用于电动汽车的直流电压转换系统及其控制方法、介质与流程

本发明涉及新能源电动汽车电源管理技术，尤其涉及适用于新能源电动汽车的dc/dc电压转换器(直流电压转换器)，具体来说就是一种用于电动汽车的直流电压转换系统及其控制方法、介质。

背景技术：

能源和环保问题已经成为当今世界经济发展过程中最为突出的问题，也是影响我国可持续发展战略的最重要的因素之一。近年来，随着世界能源资源的日益减少和汽车尾气带来的环境污染问题突显，传统汽车的发展受到了限制，相反，新能源汽车的发展受到了越来越多地受到各国政府的重视。目前，发展新能源汽车受到各国的高度重视，同样，我国政府也大力扶持新能源汽车的发展。

通常情况下，纯电动新能源汽车包括高压电源系统和低压电源系统两个电源系统。其中，高压电源系统主要给车辆驱动系统提供能量，例如，给驱动电机和车内空调系统提供能量；低压电源系统是用来给整车低压负载(即车辆低压负载系统)提供电能，比如，灯光系统、影音系统等。为了给低压动力电池(即低压小电池)以及整车低压负载系统提供能量，新能源电动汽车会安装一个直流电压转换器(dc/dc电压转换器)，用来将高压电源装换成低压电源为低压小电池及车辆低压负载系统提供能量。

现有技术中，新能源电动汽车采用的dc/dc电压转换器只有一路电源输出，该电源输出与整车低压负载系统、低压小电池连接，当车辆点火开关打开后，dc/dc电压转换器才能工作，进而为整车低压负载系统提供能量及为低压小电池补充能量。在实现使用过程中，当车辆长时间放置后，低压小电池亏电后如何补充电能的问题。例如：当新能源电动汽车因为某些原因长时间放置，车辆低压负载系统需要低压小电池提供记忆电源，并且低压小电池还存在自放电的问题，这样一来，低压小电池在新能源电动汽车放置一段时间后就会亏电，如果长期不能为低压小电池补电，就会造成低压小电池永久性损坏。

另外，因为dc/dc电压转换器的输出功率较大(一般输出功率在1000瓦左右)，为了满足dc/dc电压转换器输出功率大、电流大、温升较高的需求，输出接口一般采用一个功率较大的接插件来满足使用需求。但是，dc/dc电压转换器输出接口采用一个功率较大的接插件来满足使用需求，接插件电流密度、体积及成本较高，工艺性较差，dc/dc电压转换器内部电路的温升就会很高，进而降低dc/dc电压转换器的使用寿命。

因此，本领域技术人员亟需研发一种适用于电动汽车的dc/dc电压转换系统，防止低压小电池长期亏电的同时，延长dc/dc电压转换器的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于电动汽车的直流电压转换系统及其控制方法、介质，解决了现有技术中低压小电池长时间放置后容易亏电而损毁的问题，也解决了现有dc/dc电压转换器成本高、使用寿命短的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供一种用于电动汽车的直流电压转换系统，包括：整车控制器；高压电源，用于给驱动负载提供电能；低压电源，与所述整车控制器连接，用于给整车低压负载提供电能；电压转换器，与所述整车控制器、所述高压电源和所述低压电源连接，用于在所述整车控制器的控制下实现所述高压电源为所述低压电源和/或所述整车低压负载提供电能。

本发明的具体实施方式还提供一种直流电压转换系统的控制方法，包括：采集电动汽车的点火开关状态信息和低压电源的当前电压；根据所述点火开关状态信息和所述当前电压控制电压转换器为所述低压电源和/或整车低压负载提供电能。

本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行直流电压转换系统的控制方法。

根据本发明的上述具体实施方式可知，用于电动汽车的直流电压转换系统及其控制方法、介质至少具有以下有益效果：在电动汽车的点火开关打开的状态下，整车控制器(vcu)控制dc/dc电压转换器根据负载功率需求输出电能，满足整车低压负载系统的功率需求，延长低压小电池(低压电源)的使用寿命；在电动汽车的点火开关关闭状态下，整车控制器检测到低压小电池需要补充电量时，整车控制器控制dc/dc电压转换器不使能输出以恒压限流方式为低压小电池补充电量；在电动汽车的点火开关开启状态下，整车控制器控制dc/dc电压转换器根据负载功率需求使能输出为整车低压负载提供电能，并为低压小电池补充电量；在点火开关开启的情况下，并且低压电源不亏电时，低压电源与电压转换器同时为整车低压负载供电。利用两个并联连接的输出接插件替代原来的大功率接插件，既降低工艺成本，又提高了dc/dc电压转换器的使用寿命。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例一的组成示意图。

图2为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例二的组成示意图。

图3为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例三的组成示意图。

图4为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例四的组成示意图。

图5为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的控制方法的实施例一的流程图。

图6为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的控制方法的实施例二的流程图。

附图标记说明：

1整车控制器2高压电源

3低压电源4电压转换器

5第一输出接插件6第二输出接插件

11数据采集单元12控制单元

13can接口lcan总线

m驱动负载

c使能控制线rl整车低压负载

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

图1为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例一的组成示意图，如图1所示，整车控制器控制高压电源给驱动负载供电，并控制低压电源给整车低压负载供电，还控制电压转换器将高压电源的高压电转换为低压电供给低压电源和/或整车低压负载。

该附图所示的具体实施方式中，用于电动汽车的直流电压转换系统包括整车控制器vcu1、高压电源2、低压电源3和电压转换器4。其中，高压电源2通过电压转换器4与所述整车控制器1连接，高压电源2用于给驱动负载m提供电能；低压电源3与所述整车控制器1连接，低压电源3用于给整车低压负载rl提供电能；电压转换器4与所述整车控制器1、所述高压电源2和所述低压电源3连接，电压转换器4用于在所述整车控制器1的控制下实现所述高压电源2为所述低压电源3和/或所述整车低压负载rl提供电能，具体包括：在电动汽车的点火开关关闭状态下，整车控制器1检测到低压小电池3需要补充电量时，整车控制器1控制dc/dc电压转换器4不使能输出以恒压限流方式为低压小电池3补充电量；在电动汽车的点火开关开启状态下，整车控制器1控制dc/dc电压转换器4根据负载功率需求使能输出为整车低压负载rl提供电能，并为低压小电池3补充电量；在点火开关开启的情况下，并且低压小电池3不亏电时，dc/dc电压转换器4根据负载功率需求使能输出与低压小电池3同时为整车低压负载rl供电。

本发明的实施例中，电压转换器4可以为dc/dc电压转换器，dc/dc电压转换器可以进行高低电压转换；低压电源3可以为低压小电池；驱动负载m包括驱动电机和车内空调等；整车低压负载rl包括灯光系统和音响系统等。

参见图1，电压转换器4在整车控制器1的控制下，将高压电源2的高压直流电转换为低压直流电供给低压电源3和/或所述整车低压负载rl，防止电动汽车由于长时间放置，由于低压小电池自放电及整车低压负载rl(车辆低压负载系统)需要记忆电源导致低压小电池长期亏电，造成低压小电池永久损坏的情况发生，对现有设备改动小，实现简单，用户体验度高。

图2为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例二的组成示意图，如图2所示，利用两个并联连接的输出接插件替代一个大功率接插件，接插件的电流密度低、体积小、成本低。

该附图所示的具体实施方式中，用于电动汽车的直流电压转换系统还包括第一输出接插件5和第二输出接插件6。其中，第一输出接插件5设置在所述电压转换器4和所述低压电源3之间；第二输出接插件6与所述第一输出接插件5并联连接，第二输出接插件6设置在所述电压转换器4和所述低压电源3之间。

参见图2，由于电压转换器4的输出功率较大(通常输出功率为1kw)，现有技术中利用一个大功率接插件连接在电压转换器4和低压电源3之间，由于大功率接插件的传送电流大、温升高，工艺要求高，成本高，而且容易损坏；用两个并联连接的输出接插件替代一个大功率接插件，接插件的电流密度降低、体积变小，所要求的工艺也降低，随之而来的是成本降低，而且不易损坏，使用寿命长。

图3为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例三的组成示意图，如图3所示，整车控制器的数据采集单元采集电动汽车的点火开关状态和低压电源的当前电压，整车控制器的控制单元根据点火开关状态和当前电压控制电压转换器为低压电源和/或整车低压负载提供电能。

该附图所示的具体实施方式中，所述整车控制器1包括数据采集单元11和控制单元12。其中，数据采集单元11与所述低压电源3连接，数据采集单元11用于采集电动汽车的点火开关状态信息、所述低压电源3的当前电压以及所述电压转换器4的温度；控制单元12与所述电压转换器4连接，控制单元12用于根据所述点火开关状态信息和所述当前电压控制所述电压转换器4为所述低压电源3和/或所述整车低压负载rl提供电能。本发明的实施例中，所述电压转换器4为dc/dc电压转换器；数据采集单元11为数字电压表；控制单元12为车载电脑；所述低压电源3为低压小电池。如果所述电压转换器的使能控制线c使能时，所述电压转换器根据负载功率需求输出电能，那么所述电压转换器的使能控制线c不使能时，所述电压转换器根据低压小电池的状态以恒压限流方式输出电能。当电动汽车在点火开关状态打开的情况下，整车控制器1通过使能控制线c向电压转换器4发出指令，使其根据负载功率需求输出电能(例如，使能控制线c不使能时，输出电流设置为35a±1a)，满足整车低压负载rl的功耗需求，减少低压小电池(低压电源)的放电电流，尽量使低压小电池不放电或者少放电，使电池电量处于满电状态，延长低压小电池的使用寿命；当电动汽车在点火开关状态关闭的情况下，当整车控制器1通过数据采集单元11检测到电动汽车低压小电池需要补充电量时，整车控控制器通过使能控制线c向电压转换器4发出指令，使其以恒压限流方式输出小电流为低压小电池补充电量(例如，使能控制线c不使能时，输出电压为13.5v～13.8v，输出电流为4a～6a)，避免低压小电池由于常期亏电而损坏，上述电压转换器4的输出电压及输出电流仅为参考数据，用户可以根据需要调整电压转换器4的输出电压及输出电流，本发明不以此为限。

参见图3，在电动汽车的点火开关打开时，整车控制器1控制电压转换器4根据负载功率需求输出电能，满足整车低压负载rl的功率需求，延长低压电源3的使用寿命；在电池汽车的点火开关关闭时，整车控制器1检测到低压电源3的电压低于阈值，需要补充电量时，整车控制器1控制电压转换器4以恒压限流方式为低压电源3补充电量，避免低压电源3由于长期亏电而损坏，延长低压电源3的使用寿命。

图4为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的实施例四的组成示意图，如图4所示，当电压转换器具有can总线功能时，可以为整车控制器配置can接口，通过can总线实现整车控制器与电压转换器之间的通信，代替使能控制线的功能，满足系统功能的需求。

该附图所示的具体实施方式中，所述整车控制器1还包括can接口13。其中，can接口13设置在所述控制单元12和所述电压转换器4之间，can接口13用于所述控制单元12通过can总线l控制所述电压转换器4。

参见图4，利用can总线l实现控制单元12与电压转换器4之间的通信，兼容现有电动汽车的通信方式，不需要对现有电动汽车的通信数据进行协议转换，实现简单、实现成本低。

图5为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的控制方法的实施例一的流程图，如图5所示，整车控制器根据电动汽车点火开关的状态及低压电源的当前电压，控制电压转换器将高压电源的高压电能转换为低压电能提供给低压电源和/或整车低压负载。

该附图所示的具体实施方式中，用于电动汽车的直流电压转换系统的控制方法包括：

步骤101：采集电动汽车的点火开关状态信息和低压电源的当前电压。本发明的实施例中，点火开关状态信息指示点火开关的状态具体是打开，还是关闭。

步骤102：根据所述点火开关状态信息和所述当前电压控制电压转换器为所述低压电源和/或整车低压负载提供电能。本发明的实施例中，点火开关状态信息指示点火开关的状态具体是打开时，电压转换器为低压电源和整车低压负载提供电能；点火开关状态信息指示点火开关的状态具体是关闭，并且低压电源的当前电压低于阈值(电压阈值)时，电压转换器为整车低压负载提供电能。

参见图5，根据电动汽车的点火开关所处的状态和低压电源的当前电压控制电压转换器为低压电源和/或整车低压负载提供电能，防止低压电源长期亏电而损毁。

图6为本发明具体实施方式提供的一种用于电动汽车的直流电压转换系统的控制方法的实施例二的流程图，如图6所示，根据点火开关状态信息和低压电源的当前电压控制电压转换器为低压电源和/或整车低压负载提供电能。

该附图所示的具体实施方式中，步骤102具体包括：

步骤1021：根据所述点火开关状态信息判断点火开关的开闭状态。本发明的实施例中，点火开关状态信息指示点火开关的开闭。

步骤1022：在所述点火开关状态信息指示点火开关打开时，控制所述电压转换器根据负载功率需求输出电能给所述低压电源和整车低压负载提供电能。本发明的实施例中，所述电压转换器根据负载功率需求输出电能时，所述电压转换器的使能控制线使能输出。如果电压转换器的使能控制线使能输出时，电压转换器根据负载功率需求输出电能，那么电压转换器的使能控制线不使能时，电压转换器以恒压限流方式输出电能。

步骤1023：在所述点火开关状态信息指示点火开关关闭时，进一步判断所述当前电压是否小于电压阈值。

步骤1024：在所述当前电压小于所述电压阈值时，控制所述电压转换器以恒压限流方式给所述低压电源提供电能。本发明的实施例中，所述电压转换器以恒压限流方式输出电能时，所述电压转换器的使能控制线不使能。

步骤1025：在所述当前电压等于所述电压阈值时，控制所述电压转换器停止为所述低压电源和所述整车低压负载提供电能；如当前电压小于所述电压阈值时，控制所述电压转换器继续为所述低压电源和所述整车低压负载提供电能。

步骤1026：在所述当前电压大于或等于所述电压阈值时，控制所述电压转换器停止为所述低压电源和所述整车低压负载提供电能。

参见图6，根据电动汽车的点火开关状态和低压电源的当前电压控制电压转换器为低压电源和/或整车低压负载提供电能，解决电动汽车因为某些原因长时间放置，低压电源(低压小电池)在放置一段时间后造成亏电损坏的问题。

本发明的具体实施例提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行直流电压转换系统的控制方法。方法包括以下步骤：

步骤101：采集电动汽车的点火开关状态信息和低压电源的当前电压。

步骤102：根据所述点火开关状态信息和所述当前电压控制电压转换器为所述低压电源和/或整车低压负载提供电能。

本发明的具体实施例还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行直流电压转换系统的控制方法。方法包括以下步骤：

步骤101：采集电动汽车的点火开关状态信息和低压电源的当前电压。

步骤1021：根据所述点火开关状态信息判断点火开关的开闭状态。

步骤1022：在所述点火开关状态信息指示点火开关打开时，控制所述电压转换器根据负载功率需求输出电能给所述低压电源和整车低压负载提供电能。

步骤1023：在所述点火开关状态信息指示点火开关关闭时，进一步判断所述当前电压是否小于电压阈值。

步骤1024：在所述当前电压小于所述电压阈值时，控制所述电压转换器以恒压限流方式给所述低压电源提供电能。

步骤1025：在所述当前电压大于或等于所述电压阈值时，控制所述电压转换器停止为所述低压电源和所述整车低压负载提供电能；如当前电压小于所述电压阈值时，控制所述电压转换器继续为所述低压电源和所述整车低压负载提供电能。

步骤1026：在所述当前电压大于或等于所述电压阈值时，控制所述电压转换器停止为所述低压电源和所述整车低压负载提供电能。

本发明具体实施例提供一种用于电动汽车的直流电压转换系统及其控制方法、介质，在电动汽车的点火开关打开的状态下，整车控制器(vcu)控制dc/dc电压转换器根据负载功率需求输出电能(可满功率输出)，给低压小电池补充电能的同时，满足整车低压负载的功率需求，延长低压小电池的使用寿命；在电池汽车的点火开关关闭状态下，整车控制器检测到低压小电池需要补充电量时，整车控制器控制dc/dc电压转换器以恒压限流方式为低压小电池补充电量；在电池汽车的点火开关开启状态下，整车控制器控制dc/dc电压转换器根据负载功率需求为整车低压负载提供电能，并为低压小电池补充电量，防止低压小电池由于长期亏电而损坏。利用两个并联连接的输出接插件替代原来的大功率接插件，既降低工艺成本，又提高了dc/dc电压转换器的使用寿命。

上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。