CN110920392A - 一种电源控制电路、电源控制方法及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电源控制电路、电源控制方法及新能源汽车，所述电源控制电路包括：信号输入电路：获取上电激活信号；信号控制电路：连接信号输入电路，输入上电激活信号时导通；电源驱动电路：连接信号控制电路，当信号控制电路导通时，输出高电平电源驱动信号EN_IGN；电源模块：连接电源驱动电路，当高电平电源驱动信号EN_IGN输入时启动；控制芯片：连接信号驱动电路和电源模块，控制芯片启动后输出电源激活信号EN_MCU控制电源模块，控制芯片实时监控信号驱动电路是否发出电源驱动信号EN_IGN。本发明减少新能源车各个低压部件对于低压系统电源的能量消耗，保证车辆在长时间停放后仍可以保持正常启动；提高了车辆低压电源的可靠性和使用寿命，极大的方便了用户。

Description

一种电源控制电路、电源控制方法及新能源汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种电源控制电路、电源控制方法及新能源汽车。

背景技术

新能源汽车已经成为当今汽车行业的发展趋势，对于整车的能耗要求的要求越来越高，目前国家已经出台了正式的国家标准对整车的能耗进行了明确的要求；整车控制器（VCU，Vehicle Control Unit）做为核心的能量管理，驾驶意图解析以及故障处理单元，对于整车整体的舒适性以及安全性有着至关重要的作用。

车辆停车时，由于低压系统依然需要给各控制器部件供电，同时由于动力系统给低压系统的充电部件停止工作，会导致低压蓄电池的电源持续损耗，为保证车辆在长时间停放时减少对低压蓄电池系统的静态损耗，防止长时间停放导致车辆无法启动的问题，一般在车辆关闭后会手动断开低压蓄电池从而减少车辆的低压系统损耗，再使用时再手动将低压蓄电池的电源接上以正常使用；但是在无工具时，手动断开和连接低压蓄电池难以实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种电源控制电路、电源控制方法方法及新能源汽车，解决了在车辆关闭时需要手工断开电源的问题，极大的方便了用户。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种电源控制电路，包括：

信号输入电路：获取上电激活信号；

信号控制电路：连接所述信号输入电路，输入高电平上电激活信号导通；

电源驱动电路：连接所述信号控制电路，当所述信号控制电路导通时，输出高电平电源驱动信号EN_IGN；

电源模块：连接所述电源驱动电路，当所述高电平电源驱动信号EN_IGN输入时启动；

控制芯片：所述控制芯片连接所述信号驱动电路和所述电源模块，通过所述电源模块为所述控制芯片供电，所述控制芯片启动后输出电源激活信号EN_MCU控制所述电源模块通断，所述控制芯片实时监控所述信号驱动电路是否发出电源驱动信号EN_IGN。

进一步地，所述信号输入电路包括整车钥匙信号输入端、ACC电源启动信号端、充电枪信号端、二极管D19、二极管D20和二极管D21，所述整车钥匙信号输入端连接所述二极管D21的正极，所述二极管D21的负极连接所述信号控制电路的控制端且公共端连接所述二极管D19的负极和所述二极管D20的负极，所述二极管D19的正极连接所述ACC电源启动信号端，所述二极管D20的正极连接所述充电枪信号端。

进一步地，所述信号控制电路包括电阻R57、第二导通开关和电阻R59，所述电阻R57的一端连接所述信号输入电路的输出端且公共端连接所述第二导通开关的控制端，所述电阻R57的另一端接地，所述第二导通开关的输出端接地，所述第二导通开关的输入端连接所述电阻R59的一端，所述电阻R59的另一端连接所述电源驱动电路的控制端。

进一步地，所述电源驱动电路包括电阻R60、电阻R61、二极管D23、电源VCC和第一导通开关，所述电阻R61的一端连接所述信号控制电路且公共端连接所述二极管D23的正极和第一导通开关的控制端，所述电阻R61的另一端连接所述二极管D23的负极且公共端连接所述电源VCC和所述第一导通开关的输入端，所述第一导通开关的输出端连接所述电阻R60的一端且公共端连接所述电源模块的第一控制端和所述控制芯片的第一通用I/O口，所述电阻R60的另一端接地。

进一步地，所述电源模块的第一控制端连接所述信号驱动电路且公共端连接所述控制制芯片的第一通用I/O口，所述电源模块的第二控制端连接所述控制芯片的第二通用I/O口，所述电源模块的一个输出端连接所述控制芯片。

进一步地，所述信号输入电路和所述信号控制电路之间还设有双向二极管D22、电阻R56、电阻R58和电容C30，所述双向二极管D22的一端连接所述信号输入电路的输出端且公共端连接所述电阻R58的一端和所述电阻R56的一端，所述电阻R56的另一端连接所述电容C30的一端且公共端连接所述信号控制电路的控制端，所述双向二极管D22的另一端、所述电阻R58的另一端和所述电容C30的另一端都连接地。

第二方面，本发明还提供一种电源控制方法，其特征在于，所述电源控制方法应用于第一方面所述的电源控制电路，所述电源控制方法包括电源上电控制方法和电源下电控制方法。

进一步地，所述电源上电激活控制方法包括以下步骤：

任意上电激活信号通过所述信号输入电路输入后，使所述信号控制电路导通；

所述信号控制电路导通时，使所述电源驱动电路导通从而输出电源驱动信号EN_IGN；

所述电源模块接收所述电源驱动信号EN_IGN后启动，为所述控制芯片供电；

所述控制芯片得电启动，输出电源激活信号EN_MCU至所述电源模块，电源上电完成。

进一步地，所述电源自下电控制方法包括以下步骤：

所有上电激活信号都关闭时，使所述信号控制电路截止；

所述信号控制电路截止时，使所述电源驱动电路截止从而停止输出电源驱动信号EN_IGN；

所述控制芯片停止不再接收到所述电源驱动信号EN_IGN时，所述控制芯片控制新能源汽车所有的控制系统下电；

所有控制系统都下电完成后，所述控制芯片停止输出电源激活信号EN_MCU，电源下电完成。

第三方面，本发明还提供一种新能源汽车，所述新能源汽车包括第一方面所述的电源控制电路。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种电源控制电路、方法及新能源汽车，在输入上电激活信号后，输出电源驱动信号使电源模块启动，电源模块启动后为控制芯片供电，从而自动完成上电过程；控制芯片实时监控电源驱动信号，当上电激活信号关闭时，电源驱动电路停止输出电源驱动信号，此时控制芯片控制新能源汽车所有的控制系统下电，所有控制系统都下电完成后，所述控制芯片停止输出电源激活信号，使电源模块停止工作，电源下电完成。本发明解决了新能源车辆停车时整车的控制系统对低压蓄电池的能量损耗，减少因各部件对于低压系统电源的能量损耗，从而保证车辆在长时间停放后依然可以保持正常启动；从而提高了车辆低压电源的可靠性和使用寿命，方便用户。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的一个实施例的电源控制电路的电路结构示意图。

图2是本发明的一个实施例的电源控制电路的结构拓扑示意图。

其中，附图标记如下：10.信号输入电路，20.信号控制电路，30.信号驱动电路，40.滤波电路。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在本发明的实施例中所使用的英文缩写的英文全称及中文翻译如下：

VCC,Volt Current Condenser,供电电源；

I_KL15，整车钥匙信号；

ACC，电源启动信号；

EN_IGN，电源模块驱动信号；

EN_MCU，电源模块激活信号；

VCU，Vehicle Control Unit，整车控制器；

CAN，Controller Area Network，控制器局域网络；

MCU：Microcontroller Unit，微控制单元。

实施例1，一种电源控制电路。

如附图1所示，本实施例的一种电源控制电路，用于为新能源汽车的低压系统上/下电，包括：

信号输入电路10：获取上电激活信号；

信号控制电路20：连接信号输入电路10，输入高电平上电激活信号导通；

电源驱动电路：连接信号控制电路20，当信号控制电路20导通时，输出高电平电源驱动信号EN_IGN；

电源模块：连接电源驱动电路，当高电平电源驱动信号EN_IGN输入时启动；

控制芯片：控制芯片连接信号驱动电路30和电源模块，通过电源模块为控制芯片供电，控制芯片启动后输出电源激活信号EN_MCU控制电源模块通断，控制芯片实时监控信号驱动电路30是否发出电源驱动信号EN_IGN。

其中，控制芯片可以为MCU、ARM、DSP等任意具有逻辑运算功能和I/O口的芯片，本实施例以MCU为例进行说明，且本实施例的MCU位于整车控制器VCU中。

信号输入电路10包括整车钥匙信号输入端、ACC电源启动信号端、充电枪信号端、二极管D19、二极管D20和二极管D21，整车钥匙信号输入端连接二极管D21的正极，二极管D21的负极连接信号控制电路20的控制端且公共端连接二极管D19的负极和二极管D20的负极，二极管D19的正极连接ACC电源启动信号端，二极管D20的正极连接充电枪信号端。

上电激活信号可以为整车钥匙信号I_KL15或者电源启动信号ACC或者充电枪A+信号，其中整车钥匙信号I_KL15通过整车钥匙信号输入端输入电路，电源启动信号EN_ACC通过ACC电源启动信号端输入电路，充电枪A+信号通过充电枪信号端输入电路；整车钥匙信号I_KL15、电源启动信号EN_ACC、充电枪A+信号分别通过二极管D21、二极管D19、二极管D20连接在一起，继而连接后级电路，通过三个二极管连接在一起可以防止三路上电激活信号互相干扰，并且在任意一个上电激活信号有效时，都可以激活后级电路。

信号输入电路10和信号控制电路20之间设有双向二极管D22、电阻R56、电阻R58和电容C30，双向二极管D22的一端连接信号输入电路10的输出端且公共端连接电阻R58的一端和电阻R56的一端，电阻R56的另一端连接电容C30的一端且公共端连接信号控制电路20的控制端，双向二极管D22的另一端、电阻R58的另一端和电容C30的另一端都连接地。

双向二极管D22用于防止信号输入电路10输出的上电激活信号电压过高，电阻R58为下拉电阻，电阻R56和电容C30组成RC滤波电路40，电阻R57为分压电路；在信号输入电路10输出高电平的上电激活信号时，通过双向二极管D22钳位，LC滤波电容滤波，电阻R57分压后输出稳定的高电平至信号控制电路20的控制端。

信号控制电路20包括电阻R57、第二导通开关和电阻R59，电阻R57的一端连接电阻R56的另一端且公共端连接第二导通开关的控制端，电阻R57的另一端接地，第二导通开关的输出端接地，第二导通开关的输入端连接电阻R59的一端，电阻R59的另一端连接电源驱动电路的控制端。

电源驱动电路包括电阻R60、电阻R61、二极管D23、电源VCC和第一导通开关，电阻R61的一端连接第二导通开关的输入端且公共端连接二极管D23的正极和第一导通开关的控制端，电阻R61的另一端连接二极管D23的负极且公共端连接电源VCC和第一导通开关的输入端，第一导通开关的输出端连接电阻R60的一端且公共端连接电源模块的第一控制端和MCU的第一通用I/O口，电阻R60的另一端接地。

其中，第一导通开关、第二导通开关可以为MOS管、三极管、继电器等具有开关导通功能的器件，在本实施例中，以三极管为例进行说明，且第一导通开关为PNP三极管Q1（以下简称三极管Q1），第二导通开关为NPN三极管Q2（以下简称三极管Q2）。

通过调整本实施例中电阻R61和电阻R59的阻值大小，使电阻R61和电阻R59的阻值分压后，电阻R61的压降需要大于三极管Q1的导通电压。

当信号输入电路10有上电激活电压时，信号输入电路10输出高电平至三极管Q2的基极，三极管Q2导通；三极管Q2导通后，电源VCC、电阻R61、电阻R59、三极管Q2和地形成回路，使三极管Q1的发射极和基极之间出现等于电阻R61两端电压的压降，从而使三极管Q1导通，三极管Q1导通后，信号驱动电路30输出电压值与VCC相同的电源驱动信号EN_IGN，电源驱动信号EN_IGN为高电平。

信号输入电路10无上电激活电压时，三极管Q2截止，三极管Q1截止，信号驱动电路30经过下拉电阻R60后输出低电平的电源驱动信号EN_IGN。

如图2所示，电源模块的第一控制端连接信号驱动电路30且公共端连接控制制芯片的第一通用I/O口，电源模块的第二控制端连接MCU的第二通用I/O口，电源模块的一个输出端连接MCU。

当电源驱动信号EN_IGN为高电平时，电源驱动信号EN_IGN经过滤波后输入电源模块的第一控制端，电源模块启动为MCU供电，MCU控制整车控制器VCU启动系统自检，整车控制器VCU自检完成后按照程序依次控制各部件低压电源控制板上电，使各部件与24V电源相连接，同步整车控制器VCU通过MCU输出电源激活信号EN_MCU给电源模块，新能源车低压系统上电过程完成。

本实施例的电源控制电路用于实现新能源汽车低压系统的上电激活或者自下电，具体实施过程如下：

（1）新能源汽车低压系统的上电激活模式；

当整车钥匙信号I_KL15或者电源启动信号EN_ACC或者充电枪A+信号任一信号开启时，通过防串扰二极管D21，二极管D19，二极管D20与双向钳位二极管D22相连接，通过电阻R56与电容C30组成的RC滤波电路40后与电阻R57组成分压电路，分压后的信号与NPN三极管Q2的基极连接，控制三极管Q2导通，使电源VCC、电阻R61、电阻R59、三极管Q2和地形成回路，电阻R61的压降大于三极管Q1的导通电压，三极管Q1导通，此时电源驱动信号EN_IGN的与VCC相连接，输出高电平电源驱动信号EN_IGN给电源模块，激活电源模块；

电源模块正常工作后，MCU控制整车控制器VCU启动系统自检，整车控制器VCU自检完成后按照程序依次控制各部件低压电源控制板上电，使各部件与24V电源相连接，同步整车控制器VCU通过MCU输出电源激活信号EN_MCU给电源模块，新能源车低压系统上电过程完成。

（2）新能源汽车低压系统的自下电模式；

当整车钥匙信号I_KL15和电源启动信号EN_ACC和充电枪A+信号全部关闭时，此时三极管Q2的基极电压为低电平，三极管Q2处于导通状态，三极管Q1的发射极和基极电压均为VCC电压，三极管Q1此时处于截止状态，此时电源驱动信号EN_IGN通过下拉电阻R60低电平，输出低电平的电源驱动信号EN_IGN给电源模块；

但由于整车控制器VCU通过MCU 输出的电源激活信号EN_MCU此时依然保持高电平，电源模块依然正常工作，在MCU检测到电源驱动信号EN_IGN为低电平时，通过整车控制器VCU使用CAN总线发送下电指令给新能源车的各个低压控制系统，待各个低压控制系统完成下电后，整车控制器VCU控制低压电源控制板断开各系统与24V电源的连接；

完成下电检测以及整车控制器VCU完成数据存储后，整车控制器VCU通过MCU输出电源激活信号EN_MCU为低电平，此时电源模块第一控制端和第二控制端的控制信号均为低电平，电源模块处于休眠低功耗状态。

本实施例的一种电源控制电路，在电源模块上电时，整车控制器正常工作后，通过整车控制器控制各系统的低压电源控制板与24V电源系统连接，系统正常上电后整车控制器输出电源使能信号给电源模块。当钥匙信号关闭后，整车控制器检测各系统允许下低压电后，控制低压电源控制板断开各系统与24V电源的连接，整车控制器保存完数据后，关闭电源使能信号，使整车电源系统休眠，可大大降低整车的低压系统电源损耗。

实施例2。

本实施例和实施例1的不同之处在于，本实施例中的信号输入电路直接通过分压电阻R57连接信号控制电路，本实施例没有双向二极管D22、下拉电阻R58、滤波电路40的电阻R56和电容C30。

本实施例相较于实施例1而言，使用的元器件更少，成本更低。

实施例3，一种电源控制方法，

本实施例提供一种电源控制方法，所述电源控制方法应用于实施例1或实施例2所述的电源控制电路，所述电源控制方法包括电源上电控制方法和电源下电控制方法。

（1）电源上电激活控制方法包括以下步骤：

任意上电激活信号通过信号输入电路10输入后，使信号控制电路20导通；

信号控制电路20导通时，使电源驱动电路30导通从而输出电源驱动信号EN_IGN；

电源模块接收所述电源驱动信号EN_IGN后启动，为MCU供电；

MCU得电启动后，输出电源激活信号EN_MCU至所述电源模块，电源上电完成。

（2）电源自下电控制方法包括以下步骤：

上电激活信号都关闭时，使信号控制电路20截止；

信号控制电路20截止时，使电源驱动电路30截止从而停止输出电源驱动信号EN_IGN；

MCU停止不再接收到电源驱动信号EN_IGN时，MCU通过CAN总线控制新能源汽车所有的控制系统下电；

所有控制系统都下电完成后，MCU停止输出电源激活信号EN_MCU，电源模块停止工作，VCU断电，新能源车低压系统电源自下电完成。

实施例4，一种新能源车。

本实施例提供一种新能源汽车，所述新能源汽车包括实施例1或实施例2所述的电源控制电路。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电源控制电路，其特征在于，包括：

信号输入电路：获取上电激活信号；

信号控制电路：连接所述信号输入电路，输入高电平上电激活信号导通；

电源驱动电路：连接所述信号控制电路，当所述信号控制电路导通时，输出高电平电源驱动信号EN_IGN；

电源模块：连接所述电源驱动电路，当所述高电平电源驱动信号EN_IGN输入时启动；

控制芯片：所述控制芯片连接所述信号驱动电路和所述电源模块，通过所述电源模块为所述控制芯片供电，所述控制芯片启动后输出电源激活信号EN_MCU控制所述电源模块通断，所述控制芯片实时监控所述信号驱动电路是否发出电源驱动信号EN_IGN。

2.如权利要求1所述的一种电源控制电路，其特征在于，所述信号输入电路包括整车钥匙信号输入端、ACC电源启动信号端、充电枪信号端、二极管D19、二极管D20和二极管D21，所述整车钥匙信号输入端连接所述二极管D21的正极，所述二极管D21的负极连接所述信号控制电路的控制端且公共端连接所述二极管D19的负极和所述二极管D20的负极，所述二极管D19的正极连接所述ACC电源启动信号端，所述二极管D20的正极连接所述充电枪信号端。

3.如权利要求1所述的一种电源控制电路，其特征在于，所述信号控制电路包括电阻R57、第二导通开关和电阻R59，所述电阻R57的一端连接所述信号输入电路的输出端且公共端连接所述第二导通开关的控制端，所述电阻R57的另一端接地，所述第二导通开关的输出端接地，所述第二导通开关的输入端连接所述电阻R59的一端，所述电阻R59的另一端连接所述电源驱动电路的控制端。

4.如权利要求1所述的一种电源控制电路，其特征在于，所述电源驱动电路包括电阻R60、电阻R61、二极管D23、电源VCC和第一导通开关，所述电阻R61的一端连接所述信号控制电路且公共端连接所述二极管D23的正极和第一导通开关的控制端，所述电阻R61的另一端连接所述二极管D23的负极且公共端连接所述电源VCC和所述第一导通开关的输入端，所述第一导通开关的输出端连接所述电阻R60的一端且公共端连接所述电源模块的第一控制端和所述控制芯片的第一通用I/O口，所述电阻R60的另一端接地。

5.如权利要求1所述的一种电源控制电路，其特征在于，所述电源模块的第一控制端连接所述信号驱动电路且公共端连接所述控制制芯片的第一通用I/O口，所述电源模块的第二控制端连接所述控制芯片的第二通用I/O口，所述电源模块的一个输出端连接所述控制芯片。

6.如权利要求1所述的一种电源控制电路，其特征在于，所述信号输入电路和所述信号控制电路之间还设有双向二极管D22、电阻R56、电阻R58和电容C30，所述双向二极管D22的一端连接所述信号输入电路的输出端且公共端连接所述电阻R58的一端和所述电阻R56的一端，所述电阻R56的另一端连接所述电容C30的一端且公共端连接所述信号控制电路的控制端，所述双向二极管D22的另一端、所述电阻R58的另一端和所述电容C30的另一端都连接地。

7.一种电源控制方法，其特征在于，所述电源控制方法应用于权利要求1至6任意一项所述的电源控制电路，所述电源控制方法包括电源上电激活控制方法和电源自下电控制方法。

8.如权利要求7所述的一种电源控制方法，其特征在于，所述电源上电激活控制方法包括以下步骤：

任意上电激活信号通过所述信号输入电路输入后，使所述信号控制电路导通；

所述信号控制电路导通时，使所述电源驱动电路导通从而输出电源驱动信号EN_IGN；

所述电源模块接收所述电源驱动信号EN_IGN后启动，为所述控制芯片供电；

所述控制芯片得电启动，输出电源激活信号EN_MCU至所述电源模块，电源上电完成。

9.如权利要求8所述的一种电源控制方法，其特征在于，所述电源自下电控制方法包括以下步骤：

所有上电激活信号都关闭时，使所述信号控制电路截止；

所述信号控制电路截止时，使所述电源驱动电路截止从而停止输出电源驱动信号EN_IGN；

所述控制芯片停止不再接收到所述电源驱动信号EN_IGN时，所述控制芯片控制新能源汽车所有的控制系统下电；

所有控制系统都下电完成后，所述控制芯片停止输出电源激活信号EN_MCU，电源下电完成。

10.一种新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车包括权利要求1至6任意一项所述的电源控制电路。

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