近年来，随着汽车电子电力技术快速向智能化发展，大量的新型低压电子器件应用到了汽车当中，使得汽车低压电气系统的用电量大为增加。当前电动汽车上的低压电气系统通常都是由低压蓄电池（12V）供电驱动的，而因低压蓄电池亏电故障导致用户无法使用车辆的问题却频繁发生，用户抱怨非常严重。低压蓄电池亏电故障在给用户造成麻烦的同时，也严重损坏了电动汽车企业的品牌形象。因此，找到解决这一问题的方法对于电动汽车生产企业具有重要意义。

 

1.1纯电动汽车电气分析

    纯电动汽车的电气系统由高压和低压两套电气系统组成（图1），高压电气系统主要用来给驱动电机以及PTC、压缩机等大功率器件供电，能量来源为高压动力蓄电池；低压电气系统则主要用于给汽车的小功率器件（比如娱乐系统、各种控制器等）进行供电，能量来源为低压蓄电池。高压电气系统和低压电气系统的桥连点为DC/DC，在纯电动汽车整车处于启动（Ready）或者充电的状态下，低压蓄电池由高压电气系统通过DC/DC转换器降压来实现充电补电。

1.2纯电动汽车亏电故障及整车无法启动故障原因分析

    纯电动汽车的低压电气模块比传统燃油车要多得多，由此可推断12V低压蓄电池亏电故障的主要原因可能为以下2点。

①纯属电动汽车低压电子控制单元较多，总体的静态电流较大。

 

    ②纯电动汽车低压电子控制单元各节点的睡眠唤醒机制相对比较复杂，导致其很容易在OFF挡时，整车网络处于唤醒状态，持续消耗低压蓄电池电量，导致整车亏电。

    当低压蓄电池处于亏电状态时，其电压比较低，通常低于9v，而车载器件／控制单元的正常工作电压范围通常在9～16V。因此低压蓄电池的低电压无法唤醒车载器件／控制单元，故不能让车载器件／控制单元正常工作，也无法启动车辆。

    低压蓄电池亏电后，无法利用动力电池为其进行补电。因为动力电池通过DC/DC给12V低压蓄电池充电（补电）的前提是动力电池的电池管理系统（BMS）处于工作状态，主正、主负继电器吸合。低压蓄电池亏电后无法唤醒BMS且无法提供足够的电压使继电器吸合，故而动力电池不能形成高压闭合回路，无法为低压蓄电池进行充电。

    通过以上分析，如果对低压蓄电池的电压进行实时监控，并在其电压降低到一定限值时及时唤醒高压电气回路对其进行补电，即可有效降低纯电动汽车低压蓄电池的亏电故障。

 

2.1功能要求

    ①在整车OFF状态下对低压蓄电池的电压进行实时监控，当电压低于一定限值时进入补电程序，避免对驾驶员的正常用车造成干扰。

      ②在给低压蓄电池补电前，通过APP短信或微信小程序等媒介征得用户授权，让用户知晓整个补电过程的状况。防止在补电过程中用户或者其他人员（如维修人员）接触电气系统，造成人员触电风险。

2.2设计方案

    智能补电功能涉及到的零件包括远程终端（VT）、整车控制器（VCU ）、电池管理系统（BMS）和直流／直流（DC/DC）转换器等，可在不增加或变更硬件设计的基础上，通过直接升级软件程序来实现智能补电功能。

2.2.1智能补电流程

    整车下电并且锁车后，VCU实时监控低压蓄电池的电压值，并通过VT上传到售后服务平台。当VCU监控到低压蓄电池的电压低于某一设定的限值时，售后服务平台通过APP、短信或微信小程序等媒介提醒用户车辆将亏电，并请求进入智能补电程序。

在获得用户授权后，VCU控制动力电池继电器吸合，并通过DC/DC将动力电池进行降压给低压蓄电池充电。低压蓄电池充满电后，VCU控制动力电池的继电器断开，补电结束，整车恢复正常OFF状态。

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