CN110329176A - 一种车载功耗控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车载功耗控制装置及方法，所述车载功耗控制装置包括：收发器单元用于将整车总线单元输出的总线信号发送至控制单元，控制单元用于接收所述总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。本发明大大降低了电池的损耗，缩短整车续航里程。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车供电设备技术领域，特别是涉及一种车载功耗控制装置及方法。
背景技术
随着电动汽车对续航里程的要求，对车载大功率DC-DC的低功耗的要求越来越高。
传统的大功率DC-DC在汽车停止时，DC-DC上的低压供电部分，例如：控制单元、电压采样、输入缓启动电路持续通电，静态功耗大。
首先，过高的功耗会对动力电池组带来不必要的负担，增加动力电池的损耗，缩短整车续航里程；如果静态功耗过大，极大增加低压电池损耗，缩短低压电池使用寿命。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车载功耗控制装置及方法，用于解决现有技术中的因为静态功耗大对动力电池组带来不必要的负担，增加动力电池的损耗，缩短整车续航里程，缩短低压电池使用寿命的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车载功耗控制装置，所述车载功耗控制装置包括：
收发器单元，用于将整车总线单元输出的总线信号发送至控制单元；
控制单元，用于接收所述总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。
在本发明的一实施例中，所述控制单元与所述收发器单元相连接，所述收发器单元与变换器单元、配电盒相连接，所述控制单元与变换器单元、第一功率变换单元、第二功率变换单元、继电器单元以及车载电池相连接，所述变换器单元与所述配电盒相连接，所述第二功率变换单元与车载电池相连接。
在本发明的一实施例中，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，所述第一开关的固定端与第二功率变换单元相连接，所述第一开关的活动端与控制单元的一端口或通过电阻器与控制单元的二端口相连接；所述第二开关的固定端与继电器单元的一端相连接，所述第二开关的活动端与所述控制单元的三端口或通过电阻器与所述继电器单元的另一端相连接；所述第三开关的固定端与变换器单元相连接，所述第三开关的活动端与所述收发器单元或配电盒相连接；所述第四开关的固定端与变换器单元相连接，所述第四开关的活动端与所述控制单元的四端口或通过电阻器与控制单元的五端口相连接。
在本发明的一实施例中，所述收发器单元包括第一芯片，所述第一芯片的引脚9通过第四电阻接收所述使能信号，所述第一芯片的引脚12和引脚13连接整车总线单元，所述第一芯片的引脚6、引脚8、引脚11、引脚14连接所述控制单元，所述第一芯片的引脚7连接变换器单元。
在本发明的一实施例中，所述变换器单元包括稳压器。
在本发明的一实施例中，所述控制单元包括控制芯片。
在本发明的一实施例中，所述第一功率变换单元包括全桥电路。
在本发明的一实施例中，所述第二功率变换单元包括整流电路。
本发明还提供一种车载功耗控制方法，所述车载功耗控制方法的步骤包括：
收发器单元将整车总线单元输出的总线信号发送至控制单元；
控制单元接收所述总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。
在本发明的一实施例中，所述判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭的步骤包括：
所述车辆功耗模式分为第一级功耗模式、第二级功耗模式以及运行模式；
当车辆处于所述第一级功耗模式时，所述控制单元控制第一开关、第二开关以及第四开关打开，所述控制单元通过所述收发器单元控制第三开关关闭；
当车辆处于所述第二级功耗模式时，所述控制单元控制所述第一开关、第二开关以及第四开关打开，所述控制单元通过所述收发器单元控制第三开关打开；
当车辆处于所述运行模式时，所述控制单元控制所述第一开关、第二开关以及第四开关关闭，所述控制单元通过所述收发器单元控制第三开关关闭。
如上所述，本发明的一种车载功耗控制装置及方法，具有以下有益效果：
本发明的车载功耗控制装置能够根据车辆状态，判断车辆功耗模式，从而调整开关单元内部开关的打开或关闭，本发明能够降低车载DC-DC功耗，且本发明的静态功耗低，可以延长电动汽车的停车时间，不至于馈电导致无法发动汽车。本发明大大降低了电池的损耗，缩短整车续航里程，延长了低压电池的使用寿命。
本发明的电路结构简单，成本低廉，能够被广泛地应用在电动汽车中。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的整体结构图。
图2为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的收发器单元的电路原理图。
图3为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的变换器单元的电路原理图。
图4为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的继电器单元的电路原理图。
图5为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的控制单元的电路原理图。
图6为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的第一功率变换单元的电路原理图。
图7为本申请一个实施例提供的一种车载功耗控制方法的工作流程图。
图8为本申请又一个实施例提供的一种车载功耗控制方法的工作流程图。
元件标号说明
10 控制单元
20 收发器单元
30 变换器单元
40 第一功率变换单元
50 第二功率变换单元
60 继电器单元
70 车载电池
80 配电盒
90 整车总线单元
S1 第一开关
S2 第二开关
S3 第三开关
S4 第四开关
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的整体结构图，一种车载功耗控制装置包括：控制单元10、收发器单元20、变换器单元30、第一功率变换单元40、第二功率变换单元50、继电器单元60、车载电池70、配电盒80、整车总线单元90，所述控制单元10包括控制芯片，所述控制芯片可以为DSP主控芯片，请参阅图5，所述DSP主控芯片的型号为PIC18F46K80，所述整车总线单元90设置于车载终端，用于采集总线信号，所述总线信号为CAN总线信号，所述收发器单元20用于将整车总线单元90输出的CAN总线信号发送至控制单元10，所述控制单元10用于接收所述CAN总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。所述第二功率变换单元50的输入端分别连接电阻器的一端和放大器的一个输入端，所述电阻器的另一端分别连接车载电池70输出端以及放大器的另一个输入端，所述放大器的输出端连接所述控制单元10。具体的，所述收发器单元20为CAN收发器单元，所述变换器单元30为DC-DC变换器单元，所述整车总线单元90为整车CAN总线单元。
具体的，所述车辆功耗模式分为第一级功耗模式、第二级功耗模式以及运行模式，例如，车辆长时间处于怠速状态，则所述控制单元10判断车辆进入第一级功耗模式，当车辆停车熄火，则所述控制单元10判断车辆进入第二级功耗模式，当车辆正常运行，则所述控制单元10判断车辆进入运行模式。当车辆进入第一级功耗模式时，所述控制单元10控制第一开关S1、第二开关S2以及第四开关S4打开，所述控制单元10通过所述收发器单元20控制第三开关S3关闭，所述控制单元10自身进入睡眠状态。当车辆进入第一级功耗模式时，所述控制单元10控制所述第一开关S1、第二开关S2以及第四开关S4打开，所述控制单元10通过所述收发器单元20控制第三开关S3打开，此时所述变换器单元30的能量损耗只有收发器单元20，功耗极低，所述控制单元10通过SPI与所述收发器单元20通信，使所述收发器单元20打开第三开关S3，切断除所述收发器单元20以外的所有低压输入供电，此时收发器单元20等待CAN总线信号或使能信号，当收发器单元20收到CAN总线信号或使能信号时，第三开关S3闭合，此时控制单元10得以供电，打开第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4，所述变换器单元30进入正常运行模式。
具体的，请参阅图2、3、6，图2为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的收发器单元20的电路原理图，图3为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的变换器单元30的电路原理图，图6为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的第一功率变换单元的电路原理图。所述收发器单元20包括第一芯片，所述第一芯片的型号为TJA1145芯片，所述TJA1145芯片的引脚9通过第四电阻R4接收所述使能信号，所述TJA1145芯片的引脚12和引脚13连接整车总线单元90，所述TJA1145芯片的引脚6、引脚8、引脚11、引脚14连接所述控制单元10，所述TJA1145芯片的引脚7连接变换器单元30。所述变换器单元30包括稳压器，所述稳压器的型号为BD750L2FP3-CE2，所述BD750L2FP3-CE2芯片的引脚1分别连接第一点容C1的一端、电源以及第一三极管Q1的发射极，所述第一三极管Q1的基极分别连接第一电阻R1的一端以及第三电阻R3的一端，所述第一三极管Q1的源极分别连接所述第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端以及电源，所述第二电阻R2的另一端分别连接第一MOS管VT1的栅极、第五电阻R5的一端以及所述收发器单元20，所述第五电阻R5的另一端以及第一MOS管VT1的源极均接地，所述第一MOS管VT1的漏极连接第三电阻R3的另一端，所述BD750L2FP3-CE2芯片的引脚2、引脚4均接地，所述BD750L2FP3-CE2芯片的引脚3分别连接第二电容C2的一端以及电源，所述第二电容C2的另一端接地。所述第一功率变换单元40包括全桥电路，所述全桥电路设置为四个，四个所述全桥电路包括MOS管，所述MOS管的型号为IPW65R150CFD。所述第二功率变换单元50包括整流电路，所述整流电路设置为四个，四个所述整流电路包括MOS管，所述MOS管的型号为IRFP4110PBF。
具体的，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种车载功耗控制装置的继电器单元60的电路原理图。所述继电器单元60包括第二MOS管VT2，所述第二MOS管VT2的栅极分别连接第八电阻R8的一端以及第九电阻R9的一端，所述第九电阻R9的另一端连接所述控制单元10，所述第二MOS管VT2的源极以及第八电阻R8的另一端均接地，所述第二MOS管VT2的漏极连接第七电阻R7的一端，所述第七电阻R7的另一端连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端连接电源。
本发明还提供一种车载功耗控制方法，具体的，请参阅图7、8，图7为本申请一个实施例提供的一种车载功耗控制方法的工作流程图。图8为本申请又一个实施例提供的一种车载功耗控制方法的工作流程图。一种车载功耗控制方法，所述车载功耗控制方法的步骤包括：S1、收发器单元20将整车总线单元90输出的CAN总线信号发送至控制单元10。S2、控制单元10接收所述CAN总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。具体的，在步骤S1中，首先通过所述整车总线单元90采集所述CAN总线信号，并将所述CAN总线信号发送至收发器单元20。
具体的，所述判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭的步骤包括：在所述控制单元10接收到CAN总线信号和使能信号后，进行步骤S103操作。
步骤S103：判断车辆是否处于第一功耗模式，若是，则进行步骤S104操作，若否，则进行步骤S105操作。
步骤S104：所述控制单元10控制第一开关S1、第二开关S2以及第四开关S4打开，所述控制单元10通过所述收发器单元20控制第三开关S3关闭。
步骤S105：判断车辆是否处于第二功耗模式，若是，则进行步骤S106操作，若否，则进行步骤S107操作。
步骤S106：所述控制单元10控制所述第一开关S1、第二开关S2以及第四开关S4打开，所述控制单元10通过所述收发器单元20控制第三开关S3打开。
步骤S107：当车辆处于所述运行模式时，所述控制单元10控制所述第一开关S1、第二开关S2以及第四开关S4关闭，所述控制单元10通过所述收发器单元20控制第三开关S3关闭。
需要特别指出的是：步骤S103至步骤S107之间并没有明确的先后顺序，可以先判断车辆是否处于第一功耗模式，也可以先判断车辆是否处于第二功耗模式或第三功耗模式，车辆处于第一功耗模式或第二功耗模式或第三功耗模式可以依据车辆速度大小来进行判断。
综上所述，本发明的车载功耗控制装置能够根据车辆状态，判断车辆功耗模式，从而调整开关单元内部开关的打开或关闭，本发明能够降低车载DC-DC功耗，且本发明的静态功耗低，可以延长电动汽车的停车时间，不至于馈电导致无法发动汽车。本发明大大降低了电池的损耗，缩短整车续航里程，延长了低压电池的使用寿命。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种车载功耗控制装置，其特征在于，所述车载功耗控制装置包括：
收发器单元，用于将整车总线单元输出的总线信号发送至控制单元；
控制单元，用于接收所述总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述控制单元与所述收发器单元相连接，所述收发器单元与变换器单元、配电盒相连接，所述控制单元与变换器单元、第一功率变换单元、第二功率变换单元、继电器单元以及车载电池相连接，所述变换器单元与所述配电盒相连接，所述第二功率变换单元与车载电池相连接。
3.根据权利要求1所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，所述第一开关的固定端与第二功率变换单元相连接，所述第一开关的活动端与控制单元的一端口或通过电阻器与控制单元的二端口相连接；所述第二开关的固定端与继电器单元的一端相连接，所述第二开关的活动端与所述控制单元的三端口或通过电阻器与所述继电器单元的另一端相连接；所述第三开关的固定端与变换器单元相连接，所述第三开关的活动端与所述收发器单元或配电盒相连接；所述第四开关的固定端与变换器单元相连接，所述第四开关的活动端与所述控制单元的四端口或通过电阻器与控制单元的五端口相连接。
4.根据权利要求1所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述收发器单元包括第一芯片，所述第一芯片的引脚9通过第四电阻接收所述使能信号，所述第一芯片的引脚12和引脚13连接整车总线单元，所述第一芯片的引脚6、引脚8、引脚11、引脚14连接所述控制单元，所述第一芯片的引脚7连接变换器单元。
5.根据权利要求2或3所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述变换器单元包括稳压器。
6.根据权利要求1所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述控制单元包括控制芯片。
7.根据权利要求2所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述第一功率变换单元包括全桥电路。
8.根据权利要求2所述的一种车载功耗控制装置，其特征在于：所述第二功率变换单元包括整流电路。
9.一种车载功耗控制方法，其特征在于，所述车载功耗控制方法的步骤包括：
收发器单元将整车总线单元输出的总线信号发送至控制单元；
控制单元接收所述总线信号和使能信号，判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭。
10.根据权利要求9所述的一种车载功耗控制方法，其特征在于，所述判断车辆功耗模式，输出控制信号至开关单元，以调整所述开关单元内部开关的打开或关闭的步骤包括：
所述车辆功耗模式分为第一级功耗模式、第二级功耗模式以及运行模式；
当车辆处于所述第一级功耗模式时，所述控制单元控制第一开关、第二开关以及第四开关打开，所述控制单元通过所述收发器单元控制第三开关关闭；
当车辆处于所述第二级功耗模式时，所述控制单元控制所述第一开关、第二开关以及第四开关打开，所述控制单元通过所述收发器单元控制第三开关打开；
当车辆处于所述运行模式时，所述控制单元控制所述第一开关、第二开关以及第四开关关闭，所述控制单元通过所述收发器单元控制第三开关关闭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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