[發(fā)明專利]汽車電源管理系統(tǒng)及汽車電源管理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410036262.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN103762918B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石剛;胡留成;李武斌;韓超;張永剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): H02P9/00
• 分類號(hào): H02P9/00;B60R16/02
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,黃燦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車電源管理系統(tǒng)及及汽車電源管理方法。

背景技術(shù)

隨著消費(fèi)者對(duì)車輛安全、環(huán)保及智能化的要求日益提高，汽車廠商為滿足人們對(duì)車輛功能多樣性的需求，逐步在車輛上增加眾多電子電器配置功能，造成車載電器設(shè)備增多和耗電量增大，達(dá)到車輛電量動(dòng)態(tài)平衡難度加大。

傳統(tǒng)汽車發(fā)電機(jī)調(diào)壓器采集蓄電池電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的通斷來(lái)進(jìn)行輸出電壓高低的調(diào)節(jié)。由于車輛負(fù)載工況和蓄電池狀態(tài)復(fù)雜多變，但傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)調(diào)壓器是獨(dú)立控制系統(tǒng)，無(wú)法得到發(fā)電機(jī)外的車輛信息，且只能監(jiān)測(cè)蓄電池電壓，監(jiān)測(cè)值誤差大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確智能控制。持續(xù)高電壓輸出，造成了蓄電池狀態(tài)與發(fā)電機(jī)充電狀態(tài)不匹配，增加油耗的同時(shí)也損壞了蓄電池。當(dāng)車輛加速或爬坡時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高并拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，但如果此時(shí)蓄電池電量已滿，發(fā)動(dòng)機(jī)功率被消耗浪費(fèi)，增加整車油耗；當(dāng)車輛制動(dòng)或減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低并拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，但如果此時(shí)蓄電池電量已滿，此部分發(fā)動(dòng)機(jī)功率沒(méi)有得到充分利用，不能降低整車油耗；當(dāng)蓄電池長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)度充電狀態(tài)下會(huì)造成蓄電池使用壽命的降低。同時(shí)，當(dāng)蓄電池溫度升高時(shí)，外部發(fā)電機(jī)仍持續(xù)高電壓充電，會(huì)進(jìn)一步造成蓄電池的損壞。

降低油耗及排放以達(dá)到節(jié)能環(huán)保成為各主機(jī)廠的關(guān)注點(diǎn)，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命也能極大提升車輛的環(huán)保型。因此合理有效得控制發(fā)電機(jī)，保證發(fā)電機(jī)、蓄電池及整車負(fù)載間的動(dòng)態(tài)電量平衡是實(shí)現(xiàn)綠色汽車的重要解決措施。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種能保證發(fā)電機(jī)、蓄電池及整車負(fù)載間的動(dòng)態(tài)電量平衡的汽車電源管理系統(tǒng)及及汽車電源管理方法。

為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種汽車電源管理系統(tǒng)，包括：發(fā)電機(jī)智能調(diào)壓控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、蓄電池狀態(tài)獲取模塊及車輛工況信息獲取模塊；其中，

所述蓄電池狀態(tài)獲取模塊，用于獲取蓄電池當(dāng)前的荷電狀態(tài)；

所述車輛工況信息獲取模塊，用于獲取車輛工況信息；

所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，與所述蓄電池狀態(tài)獲取模塊和所述車輛工況信息獲取模塊連接，用于獲取發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況信息，并根據(jù)所述蓄電池當(dāng)前的荷電狀態(tài)、所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況信息以及所述車輛工況信息，計(jì)算發(fā)電機(jī)的目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值；

所述發(fā)電機(jī)智能調(diào)壓控制器，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)連接，用于根據(jù)所述目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值，向所述發(fā)電機(jī)輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述發(fā)電機(jī)輸出的電壓。

進(jìn)一步的，所述蓄電池狀態(tài)獲取模塊包括：

蓄電池檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)所述蓄電池的電壓、電流及溫度；

車身控制器，用于根據(jù)所述蓄電池的電壓、電流及溫度，并通過(guò)卡爾曼算法計(jì)算所述蓄電池當(dāng)前的荷電狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述發(fā)電機(jī)智能調(diào)壓控制器包括：微控制器、蓄電池電壓檢測(cè)模塊、相位電壓檢測(cè)模塊、高邊驅(qū)動(dòng)模塊及本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器；其中，

所述本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，用于與所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)通訊，接收所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)發(fā)送的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值；

所述蓄電池電壓檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述蓄電池的電壓；

所述相位電壓檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述發(fā)電機(jī)的相位電壓；

微控制器，與所述本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器連接，用于根據(jù)所述目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值、所述蓄電池的電壓以及所述發(fā)電機(jī)的相位電壓，輸出用于控制所述發(fā)電機(jī)的脈沖調(diào)制信號(hào)；

所述高邊驅(qū)動(dòng)模塊，與所述微控制器連接，用于使用高邊的場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)來(lái)控制所述發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈。

進(jìn)一步的，所述微控制器包括：

第一喚醒單元，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)到車輛的點(diǎn)火開關(guān)開啟或檢測(cè)到所述本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器接收到所述目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值信號(hào)時(shí)，從休眠狀態(tài)進(jìn)入到本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)喚醒狀態(tài)；

第一輸出單元，用于當(dāng)所述目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值大于所述蓄電池電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到的所述蓄電池的電壓時(shí)，進(jìn)入預(yù)調(diào)壓狀態(tài)，即輸出發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的默認(rèn)占空比的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；

第二輸出單元，用于判斷所述相位電壓檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的所述發(fā)電機(jī)的相位電壓是否大于所述發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的相位電壓值，如果是，進(jìn)入慢速調(diào)壓狀態(tài)，即輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比按照時(shí)間間隔逐步加大直至所述目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓值；否則，繼續(xù)處于所述預(yù)調(diào)壓狀態(tài)；

第三輸出單元，用于在進(jìn)入所述慢速調(diào)壓狀態(tài)后，判斷所述相位電壓檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的所述發(fā)電機(jī)的相位電壓是否始終未大于所述發(fā)電機(jī)的相位電壓波峰值的90%，如果是，進(jìn)入全調(diào)壓狀態(tài)，即輸出占空比為100%的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；否則，返回至所述慢速調(diào)壓狀態(tài)；