汽车起动过程中的供电管理方法和汽车供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及汽车电子技术，特别涉及一种汽车起动过程中的供电管理方法和实现该方法的汽车供电系统。按照本发明一个实施例的汽车供电系统包括：发电机；蓄电池；DC-DC变换器，所述蓄电池经该DC-DC变换器与汽车电器设备连接；控制所述发电机和所述DC-DC变换器运行的控制器，其中，所述控制器按照下列方式控制汽车起动过程：调整所述DC-DC变换器的占空比，以将所述汽车电器设备的工作电压的下降程度控制在预设水平上，其中，该预设水平取决于所述蓄电池向汽车起动机提供的起动电流、汽车电器设备的当前工作电流和所述蓄电池的荷电状态。
【专利说明】汽车起动过程中的供电管理方法和汽车供电系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车电子技术，特别涉及一种汽车起动过程中的供电管理方法和实现 该方法的汽车供电系统。
【背景技术】
[0002] 汽车供电系统主要由储能装置(例如蓄电池或超级电容器)、能量转换装置(例如 将机械能转换为电能的发电机）和控制器组成。控制器是整个系统的核心，它负责根据用 电负荷、蓄电池状态和发电机状态等工况确定和实施合适的电能管理策略。起动机利用蓄 电池的能量启动汽车发动机，使发动机在所需的工作状态下运转，发动机运转时将带动发 电机发电，并向汽车的电器设备(例如汽车空调、照明灯、车载音响、车载测距雷达和导航仪 等）供电和/或向蓄电池充电。
[0003] 为了提高能源利用效率，起停控制在汽车中得到越来越多的应用。在一个典型的 起停控制过程中，当刹车踏板被按下时，如果检测到下列条件同时被满足，则关闭发动机， 并且在刹车踏板被松开后自动启动发动机：1)发动机空转并且没有挂挡；2)车轮转速传感 器显示为零；以及3)电池传感器显示蓄电池有足够的电能进行下次启动。但是需要指出的 是，汽车的频繁起停有可能导致汽车电器设备的损坏，因为在汽车起动时常导致电器设备 的工作电压急剧下降。此外，过低的电压降将使电器设备停机或错误运行，这对于车载测距 雷达之类的关键设备来说是无法接受的。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是提供一种汽车供电系统，其可以有效降低汽车起动过程对汽 车电器设备的冲击。
[0005] 本发明的上述目的通过下列技术方案实现：
[0006] -种汽车供电系统，包括：
[0007] 发电机；
[0008] 蓄电池；
[0009] DC-DC变换器，所述蓄电池经该DC-DC变换器与汽车电器设备连接；
[0010] 控制所述发电机和所述DC-DC变换器运行的控制器，
[0011] 其中，所述控制器按照下列方式控制汽车起动过程：调整所述DC-DC变换器的占 空比，以将所述汽车电器设备的工作电压的下降程度控制在预设水平上，其中，该预设水平 取决于所述蓄电池向汽车起动机提供的起动电流、汽车电器设备的当前工作电流和所述蓄 电池的荷电状态。
[0012] 优选地，在上述汽车供电系统中，所述预设水平以所述汽车电器设备的工作电压 的下降百分比表示，其根据下式确定：
[0013]
【权利要求】
1. 一种汽车供电系统，包括： 发电机； 蓄电池； DC-DC变换器，所述蓄电池经该DC-DC变换器与汽车电器设备连接； 控制所述发电机和所述DC-DC变换器运行的控制器， 其特征在于，所述控制器按照下列方式控制汽车起动过程：调整所述DC-DC变换器的 占空比，以将所述汽车电器设备的工作电压的下降程度控制在预设水平上。
2. 如权利要求1所述的汽车供电系统，其中，所述预设水平取决于所述蓄电池向汽车 起动机提供的起动电流、汽车电器设备的当前工作电流和所述蓄电池的荷电状态。
3. 如权利要求2所述的汽车供电系统，其中，所述预设水平以所述汽车电器设备的工 作电压的下降百分比表示，其根据下式确定：
这里S为所述汽车电器设备的工作电压的下降百分比，SOC为所述蓄电池的荷电状 态，Is和Iw分别为所述起动电流和当前工作电流，α和β为实验确定的大于零的常数。
4. 如权利要求2所述的汽车供电系统，其中，所述预设水平以所述汽车电器设备的工 作电压的下降百分比表示，其根据下列方式确定： 如果所述蓄电池的荷电状态小于第一阈值，则所述下降百分比为100% ; 如果所述蓄电池的荷电状态大于或等于第一阈倌并目.小于第二阈值，则所述下降百分 比δ为：
这里Is和Iw分别为所述起动电流和当前工作电流，Y为实验确定的大于零的常数； 如果所述蓄电池的荷电状态大于或等于第二阈值，则所述下降百分比为〇%。
5. 如权利要求4所述的汽车供电系统，其中，所述所述第一和第二阈值分别为60%和 95%。
6. 如权利要求1所述的汽车供电系统，其中，所述发电机、蓄电池、DC-DC变换器和控制 器通过总线方式通信。
7. -种在汽车供电系统中实现汽车起动过程中供电管理的方法，所述汽车供电系统包 括发电机、蓄电池、DC-DC变换器和控制所述发电机和所述DC-DC变换器运行的控制器，其 特征在于，所述蓄电池经所述DC-DC变换器与汽车电器设备连接，所述方法包括下列步骤： 响应于汽车起动，所述控制器确定所述汽车电器设备的工作电压的下降程度的预设水 平； 所述控制器根据所述预设水平调整DC-DC变换器的占空比，以将所述汽车电器设备的 工作电压的下降程度控制在预设水平上。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，所述预设水平取决于汽车起动机的起动电流、汽车 电器设备的当前工作电流和所述蓄电池的荷电状态。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，所述预设水平以所述汽车电器设备的工作电压的 下降百分比表示，其根据下式确定：
这里S为所述汽车电器设备的工作电压的下降百分比，SOC为所述蓄电池的荷电状 态，Is和Iw分别为所述起动电流和当前工作电流，α和β为实验确定的大于零的常数。
10. 如权利要求8所述的方法，其中，所述预设水平以所述汽车电器设备的工作电压的 下降百分比表示，其根据下列方式确定： 如果所述蓄电池的荷电状态小于第一阈值，则所述下降百分比为100% ; 如果所述蓄电池的荷电状态大于或等于笫一阈值并且小于笫二阈值，则所述下降百分 比δ为：
这里Is和Iw分别为所述起动电流和当前工作电流，Y为实验确定的大于零的常数； 如果所述蓄电池的荷电状态大于或等于第二阈值，则所述下降百分比为0%。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，所述第一和第二阈值分别为60%和95%。
12. 如权利要求8所述的方法，其中，所述控制器按照下列方式确定所述蓄电池的荷电 状态： 输入所述蓄电池的工作电压、工作电流和工作温度； 计算所述工作电压在所述蓄电池的标准工作电流下的工作电压修正值； 利用各自的隶属函数确定所述工作电压修正值和所述工作温度的模糊值； 利用模糊推理规则，根据所述工作电压修正值和所述工作温度的模糊值确定所述蓄电 池的荷电状态的模糊值；以及 利用反模糊算法，根据所述蓄电池的荷电状态的模糊值计算所述蓄电池的荷电状态。
13. 如权利要求12所述的方法，其中，按照下式计算所述工作电压在所述蓄电池的标 准工作电流下的工作电压修正值Im: Uliffl = U^(I-I0)XA (I) 其中，U1为所述工作电流I下的所述工作电压，U1^为所述工作电压U1的修正值，I为 所述工作电流，Itl为所述标准工作电流，λ (I)为随所述工作电流变化的数值。
14. 如权利要求13所述的方法，其中，所述标准工作电流为下列中的一种： 所述蓄电池的各种工作状况下的工作电流的算术平均值； 所述蓄电池的各种工作状态下的工作电流按照其对应的工作状态出现概率的加权平 均值； 所述蓄电池的工作电流在一段时间内的平均值。
15. 如权利要求13所述的方法，其中，所述λ (I)通过蓄电池在相同温度下不同工作 电流的放电曲线获得。
【文档编号】B60L11/18GK104512266SQ201310456577
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】邓恒, 施骞, 王笑益, 张崇生, 郝飞 申请人:上海汽车集团股份有限公司