CN104071095B - 汽车静态电源智能管理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车静态电源智能管理装置及方法，包括电池传感器、静态电源管理控制器、车身控制器、车载信息服务终端和手持终端，电池传感器通过车载总线与静态电源管理控制器连接，通过电池传感器检测蓄电池的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器，静态电源管理控制器分别通过车载总线与车载信息服务终端及车身控制器连接，车载信息服务终端通过移动通信网络与手持终端通信，静态电源管理控制器根据蓄电池的荷电状态对蓄电池的状态进行评估。通过本发明所述的装置及方法能够实现汽车静态下的电源管理。
Description
技术领域
本发明属于车身电子控制，具体涉及一种汽车静态电源智能管理装置及方法。
背景技术
为了降低整车能耗，提高汽车电源系统的工作效率和零部件的寿命，现已有多种汽车电源管理装置和控制方法在汽车上应用，如：中国专利文献中记载的“一种电源管理系统及其车身控制器的控制方法”（申请号为201010609039.5）、“车载电源管理装置及方法”（申请号为200910110149.4）和“一种汽车电源管理系统及其管理方法”（申请号为201010215403.X），这些装置都是在车辆正常运行情况下，通过检测蓄电池状态，并根据一定电源管理逻辑对电器负载或者发电机进行控制，从而达到提高电源系统工作效率，保护零部件的目的；但不足的是这些装置不能用于汽车静态下的电源管理（即：电源档位处于OFF档的状态）。而在汽车实际使用中，常常会发生驾驶员未关闭大灯等电气负载便离开汽车的情况，这将导致蓄电池过度放电，影响汽车的正常使用，同时还会加速蓄电池的老化。
因此，在汽车静态下对蓄电池状态进行监控，实现电源管理，对于保证车辆的正常使用，延长蓄电池的使用寿命以及减少能源浪费具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车静态电源智能管理装置及方法，以实现汽车静态下的电源管理。
本发明所述汽车静态电源智能管理装置，包括电池传感器、静态电源管理控制器、车身控制器、车载信息服务终端和手持终端，电池传感器通过车载总线与静态电源管理控制器连接，通过电池传感器检测蓄电池的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器，静态电源管理控制器分别通过车载总线与车载信息服务终端及车身控制器连接，车载信息服务终端通过移动通信网络与手持终端通信，静态电源管理控制器根据蓄电池的荷电状态对蓄电池的状态进行评估。
所述静态电源管理控制器包括单片机、LIN收发器、CAN收发器和电源芯片；
单片机用于运行静态电源管理逻辑；
LIN收发器与单片机的串行通信端口连接，静态电源管理控制器通过LIN收发器和单片机的串行通信端口读取电池传感器的荷电状态信息；
CAN收发器与单片机的CAN控制器连接，静态电源管理控制器通过CAN收发器和单片机的CAN控制器与车载信息服务终端及车身控制器进行通信；
电源芯片与单片机连接，将12V的蓄电池电源转化为5V，为单片机提供正常的工作电压。
所述电源芯片采用MC33905电源芯片，或LM2576T-5电源芯片，或LM1593电源芯片。
所述单片机为MPC5634单片机，或MSP430单片机，或MC68HC912DG128A单片机。
所述LIN收发器为TJA1020LIN收发器，或TJA1027LIN收发器，或MPC2003LIN收发器。
所述CAN收发器为SJA1000CAN收发器。
所述电池传感器为M044K电池传感器。
本发明所述的汽车静态电源智能管理方法，其步骤如下：
步骤一、将电池传感器安装在蓄电池的负极上，通过电池传感器检测蓄电池的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器；
步骤二、当汽车处于静置状态时，静态电源管理控制器读取蓄电池的荷电状态，并将蓄电池的荷电状态与用户设定的预警限值进行比较，当蓄电池的荷电状态小于用户设定的预警限值时，静态电源管理控制器发出预警信号，并通过车载信息服务终端传输给手持终端，提示用户选择汽车电源的控制方式，用户通过手持终端发出指令，并通过载信息服务终端传输到静态电源管理控制器，静态电源管理控制器根据用户的指令发送控制指令给车身控制器对电气负载进行控制，当蓄电池的荷电状态小于用户设定的最低限值时，静态电源管理控制器发送控制指令给车身控制器，关闭电气负载。
所述步骤二中的汽车电源的控制方式有三种，分别为强制关闭、定时关闭和电量控制；
当用户的指令为强制关闭时，静态电源管理控制器发出关闭指令给车身控制器，关闭电气负载；
当用户的指令为定时关闭时，静态电源管理控制器启动一个定时器，当定时器的时间达到用户设定的时间时，静态电源管理控制器发出关闭指令给车身控制器，关闭电气负载；
当用户的指令为电量控制时，静态电源管理控制器将蓄电池的实际荷电状态与用户设定值进行实时比较，当蓄电池的荷电状态小于用户设定值时，静态电源管理控制器发出关闭指令给车身控制器，关闭电气负载。
本发明在汽车静态下对蓄电池状态进行监控，实现电源管理，并通过远程通信实现电源管理装置与驾驶员的交互控制；既能够实现驾驶员离开车辆后的照明需求，又能够有效避免因驾驶员停车后忘记关闭电气负载而导致的蓄电池过放电问题，保证了车辆的正常使用，延长了蓄电池的使用寿命以及减少了能源的浪费。
附图说明
图1 是本发明所述的汽车静态电源智能管理装置与蓄电池及电气负载连接的示意图；
图2 是静态电源管理控制器的方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示的汽车静态电源智能管理装置，包括电池传感器4、静态电源管理控制器1、车身控制器2、车载信息服务终端6和手持终端7，电池传感器4通过LIN总线与静态电源管理控制器1连接，通过电池传感器4检测蓄电池5的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器1，静态电源管理控制器1分别通过CAN总线与车载信息服务终端6及车身控制器2连接，车载信息服务终端6通过移动通信网络与手持终端7通信，静态电源管理控制器1根据蓄电池5的荷电状态对蓄电池5的状态进行评估。
手持终端7采用手机，车载信息服务终端6通过3G网络与手机7通信。当车载信息服务终端6通过CAN总线接收到静态电源管理控制器1的预警信号时，通过短信或者手机应用程序将预警信号发送到用户手机，用户可通过短信或者手机应用程序对电气负载3进行控制，将控制指令通过3G网络发送到车载信息服务终端6，车载信息服务终端6通过CAN总线将用户的控制指令传输给静态电源管理控制器1。
如图2所示，静态电源管理控制器1包括单片机12、LIN收发器11、CAN收发器14和电源芯片13；其中，单片机12采用MPC5634单片机， LIN收发器11采用TJA1020 LIN收发器，CAN收发器14采用SJA1000 CAN收发器，电源芯片13采用MC33905电源芯片。MPC5634单片机用于运行静态电源管理逻辑；TJA1020 LIN收发器与MPC5634单片机的串行通信端口连接，静态电源管理控制器1通过LJA1020 LIN收发器和MPC5634单片机的串行通信端口读取电池传感器4的荷电状态信息；SJA1000 CAN收发器与MPC5634单片机的CAN控制器连接，静态电源管理控制器1通过SJA1000 CAN收发器和MPC5634单片机的CAN控制器与车载信息服务终端6及车身控制器2进行通信；MC33905电源芯片与MPC5634单片机连接，将12V的蓄电池5电源转化为5V，为MPC5634单片机提供正常的工作电压。
车身控制器2为汽车上已有的控制器，能够接收CAN总线信息即可。当车身控制器2通过CAN总线接收到静态电源管理控制器1输出的关闭指令时，则自动关闭电气负载3。
电池传感器4采用博世的M044K型电池传感器。该电池传感器内嵌了电池模型，带有LIN通信，能够将电池模型计算得到的荷电状态通过LIN通信传输给其它控制器。
本发明的电源芯片13亦可采用LM2576T-5电源芯片或LM1593电源芯片；单片机12亦可采用MSP430单片机或MC68HC912DG128A单片机；LIN收发器11亦可采用TJA1027LIN收发器或MPC2003LIN收发器。
在实际使用中，可以采用单独的静态电源管理控制器1，在硬件接口满足静态电源管理要求的条件下，也可以将静态电源管理软件集成到其它的控制器中，如：车身控制器。
本发明的汽车静态电源智能管理方法，其步骤如下：
步骤一、将电池传感器4安装在蓄电池5的负极上，通过电池传感器4检测蓄电池5的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器1；
步骤二、当汽车处于静置状态时，静态电源管理控制器1读取蓄电池5的荷电状态，并将蓄电池5的荷电状态与用户设定的预警限值进行比较，当蓄电池5的荷电状态小于用户设定的预警限值时（比如：80%），静态电源管理控制器1发出预警信号，并通过车载信息服务终端6传输给手持终端7，提示用户选择汽车电源的控制方式，用户通过手持终端7发出指令，并通过车载信息服务终端6传输到静态电源管理控制器1，静态电源管理控制器1根据用户的指令发送控制指令给车身控制器2对电气负载3进行控制，当蓄电池5的荷电状态小于用户设定的最低限值（比如：50%）时，静态电源管理控制器1发送控制指令给车身控制器2，关闭电气负载3。
步骤二中的汽车电源的控制方式有三种，分别为强制关闭、定时关闭和电量控制；强制关闭表示立刻关闭电气负载3；定时关闭表示延迟一定时间后关闭电气负载3（比如：用户有照明需求）；电量控制表示用户需要长时间使用该电气负载3（比如：用户需要长时间照明），直至蓄电池5的电量低于用户设定值才关闭电气负载3。用户通过回复短信设定控制方式和设定参数。车载信息服务终端6接收到用户回复的短信后，将用户设定的控制方式和设定参数通过CAN总线传输给静态电源管理控制器1。
当用户的指令为强制关闭时，静态电源管理控制器1发出关闭指令给车身控制器2，关闭电气负载3；
当用户的指令为定时关闭时，静态电源管理控制器1启动一个定时器，当定时器的时间达到用户设定的时间时（比如：10S），静态电源管理控制器1发出关闭指令给车身控制器2，关闭电气负载3；
当用户的指令为电量控制时，静态电源管理控制器1将蓄电池5的实际荷电状态与用户设定值进行实时比较，当蓄电池5的荷电状态小于用户设定值（比如：50%）时，静态电源管理控制器1发出关闭指令给车身控制器2，关闭电气负载3。
Claims (10)
1.一种汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：包括电池传感器（4）、静态电源管理控制器（1）、车身控制器（2）、车载信息服务终端（6）和手持终端（7），电池传感器（4）通过车载总线与静态电源管理控制器（1）连接，通过电池传感器（4）检测蓄电池（5）的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器（1），静态电源管理控制器（1）分别通过车载总线与车载信息服务终端（6）及车身控制器（2）连接，车载信息服务终端（6）通过移动通信网络与手持终端（7）通信，静态电源管理控制器（1）根据蓄电池（5）的荷电状态对蓄电池（5）的状态进行评估；
当汽车处于静置状态时，静态电源管理控制器（1）读取蓄电池（5）的荷电状态，并将蓄电池（5）的荷电状态与用户设定的预警限值进行比较，当蓄电池（5）的荷电状态小于用户设定的预警限值时，静态电源管理控制器（1）发出预警信号，并通过车载信息服务终端（6）传输给手持终端（7），提示用户选择汽车电源的控制方式，用户通过手持终端（7）发出指令，并通过车载信息服务终端（6）传输到静态电源管理控制器（1），静态电源管理控制器（1）根据用户的指令发送控制指令给车身控制器（2）对电气负载（3）进行控制，当蓄电池（5）的荷电状态小于用户设定的最低限值时，静态电源管理控制器（1）发送控制指令给车身控制器（2），关闭电气负载（3）。
2.根据权利要求1所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述电池传感器（4）通过LIN总线与静态电源管理控制器（1）连接，所述静态电源管理控制器（1）分别通过CAN总线与车载信息服务终端（6）及车身控制器（2）连接。
3.根据权利要求2所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述静态电源管理控制器（1）包括单片机（12）、LIN收发器（11）、CAN收发器（14）和电源芯片（13）；
单片机（12）用于运行静态电源管理逻辑；
LIN收发器（11）与单片机（12）的串行通信端口连接，静态电源管理控制器（1）通过LIN收发器（11）和单片机（12）的串行通信端口读取电池传感器（4）的荷电状态信息；
CAN收发器（14）与单片机（12）的CAN控制器连接，静态电源管理控制器（1）通过CAN收发器（14）和单片机（12）的CAN控制器与车载信息服务终端（6）及车身控制器（2）进行通信；
电源芯片（13）与单片机（12）连接，将12V的蓄电池（5）电源转化为5V，为单片机（12）提供正常的工作电压。
4.根据权利要求3所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述电源芯片（13）采用MC33905电源芯片，或LM2576T-5电源芯片，或LM1593电源芯片。
5.根据权利要求3所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述单片机（12）为MPC5634单片机，或MSP430单片机，或MC68HC912DG128A单片机。
6.根据权利要求3所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述LIN收发器（11）为TJA1020LIN收发器，或TJA1027LIN收发器，或MPC2003LIN收发器。
7.根据权利要求3所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述CAN收发器（14）为SJA1000CAN收发器。
8.根据权利要求1至3任一所述的汽车静态电源智能管理装置，其特征在于：所述电池传感器（4）为M044K电池传感器。
9.一种汽车静态电源智能管理方法，其特征在于：采用如权利要求1至8任一所述的汽车静态电源智能管理装置，包括以下步骤：
步骤一、将电池传感器（4）安装在蓄电池（5）的负极上，通过电池传感器（4）检测蓄电池（5）的荷电状态，并传输给静态电源管理控制器（1）；
步骤二、当汽车处于静置状态时，静态电源管理控制器（1）读取蓄电池（5）的荷电状态，并将蓄电池（5）的荷电状态与用户设定的预警限值进行比较，当蓄电池（5）的荷电状态小于用户设定的预警限值时，静态电源管理控制器（1）发出预警信号，并通过车载信息服务终端（6）传输给手持终端（7），提示用户选择汽车电源的控制方式，用户通过手持终端（7）发出指令，并通过车载信息服务终端（6）传输到静态电源管理控制器（1），静态电源管理控制器（1）根据用户的指令发送控制指令给车身控制器（2）对电气负载（3）进行控制，当蓄电池（5）的荷电状态小于用户设定的最低限值时，静态电源管理控制器（1）发送控制指令给车身控制器（2），关闭电气负载（3）。
10.根据权利要求9所述的汽车静态电源智能管理方法，其特征在于：所述步骤二中的汽车电源的控制方式有三种，分别为强制关闭、定时关闭和电量控制；
当用户的指令为强制关闭时，静态电源管理控制器（1）发出关闭指令给车身控制器（2），关闭电气负载（3）；
当用户的指令为定时关闭时，静态电源管理控制器（1）启动一个定时器，当定时器的时间达到用户设定时间时，静态电源管理控制器（1）发出关闭指令给车身控制器（2），关闭电气负载（3）；
当用户的指令为电量控制时，静态电源管理控制器（1）将蓄电池（5）的实际荷电状态与用户设定值进行实时比较，当蓄电池（5）的荷电状态小于用户设定值时，静态电源管理控制器（1）发出关闭指令给车身控制器（2），关闭电气负载（3）。
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