CN108899962B - 车用usb充电模块及其充电方法 - Google Patents
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Abstract
一种车用USB充电模块,包括电源接口、电压转换电路、多条USB接口供电支路、通信接口和控制器。电源接口用于电连接至汽车蓄电池的输出端。电压转换电路的输入端与电源接口连接。每一USB接口供电支路包括依次相连的第一开关电路、电流检测电路以及USB接口,第一开关电路与电压转换电路的输出端连接。通信接口用于与汽车电子控制单元通信。控制器的通信端与通信接口连接,输入端分别与多条USB接口供电电路的电流检测电路的输出端连接,输出端分别与多条USB接口供电支路的第一开关电路的控制输入端连接。本发明还公开了车用USB充电模块的充电方法。本发明能够在汽车处于停车熄火状态时自动对USB充电设备进行智能管理。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域,尤其涉及一种车用USB充电模块。
背景技术
汽车是人们日常生活的常用出行工具。随着消费者使用移动设备、车载设备的频率日益增多,在汽车上对这类设备进行充电或数据交互的需求也日益增加。过去,大部分车型上出现的是USB多媒体接口与点烟器接口的组合,USB接口仅能提供500mA以下的电流,因而仅适合于接入多媒体设备(如U盘)进行影音播放。用户需购买适合于点烟器接口的车载设备,或额外购买USB车充装置插入点烟器接口来为USB接口的设备供电。为提高用户使用的便利性,有厂商在原有的USB多媒体接口之外,在汽车上配备了车用USB充电模块,其相比于USB多媒体接口可以提供更大的充电电流,电流可以达到1A-2.4A。但用户在使用时需注意区分USB多媒体接口与USB充电接口。对此,有厂商将USB多媒体接口集成到车用USB充电模块上以减少设备的体积/成本,例如公布日为2017年6月30日、公布号为CN106911168A的中国发明专利公开了一种车用USB,其公开了如何区分连接于USB接口上的设备类型,以支持数据传输或快速充电,从而使人们在使用时无需去刻意区分每个USB接口的功能。另外,随着具备快充技术的手机的全面推广以及其它大功率车载设备的不断发展,不少厂商已经在进一步提高USB充电模块的充电电流大小。
目前,汽车上的车用USB模块的电源均是由汽车蓄电池供应,即车用USB模块的电源接口电连接至汽车蓄电池。但是,汽车蓄电池最核心的功能是在汽车启动时给启动机供应电源以启动发动机。汽车在行驶过程中,发动机会为汽车蓄电池充电。汽车停止运行时,发动机熄火,汽车蓄电池的电量会随着使用或正常损耗而降低;当电量低至一定阈值时,会导致蓄电池亏电,使发动机无法被正常启动。因此,目前大部分的车型会在发动机熄火后会立即断开或延时(例如从数秒至数分钟)断开对车用USB模块的供电,以防止汽车蓄电池在熄火后过度放电导致亏电,进而无法启动发动机。对于这类车型的用户来说,在汽车发动机熄火后车用USB模块无法满足用户的用电需求。而在停车时希望保持行车记录仪进行视频监控、在车辆熄火时将手机留在车内充电等情境下,用户是希望能保持常电供应的。为此,个别汽车用户会自行改装行车记录仪的接线位置,如直接连接汽车蓄电池或汽车常电线路,以实现对行车记录仪的常电供应,但这带来了很大的安全隐患,同时还会导致蓄电池因放电过多、亏电从而无法启动。
此外,也有少量车型的车用USB模块设计为在车辆熄火后仍保持供电。这类车型中,有一部分完全没有任何电源管理、保护措施,因此仍然存在蓄电池因放电过多、亏电从而无法启动的风险;另外还有少部分车型,其可以在熄火状态下检测蓄电池电压,在电压偏低时切断车用USB模块的供电。但其仍然存在诸多问题:存在滞后性,当检测到电压偏低时,蓄电池已处于电量不足的状态,而在此之前没有任何管理措施;发动机熄火后,USB接口上连接的大功率电器不能及时关闭,导致电源的浪费;需要预先设置电压阈值,然而当蓄电池循环使用一定时间/次数后蓄电池会有所老化,此时在预设电压阈值下蓄电池可用的电量将大大低于蓄电池状态较好时在同样的预设电压阈值下蓄电池可用的电量,此时蓄电池已经无法使发动机正常启动或仅能满足一次正常启动,由此加大了发动机启动失败的风险,即该管理方式不适用于整个蓄电池的寿命周期;低温环境同样会导致预设电压阈值下蓄电池中可用电量低于正常的使用环境;此外该检测方式是在发现蓄电池亏电后切断所有USB供电,则行车记录仪等安全设备的使用受到影响。综上,现有技术的车用USB模块仍有很大的改进空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种车用USB充电模块,其能够在汽车处于停车熄火状态时自动对USB充电设备进行智能管理,在避免汽车蓄电池过度放电而亏电的前提下,确保小功率的USB充电设备仍能够正常充电。
本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种车用USB充电模块的充电方法。
为解决上述技术问题,根据本发明一实施例的一种车用USB充电模块,包括:
电源接口,用于电连接至汽车蓄电池的输出端;
电压转换电路,电压转换电路的输入端与电源接口连接,电压转换电路用于将汽车蓄电池的输出电压转换为预定的电压;
多条USB接口供电支路,每一USB接口供电支路包括第一开关电路、电流检测电路以及USB接口;第一开关电路的输入端与电压转换电路的输出端连接,第一开关电路的输出端与电流检测电路的输入端连接;电流检测电路的第一输出端与USB接口连接,电流检测电路用于检测流入USB接口的电流大小;
通信接口,用于与汽车电子控制单元通信;
控制器,控制器的第一通信端与通信接口连接,以获取发动机的工作状态信息;控制器的第一输入端分别与多条USB接口供电电路的电流检测电路的第二输出端连接,以接收电流检测电路的检测结果;控制器的输出端分别与多条USB接口供电支路的第一开关电路的控制输入端连接。
根据本发明实施例的车用USB充电模块的充电方法,包括以下步骤:
控制器通过通信接口获取发动机的工作状态信息;
在发动机处于工作状态时,控制器控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路处于导通状态;
在发动机处于非工作状态时,控制器分别控制各个USB接口供电支路的第一开关电路导通或断开,使得所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值总和小于预设的电流阈值。
本发明至少具有以下技术效果:
1、根据本发明实施例的车用USB充电模块在每条USB接口供电支路上设有电流检测电路和第一开关电路,可以在停车熄火状态下自动对单个USB接口上的充电设备的用电情况进行针对性的监控,避免汽车蓄电池过度放电而亏电,维持充电电流小的USB充电设备(即小功率的USB充电设备)仍能够正常充电,既满足了用户需求,又提高了用电的安全性,实现了对USB模块供电的智能管理;
2、根据本发明实施例的车用USB充电模块通过通信接口与汽车电子控制单元(ECU)通信,可以准确地获取发动机的状态信息,区分出发动机是处于运转、自动启停运行阶段、或是停车熄火,从而克服了现有技术中通过测量汽车蓄电池电压的方式无法准确判断发动机状态的缺点。使得带有自动启停功能的车型在发动机因自动启停功能而处于熄火状态时,使用USB接口的大功率电器不会被切断供电,提高了其对各种车型的兼容性。
附图说明
图1是本发明车用USB充电模块的第一实施例的原理框图。
图2示出了本发明车用USB充电模块的第二实施例的原理框图。
图3示出了本发明车用USB充电模块的第三实施例的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明车用USB充电模块的第一实施例的原理框图。请参考图1。根据本发明第一实施例的车用USB充电模块100,包括电源接口1、电压转换电路2、多条USB接口供电支路、通信接口4和控制器5。
电源接口1用于电连接至汽车蓄电池6的输出端。电压转换电路2的输入端与电源接口1连接,电压转换电路2用于将汽车蓄电池6的输出电压(如12V或24V或其它)转换为预定的电压,该预定的电压能使得USB接口输出符合USB标准的电压(例如5±0.25V)。
多条USB接口供电支路中,每一USB接口供电支路包括第一开关电路31、电流检测电路33以及USB接口35。第一开关电路31的输入端与电压转换电路2的输出端连接,第一开关电路31的输出端与电流检测电路33的输入端连接,电流检测电路33的第一输出端与USB接口35连接,电流检测电路33用于检测流入USB接口35的电流大小。在图中的示例中,仅仅示出了两条USB接口供电支路,在其它的实施方式中,也可以是三条、四条等。第一开关电路31例如可以采用MOS开关管作为开关器件。电流检测电路33可以由电流采样电阻构成,优选采用MOSFET,利用功率管压降法检测电流大小。
通信接口4用于与汽车电子控制单元(ECU)7通信,所述汽车电子控制单元向外发送包含汽车发动机工作状态的信息,优选为汽车发动机电子控制单元。在本实施例中,通信接口4可采用CAN通信接口。
控制器5的第一通信端与通信接口4连接,以获取汽车发动机的工作状态信息。当汽车发动机处于工作状态时,即发动机为开机状态(通电自检、待启动)或运转中或处于自动启停激活状态(汽车临时停车,点火开关/启动按钮仍保持在ON/START等状态,但发动机自动熄火)时,汽车发动机电子控制单元7通电处于工作状态并向外发送数据,由此控制器5可确定发动机处于工作状态。在发动机处于自动启停激活状态时,虽然发动机暂时熄火、此时不断消耗汽车蓄电池的电,但此时自动启停系统对汽车蓄电池6的监控处于运行阶段,在蓄电池电量过低导致亏电之前发动机会退出自动启停激活状态开始运转。当发动机处于非工作状态(即停车熄火状态,使点火开关/启动按钮处于OFF/LOCK/STOP等状态,发动机完全关闭)时,汽车发动机电子控制单元7断电处于关闭状态从而无法向外发送数据,故控制器5无法获得汽车发动机电子控制单元7的工作信号,由此可确定发动机处于非工作状态。
控制器5的第一输入端分别与多条USB接口供电电路的电流检测电路33的第二输出端连接,以接收电流检测电路33的检测结果;控制器5的输出端分别与多条USB接口供电支路的第一开关电路31的控制输入端连接,以控制第一开关电路31的导通与断开。控制器5可采用单片机。
在本实施例中,控制器5根据发动机的状态和各电流检测电路33的检测结果控制各第一开关电路31的通断。具体地说,控制器5用于在发动机处于工作状态时,控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路31处于导通状态;在发动机处于非工作状态时,分别控制各个USB接口供电支路的第一开关电路31导通或断开,使得所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值总和小于预设的电流阈值。其有多种实施方式,其中一个实施方式为:控制器5用于在发动机处于非工作状态时,先将每个电流检测电路33的检测值分别与预设的电流阈值相比较,若电流检测电路33的检测值大于等于电流阈值,则控制该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路31断开,若电流检测电路的检测值小于电流阈值,则维持该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;随后将所有小于电流阈值的电流检测电路的检测值相加,判断其总和是否大于等于电流阈值;若该总和小于电流阈值,则维持所有检测值小于电流阈值的USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;若该总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路31断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值。作为另一个可选的实施方式:控制器5用于在发动机处于非工作状态时,将所有电流检测电路的检测值求和,并与预设的电流阈值相比较;若该总和小于电流阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;若该总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路31断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值。
上述的预先设定的控制策略为按照电流检测电路的检测值从大到小的顺序,依次控制USB接口供电支路的第一开关电路断开,直到剩余所有电流检测电路的检测值的总和小于所述电流阈值。以图1为例,如果两条USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和大于电流阈值,且上方支路的USB接口的电流大于下方支路的USB接口的电流,则控制器5优先控制上方支路的第一开关电路,然后再看下方支路的USB接口的电流是否大于电流阈值,其目的是使处于导通状态的USB接口供电支路上的电流检测值总和小于电流阈值。
通过对单个USB接口的电流监测,可以大致判断与USB接口相连的充电设备是大功率用电设备还是小功率用电设备。一旦出现单个USB接口的电流超过电流阈值或者是所有USB接口的电流值的总和超过电流阈值,均存在着汽车蓄电池过度放电而亏电的风险,在单个USB接口的电流超过电流阈值时,通过关断超过电流阈值的USB接口供电支路所在的第一开关电路,或者是,在所有USB接口的电流值的总和超过电流阈值时,通过优先关闭电流大的支路的第一开关电路,则避免了这种风险,同时又能保证充电电流小的USB充电设备(即小功率的USB充电设备)在汽车处于停车熄火状态时仍能够正常充电。上述的USB充电设备,例如可以是手机、行车记录仪等。电流阈值的大小可根据实际情况设定,在此不做具体限定。
进一步地,在发动机处于非工作状态下,控制器5用于在判断出或控制使得所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于预设的电流阈值时,计算所有USB接口的用电总量Q,若所有USB接口的用电总量Q小于预设的用电总量阈值Q1,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若所有USB接口的用电总量Q大于等于预设的用电总量阈值Q1,则控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路31断开。
可选地,车用USB充电模块包括USB协议读取模块8,USB协议读取模块8的第一通信端分别与多条USB接口供电支路的USB接口35连接,USB协议读取模块8的第二通信端与控制器5的第二通信端连接,USB协议读取模块用于在第一开关电路31导通时识别与该第一开关电路处于同一USB接口供电支路上的USB接口35所连接的USB设备的类型,并将识别结果通知控制器5。上述的USB协议读取模块8可以是一块芯片。在另一种实施方式中,也可以将USB协议读取模块8的功能并入到控制器5中,即通过软件编程的方式在控制器5中实现USB协议读取模块8的功能。
可选地,控制器5的第三通信端与车载多媒体系统9连接。控制器5用于在获得前述的识别结果后,决定是对USB接口所连接的USB设备进行充电还是读取USB设备所存储的内容并在车载多媒体系统9上进行播放。车载多媒体系统9包括显示屏、音箱等。
图2示出了根据本发明第二实施例的车用USB充电模块200的原理框图。在第二实施例中,车用USB充电模块200还包括电压检测电路34,通过设置电压检测电路34,可以在对用电总量进行管理时,识别出蓄电池未充满电的情况,由此实现对总的可用电量更精确的管理。
电压检测电路34的输入端与电源接口1连接,电压检测电路34的第一输出端与电压转换电路2的输入端连接,电压检测电路34用于检测电源接口1的输出电压(也即汽车蓄电池6的输出电压)。
控制器5的第二输入端与电压检测电路34的第二输出端连接,以接收电压检测电路34的检测结果。在发动机处于非工作状态下,控制器5用于在判断出或控制使得所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值时,进一步将电源接口1的输出电压与预设的第一电压阈值U1进行比较,若电源接口1的输出电压小于第一电压阈值U1,则在上一次计算用电总量时所计算出的所有USB接口35的用电总量的基础上累加计算所有USB接口35的用电总量,若电源接口1的输出电压大于等于第一电压阈值U1,则将上一次计算用电总量时计算出的结果清零并从零开始累加计算所有USB接口的用电总量。若计算出的所有USB接口35的用电总量Q小于预设的用电总量阈值Q1,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若计算出的所有USB接口的用电总量大于等于预设的用电总量阈值Q1,则控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路31断开。其中,0.9U3≤U1≤U3,U3为汽车蓄电池的额定输出电压。第一电压阈值U1接近于汽车蓄电池6满电时的输出电压,对于额定输出电压为12V的汽车蓄电池6来说,例如,可将U1设置为11.9V。这里用电总量阈值可根据实际情况设定,在此不做限制。
需要说明的是,如果是发动机变为非工作状态(即停车熄火)后开始本次非工作状态下的第一次用电总量计算,则前面所述“上一次计算用电总量时所计算出的所有USB接口35的用电总量”即为在本次停车熄火之前一次停车熄火后最终累计的用电总量。之所以在上一次发动机处于停车熄火状态时所计算出的所有USB接口35的用电总量的基础上累加计算所有USB接口35的用电总量,可以避免由于发送机熄火时蓄电池尚未充满,电量不足,若此时从零开始计算所有USB接口的用电总量,会导致蓄电池过度放电,蓄电池亏电。
图3示出了根据本发明第三实施例的车用USB充电模块300的原理框图。在第三实施例中,车用USB充电模块300包括第二开关电路32和电压检测电路34,电压检测电路34的输入端与电源接口1连接,电压检测电路34的第一输出端与第二开关电路32的输入端连接,第二开关电路32的输出端与电压转换电路2的输入端连接,电压检测电路34用于检测电源接口1的输出电压。
控制器5的第二输入端与电压检测电路34的第二输出端连接,以接收电压检测电路的检测结果。在发动机处于工作状态时,控制器5用于控制第二开关电路32处于导通状态。在发动机处于非工作状态时,控制器5用于将电源接口1的输出电压与预设的第二电压阈值U2进行比较,若大于等于第二电压阈值U2,表明汽车蓄电池6的输出电压正常,则控制第二开关电路32处于导通状态,若小于第二电压阈值U2,则控制第二开关电路32断开。第二电压阈值U2的电压大小应保证发动机启动至少一次的电压,优选至少两次。第二电压阈值U2小于第一电压阈值U1。对于12V的汽车蓄电池,可将第二电压阈值U2设为11V。
根据本发明一实施例的车用USB充电模块的充电方法,包括以下步骤:
控制器5通过通信接口4获取发动机的工作状态信息;
在发动机处于工作状态时,控制器5控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路31处于导通状态;
在发动机处于非工作状态时,控制器分别控制各个USB接口供电支路的第一开关电路31导通或断开,使得所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值总和小于预设的电流阈值。
在实际工作中,上述步骤被不断循环执行。
可选地,在发动机处于非工作状态时,控制器5先将每个电流检测电路33的检测值分别与预设的电流阈值相比较,若电流检测电路的检测值大于等于电流阈值,则控制该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路31断开,若电流检测电路的检测值小于电流阈值,则在该步骤中维持该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;随后将所有小于电流阈值的电流检测电路的检测值相加,判断其总和是否大于等于电流阈值;若该总和小于电流阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;若该总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路31断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值。
作为另一个可选的实施方式:在发动机处于非工作状态时,控制器5将所有电流检测电路33的检测值求和,并与电流阈值相比较;若该总和小于电流阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;若该总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路31断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值。
上述预先设定的控制策略为按照电流检测电路33的检测值从大到小的顺序,依次控制USB接口供电支路的第一开关电路断开,直到剩余所有处于导通状态电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值。
可选地,在发动机处于非工作状态下,控制器5在判断出或控制使得所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路33的检测值的总和小于电流阈值时,进一步计算所有USB接口35的用电总量Q,若所有USB接口的用电总量Q小于预设的用电总量阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路31的状态不变;若所有USB接口35的用电总量Q大于等于预设的用电总量阈值,则控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路31断开。
在本申请中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种车用USB充电模块,其特征在于,包括:
电源接口,用于电连接至汽车蓄电池的输出端;
电压转换电路,所述电压转换电路的输入端与所述电源接口连接,电压转换电路用于将汽车蓄电池的输出电压转换为预定的电压;
电压检测电路,所述电压检测电路的输入端与所述电源接口连接,所述电压检测电路的第一输出端与所述电压转换电路的输入端连接,电压检测电路用于检测所述电源接口的输出电压;
多条USB接口供电支路,每一USB接口供电支路包括第一开关电路、电流检测电路以及USB接口;所述第一开关电路的输入端与所述电压转换电路的输出端连接,所述第一开关电路的输出端与所述电流检测电路的输入端连接;所述电流检测电路的第一输出端与所述USB接口连接,电流检测电路用于检测流入USB接口的电流大小;
通信接口,用于与汽车电子控制单元通信;
控制器,所述控制器的第一通信端与所述通信接口连接,以获取发动机的工作状态信息;所述控制器的第一输入端分别与多条USB接口供电支路 的电流检测电路的第二输出端连接,以接收电流检测电路的检测结果;所述控制器的第二输入端与所述电压检测电路的第二输出端连接,以接收电压检测电路的检测结果;所述控制器的输出端分别与多条USB接口供电支路的第一开关电路的控制输入端连接;
所述的控制器用于在发动机处于工作状态时,控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路处于导通状态;在发动机处于非工作状态时,分别控制各个USB接口供电支路的第一开关电路导通或断开,使得所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值总和小于预设的电流阈值;在发动机处于非工作状态且所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值的总和小于所述预设的电流阈值时,将电源接口的输出电压与预设的第一电压阈值U1进行比较,若电源接口的输出电压小于第一电压阈值U1,则在上一次计算用电总量时所计算出的所有USB接口的用电总量的基础上累加计算所有USB接口的用电总量,若电源接口的输出电压大于等于所述第一电压阈值U1,则将上一次计算用电总量时计算出的结果清零并从零开始计算所有USB接口的用电总量;若计算出的所有USB接口的用电总量小于预设的用电总量阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若计算出的所有USB接口的用电总量大于等于所述预设的用电总量阈值,则控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路断开,0.9U3≤U1≤U3,U3为汽车蓄电池的额定输出电压;
发动机处于工作状态是指发动机为开机状态或运转中或处于自动启停激活状态,发动机处于非工作状态是指发动机处于停车熄火状态,发动机完全关闭。
2.根据权利要求1所述的车用USB充电模块,其特征在于,所述控制器用于在发动机处于非工作状态时,先将每个电流检测电路的检测值分别与所述预设的电流阈值相比较,若电流检测电路的检测值大于等于所述电流阈值,则控制该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路断开,若电流检测电路的检测值小于所述电流阈值,则维持该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;随后将所有小于电流阈值的电流检测电路的检测值相加,判断其总和是否大于等于所述电流阈值;若该总和小于电流阈值,则维持所有检测值小于电流阈值的USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若该总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值的总和小于电流阈值。
3.根据权利要求1所述的车用USB充电模块,其特征在于,所述控制器用于在发动机处于非工作状态时,将所有电流检测电路的检测值相加,并与所述预设的电流阈值相比较;若总和小于电流阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值的总和小于电流阈值。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的车用USB充电模块,其特征在于,所述车用USB充电模块包括第二开关电路,所述电压检测电路的第一输出端与所述第二开关电路的输入端连接,所述第二开关电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接;
所述控制器用于将电源接口的输出电压与预设的第二电压阈值U2进行比较,若大于等于第二电压阈值U2,则控制第二开关电路处于导通状态,若小于第二电压阈值U2,则控制第二开关电路断开。
5.根据权利要求1至3任何一项所述的车用USB充电模块,其特征在于,所述车用USB充电模块包括USB协议读取模块,所述USB协议读取模块的第一通信端分别与所述多条USB接口供电支路的USB接口连接,所述USB协议读取模块的第二通信端与所述控制器的第二通信端连接,USB协议读取模块用于识别USB接口所连接的USB设备的类型,并将识别结果通知所述控制器。
6.根据权利要求5所述的车用USB充电模块,其特征在于,所述控制器的第三通信端与车载多媒体系统连接;控制器用于在获得所述的识别结果后,决定是对USB接口所连接的USB设备进行充电还是读取USB设备所存储的内容并在所述车载多媒体系统上进行播放。
7.根据权利要求1所述的车用USB充电模块的充电方法,其特征在于,包括以下步骤:
所述控制器通过所述通信接口获取发动机的工作状态信息;
在发动机处于工作状态时,控制器控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路处于导通状态;
在发动机处于非工作状态时,控制器分别控制各个USB接口供电支路的第一开关电路导通或断开,使得所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值总和小于预设的电流阈值。
8.根据权利要求7所述的充电方法,其特征在于,在发动机处于非工作状态时,控制器先将每个所述电流检测电路的检测值分别与所述预设的电流阈值相比较,若电流检测电路的检测值大于等于所述电流阈值,则控制该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路断开,若电流检测电路的检测值小于电流阈值,则维持该电流检测电路所在的USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;随后将所有小于所述电流阈值的电流检测电路的检测值相加,判断其总和是否大于等于所述电流阈值;若该总和小于电流阈值,则维持所有检测值小于电流阈值的USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若该总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值的总和小于电流阈值。
9.根据权利要求7所述的充电方法,其特征在于,在发动机处于非工作状态时,控制器将所有电流检测电路的检测值相加,并与所述预设的电流阈值相比较;若总和小于电流阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若总和大于等于电流阈值,则按照预先设定的控制策略控制部分USB接口供电支路的第一开关电路断开,以使所有处于导通状态的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值的总和小于电流阈值。
10.根据权利要求7所述的充电方法,其特征在于,所述控制器在发动机处于非工作状态且所有处于导通状态下的USB接口供电支路的电流检测电路的检测值的总和小于所述预设的电流阈值时,进一步计算所有USB接口的用电总量,若所有USB接口的用电总量小于预设的用电总量阈值,则维持所有USB接口供电支路的第一开关电路的状态不变;若所有USB接口的用电总量大于等于预设的用电总量阈值,则控制所有USB接口供电支路上的第一开关电路断开。
11.根据权利要求8所述的充电方法,其特征在于,所述预先设定的控制策略为按照电流检测电路的检测值从大到小的顺序,依次控制USB接口供电支路的第一开关电路断开,直到剩余所有电流检测电路的检测值的总和小于所述电流阈值。
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