燃油车辆及其的电池的自动充电控制方法及自动充电系统的制作方法

燃油车辆及其的电池的自动充电控制方法及自动充电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种燃油车辆的电池的自动充电控制方法，包括如下步骤：在所述燃油车辆停车后检测所述电池的荷电状态SOC；在所述荷电状态SOC小于第一阈值时检测所述燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态；和在所述档位状态为空挡且所述驻车制动器状态为制动状态时控制所述燃油车辆的发动机起动，以驱动所述燃油车辆的发电机进行发电对所述电池进行充电。该方法能够在燃油车辆停车时对其电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。同时本发明还提出了一种燃油车辆的电池的自动充电系统和一种具有该自动充电系统的燃油车辆。
【专利说明】燃油车辆及其的电池的自动充电控制方法及自动充电系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆【技术领域】，特别涉及一种空挡范围内燃油车辆的电池的自动充电控制方法、燃油车辆的电池的自动充电系统以及具有该自动充电系统的燃油车辆。

【背景技术】
[0002]随着整车电子化设备不断丰富，从而导致整车静态功耗也在不断增加。在人们车辆日常使用中经常出现长时间停车后出现起动电池由于用电设备消耗，无法满足提供起动发动机必需的能量，为人们长时间停车后无法使用车辆带来很多不必要的麻烦。
[0003]为解决该问题，目前各大汽车制造商普遍采用加大电池容量或减少车辆静态功耗的开源节流方式解决，但加大电池容量与减少车辆静态功耗随之而来的问题是使得整车成本增加；也有部分制造商提出通过发动机智能给电池充电解决该问题，但该系统主要应用在混合动力车辆上，并不能很好地解决传统燃油车辆上出现上述的问题。


【发明内容】

[0004]本发明的目的旨在至少解决上述的技术问题之一。
[0005]为此，本发明的第一个目的在于提出一种在空挡范围内燃油车辆的电池的自动充电控制方法，能够在燃油车辆停车时对其电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。
[0006]本发明的第二个目的提出了一种燃油车辆的电池的自动充电系统。
[0007]本发明的第三个目的在于还提出了一种包括上述自动充电系统的燃油车辆。
[0008]为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种燃油车辆的电池的自动充电控制方法，包括如下步骤:
[0009]在所述燃油车辆停车后检测所述电池的荷电状态SOC ；
[0010]在所述荷电状态SOC小于第一阈值时检测所述燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态；和
[0011]在所述档位状态为空挡且所述驻车制动器状态为制动状态时控制所述燃油车辆的发动机起动，以驱动所述燃油车辆的发电机进行发电对所述电池进行充电。
[0012]根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，能够在燃油车辆停车时对其电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足(尤其是长时间停车后)导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。并且，该方法步骤简单，保证车辆安全可靠。
[0013]为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种燃油车辆的电池的自动充电系统，包括:电池；电池管理器，所述电池管理器与所述电池相连，用于在所述燃油车辆停车后检测所述电池的荷电状态SOC ;检测单元，用于在所述荷电状态SOC小于第一阈值时检测所述燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态；发动机和发电机，所述发动机通过皮带与所述发电机相连，所述发电机与所述电池相连；控制单元，所述控制单元分别与所述检测单元、所述电池管理器和所述发动机相连，用于在所述荷电状态SOC小于所述第一阈值、所述燃油车辆的档位状态为空挡且所述驻车制动器状态为制动状态时控制所述发动机起动，以驱动所述发电机进行发电对所述电池进行充电。
[0014]根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电系统，能够实现在燃油车辆停车时通过发电机对电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足(尤其是长时间停车后)导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。并且，该系统还能够保证车辆安全可靠，结构简单成本低，易实现产业化。
[0015]此外，本发明还进一步提出了一种燃油车辆，包括上述的燃油车辆的电池的自动充电系统。
[0016]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1为根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电控制方法的流程图；
[0019]图2为根据本发明一个具体实施例的燃油车辆的电池的自动充电控制方法的流程图；
[0020]图3为根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电系统的方框示意图；以及
[0021]图4为根据本发明一个具体实施例的燃油车辆的电池的自动充电系统的电路原理示意图。

【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0023]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此夕卜，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0024]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0025]参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0026]下面先参照附图来描述根据本发明实施例提出的燃油车辆的电池的自动充电控制方法。
[0027]图1为根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电控制方法的流程图。如图1所示，该燃油车辆的电池的自动充电控制方法包括如下步骤:
[0028]SI，在燃油车辆停车后检测电池的荷电状态SOC (State Of Charge)。
[0029]在本发明的一个优选实施例中，所述燃油车辆停车为熄火驻车。可以理解的是，在本发明的其他一些实施例中，所述燃油车辆停车是指空挡停车，此时发动机并未熄火。例如，对于自动挡车辆来说，熄火驻车是在发动机停止后的停车，即车辆的档位处于P档；而空挡停车是在发动机并未停止时的停车，即车辆的档位处于N档。下面将以燃油车辆为熄火驻车时进行描述。
[0030]S2，在荷电状态SOC小于第一阈值时检测燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态。
[0031]具体地，在本发明的一个示例中，档位传感器检测车辆的档位状态，驻车状态检测器检测驻车制动器状态，例如手刹拉起信号传感器检测手刹状态。
[0032]S3，在档位状态为空挡且驻车制动器状态为制动状态时控制燃油车辆的发动机起动，以驱动燃油车辆的发电机进行发电对电池进行充电。
[0033]进一步地，在本发明的一个实施例中，上述燃油车辆的电池的自动充电控制方法还包括以下步骤:
[0034]S10，在检测到荷电状态SOC小于第一阈值后，向所述燃油车辆的控制单元发送充电请求信号。
[0035]也就是说，燃油车辆中的电池管理器在检测到荷电状态SOC小于第一阈值后，通过CAN网络与所述燃油车辆的控制单元通信以向所述燃油车辆的控制单元发送充电请求信号。即言，当电池的电量进入预先设定的临界范围时，电池管理器向整车CAN网络发出充电请求信号。
[0036]S20，所述控制单元在接收到所述充电请求信号后，控制所述发电机进行故障自检，且所述发电机在自检无故障时向所述控制单元发送发电允许信号。
[0037]也就是说，控制单元控制发电机检测自身故障状态，若无故障发电机则向CAN网络发送发电允许信号。
[0038]S30，所述控制单元接收到所述发电允许信号后，控制所述发动机起动以驱动所述燃油车辆的发电机进行发电。
[0039]具体地说，控制单元可以包括整车控制器、发电机控制器和发动机控制器等。其中，发动机控制器通过CAN网络接收到电池管理器发送的充电请求信号、档位传感器发送的空挡信号和手刹拉起信号传感器发送的手刹拉起信号时，控制发动机点火起动，从而发动机带动发电机转动进行发电，最后发电机对电池进行充电。
[0040]在本发明的一个实施例中，上述的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，还包括:在所述电池的荷电状态SOC大于等于第二阈值时，控制所述发动机熄火，所述发电机停止对所述电池充电，其中所述第二阈值大于所述第一阈值。即言，通过电池管理器检测当前的电池充电状态，并判断当前的电池荷电状态SOC大于等于预设的电池充电截止荷电状态SOC即第二阈值时，向CAN网络发送充电截止请求。发动机控制器通过CAN网络接收到电池管理器所发送的充电截止请求信息时，停止喷油，控制发动机熄火。
[0041]其中，第一阈值可以为25%?35%，第二阈值可以为40%?75%。
[0042]在本发明的实施例中，所述电池可以为铁电池。例如，由于采用铁电池技术，发电机对铁电池充电荷电状态SOC限制可以为75%，相对目前混合动力车型(充电限制为40%)要高，可以减少发动机频繁起动发电工况。
[0043]在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，在所述燃油车辆熄火驻车后，上述燃油车辆的电池的自动充电控制方法包括以下步骤:
[0044]S201, BMS (Battery Management System,电池管理器)检测电池的荷电状态 SOC是否小于第一阈值例如25%。如果是，则进入下一步骤S202 ;如果否，则执行步骤S208。
[0045]S202，档位传感器检测车辆的变速箱是否处于空挡。如果是，则进入下一步骤S203 ;如果否，则执行步骤S208。
[0046]S203，手刹拉起信号传感器检测手刹状态是否为拉起状态。如果是，则进入下一步骤S204 ;如果否，则执行步骤S208。
[0047]S204,发动机控制器控制发动机点火起动。
[0048]S205，发动机通过皮带驱动发电机转动进行发电，发电机向铁电池充电。
[0049]S206, BMS检测当前电池的荷电状态SOC是否大于等于第二阈值例如75%。如果是，则进入下一步骤S207 ;如果否，则返回步骤S205，继续充电。
[0050]S207,发动机控制器控制发动机熄火停转。
[0051]S208，发动机静止。
[0052]根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，能够在燃油车辆停车时对其电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足(尤其是长时间停车后)导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。并且，该方法步骤简单，保证车辆安全可靠。
[0053]下面参照附图描述根据本发明实施例提出的燃油车辆的电池的自动充电系统。
[0054]图3为根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电系统的方框示意图。如图3所示，该燃油车辆的电池的自动充电系统包括电池101、电池管理器102、检测单元103、发动机104、发电机105和控制单元106。
[0055]其中，电池管理器102与电池101相连，用于在所述燃油车辆停车后检测电池101的荷电状态S0C。检测单元103用于在所述荷电状态SOC小于第一阈值时检测所述燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态。发动机104通过皮带100与发电机105相连，发电机105与电池101相连。并且，控制单元106分别与检测单元103、电池管理器102和发动机104相连，用于在所述荷电状态SOC小于所述第一阈值、所述燃油车辆的档位状态为空挡且所述驻车制动器状态为制动状态时控制发动机104起动，以驱动发电机105进行发电对电池101进行充电。
[0056]在本发明的一个优选实施例中，所述燃油车辆停车为熄火驻车。可以理解的是，在本发明的其他一些实施例中，所述燃油车辆停车是指空挡停车，此时发动机并未熄火。例如，对于自动挡车辆来说，熄火驻车是在发动机停止后的停车，即车辆的档位处于P档；而空挡停车是在发动机并未停止时的停车，即车辆的档位处于N档。下面将以燃油车辆为熄火驻车时进行描述。
[0057]在本发明的一个实施例中，控制单元106进一步构造为用于在电池管理器102检测到电池101的荷电状态SOC小于所述第一阈值后，接收电池管理器102发送的充电请求信号，并在控制单元106接收到所述充电请求信号后，控制发电机105进行故障自检，且在接收到发电机105发送的发电允许信号后控制发动机104起动以驱动发电机105进行发电。
[0058]并且，控制单元106进一步构造为用于在所述荷电状态SOC大于等于第二阈值时控制发动机104熄火，控制发电机105停止对电池101充电，其中所述第二阈值大于所述第一阈值。具体地，所述第一阈值可以为25%?35%，所述第二阈值可以为40%?75%。
[0059]在本发明的实施例中，电池101可以为铁电池。例如，由于采用铁电池技术，发电机105对铁电池充电荷电状态SOC限制可以为75%，相对目前混合动力车型(充电限制为40%)要高，可以减少发动机104频繁起动发电工况。
[0060]并且，发动机104驱动发电机105工作是通过皮带100传递，相对现有传统发动机结构无更改，因此降低了成本，更易实现产业化。
[0061]进一步地，在本发明的一个具体实施例中，如图4所示，控制单元106包括发动机控制器11和发电机控制器12，发电机105通过发电机控制器12与电池101相连，发动机控制器11与检测单元103和电池管理器102通过CAN网络13通信。
[0062]并且，检测单元103包括档位状态检测器例如档位传感器14和驻车状态检测器例如手刹拉起信号传感器15，档位状态检测器和驻车状态检测器与控制单元106之间通过CAN网络13通信。而控制单元106与电池管理器102之间通过CAN网络13通信。
[0063]通过手刹拉起信号传感器15替代混合动力车型操作电动液压制动系统，能够保证车辆安全，并使得该自动充电系统结构简单、成本低。
[0064]根据本发明实施例的燃油车辆的电池的自动充电系统，能够实现在燃油车辆停车时通过发电机对电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足(尤其是长时间停车后)导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。并且，该系统还能够保证车辆安全可靠，结构简单成本低，易实现产业化。
[0065]此外，本发明的实施例还进一步提出了一种燃油车辆，包括上述的燃油车辆的电池的自动充电系统。
[0066]该燃油车辆采用上述的燃油车辆的电池的自动充电系统，能够实现在燃油车辆停车时通过其发电机对电池进行自动充电，解决了由于电池电量不足(尤其是长时间停车后)导致车辆发动机无法起动的问题，给人们的生活带来了方便。
[0067]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属【技术领域】的技术人员所理解。
[0068]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0069]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0070]本【技术领域】的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0071 ] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0072]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0073]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0074]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种燃油车辆的电池的自动充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 在所述燃油车辆停车后检测所述电池的荷电状态SOC ； 在所述荷电状态SOC小于第一阈值时检测所述燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态；和 在所述档位状态为空挡且所述驻车制动器状态为制动状态时控制所述燃油车辆的发动机起动，以驱动所述燃油车辆的发电机进行发电对所述电池进行充电。
2.如权利要求1所述的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，其特征在于，还包括: 在检测到所述荷电状态SOC小于所述第一阈值后，向所述燃油车辆的控制单元发送充电请求信号； 所述控制单元在接收到所述充电请求信号后，控制所述发电机进行故障自检，且所述发电机在自检无故障时向所述控制单元发送发电允许信号；和 所述控制单元接收到所述发电允许信号后，控制所述发动机起动以驱动所述发电机进行发电。
3.如权利要求1所述的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，其特征在于，还包括: 在所述电池的荷电状态SOC大于等于第二阈值时，控制所述发动机熄火，所述发电机 停止对所述电池充电，其中所述第二阈值大于所述第一阈值。
4.如权利要求3所述的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，其特征在于，所述第一阈值为25%~35%，所述第二阈值为40%~75%。
5.如权利要求1所述的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，其特征在于，所述燃油车辆停车为熄火驻车。
6.如权利要求1-5任一项所述的燃油车辆的电池的自动充电控制方法，其特征在于，所述电池为铁电池。
7.一种燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，包括: 电池； 电池管理器，所述电池管理器与所述电池相连，用于在所述燃油车辆停车后检测所述电池的荷电状态SOC ； 检测单元，用于在所述荷电状态SOC小于第一阈值时检测所述燃油车辆的档位状态和驻车制动器状态； 发动机和发电机，所述发动机通过皮带与所述发电机相连，所述发电机与所述电池相连； 控制单元，所述控制单元分别与所述检测单元、所述电池管理器和所述发动机相连，用于在所述荷电状态SOC小于所述第一阈值、所述燃油车辆的档位状态为空挡且所述驻车制动器状态为制动状态时控制所述发动机起动，以驱动所述发电机进行发电对所述电池进行充电。
8.如权利要求7所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述检测单元包括档位状态检测器和驻车状态检测器，所述档位状态检测器和驻车状态检测器与所述控制单元之间通过CAN网络通信。
9.如权利要求8所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述控制单元与所述电池管理器之间通过CAN网络通信。
10.如权利要求7所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述控制单元进一步构造为用于在所述电池管理器检测到所述电池的荷电状态SOC小于所述第一阈值后，接收所述电池管理器发送的充电请求信号，在所述控制单元接收到所述充电请求信号后，控制所述发电机进行故障自检，且在接收到所述发电机发送的发电允许信号后控制所述发动机起动以驱动所述发电机进行发电。
11.如权利要求7所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述控制单元进一步构造为用于在所述荷电状态SOC大于等于第二阈值时控制所述发动机熄火，控制所述发电机停止对所述电池充电，其中所述第二阈值大于所述第一阈值。
12.如权利要求7所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述电池为铁电池。
13.如权利要求7所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述控制单元包括发动机控制器和发电机控制器，所述发电机通过所述发电机控制器与所述电池相连，所述发动机控制器与所述检测单元和所述电池管理器通过CAN网络通信。
14.如权利要求7所述的燃油车辆的电池的自动充电系统，其特征在于，所述燃油车辆停车为熄火驻车。
15.一种燃油车辆，其特征在于，包括如权利要求7-14中任一项所述的燃油车辆的电池的自动充电系统。
【文档编号】B60L11/18GK104071019SQ201310105213
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】李松, 黄仁福, 任林 申请人:比亚迪股份有限公司