CN112224157B - 一种低压系统功率管理方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低压系统功率管理方法，低压系统包括多个用电设备；获取低压系统的当前可用功率；获取低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；判断当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；若当前可用功率大于等于零，且当前使用功率之和不大于需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备。本发明通过电气系统信号交互，对车辆低压系统可用功率进行合理动态分配，相比传统关闭所有指定负载或请求增大发电机输出功率，该发明分配更加智能，快捷，准确。

Description

一种低压系统功率管理方法、装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆低压系统功率管理技术领域，特别涉及一种低压系统功率管理方法、装置及车辆。

背景技术

随着汽车电子电气技术的迅速发展，电气功能日益增多且复杂，对车辆舒适、智能和安全可靠性等要求的提高，导致汽车上的大功率电气负载越来越多，比如前后鼓风机，风门电机，方向盘加热，座椅通风，座椅加热等，从而汽车负载的用电量与功率相应增大。提供足够的电量输出与功率输出来保证电气系统正常工作至关重要。目前国内各汽车厂家都面临如何提高整车用电效率这一重要课题。当车辆发电机转速过低，或特殊情况如紧急避让时出现瞬时大功率使用，车上负载会因电气功率输出不足导致无法给予正常响应，严重时会影响行车相关负载使用，如转向助力不足与制动助力不足。

低压系统输出功率不足时，现有的方案可以请求增大发电机转速增大发电功率，或通过断开指定负载去满足低压系统功率平衡。若请求发电机增大发电功率，发电机转速增加消耗的时间难以满足响应瞬时的负载需求功率，如急转弯或急刹车工况。而断开固定负载有可能造成同一时间过大的功率波动。

因此，亟需提供一种低压系统功率管理方法、装置及车辆的技术方案，针对舒适性大功率负载进行管控，如空调，座椅加热，除霜等。由BMS测量低压系统可用电压与可用电流，输出低压系统可用功率；负载控制系统发送功率使用状态到仲裁系统进行功率仲裁，仲裁系统根据BMS反馈的可用功率与负载控制系统的请求功率进行可用功率的分配，以达到智能动态分配功率的目的。

发明内容

如今汽车上的电气负载越来越多，对电气功率输出的要求也越来越高。如果输出功率低于负载消耗需求则会影响功能的正常使用。通常有以下几种情况会造成功率输出不足，例如发电机转速不足(如启停工况)，DCDC转化效率低或者故障等。为了避免因功率输出不足导致功能受影响，本发明提供的技术方案，将有限的可用功率进行动态合理的分配，本发明提供一种低压系统功率管理方法，所述低压系统包括多个用电设备；

获取所述低压系统的当前可用功率；

获取所述低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；

判断所述当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；

若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，所述第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备。

进一步地、还包括：

若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和大于所述需求功率之和，则减少第一目标用电设备的使用功率。

进一步地、还包括：

若所述当前可用功率小于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则减少第二目标用电设备的使用功率，所述第二目标用电设备为优先级小于预设优先级且需求功率小于当前使用功率的用电设备。

进一步地、还包括：

判断所述当前可用功率小于零的时间是否大于预设时间阈值；

若所述当前可用功率小于零的时间大于预设时间阈值，则向发电机发送增大发电功率请求，使得所述发电机增大输出功率。

进一步地、所述预设优先级为根据车外环境信息和车内环境信息确定的。

进一步地、所述用电设备包括以下至少两种：座椅加热设备、空调设备及除霜设备。

另一方面、本发明提供一种低压系统功率管理方法的装置，

当前可用功率获取模块，用于获取所述低压系统的当前可用功率；

需求功率获取模块，用于获取所述低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；

判断模块，用于判断所述当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；

功率调整模块，用于若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，所述第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备。

另一方面、本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述所述的低压系统功率管理方法。

另一方面、本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述所述的低压系统功率管理方法。

另一方面、本发明提供一种车辆，所述车辆设置有低压系统功率管理系统，所述低压系统功率管理系统包括上述所述的装置。

本发明提供的一种低压系统功率管理方法、装置及车辆，具有如下有益效果：

1)通过电气系统信号交互，对车辆低压系统可用功率进行合理动态分配，相比传统关闭所有指定负载或请求增大发电机输出功率，该发明分配更加智能，快捷，准确。

2)对负载系统进行优先级排序，将有限的可用功率按优先级顺序进行动态分配，负载系统将根据分配的功率动态管控负载的使能与关闭。

3)每次仅允许一个系统功率增长或降低，每次功率变动需间隔预设功率变动时间，可有效避免功率波动时负载不会频繁开启或关闭。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。

图1为本发明实施例提供的一种低压系统功率管理方法实施环境示意图；

图2为本发明实施例提供的一种低压系统功率管理方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种低压系统功率管理方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种低压系统功率管理方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的再一种低压系统功率管理方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种低压系统功率管理方法的装置结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种低压系统功率管理方法的装置结构示意图；

其中，1-负载控制设备，2-电池管理系统，3-低压系统，4-发电机，31-第一用电设备，32-第二用电设备，33-第三用电设备。

具体实施方式

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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种低压系统功率管理方法实施环境示意图，可以包括：负载控制设备，电池管理系统，低压系统和发电机，负载控制设备分别与电池管理系统，低压系统和发电机连接。其中，低压系统可以包括多个用电设备，示例地，可以包括：第一用电设备，第二用电设备和第三用电设备。本发明主要分为两级管控：整车级功率管控与负载级功率管控。整车级功率管控将整车当前可用功率由电池管理系统(BMS，Battery Management System)动态分配给负载控制设备；负载级功率管控是由负载控制设备将分配到的功率动态分配到低压系统上。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低压系统功率管理方法，所述方法应用在负载控制设备中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种低压系统功率管理方法的流程图；所述方法包括：

判断上一次功率变化时间是否超过预设功率变动时间；若超过则执行以下步骤；

S102、获取所述低压系统的当前可用功率；

在具体的实施过程中，低压系统的当前可用功率可以是BMS确定的，即在车辆，由BMS监测低压系统当前可用功率，将当前可用功率以100ms周期发送到负载控制设备，当前可用功率可以是BMS根据低压可用电流和低压可用电压计算出的。低压可用电流和低压可用电压表征为除去车辆其他辅助用电后的电流和电压。

S104、获取所述低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；

在具体的实施过程中，低压系统可以实时获取低压系统中多个用电设备的当前使用功率和需求功率，当前使用功率表征为当前用电设备的用电功率，需求功率表征为用户输入的用电功率。

S106、判断所述当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；

在具体的实施过程中，负载控制设备可以判断当前可用功率是否大于等于零和各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和，当当前可用功率小于零时表示需要降低低压系统的用电功率，当当前可用功率大于零时表示可以增大低压系统的用电功率。各个用电设备的当前使用功率之和大于各个用电设备的需求功率之和时表示低压系统的用电功率处于下降趋势，各个用电设备的当前使用功率之和不大于各个用电设备的需求功率之和时表示低压系统的用电功率处于上升趋势。

S108、若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，所述第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备。

在具体的实施过程中，当当前可用功率大于等于零，且当前使用功率之和不大于所述需求功率之和时，可以增大第一目标用电设备的使用功率，第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备。可以理解的是，预设优先级在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。本方法的实施时每次仅增大一个用电设备的使用功率。在下一周期时再进行调整第一目标用电设备或其他用电设备。

可以理解的是，第一目标用电设备的使用功率可以是根据当前可用功率、当前使用功率和需求功率确定的。

示例地，当当前可用功率大于等于零且当前可用功率大于需求功率与当前使用功率的差值时，增大第一目标用电设备的使用功率等于需求功率与当前使用功率的差值。可以理解的是第一目标用电设备是低压系统中的一个用电设备。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图3为本发明实施例提供的又一种低压系统功率管理方法的流程图，如图3所示，所述方法还包括：

S202、若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和大于所述需求功率之和，则减少第一目标用电设备的使用功率。

示例地，当当前可用功率大于等于零，且当前使用功率之和大于需求功率之和时，则减少第一目标用电设备的使用功率，第一目标用电设备的使用功率等于当前使用功率与需求功率的差值。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图4为本发明实施例提供的另一种低压系统功率管理方法的流程图，如图4所示，所述方法还包括：

S302、若所述当前可用功率小于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则减少第二目标用电设备的使用功率，所述第二目标用电设备为优先级小于预设优先级且需求功率小于当前使用功率的用电设备。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图5为本发明实施例提供的再一种低压系统功率管理方法的流程图，如图5所示，所述方法还包括：

S402、判断所述当前可用功率小于零的时间是否大于预设时间阈值；

S404、若所述当前可用功率小于零的时间大于预设时间阈值，则向发电机发送增大发电功率请求，使得所述发电机增大输出功率。

在具体的实施过程中，负载控制设备可以判断当前可用功率小于零的时间是否大于预设时间阈值，其中，当前可用功率小于零的时间起始点可以是当前可用功率小于零时开始计时的，预设时间阈值在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述方法所述预设优先级为根据车外环境信息和车内环境信息确定的。

在具体的实施过程中，负载控制设备还可以获取车外环境信息和车内环境信息，车外环境信息可以包括：车外环境温度和车外环境湿度。车内环境信息可以包括车内环境温度和座椅温度。本实施例以低压系统包括：座椅加热设备、空调设备、除霜设备为例说明。

示例地，当车外环境温度低于预设环境温度且车内环境温度也低于预设环境温度时，预设优先级依次可以是空调设备、座椅加热设备及除霜设备。

当车外环境温度高于预设环境温度且车内环境温度也高于预设环境温度时，但车外环境湿度大于预设湿度阈值时，预设优先级依次可以是除霜设备、空调设备及座椅加热设备。

本说明书实施例提供的低压系统功率管理方法，通过判断低压系统的当前可用功率与用电设备需求功率之和关系。若整车当前可用功率大于零，且用电设备期待功率大于当前使用功率，则分配车辆可用能量至第一目标用电设备的使用功率，第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备；若整车能量大于零，且有用电设备期待功率若整车能量小于零，则降低其可用功率至期待功率；若整车当前可用功率小于零，且有用电设备期待功率小于当前使用功率，则降低其用电设备当前使用功率至期待功率；若整车可用功率小于零，且用电设备需求功率大于当前使用功率，则减少优先级低的用电设备当前功率。由于调节空调增大了功率，马上又开启座椅加热，这会引起瞬时很大的功率增加，所以每增大或降低所管控的负载需要间隔一定时间去改变下一次功率。因此，本说明书实施例能够避免瞬时过大的功率跳变，使低压系统输出更加稳定。

每次能量变更相隔预设功率变动时间，避免瞬时功率变动过大，保证低压系统更加平稳。其他专利有可能因为电流低，或者功率低时瞬间关闭所有管控负载，等电流或者功率够用时，又停止发送信号所有负载又可以恢复工作(功率变动过大)；相比对于用户的感知影响会更小；可以更加灵活；功率不够达到预设时间后，请求发电机给出更多的输出。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述方法所述用电设备包括以下至少两种：座椅加热设备、空调设备、除霜设备和中控屏。

另一方面，本发明提供一种低压系统功率管理方法的装置，图6为本发明实施例提供的一种低压系统功率管理方法的装置结构示意图，如图6所示，所述装置包括：

当前可用功率获取模块，用于获取所述低压系统的当前可用功率；

需求功率获取模块，用于获取所述低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；

判断模块，用于判断所述当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；

功率调整模块，用于若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，所述第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，功率调整模块还用于若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和大于所述需求功率之和，则减少第一目标用电设备的使用功率。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，功率调整模块还用于若所述当前可用功率小于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则减少第二目标用电设备的使用功率，所述第二目标用电设备为优先级小于预设优先级且需求功率小于当前使用功率的用电设备。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图7为本发明实施例提供的另一种低压系统功率管理方法的装置结构示意图，如图7所示，还包括：

时间阈值判断模块，用于判断所述当前可用功率小于零的时间是否大于预设时间阈值；

请求发电模块，用于若所述当前可用功率小于零的时间大于预设时间阈值，则向发电机发送增大发电功率请求，使得所述发电机增大输出功率。

另一方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述所述的低压系统功率管理方法。

另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述所述的低压系统功率管理方法。

另一方面，本发明提供一种车辆，所述车辆设置有低压系统功率管理系统，所述低压系统功率管理系统包括上述所述的装置。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参加即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参考方法实施例的部分说明即可。

本说明书实施例并不局限于必须是符合行业通信标准、标准计算机数据处理和数据存储规则或本说明书一个或多个实施例所描述的情况。某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、存储、判断、处理方式等获取的实施例，仍然可以属于本说明书实施例的可选实施方案范围之内。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种低压系统功率管理方法，其特征在于，所述低压系统包括多个用电设备；

获取所述低压系统的当前可用功率；

获取所述低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；

判断所述当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；

若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，所述第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备；

若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和大于所述需求功率之和，则减少第一目标用电设备的使用功率；

若所述当前可用功率小于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则减少第二目标用电设备的使用功率，所述第二目标用电设备为优先级小于预设优先级且需求功率小于当前使用功率的用电设备。

2.根据权利要求 1 所述的低压系统功率管理方法，其特征在于，还包括：

判断所述当前可用功率小于零的时间是否大于预设时间阈值； 若所述当前可用功率小于零的时间大于预设时间阈值，则向发电机发送增大发电功率请求，使得所述发电机增大输出功率。

3.根据权利要求 1 所述的低压系统功率管理方法，其特征在于，所述预设优先级为根据车外环境信息和车内环境信息确定的。

4.根据权利要求 1 所述的低压系统功率管理方法，其特征在于，所述用电设备包括以下至少两种：座椅加热设备、空调设备及除霜设备。

5.一种低压系统功率管理方法的装置，其特征在于，所述装置包括： 当前可用功率获取模块，用于获取所述低压系统的当前可用功率；

需求功率获取模块，用于获取所述低压系统中各个用电设备的当前使用功率和各个用电设备对应的需求功率；

判断模块，用于判断所述当前可用功率是否大于等于零，并判断各个用电 设备的当前使用功率之和是否大于各个用电设备的需求功率之和；

功率调整模块，用于若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功 率之和不大于所述需求功率之和，则增大第一目标用电设备的使用功率，所述第一目标用电设备为优先级大于预设优先级且需求功率大于当前使用功率的用电设备；

若所述当前可用功率大于等于零，且所述当前使用功率之和大于所述需求功率之和，则减少第一目标用电设备的使用功率；

若所述当前可用功率小于零，且所述当前使用功率之和不大于所述需求功率之和，则减少第二目标用电设备的使用功率，所述第二目标用电设备为优先级小于预设优先级且需求功率小于当前使用功率的用电设备。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述 存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求 1-3 任一所述的低压系统功率管理方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求 1-3 任一所述的低压系统功率管理方法。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有低压系统功率管理系统，所述低压系统功率管理系统包括权利要求 5 所述的装置。

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