型。
例如，如果低压电池SOC处于较低水平的事件的频度特征值大于第一阈值，则确定低压电池发生故障；如果低压电池110向低压电能管理模块130的供电电压处于较低水平的事件的频度特征值大于第二阈值，则确定电池检测模块发生故障；如果电池检测模块110检测到低压电池放电事件的频度特征值大于第三阈值，则确定由低压电池供电的车辆低压负载140发生故障。
随后进入步骤240，云端30根据步骤230的比较结果执行相应的操作。具体而言，当确定低压电池发生故障时，云端30可经低压电能管理模块130向低压电池110或直接向低压电池110发送关闭低压电池的SOC低唤醒充电功能的命令，并且向用户呈现低压电池发生故障的信息；当确定电池检测模块发生故障时，云端30可向用户呈现电池检测模块发生故障的信息；当确定由低压电池供电的车辆低压负载140发生故障时，云端30可读取车辆的故障码并且向用户呈现发生故障的低压负载的信息。
图3为按照本实用新型还有一个实施例的用于确定车辆低压电气系统的故障的装置的示意框图。
图3所示的车辆控制器30包含存储器310、处理器320以及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序330，其中，执行计算机程序330可以实现上面借助图2所述的用于确定车辆低压电气系统的故障的方法。
图4为按照本实用新型另一个实施例的用于确定车辆低压电气系统的故障的装置的示意框图。
图4所示的装置40包括第一模块410和第二模块420。第一模块410用于获得一个时间段内所述车载DC-DC模块向低压电池充电操作的历史数据，其中，所述历史数据包括充电操作的次数和触发充电操作的事件。第二模块420用于基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型。
按照本实用新型的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时可实现上面借助图2所述的用于对自动紧急刹车参数进行标定的方法。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本实用新型。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本实用新型的各个方面或者将本实用新型局限于所公开的精确形式。
鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。
Claims (8)
1.一种确定车辆低压电气系统故障的装置，其特征在于，包含：
第一模块，用于获得一个时间段内车载DC-DC模块向低压电池充电操作的历史数据，其中，所述历史数据包括充电操作的次数和触发充电操作的事件；以及
第二模块，用于基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型。
2.一种电气系统，其特征在于，该系统包括
低压电池，
与低压电池电性连接，用于检测该低压电池状态信息的电池检测模块；以及
低压电能管理模块，其从电池检测模块获得电池状态信息，其设置为在所述状态信息不可用时，基于所述低压电池对其的供电电压控制车载DC-DC模块对低压电池的充电操作，按照下列方式确定是否发生故障以及故障的类型：
在一个时间段内，如果所述低压电池向低压电能管理模块的供电电压处于较低水平的事件的频度特征值大于第二阈值，则确定所述电池检测模块发生故障。
3.如权利要求2所述的电气系统，其中，所述电池检测模块设置在低压电池的负极柱。
4.如权利要求2所述的电气系统，其中，所述低压电能管理模块可以设置在车端和/或远端，其与低压电能管理模块通信连接。
5.如权利要求4所述的电气系统，在电能管理模块设置在车端的情况下，低压电能管理模块可通过LIN或CAN总线与低压电能管理模块通信，在在电能管理模块设置在远端的情况下，所述电池检测模块设置为通过车载通信模块与该低压电能管理模块通信。
6.一种控制模块，其用于车辆的低压电能管理，其特征在于，该控制模块与该用于检测车辆低压电池状态信息的电池检测模块通信连接，以获得该低压电池的电池状态信息，该控制模块被配置为：
基于所述状态信息或所述低压电池对其的供电电压控制车载DC-DC模块对低压电池的充电操作，其方式为：
获得一个时间段内所述车载DC-DC模块向低压电池充电操作的历史数据，其中，所述历史数据包括充电操作的次数和触发充电操作的事件；以及
基于所述历史数据确定车辆低压电气系统是否发生故障以及故障的类型。
7.如权利要求6所述的控制模块，该控制模块可以设置在车端和/或远端，其与低压电能管理模块通信连接。
8.如权利要求7所述的控制模块，在该控制模块设置在车端的情况下，其通过LIN或CAN总线与低压电能管理模块通信，在电能管理模块设置在远端的情况下，所述电池检测模块设置为通过车载通信模块与该低压电能管理模块通信。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200805 Address after: Susong Road West and Shenzhen Road North, Hefei Economic and Technological Development Zone, Anhui Province Patentee after: Weilai (Anhui) Holding Co., Ltd Address before: 30 Floor of Yihe Building, No. 1 Kangle Plaza, Central, Hong Kong, China Patentee before: NIO NEXTEV Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |