一种电动汽车自动启停系统的制作方法

1.本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车自动启停系统。


背景技术：

2.提高电动汽车续航里程，缓解用户的里程焦虑，是当前电动汽车行业最重要的课题之一。当前，动力电池成本昂贵，约占电动汽车整车成本的一半，堆积电池容量以提高续航里程会给生产厂家和消费者带来较为沉重的成本负担。因此，优化整车能耗，提高电池管理水平，成为当前电动车领域研究的热门方向。
3.目前，nedc测试场景与家用电动车的实际应用场景存在一定差距，如实际行驶过程中家用电动车会常常遇到等待红灯或堵车等短暂停车的场景在nedc中所占比例就比较低。发明人认识到，现有技术通常只针对nedc场景进行优化，在短暂停车特别是挂d档停车过程中电动汽车往往维持高压上电，使igbt和dc-dc保持工作状态，dc-dc持续为低压电池充电，产生了很高的静态功耗，影响了车辆的续航能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电动汽车自动启停系统，以降低短暂停车工况下的静态能耗，提高车辆续航能力，使其更加节能环保。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供一种电动汽车自动启停系统，包括整车控制器、动力电机及控制器(mcu)总成、智能电池传感器(ibs)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、低压电池及直流-直流变换器(dc-dc)，其特征在于，在特定工况下，mcu卸载扭矩，关闭igbt和dc-dc，车辆进入自动启停的停止状态。所述特定工况包括车辆处于d档静止且所述ibs检测到所述低压电池状态正常的状态。所述ibs检测所述低压电池的剩余电量(soc)和电池健康状态(soh)，并通过lin通讯发送给整车网关；所述soc和soh存在预设阈值，当所述soc和soh的检测值均高于所述预设阈值时，所述ibs检测到所述低压电池状态正常。mcu卸载扭矩并关闭igbt和dc-dc能够降低车辆的静态能耗，提高续航里程。当所述soc或soh其中任一的检测值低于于所述预设阈值时，在所述特定工况下所述整车控制器会维持dc-dc使能，持续为低压电池充电。在电池电量低或状态不佳时维持对低压电池的供电有助于确保车辆低压系统的安全。
6.在一个或多个实施例中，所述所述自动启停系统还还包括用于检测环境温度的温度传感器，所述预设阈值为与环境温度相关的一组预设数值或函数，环境温度与所述soc的预设阈值负相关，与所述soh的预设阈值正相关。这能够使得车辆的电池管理针对不同环境温度进行优化，能够更好的适应极端高温或低温工况，改善能耗的同时提高动力系统的可靠性。
7.在一个或多个实施例中，所述低压电池为12v低压电池。12v电池为当前较为通用的车载低压供电系统。
8.在一个或多个实施例中，所述整车控制器与所述dc-dc、所述mcu通过can总线连接
车辆的整车控制器。
9.在一个或多个实施例中，所述整车控制器判定车辆进入所述特定工况存在一个判定时间，在所述判定时间内加速踏板没有踩下，所述整车控制器判断车辆进入所述特定工况。
10.在一个或多个实施例中，所述判定时间为1至15秒。
11.在一个或多个实施例中，所述判定时间能够由驾驶者人工设置。驾驶者能够根据个人喜好或实际使用场景对判定时间进行设置，避免启停系统过于频繁的介入影响驾驶体验。
12.在一个或多个实施例中，所述自动启停系统还包括前置雷达，所述前置雷达用于检测与车辆前方障碍物的距离；当在所述自动启停的停止状态下，所述前置雷达检测到前方障碍物距离发生变化，mcu恢复扭矩，并启动igbt和dc-dc，车辆进入自动启停的启动状态。当拥堵缓解或信号灯切换，车队开始行驶，启停系统能够提前做好准备，减少响应时间。
13.在一个或多个实施例中，能够由驾驶者人工设置所述自动启停系统是否接受所述前置雷达的信号。
附图说明
14.图1为一实施例中电动汽车启停系统示意图；
15.附图标记的含义：
16.1-整车控制器；2-动力电机及mcu总成；3-dc-dc；4-12v低压电池；5-ibs；6-igbt；7-油门踏板；8-制动踏板；9-档位控制器；10-前雷达。
17.需要说明，上述附图的目的在于对本发明作出详细说明以使本领域技术人员理解本发明的技术构思，而非旨在对本发明的具体实施方式进行限制。
具体实施方式
18.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
19.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
20.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
21.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于
对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
22.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
23.根据本发明实施例的一个方面，提供一种电动汽车自动启停系统，如图1所示，包括整车控制器1、动力电机及mcu(微控制器))总成2、dc-dc(直流-直流变换器)3、12v低压电源(小电池)4、ibs(智能电池传感器)5、igbt(绝缘栅双极晶体管)6。整车控制器还与油门踏板7、制动踏板8、档位控制器9和前雷达10分别信号连接。其中ibs 5测量12v低压电源4的电流、健康状态soh、电池剩余电量soc等参数，并将此参数通过lin通讯发送整车网关。dc-dc 3将动力电池的高压转化为12v低压电源4充电电压，为12v低压电源4提供电能。动力电机及mcu总成2响应整车控制器1的扭矩请求，实现车辆的驱动和回馈制动。整车控制器1采集驾驶员油门踏板信息、制动踏板信息和挡位信息，根据驾驶员驾驶需求控制动力电机使能和扭矩请求，使能dc-dc 3对12v低压电源4进行充电。整车控制器1通过硬线采集制动踏板8、油门踏板7和挡位控制器9处产生的相应信号，并解析制动踏板、油门踏板和挡位。整车控制器1与dc-dc 3通过can总线连接，整车控制器1与动力电机及mcu总成2也通过can总线连接。
24.整车控制器1会对车辆状态进行识别，当检测到车辆静止且处于d档，而ibs5检测到12v低压电池4处于正常状态时，整车控制器请求mcu卸载整车扭矩，同时关闭igbt，此时电极无静态大功率损耗；同时整车控制器关闭dc-dc，中断给12v低压电池的供电，避免dc-dc在停车状态下继续耗电。此时车辆进入自动启停的停止状态。ibs会持续监测12v低压电池的soc和soh值，并将其与预设阈值进行比较，只有soc和soh均在预设阈值以上时，ibs才会检测到12v低压电池处于正常状态，整车控制器才会在特定工况下关闭dc-dc；如果soc或soh中任一一个的检测值低于预设阈值，整车控制器会维持dc-dc使能，持续为12v低压电池供电，保证车辆低压系统的安全。当驾驶者踩下油门踏板时，整车控制器会请求mcu恢复扭矩加载，同时启动igbt和dc-dc，车辆退出自动启停的停止状态根据驾驶者的指令开始正常行驶。
25.作为优选，自动启停系统还包括温度传感器，用于检测环境温度。soc和soh的预设阈值可以设置为与环境温度相关的一组数值或函数，更为灵活地应对不同的使用工况。soc预设阈值与环境温度负相关，soh的预设阈值与环境温度正相关。也即，温度越高，soc的预设阈值越低而soh的预设阈值越高。在极端温度，例如低于-5℃，电池活性降低，soc预设阈值会达到100％，dc-dc始终维持对12v低压电池的供电状态。
26.12v低压电池为较为通用的低压系统，但在一些实施例中可以设置为其他电压。
27.作为优选，车辆控制器在判定车辆进入特定工况时存在一个判定时间，在这一时间内驾驶者没有踩下油门踏板改变车辆的静止状态，整车控制器才会要求mcu卸载扭矩并关闭dc-dc和igbt，进入自动启停的停止状态。
28.作为优选，判定时间通常为1至15秒。
29.作为优选，判定时间的具体值能够由驾驶者根据个人习惯或实际应用场景进行设置。
30.车辆可选地装备有前雷达10，前雷达10能够检测车辆与前方障碍物如前方车辆的距离，当前雷达检测到前方障碍物距离变大，说明此时有可能车队开始移动，车辆可能与启动需求，此时整车控制器也会通过can总线请求mcu恢复扭矩，并启动igbt和dc-dc，车辆进入自动启停的启动状态，为车辆起步做好准备。
31.作为优选，根据驾驶人的个人喜好或实际驾驶需求，前雷达与整车控制器的信号联系能够手动开启或关闭。
32.需要理解，上述实施例的目的在于结合附图对本发明作出进一步的详细说明，以使本领域的技术人员能够理解本发明的技术构思，而非旨在对本发明的实施方式作出限制。在本发明权利要求的范围内，对所涉及零件、结构或方法步骤的任何改进或等效替换，以及在不发生冲突的情况下对各实施例的实施方式进行结合，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电动汽车自动启停系统，包括整车控制器、mcu总成、ibs、igbt、dc-dc和低压电池，其特征在于，在特定工况下，所述整车控制器控制mcu卸载扭矩，关闭igbt和dc-dc，车辆进入自动启停的停止状态；所述特定工况包括车辆处于d档静止且所述ibs检测到所述低压电池状态正常；所述ibs检测所述低压电池的剩余电量soc和电池健康状态soh，并通过lin通讯发送给整车网关；所述soc和soh存在预设阈值，当所述soc和soh的检测值均高于所述预设阈值时，所述ibs检测到所述低压电池状态正常。2.根据权利要求1所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，还包括用于检测环境温度的温度传感器，所述预设阈值为与环境温度相关的一组预设数值或函数，环境温度与所述soc的预设阈值负相关，与所述soh的预设阈值正相关。3.根据权利要求1或2所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，所述低压电池为12v低压电池。4.根据权利要求1或2所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，所述dc-dc、所述mcu通过can总线连接车辆的整车控制器。5.根据权利要求1所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，所述整车控制器判定车辆进入所述特定工况存在一个判定时间，在所述判定时间内加速踏板没有踩下，所述整车控制器判断车辆进入所述特定工况。6.根据权利要求5所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，所述判定时间为1至15秒。7.根据权利要求5或6所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，所述判定时间能够由驾驶者人工设置。8.根据权利要求1所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，还包括前置雷达，所述前置雷达用于检测与车辆前方障碍物的距离；当在所述自动启停的停止状态下，所述前置雷达检测到前方障碍物距离发生变化，mcu恢复扭矩，并启动igbt和dc-dc，车辆进入自动启停的启动状态。9.根据权利要求8所述的电动汽车自动启停系统，其特征在于，能够由驾驶者人工设置所述自动启停系统是否接受所述前置雷达的信号。

技术总结
一种电动汽车自动启停系统，包括通过信号相连的整车控制器、动力电机及控制器总成、智能电池传感器、绝缘栅双极型晶体管、低压电池和直流-直流变换器，能够在车辆处于D档且静止的状态下控制卸载扭矩，关闭IGBT和DC-DC，降低车辆的静态能耗。本发明能够提高电动汽车电池管理水平，节约能耗，提高续航里程。提高续航里程。提高续航里程。


技术研发人员：李静
受保护的技术使用者：合众新能源汽车有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/8