一種用于新能源商用車的低壓蓄電池補(bǔ)電方式

中圖分類號(hào)：U463.633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639（2025）07-0023-03

ALow-voltage BatteryReplenishment Method forHeavy-duty Commercial Vehicl

Luo Xudong，Zhao Leilei （Proton Automotive Technology Co.，Ltd.，Xi'an ，China）

【Abstract】With thecontinuous development of the \"new four modernizations\"of automobiles，thepower consumption demandoflow-voltageelectrical appliances invehicles is increasing，which posesahuge challnge to the overall vehicledesign.Thisarticleprovidesanewapproach totheuse，maintenance，andupkeepoflow-voltage baeries throughintellgentcharging，automation，andhumanization，inorder tobetter meettheelectricitynedsof inteligent vehicles and reduce production and maintenance costs.

【Key words】 commercial vehicles；battery recharging；intelligence；networking

0 引言

隨著汽車“新四化”的不斷發(fā)展，車輛的智能化設(shè)備不斷增加，在不斷滿足駕駛員日益增長的舒適化需求的同時(shí)，也對(duì)車輛的整車電平衡性能及生產(chǎn)成本帶來了巨大挑戰(zhàn)。對(duì)降低蓄電池容量的同時(shí)滿足整車功耗的需求表現(xiàn)較為突出的首先是乘用車市場。在各方整車制造商不斷對(duì)功能進(jìn)行比拼較量的背后，是各個(gè)整車制造商對(duì)技術(shù)提升、用戶體驗(yàn)優(yōu)化及成本管控之間的平衡。逐漸地，商用車對(duì)舒適性的需求也隨著科技的不斷發(fā)展日益迫切了起來，商用車不再是單一的掙錢工具，也演變成了現(xiàn)在的“家”的體驗(yàn)，駕駛員也更愿意將目光放在舒適性更好的商用車品牌上，因此各大商用車生產(chǎn)廠商也在不斷增加各種新穎的功能，用于提升成員艙的舒適性能及科技性能。但由此帶來的低壓用電系統(tǒng)的巨大用電需求對(duì)低壓蓄電池提出了嚴(yán)苛的需求，而以往單純地通過增大蓄電池容量的方法很難滿足這一需求，這就要求商用車電氣工程師投入更多的精力去解決這類的問題。

文章通過介紹一種應(yīng)用在新能源商用車上的蓄電池補(bǔ)電方法，包括功能相關(guān)架構(gòu)、應(yīng)用邏輯以及需要的注意事項(xiàng)，為商用車低壓電源系統(tǒng)的優(yōu)化提供思路。

1整體技術(shù)方案

在本系統(tǒng)中主要包含的智能部件有：智能車載終端、云端服務(wù)器、手機(jī)APP交互平臺(tái)以及整車控制器等。將智能車載終端、云端服務(wù)器和手機(jī)端APP結(jié)合起來，智能車載終端監(jiān)控蓄電池的電壓或SOC值進(jìn)行邏輯判斷。當(dāng)觸發(fā)設(shè)定的閾值后及時(shí)將相關(guān)信息上傳至云端并由云端傳遞給手機(jī)APP端進(jìn)行預(yù)警提示，讓用戶可以提前知道蓄電池狀態(tài)及時(shí)介人，同時(shí)也支持用戶主動(dòng)查詢蓄電池SOC狀態(tài)，方便用戶時(shí)刻關(guān)注車輛最新狀態(tài)。在滿足用戶自定義的同時(shí)，本系統(tǒng)也支持車輛進(jìn)行自主邏輯的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測與維護(hù)，時(shí)刻保證蓄電池的健康，提升蓄電池的使用壽命，并且也為整車生產(chǎn)廠家技術(shù)優(yōu)化提供了便利。整體思路邏輯如圖1所示。

整體的技術(shù)方案可細(xì)分為以下3種方式： ① 基于車載終端與云端服務(wù)器和手機(jī)APP的蓄電池監(jiān)控與提示方式； ② 用戶自定義的蓄電池補(bǔ)電方式； ③ 車輛自主的蓄電池監(jiān)測及補(bǔ)電方式。

1.1基于車載終端與云端服務(wù)器和手機(jī)APP的蓄電池監(jiān)控與提示方式

車載終端監(jiān)控蓄電池容量是通過內(nèi)置的定時(shí)喚醒程序，定時(shí)喚醒并監(jiān)控蓄電池狀態(tài)（其定時(shí)喚醒方式不同于只進(jìn)行單一固定時(shí)間的喚醒方案，而是通過上一次喚醒與本次喚醒之后采集電壓的差值與休眠時(shí)間的關(guān)系）。同時(shí)結(jié)合本次喚醒后采集電壓與補(bǔ)電閾值之間的相近程度，預(yù)估下一次喚醒的時(shí)間周期，并通過計(jì)算得出下一次喚醒周期后，云端服務(wù)器記錄此次計(jì)算結(jié)果并開始進(jìn)行計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)結(jié)束后下發(fā)喚醒指令喚醒車輛得到最新的蓄電池電壓參數(shù)，計(jì)算得到新的喚醒周期并替換原有周期，其計(jì)算方式為：

（|V_*-V_⊥|）÷（T_x-T_x）=（V_x-V_[x]）÷T_[x]yz

式中：V—電壓，V； T- —時(shí)間，s； V_? 一本次檢測電壓； V_E ——上一次檢測電壓； V_☉ —設(shè)定的電壓閾值； 兩次喚醒之間的時(shí)間差值。

當(dāng)車載終端喚醒后，通過檢測其自身的供電電壓或接收到總線發(fā)送的蓄電池SOC值不滿足設(shè)定的閾值時(shí)，終端不執(zhí)行相關(guān)邏輯，整車保持休眠模式，并等待下一個(gè)喚醒周期。檢測蓄電池電壓或SOC值滿足設(shè)定的閾值時(shí)，終端將整車信息上傳至云端，提示用戶車輛狀態(tài)的異常，警示用戶注意車輛狀態(tài)。邏輯關(guān)系圖如圖2所示。

其優(yōu)勢在于降低整車功耗和使用成本，提升用戶體驗(yàn)的舒適性。當(dāng)車輛處于非休眠狀態(tài)時(shí)，車輛終端適度增加上傳信息頻率并監(jiān)視蓄電池電壓或SOC值是否觸發(fā)相關(guān)上傳功能閾值。這樣可以使車輛信息上傳數(shù)據(jù)減小并且能夠滿足對(duì)蓄電池容量的監(jiān)控需求。

1.2用戶自定義的蓄電池補(bǔ)電方式

為了滿足用戶的個(gè)性化需求，比如，駕駛員希望在車輛停車后繼續(xù)使用車輛的收音機(jī)、音響等服務(wù)，但又不希望儀表等不相關(guān)電器件點(diǎn)亮，以降低整車的電能消耗，避免蓄電池虧電，可采用用戶自定義的蓄電池補(bǔ)電方式，通過在手機(jī)APP端進(jìn)行設(shè)定，一鍵進(jìn)入睡眠娛樂模式。通過該模式，車輛僅將需要的相關(guān)部件的低壓供電通道打開，使非必要用電器休眠，確保整車功耗降到最低，并通過該模式，使整車的高壓DC/DC工作，對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)能，從而滿足乘客的個(gè)性化需求。

用戶在手機(jī)APP端觸發(fā)睡眠娛樂模式后，手機(jī)APP向云端服務(wù)器發(fā)出啟動(dòng)睡眠娛樂模式請(qǐng)求，云端服務(wù)器將請(qǐng)求發(fā)送至整車車載終端，車載終端記錄并進(jìn)入睡眠娛樂模式，僅開啟駕駛艙部分用電器供電，并且時(shí)刻監(jiān)控蓄電池電壓、SOC滿足設(shè)定閥值，直至該模式退出。如果此時(shí)成員艙開啟了相關(guān)功能，則終端等待蓄電池電壓、SOC到達(dá)設(shè)定閾值后，使整車高壓DC/DC工作給蓄電池充電，并將該狀態(tài)保持至該模式退出。如果乘員艙開啟該模式后，但一直未開啟相關(guān)功能，則該模式自動(dòng)保持一定時(shí)間后自動(dòng)退出。具體的功能邏輯如圖3所示。

1.3車輛自主的蓄電池監(jiān)測及補(bǔ)電方式

車輛滿足了用戶的自定義需求，也應(yīng)該具有自動(dòng)保護(hù)的策略，保障車輛蓄電池良好的健康狀態(tài)，不會(huì)因深度放電造成對(duì)蓄電池的損壞。

車輛自動(dòng)補(bǔ)電功能的具體方法為：當(dāng)車輛喚醒后，蓄電池電壓或SOC觸發(fā)閥值下限，車載終端自動(dòng)喚醒并喚醒整車，整車開始準(zhǔn)備進(jìn)行上高壓操作并進(jìn)行相關(guān)信息的顯示，提醒相關(guān)人員避免誤解與風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)邏輯如下：當(dāng)終端檢測到蓄電池電壓低于 V_⊥ 或者SOC低于設(shè)定值時(shí)，終端自動(dòng)喚醒車輛并將車輛狀態(tài)信息及蓄電池電量信息上傳，同時(shí)智能補(bǔ)電功能啟動(dòng)；此時(shí)，車輛自主進(jìn)行上高壓流程，VCU檢測是否有動(dòng)力電池故障、DC/DC故障、高壓繼電器粘連故障等；當(dāng)完成所有相關(guān)部件的狀態(tài)檢測后，如滿足啟動(dòng)條件，此時(shí)整車VCU開始進(jìn)行上高壓流程，閉合高壓繼電器并使能DC/DC，完成上高壓后反饋智能補(bǔ)電功能啟動(dòng)完成，并進(jìn)入功能啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)。

如發(fā)生以下3種情況： ① 使能下發(fā)后，VCU在1min 內(nèi)一直未執(zhí)行上高壓流程； ② 在狀態(tài)檢測中VCU發(fā)現(xiàn)車輛存在故障導(dǎo)致不滿足上高壓條件； ③ 車輛高壓上電失敗等，VCU停止上高壓流程并反饋智能補(bǔ)電功能啟動(dòng)失敗。終端將相關(guān)信息上傳至平臺(tái)，由平臺(tái)推送相關(guān)信息提示給用戶，提醒用戶功能啟動(dòng)失敗并且蓄電池電量已經(jīng)過低。

當(dāng)車輛成功進(jìn)入智能補(bǔ)電功能開啟倒計(jì)時(shí)后，車輛進(jìn)入補(bǔ)電模式，在此期間，如發(fā)生以下情況，則退出補(bǔ)電模式并上傳相關(guān)狀態(tài)及提示用戶車輛狀態(tài)。

1）在補(bǔ)電啟動(dòng)的過程中，用戶通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程手動(dòng)點(diǎn)擊了智能補(bǔ)電關(guān)閉功能，此時(shí)車輛開始執(zhí)行功能關(guān)閉退出智能補(bǔ)電，高壓下電并進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠前車輛反饋智能補(bǔ)電功能中途退出信息給用戶。

2）在補(bǔ)電啟動(dòng)的過程中，車輛滿足退出條件，如車輛鑰匙電源擋位為ON擋、車輛有遠(yuǎn)程控制動(dòng)車的需求、車輛觸發(fā)相關(guān)故障等，此時(shí)車輛退出智能補(bǔ)電功能，整車高壓下電并進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠前車輛反饋智能補(bǔ)電終止信息給用戶。

3）智能補(bǔ)電功能啟動(dòng)時(shí)間結(jié)束，該輪次智能補(bǔ)電功能結(jié)束，車輛退出智能補(bǔ)電下高壓并進(jìn)入休眠狀態(tài)，進(jìn)入休眠前車輛反饋智能補(bǔ)電功能完成信息給用戶。整體流程邏輯如圖4所示。

2 結(jié)束語

通過將車輛、云端、用戶緊密連接起來，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛狀態(tài)的可視化監(jiān)測，并能夠?qū)崟r(shí)地向用戶提醒車輛的異常狀態(tài)，可以更好地服務(wù)于用戶對(duì)車輛的使用需求。想要結(jié)合乘用車帶給用戶的舒適性體驗(yàn)，將該思路引入到商用車領(lǐng)域，融入商用車功能豐富的特點(diǎn)，可以滿足更多的特色化體驗(yàn)功能，供用戶體驗(yàn)而不用為車輛狀態(tài)擔(dān)憂。

隨著智能化、網(wǎng)聯(lián)化的深入，智能商用車的思路將會(huì)有更大的發(fā)展空間，在此是想要通過將智能、網(wǎng)聯(lián)的思路引入設(shè)計(jì)，使整車低壓電源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理，更好地服務(wù)于用戶。

參考文獻(xiàn)

[1]唐香蕉，王國棟，單新平，等.一種車輛遠(yuǎn)程一鍵補(bǔ)電的控制方法及控制系統(tǒng)：中國，CN112793559B[P].2022-

11-15.[2]鄧立軍，喬旗紅，郭永斌，等.車輛蓄電池補(bǔ)電方法、系統(tǒng)、車輛及存儲(chǔ)介質(zhì)：中國，CN202211316625.X[P].2023-02-28.

（編輯楊凱麟）