CN106114426B - 一种车辆电源管理系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆电源管理系统，包括：发电机，用于为电源管理控制器提供发电机当前状态信息；蓄电池传感器，用于为电源管理控制器提供蓄电池当前状态信息；发动机控制模块，用于为电源管理控制器提供发动机当前状态信息；电源管理控制器，用于在发动机运行时根据蓄电池当前状态信息、发电机当前工作状态信息、发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；还用于在发动机停止时根据蓄电池当前状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。本发明系统集成度高且简单易行。

Description

一种车辆电源管理系统及其控制方法

技术领域

本发明汽车技术领域，尤其涉及一种车辆电源管理系统及其控制方法。

背景技术

汽车电子技术的应用越来越广泛，新的电子电器技术日新月异，电器系统和控制模块的大量增加，造成整车负载消耗功率随之上升，对电能的需求越来越大。如果整车的电源系统和负载消耗不能很好的控制和管理，就会出现发电机输出不足，蓄电池亏电无法启动，蓄电池老化寿命降低等问题，严重时影响车辆安全行驶。同时，电器系统和控制模块的大量增加，使得在车辆休眠时的暗电流增大，会影响车辆的停放时间，在车辆长期停放或在运输时可能会出现车辆无法正常启动行驶的问题。

近几年，随着汽车电子技术应用的广泛普及，越来越多的车型开发了电源管理系统，但功能简单不够完善，多个功能之间缺少协调。如蓄电池电量过低时车主无法及时得知而采取相应措施，车辆在不同工况下无法进行限制发电机功率或者限制负载消耗功率以达到动态平衡，电源管理系统带来的效益车主也不易感知，以及车辆在长期停放时无法主动限制暗电流以延长车辆停放时间，车辆在蓄电池亏电时无法提示车主告知车辆位置或状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种集成度高、操作简单、可有效提高蓄电池使用寿命的车辆电源管理系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种车辆电源管理系统，包括：

发电机，用于为电源管理控制器提供发电机当前状态信息；

蓄电池传感器，用于为电源管理控制器提供蓄电池当前状态信息；

发动机控制模块，用于为电源管理控制器提供发动机当前状态信息；

电源管理控制器，用于在发动机运行时根据所述蓄电池当前状态信息、所述发电机当前工作状态信息、所述发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将所述当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；还用于在发动机停止时根据所述蓄电池当前状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将所述当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。

其中，所述电源管理控制器将负载限制等级通过网关发送到总线上，总线上各用电负载根据负载限制等级执行限制功率或降低工作频度或关闭。

其中，所述电源管理控制器还用于在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，向仪表发送提示请求，以提示驾驶者。

其中，所述电源管理控制器还用于在发动机运行时，在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并转化成油耗，连同当前电量与燃油节省量，以及历史电量与燃油节省量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

其中，所述电源管理控制器还用于在发动机停止时，在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并将当前节省电量以及历史节省电量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

其中，所述动态负载限制等级和静态负载限制等级以不限制用电负载为最低等级，并根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

其中，所述电源管理控制器还用于根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

其中，所述电源管理控制器用于在接收到所述蓄电池传感器计算得到的当前蓄电池剩余电量后，向仪表发送当前蓄电池剩余电量的提示请求。

其中，所述电源管理控制器用于在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量时，或者在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量时，或者在判断接收到的当前蓄电池健康度低于蓄电池老化预警值时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

其中，所述蓄电池传感器用于在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池最低启动电量时或者暗电流大于限值一定时间时，通过LIN唤醒所述电源管理控制器，所述电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级。

其中，所述蓄电池传感器用于在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池亏电临界电量时，通过LIN唤醒所述电源管理控制器，所述电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级，并通过远程诊断服务或者车联网发送信息，提示车辆亏电及车辆GPS位置。

其中，当车辆进入运输模式后，所述电源管理控制器还用于在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量与第一修正值之和时，或者在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量与第二修正值之和时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

其中，所述电源管理控制器还用于根据所述蓄电池传感器提供的蓄电池剩余电量、所述发动机控制模块提供的发动机状态、所述发电机提供的发电机负载率，以及车辆状态、油门刹车及离合状态，实时计算发电机最佳发电电压，并将计算出的发电机最佳发电电压通过LIN发送给所述发电机，所述发电机还用于根据所述发电机最佳发电电压实时调整其输出电压值。

其中，在车辆怠速时，所述电源管理控制器还用于根据发电机负载及蓄电池充放电状态，向所述发动机控制模块发送发动机怠速转速提升请求，所述发动机控制模块用于根据所述发动机怠速转速提升请求调整发动机转速，以使发电机输出及整车用电负载消耗电流达到平衡状态。

本发明还提供一种车辆电源管理系统的控制方法，包括：

在发动机运行时，根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息、发电机提供的发电机当前工作状态信息、发动机控制模块提供的发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将所述当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；

在发动机停止时，根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，以及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将所述当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。

其中，电源管理控制器将负载限制等级通过网关发送到总线上，总线上各用电负载根据负载限制等级执行限制功率或降低工作频度或关闭。

其中，所述控制方法还包括步骤：

电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，向仪表发送提示请求，以提示驾驶者。

其中，所述控制方法还包括步骤：

在发动机运行时，电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并转化成油耗，连同当前电量与燃油节省量，以及历史电量与燃油节省量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

其中，所述控制方法还包括步骤：

在发动机停止时，电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并将当前节省电量以及历史节省电量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

其中，所述动态负载限制等级和静态负载限制等级以不限制用电负载为最低等级，并根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

其中，所述控制方法还包括步骤：

电源管理控制器根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

其中，所述控制方法还包括步骤：

电源管理控制器在接收到所述蓄电池传感器计算得到的当前蓄电池剩余电量后，向仪表发送当前蓄电池剩余电量的提示请求。

其中，所述控制方法还包括步骤：

所述电源管理控制器用于在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量时，或者在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量时，或者在判断接收到的当前蓄电池健康度低于蓄电池老化预警值时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

其中，所述控制方法还包括步骤：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池最低启动电量时或者暗电流大于限值一定时间时，通过LIN唤醒电源管理控制器，电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级。

其中，所述控制方法还包括步骤：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池亏电临界电量时，通过LIN唤醒电源管理控制器，电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级，并通过远程诊断服务或者车联网发送信息，提示车辆亏电及车辆GPS位置。

其中，所述控制方法还包括步骤：

当车辆进入运输模式后，电源管理控制器在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量与第一修正值之和时，或者在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量与第二修正值之和时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

其中，所述控制方法还包括步骤：

电源管理控制器根据蓄电池传感器提供的蓄电池剩余电量、发动机控制模块提供的发动机状态、发电机提供的发电机负载率，以及车辆状态、油门刹车及离合状态，实时计算发电机最佳发电电压，并将计算出的发电机最佳发电电压通过LIN发送给发电机，发电机根据所述发电机最佳发电电压实时调整其输出电压值。

其中，所述控制方法还包括步骤：

在车辆怠速时，电源管理控制器根据发电机负载及蓄电池充放电状态，向发动机控制模块发送发动机怠速转速提升请求，发动机控制模块根据所述发动机怠速转速提升请求调整发动机转速，以使发电机输出及整车用电负载消耗电流达到平衡状态。

本发明实施例的有益效果在于：电源管理系统集成度高且简单易行，不需继电器或断路器对用电负载控制，而是根据负载限制等级由各用电负载自行控制，动态及静态负载管理分开实施，可实现精准控制；将蓄电池电量、电器系统限制功率、启动发动机等信息通过可视化提示驾驶者，使其能够了解车辆电源系统状态并根据提示进行相应操作；统计电量节省、燃料节省量，智能充电并可节油3％～5％(NEDC工况)，使车主能够了解系统带来的好处；改善整车电平衡性能，提升蓄电池使用寿命；减少不必要的蓄电池放电，延长车辆长期停放时间，也便于车辆长期运输；车辆异常时，可以主动限制异常负载的工作并通过远程服务提示车主车辆信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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是本发明实施例一一种车辆电源管理系统的结构示意图。

图2是本发明实施例一中动态负载管理示意图。

图3是本发明实施例一中静态负载管理示意图。

图4是本发明实施例一中蓄电池状态监测及提示示意图。

图5是本发明实施例一中发电机智能充电及发动机怠速转速提升请求示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，本发明实施例一提供一种车辆电源管理系统，包括：

发电机201，用于为电源管理控制器101提供发电机当前状态信息；

蓄电池传感器202，用于为电源管理控制器101提供蓄电池当前状态信息；

发动机控制模块203，用于为电源管理控制器101提供发动机当前状态信息；

电源管理控制器101，用于在发动机运行时根据所述蓄电池当前状态信息、所述发电机当前工作状态信息、所述发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将所述当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；还用于在发动机停止时根据所述蓄电池当前状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将所述当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。

具体地，蓄电池传感器202为电源管理控制器101提供蓄电池当前的电量、电压、温度及蓄电池充放电电流等信息。作为一种实施方式，蓄电池传感器202可以作为一个独立的部件用于监测蓄电池状态并提供给电源管理控制器101，也可以集成在电源管理控制器101里。

发电机201通过LIN将当前工作状态反馈给电源管理控制器101。

各用电负载连接在总线上，其开启信息经网关204发送到电源管理控制器101，电源管理控制器101判断出当前所处动态负载限制等级或静态负载限制等级后，将负载限制等级通过网关204发送到总线上，总线上各用电负载(如车身控制器及其开关、门窗系统、座椅系统、灯光系统、仪表、空调/加热系统、影音娱乐系统、灯光系统等)根据负载限制等级执行限制功率工作或关闭。

再请参照图2所示，为本发明实施例一中动态负载管理示意图。电源管理控制器101根据蓄电池传感器202提供的蓄电池剩余电量SOC值及充放电电流I，发动机控制模块203提供的发动机当前工作状态信息，发电机201提供的发电机当前工作状态信息，以及用电负载开启信息等判断动态负载限制等级，本实施例中以LST_D LEVEL来表征，共分为0、1、2、3、4共5个等级，可以根据车辆实际需求增加或减少。最低等级0是不限制负载，即所有负载均可正常工作，等级0-4对应车辆正常使用的等级，可根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

具体的动态负载限制等级如下：

LST_D LEVEL＝0时，各用电负载正常工作，发电机正常发电。

LST_D LEVEL＝1时，限制部分驾驶者短期不易察觉的用电负载的功率或工作频度，如后窗玻璃加热、座椅加热、方向盘加热等。

LST_D LEVEL＝2时，进一步限制部分驾驶者短期不易察觉的用电负载的功率或工作频度，如后窗玻璃加热、座椅加热、方向盘加热等；限制部分驾驶者可以感受到的用电负载的功率或工作频度，如座椅通风风量、前排空调风量、后排空调风量、品牌音响等。

LST_D LEVEL＝3时，关闭或限制开启部分驾驶者短期不易察觉的用电负载，如后窗玻璃加热、座椅加热、方向盘加热等；进一步限制部分驾驶者可以感受到的用电负载的功率或工作频度，如座椅通风风量、前排空调风量、后排空调风量、品牌音响等。

LST_D LEVEL＝4时，关闭或限制开启部分驾驶者短期不易察觉的用电负载，如后窗玻璃加热、座椅加热、方向盘加热等；关闭或限制开启部分驾驶者可以感受到的用电负载的功率或工作频度，如座椅通风风量、前排空调风量、后排空调风量、品牌音响等。

作为一个特例，本实施例中还定义动态负载限制等级5，是独立于等级0-4的特殊等级，对应车辆处于长期运输时开启，车辆交付车主时会退出此等级，具体来说，LST_DLEVEL＝5时，车辆进入运输模式，此时禁止开启大部分用电负载，如座椅加热通风、后排空调、后排车窗升降、多媒体及品牌音响、电动门窗等，限制部分用电负载的开启时间，如车内灯、小灯等，限制部分用电负载的功率或工作频度如前排鼓风机、后窗玻璃加热、后视镜加热等。

LST_D LEVEL由电源管理控制器101确定并发出，各用电负载的电子控制单元ECU接收到限制等级时执行相应的限制功率或关闭动作。当相应用电负载被限制功率或降低工作频度或被关闭时，其电子控制单元ECU将反馈一工作受限制信号给电源管理控制器101，电源管理控制器101将向仪表ICM发送提示请求，以提示驾驶者。

此外，各用电负载的电子控制单元ECU会预先在电源管理控制器101注册其额定工作电流或额定功率，在用电负载被限制功率或降低工作频度或被关闭时，电源管理控制器101根据各ECU反馈的工作受限制信号，统计当前电流降低情况，并转化成油耗，连同当前电量与燃油节省量，以及历史电量与燃油节省量发送至仪表或主机，提示驾驶者。

可以理解的，与安全相关的系统，如紧急驻车灯、除雾风量、通讯等，其用电负载不受动态负载关闭等级限制。

再请参照图3所示，为本发明实施例一中静态负载管理示意图。电源管理控制器101根据蓄电池传感器202提供的蓄电池剩余电量SOC值及充放电电流I，用电负载开启信息等判断动态负载限制等级，本实施例中以LST_Q LEVEL来表征，共分为0、1、2、3、4、5共6个等级，可以根据车辆实际需求增加或减少。最低等级0是不限制负载，即所有负载均可正常工作，等级0-5对应车辆正常使用的等级，可根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

具体的动态负载限制等级如下：

LST_Q LEVEL＝0时，各用电负载正常工作。

LST_Q LEVEL＝1时，限制部分驾驶者短期不易察觉的用电负载的功率或工作频度。

LST_Q LEVEL＝2时，进一步限制部分驾驶者短期不易察觉的用电负载的功率或工作频度；限制部分驾驶者可以感受到的用电负载的功率或工作频度。

LST_Q LEVEL＝3时，关闭或限制开启部分驾驶者短期不易察觉的用电负载，限制部分品质感提升的用电负载(如电动滑移门、电动掀背门、功放等)，进一步限制部分驾驶者可以感受到的用电负载的功率或工作频度。

LST_Q LEVEL＝4时，关闭或限制开启部分驾驶者短期不易察觉的用电负载；限制部分品质感提升的用电负载；关闭部分驾驶者可以感受到的用电负载；减少驾驶者必须使用的用电负载的开启时间。

LST_Q LEVEL＝5时，除限制LST_Q LEVEL＝4的用电负载之外，关闭钥匙唤醒、车联网远程唤醒、车身控制器除防盗外的其他功能。

其中LST_Q LEVEL＝0、1、2、3、4仅在车辆电源状态处于ON档或ACC档时使用，LST_QLEVEL＝5仅在车辆电源状态处于OFF档，整车休眠时使用。

LST_Q LEVEL由电源管理控制器101确定并发出，各用电负载的电子控制单元ECU接收到限制等级时执行相应的限制功率或关闭动作。当相应用电负载被限制功率或降低工作频度或被关闭时，其电子控制单元ECU将反馈一工作受限制信号给电源管理控制器101，电源管理控制器101将向仪表ICM发送提示请求，以提示驾驶者。

此外，各用电负载的电子控制单元ECU会预先在电源管理控制器101注册其额定工作电流或额定功率，在用电负载被限制功率或降低工作频度或被关闭时，电源管理控制器101根据各ECU反馈的工作受限制信号，统计当前电流降低情况，并将当前节省电量以及历史节省电量发送至仪表或主机，驾驶者可以通过开启主机查询。

本发明实施例的电源管理控制器101还用于根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。具体结合图4所示，为本发明实施例一中蓄电池状态监测及提示示意图。

为描述简便，本实施例界定以下参数含义：

SOC_L：蓄电池最低启动电量

SOC_LL：蓄电池亏电临界电量

SOH：蓄电池健康度，表明蓄电池老化程度

SOH_L：蓄电池老化预警值

首先，蓄电池传感器202通过计算得到蓄电池当前剩余电量，提供给电源管理控制器101后，由电源管理控制器101向仪表发送当前蓄电池剩余电量的提示请求，由仪表以数字或图形显示来提示当前蓄电池剩余电量。

当电源管理控制器101检测到SOC低于SOC_L时，将发送提示请求给仪表，由仪表显示提示信息，例如“电量低，请启动发动机”或“限制电气设备工作”。

当电源管理控制器101检测到SOC低于SOC_LL时，将发送提示请求给仪表，由仪表显示报警提示信息，例如“蓄电池亏电”，并关闭车辆。

需要说明的是，SOC_L与车辆的蓄电池类型和规格、发动机启动力矩有关，而发动机启动力矩与发动机水温、缸径、摩擦系数有关，故此值针对不同车辆在不同状态下是不同的。

针对某一车型，可通过测试标定来定义SOC_L，SOC_L是与发动机阻力矩MQ及蓄电池的温度Tb相关的函数，示例如下表：

	MQ1	MQ2	...	MQn
					T<sub>b</sub>1	SOC_L11	SOC_L12	...	SOC_L1n
T<sub>b</sub>2	SOC_L21	SOC_L22	...	SOC_L2n
					...	...	...	...	...
T<sub>b</sub>n	SOC_Ln1	SOC_Ln2	...	SOC_Lnn

当电源管理控制器101判断其接收到的SOH低于SOH_L时，发送提示请求给仪表，由仪表显示提示信息，例如“请更换蓄电池”。

通过蓄电池传感器202对蓄电池当前状态的检测，本发明实施例在进行静态负载管理时，还可以起到异常提示作用，具体介绍如下：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器202检测到蓄电池剩余电量SOC低至SOC_L时或者暗电流大于限值I_L(如1A)一定时间T(如60s)时，通过LIN唤醒电源管理控制器101，电源管理控制器101唤醒其他节点并发送静态负载限制等级LST_QLEVEL＝4。

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器202检测到蓄电池剩余电量SOC低至SOC_LL时，通过LIN唤醒电源管理控制器101，电源管理控制器101唤醒其他节点并发送静态负载限制等级LST_Q LEVEL＝5。在关闭网络唤醒功能之前，通过远程诊断服务或者车联网发送信息给用户，提示车辆亏电及车辆GPS位置。

此外，在前述图2、图3介绍的执行动态负载管理和静态负载管理中，当用电负载被限制功率或降低工作频度或被关闭时，电源管理控制器101发送提示请求给仪表，由仪表显示提示信息，例如“限制XX系统工作”、“关闭XX系统工作”。

当车辆进入运输模式后，电源管理控制器101也会发送提示请求给仪表，由仪表显示提示信息，例如“运输模式”。

在运输模式下，当电源管理控制器101判断SOC低于SOC_L+a1时(a1为第一修正值)，电源管理控制器101发送提示请求给仪表，由仪表显示提示信息，例如“蓄电池充电！”；

在运输模式下，当电源管理控制器101判断SOC低于SOC_LL+a2时(a2为第二修正值)，电源管理控制器101发送提示请求给仪表，由仪表显示提示信息，例如“电量低，充电或更换蓄电池”，同时通过声音(如嘀嘀嘀三声)报警并持续显示该提示信息。

请再参照图5所示，为本发明实施例一中发电机智能充电及发动机怠速转速提升请求示意图。

其中，实现发电机智能充电功能时，电源管理控制器101根据蓄电池传感器202提供的蓄电池剩余电量、发动机控制模块203提供的发动机状态、发电机201提供的发电机负载率、以及车辆状态、油门刹车及离合状态，实时计算发电机最佳发电电压U_SET，并将计算出的发电机最佳发电电压U_SET通过LIN发送给发电机201，发电机201实时调整其输出电压值。可以理解的是，最佳发电电压是指在满足整车电量平衡的同时最节省油耗的设置。

最佳发电电压U_SET的计算方式如下：

U_SET＝f(x₁,x₂,…,x_n)

其中，x₁,x₂,…,x_n为蓄电池剩余电量、车速、油门信号、刹车信号、离合信号、发动机转速、发动机效率等信号，f表示与这些信号相关的函数，具体的函数表达式可以根据具体的实际情况进行调整。

当一些对电压敏感、车主极易察觉，且无稳压装置的用电负载开启时(如大灯、空调鼓风机、座椅通风等)，限制或关闭发电机智能充电功能。

车辆怠速时，电源管理控制器101根据发电机负载及蓄电池充放电状态，向发动机控制模块203发送发动机怠速转速提升请求，发动机控制模块203根据该发动机怠速转速提升请求适当调整发动机转速，以使发电机输出及整车用电负载消耗电流达到平衡状态。

怠速转速增加最大不超过200rpm，增速采用渐变式，且对判定条件进行滤波以避免转速频繁波动。

通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于：

电源管理系统集成度高且简单易行，不需继电器或断路器对用电负载控制，而是根据负载限制等级由各用电负载自行控制，动态及静态负载管理分开实施，可实现精准控制；

将蓄电池电量、电器系统限制功率、启动发动机等信息通过可视化提示驾驶者，使其能够了解车辆电源系统状态并根据提示进行相应操作；

统计电量节省、燃料节省量，智能充电并可节油3％～5％(NEDC工况)，使车主能够了解系统带来的好处；

改善整车电平衡性能，提升蓄电池使用寿命；

减少不必要的蓄电池放电，延长车辆长期停放时间，也便于车辆长期运输；

车辆异常时，可以主动限制异常负载的工作并通过远程服务提示车主车辆信息。

基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种如本发明实施例一所述的车辆电源管理系统的控制方法，包括：

在发动机运行时，根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息、发电机提供的发电机当前工作状态信息、发动机控制模块提供的发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将所述当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；

在发动机停止时，根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，以及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将所述当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。

其中，电源管理控制器将负载限制等级通过网关发送到总线上，总线上各用电负载根据负载限制等级执行限制功率或降低工作频度或关闭。

本实施例的控制方法还包括步骤：

电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，向仪表发送提示请求，以提示驾驶者。

本实施例的控制方法还包括步骤：

在发动机运行时，电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并转化成油耗，连同当前电量与燃油节省量，以及历史电量与燃油节省量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

本实施例的控制方法还包括步骤：

在发动机停止时，电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并将当前节省电量以及历史节省电量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

其中，所述动态负载限制等级和静态负载限制等级以不限制用电负载为最低等级，并根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

本实施例的控制方法还包括步骤：

电源管理控制器根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

本实施例的控制方法还包括步骤：

电源管理控制器在接收到所述蓄电池传感器计算得到的当前蓄电池剩余电量后，向仪表发送当前蓄电池剩余电量的提示请求。

本实施例的控制方法还包括步骤：

所述电源管理控制器用于在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量时，或者在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量时，或者在判断接收到的当前蓄电池健康度低于蓄电池老化预警值时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

本实施例的控制方法还包括步骤：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池最低启动电量时或者暗电流大于限值一定时间时，通过LIN唤醒电源管理控制器，电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级。

本实施例的控制方法还包括步骤：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池亏电临界电量时，通过LIN唤醒电源管理控制器，电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级，并通过远程诊断服务或者车联网发送信息，提示车辆亏电及车辆GPS位置。

本实施例的控制方法还包括步骤：

当车辆进入运输模式后，电源管理控制器在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量与第一修正值之和时，或者在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量与第二修正值之和时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

本实施例的控制方法还包括步骤：

电源管理控制器根据蓄电池传感器提供的蓄电池剩余电量、发动机控制模块提供的发动机状态、发电机提供的发电机负载率，以及车辆状态、油门刹车及离合状态，实时计算发电机最佳发电电压，并将计算出的发电机最佳发电电压通过LIN发送给发电机，发电机根据所述发电机最佳发电电压实时调整其输出电压值。

本实施例的控制方法还包括步骤：

在车辆怠速时，电源管理控制器根据发电机负载及蓄电池充放电状态，向发动机控制模块发送发动机怠速转速提升请求，发动机控制模块根据所述发动机怠速转速提升请求调整发动机转速，以使发电机输出及整车用电负载消耗电流达到平衡状态。

有关本实施例的工作原理以及所带来的有益效果请参照本发明实施例一的说明，此处不再赘述。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (28)

1.一种车辆电源管理系统，其特征在于，包括：

发电机，用于为电源管理控制器提供发电机当前状态信息；

蓄电池传感器，用于为电源管理控制器提供蓄电池当前状态信息；

发动机控制模块，用于为电源管理控制器提供发动机当前状态信息；

电源管理控制器，用于在发动机运行时根据所述蓄电池当前状态信息、所述发电机当前工作状态信息、所述发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将所述当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；还用于在发动机停止时根据所述蓄电池当前状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将所述当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。

2.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器将负载限制等级通过网关发送到总线上，总线上各用电负载根据负载限制等级执行限制功率或降低工作频度或关闭。

3.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器还用于在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，向仪表发送提示请求，以提示驾驶者。

4.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器还用于在发动机运行时，在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并转化成油耗，连同当前电量与燃油节省量，以及历史电量与燃油节省量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

5.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器还用于在发动机停止时，在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并将当前节省电量以及历史节省电量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述动态负载限制等级和静态负载限制等级以不限制用电负载为最低等级，并根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

7.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器还用于根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

8.根据权利要求7所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器用于在接收到所述蓄电池传感器计算得到的当前蓄电池剩余电量后，向仪表发送当前蓄电池剩余电量的提示请求。

9.根据权利要求7所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器用于在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量时，或者在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量时，或者在判断接收到的当前蓄电池健康度低于蓄电池老化预警值时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

10.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述蓄电池传感器用于在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池最低启动电量时或者暗电流大于限值一定时间时，通过LIN唤醒所述电源管理控制器，所述电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级。

11.根据权利要求10所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述蓄电池传感器用于在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池亏电临界电量时，通过LIN唤醒所述电源管理控制器，所述电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级，并通过远程诊断服务或者车联网发送信息，提示车辆亏电及车辆GPS位置。

12.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，当车辆进入运输模式后，所述电源管理控制器还用于在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量与第一修正值之和时，或者在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量与第二修正值之和时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

13.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器还用于根据所述蓄电池传感器提供的蓄电池剩余电量、所述发动机控制模块提供的发动机状态、所述发电机提供的发电机负载率，以及车辆状态、油门刹车及离合状态，实时计算发电机最佳发电电压，并将计算出的发电机最佳发电电压通过LIN发送给所述发电机，所述发电机还用于根据所述发电机最佳发电电压实时调整其输出电压值。

14.根据权利要求1所述的车辆电源管理系统，其特征在于，在车辆怠速时，所述电源管理控制器还用于根据发电机负载及蓄电池充放电状态，向所述发动机控制模块发送发动机怠速转速提升请求，所述发动机控制模块用于根据所述发动机怠速转速提升请求调整发动机转速，以使发电机输出及整车用电负载消耗电流达到平衡状态。

15.一种如权利要求1-14任一项所述的车辆电源管理系统的控制方法，包括：

在发动机运行时，根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息、发电机提供的发电机当前工作状态信息、发动机控制模块提供的发动机当前工作状态信息及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处动态负载限制等级，并将所述当前所处动态负载限制等级发送给相应用电负载；

在发动机停止时，根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，以及车辆用电负载开启信息，判断车辆当前所处静态负载限制等级，并将所述当前所处静态负载限制等级发送给相应用电负载。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，电源管理控制器将负载限制等级通过网关发送到总线上，总线上各用电负载根据负载限制等级执行限制功率或降低工作频度或关闭。

17.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，向仪表发送提示请求，以提示驾驶者。

18.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在发动机运行时，电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并转化成油耗，连同当前电量与燃油节省量，以及历史电量与燃油节省量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

19.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在发动机停止时，电源管理控制器在接收到由被限制功率或降低工作频度或被关闭的用电负载反馈的工作受限制信号时，统计当前电流降低情况，并将当前节省电量以及历史节省电量发送至仪表或主机，以提示驾驶者。

20.根据权利要求15-19任一项所述的控制方法，其特征在于，所述动态负载限制等级和静态负载限制等级以不限制用电负载为最低等级，并根据需要限制功率或降低工作频度或关闭的用电负载范围及数量确定等级划分数量。

21.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

电源管理控制器根据蓄电池传感器提供的蓄电池当前状态信息，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

22.根据权利要求21所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

电源管理控制器在接收到所述蓄电池传感器计算得到的当前蓄电池剩余电量后，向仪表发送当前蓄电池剩余电量的提示请求。

23.根据权利要求21所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

所述电源管理控制器用于在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量时，或者在检测到当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量时，或者在判断接收到的当前蓄电池健康度低于蓄电池老化预警值时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

24.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池最低启动电量时或者暗电流大于限值一定时间时，通过LIN唤醒电源管理控制器，电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级。

25.根据权利要求24所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在发动机停止，车辆电源状态处于OFF档时，当蓄电池传感器检测到蓄电池剩余电量低至蓄电池亏电临界电量时，通过LIN唤醒电源管理控制器，电源管理控制器唤醒其他节点并发送设定的静态负载限制等级，并通过远程诊断服务或者车联网发送信息，提示车辆亏电及车辆GPS位置。

26.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

当车辆进入运输模式后，电源管理控制器在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池最低启动电量与第一修正值之和时，或者在判断当前蓄电池剩余电量低于蓄电池亏电临界电量与第二修正值之和时，向仪表发送蓄电池当前状态提示请求。

27.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

电源管理控制器根据蓄电池传感器提供的蓄电池剩余电量、发动机控制模块提供的发动机状态、发电机提供的发电机负载率，以及车辆状态、油门刹车及离合状态，实时计算发电机最佳发电电压，并将计算出的发电机最佳发电电压通过LIN发送给发电机，发电机根据所述发电机最佳发电电压实时调整其输出电压值。

28.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在车辆怠速时，电源管理控制器根据发电机负载及蓄电池充放电状态，向发动机控制模块发送发动机怠速转速提升请求，发动机控制模块根据所述发动机怠速转速提升请求调整发动机转速，以使发电机输出及整车用电负载消耗电流达到平衡状态。