本發(fā)明涉及電動汽車供電系統(tǒng)技術領域，具體涉及具有電池平衡調節(jié)的電動汽車低壓供電系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

目前市場上新能源汽車應用越來越廣泛，己成為汽車行業(yè)的主要發(fā)展方向，電動汽車安全越來越受到重視。現(xiàn)在大部分新能源汽車，鑰匙信號關掉后，作為動力電源系統(tǒng)核心的電源管理模塊也就沒有了電源，無法在鑰匙信號關掉后電源管理模塊進行一次安全及可靠性方面的全面評價，也就無法做出預警信息提示及保證下次運行時的安全性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有現(xiàn)有電動汽車供電系統(tǒng)存在上述不足，提供一種具有電動汽車雙路供電系統(tǒng)，能保證停車后電源管理模塊在設定時間內繼續(xù)有電，能對電池進行維護、自檢、評價，確保電動汽車下次運行時的安全，提前消除不安全因素，讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內的具有電池平衡調節(jié)的電動汽車低壓供電系統(tǒng)及其控制方法。

以上技術問題是通過下列技術方案解決的：

具有電池平衡調節(jié)的電動汽車低壓供電系統(tǒng)，包括電池、一號開關、二號開關、電源管理模塊、低壓負載、一號節(jié)點、二號節(jié)點、三號節(jié)點、鑰匙開關模塊、整車控制模塊、三號開關、電壓采樣模塊和電量轉移模塊，所述電源管理模塊包括電壓差值均衡模塊和容量差值均衡模塊，所述電池包括若干個單體；每個單體的電壓采集端分別與電壓采樣模塊連接，每個單體的電量轉移端分別與電量轉移模塊連接，電源管理模塊分別與電壓采樣模塊和電量轉移模塊連接；所述一號開關的一端、二號開關的一端和電池的正極端連接在一號節(jié)點上；所述一號開關的另一端和整車控制模塊的電源接口正極端連接在三號開關的一端上；二號開關的另一端、三號開關的另一端、電源管理模塊的電源接口正極端和低壓負載的電源接口正極端均連接在二號節(jié)點上；所述電池的負極端、電源管理模塊的電源接口負極端、低壓負載的電源接口負極端和整車控制模塊的電源接口負極端均連接在三號節(jié)點上；所述一號開關的控制端和所述三號開關的控制端都分別與鑰匙開關模塊連接；所述鑰匙開關模塊與整車控制模塊連接；所述整車控制模塊與電源管理模塊連接；所述二號開關的控制端與電源管理模塊連接。

本方案具有電動汽車雙路供電系統(tǒng)，能保證停車后電源管理模塊在設定時間內繼續(xù)有電，能對電池進行維護、自檢、評價，確保電動汽車下次運行時的安全，提前消除不安全因素，讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內，起到安全保障的作用。

作為優(yōu)選，一種適用于具有電池平衡調節(jié)的電動汽車低壓供電系統(tǒng)的控制方法，具有電池平衡調節(jié)的低壓供電系統(tǒng)的控制方法包括高壓上電過程、低壓下電過程和電池平衡調節(jié)過程；設一號開關和三號開關所在的電池供電回路為一號供電回路，設二號開關所在電池供電回路為二號供電回路；

所述的高壓上電過程為：鑰匙開關模塊給一號開關一個閉合的信號，同時鑰匙開關模塊也給三號開關一個閉合的信號，一號開關和三號開關隨即都閉合，當一號開關和三號開關都閉合后，一號供電回路導通，電源管理模塊和低壓負載此時只由一號供電回路供電；然后電源管理模塊隨即進行初始化，并在初始化后進行自檢；然后電源管理模塊讓二號開關閉合，讓二號供電回路導通，電源管理模塊和低壓負載此時由一號供電回路和二號供電回路共同供電，高壓上電過程結束；

所述的低壓下電過程為：鑰匙開關模塊給一號開關一個斷開的信號，同時鑰匙開關模塊也給三號開關一個斷開的信號，一號開關和三號開關隨即都斷開，當一號開關和三號開關都斷開后，一號供電回路斷開，電源管理模塊和低壓負載此時只由二號供電回路供電，然后電源管理模塊對電池進行維護、自檢、評價及數(shù)據(jù)記錄保存，數(shù)據(jù)記錄保完后電源管理模塊控制二號開關斷開，隨即二號供電回路斷開，電源管理模塊和低壓負載的兩條供電回路都斷開，低壓下電過程結束。

所述電池平衡調節(jié)過程為：在設定的時間范圍內，由電源管理模塊給電壓采樣模塊發(fā)出工作指令，電壓采樣模塊立即對電池的各個單體進行電壓信號采樣，并把采集到的電壓采樣信號上傳給電源管理模塊；然后電源管理模塊將收到的電壓采樣信號送入電壓差值均衡模塊中進行電壓差值計算后得到當前各個單體間的電壓差值，如果當前各個單體間的電壓差值在預先設定的電壓差值范圍之外則結束電池平衡調節(jié)，如果當前各個單體間的電壓差值在預先設定的電壓差值范圍以內則由電源管理模塊將收到的電壓采樣信號送入容量差值均衡模塊中進行容量差值計算后得到當前各個單體間的容量差值，如果當前各個單體間的容量差值大于預先設定的容量差值，則由電源管理模塊給電量轉移模塊指令，電量轉移模塊立即將容量大的單體中的一部分電量轉移到容量小的單體中去直至各個單體間的容量差值在預先設定的容量差值范圍內，至此，一次電池平衡調節(jié)過程結束，如此往復即可讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內。

本方案具有電動汽車雙路供電系統(tǒng)，能保證停車后電源管理模塊在設定時間內繼續(xù)有電，能對電池進行維護、自檢、評價，確保電動汽車下次運行時的安全，提前消除不安全因素，讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內，起到安全保障的作用。

作為優(yōu)選，在電源管理模塊內存儲有電池的基準OCV曲線，并記錄基準OCV曲線的基準壓差；

電動汽車停車拔掉鑰匙后，電源管理模塊則由二號供電回路供電繼續(xù)供電；當電源管理模塊在檢測不到整車控制模塊的信號后則判斷電動汽車處于停車狀態(tài)；

然后電源管理模塊對電池進行維護，維護完成后保持電池靜置一段時間h，然后電源管理模塊檢測電池的停車OCV曲線；并記錄停車OCV曲線的停車壓差；

將停車壓差與基準壓差進行對比，若停車壓差≥基準壓差，則判斷電池出現(xiàn)異常，并發(fā)出對應報警提示；

所述電源管理模塊在下一次上電時，但在電動汽車還未啟動前，檢測整個電池的啟動OCV曲線的啟動壓差，并用啟動壓差與基準壓差進行對比，若啟動壓差≥基準壓差，判斷電池出現(xiàn)異常，并發(fā)出對應報警提示。

作為優(yōu)選，還包括電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程和在停車下電完成后讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程；

(一)、電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程如下：

當鑰匙開關模塊由ON擋至OOF擋，整車控制模塊和電源管理模塊檢測到熄火指令；

電源管理模塊判斷高壓，整車控制模塊通過鑰匙開關模塊來控制一號開關和三號開關都斷開；而電源管理模塊則繼續(xù)控制二號開關閉合；

電源管理模塊檢測電池溫度T，電源管理模塊同時也檢測電池的單體電壓；

根據(jù)應用需求自行設定基準溫度值T₀，若T≥T₀，由電源管理模塊控制低壓負載的散熱機構給電池散熱；并且實時檢測電池溫度T；

根據(jù)應用需求自行設定電池的基準單體壓差V₀，若電池的單體壓差ΔV≥V₀，由電源管理模塊對電池進行均衡，并實時檢測單體的電壓；

根據(jù)應用需求，自行設定溫度值T₁＜T₀，電源管理模塊檢測電池溫度，當T＜T₁時，電源管理模塊控制散熱機構停止散熱；電源管理模塊檢測單體電壓最大壓差，當ΔV＜V₀，停止均衡；

電源管理模塊記錄電池的靜置時間h，根據(jù)應用需求自行設定基準靜置時間h1，當靜置時間h≥h1時，

由電源管理模塊對電池動進行SOC值校正，記錄OCV曲線、內阻、絕緣阻值的相關性能參數(shù)；

數(shù)據(jù)都由電源管理模塊保存記錄；

電源管理模塊控制二號開關斷開，二號供電回路隨即斷電；

至此，電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程結束；

(二)、在停車下電完成后，讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時，電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程如下：

當鑰匙開關至ON擋時，整車控制模塊和電源管理模塊檢測到啟動指令；

整車控制模塊控制一號開關閉合，一號供電回路導通；

電源管理模塊初始化及自檢控制二號開關閉合：二號供電回路導通；

電源管理模塊記錄OCV曲線、內阻、絕緣阻值的相關性能參數(shù)；

電源管理模塊對比高壓啟動前數(shù)據(jù)和原始存儲數(shù)據(jù)；以及對比停車時和高壓啟動前電壓數(shù)據(jù)，

(停車壓差-啟動壓差)÷停車時間≥設定電壓，則判斷電池的內阻異常，并發(fā)出對應報警提示；

電源管理模塊向整車控制模塊報警，保證電動汽車每次運行前的狀態(tài)安全；

若一切正常則完成高壓上電；

至此，在停車下電完成后，讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時，電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程結束。

作為優(yōu)選，電源管理模塊包括比較電路和電流閾值比較器，并采用比較電路輸出的高電平信號來觸發(fā)自檢的啟動，通過電流閾值比較器檢測低壓負載的負荷電流是否達到電流門限的閾值來判定比較電路是否輸出的高電平信號；

電流閾值比較器的電流檢測閾值由該電流閾值比較器的閾值寄存器來設置，設電流閾值比較器的電流檢測閾值范圍為H1-H2，預先設定標準源輸出需要檢測的電信號，并設電流閾值比較器的電流檢測閾值范圍的閾值下限為H1，設電流閾值比較器的電流檢測閾值范圍的閾值上限為H2，設落在閾值下限H1和閾值上限H2之間的一個值為變量H；并將閾值下限H1、閾值上限H2和變量H一并存儲到閾值寄存器中；

當比較電路輸出高電平時，判斷(H2-H)÷(H-H1)是否大于1，如果(H2-H)÷(H-H1)大于1，則檢測電流閾值就等于H，然后結束校準檢測；如果(H2-H)÷(H-H1)不大于1，則讓H1＝H，并算出新的H＝(H2+H1)÷2，然后將這個新的變量H值賦給閾值寄存器；

當比較電路輸出低電平時，判斷(H-H1)÷(H2-H)是否大于1，如果(H-H1)÷(H2-H)大于1，則檢測電流閾值就等于H1，然后結束校準檢測；如果(H-H1)÷(H2-H)不大于1，則讓H2＝H，并算出新的H＝(H2+H1)÷2，然后將這個新的變量H值賦給閾值寄存器；

然后由閾值寄存器中新的變量H值來控制比較電路輸出的高低電平信號。

本發(fā)明能夠達到如下效果：

本發(fā)明具有電動汽車雙路供電系統(tǒng)，能保證停車后電源管理模塊在設定時間內繼續(xù)有電，能對電池進行維護、自檢、評價，確保電動汽車下次運行時的安全，提前消除不安全因素，讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內，起到安全保障的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種電路原理連接結構示意圖。

圖2為本發(fā)明電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程的一種流程示意圖。

圖3為本發(fā)明在停車下電完成后，讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時，電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程的一種流程示意圖。

圖4為本發(fā)明判定比較電路是否輸出的高電平信號的一種流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例，具有電池平衡調節(jié)的電動汽車低壓供電系統(tǒng)，參見圖1所示，包括電池1、一號開關2、二號開關3、電源管理模塊4、低壓負載5、一號節(jié)點6、二號節(jié)點7、三號節(jié)點8、鑰匙開關模塊9、整車控制模塊10、三號開關11、電壓采樣模塊16和電量轉移模塊17，所述電源管理模塊包括電壓差值均衡模塊18和容量差值均衡模塊19，所述電池包括若干個單體；每個單體的電壓采集端分別與電壓采樣模塊連接，每個單體的電量轉移端分別與電量轉移模塊連接，電源管理模塊分別與電壓采樣模塊和電量轉移模塊連接。

本實施例的單體共有4個，分別為單體12、單體13、單體14和單體15。

所述一號開關的一端、二號開關的一端和電池的正極端連接在一號節(jié)點上；

所述一號開關的另一端和整車控制模塊的電源接口正極端連接在三號開關的一端上；

二號開關的另一端、三號開關的另一端、電源管理模塊的電源接口正極端和低壓負載的電源接口正極端均連接在二號節(jié)點上；

所述電池的負極端、電源管理模塊的電源接口負極端、低壓負載的電源接口負極端和整車控制模塊的電源接口負極端均連接在三號節(jié)點上；所述一號開關的控制端和所述三號開關的控制端都分別與鑰匙開關模塊連接；所述鑰匙開關模塊與整車控制模塊連接；所述整車控制模塊與電源管理模塊連接；所述二號開關的控制端與電源管理模塊連接。

所述電池為使用峰谷電計費的充電電池，若當前時間處于谷電計費時間內則對電池進行充電；

若當前時間處于谷電計費時間之外，電源管理模塊對電池賦值一個基礎電量閾值W，電源管理模塊讀取當前時間、谷電計費時間開啟時間和當前電池的電量值A，電源管理模塊計算當前時間與谷電計費時間開啟時間的差值得出時間差值T；

電源管理模塊計算Am₁+Tm₂，m₁和m₂為設定的加權系數(shù)，當Am₁+Tm₂≥W則判定為不需要對電池充電，當Am₁+Tm₂＜W則判定為需要對電池充電。

具有電池平衡調節(jié)的低壓供電系統(tǒng)的控制方法包括高壓上電過程、低壓下電過程和電池平衡調節(jié)過程；設一號開關和三號開關所在的電池供電回路為一號供電回路，設二號開關所在電池供電回路為二號供電回路；

所述的高壓上電過程為：鑰匙開關模塊給一號開關一個閉合的信號，同時鑰匙開關模塊也給三號開關一個閉合的信號，一號開關和三號開關隨即都閉合，當一號開關和三號開關都閉合后，一號供電回路導通，電源管理模塊和低壓負載此時只由一號供電回路供電；然后電源管理模塊隨即進行初始化，并在初始化后進行自檢；然后電源管理模塊讓二號開關閉合，讓二號供電回路導通，電源管理模塊和低壓負載此時由一號供電回路和二號供電回路共同供電，高壓上電過程結束；

所述的低壓下電過程為：鑰匙開關模塊給一號開關一個斷開的信號，同時鑰匙開關模塊也給三號開關一個斷開的信號，一號開關和三號開關隨即都斷開，當一號開關和三號開關都斷開后，一號供電回路斷開，電源管理模塊和低壓負載此時只由二號供電回路供電，然后電源管理模塊對電池進行維護、自檢、評價及數(shù)據(jù)記錄保存，數(shù)據(jù)記錄保完后電源管理模塊控制二號開關斷開，隨即二號供電回路斷開，電源管理模塊和低壓負載的兩條供電回路都斷開，低壓下電過程結束。

所述電池平衡調節(jié)過程為：在設定的時間范圍內，由電源管理模塊給電壓采樣模塊發(fā)出工作指令，電壓采樣模塊立即對電池的各個單體進行電壓信號采樣，并把采集到的電壓采樣信號上傳給電源管理模塊；然后電源管理模塊將收到的電壓采樣信號送入電壓差值均衡模塊中進行電壓差值計算后得到當前各個單體間的電壓差值，如果當前各個單體間的電壓差值在預先設定的電壓差值范圍之外則結束電池平衡調節(jié)，如果當前各個單體間的電壓差值在預先設定的電壓差值范圍以內則由電源管理模塊將收到的電壓采樣信號送入容量差值均衡模塊中進行容量差值計算后得到當前各個單體間的容量差值，如果當前各個單體間的容量差值大于預先設定的容量差值，則由電源管理模塊給電量轉移模塊指令，電量轉移模塊立即將容量大的單體中的一部分電量轉移到容量小的單體中去直至各個單體間的容量差值在預先設定的容量差值范圍內，至此，一次電池平衡調節(jié)過程結束，如此往復即可讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內。

在電源管理模塊內存儲有電池的基準OCV曲線，并記錄基準OCV曲線的基準壓差；

電動汽車停車拔掉鑰匙后，電源管理模塊則由二號供電回路供電繼續(xù)供電；當電源管理模塊在檢測不到整車控制模塊的信號后則判斷電動汽車處于停車狀態(tài)；

然后電源管理模塊對電池進行維護，維護完成后保持電池靜置一段時間h，然后電源管理模塊檢測電池的停車OCV曲線；并記錄停車OCV曲線的停車壓差；

將停車壓差與基準壓差進行對比，若停車壓差≥基準壓差，則判斷電池出現(xiàn)異常，并發(fā)出對應報警提示；

所述電源管理模塊在下一次上電時，但在電動汽車還未啟動前，檢測整個電池的啟動OCV曲線的啟動壓差，并用啟動壓差與基準壓差進行對比，若啟動壓差≥基準壓差，判斷電池出現(xiàn)異常，并發(fā)出對應報警提示。

還包括電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程和在停車下電完成后讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程；

參見圖2所示，(一)、電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程如下：

當鑰匙開關模塊由ON擋至OOF擋，整車控制模塊和電源管理模塊檢測到熄火指令；

電源管理模塊判斷高壓，整車控制模塊通過鑰匙開關模塊來控制一號開關和三號開關都斷開；而電源管理模塊則繼續(xù)控制二號開關閉合；

電源管理模塊檢測電池溫度T，電源管理模塊同時也檢測電池的單體電壓；

根據(jù)應用需求自行設定基準溫度值T₀，若T≥T₀，由電源管理模塊控制低壓負載的散熱機構給電池散熱；并且實時檢測電池溫度T；

根據(jù)應用需求自行設定電池的基準單體壓差V₀，若電池的單體壓差ΔV≥V₀，由電源管理模塊對電池進行均衡，并實時檢測單體的電壓；

根據(jù)應用需求，自行設定溫度值T₁＜T₀，電源管理模塊檢測電池溫度，當T＜T₁時，電源管理模塊控制散熱機構停止散熱；電源管理模塊檢測單體電壓最大壓差，當△V＜V₀，停止均衡；

電源管理模塊記錄電池的靜置時間h，根據(jù)應用需求自行設定基準靜置時間h1，當靜置時間h≥h1時，

由電源管理模塊對電池動進行SOC值校正，記錄OCV曲線、內阻、絕緣阻值的相關性能參數(shù)；

數(shù)據(jù)都由電源管理模塊保存記錄；

電源管理模塊控制二號開關斷開，二號供電回路隨即斷電；

至此，電動汽車停車后電池的自檢、評價、維護過程結束；

參見圖3所示，(二)、在停車下電完成后，讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時，電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程如下：

當鑰匙開關至ON擋時，整車控制模塊和電源管理模塊檢測到啟動指令；

整車控制模塊控制一號開關閉合，一號供電回路導通；

電源管理模塊初始化及自檢控制二號開關閉合：二號供電回路導通；

電源管理模塊記錄OCV曲線、內阻、絕緣阻值的相關性能參數(shù)；

電源管理模塊對比高壓啟動前數(shù)據(jù)和原始存儲數(shù)據(jù)；以及對比停車時和高壓啟動前電壓數(shù)據(jù)，

(停車壓差-啟動壓差)÷停車時間≥設定電壓，則判斷電池的內阻異常，并發(fā)出對應報警提示；

電源管理模塊向整車控制模塊報警，保證電動汽車每次運行前的狀態(tài)安全；

若一切正常則完成高壓上電；

至此，在停車下電完成后，讓電動汽車停車一段時間，當電動汽車再次啟動時，電動汽車高壓上電前的自檢、評價過程結束。

參見圖4所示，電源管理模塊包括比較電路和電流閾值比較器，并采用比較電路輸出的高電平信號來觸發(fā)自檢的啟動，通過電流閾值比較器檢測低壓負載的負荷電流是否達到電流門限的閾值來判定比較電路是否輸出的高電平信號；

電流閾值比較器的電流檢測閾值由該電流閾值比較器的閾值寄存器來設置，設電流閾值比較器的電流檢測閾值范圍為H1-H2，預先設定標準源輸出需要檢測的電信號，并設電流閾值比較器的電流檢測閾值范圍的閾值下限為H1，設電流閾值比較器的電流檢測閾值范圍的閾值上限為H2，設落在閾值下限H1和閾值上限H2之間的一個值為變量H；并將閾值下限H1、閾值上限H2和變量H一并存儲到閾值寄存器中；

當比較電路輸出高電平時，判斷(H2-H)÷(H-H1)是否大于1，如果(H2-H)÷(H-H1)大于1，則檢測電流閾值就等于H，然后結束校準檢測；如果(H2-H)÷(H-H1)不大于1，則讓H1＝H，并算出新的H＝(H2+H1)÷2，然后將這個新的變量H值賦給閾值寄存器；

當比較電路輸出低電平時，判斷(H-H1)÷(H2-H)是否大于1，如果(H-H1)÷(H2-H)大于1，則檢測電流閾值就等于H1，然后結束校準檢測；如果(H-H1)÷(H2-H)不大于1，則讓H2＝H，并算出新的H＝(H2+H1)÷2，然后將這個新的變量H值賦給閾值寄存器；

然后由閾值寄存器中新的變量H值來控制比較電路輸出的高低電平信號。

本實施例具有電動汽車雙路供電系統(tǒng)，能保證停車后電源管理模塊在設定時間內繼續(xù)有電，能對電池進行維護、自檢、評價，確保電動汽車下次運行時的安全，提前消除不安全因素，讓各個單體間的容量差保持在預先設定的容量差值范圍內，起到安全保障的作用。

上面結合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但實現(xiàn)時不受上述實施例限制，本領域普通技術人員可以在所附權利要求的范圍內做出各種變化或修改。