CN114771437B - 一种汽车电源管理系统及其控制、远程控制控制器方法 - Google Patents
一种汽车电源管理系统及其控制、远程控制控制器方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种汽车电源管理控制及其控制、远程控制控制器方法，该方法包括的步骤为：车辆点火开关置于OFF，整车下电后，I类电器控制器将各种记忆参数传输给车身控制器BCM存储空间进行存储，并发出可断电指令报文；车辆下电开始计时，当III类电器控制器定时器达到预设时间，通过CAN网络结构向车身控制器BCM输出可断电报文，直到车身控制器BCM收到最长预设时间控制器的可断电报文；当车身控制器BCM接收到电器控制器可断电报文后，车身控制器BCM输出断电脉冲控制磁保持继电器实现触点断开，车辆常电掉电；当座舱域控制器CDC、车身控制器BCM达到网络休眠条件，整车网络休眠，整车静电电流降到最低。本发明能从根本上减少整车的静态电流消耗。
Description
技术领域
本发明属于汽车电源管理技术领域，具体涉及汽车电源管理系统及其控制、远程控制控制器方法。
背景技术
随着汽车智能化、网联化、电动化的发展，车辆电器功能越来越多，各种控制器、电器部件也同样迅速增加，整车将有更多的控制器、电器部件需要直接接入蓄电池常电，导致车辆停车后整车静态电流大量增加，对车辆停放时间长短产生严重影响，车辆用户用车体验不佳，甚至不能满足用户使用要求，传统的汽车通常采用两种方法解决这一问题，方法一，通过选择大容量的蓄电池满足车辆停放时间，蓄电池的容量增大，与之而来的是蓄电池体积增大，在现代车辆上各种空间都是非常宝贵，蓄电池容量增加的方法已经不能实施；方法二，降低各种控制器、电器部件的静态电流，各种半导体芯片设计、制造工艺等技术提升带来静态电流的下降，已经远远落后于因越来越多控制器、电器部件接入蓄电池常电带来的整车静态电流增加。
传统的汽车大多搭载了蓄电池传感器，可以在车辆OFF以后持续监控整车的暗电流，当出现整车电流异常超标时，通过LIN总线唤醒主节点，再通过整车上的T-BOX将亏电信息发给4S点火主机厂，可预测车辆是否亏电，实现实时监控功能，但整车并不能通过主动断开控制器的供电，保护蓄电池不被异常消耗。
公开号为CN103762918B的中国专利文献公开了“一种汽车电源管理系统及汽车电源管理方法”，其适用于车辆运用期间发电机、蓄电池及整车负载间的动态电量平衡的汽车电源管理方法。
公开号为CN111619473A的中国专利文献公开了“一种汽车静态电源管理系统及管理方法”，利用云端对车辆网络状态进行判断，复位指令从云端下发，同时通过CAN总线发出复位指令，复位流程由控制器通过软件实现复位，在实际项目应用过程中，车机控制器故障发生概率高，当车机控制器故障发生时，由于云端与车辆无法进行交互，无法对复位指令进行下发，同时由于各控制器的MCU由于自身BUG，进程卡死，无法进行软件复位，复位成功率低，不能有效解决市场的亏电问题，同时，该技术采用的传统线圈继电器需持续对控制线圈通几十毫安的电流，反而会加快蓄电池电量的消耗，无法有效解决蓄电池被异常消耗的问题。
公开号为CN207157138U的中国专利文献公开了名称为“一种车辆静态电流控制电路、装置及车辆”的技术，在该技术中，当蓄电池的剩余电量信息和整车的静态电流满足预设的立即断开条件时，车身控制模块可控制磁保持继电器断开，使得蓄电池的放电量减少，从而保证车辆长期放置后仍可正常启动，该方案会导致一些控制器数据异常丢失，导致异常故障，如防夹功能失效、仪表小计里程清零等，同时在行车过程中磁保持继电器出现异常，导致车辆掉电，导致行车安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车电源管理控制系统及其控制、远程控制控制器方法，解决的技术问题：
第一，现有技术可预测车辆是否亏电，但并不能通过主动断开控制器的供电，防止蓄电池异常消耗；
第二，行车过程中磁保持继电器异常，导致车辆掉电，导致行车安全。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车电源管理控制系统，包括蓄电池（4）、主配电盒（5）、起动机（1）、发电机（2）、熔断器盒（6）、云服务器（7）、座舱域控制器CDC（8）、车身控制器BCM（9）、车钥匙（10）、BCM直接驱动类电器（11）、CAN网络结构（14）、I类电器（3）、II类电器（12）及III类电器（13）；
所述主配电盒（5）包括蓄电池正极接线柱（54）、磁保持继电器（51）、CDC熔断器（55）、BCM熔断器（56）、主熔断器（52）、发电机接线柱（53）及输出接线柱（57）；
所述蓄电池正极接线柱（54）与所述蓄电池（4）的正极桩头连接，所述起动机（1）连接在所述正极桩头与蓄电池正极接线柱（54）之间；所述蓄电池正极接线柱（54）与所述磁保持继电器（51）的输入端连接；所述磁保持继电器（51）的输出端与所述主熔断器（52）的输入端连接；所述主熔断器（52）的输出端分别与发电机接线柱（53）、输出线接线柱（57）连接；所述发电机（2）连接于所述发电机接线柱（53）上；
所述CDC熔断器（55）一端与所述蓄电池正极接线柱（54）连接，另一端与座舱域控制器CDC（8）连接，为座舱域控制器CDC（8）提供电源；
所述BCM熔断器（56）一端与所述蓄电池正极接线柱（54）连接，另一端与车身控制器BCM（9）连接，为车身控制器BCM（9）提供电源；
所述磁保持继电器（51）的线圈端与所述车身控制器BCM（9）连接，由所述车身控制器BCM（9）控制所述磁保持继电器（51）的接通与断开；
所述熔断器盒（6）一端与所述输出接线柱（57）连接，所述熔断器盒（6）输出端分别与所述I类电器（3）、II类电器（12）、III类电器（13）连接，为三类所述电器提供电源；
所述BCM直接驱动类电器（11）与所述车身控制器BCM（9）连接；
所述车钥匙（10）与所述车身控制器BCM（9）通过无线射频信号通信；
所述座舱域控制器CDC（8）通过5G模块与所述云服务器（7）进行无线通信；
所述座舱域控制器CDC（8）、车身控制器BCM（9）与所述I类电器（3）、II类电器（12）及III类电器（13）通过CAN网络结构（14）实现通信。
本发明还提供一种汽车电源管理控制系统的控制方法，其特征在于，包括的步骤为：
S01，车辆点火开关置于OFF，整车下电后，I类电器控制器将各种记忆参数传输给车身控制器BCM（9）存储空间进行存储，并发出可断电指令报文；
S02，车辆下电开始计时，当III类电器控制器定时器达到预设时间，通过CAN网络结构（14）向车身控制器BCM（9）输出可断电报文，直到车身控制器BCM（9）收到最长预设时间控制器的可断电报文；
S03，当车身控制器BCM（9）接收到电器控制器可断电报文后，车身控制器BCM（9）输出断电脉冲控制磁保持继电器（51）实现触点断开，车辆常电掉电；
S04，当座舱域控制器CDC（8）、车身控制器BCM（9）达到网络休眠条件，整车网络休眠，整车静电电流降到最低；
S05，车身控制器BCM收到车钥匙（10）发出的钥匙遥控信号或机械门锁开门信号，车身控制器BCM输出正向脉冲使得磁保持继电器（51）吸合，车辆常电通电，唤醒车辆网络；
S06，车身控制器将内存储空间存储的不同电器控制器RAM储存设置参数及电气状态参数传输给I类电器控制器；
S07，结束主程序，车辆恢复常态状态。
本发明还提供一种远程控制控制器的方法，包括的步骤为，
A01，应用APP发出远程控制指令至云服务器（7）；
A02，云服务器（7）通过5G网络将远程控制指令传输给座舱域控制器CDC（8）；
A03，座舱域控制器CDC（8）向车身控制器BCM（9）发出磁保持继电器（51）吸合指令，车身控制器BCM（9）输出正向脉冲，使得磁保持继电器（51）吸合，车辆常电通电，唤醒车辆网络；
A04，车身控制器BCM（9）将内存储空间存储的不同电器控制器RAM存储设置参数及电器状态参数传输给I类电器控制器；
A05，座舱域控制器CDC（8）通过整车网络将远程控制指令传输给相应控制器执行。
通过采用上述技术方案，本发明可达到的有益技术效果为：本发明能从根本上减少整车的静态电流消耗，能在车辆停放期间更好的减少蓄电池放电，保证车辆在长时间停放后能正常启动；本发明的系统能保证车辆运行过程中即使磁保持继电器出现问题，车辆电器整车供电不会掉电，保证行车安全，另，该系统能快速识别磁保持继电器故障，并进行故障提示。
附图说明
图1为本发明的系统架构图；
图2为熔断器盒的结构示意图；
图3为本发明提供的控制方法流程图；
图4为远程控制控制器方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供了一种汽车电源管理控制系统，该系统包括蓄电池4、主配电盒5、起动机1、发电机2、熔断器盒6、云服务器7、座舱域控制器CDC8、车身控制器BCM9、车钥匙10、BCM直接驱动类电器11、CAN网络结构14、I类电器3、II类电器12及III类电器13；
主配电盒5包括蓄电池正极接线柱54、磁保持继电器51、CDC熔断器55、BCM熔断器56、主熔断器52、发电机接线柱53及输出接线柱57；
蓄电池正极接线柱54与蓄电池4的正极桩头连接，起动机1连接在正极桩头与蓄电池正极接线柱54之间；蓄电池正极接线柱54与磁保持继电器51的输入端连接；磁保持继电器51的输出端与主熔断器52的输入端连接；主熔断器52的输出端分别与发电机接线柱53、输出线接线柱57连接；发电机2连接于发电机接线柱53上；
CDC熔断器55一端与蓄电池正极接线柱54连接，另一端与座舱域控制器CDC8连接，为座舱域控制器CDC8提供电源；
BCM熔断器56一端与蓄电池正极接线柱54连接，另一端与车身控制器BCM9连接，为车身控制器BCM9提供电源；
磁保持继电器51的线圈端与车身控制器BCM9连接，由车身控制器BCM9控制磁保持继电器51的接通与断开；
熔断器盒6一端与输出接线柱57连接，熔断器盒6输出端分别与I类电器3、II类电器12、III类电器13连接，为三类电器提供电源；
BCM直接驱动类电器11与车身控制器BCM9连接；
车钥匙10与车身控制器BCM9通过无线射频信号通信；
座舱域控制器CDC8通过5G模块与云服务器7进行无线通信；
座舱域控制器CDC8、车身控制器BCM9与I类电器3、II类电器12及III类电器13通过CAN网络结构14实现通信。
磁保持继电器51、主熔断器52的连接方式可实现双重保险，能实现在行车过程中，磁保持继电器51、主容器52发生问题，座舱域控制器CDC8、车身控制器BCM9由蓄电池提供电源，其他用电器可由发电机2持续提供电源，保证车辆运行安全，提升整车安全等级。
车身控制器BCM9具备网关功能，对整车网络系统进行网络管理，并与用户常用的解闭锁、寻车等功能相关的门锁电机、行李箱电机、喇叭等由车身控制器BCM直接控制；车身控制器BCM9直接与BCM熔断器56相连接，BCM熔断器56直接连接蓄电池正极接线柱54，车钥匙10磁保持继电器51是否接头与断开不对车钥匙10的遥控功能时效性产生影响，如车钥匙使用的解锁、闭锁、寻车及行李箱解锁功能，可保证对车钥匙遥控功能的及时响应。
I类电器控制器具有储存用户设置参数、电器状态参数的RAM存储器，下次车辆上电后，需要读取设置参数、电器状态参数，并按照参数执行，座椅记忆模块，整车下电后，座椅记忆模块按照下车模式调整座椅位置方便用户上下车辆，I类控制器断开电源后，所有参数将清除，再次接上电源，需要重新标定或设置。
II类电器控制器具备后期OTA软件迭代功能。
III类电器控制器具有定时器，具备定时功能，用户在车辆点火档位到OFF档位后，III类电器功能还需要能使用一段时间，一般最长不超过10分钟。
磁保持继电器51是依靠自身永久磁力保持触点断开或闭合状态的双稳定继电器。磁保持继电器51是利用永久磁铁或具有很高剩磁特性的零件，使磁保持继电器51的衔铁在其线圈断开后仍能保持在线圈通电时的位置上。磁保持继电器51与一般继电器相比最大的不同就是保持触点状态这个期间不需要通电，而其他继电器需要持续用电；无论是持续保持触点接通，还是保持触点断开，都不需要对线圈持续通电，减少线圈的电能消耗。磁保持继电器51由正负极性相反的脉冲实现磁保持继电器51的触点的吸合有断开，磁保持继电器51容量一般选择200A。
如图2所示，熔断器盒6包括第一熔断器601、第二熔断器602、第三熔断器603、第四熔断器604、第五熔断器605、第六熔断器606、第七熔断器607、第八熔断器608，还包括第一继电器609、第二继电器610及第三继电器611，为车辆除座舱域控制器CDC8、车身控制器BCM9以外的其他电器提供电源。
如图3所示，本发明还提供一种汽车电源管理控制系统的控制方法，包括的步骤为：
S01，车辆点火开关置于OFF，整车下电后，I类电器控制器将各种记忆参数传输给车身控制器BCM9存储空间进行存储，并发出可断电指令报文，车身控制器BCM9内储存空间储存不同的电器控制器RAM储存设置参数、电器状态参数。
S02，车辆下电开始计时，当III类电器控制器定时器达到预设时间，通过CAN网络结构14向车身控制器BCM9输出可断电报文，直到车身控制器BCM9收到最长预设时间控制器的可断电报文，最长预设时间参考值为10分钟。
S03，当车身控制器BCM9接收到电器控制器可断电报文后，车身控制器BCM9输出断电脉冲控制磁保持继电器51实现触点断开，车辆常电掉电。
S04，当座舱域控制器CDC8、车身控制器BCM9达到网络休眠条件，整车网络休眠，整车静电电流降到最低。
S05，车身控制器BCM9收到车钥匙10的钥匙信号或机械门锁开门信号，车身控制器BCM输出正向脉冲使得磁保持继电器51吸合，车辆常电通电，唤醒车辆网络。
S06，车身控制器BCM9将内存储空间存储的不同电器控制器RAM储存设置参数及电气状态参数传输给I类电器控制器。
S07，结束主程序，车辆恢复常态状态。
如图4所示，本发明还提供一种远程控制控制器的方法，包括的步骤为，
A01，应用APP发出远程控制指令至云服务器7；可选地，该远程控制指令可为后台OTA升级指令。
A02，云服务器7通过5G网络将远程控制指令传输给座舱域控制器CDC8.
A03，座舱域控制器CDC8向车身控制器BCM9发出磁保持继电器51吸合指令，车身控制器BCM9输出正向脉冲，使得磁保持继电器51吸合，车辆常电通电，唤醒车辆网络。
A04，车身控制器BCM9将内存储空间存储的不同电器控制器RAM存储设置参数及电器状态参数传输给I类电器控制器。
A05，座舱域控制器CDC8通过整车网络将远程控制指令传输给相应控制器执行。
Claims (2)
1.一种汽车电源管理控制系统，其特征在于，
包括蓄电池（4）、主配电盒（5）、起动机（1）、发电机（2）、熔断器盒（6）、云服务器（7）、座舱域控制器CDC（8）、车身控制器BCM（9）、车钥匙（10）、BCM直接驱动类电器（11）、CAN网络结构（14）、I类电器（3）、II类电器（12）及III类电器（13）；
所述主配电盒（5）包括蓄电池正极接线柱（54）、磁保持继电器（51）、CDC熔断器（55）、BCM熔断器（56）、主熔断器（52）、发电机接线柱（53）及输出接线柱（57）；
所述蓄电池正极接线柱（54）与所述蓄电池（4）的正极桩头连接，所述起动机（1）连接在所述正极桩头与蓄电池正极接线柱（54）之间；所述蓄电池正极接线柱（54）与所述磁保持继电器（51）的输入端连接；所述磁保持继电器（51）的输出端与所述主熔断器（52）的输入端连接；所述主熔断器（52）的输出端分别与发电机接线柱（53）、输出接线柱（57）连接；所述发电机（2）连接于所述发电机接线柱（53）上；
所述CDC熔断器（55）一端与所述蓄电池正极接线柱（54）连接，另一端与座舱域控制器CDC（8）连接，为座舱域控制器CDC（8）提供电源；
所述BCM熔断器（56）一端与所述蓄电池正极接线柱（54）连接，另一端与车身控制器BCM（9）连接，为车身控制器BCM（9）提供电源；
所述磁保持继电器（51）的线圈端与所述车身控制器BCM（9）连接，由所述车身控制器BCM（9）控制所述磁保持继电器（51）的接通与断开；
所述熔断器盒（6）一端与所述输出接线柱（57）连接，所述熔断器盒（6）输出端分别与所述I类电器（3）、II类电器（12）、III类电器（13）连接，为三类所述电器提供电源；
所述BCM直接驱动类电器（11）与所述车身控制器BCM（9）连接；
所述车钥匙（10）与所述车身控制器BCM（9）通过无线射频信号通信；
所述座舱域控制器CDC（8）通过5G模块与所述云服务器（7）进行无线通信；
所述座舱域控制器CDC（8）、车身控制器BCM（9）与所述I类电器（3）、II类电器（12）及III类电器（13）通过CAN网络结构（14）实现通信；
汽车电源管理控制系统的控制方法包括步骤：
S01，车辆点火开关置于OFF，整车下电后，I类电器控制器将各种记忆参数传输给车身控制器BCM（9）存储空间进行存储，并发出可断电指令报文；
S02，车辆下电开始计时，当III类电器控制器定时器达到预设时间，通过CAN网络结构（14）向车身控制器BCM（9）输出可断电报文，直到车身控制器BCM（9）收到最长预设时间控制器的可断电报文；
S03，当车身控制器BCM（9）接收到电器控制器可断电报文后，车身控制器BCM（9）输出断电脉冲控制磁保持继电器（51）实现触点断开，车辆常电掉电；
S04，当座舱域控制器CDC（8）、车身控制器BCM（9）达到网络休眠条件，整车网络休眠，整车静电电流降到最低；
S05，车身控制器BCM收到车钥匙（10）发出的钥匙遥控信号或机械门锁开门信号，车身控制器BCM输出正向脉冲使得磁保持继电器（51）吸合，车辆常电通电，唤醒车辆网络；
S06，车身控制器将内存储空间存储的不同电器控制器RAM储存设置参数及电气状态参数传输给I类电器控制器；
S07，结束主程序，车辆恢复常态状态。
2.一种远程控制控制器的方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的汽车电源管理控制系统，所述方法包括步骤：
A01，应用APP发出远程控制指令至云服务器（7）；
A02，云服务器（7）通过5G网络将远程控制指令传输给座舱域控制器CDC（8）；
A03，座舱域控制器CDC（8）向车身控制器BCM（9）发出磁保持继电器（51）吸合指令，车身控制器BCM（9）输出正向脉冲，使得磁保持继电器（51）吸合，车辆常电通电，唤醒车辆网络；
A04，车身控制器BCM（9）将内存储空间存储的不同电器控制器RAM存储设置参数及电器状态参数传输给I类电器控制器；
A05，座舱域控制器CDC（8）通过整车网络将远程控制指令传输给相应控制器执行。
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