一種用于新能源商用車的低壓蓄電池補電方式

中圖分類號：U463.633 文獻標識碼：A 文章編號：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”的不斷發展，車輛的智能化設備不斷增加，在不斷滿足駕駛員日益增長的舒適化需求的同時，也對車輛的整車電平衡性能及生產成本帶來了巨大挑戰。對降低蓄電池容量的同時滿足整車功耗的需求表現較為突出的首先是乘用車市場。在各方整車制造商不斷對功能進行比拼較量的背后，是各個整車制造商對技術提升、用戶體驗優化及成本管控之間的平衡。逐漸地，商用車對舒適性的需求也隨著科技的不斷發展日益迫切了起來，商用車不再是單一的掙錢工具，也演變成了現在的“家”的體驗，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的巨大用電需求對低壓蓄電池提出了嚴苛的需求，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用在新能源商用車上的蓄電池補電方法，包括功能相關架構、應用邏輯以及需要的注意事項，為商用車低壓電源系統的優化提供思路。

1整體技術方案

在本系統中主要包含的智能部件有：智能車載終端、云端服務器、手機APP交互平臺以及整車控制器等。將智能車載終端、云端服務器和手機端APP結合起來，智能車載終端監控蓄電池的電壓或SOC值進行邏輯判斷。當觸發設定的閾值后及時將相關信息上傳至云端并由云端傳遞給手機APP端進行預警提示，讓用戶可以提前知道蓄電池狀態及時介人，同時也支持用戶主動查詢蓄電池SOC狀態，方便用戶時刻關注車輛最新狀態。在滿足用戶自定義的同時，本系統也支持車輛進行自主邏輯的蓄電池狀態監測與維護，時刻保證蓄電池的健康，提升蓄電池的使用壽命，并且也為整車生產廠家技術優化提供了便利。整體思路邏輯如圖1所示。

整體的技術方案可細分為以下3種方式： ① 基于車載終端與云端服務器和手機APP的蓄電池監控與提示方式； ② 用戶自定義的蓄電池補電方式； ③ 車輛自主的蓄電池監測及補電方式。

1.1基于車載終端與云端服務器和手機APP的蓄電池監控與提示方式

車載終端監控蓄電池容量是通過內置的定時喚醒程序，定時喚醒并監控蓄電池狀態（其定時喚醒方式不同于只進行單一固定時間的喚醒方案，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間的關系）。同時結合本次喚醒后采集電壓與補電閾值之間的相近程度，預估下一次喚醒的時間周期，并通過計算得出下一次喚醒周期后，云端服務器記錄此次計算結果并開始進行計時，直至計時結束后下發喚醒指令喚醒車輛得到最新的蓄電池電壓參數，計算得到新的喚醒周期并替換原有周期，其計算方式為：

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

式中：V—電壓，V； T- —時間，s； V_? 一本次檢測電壓； V_E ——上一次檢測電壓； V_☉ —設定的電壓閾值； 兩次喚醒之間的時間差值。

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

其優勢在于降低整車功耗和使用成本，提升用戶體驗的舒適性。當車輛處于非休眠狀態時，車輛終端適度增加上傳信息頻率并監視蓄電池電壓或SOC值是否觸發相關上傳功能閾值。這樣可以使車輛信息上傳數據減小并且能夠滿足對蓄電池容量的監控需求。

1.2用戶自定義的蓄電池補電方式

為了滿足用戶的個性化需求，比如，駕駛員希望在車輛停車后繼續使用車輛的收音機、音響等服務，但又不希望儀表等不相關電器件點亮，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電方式，通過在手機APP端進行設定，一鍵進入睡眠娛樂模式。通過該模式，車輛僅將需要的相關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，對蓄電池進行補能，從而滿足乘客的個性化需求。

用戶在手機APP端觸發睡眠娛樂模式后，手機APP向云端服務器發出啟動睡眠娛樂模式請求，云端服務器將請求發送至整車車載終端，車載終端記錄并進入睡眠娛樂模式，僅開啟駕駛艙部分用電器供電，并且時刻監控蓄電池電壓、SOC滿足設定閥值，直至該模式退出。如果此時成員艙開啟了相關功能，則終端等待蓄電池電壓、SOC到達設定閾值后，使整車高壓DC/DC工作給蓄電池充電，并將該狀態保持至該模式退出。如果乘員艙開啟該模式后，但一直未開啟相關功能，則該模式自動保持一定時間后自動退出。具體的功能邏輯如圖3所示。

1.3車輛自主的蓄電池監測及補電方式

車輛滿足了用戶的自定義需求，也應該具有自動保護的策略，保障車輛蓄電池良好的健康狀態，不會因深度放電造成對蓄電池的損壞。

車輛自動補電功能的具體方法為：當車輛喚醒后，蓄電池電壓或SOC觸發閥值下限，車載終端自動喚醒并喚醒整車，整車開始準備進行上高壓操作并進行相關信息的顯示，提醒相關人員避免誤解與風險。相關邏輯如下：當終端檢測到蓄電池電壓低于 V_⊥ 或者SOC低于設定值時，終端自動喚醒車輛并將車輛狀態信息及蓄電池電量信息上傳，同時智能補電功能啟動；此時，車輛自主進行上高壓流程，VCU檢測是否有動力電池故障、DC/DC故障、高壓繼電器粘連故障等；當完成所有相關部件的狀態檢測后，如滿足啟動條件，此時整車VCU開始進行上高壓流程，閉合高壓繼電器并使能DC/DC，完成上高壓后反饋智能補電功能啟動完成，并進入功能啟動倒計時。

如發生以下3種情況： ① 使能下發后，VCU在1min 內一直未執行上高壓流程； ② 在狀態檢測中VCU發現車輛存在故障導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電功能啟動失敗。終端將相關信息上傳至平臺，由平臺推送相關信息提示給用戶，提醒用戶功能啟動失敗并且蓄電池電量已經過低。

當車輛成功進入智能補電功能開啟倒計時后，車輛進入補電模式，在此期間，如發生以下情況，則退出補電模式并上傳相關狀態及提示用戶車輛狀態。

1）在補電啟動的過程中，用戶通過手機APP遠程手動點擊了智能補電關閉功能，此時車輛開始執行功能關閉退出智能補電，高壓下電并進入休眠狀態，休眠前車輛反饋智能補電功能中途退出信息給用戶。

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

3）智能補電功能啟動時間結束，該輪次智能補電功能結束，車輛退出智能補電下高壓并進入休眠狀態，進入休眠前車輛反饋智能補電功能完成信息給用戶。整體流程邏輯如圖4所示。

2 結束語

通過將車輛、云端、用戶緊密連接起來，實現了對車輛狀態的可視化監測，并能夠實時地向用戶提醒車輛的異常狀態，可以更好地服務于用戶對車輛的使用需求。想要結合乘用車帶給用戶的舒適性體驗，將該思路引入到商用車領域，融入商用車功能豐富的特點，可以滿足更多的特色化體驗功能，供用戶體驗而不用為車輛狀態擔憂。

隨著智能化、網聯化的深入，智能商用車的思路將會有更大的發展空間，在此是想要通過將智能、網聯的思路引入設計，使整車低壓電源實現自動管理，更好地服務于用戶。

參考文獻

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（編輯楊凱麟）