一种新能源汽车低压电源管理系统及管理方法

摘要

本发明公开了一种新能源汽车低压电源管理系统及管理方法，包括DCDC控制器、DCDC变换器、整车控制器、车身控制器、电池管理系统、整车低压负载、应急电源和继电器，DCDC控制器通过控制信号线与DCDC变换器连接，DCDC变换器通过高压线束与动力电池组连接，整车控制器通过控制信号线与继电器连接；DCDC控制器、整车控制器、车身控制器、电池管理系统、整车低压负载通过低压线并联，且作为整体与DCDC变换器通过低压线串联；应急电源、继电器通过低压线串联，且作为整体与整车控制器通过低压线并联；DCDC控制器、车身控制器通过低压线并联，且作为整体与应急电源通过低压线串联。采用本发明能提升整车在OFF档后的低压供电能力，提升新能源汽车的性价比。

权利要求

1.一种新能源汽车低压电源管理方法，采用的管理系统包括DCDC控制器（2）、DCDC变换器（3）、应急电源（4）、整车控制器（5）、车身控制器（6）、电池管理系统（7）、整车低压负载（8）和继电器（9），DCDC控制器（2）通过控制信号线与DCDC变换器（3）连接，DCDC变换器（3）通过高压线束与动力电池组（1）连接，DCDC控制器（2）、整车控制器（5）、车身控制器（6）、电池管理系统（7）通过通信线相互连接通信，整车控制器（5）通过控制信号线与继电器（9）连接；

DCDC控制器（2）、整车控制器（5）、车身控制器（6）、电池管理系统（7）、整车低压负载（8）通过低压线并联，且作为整体与DCDC变换器（3）通过低压线串联；应急电源（4）、继电器（9）通过低压线串联，且作为整体与整车控制器（5）通过低压线并联；DCDC控制器（2）、车身控制器（6）通过低压线并联，且作为整体与应急电源（4）通过低压线串联；

其特征在于，该方法包括：

第一步、整车控制器（5）判断DCDC变换器持续工作条件是否满足，如果是，则执行第二步，否则执行第三步；

第二步、经DCDC变换器（3）转换得到的低压电源持续给DCDC控制器（2）、整车控制器（5）、车身控制器（6） 、电池管理系统（7）、整车低压负载（8）供电，给应急电源（4）补电，然后返回执行第一步；

第三步、整车控制器（5）发送低压下电提示给车身控制器（6）、电池管理系统（7），发送低压下电指令给DCDC控制器（2），DCDC控制器（2）控制DCDC变换器（3）停止工作，DCDC控制器（2）、整车控制器（5）、车身控制器（6）、电池管理系统（7）、整车低压负载（8）低压下电，继电器（9）断开，然后执行第四步；

第四步、应急电源（4）给DCDC控制器（2）、车身控制器（6）应急供电，然后执行第五步；

第五步、DCDC控制器（2）判断是否收到车身控制器（6）发送的低压上电请求信号，如果是，则执行第六步，否则返回执行第四步；

第六步、DCDC控制器（2）判断是否能控制DCDC变换器（3）工作，如果是，则执行第七步，否则结束；

第七步、DCDC变换器（3）将动力电池组（1）的高压转换为低压电源，使整车控制器（5）、电池管理系统（7）、整车低压负载（8）低压上电，唤醒整车控制器（5）、电池管理系统（7），整车控制器（5）控制继电器（9）闭合，然后返回执行第一步。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车低压电源管理方法，其特征在于：所述应急电源（4）为12V锂电池。

3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车低压电源管理方法，其特征在于：如果动力电池组（1）的SOC值大于或等于SOC阈值，则表示满足DCDC变换器持续工作条件；如果动力电池组（1）的SOC值小于SOC阈值，但整车处于外接充电状态，则也表示满足DCDC变换器持续工作条件。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车低压电源管理方法，其特征在于：所述SOC阈值为

15%。

说明书

一种新能源汽车低压电源管理系统及管理方法

技术领域

[0001] 本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种新能源汽车低压电源管理系统及管理方法。

背景技术

[0002] 汽车的智能化、电动化、网联化和共享化要求汽车上需要更多的电子电器设备，要求整车在OFF档下能够满足汽车“四化”对不断增长的低压功耗需求。依靠铅酸蓄电池实现
整车启动和静置功能的低压电源架构已不能满足汽车“四化”的需求。而采用智能补电+铅
酸蓄电池的低压电源架构需不断激活高压，即通过铅酸蓄电池为整车低压负载提供休眠和
启动时所需电能，待高压上电成功后，DCDC变换器对高压进行转换并为整车低压负载供电，
当检测到铅酸蓄电池电量较低时，需控制整车高压系统上电并为铅酸蓄电池补电，其会导
致动力电池电量转换效率低，且整车电气成本也较高；另外，长时间静置车辆易致使铅酸蓄
电池亏电，导致整车无法启动，并且铅酸蓄电池也会给环境带来较大负担。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种新能源汽车低压电源管理系统及管理方法，以提升整车在OFF档后的低压供电能力，提升新能源汽车的性价比。

[0004] 本发明所述的新能源汽车低压电源管理系统，包括DCDC控制器、DCDC变换器（具备将高压电源转换为低压电源的功能）、整车控制器（即VCU）、车身控制器（即BCM）、电池管理
系统（即BMS）和整车低压负载，DCDC控制器通过控制信号线与DCDC变换器连接，DCDC变换器
通过高压线束与动力电池组连接，DCDC控制器、整车控制器、车身控制器、电池管理系统通
过通信线相互连接通信；所述管理系统还包括应急电源和继电器，整车控制器通过控制信
号线与继电器连接；DCDC控制器、整车控制器、车身控制器、电池管理系统、整车低压负载通
过低压线并联，且作为整体与DCDC变换器通过低压线串联；应急电源、继电器通过低压线串
联，且作为整体与整车控制器通过低压线并联（也相当于应急电源、继电器、DCDC变换器通
过低压线串联，形成应急电源补电回路），DCDC变换器与DCDC控制器、整车控制器、车身控制
器、电池管理系统、整车低压负载以及应急电源、继电器形成的回路作为低压电源正常供电
回路；DCDC控制器、车身控制器通过低压线并联，且作为整体与应急电源通过低压线串联，
应急电源与DCDC控制器、车身控制器形成的回路作为低压电源应急供电回路，应急电源为
DCDC控制器、车身控制器提供休眠及唤醒时所需电能。

[0005] 优选的，所述应急电源为12V锂电池。与铅酸蓄电池相比，其总能量小，能量密度高，所占体积小，重量轻，成本低。

[0006] 本发明所述的新能源汽车低压电源管理方法，采用上述新能源汽车低压电源管理系统，该方法包括：

[0007] 第一步、整车控制器判断DCDC变换器持续工作条件是否满足，如果是，则执行第二步，否则执行第三步。

[0008] 第二步、经DCDC变换器转换得到的低压电源持续给DCDC控制器、整车控制器、车身控制器、电池管理系统、整车低压负载供电，给应急电源补电，然后返回执行第一步。

[0009] 第三步、整车控制器发送低压下电提示给车身控制器、电池管理系统，发送低压下电指令给DCDC控制器，DCDC控制器控制DCDC变换器停止工作，DCDC控制器、整车控制器、车
身控制器、电池管理系统、整车低压负载低压下电，继电器断开，然后执行第四步。

[0010] 第四步、应急电源给DCDC控制器、车身控制器应急供电，然后执行第五步。

[0011] 第五步、DCDC控制器判断是否收到车身控制器发送的低压上电请求信号，如果是，则执行第六步，否则返回执行第四步。

[0012] 第六步、DCDC控制器判断是否能控制DCDC变换器工作，如果是，则执行第七步，否则结束。

[0013] 第七步、DCDC变换器将动力电池组的高压转换为低压电源，使整车控制器、电池管理系统、整车低压负载低压上电，唤醒整车控制器、电池管理系统，整车控制器控制继电器
闭合，然后返回执行第一步。

[0014] 上述方法中，如果动力电池组的SOC值大于或等于SOC阈值，则表示满足DCDC变换器持续工作条件；如果动力电池组的SOC值小于SOC阈值，但整车处于外接充电状态，则也表
示满足DCDC变换器持续工作条件。其中，所述SOC阈值优选为15%。

[0015] 本发明是利用DCDC变换器将动力电池组的高压转换为低压电源，给DCDC控制器、整车控制器、车身控制器、电池管理系统、整车低压负载供电，能够满足汽车“四化”对车辆
在OFF档后逐渐增加的低压电力需求；当动力电池电量低时，DCDC变换器停止转换，停止给
整车提供低压电能，由应急电源为DCDC控制器、车身控制器提供休眠和唤醒时所需电能，以
确保下次可以使DCDC变换器工作。本发明中无铅酸蓄电池，降低了新能源汽车电器零部件
成本；与铅酸蓄电池相比，应急电源体积更小，可节省前舱空间和整车重量，有利于降低整
车能耗和扩大前舱储物空间；性能和功能有所改善，无铅酸蓄电池亏电问题困扰用户，可满
足整车在电源OFF档后的逐渐增大的低压功耗需求，提升了用户体验，提升了新能源汽车的
性价比，有利于新能源汽车“四化”的推广。

附图说明

[0016] 图1为本实施例中新能源汽车低压电源管理系统的原理框图。

[0017] 图2为本实施例中新能源汽车低压电源管理方法流程图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明作详细说明。

[0019] 如图1所示的新能源汽车低压电源管理系统，包括DCDC控制器2、DCDC变换器3、应急电源4、继电器9（为常开继电器）、整车控制器（即VCU）5、车身控制器（即BCM）6、电池管理
系统（即BMS）7和整车低压负载8。应急电源4为安装在动力电池组的壳体中的12V锂电池，
DCDC控制器2通过控制信号线与DCDC变换器3连接，DCDC变换器3通过高压线束与动力电池
组1连接，DCDC控制器2、VCU 5、BCM 6、BMS 7通过通信线（比如CAN线）相互连接通信。VCU 5
通过控制信号线与继电器9连接；DCDC控制器2、VCU 5、BCM 6、BMS 7、整车低压负载8通过低
压线并联，且作为整体与DCDC变换器3通过低压线串联；应急电源4、继电器9通过低压线串
联，且作为整体与VCU 5通过低压线并联（也相当于应急电源4、继电器9、DCDC变换器3通过
低压线串联，形成应急电源补电回路），DCDC变换器3与DCDC控制器2、VCU 5、BCM 6、BMS 7、
整车低压负载8以及应急电源4、继电器9形成的回路作为低压电源正常供电回路；DCDC控制
器2、BCM 6通过低压线并联，且作为整体与应急电源4通过低压线串联，应急电源4与DCDC控
制器2、BCM 6形成的回路作为低压电源应急供电回路，应急电源为DCDC控制器2、BCM 6提供
休眠及唤醒时所需电能。

[0020] 如图2所示的新能源汽车低压电源管理方法，采用上述新能源汽车低压电源管理系统，该方法包括：

[0021] 第一步、VCU 5判断DCDC变换器3持续工作条件是否满足，如果是，则执行第二步，否则执行第三步；其中，如果动力电池组1的SOC值（由BMS 7获取并发送给VCU 5）大于或等
于SOC阈值（比如15%），则表示DCDC变换器3持续工作条件满足；如果动力电池组1的SOC值小
于SOC阈值（比如15%），但整车处于外接充电状态，则也表示DCDC变换器3持续工作条件满
足。

[0022] 第二步、经DCDC变换器3转换得到的低压电源持续给DCDC控制器2、VCU 5、BCM 6、BMS 7、整车低压负载8供电，给应急电源4补电（此时继电器9在VCU 5的控制下处于闭合状
态），然后返回执行第一步。

[0023] 第三步、VCU 5发送低压下电提示给BCM 6、BMS 7，发送低压下电指令给DCDC控制器2，DCDC控制器2控制DCDC变换器3停止工作，DCDC控制器2、VCU 5、BCM 6、BMS 7、整车低压
负载8低压下电，继电器9断开，然后执行第四步。

[0024] 第四步、应急电源4给DCDC控制器2、BCM 6应急供电，然后执行第五步。

[0025] 第五步、DCDC控制器2判断是否收到BCM 6发送的低压上电请求信号（若驾驶员按下了启动键，则会唤醒BCM 6，BCM 6会发送低压上电请求信号给DCDC控制器2），如果是，则
执行第六步，否则返回执行第四步。

[0026] 第六步、DCDC控制器2判断是否能控制DCDC变换器3工作，如果是，则执行第七步，否则（比如动力电池组已经完全没有剩余电量了）结束。

[0027] 第七步、DCDC变换器3将动力电池组1的高压转换为低压电源，使VCU 5、BMS 7、整车低压负载8低压上电，BCM 6唤醒VCU 5、VCU 5唤醒BMS 7，VCU 5控制继电器9闭合，然后返
回执行第一步。