專利名稱：防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電氣的技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車起動(dòng)蓄電池的安全保護(hù)技術(shù)，更具體
地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)。另外，本發(fā)明還涉及該系統(tǒng)采用的 控制方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子與信息新技術(shù)方面的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品正用于或 將用于汽車產(chǎn)品上，以提高轎車的舒適性、操作穩(wěn)定性、安全性。汽車電子的成本占整車成 本的比率越來(lái)越大，在國(guó)外高檔汽車上這一比率甚至達(dá)到了 30% _40%。
電器零部件及控制單元的大量增加，使得整車的負(fù)載功率也隨之上升，加大了對(duì) 電能的需求。因此，增加了蓄電池出現(xiàn)過(guò)放電的風(fēng)險(xiǎn)。目前，國(guó)內(nèi)汽車起動(dòng)蓄電池都是采用 鉛酸蓄電池，因?yàn)殂U酸蓄電池工藝成熟、性能穩(wěn)定，雖然在其他領(lǐng)域?qū)︺U酸蓄電池的過(guò)放電 有一定的研究成果，但是，這些成果不能適應(yīng)于目前國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的需求；而針對(duì)汽車起動(dòng) 蓄電池防止過(guò)放電的研究，目前在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一項(xiàng)成熟的技術(shù)投入應(yīng)用，也沒(méi)有在公開(kāi)出 版物上有此類記載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)問(wèn)題是提供一種防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)及其
控制方法，其目的是防止蓄電池過(guò)放電。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為 本發(fā)明所提供的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)，包括起動(dòng)蓄電池、發(fā)電機(jī)、起動(dòng) 負(fù)載，所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)設(shè)過(guò)放電控制單元，所述的過(guò)放電控制單元 分別通過(guò)信號(hào)線路與所述的起動(dòng)蓄電池、發(fā)電機(jī)和起動(dòng)負(fù)載連接。
所述的過(guò)放電控制單元通過(guò)信號(hào)線路與車身控制器連接。 所述的起動(dòng)蓄電池上設(shè)有蓄電池端電壓傳感器、蓄電池電流傳感器和蓄電池工作 溫度傳感器，所述的蓄電池端電壓傳感器、蓄電池電流傳感器和蓄電池工作溫度傳感器分 別通過(guò)信號(hào)線路與所述的過(guò)放電控制單元連接。 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)問(wèn)題是提供以上所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系 統(tǒng)采用的控制方法，其目的與上述技術(shù)方案是相同的。
該方法的技術(shù)方案是 所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)通過(guò)過(guò)放電控制單元監(jiān)測(cè)起動(dòng)蓄電池的 端電壓、充電電流和放電電流、工作溫度，判斷起動(dòng)蓄電池的實(shí)際荷電狀態(tài)，并判斷起動(dòng)蓄 電池是否達(dá)到過(guò)放電或存在過(guò)放電的風(fēng)險(xiǎn)，再對(duì)車身控制器和發(fā)電機(jī)發(fā)出指令，從而通過(guò) 車身控制器控制起動(dòng)負(fù)載的通斷，并直接剌激發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。 所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)是通過(guò)過(guò)放電控制單元將起動(dòng)蓄電池的 實(shí)際荷電狀態(tài)與蓄電池的額定容量的65%進(jìn)行比較，判斷是否需要激勵(lì)發(fā)電機(jī)增加發(fā)電
如果蓄電池的容量實(shí)際值小于或等于蓄電池的額定容量的65%，則增加發(fā)電機(jī)的 發(fā)電量； 如果蓄電池的容量實(shí)際值大于蓄電池的額定容量的65%，則需要判斷是否已經(jīng)激
勵(lì)發(fā)電機(jī)增加發(fā)電量，如果否，則不進(jìn)行任何操作；如果是，則再將蓄電池的容量實(shí)際值與
蓄電池的額定容量的80%進(jìn)行比較，如果大于蓄電池的額定容量的80%，則取消激勵(lì)發(fā)電
機(jī)增加發(fā)電量的信號(hào)，如果不大于蓄電池的額定容量的80%，則不進(jìn)行任何操作。 過(guò)放電控制單元將檢測(cè)到的起動(dòng)蓄電池的端電壓與12.4V進(jìn)行比較，所述的
12. 4V是在0t:時(shí)65%電量對(duì)應(yīng)的起動(dòng)蓄電池1的端電壓值 a、起動(dòng)蓄電池的端電壓小于12.4V，判斷有沒(méi)有激勵(lì)發(fā)電機(jī)發(fā)電量信號(hào)，如果沒(méi) 有，起動(dòng)蓄電池已經(jīng)過(guò)放電；如果有，再判斷起動(dòng)蓄電池的端電壓是否大于或等于12. 56V ; 如果不大于，則起動(dòng)蓄電池在充電中；如果大于，則起動(dòng)蓄電池充電結(jié)束，取消對(duì)發(fā)電機(jī)的 激勵(lì)信號(hào)； b、起動(dòng)蓄電池端電壓大于等于12. 4V，判斷起動(dòng)蓄電池的工作溫度，如果起動(dòng)蓄電
池工作溫度大于或等于ot:，則判定起動(dòng)蓄電池沒(méi)有被過(guò)度放電；如果起動(dòng)蓄電池工作溫 度小于ot:，則需要判斷在ih內(nèi)，起動(dòng)蓄電池充放電的積累值，按充電電流為正，是否大于 或等于o，如果是，則起動(dòng)蓄電池沒(méi)有過(guò)度放電，如果否，則比較起動(dòng)蓄電池端電壓是否大于
等于12. 5V，如果是，判定起動(dòng)蓄電池沒(méi)有過(guò)度放電；如果否，則判定起動(dòng)蓄電池為過(guò)度放 電。 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，利用對(duì)汽車起動(dòng)蓄電池端電壓、蓄電池的充電電流和 放電電流、蓄電池的工作溫度的監(jiān)測(cè)，判斷蓄電池的實(shí)際荷電狀態(tài)，并將實(shí)際電量與額定 電量進(jìn)行比較，判斷蓄電池是否被過(guò)度放電，并相應(yīng)采取措施，如是否給蓄電池進(jìn)行電量補(bǔ) 充，有效避免了蓄電池被過(guò)度放電現(xiàn)象，保持蓄電池的正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而提高汽車的安全 性能。


下面對(duì)本說(shuō)明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明對(duì)蓄電池荷電狀態(tài)的判斷及控制框圖； 圖3是對(duì)起動(dòng)蓄電池端電壓、充電電流和放電電流及工作溫度的判斷及控制框 圖。
圖中標(biāo)記為 1、起動(dòng)蓄電池，2、發(fā)電機(jī)，3、車身控制器(BCM)，4、過(guò)放電控制單元，5、起動(dòng)負(fù)載。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu) 件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝 及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、 技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
如圖l所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，是本發(fā)明提供的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系 統(tǒng)，包括起動(dòng)蓄電池1、發(fā)電機(jī)2、起動(dòng)負(fù)載5。
本發(fā)明的具體實(shí)施示例為 本發(fā)明提供的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)，設(shè)過(guò)放電控制單元4，所述的過(guò)放 電控制單元4分別通過(guò)信號(hào)線路與所述的起動(dòng)蓄電池1、發(fā)電機(jī)2和起動(dòng)負(fù)載5連接。
采用上述技術(shù)方案，利用過(guò)放電控制單元4對(duì)汽車起動(dòng)蓄電池1端電壓U、蓄電池 的充電電流和放電電流1、蓄電池的工作溫度T的監(jiān)測(cè)，判斷起動(dòng)蓄電池1的實(shí)際荷電狀態(tài) (SOC)，并將實(shí)際電量與額定電量進(jìn)行比較，判斷起動(dòng)蓄電池1是否被過(guò)度放電，并相應(yīng)采 取措施，如是否給蓄電池進(jìn)行電量補(bǔ)充，有效避免了蓄電池被過(guò)度放電現(xiàn)象，保持蓄電池的 正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而提高汽車的安全性能。 本發(fā)明所述的過(guò)放電控制單元4通過(guò)信號(hào)線路與車身控制器3連接。 過(guò)放電控制單元4對(duì)車身控制器3和發(fā)電機(jī)2發(fā)出指令，從而通過(guò)車身控制器3
控制起動(dòng)負(fù)載5的通斷，并直接剌激發(fā)電機(jī)2的發(fā)電量 本發(fā)明所述的起動(dòng)蓄電池1上設(shè)有蓄電池端電壓傳感器、蓄電池電流傳感器和蓄 電池工作溫度傳感器，所述的蓄電池端電壓傳感器、蓄電池電電流傳感器和蓄電池工作溫 度傳感器分別通過(guò)信號(hào)線路與所述的過(guò)放電控制單元4連接。 過(guò)放電控制單元4通過(guò)對(duì)汽車起動(dòng)蓄電池端電壓U、充電電流和放電電流1、工作 溫度T的監(jiān)測(cè)，根據(jù)蓄電池的端電壓U、工作溫度T以及一定時(shí)間內(nèi)(例如lh)蓄電池充電 電流和放電電流的積累值來(lái)判度蓄電池的實(shí)際荷電狀態(tài)soc。 本發(fā)明通過(guò)對(duì)汽車起動(dòng)蓄電池端電壓U、充電電流和放電電流1、工作溫度T的監(jiān) 測(cè)，根據(jù)蓄電池的端電壓U、工作溫度T以及一定時(shí)間內(nèi)(例如lh)蓄電池充電電流和放電 電流的積累值來(lái)判度蓄電池的實(shí)際荷電狀態(tài)(S0C)。將蓄電池的實(shí)際荷電量與額定荷電量 的65%進(jìn)行比較，若蓄電池(1)的容量實(shí)際值低于蓄電池的額定容量的65%，則蓄電池已 經(jīng)處于過(guò)放電的狀態(tài)，這是可以通過(guò)增加發(fā)電機(jī)的發(fā)電量來(lái)給蓄電池補(bǔ)充電量，直至蓄電 池脫離過(guò)放電的風(fēng)險(xiǎn)，才取消對(duì)發(fā)電機(jī)的激勵(lì)。 如圖1所示，本發(fā)明所提供以上所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)采用的控 制方法，該方法的技術(shù)方案是 本發(fā)明所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)通過(guò)過(guò)放電控制單元4監(jiān)測(cè)起動(dòng) 蓄電池1的端電壓U、充電電流和放電電流I、工作溫度T，判斷起動(dòng)蓄電池1的實(shí)際荷電狀 態(tài)，并判斷起動(dòng)蓄電池1是否達(dá)到過(guò)放電或存在過(guò)放電的風(fēng)險(xiǎn)，再對(duì)車身控制器3(BCM)和 發(fā)電機(jī)2發(fā)出指令，從而通過(guò)車身控制器3(BCM)控制起動(dòng)負(fù)載5的通斷，并直接剌激發(fā)電 機(jī)2的發(fā)電量。 如圖2所示，本發(fā)明對(duì)蓄電池荷電狀態(tài)的進(jìn)行判斷，進(jìn)而判斷起動(dòng)蓄電池1是否過(guò) 放電，及是是否需要進(jìn)行充電，其技術(shù)方案是 本發(fā)明所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)是通過(guò)過(guò)放電控制單元4將起動(dòng) 蓄電池1的實(shí)際荷電狀態(tài)(S0C)與蓄電池的額定容量的65%進(jìn)行比較，判斷是否需要激勵(lì) 發(fā)電機(jī)2增加發(fā)電量； 如果蓄電池1的容量實(shí)際值小于或等于蓄電池的額定容量的65%，則增加發(fā)電機(jī) 2的發(fā)電量；
如果蓄電池1的容量實(shí)際值大于蓄電池的額定容量的65%，則需要判斷是否已經(jīng) 激勵(lì)發(fā)電機(jī)2增加發(fā)電量，如果否，則不進(jìn)行任何操作；如果是，則再將蓄電池l的容量實(shí)際 值與蓄電池的額定容量的80%進(jìn)行比較，如果大于蓄電池的額定容量的80%，則取消激勵(lì) 發(fā)電機(jī)2增加發(fā)電量的信號(hào)，如果不大于蓄電池的額定容量的80%，則不進(jìn)行任何操作。
如圖3所示，本發(fā)明對(duì)起動(dòng)蓄電池端電壓U、充電電流和放電電流I及工作溫度T 的判斷，進(jìn)而判斷起動(dòng)蓄電池1是否過(guò)放電，及是是否需要進(jìn)行充電，其技術(shù)方案是
過(guò)放電控制單元4將檢測(cè)到的起動(dòng)蓄電池1的端電壓U與12. 4V進(jìn)行比較，所述 的12. 4V是在0t:時(shí)65%電量對(duì)應(yīng)的起動(dòng)蓄電池1的端電壓值 a、起動(dòng)蓄電池1的端電壓U小于12.4V，判斷有沒(méi)有激勵(lì)發(fā)電機(jī)2發(fā)電量信號(hào)，如 果沒(méi)有，起動(dòng)蓄電池1已經(jīng)過(guò)放電；如果有，再判斷起動(dòng)蓄電池1的端電壓U是否大于或等 于12. 56V ;如果不大于，則起動(dòng)蓄電池1在充電中；如果大于，則起動(dòng)蓄電池1充電結(jié)束，取 消對(duì)發(fā)電機(jī)2的激勵(lì)信號(hào)； b、起動(dòng)蓄電池1端電壓U大于等于12.4V，判斷起動(dòng)蓄電池1的工作溫度T，如果 起動(dòng)蓄電池1的工作溫度T大于或等于ot:，則判定起動(dòng)蓄電池1沒(méi)有被過(guò)度放電；如果起 動(dòng)蓄電池1的工作溫度T小于Ot:，則需要判斷在lh內(nèi)，起動(dòng)蓄電池1充放電的積累值，按 充電電流I為正，是否大于或等于0，如果是，則起動(dòng)蓄電池1沒(méi)有過(guò)度放電，如果否，則比較 起動(dòng)蓄電池1端電壓U是否大于等于12. 5V，如果是，判定起動(dòng)蓄電池1沒(méi)有過(guò)度放電；如 果否，則判定起動(dòng)蓄電池1為過(guò)度放電。 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)，包括起動(dòng)蓄電池(1)、發(fā)電機(jī)(2)、起動(dòng)負(fù)載(5)，其特征在于所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)設(shè)過(guò)放電控制單元(4)，所述的過(guò)放電控制單元(4)分別通過(guò)信號(hào)線路與所述的起動(dòng)蓄電池(1)、發(fā)電機(jī)(2)和起動(dòng)負(fù)載(5)連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)，其特征在于所述的過(guò)放 電控制單元(4)通過(guò)信號(hào)線路與車身控制器(3)連接。
3. 按照權(quán)利要求1所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)，其特征在于所述的起動(dòng) 蓄電池(1)上設(shè)有蓄電池端電壓傳感器、蓄電池電流傳感器和蓄電池工作溫度傳感器，所 述的蓄電池端電壓傳感器、蓄電池電流傳感器和蓄電池工作溫度傳感器分別通過(guò)信號(hào)線路 與所述的過(guò)放電控制單元(4)連接。
4. 按照權(quán)利要求1或2或3所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)采用的控制方法， 其特征在于所述的控制方法是所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)通過(guò)過(guò)放電控制單 元(4)監(jiān)測(cè)起動(dòng)蓄電池(1)的端電壓、充電電流和放電電流、工作溫度，判斷起動(dòng)蓄電池(1) 的實(shí)際荷電狀態(tài)，并判斷起動(dòng)蓄電池(1)是否達(dá)到過(guò)放電或存在過(guò)放電的風(fēng)險(xiǎn)，再對(duì)車身 控制器(3)和發(fā)電機(jī)(2)發(fā)出指令，從而通過(guò)車身控制器(3)控制起動(dòng)負(fù)載(5)的通斷，并 直接剌激發(fā)電機(jī)(2)的發(fā)電量。
5. 按照權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)是通過(guò)過(guò)放電控制單元(4)將起動(dòng)蓄電池(1) 的實(shí)際荷電狀態(tài)下的容量實(shí)際值與蓄電池的額定容量的65%進(jìn)行比較，判斷是否需要激勵(lì) 發(fā)電機(jī)(2)增加發(fā)電量；如果蓄電池(1)的容量實(shí)際值小于或等于蓄電池的額定容量的65%，則增加發(fā)電機(jī) (2)的發(fā)電量；如果蓄電池(1)的容量實(shí)際值大于蓄電池的額定容量的65%，則需要判斷是否已經(jīng)激 勵(lì)發(fā)電機(jī)(2)增加發(fā)電量，如果否，則不進(jìn)行任何操作；如果是，則再將蓄電池(1)的容量實(shí) 際值與蓄電池的額定容量的80%進(jìn)行比較，如果大于蓄電池的額定容量的80%，則取消激 勵(lì)發(fā)電機(jī)(2)增加發(fā)電量的信號(hào)，如果不大于蓄電池的額定容量的80%，則不進(jìn)行任何操 作。
6. 按照權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于過(guò)放電控制單元(4)將檢測(cè)到的起動(dòng)蓄電池(1)的端電壓與12.4V進(jìn)行比較，所述的 12. 4V是在0t:時(shí)65%電量對(duì)應(yīng)的起動(dòng)蓄電池(1)的端電壓值a、 起動(dòng)蓄電池(1)的端電壓小于12.4V，判斷有沒(méi)有激勵(lì)發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電量信號(hào)，如果 沒(méi)有，起動(dòng)蓄電池(1)已經(jīng)過(guò)放電；如果有，再判斷起動(dòng)蓄電池(1)的端電壓是否大于或等 于12. 56V;如果不大于，則起動(dòng)蓄電池(1)在充電中；如果大于，則起動(dòng)蓄電池(1)充電結(jié) 束，取消對(duì)發(fā)電機(jī)(2)的激勵(lì)信號(hào)；b、 起動(dòng)蓄電池(1)端電壓大于等于12.4V，判斷起動(dòng)蓄電池(1)的工作溫度，如果起動(dòng) 蓄電池(1)工作溫度大于或等于Ot:，則判定起動(dòng)蓄電池(1)沒(méi)有被過(guò)度放電；如果起動(dòng)蓄 電池(1)工作溫度T小于Ot:，則需要判斷在lh內(nèi)，起動(dòng)蓄電池(1)充放電的積累值，按充 電電流為正，是否大于或等于O，如果是，則起動(dòng)蓄電池(1)沒(méi)有過(guò)度放電，如果否，則比較 起動(dòng)蓄電池(1)端電壓是否大于等于12. 5V，如果是，判定起動(dòng)蓄電池(1)沒(méi)有過(guò)度放電；如果否，則判定起動(dòng)蓄電池(1)為過(guò)度放電。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)，包括起動(dòng)蓄電池、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)負(fù)載，所述的防止汽車起動(dòng)蓄電池過(guò)放電系統(tǒng)設(shè)過(guò)放電控制單元，所述的過(guò)放電控制單元分別通過(guò)信號(hào)線路與所述的起動(dòng)蓄電池、發(fā)電機(jī)和起動(dòng)負(fù)載連接。本發(fā)明還公開(kāi)了上述系統(tǒng)的控制方法。采用上述技術(shù)方案，利用對(duì)汽車起動(dòng)蓄電池端電壓、蓄電池的充電電流和放電電流、蓄電池的工作溫度的監(jiān)測(cè)，判斷蓄電池的實(shí)際荷電狀態(tài)，并將實(shí)際電量與額定電量進(jìn)行比較，判斷蓄電池是否被過(guò)度放電，并相應(yīng)采取措施，如是否給蓄電池進(jìn)行電量補(bǔ)充，有效避免了蓄電池被過(guò)度放電現(xiàn)象，保持蓄電池的正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而提高汽車的安全性能。
文檔編號(hào)H02J7/14GK101741126SQ20091018584
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者周定華, 尹振東, 楊長(zhǎng)富, 沈長(zhǎng)海, 王昱昕, 程琳, 董明 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司