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一种电动汽车 蓄 电池补电系统和方法

阅读：648发布：2020-05-16

专利汇可以提供一种电动汽车蓄电池补电系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明揭示了一种电动汽车蓄电池补电系统，电动汽车设有VCU、BMS、高压电池包和蓄电池，所述VCU通过CAN总线与BMS通信，所述BMS输出控制信号至高压电池包，所述VCU接收蓄电池电压信号，所述VCU通过CAN总线与DCDC转换器通信，所述高压电池包通过DCDC转换器为蓄电池充电。本发明结构简单合理，运行稳定可靠，可以有效解决电动汽车长时间驻车导致蓄电池馈电的问题。，下面是一种电动汽车蓄电池补电系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电动汽车蓄电池补电系统，电动汽车设有VCU、BMS、高压电池包和蓄电池，其特征在于：所述VCU通过CAN总线与BMS通信，所述BMS输出控制信号至高压电池包，所述VCU接收蓄电池电压信号，所述VCU通过CAN总线与DCDC转换器通信，所述高压电池包通过DCDC转换器为蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车蓄电池补电系统，其特征在于：所述VCU由MCU供电，所述MCU设有低功耗定时唤醒电路。
3.根据权利要求2所述的电动汽车蓄电池补电系统，其特征在于：所述低功耗定时唤醒电路设有用于连接蓄电池正极的A点，用于连接车辆点火开关的B点，用于连接LDO的H点，所述LDO为MCU供电，所述B点经电阻R1连接三极管Q1基极，所述三极管Q1发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接C点，所述三极管Q1的基极与发射极之间通过电阻R2电连接，A点经电阻R3连接C点，A点连接场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2源极连接D点，所述D点经二极管D2与H点连接，所述场效应管Q2的栅极经电阻R4连接C点，所述A点经电阻R7连接三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极连接E点，所述E点经电阻R5和二极管D3连接D点，所述D点经电阻R6连接三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的集电极与场效应管Q4的栅极连接，所述场效应管Q4的源极连接三极管Q3的发射极，所述A点连接场效应管Q5的漏极，所述场效应管Q4的漏极经电阻R8连接场效应管Q5的漏极，所述场效应管Q5的栅极经电阻R9连接场效应管Q4的漏极，所述场效应管Q5的栅极经二极管D4连接场效应管Q5的漏极，所述场效应管Q5的源极连接H点。
4.根据权利要求3所述的电动汽车蓄电池补电系统，其特征在于：所述三极管Q1为PNP型三极管，所述场效应管Q2和场效应管Q5为场效应管增强型P-MOS，所述三极管Q3为NPN型三极管，所述场效应管Q3为场效应管增强型N-MOS.
5.根据权利要求3或4所述的电动汽车蓄电池补电系统，其特征在于：所述二极管D1、二极管D3和二极管D4为隧道二极管。
6.基于权利要求1-5所述电动汽车蓄电池补电系统的补电方法，其特征在于：在整车钥匙开关断电后,VCU实时监控蓄电池电压,当监控到蓄电池电压低于设定值时，VCU唤醒BMS，通过BMS启动高压电池放电连接到DCDC转换器，通过DCDC转换器为蓄电池充电。
7.根据权利要求6所述的补电方法，其特征在于：若蓄电池电压恢复到期望值，则VCU发命令给DCDC转换器，停止充电，同时VCU通过BMS切断高压放电回路继电器，VCU仍实时监控蓄电池电压。

说明书全文

一种电动汽车 蓄 电池补电系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电动汽车领域，特别涉及到一种电动汽车基于低功耗定时唤醒的蓄电池智能补电方法及装置。

背景技术

[0002] 由于世界石油资源的日益匮乏，以及汽车尾气的排放而造成的环境污染，新能源汽车成为各汽车厂家研究的重点。特别是随着动力电池的发展，电动汽车成为比较普遍的发展方向。而纯电动汽车具有运行成本低、零排放、噪音低、能充分利用波谷电等优点，可以满足用户上班代步、外出办事、休闲娱乐等出行基本需求，深受广大购车用户的青睐。但是纯电动汽车多采用单速比减速，通过电机的较高转速区间，实现车辆的静止、低速、高速行驶。

[0003] 电动汽车上使用了越来越多的电子设备，增大了整车用电负荷，同时在长时间不使用的情况下，容易导致蓄电池馈电。在深度馈电时，整车甚至无法整车启动。因此，要保证蓄电池不馈电，必须增加蓄电池容量，使其略大于整车用电功率消耗，或者降低整车电子设备的漏电流。然而，增加蓄电池容量必然增加成本，这个不容易被接受。电动汽车电子设备越来越多，降低整车漏电流也变得更加困难。需要寻找一种简单可靠，成本低的方法来预防蓄电池馈电。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是实现一种电动汽车基于低功耗定时唤醒的蓄电池智能补电系统和方法。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车蓄电池补电系统，电动汽车设有VCU、BMS、高压电池包和蓄电池，所述VCU通过CAN总线与BMS通信，所述BMS输出控制信号至高压电池包，所述VCU接收蓄电池电压信号，所述VCU通过CAN总线与DCDC转换器通信，所述高压电池包通过DCDC转换器为蓄电池充电。

[0006] 所述VCU由MCU供电，所述MCU设有低功耗定时唤醒电路。

[0007] 所述低功耗定时唤醒电路设有用于连接蓄电池正极的A点，用于连接车辆点火开关的B点，用于连接LDO的H点，所述LDO为MCU供电，所述B点经电阻R1连接三极管Q1基极，所述三极管Q1发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接C点，所述三极管Q1的基极与发射极之间通过电阻R2电连接，A点经电阻R3连接C点，A点连接场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2源极连接D点，所述D点经二极管D2与H点连接，所述场效应管Q2的栅极经电阻R4连接C点，所述A点经电阻R7连接三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极连接E点，所述E点经电阻R5和二极管D3连接D点，所述D点经电阻R6连接三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的集电极与场效应管Q4的栅极连接，所述场效应管Q4的源极连接三极管Q3的发射极，所述A点连接场效应管Q5的漏极，所述场效应管Q4的漏极经电阻R8连接场效应管Q5的漏极，所述场效应管Q5的栅极经电阻R9连接场效应管Q4的漏极，所述场效应管Q5的栅极经二极管D4连接场效应管Q5的漏极，所述场效应管Q5的源极连接H点。

[0008] 所述三极管Q1为PNP型三极管，所述场效应管Q2和场效应管Q5为场效应管增强型P-MOS，所述三极管Q3为NPN型三极管，所述场效应管Q3为场效应管增强型N-MOS.[0009] 所述二极管D1、二极管D3和二极管D4为隧道二极管。

[0010] 基于所述电动汽车蓄电池补电系统的补电方法，在整车钥匙开关断电后,VCU实时监控蓄电池电压,当监控到蓄电池电压低于设定值时，VCU唤醒BMS，通过BMS启动高压电池放电连接到DCDC转换器，通过DCDC转换器为蓄电池充电。

[0011] 若蓄电池电压恢复到期望值，则VCU发命令给DCDC转换器，停止充电，同时VCU通过BMS切断高压放电回路继电器，VCU仍实时监控蓄电池电压。

[0012] 本发明结构简单合理，运行稳定可靠，可以有效解决电动汽车长时间驻车导致蓄电池馈电的问题。附图说明

[0013] 下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

[0014] 图1为系统原理框图；

[0015] 图2为低功耗定时唤醒电路图。

具体实施方式

[0016] 如图1所示，电动汽车蓄电池补电系统包括车辆控制系统(VCU)、电池管理系统(BMS)、高压电池包、DCDC转换器、蓄电池及钥匙开关等。VCU监控蓄电池的电压，当蓄电池电压低于预设值时，通知BMS吸合高压继电器，给DCDC供电，同时通知DCDC开始工作，给蓄电池充电。当蓄电池电压达到预设电压值时，VCU通知DCDC停止工作，同时也通知BMS，切断高压继电器，断开高压电池包于DCDC的链接。

[0017] 工作原理如下：。在整车钥匙开关断电后，VCU处于低功耗模式运行，定时醒来监控蓄电池电压，当在某个时间点监控到蓄电池电压过低时，VCU进入正常工作模式，发送CAN信息唤醒BMS系统，并发命令给BMS启动高压电池放电连接到DCDC转换器，VCU同时也发CAN信息给DCDC，通知其进入工作模式，给蓄电池充电。若蓄电池电压恢复到期望值，则VCU发命令给DCDC，停止充电，同时发命令给BMS，切断高压放电回路继电器，VCU再次进入低功耗模式运行。

[0018] 此外，VCU由MCU供电，MCU设有低功耗定时唤醒电路。如图2所示，低功耗定时唤醒电路设有用于连接蓄电池正极的A点，用于连接车辆点火开关的B点，用于连接LDO的H点，LDO为MCU供电，B点经电阻R1连接三极管Q1基极，三极管Q1发射极接地，三极管Q1的集电极连接C点，三极管Q1的基极与发射极之间通过电阻R2电连接，A点经电阻R3连接C点，A点连接场效应管Q2的漏极，场效应管Q2源极连接D点，D点经二极管D2与H点连接，场效应管Q2的栅极经电阻R4连接C点，A点经电阻R7连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接E点。

[0019] E点经电阻R5和二极管D3连接D点，D点经电阻R6连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极与场效应管Q4的栅极连接，场效应管Q4的源极连接三极管Q3的发射极，A点连接场效应管Q5的漏极，场效应管Q4的漏极经电阻R8连接场效应管Q5的漏极，场效应管Q5的栅极经电阻R9连接场效应管Q4的漏极，场效应管Q5的栅极经二极管D4连接场效应管Q5的漏极，场效应管Q5的源极连接H点。

[0020] VCU的低功耗定时唤醒电路的工作原理如下：

[0021] A接蓄电池正极12V，B接点火开关；点火开关接通，B点电压12V，Q1导通，C点电压为零，A点与C点间有12V压差，Q2导通，D点电压12V，H点电压12V，同时Q3导通，F点电压为零，Q4截止，G点电压为12V，Q5截止，LDO正常工作，MCU正常工作，VCU处于正常工作模式；

[0022] 点火开关关闭，B点电压为零，Q1截止，C点电压12V，Q2截止，E点电压为零，Q3截止，F点电压12V，Q4导通，G点电压为零，Q5导通，H点电压为12V，LDO工作正常，MCU进入低功耗模式运行，软件运行计数计时，当达到预设时间时，MCU进入正常工作模式，采集蓄电池的电压，判定其是否低于预设值。当低于预设值时，则发命令给BMS和DCDC，使其工作为蓄电池充电；当高于预设值时，则再次进入低功耗休眠模式运行。等待下一次定时唤醒。

[0023] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

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