CN112389201B - 一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法及装置，涉及汽车电子电控技术领域，该方法包括以下步骤：监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；根据高压供电装置以及低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的高低压转换DC‑DC对高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量输出方向进行平衡。本申请对外部发电装置、发电机类发电装置以及电池类供电装置进行监测，当出现对应的故障状态时，按照预设电平衡规则进行供电平衡控制，以保证车辆的正常运作。

Description

一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法及装置

技术领域

本申请涉及汽车电子电控技术领域，具体涉及一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法及装置。

背景技术

当前汽车领域，混合动力汽车技术正在快速发展，48V混合动力汽车则是当前研发环境下，在传统汽车基础上进行混合动力化开发得到的，为了实现混动系统特有的一些功能，在传统汽车的基础上增加了皮带传动启动/发电一体化(Belt-Driven StarterGenerator，BSG)电机等设备。

传统汽车没有类似混合动力汽车的高压部件，其电源管理主要为24V/12V低压系统的弱电管理，而混合动力汽车的动力系统与传统汽车的动力系统相比，前者在后者的基础上，增加了电机（BSG）、电机控制器（Micro Controller Unit，MCU）、动力电池组及电池控制器（Battery Management System，BMS）等复杂的电力电子器件。

对于传统车辆的电平衡，主要是探讨发动机、蓄电池和车用电器之间的关系，而当48V混合动力汽车有外来能源如太阳能或新型能源，如TEG尾气发电装置尾气发电等能量来源输入时，整车电气系统的能源管理更为复杂。通常需要对24V系统与48V系统单独考虑电平衡，再利用中间的48V转低压DC-DC进行调整。

因此，混合动力汽车的电平衡还要复杂，目前行业上对这类异常工况的控制策略方法尚没有安全可靠的解决方案，故而急需一种车辆电平衡控制技术来解决上述技术问题。

发明内容

本申请提供一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法及装置，对外部发电装置、发电机类发电装置以及电池类供电装置进行监测，当出现对应的故障状态时，按照预设电平衡规则进行供电平衡控制，以保证车辆的正常运作。

第一方面，本申请提供了一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，所述方法包括以下步骤：

监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

根据所述高压供电装置以及所述低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，利用所述目标车辆的高低压转换DC-DC对所述高压电气子系统与所述低压电气子系统之间的能量输出方向进行平衡；其中，

所述高压供电装置包括太阳能发电装置、BSG电机以及动力电池；

所述低压供电装置包括TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池；

所述电平衡规则包括：

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述BSG电机拖动发动机启动时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出；

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出。

具体的，所述电平衡规则包括：

当仅所述太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出。

具体的，所述电平衡规则还包括：

当仅所述太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若低压电气子系统的低压蓄电池的电池容量超过预设标定值或智能发电机在当前转速下的发电效率超过第一预设标定效率时，控制所述低压电气子系统向所述高压电气子系统进行能量输出。

具体的，所述电平衡规则还包括：

当仅所述TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出。

具体的，所述电平衡规则还包括：

当仅所述TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值或BSG电机在当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，控制所述高压电气子系统向所述低压电气子系统进行能量输出。

具体的，所述电平衡规则还包括：

当仅所述TEG尾气发电装置和所述太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且所述BSG电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值大于所述智能发电机的发电效率时，控制所述高压电气子系统向所述低压电气子系统进行能量输出；

当仅所述TEG尾气发电装置和所述太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且所述智能发电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值大于所述BSG电机的发电效率时，控制所述低压电气子系统向所述高压电气子系统进行能量输出；

当仅所述TEG尾气发电装置和所述太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，若所述BSG电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值不大于所述智能发电机的发电效率，或若所述智能发电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值不大于所述BSG电机的发电效率时，切断所述高压电气子系统与所述低压电气子系统之间的能量输出。

具体的，所述电平衡规则还包括：

当所述动力电池的输出电压不在预设的正常范围内时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出，并控制所述高压电气子系统进入低功耗状态；

当所述低压蓄电池的输出电压和输出电流不在预设的正常范围内时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出，并控制低压电气子系统进入低功耗状态；

当所述动力电池和所述低压蓄电池的输出电压不在预设的正常范围内，控制所述高压电气子系统和所述低压电气子系统均进入低功耗状态。

第二方面，本申请提供了一种车辆双电气系统均衡应急供电控制装置，所述装置包括：

工作监控模块，其用于监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

电平衡调控模块，其用于根据所述高压供电装置以及所述低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，向所述目标车辆的高低压转换DC-DC发送用于平衡所述高压电气子系统与所述低压电气子系统之间的能量输出方向的电平衡调控指令；其中，

所述高压供电装置包括太阳能发电装置、BSG电机以及动力电池；

所述低压供电装置包括TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池；

所述电平衡规则包括：

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述BSG电机拖动发动机启动时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出；

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请对外部发电装置、发电机类发电装置以及电池类供电装置进行监测，当出现对应的故障状态时，按照预设电平衡规则进行供电平衡控制，以保证车辆的正常运作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例一提供的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法的原理结构图；

图3为本申请实施例二提供的车辆双电气系统均衡应急供电控制装置的结构框图。

具体实施方式

术语解释：

BSG，Belt-Driven Starter Generator，皮带传动兼顾启动和发电的一体机；

TEG，Thermo Electric Generator，温差发电机，又称热电发电机；

MCU，Micro Controller Unit，电机控制器；

BMS，Battery Management System，动力电池组及电池控制器；

SOC，State Of Charge，荷电状态；

VCU，Vehicle Control Unit，整车控制器；

HCU，Hybrid Control Unit，混合动力整车控制器；

PCU，Power Control Unit，能源管理控制器；

EECU，Engine Electronic Control Unit，发动机控制器；

BCM，Body Control Module，车身控制器。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

本申请实施例提供一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法及装置，对外部发电装置、发电机类发电装置以及电池类供电装置进行监测，当出现对应的故障状态时，按照预设电平衡规则进行供电平衡控制，以保证车辆的正常运作。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

S2、根据高压供电装置以及低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的高低压转换DC-DC对高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量输出方向进行平衡。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

实施例一

参见图1~2所示，本申请实施例提供一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

S2、根据高压供电装置以及低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，利用目标车辆的高低压转换DC-DC对高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量输出方向进行平衡。

需要说明的是，目标车辆为48V混和电系形式，当其为48V-24V电系，则高压电气子系统为48V电气子系统，低压电气子系统为24V电气子系统，当其为48V-12V电系，则高压电气子系统为48V电气子系统，低压电气子系统为12V电气子系统；

DC-DC为DC-DC converter，将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置。

本申请实施例中，对外部发电装置、发电机类发电装置以及电池类供电装置进行监测，当出现对应的故障状态时，按照预设电平衡规则进行供电平衡控制，以保证车辆的正常运作。

具体的，高压供电装置包括太阳能发电装置、BSG电机以及动力电池；

低压供电装置包括TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池。

需要说明的是混合动力汽车，涉及汽车电气系统多能源管理，除了传统发电机和蓄电池之外，还有BSG电机、动力电池、TEG尾气发电装置等，能源来源达到3类以上。

能源管理器PCU实时动态监测太阳能、TEG尾气发电装置、蓄电池、发电机和负载工作状态、车速状态、发动机转速状态、电子油门状态、制动踏板状态、电源总开关状态、点火锁钥匙状态；

在传统蓄电池负极安装SOC传感器，监测蓄电池的SOC和实时输出电流；

对传统发电机的调节器，采用LIN总线或CAN总线或硬线，控制其开路电压输出，构成智能发电机。

将整车所有的能源类部件，即高压供电装置以及低压供电装置以及高低压转换DC-DC分为4种能源类部件，具体如下：

1）“无能耗”新能源，太阳能发电装置、TEG尾气发电装置，

2）发电机类的电源：BSG电机、智能发电机，

3）电池类电源：动力电池、低压蓄电池，

4）高低压转换DC-DC，如48V转低压DC-DC，其虽不能单独产生能源的电源，但对于低压电气子系统，依然是能源类部件，影响整车电平衡的控制，在本申请实施例中，为双向DC-DC；

太阳能发电装置、TEG尾气发电装置在接入对应的电气子系统时，均配置有对应的DC-DC。

具体操作时，当全车所有能源类部件都正常时，按原有的控制策略进行控制；

当全车存在能源类部件工作异常时，充分利用双电气系统的优势和稳定性，同时考虑到各个电气子系统的优缺点，PCU按以下控制方法进行控制：

根据同类个别损坏、同类均损坏、不同类同子系统损坏、不同类不同子系统损坏的区别，对当全车存在能源类部件工作异常时，PCU按以下原则进行应急供电控制：

1）当全车只有一个“无能耗”类能源损坏时，PCU控制电能能量向损坏方倾斜；

2）当有且只有所有的“无能耗”类能源均损坏时，PCU比较在当前转速下BSG电机和智能发电机的效率，决定双向DC-DC的能量输出方向；

3）当全车只有一个发电机类能源损坏时，PCU控制电能能量向损坏方倾斜；

4）当有且只有所有的发电机类能源均损坏时，PCU根据整车启动的需要，单方向切断DC-DC输出；

5）当全车只有一个电池类电源损坏时，PCU控制损坏侧处于低能耗状态，切断能量输出，保留能量输入，PCU控制电能能量向损坏方倾斜；

6）当全车蓄电池均损坏时，PCU控制48V、24V电气子系统，即高压电气子系统和低压电气子系统，均处于低能耗状态，同时向司机报警；

7）当且仅当同一个电压规格的电气子系统中（24V或48V）中有两类或更多类的能源出现故障，PCU切断损坏方子系统的电能向完好方的输出；未损坏方的电能，以最大输出能力向损坏方子系统输出。同时向司机报警，

8）不同压规格的电气子系统中（24V或48V）中有两类或更多类的能源出现故障时，切断双向DC-DC的双向输出，维持车辆现有状态不变，同时向司机报警。

上述原则，实现以下效果：

当目标车辆存在能源类部件工作异常时，充分利用双电气系统的优势和稳定性，同时考虑到各个子系统的优缺点，进行能量均衡；

当异常失效的电源类别单一或当异常失效的子系统单一的时候，依然能够兼顾节能、使用便利性和车辆安全，进行稳定性较高的控制。

当异常失效的电源类别多样且跨子系统的时候，能在保证车辆安全的前提下尽可能的维持整车电气系统的平衡，进行简洁有效的控制。

具体的，电平衡规则包括：

当仅太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出；

此时为高压电气子系统的一种能源出现故障，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若智能发电机在当前转速下的发电效率超过第一预设标定效率时，控制低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出；

同样，此时为高压电气子系统的两种能源出现故障，而低压电气子系统的智能发电机的发电效率正常，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出；

此时，是为低压电气子系统的一种能源出现故障，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值或BSG电机在当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，控制高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；

同样，此时为低压电气子系统的两种能源出现故障，而高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值或BSG电机在当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，代表高压电气子系统能够正常运作，并且有能力向低压电气子系统提供能量，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅TEG尾气发电装置和太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且BSG电机的发电效率与高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值大于智能发电机的发电效率时，控制高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；

当仅TEG尾气发电装置和太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且智能发电机的发电效率与高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值大于BSG电机的发电效率时，控制低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出；

当仅TEG尾气发电装置和太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，若BSG电机的发电效率与高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值不大于智能发电机的发电效率，或若智能发电机的发电效率与高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值不大于BSG电机的发电效率时，切断高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量输出；

此时为当有且只有所有的“无能耗”类能源均损坏，PCU比较在当前转速下BSG电机和智能发电机的效率，决定双向DC-DC的能量输出方向，合理调配高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量平衡。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅BSG电机和智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且目标车辆由BSG电机拖动发动机启动时，切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出；

当仅BSG电机和智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且目标车辆由低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出；

此时，为当有且只有所有的发电机类能源均损坏，PCU根据整车启动的需要，单方向切断DC-DC输出，保障整车启动所需的电气子系统能够正常运作。

进一步的，电平衡规则还包括：

当动力电池的输出电压不在预设的正常范围内时，切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出，并控制高压电气子系统进入低功耗状态；

当低压蓄电池的输出电压和输出电流不在预设的正常范围内时，切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出，并控制低压电气子系统进入低功耗状态；

当动力电池和低压蓄电池的输出电压不在预设的正常范围内，控制高压电气子系统和低压电气子系统均进入低功耗状态；

以上规则，则是当全车只有一个电池类电源损坏时，PCU控制损坏侧处于低能耗状态，切断能量输出，保留能量输入，PCU控制电能能量向损坏方倾斜；

而当当全车蓄电池均损坏时，PCU控制48V、24V电气子系统，即高压电气子系统和低压电气子系统，均处于低能耗状态。

在实际实施时，具体情况如下：

当PCU通过总线或硬线向太阳能发电装置发出工作命令信号，监测到太阳能发电装置的DC-DC无输出电压，而其余供电装置均正常时，PCU切断高低压转换DC-DC中高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出，即切断48V向24V的能量输出；

仅在24V电池容量在预设标定值以上时（如80%以上时），或者智能发电机当前转速下的发电效率超过第一预设标定效率时，PCU控制高低压转换DC-DC，使得低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出，即控制24V向48V进行能量输出。

智能发电机的发电效率map由台架试验获得，第一预设标定效率的数值可标定，如40%。

当PCU通过总线或硬线发出工作命令信号给TEG尾气发电装置，但监测到TEG尾气发电装置 的DC-DC无输出电压，而其余供电装置均正常时，PCU切断高低压转换DC-DC中低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出，即切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出；

仅在48V电池容量在预设标定值以上时（如80%以上时），或者BSG电机当前转速下的效率超过第二预设标定效率时，PCU控制高低压转换DC-DC，使得高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；其中，

BSG电机的发电效率map由台架试验获得，第二预设标定效率的数值可标定，如65%。

当PCU通过总线或硬线向太阳能发电装置发出工作命令信号，但监测到太阳能发电装置的DC-DC无输出电压；且PCU通过总线或硬线向TEG尾气发电装置发出工作命令信号，监测到TEG尾气发电装置的 DC-DC无输出电压，而其余供电装置均正常时，PCU则进一步比较在当前转速下BSG电机和智能发电机的发电效率：

若BSG电机的发电效率 × 高低压转换DC-DC的高压转低压效率＞智能发电机的发电效率时，PCU控制高低压转换DC-DC从高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；

若智能电机的发电效率 × 高低压转换DC-DC的低压转高压效率＞BSG电机的发电效率时，PCU控制高低压转换DC-DC从低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出；

若在上述两情况之外，则PCU控制高低压转换DC-DC不进行输出。

当PCU通过总线或硬线向BSG发出工作命令信号，监测到BSG输出电压不在正常范围内，而其余供电装置均正常时，PCU切断高低压转换DC-DC中高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出；

仅在低压电气子系统的低压蓄电池的电池容量超过预设标定值时（如80%以上时），或者智能发电机在当前转速下的发电效率超过第一预设标定效率（可标定）时，PCU控制高低压转换DC-DC从低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出；

智能发电机的发电效率map由台架试验获得，第一预设标定效率的数值可标定，如40%。

当PCU通过总线或硬线向智能发电机发出工作命令信号，但监测到智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内，而其余供电装置均正常时，PCU切断高低压转换DC-DC中低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出；

仅在高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值时（如80%以上时），或者BSG电机当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，PCU控制高低压转换DC-DC从高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；其中，

BSG电机的发电效率map由台架试验获得，第二预设标定效率的数值可标定，如65%。

当PCU通过总线或硬线向BSG电机和智能发电机发出工作命令信号，但监测到BSG电机和智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，而其余供电装置均正常时，PCU根据以下车况控制高低压转换DC-DC单方向切断输出：

当目标车辆由低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，如乘用车48V系统，则PCU控制高低压转换DC-DC切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出，保留低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出，这样从能量分布上向车辆启动工作能量侧倾斜；

当目标车辆由低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，如商用车48V系统保持了传统启动机，则PCU控制高低压转换DC-DC切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出，保留高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出，这样从能量分布上向车辆启动工作能量侧倾斜。

当PCU通过总线或硬线向高压电气子系统的动力电池发出工作命令信号，而动力电池的输出电压不在正常范围内，PCU控制高压电气子系统处于低能耗状态，即关闭高压电气子系统侧所有舒适性的电器设备（如电动空调），并控制高低压转换DC-DC切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出；

当PCU监测到传统蓄电池的输出电压及输出电流不在正常范围内，PCU控制低压电气电气系统处于低能耗状态，即关闭低压电气电气系统一侧所有舒适性的电器设备（如影音娱乐），并控制高低压转换DC-DC切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出。

当PCU通过总线或硬线发出工作命令信号给高压电气子系统中的动力电池，而动力电池的输出电压不在正常范围内，且监测到传统蓄电池的输出电压及输出电流同样也不在正常范围内时，PCU控制高压电气子系统和低压电气子系统均处于低能耗状态，即关闭所有舒适性的电器设备，同时根据车辆情况进行以下步骤：

a.如果车辆在行驶中，则用声光电信号提醒司机尽快选择安全的停车地停车检修，告知该车辆下次可能无法启动车辆；

b.如果车辆在静止状态下，则用声光电信号提醒司机尽快检修，告知该车辆下次可能无法启动车辆。

综上，当且仅当同一个电压规格的电气子系统中（高压电气子系统或低压电气子系统）中有上述两类或更多类的能源类部件出现故障，PCU切断损坏方子系统的电能向完好方的输出；

未损坏方的电能，以最大输出能力（不做输出电流限值）向损坏方子系统输出；

同时用声光电信号提醒司机多个电源类电气部件可能损坏，请尽快进行检修。

若不同电压规格的电气子系统中（高压电气子系统或低压电气子系统）中有两类或更多类的能源类部件出现故障时，切断高低压转换DC-DC的双向输出，维持车辆现有状态不变，同时：

a. 如果车辆在行驶中，则用声光电信号提醒司机尽快选择安全的停车地停车检修，告知该车辆下次可能无法启动车辆。

b. 如果车辆在静止状态下，则用声光电信号提醒司机尽快检修，告知该车辆下次可能无法启动车辆。

这样避免对现有控制策略的稳定性带来不可预知的影响，同时尽可能对司机操作进行安全示警。

需要说明的是，本申请实施例的控制方法的软件载体，可以集成在整车控制器VCU或HCU中，或者集成在能源管理控制器PCU中，或者在发动机控制器EECU或车身控制器BCM等内部，通过总线信号或硬线来控制相关部件。以上均在本申请实施例的范围内。

另外，本申请实施例对应的是48V混和电系形式的车辆，不管是48V-24V电系，还是48V-12V电系，均为本申请实施例的实现方式；

12V电气系统的低压蓄电池为12V规格，高低压转换DC-DC为48V转12V规格；

24V电气系统的低压蓄电池为24V规格，高低压转换DC-DC为48V转24V规格。

实施例二

参见图3示，本申请实施例提供一种车辆双电气系统均衡应急供电控制装置，其用于实行实施例一中的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，该装置包括：

工作监控模块，其用于监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

电平衡调控模块，其用于根据高压供电装置以及低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，向目标车辆的高低压转换DC-DC发送用于平衡高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量输出方向的电平衡调控指令。

需要说明的是，目标车辆为48V混和电系形式，当其为48V-24V电系，则高压电气子系统为48V电气子系统，低压电气子系统为24V电气子系统，当其为48V-12V电系，则高压电气子系统为48V电气子系统，低压电气子系统为12V电气子系统。

本申请实施例中，对外部发电装置、发电机类发电装置以及电池类供电装置进行监测，当出现对应的故障状态时，按照预设电平衡规则进行供电平衡控制，以保证车辆的正常运作。

具体的，高压供电装置包括太阳能发电装置、BSG电机以及动力电池；

低压供电装置包括TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池。

具体的，电平衡规则包括：

当仅太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出；

此时为高压电气子系统的一种能源出现故障，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若智能发电机在当前转速下的发电效率超过第一预设标定效率时，控制低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出；

同样，此时为高压电气子系统的两种能源出现故障，而低压电气子系统的智能发电机的发电效率正常，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出；

此时，是为低压电气子系统的一种能源出现故障，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值或BSG电机在当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，控制高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；

同样，此时为低压电气子系统的两种能源出现故障，而高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值或BSG电机在当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，代表高压电气子系统能够正常运作，并且有能力向低压电气子系统提供能量，故而此时控制损坏侧，切断其能量输出，但保留能量输入，从而控制电能能量向损坏方倾斜。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅TEG尾气发电装置和太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且BSG电机的发电效率与高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值大于智能发电机的发电效率时，控制高压电气子系统向低压电气子系统进行能量输出；

当仅TEG尾气发电装置和太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且智能发电机的发电效率与高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值大于BSG电机的发电效率时，控制低压电气子系统向高压电气子系统进行能量输出；

当仅TEG尾气发电装置和太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，若BSG电机的发电效率与高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值不大于智能发电机的发电效率，或若智能发电机的发电效率与高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值不大于BSG电机的发电效率时，切断高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量输出；

此时为当有且只有所有的“无能耗”类能源均损坏，PCU比较在当前转速下BSG电机和智能发电机的效率，决定双向DC-DC的能量输出方向，合理调配高压电气子系统与低压电气子系统之间的能量平衡。

进一步的，电平衡规则还包括：

当仅BSG电机和智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且目标车辆由BSG电机拖动发动机启动时，切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出；

当仅BSG电机和智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且目标车辆由低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出；

此时，为当有且只有所有的发电机类能源均损坏，PCU根据整车启动的需要，单方向切断DC-DC输出，保障整车启动所需的电气子系统能够正常运作。

进一步的，电平衡规则还包括：

当动力电池的输出电压不在预设的正常范围内时，切断高压电气子系统向低压电气子系统的能量输出，并控制高压电气子系统进入低功耗状态；

当低压蓄电池的输出电压和输出电流不在预设的正常范围内时，切断低压电气子系统向高压电气子系统的能量输出，并控制低压电气子系统进入低功耗状态；

当动力电池和低压蓄电池的输出电压不在预设的正常范围内，控制高压电气子系统和低压电气子系统均进入低功耗状态；

以上规则，则是当全车只有一个电池类电源损坏时，PCU控制损坏侧处于低能耗状态，切断能量输出，保留能量输入，PCU控制电能能量向损坏方倾斜；

而当当全车蓄电池均损坏时，PCU控制48V、24V电气子系统，即高压电气子系统和低压电气子系统，均处于低能耗状态。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

根据所述高压供电装置以及所述低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，利用所述目标车辆的高低压转换DC-DC对所述高压电气子系统与所述低压电气子系统之间的能量输出方向进行平衡；其中，

所述高压供电装置包括太阳能发电装置、BSG电机以及动力电池；

所述低压供电装置包括TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池；

所述电平衡规则包括：

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述BSG电机拖动发动机启动时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出；

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出。

2.如权利要求1所述的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，所述电平衡规则包括：

当仅所述太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出。

3.如权利要求2所述的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，所述电平衡规则还包括：

当仅所述太阳能发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述BSG电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若低压电气子系统的低压蓄电池的电池容量超过预设标定值或智能发电机在当前转速下的发电效率超过第一预设标定效率时，控制所述低压电气子系统向所述高压电气子系统进行能量输出。

4.如权利要求1所述的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，所述电平衡规则还包括：

当仅所述TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出。

5.如权利要求4所述的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，所述电平衡规则还包括：

当仅所述TEG尾气发电装置的DC-DC无输出电压或仅所述智能发电机的输出电压不在预设的正常范围内时，若高压电气子系统的动力电池的电池容量超过预设标定值或BSG电机在当前转速下的发电效率超过第二预设标定效率时，控制所述高压电气子系统向所述低压电气子系统进行能量输出。

6.如权利要求1所述的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，所述电平衡规则还包括：

当仅所述TEG尾气发电装置和所述太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且所述BSG电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值大于所述智能发电机的发电效率时，控制所述高压电气子系统向所述低压电气子系统进行能量输出；

当仅所述TEG尾气发电装置和所述太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，且所述智能发电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值大于所述BSG电机的发电效率时，控制所述低压电气子系统向所述高压电气子系统进行能量输出；

当仅所述TEG尾气发电装置和所述太阳能发电装置的DC-DC均无输出电压，若所述BSG电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的高压转低压效率的乘以的数值不大于所述智能发电机的发电效率，或若所述智能发电机的发电效率与所述高低压转换DC-DC的低压转高压效率的乘以的数值不大于所述BSG电机的发电效率时，切断所述高压电气子系统与所述低压电气子系统之间的能量输出。

7.如权利要求1所述的车辆双电气系统均衡应急供电控制方法，其特征在于，所述电平衡规则还包括：

当所述动力电池的输出电压不在预设的正常范围内时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出，并控制所述高压电气子系统进入低功耗状态；

当所述低压蓄电池的输出电压和输出电流不在预设的正常范围内时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出，并控制低压电气子系统进入低功耗状态；

当所述动力电池和所述低压蓄电池的输出电压不在预设的正常范围内，控制所述高压电气子系统和所述低压电气子系统均进入低功耗状态。

8.一种车辆双电气系统均衡应急供电控制装置，其特征在于，所述装置包括：

工作监控模块，其用于监测目标车辆的高压电气子系统对应的高压供电装置以及低压电气子系统对应的低压供电装置的工作情况；

电平衡调控模块，其用于根据所述高压供电装置以及所述低压供电装置的工作情况，结合预设的电平衡规则，向所述目标车辆的高低压转换DC-DC发送用于平衡所述高压电气子系统与所述低压电气子系统之间的能量输出方向的电平衡调控指令；其中，

所述高压供电装置包括太阳能发电装置、BSG电机以及动力电池；

所述低压供电装置包括TEG尾气发电装置、智能发电机以及低压蓄电池；

所述电平衡规则包括：

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述BSG电机拖动发动机启动时，切断所述高压电气子系统向所述低压电气子系统的能量输出；

当仅所述BSG电机和所述智能发电机的输出电压均不在预设的正常范围内，且所述目标车辆由所述低压电气子系统的启动机拖动发动机启动时，切断所述低压电气子系统向所述高压电气子系统的能量输出。

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