Welcome-球速体育一种电动汽车低压电池自动补电系统及方法pdf

　　本发明公开了一种电动汽车低压电池自动补电系统及方法，包括动力电池模块、直流电源转换模块、低压蓄电模块、整车控制模块、Tbox模块，方法包括步骤一，充电判断；步骤二，车辆情况判断；步骤三，开始充电；步骤四，实时监测；步骤五，充电完成；本发明相较于现有的低压电池自动补电系统，设计的整车控制模块、Tbox模块可以自动为低压电池进行补电，无需切断低压电池的放电回路，且确保了电池不会亏电、过放或过充；本发明设计的外部电源模块、输入切换模块提供了多种供电方式，避免单一途径造成动力电池寿命下降；本发明通过允许

　　(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116749765 A (43)申请公布日 2023.09.15 (21)申请号 8.6 (22)申请日 2023.06.25 (71)申请人 地上铁租车 （深圳）有限公司 地址 518000 广东省深圳市前海深港合作 区南山街道临海大道59号海运中心主 塔楼619 (72)发明人 张海莹李文普申小朋 (74)专利代理机构 深圳鹏粤专利代理事务所 (普通合伙) 44934 专利代理师 王爱华 (51)Int.Cl. B60L 1/00 (2006.01) B60L 3/00 (2019.01) 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 (54)发明名称 一种电动汽车低压电池自动补电系统及方 法 (57)摘要 本发明公开了一种电动汽车低压电池自动 补电系统及方法，包括动力电池模块、直流电源 转换模块、低压蓄电模块、整车控制模块、Tbox模 块，方法包括步骤一，充电判断 ；步骤二，车辆情 况判断；步骤三，开始充电 ；步骤四，实时监测；步 骤五，充电完成；本发明相较于现有的低压电池 自动补电系统，设计的整车控制模块、Tbox模块 可以自动为低压电池进行补电 ，无需切断低压电 池的放电回路，且确保了电池不会亏电、过放或 过充；本发明设计的外部电源模块、输入切换模 块提供了多种供电方式，避免单一途径造成动力 A 电池寿命下降；本发明通过允许用户自行操作的 5 方式 ，使低压电池的补电不限于电压的硬性需 6 7 9 求，能够灵活的进行补电操作。 4 7 6 1 1 N C CN 116749765 A 权利要求书 1/2页 1.一种电动汽车低压电池自动补电系统，包括动力电池模块(1)，其特征在于：所述动 力电池模块(1)的一侧连接有直流电源转换模块(2)，直流电源转换模块(2)的一侧连接有 低压蓄电模块(3)，动力电池模块(1)的一侧连接有整车控制模块(4)，且整车控制模块(4) 连接于直流电源转换模块(2)的一侧，整车控制模块(4)的一侧连接有Tbox模块(5)，且Tbox 模块(5)连接于低压蓄电模块(3)的一侧。 2.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池自动补电系统，其特征在于：所述动力 电池模块(1)的内部设置有绝缘监测单元(11)，且绝缘监测单元(11)与整车控制模块(4)数 据连接。 3.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池自动补电系统，其特征在于：所述动力 电池模块(1)的一侧连接有输入切换模块(8)，输入切换模块(8)的一侧连接有外部电源模 块(7)，且外部电源模块(7)连接于直流电源转换模块(2)的一侧。 4.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池自动补电系统，其特征在于：所述整车 控制模块(4)包括充电判断单元(41)、回执报文单元(42)、第一控制单元(43)和第二控制单 元(44)。 5.根据权利要求4所述的一种电动汽车低压电池自动补电系统，其特征在于：所述充电 判断单元(41)包括车门信号子单元(411)、门锁信号子单元(412)和电池信号子单元(413)。 6.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池自动补电系统，其特征在于：所述Tbox 模块(5)包括定时唤醒单元(51)、第一电压检测单元(52)、第二电压检测单元(53)、请求报 文单元(54)、反馈单元(55)、故障检测单元(56)。 7.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池自动补电系统，其特征在于：所述Tbox 模块(5)的一侧连接有休眠模块(6)，且休眠模块(6)连接于整车控制模块(4)的一侧。 8.一种电动汽车低压电池自动补电方法，包括步骤一，充电判断；步骤二，车辆情况判 断；步骤三，开始充电；步骤四，实时监测；步骤五，充电完成；其特征在于： 其中上述步骤一中，当车辆处于下电状态停放时，由Tbox模块(5)定实自唤醒并检测低 压蓄电模块(3)的电压值，当电压值低于预设值时，判定需要充电； 其中上述步骤二中，Tbox模块(5)发送充电请求至整车控制模块(4)，整车控制模块(4) 开始判断车辆状态是否可以进行充电，然后向Tbox模块(5)进行反馈； 其中上述步骤三中，整车控制模块(4)控制动力电池模块(1)上高压电，经过直流电源 转换模块(2)的转换向低压蓄电模块(3)供电； 其中上述步骤四中，充电过程中由整车控制模块(4)持续判断车辆状态是否可以进行 充电，如果允许，则继续充电，不允许则关闭直流电源转换模块(2)并控制动力电池模块(1) 下高压； 其中上述步骤五中，Tbox模块(5)监测低压蓄电模块(3)的电压，并持续进行计时，直至 达到预设充电电压或预设充电时间，停止向整车控制模块(4)发送充电请求，并将充电状态 反馈至平台。 9.根据权利要求8所述的一种电动汽车低压电池自动补电方法，其特征在于：所述步骤 一中，用户可以根据平台观察到低压电池的电压，且能够在其电压高于预设值时手动选择 是否进行补电。 10.根据权利要求8所述的一种电动汽车低压电池自动补电方法，其特征在于：所述步 2 2 CN 116749765 A 权利要求书 2/2页 骤三中，当车辆处于充电状态时，可由外部电源模块(7)通过直流电源转换模块(2)向低压 蓄电模块(3)进行供电。 3 3 CN 116749765 A 说明书 1/4页 一种电动汽车低压电池自动补电系统及方法 技术领域 [0001] 本发明涉及低压电池补电技术领域，具体为一种电动汽车低压电池自动补电系统 及方法。 背景技术 [0002] 新能源电动汽车的低压电池随着老化衰减、容量减少，经常出现电池亏电的情况， 导致车辆无法启动，需要人工去给低压电池搭电，这给维保增加了大量的人力和时间成本， 同时当低压电池亏电时，如果是铅酸电池则会造成电池极板硫化，从而导致其容量衰减、寿 命缩短的问题，造成车辆运维成本增加，目前预防低压电池亏电主要采用机械式结构，通过 在低压电池放电主回路上增加一个手动开关，当用户长时间不使用车辆时，手动断开此开 关，切断低压电池的放电回路，保证低压电池不会亏电，但是此技术方案由机械结构实现， 需人工操作，不能够实现自动化，且切断放电回路后，整车所有控制模块及智能设备均断 电，无法实时监控车辆状态，当出现车辆被盗、被碰撞等事故时，无法发出警报，存在一定的 资产安全隐患；现有的低压电池自动补电系统还有部分采用动力电池补电的方式，但这种 方式长时间使用容易造成动力电池的寿命下降，违背了降低车辆运维成本的目的；现有的 低压电池自动补电方法，在低压电池电压不足却没有达到预设值的情况下无法进行补电， 对于电压值的硬性要求，导致其无法灵活适应用户需求。 发明内容 [0003] 本发明的目的在于提供一种电动汽车低压电池自动补电系统及方法，以解决上述 背景技术中提出的问题。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车低压电池自动补电系 统，包括动力电池模块、绝缘监测单元、直流电源转换模块、低压蓄电模块、整车控制模块、 充电判断单元、车门信号子单元、门锁信号子单元、电池信号子单元、回执报文单元、第一控 制单元、第二控制单元、Tbox模块、定时唤醒单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元、 请求报文单元、反馈单元、故障检测单元、休眠模块、外部电源模块和输入切换模块，所述动 力电池模块的一侧连接有直流电源转换模块，直流电源转换模块的一侧连接有低压蓄电模 块，动力电池模块的一侧连接有整车控制模块，且整车控制模块连接于直流电源转换模块 的一侧，整车控制模块的一侧连接有Tbox模块，且Tbox模块连接于低压蓄电模块的一侧。 [0005] 优选的，所述动力电池模块的内部设置有绝缘监测单元，且绝缘监测单元与整车 控制模块数据连接。 [0006] 优选的，所述动力电池模块的一侧连接有输入切换模块，输入切换模块的一侧连 接有外部电源模块，且外部电源模块连接于直流电源转换模块的一侧。 [0007] 优选的，所述整车控制模块包括充电判断单元、回执报文单元、第一控制单元和第 二控制单元。 [0008] 优选的，所述充电判断单元包括车门信号子单元、门锁信号子单元和电池信号子 4 4 CN 116749765 A 说明书 2/4页 单元。 [0009] 优选的，所述Tbox模块包括定时唤醒单元、第一电压检测单元、第二电压检测单 元、请求报文单元、反馈单元、故障检测单元。 [0010] 优选的，所述Tbox模块的一侧连接有休眠模块，且休眠模块连接于整车控制模块 的一侧。 [0011] 一种电动汽车低压电池自动补电方法，包括步骤一，充电判断；步骤二，车辆情况 判断；步骤三，开始充电；步骤四，实时监测；步骤五，充电完成； [0012] 其中上述步骤一中，当车辆处于下电状态停放时，由Tbox模块定实自唤醒并检测 低压蓄电模块的电压值，当电压值低于预设值时，判定需要充电； [0013] 其中上述步骤二中，Tbox模块发送充电请求至整车控制模块，整车控制模块开始 判断车辆状态是否可以进行充电，然后向Tbox模块进行反馈； [0014] 其中上述步骤三中，整车控制模块控制动力电池模块上高压电，经过直流电源转 换模块的转换向低压蓄电模块供电； [0015] 其中上述步骤四中，充电过程中由整车控制模块持续判断车辆状态是否可以进行 充电，如果允许，则继续充电，不允许则关闭直流电源转换模块并控制动力电池模块下高 压； [0016] 其中上述步骤五中，Tbox模块监测低压蓄电模块的电压，并持续进行计时，直至达 到预设充电电压或预设充电时间，停止向整车控制模块发送充电请求，并将充电状态反馈 至平台。 [0017] 优选的，所述步骤一中，用户可以根据平台观察到低压电池的电压，且能够在其电 压高于预设值时手动选择是否进行补电。 [0018] 优选的，所述步骤三中，当车辆处于充电状态时，可由外部电源模块通过直流电源 转换模块向低压蓄电模块进行供电。 [0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有的低压电池自动补电 系统，设计的整车控制模块、Tbox模块可以自动为低压电池进行补电，无需切断低压电池的 放电回路，且确保了电池不会亏电、过放或过充；本发明设计的外部电源模块、输入切换模 块提供了多种供电方式，避免单一途径造成动力电池寿命下降；本发明通过允许用户自行 操作的方式，使低压电池的补电不限于电压的硬性需求，能够灵活的进行补电操作。 附图说明 [0020] 图1为本发明的模块框架图； [0021] 图2为本发明的系统流程图； [0022] 图3为本发明的方法流程图； [0023] 图中：1、动力电池模块；11、绝缘监测单元；2、直流电源转换模块；3、低压蓄电模 块；4、整车控制模块；41、充电判断单元；411、车门信号子单元；412、门锁信号子单元；413、 电池信号子单元；42、回执报文单元；43、第一控制单元；44、第二控制单元；5、Tbox模块；51、 定时唤醒单元；52、第一电压检测单元；53、第二电压检测单元；54、请求报文单元；55、反馈 单元；56、故障检测单元；6、休眠模块；7、外部电源模块；8、输入切换模块。 5 5 CN 116749765 A 说明书 3/4页 具体实施方式 [0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0025] 请参阅图1‑2，本发明提供的一种实施例：一种电动汽车低压电池自动补电系统， 包括动力电池模块1、绝缘监测单元11、直流电源转换模块2、低压蓄电模块3、整车控制模块 4、充电判断单元41、车门信号子单元411、门锁信号子单元412、电池信号子单元413、回执报 文单元42、第一控制单元43、第二控制单元44、Tbox模块5、定时唤醒单元51、第一电压检测 单元52、第二电压检测单元53、请求报文单元54、反馈单元55、故障检测单元56、休眠模块6、 外部电源模块7和输入切换模块8，动力电池模块1的一侧连接有直流电源转换模块2，直流 电源转换模块2的一侧连接有低压蓄电模块3，动力电池模块1的一侧连接有整车控制模块 4，且整车控制模块4连接于直流电源转换模块2的一侧，整车控制模块4的一侧连接有Tbox 模块5，且Tbox模块5连接于低压蓄电模块3的一侧；动力电池模块1的内部设置有绝缘监测 单元11，且绝缘监测单元11与整车控制模块4数据连接；动力电池模块1的一侧连接有输入 切换模块8，输入切换模块8的一侧连接有外部电源模块7，且外部电源模块7连接于直流电 源转换模块2的一侧；整车控制模块4包括充电判断单元41、回执报文单元42、第一控制单元 43和第二控制单元44；充电判断单元41包括车门信号子单元411、门锁信号子单元412和电 池信号子单元413；Tbox模块5包括定时唤醒单元51、第一电压检测单元52、第二电压检测单 元53、请求报文单元54、反馈单元55、故障检测单元56；Tbox模块5的一侧连接有休眠模块6， 且休眠模块6连接于整车控制模块4的一侧。 [0026] 请参阅图3，本发明提供的一种实施例：一种电动汽车低压电池自动补电方法，包 括步骤一，充电判断；步骤二，车辆情况判断；步骤三，开始充电；步骤四，实时监测；步骤五， 充电完成； [0027] 其中上述步骤一中，当车辆处于下电状态停放时，由Tbox模块5定实自唤醒并检测 低压蓄电模块3的电压值，当电压值低于预设值时，判定需要充电，用户可以根据平台观察 到低压电池的电压，且能够在其电压高于预设值时手动选择是否进行补电； [0028] 其中上述步骤二中，Tbox模块5发送充电请求至整车控制模块4，整车控制模块4开 始判断车辆状态是否可以进行充电，然后向Tbox模块5进行反馈； [0029] 其中上述步骤三中，整车控制模块4控制动力电池模块1上高压电，经过直流电源 转换模块2的转换向低压蓄电模块3供电，当车辆处于充电状态时，可由外部电源模块7通过 直流电源转换模块2向低压蓄电模块3进行供电； [0030] 其中上述步骤四中，充电过程中由整车控制模块4持续判断车辆状态是否可以进 行充电，如果允许，则继续充电，不允许则关闭直流电源转换模块2并控制动力电池模块1下 高压； [0031] 其中上述步骤五中，Tbox模块5监测低压蓄电模块3的电压，并持续进行计时，直至 达到预设充电电压或预设充电时间，停止向整车控制模块4发送充电请求，并将充电状态反 馈至平台。 [0032] 基于上述，使用本发明时首先由定时唤醒单元51唤醒Tbox模块5，并通过第一电压 6 6 CN 116749765 A 说明书 4/4页 检测单元52检测低压蓄电模块3的电压值，当其低于需要充电的预设值V1时，请求报文单元 54发送充电请求至整车控制模块4中，充电判断单元41开始判断车辆情况，车门信号子单元 411、门锁信号子单元412分别判断车门、车锁状态，电池信号子单元413检测动力电池模块1 的电量、单体电压、总电压、温度等条件是否达到放电阈值，同时绝缘监测单元11将绝缘电 阻状态送至充电判断单元41，上述条件皆合格后回执报文单元42发回允许充电报文，并由 第一控制单元43、第二控制单元44控制动力电池模块1、直流电源转换模块2开始工作，充电 过程中第二电压检测单元53实时监测低压蓄电模块3的电压值并进行计时，当低压蓄电模 块3的电压值达到预设的电压V2或者充电时间达到预设时间T1时，请求报文单元54停止发 送充电请求，并通过反馈单元55将充电状态反馈至平台，休眠模块6控制整车控制模块4、 Tbox模块5休眠，在自动充电开始时故障检测单元56记录当前电压V3，并在回执报文单元42 发回允许充电报文十秒后，持续检测电压值V4，当V3‑V4≥1V时，判定直流电源转换模块2故 障，并由反馈单元55将故障反馈至平台，停止充电，当外部电源模块7连接外部电源时，由输 入切换模块8切换输入电源，同时充电判断单元41检测到动力电池模块1状态不良时也可通 过外部电源模块7进行补电。 [0033] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 7 7 CN 116749765 A 说明书附图 1/3页 图1 8 8 CN 116749765 A 说明书附图 2/3页 图2 9 9 CN 116749765 A 说明书附图 3/3页 图3 10 10

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