一种带快慢充增程式物流车电源管理装置及电源管理方法与流程

本发明涉及电动汽车充电技术领域，特别涉及一种带快慢充增程式物流车电源管理装置以及应用于该电源管理装置的电源管理方法。

背景技术：

由于纯电动物流车每天需要行驶较多的里程，纯电动物流车基本配备快充功能。快充功能可实现在较短的时间内给高压电池充入较多的电量。

当前纯电动物流车基本配置快、慢充功能，但是考虑高压电池的使用寿命以及纯电动物流车的使用时间及频次,需要对纯电动车的电源输出及充电进行高效管理。

目前大多数纯电动汽车对于充电设备及发动机均缺乏电源方面的高效管理，并且在纯电动物流车通过快、慢充电桩充电时，由于长时间或频繁插拔，导致感应电流或电压负载瞬时增大，也存在因电源管理装置的老化或性能不稳定，导致线路短路等情况的发生，极其容易使得电源管理装置瘫痪，电源器件损坏，致使充电桩和车体发生火灾或电池爆炸的可能性。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种带快慢充增程式物流车电源管理装置及电源管理方法，使用该电源管理装置和管理方法后，实现纯电动物流车快速充电和慢速充电，保持原有电源管理装置的技术优点，提高纯电动物流车的充电效率，延长高压电池的使用寿命和纯电动物流车的使用时间，实现过载保护和短路保护，避免充电桩与车体电源管理装置损坏。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种带快慢充增程式物流车电源管理装置，所述电源管理装置包括电池组、钥匙开关、充电机控制器、发动机控制器、电机控制器、车身控制器、仪表控制器、整车唤醒继电器、充电唤醒继电器、整车控制器、高压转低压控制器、高压电池管理控制器、车载慢充控制器、过载保护断路器、短路保护断路器、与所述电源管理装置配套使用的快速充电桩和慢速充电桩，所述钥匙开关的一端与所述电池组电连接，所述钥匙开关的另一端设有off端、on端和start端，所述on端通过第一唤醒信号线分别与所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器及所述仪表控制器的信号输入端电连接，所述整车唤醒继电器的信号输出端接地，所述整车唤醒继电器的强电输入端与所述电池组电连接，所述整车唤醒继电器的强电输出端通过第二唤醒信号线分别与所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器的输入端、所述高压电池管理控制器的输入端、所述充电唤醒继电器的强电输入端电连接，所述充电唤醒继电器的强电输出端与所述整车唤醒继电器的强电输入端电连接，所述充电唤醒继电器的信号输入端连接所述高压电池管理控制器的输出端，所述充电唤醒继电器的信号输出端接地，所述高压电池管理控制器的输入端通过第三唤醒信号线与所述快速充电桩电连接，所述高压电池管理控制器的输入端通过第五唤醒信号线与所述车载慢充控制器的输出端电连接，所述车载慢充控制器的输入端通过第四唤醒信号线与所述慢速充电桩电连接，所述start端通过启动信号线与所述整车控制器的输入端电连接，所述整车控制器的输出端与所述充电唤醒继电器的强电输入端电连接；所述过载保护断路器串联电连接所述第三唤醒信号线、所述第四唤醒信号线，用以过载触发断开动作切断电源；所述短路保护断路器串联电连接所述第三唤醒信号线、所述第四唤醒信号线，用以短路触发断开动作切断电源。

本发明为了解决其技术问题，所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，所述电源管理装置包括冷却水泵，所述冷却水泵与所述整车控制器连接，所述整车控制器用以判断整车状态及控制冷却水泵给所述高压转低压控制器冷却。

进一步地说，所述整车唤醒继电器与所述充电唤醒继电器皆设有用以拉高电平的上拉电阻。

进一步地说，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器皆并联电连接，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述充电唤醒继电器皆并联电连接，所述快速充电桩与所述高压电池管理控制器串联电连接，所述慢速充电桩与所述慢速控制器串联电连接。

本发明还提供了一种用于带快慢充增程式物流车的电源管理方法，包括以下步骤：

s1、当驾驶员将钥匙开关从off端切换至非off端，并且第一唤醒信号线拉高电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉低电平、第四唤醒信号线拉低电平、第五唤醒信号线拉低电平，纯电动物流车处于启动行驶状态，进入启动行驶状态下的电源管理模式；

s2、当驾驶员将钥匙开关切换至off端，并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉高电平、第四唤醒信号线拉低电平、第五唤醒信号线拉低电平，纯电动物流车处于快速充电状态，进入快速充电状态下的电源管理模式；

s3、当驾驶员将钥匙开关切换至off端，并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉低电平、第四唤醒信号线拉高电平、第五唤醒信号线拉高电平，纯电动物流车处于慢速充电状态，进入慢速充电状态下的电源管理模式；

s4、当驾驶员将钥匙开关从非off端切换至off端，并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉低电平，纯电动物流车处于休眠状态。

本发明为了解决其技术问题，所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，在s1中，所述启动行驶状态下的电源管理模式包括以下步骤：

s11、钥匙开关从off端切换至非off端，所述第一唤醒信号线拉高电平，唤醒所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器；

s12、所述第一唤醒信号线通过所述整车唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器；

s13、所述整车控制器判断所述启动信号线的状态，执行纯电动物流车启动动作。

进一步地说，在s2中，进入快速充电状态下的电源管理模式包括以下步骤：

s21、钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒；

s22、当所述快速充电桩通过所述第三唤醒信号线拉高电平时，唤醒所述高压电池管理控制器；

s23、所述高压电池管理控制器判断纯电动物流车充电需求，执行纯电动物流车充电请求；

s24、所述充电唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器和所述高压转低压控制器，纯电动物流车开始快速充电。

进一步地说，在s3中，进入慢速充电状态下的电源管理模式包括以下步骤：

s31、钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒；

s32、当所述慢速充电桩通过所述第四唤醒信号线拉高电平时，唤醒所述车载慢充控制器；

s33、所述车载慢充控制器通过所述第五唤醒信号线拉高电平，唤醒所述高压电池管理控制器；

s34、所述高压电池管理控制器判断纯电动物流车充电需求，执行纯电动物流车充电请求；

s35、所述充电唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器和所述高压转低压控制器，开始慢速充电。

进一步地说，在s4中，钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒，纯电动物流车开始休眠。

本发明的有益效果是：

一、本发明在钥匙开关和快、慢充相关的控制器（例如整车控制器、高压转低压控制器、车载慢充控制器、高压电池管理控制器）之间增加一个整车唤醒继电器，在给纯电动物流车进行快速充电或者慢速充电时，隔绝其他控制器，防止其他控制器（例如所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器）被唤醒；

二、本发明的高压电池管理控制器和快充相关的控制器（例如整车控制器、高压转低压控制器）之间增加一个充电唤醒继电器，唤醒快充相关的控制器（例如整车控制器、高压转低压控制器），高压电池管理控制器和慢充相关的控制器（例如整车控制器、高压转低压控制器、车载慢充控制器）之间增加一个充电唤醒继电器，唤醒慢充相关的控制器（例如整车控制器、高压转低压控制器、车载慢充控制器），支持支持快速、慢速充电功能，实现慢速充电和快速充电的切换功效；

三、本发明在已有的带快速充电功能的电源管理装置的基础上，进行了少量改动，增加了增程器（例如充电机控制器、发动机控制器），能够对充电桩及发动机的状态进行实时监控，并且在快速充电桩与高压电池管理控制器之间、慢速充电桩与车载慢充控制器之间均增加过载保护断路器和短路保护断路器，在充电过程中出现电流过载或线路短路时，能够及时触发断开动作切断电源，从而保护充电桩及电动车电源设备；

四、本发明电源管理装置支持快速、慢速充电功能，同时能够保持原有电源管理装置的技术优点：只唤醒必要的快速、慢速充电相关的控制器进行工作，减少纯电动物流车低压端的电损耗，提高纯电动物流车的充电效率，延长高压电池的使用寿命和纯电动物流车的使用时间。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明所述的一种带快慢充增程式物流车电源管理装置的结构示意图；

图2是本发明所述的一种用于带快慢充增程式物流车的电源管理方法的流程示意图；

图3是本发明所述的纯电动物流车的钥匙开关切换过程中唤醒信号线的信号状态表；

图4是本发明所述的纯电动物流车的快速充电过程中唤醒信号线的信号状态表；

图5是本发明所述的慢速充电过程中唤醒信号线的信号状态表；

附图中各部分标记如下：

电池组1、钥匙开关2、充电机控制器3、发动机控制器4、电机控制器5、车身控制器6、仪表控制器7、整车唤醒继电器8、充电唤醒继电器9、整车控制器10、高压转低压控制器11、高压电池管理控制器12、车载慢充控制器13、过载保护断路器14、短路保护断路器15、快速充电桩16、慢速充电桩17、第一唤醒信号线18、第二唤醒信号线19、第三唤醒信号线20、第五唤醒信号线21、第四唤醒信号线22、启动信号线23、冷却水泵24和上拉电阻25。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例1

一种带快慢充增程式物流车电源管理装置，如图1所示，所述电源管理装置包括电池组1、钥匙开关2、充电机控制器3、发动机控制器4、电机控制器5、车身控制器6、仪表控制器7、整车唤醒继电器8、充电唤醒继电器9、整车控制器10、高压转低压控制器11、高压电池管理控制器12、车载慢充控制器13、过载保护断路器14、短路保护断路器15、与所述电源管理装置配套使用的快速充电桩16和慢速充电桩17，所述钥匙开关的一端与所述电池组电连接，所述钥匙开关的另一端设有off端、on端和start端，所述on端通过第一唤醒信号线18分别与所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器及所述仪表控制器的信号输入端电连接，所述整车唤醒继电器的信号输出端接地，所述整车唤醒继电器的强电输入端与所述电池组电连接，所述整车唤醒继电器的强电输出端通过第二唤醒信号线19分别与所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器的输入端、所述高压电池管理控制器的输入端、所述充电唤醒继电器的强电输入端电连接，所述充电唤醒继电器的强电输出端与所述整车唤醒继电器的强电输入端电连接，所述充电唤醒继电器的信号输入端连接所述高压电池管理控制器的输出端，所述充电唤醒继电器的信号输出端接地，所述高压电池管理控制器的输入端通过第三唤醒信号线20与所述快速充电桩电连接，所述高压电池管理控制器的输入端通过第五唤醒信号线21与所述车载慢充控制器的输出端电连接，所述车载慢充控制器的输入端通过第四唤醒信号线22与所述慢速充电桩电连接，所述start端通过启动信号线23与所述整车控制器的输入端电连接，所述整车控制器的输出端与所述充电唤醒继电器的强电输入端电连接；所述过载保护断路器串联电连接所述第三唤醒信号线、所述第四唤醒信号线，用以过载触发断开动作切断电源；所述短路保护断路器串联电连接所述第三唤醒信号线、所述第四唤醒信号线，用以短路触发断开动作切断电源。

所述电源管理装置包括冷却水泵24，所述冷却水泵与所述整车控制器连接，所述整车控制器用以判断整车状态及控制冷却水泵给所述高压转低压控制器冷却。

所述整车唤醒继电器与所述充电唤醒继电器皆设有用以拉高电平的上拉电阻25。

所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器皆并联电连接，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述充电唤醒继电器皆并联电连接，所述快速充电桩与所述高压电池管理控制器串联电连接，所述慢速充电桩与所述慢速控制器串联电连接。

实施例2

一种用于带快慢充增程式物流车的电源管理方法，如图2-图5所示，包括以下步骤：

s1、当驾驶员将钥匙开关从off端切换至非off端，并且第一唤醒信号线拉高电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉低电平、第四唤醒信号线拉低电平、第五唤醒信号线拉低电平，纯电动物流车处于启动行驶状态，进入启动行驶状态下的电源管理模式；

s2、当驾驶员将钥匙开关切换至off端，并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉高电平、第四唤醒信号线拉低电平、第五唤醒信号线拉低电平，纯电动物流车处于快速充电状态，进入快速充电状态下的电源管理模式；

s3、当驾驶员将钥匙开关切换至off端，并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉高电平、第三唤醒信号线拉低电平、第四唤醒信号线拉高电平、第五唤醒信号线拉高电平，纯电动物流车处于慢速充电状态，进入慢速充电状态下的电源管理模式；

s4、当驾驶员将钥匙开关从非off端切换至off端，并且第一唤醒信号线拉低电平、第二唤醒信号线拉低电平，纯电动物流车处于休眠状态。

在s1中，所述启动行驶状态下的电源管理模式包括以下步骤：

s11、钥匙开关从off端切换至非off端，所述第一唤醒信号线拉高电平，唤醒所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器；

s12、所述第一唤醒信号线通过所述整车唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器；

s13、所述整车控制器判断所述启动信号线的状态，执行纯电动物流车启动动作。

在s2中，进入快速充电状态下的电源管理模式包括以下步骤：

s21、钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒；

s22、当所述快速充电桩通过所述第三唤醒信号线拉高电平时，唤醒所述高压电池管理控制器；

s23、所述高压电池管理控制器判断纯电动物流车充电需求，执行纯电动物流车充电请求；

s24、所述充电唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器和所述高压转低压控制器，纯电动物流车开始快速充电。

在s3中，进入慢速充电状态下的电源管理模式包括以下步骤：

s31、钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒；

s32、当所述慢速充电桩通过所述第四唤醒信号线拉高电平时，唤醒所述车载慢充控制器；

s33、所述车载慢充控制器通过所述第五唤醒信号线拉高电平，唤醒所述高压电池管理控制器；

s34、所述高压电池管理控制器判断纯电动物流车充电需求，执行纯电动物流车充电请求；

s35、所述充电唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器和所述高压转低压控制器，开始慢速充电。

在s4中，钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒，纯电动物流车开始休眠。

本发明的工作过程和工作原理以下：

启动行驶状态下的电源管理模式：

首先，钥匙开关从off端切换至非off端，所述第一唤醒信号线拉高电平，唤醒所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器；

然后，所述第一唤醒信号线通过所述整车唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器；

最后，所述整车控制器判断所述启动信号线的状态，执行纯电动物流车启动动作。

快速充电状态下的电源管理模式：

首先，钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒；

然后，当所述快速充电桩通过所述第三唤醒信号线拉高电平时，唤醒所述高压电池管理控制器；

接着，所述高压电池管理控制器判断纯电动物流车充电需求，执行纯电动物流车充电请求；

最后，所述充电唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器和所述高压转低压控制器，纯电动物流车开始快速充电。

慢速充电状态下的电源管理模式：

首先，钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒；

然后，当所述慢速充电桩通过所述第四唤醒信号线拉高电平时，唤醒所述车载慢充控制器；

再然后，所述车载慢充控制器通过所述第五唤醒信号线拉高电平，唤醒所述高压电池管理控制器；

接着，所述高压电池管理控制器判断纯电动物流车充电需求，执行纯电动物流车充电请求；

最后，所述充电唤醒继电器拉高所述第二唤醒信号线的电平，唤醒所述整车控制器和所述高压转低压控制器，开始慢速充电。

休眠状态下的电源管理模式：

钥匙开关从非off端切换至off端，所述第一唤醒信号线拉低电平，所述充电机控制器、所述发动机控制器、所述电机控制器、所述车身控制器和所述仪表控制器不被唤醒，所述整车唤醒继电器不执行动作，所述第二唤醒信号线拉低电平，所述整车控制器、所述高压转低压控制器、所述车载慢充控制器和所述高压电池管理控制器不被唤醒，纯电动物流车开始休眠。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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