CN114954309B - 汽车静态电源管理系统、方法、防亏电装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明请求保护一种防止汽车亏电的电源管理装置及方法，涉及汽车电源管理，将用电器分类并通过不同的磁保持继电器连接车身控制器BCM，对继电器及用电器状态实时检测，BCM根据用电器故障状态及所属类别，控制端高低电平切换，BCM控制相应磁保持继电器断开和闭合，控制蓄电池为相应类电器控制回路供电或切断供电，复位或切断用电器供电。同时，ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因，并将用电器状态及断电标志等信息转发车载信息娱乐终端总成上传云端，远程管理和控制汽车用电器，可以有效降低整车亏电及远程故障监测问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车智能电源管理，更具体涉及利用车身控制器的网络监控功能、状态保持功能对车机、空调控制器等零部件的电源管理控制。
背景技术
汽车零部件不断向电器化、智能化方向转型发展，整车用电功能不断增加，引起整车亏电无法启动的问题更是日益增加，造成车辆事故、用户投诉、退车等问题。
传统电源管理，各电器控制器直接通过线束连接蓄电池两端，控制器工作状态的迁移主要依托自身网络管理实现，用电器可任意消耗电量,当一个控制器出现bug，就会导致整车CAN网络异常，比较典型的控制器就是车机零件，当控制器的进程卡死、软硬件bug发生，会导致整车CAN网络不休眠，直接导致整车亏电。针对故障排查分析调查发现，通常情况，只要对控制器进行断电复位，即可让控制器的功能恢复正常，从而避免亏电问题的发生，因此，一种汽车熄火OFF后的用电管理尤为重要。
公开号CN112918411A，名称“一种蓄电池在整车下电后的电源控制方法和系统”的中国发明专利，根据用电器的需求功能特征，将整车下电休眠后仍需要处于常电状态下的用电器定义为第一用电器，将整车下电休眠后不需要处于常电状态、且具有暗电流的用电器定义为第二用电器；将第一用电器连接于蓄电池电源，将第二用电器通过一个控制开关连接于蓄电池电源，将控制开关连于电源管理控制器；若电源管理控制器唤醒，电源管理控制器控制控制开关闭合，若汽车点火锁处于OFF档，则判断电源管理控制器的计时时间是否超过预设时间，若是，则电源管理控制器控制控制开关断开，否则控制控制开关闭合。
然而针对容易发生故障的零部件（车机、空调等）均定义为第一类控制器，无法切断，同时定义的第二类控制器采用定时器的方式对继电器进行控制，即固定时间后强制断电继电器，所以无法有效解决因为车机等零部件导致整车亏电问题，无法结合车辆的网络及暗电流的状态实施动态管理。同时该方案采用的为常开继电器，为线圈控制，当车辆处于OFF档状态正常时，若此时维持继电器的吸合状态，仍需100mA左右的电流持续维持控制继电器线圈，进而消耗蓄电池的电量。
公开号CN111619473A，名称“一种汽车静态电源管理系统及管理方法”，在整车下电后，通过对未在计时时间内休眠的控制器进行复位控制，尽量使整车网络上的控制器都进行休眠，从而减小了对蓄电池的电量消耗，同时结合蓄电池的SOC状态和整车的静态电流监控，在蓄电池电量较低时进行整车断电，确保了汽车在停放后能正常起动。利用云端对车辆用电器状态进行判断，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。在实际应用过程中，车机故障发生概率高，当车机故障发生时，由于云端与车辆无法进行交互，导致云端无法获取车辆的状态，同时，也无法准确下发复位指令；同时，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，不能有效解决市场汽车亏电问题。同时，该方案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，无法有效解决该问题。
公开号CN207157138U，名称“车辆静态电流控制电路、装置及车辆”的中国实用新型专利，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，从而保证了车辆长期放置后仍可正常启动。该方案在蓄电池的剩余电量低时将用电器全部断开，未对汽车用电器进行分类管理，不清楚用电器状态及故障原因，不能及时发现进入休眠期的有隐患的用电器故障。
因此，一种在车辆熄火正常停放时，不额外消耗蓄电池电量，当用电器发生故障时，又能对故障实施动态及远程管理的汽车电源管理方法显得尤为迫切。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提出一种智能电源管理方案，充当整车电源的“用电哨兵”，在故障发生率较高的控制器的供电回路上增加断电模块，当车辆停放期间，电源管理系统持续对整车状态进行监测，断电模块一直处于闭合状态，当整车网络发生故障，电源管理系统结合各控制器的网络唤醒原因及唤醒先后顺序对故障用电器进行定位，并对故障控制器进行智能断电复位，若复位后仍然无法恢复正常，则对故障控制器进行强制断电处理，同时针对蓄电池电量处于启动临界点附件车辆，优化启动电源控制逻辑，减小启动电流，保证车辆能正常启动。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：本发明提供一种汽车静态电源管理系统，包括：车身控制器BCM、第一、第二磁保持继电器、网络管理节点GW、微控制器ECU、车载信息娱乐终端总成THU，BCM的控制端在第一、第二磁保持继电器的控制端分别输入不同方向的脉冲电流实现状态切换，控制蓄电池为第一类用电器和第二类用电器控制回路供电或切断供电，并对继电器及用电器状态实时检测；GW将状态反馈至ECU,ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因，并将状态及断电信号转发THU；THU将故障信息本地日志储存，BCM通过相应磁保持继电器对用电器执行复位或切断供电。
进一步优选，BCM检测到用电器不休眠时间大于预定时长或异常唤醒，BCM发出断电请求标志，THU通过无线网络发送用电器状态及断电信号至云端；手机端通过云端对用电器下发复位指令。
进一步优选，所述第一类用电器控制回路包括：由车机、空调、功放、方向盘、氛围灯控制器并联，第二类用电器控制回路包括：由天窗、背门、四门防夹控制器并联，第一类用电器通过第一磁保持继电器连接BCM控制器及蓄电池，第二类用电器通过第二磁保持继电器连接BCM控制器及蓄电池。
进一步优选，BCM收到钥匙解闭锁信号、整车电源档位、任意车门状态变化、复位指令，比对第一、第二磁保持继电器当前状态与BCM内部储存状态，若不一致在本地记录故障码，若继电器未吸合，BCM控制继电器动、静触点吸合。
进一步优选，BCM根据不休眠时间大于预定时间或异常唤醒的用电器类别控制相应控制端高、低电平变换控制对应磁保持继电器，如属于第一类用电器，BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一磁保持继电器断开，断开第一类控制回路的供电；如属于第二类用电器，BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开第二类用电器控制回路的供电。
进一步优选，BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一磁保持继电器吸合，蓄电池为第一类用电器控制回路供电；BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二继电器吸合，蓄电池为第二类用电器控制回路供电。
第二方面，本发明还提出一种汽车静态电源管理方法，车身控制器BCM的控制端在第一、第二磁保持继电器的控制端分别输入不同方向的脉冲电流实现状态切换，控制蓄电池为第一类用电器和第二类用电器控制回路供电或切断供电，并对继电器及用电器状态实时检测；网络管理节点GW将状态反馈至微控制器ECU,ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因，并将状态及断电信号转发车载信息娱乐终端总成THU；THU将故障信息本地日志储存，BCM通过相应磁保持继电器对用电器执行复位或切断供电。
进一步优选，BCM检测到用电器不休眠时间大于预定时长或异常唤醒，BCM发出断电请求标志，THU通过无线网络发送用电器状态及断电信号至云端；手机端通过云端对用电器下发复位指令。
第三方面，本发明还提出一种防止汽车亏电的电源管理装置，包括：BCM控制器、第一、第二磁保持继电器、第一类用电器控制回路、第二类用电器控制回路、蓄电池，第一类和第二类用电器控制回路分别通过第一、第二磁保持继电器的控制线圈端，连接蓄电池及BCM控制器控制端，汽车熄火后，BCM控制器监测用电器状态，根据用电器状态BCM控制器触发控制端高低电平切换，在故障用电器相关联的磁保持继电器的控制端输入高、低电平的脉冲信号实现状态切换，控制蓄电池为第一类或第二类电器控制回路供电或切断供电。
进一步优选，BCM的控制端J1和J2端分别连接第一磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端，BCM的控制端J3和J4端分别连接第二磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端；蓄电池正极连接第一、第二磁保持继电器的动触点端，第一、第二磁保持继电器的静触点端分别连接第一类、第二类用电器控制回路电源输入端，BCM反馈端连接第一类、第二类用电器控制回路与继电器连接的公共端。
进一步优选，在第一、第二磁保持继电器的静触点端分别通过电压采集线连接BCM控制器反馈端J5、J6实时采集继电器状态，BCM控制器通过对其反馈端的电压采集，将BCM内部记忆的继电器状态与对应继电器的当前状态进行比对，若两者状态不一致则记录故障码，同时BCM按照内部记忆的继电器状态对继电器进行驱动切换。
进一步优选，BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一磁保持继电器吸合，蓄电池为第一类用电器控制回路供电；BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一磁保持继电器断开，断开第一类用电器的供电；BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二继电器吸合，蓄电池为第二类用电器供电；BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开第二类用电器的供电。
进一步优选，所述第一类用电器包括：由车机、空调、功放、方向盘、氛围灯控制器并联，所述第二类用电器包括：天窗、背门、四门防夹控制器，第一类用电器控制回路通过第一磁保持继电器连接BCM控制器，第二类用电器控制回路通过第二磁保持继电器连接BCM控制器。
进一步优选，当磁保持继电器线圈控制端未通电且动、静触点吸合时，保持磁路中磁钢吸力FL＞ 动簧反力FS，控制动、静触点保持吸合状态，当继电器线圈控制端Re1端输入高电平、Re2端输入低电平，控制磁钢吸力小于动簧反力，使公式FL-FX＜ FS成立，使动触点和静触点分开，继电器保持断开状态；当磁保持继电器线圈控制端未通电且触点处于断开状态，在衔铁的运动方向上，控制磁钢产生的吸力FL.COSθ＜动簧反力FS ，控制动、静触点保持分离状态，当Re1端输入低电平、Re2端输入高电平，使得公式(FX+ FL) .COSθ＞ FS成立，控制吸力大于动簧反力，继电器动、静触点吸合，保持继电器导通状态。
第四方面，本发明还提出一种防止汽车亏电的电源管理方法，将汽车用电器分为第一类用电器和第二类用电器分别并联构成相应用电器回路，汽车熄火后，BCM控制器监测用电器状态并根据用电器状态触发控制端高、低电平切换，在与故障用电器关联的第一或第二磁保持继电器的控制端输入高、低电平的脉冲信号实现状态切换，控制蓄电池为第一类或第二类用电器控制回路供电或切断供电。
进一步优选，BCM控制器通过对其反馈端的电压采集，将BCM内部记忆的继电器状态与继电器的当前状态进行比对，若两者状态不一致则记录故障码，同时BCM按照内部记忆的继电器状态对继电器进行驱动切换。
第五方面，本发明提出一种汽车，包括如上面所述的电源管理装置。
第六方面，本发明还提出一种控制设备，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上所述的汽车静态电源管理方法。
第七方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令能够被处理器加载和运行以执行如上所述的汽车静态电源管理方法。
本发明通过智能断电方案可以有效解决，当车辆处于OFF档状态正常时，蓄电池不需要为继电器提供维持工作电流，有效解决因车机OTA失败等故障、车窗及天窗零部件软硬件问题引起整车CAN网络不休眠，导致整车暗电流超标从而亏电无法启动的问题，可以有效降低整车亏电问题。同时，当车机故障发生时，能够保障云端与车辆之间的交互，能够快速准确获取车辆用电器不休眠及异常唤醒状态，准确下发复位指令。
附图说明
图1汽车静态电源管理方案原理框图；
图2本发明实施例中的一种磁保持继电器结构原理图；
图3控制磁保持继电器吸合工作示意图；
图4控制磁保持继电器断开工作示意图；
图5防止汽车亏电控制装置示意图；
图6 汽车静态电源管理控制信号时序流程图。
具体实施方式
为方便理解本发明，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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
如图1所示为本发明汽车静态电源管理方案原理框图。网络管理节点GW与车身控制器BCM之间通过CAN总线下发继电器指令，接收继电器状态反馈，GW与ECU之间通过CAN总线收发网络状态监控，GW与THU之间通过CAN总线收发网络状态监控、断电信息转发指令；BCM通过CAN总线向磁保持继电器发送继电器控制、继电器状态检测。磁保持继电器一端接蓄电池，另一端接ECU和THU。
BCM控制器的控制端在第一、第二磁保持继电器的控制端分别输入不同方向的脉冲电流实现状态切换，控制蓄电池为第一类用电器/第二类用电器控制回路供电或切断供电，并对继电器及用电器状态实时检测；将状态通过网络管理节点GW反馈至微控制器ECU,并将状态及断电信号转发车载信息娱乐终端总成THU；车机THU通过无线网络发送用电器状态及断电信号至云端；手机端通过云端对用电器下发复位指令。
当整车停放闭锁时，具备网络管理的微控制器ECU通过网络管理报文广播各用电器状态及唤醒原因，网关GW监控各ECU 的网络状态及唤醒原因，并将对应的网络状态及原因进行整理转发，整车闭锁设防开始计时，当车身控制器BCM检测到网络不休眠时间≥Tmins（预定时长）或异常唤醒， 车身控制器BCM直接控制断电模块，执行智能复位或断电保护操作。
更进一步，还可开启远程复位，BCM将断电执行情况反馈给GW,GW将故障信息传输给车载信息娱乐终端总成THU，THU将故障信息进行本地日志储存并上传云端，同时云端将故障信息同步给手机终端，由手机端远程查看并控制发送复位或断开用电器指令。
本断电模块具备控制器复位、断电保护的执行功能，当车辆熄火停放时CAN 网络正常状态情况下，该断电模块一直处于吸合状态，传统的纯线圈控制的继电器保持吸合状态需对控制线圈持续供电，会额外消耗蓄电池电量，无法满足整车停放时，不额外消耗蓄电池电量的需求，因此，本发明采用磁保持继电器作为断电模块。也可采用具备相同功能的其他结构的磁保持继电器模块（包括其他类似的断电器）作为本发明的断电控制模块，以下以一具体实施例的方式举例说明应用于本发明的一种磁保持继电器结构。
如图2所示为一种磁保持继电器结构原理图，磁保持继电器在内部增加磁钢、动簧等特殊结构。磁保持继电器动触点①连接蓄电池正极，静触点②连接用电器端，同时在磁保持继电器两个控制引脚Re1、Re2上通不同方向的脉冲电流即可控制继电器的吸合和复归动作。具体可为：铁芯下端通过磁钢置于L型轭铁一边上，衔铁通过动簧固定在L型轭铁的另一端，衔铁与铁芯上端保持一定距离，动触点①连接在动簧的一端，绕在铁芯上的绕组线圈的两端为控制引脚Re1和Re2。
如图3所示为控制磁保持继电器吸合工作示意图。磁保持继电器的吸合状态保持及切换示意，当线圈控制引脚端Re1、Re2端未通电时，磁路中只有磁钢产生的磁通ΦL和吸力FL，动簧产生反力FS，此时保持FL＞ FS，以控制触点①、②保持吸合状态；当继电器线圈控制端Re1端输入高电平、Re2端输入低电平，在继电器内部形成正向电流，正向通电产生磁通ΦX与磁钢产生的磁通方向相反，两磁通相抵消，产生的吸力也抵消，控制吸力小于动弹簧反力，具体为使公式FL-FX＜ FS成立，使动触点和静触点分开，继电器断开。一般来说，继电器在吸合状态下，其能承受的最大加速度需≥250m/S2 ，其中，加速度a=（FL- FS）/m衔铁，当FS和衔铁的质量m衔铁一定，则FL需足够大，因此，选用磁密度高达到上述要求的磁钢。
如图4所示为继电器断开状态保持及切换示意图，当线圈控制端Re1、Re2端未通电时，磁路中只有磁钢产生的磁通ΦL和吸力FL，动簧反力FS,其中FL和FS 存在一定夹角θ，在衔铁的运动方向上，FL.COSθ＜FS ，触点①、②保持分离状态，继电器保持断开状态。当车身控制器BCM控制Re1端输入低电平、Re2端输入高电平，线圈正向通电产生磁通ΦX,与磁钢产生的磁通方向一致，两磁通叠加，产生的吸力也叠加，使得吸力大于动弹簧反力(FX+ FL) .COSθ＞ FS，动触点向静触点靠近，两触点吸合，继电器导通。
车身控制器（BCM）只需在磁保持继电器两个控制引脚上通不同方向的脉冲电流即可控制继电器的吸合和复归动作，同时继电器内部永久磁钢及动簧的结构配合，无需外部供电可保持继电器的状态，从而实现整车停放时低功耗的目的。
结合车辆控制器的功能及额定功率及负载类型进行整车电源回路分配，可将车辆用电器控制器分为两路回路，第一类用电器控制回路为后挂用电器主要为容性负载（包括：空调、氛围灯、车机等）的娱乐系统控制回路，第二类用电器控制回路后挂用电器主要为电机类的感性负载（包括：车窗、背门、天窗）为门窗控制回路。如果需要还可以将用电器分成三组或更多，BCM控制器通过多个磁保持继电器对多组用电器实施监测和控制。
为便于理解本发明方案，以下通过一具体实例对本发明的一种实施方式作进一步具体说明。
如图5所示为防止汽车亏电控制装置示意图，将娱乐系统类用电器5作为第一类用电器（如包含：车机、空调控制器、功放控制器、方向盘控制器、氛围灯控制器等相关电器）连接第一磁保持继电器3的静触点②；将门窗类用电器6作为第二类用电器（包含天窗控制器、背门控制器、四门防夹控制器），连接第二磁保持继电器4的静触点②，第一、第二磁保持继电器的动触点可分别通过慢熔保护器2（60A）连接蓄电池正极。在磁保持继电器前端连接慢熔保护器，防止磁保持继电器过载损坏。
娱乐系统类和门窗类两路用电器回路分别通过第一、第二磁保持继电器3（Relay1）和4（Relay2）的控制线圈端，分别连接蓄电池及BCM控制器7控制端，具体为，BCM的控制端J1和J2端分别连接第一继电器Relay1的线圈控制引脚端Re1（Reset）端和Re2（set）端；BCM的控制端J3和J4端分别连接第二继电器Relay2的线圈控制引脚端Re1（Reset）端和Re2（set）端；蓄电池正极连接第一、第二继电器的动触点端，第一、第二继电器的静触点端分别连接娱乐系统类用电器和门窗类用电器回路电源端；BCM控制器反馈端J5、J6分别连接娱乐系统类与和门窗类用电器回路与继电器连接的公共端。
BCM通过控制磁保持继电器分别对两路电器管理控制器回路实施控制。在继电器Re1、Re2的控制端输入不同方向的脉冲电流即可实现状态切换，通过控制BCM控制器的控制端J1、J2、J3、J4高低电平切换，实现双边驱动。当BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一继电器3吸合，蓄电池为娱乐系统类控制回路供电；当BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一继电器3断开，断开娱乐系统类控制回路的供电。
第二继电器的控制方法同理，控制门窗类控制回路与蓄电池的通断。当BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二继电器吸合，蓄电池为门窗类控制回路供电；当BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开门窗类控制回路的供电。
在第一、第二磁保持继电器的静触点端分别通过电压采集线连接BCM控制器反馈端J5、J6，实时采集继电器的状态，BCM控制器通过对其反馈端J5、J6的电压采集，将BCM内部记忆的继电器状态与继电器的当前实际状态进行比对，若两者状态不一致则记录故障码，同时BCM按照内部记忆的继电器状态对继电器进行驱动切换；并且监控继电器断开指令到继电器实际断开的时间间隔，从而实现继电器健康度预测，避免磁钢消磁以及结构磨损导致继电器损坏。通过采集继电器的输出状态，可对继电器线圈端的输入脉冲电流形成闭环控制，防止继电器线圈加载持续的电压导致继电器的烧蚀，避免因供电回路故障导致控制器功能失效。
如图6所示为本发明静态汽车电源管理控制信号时序流程图。当汽车处于熄火停车状态，将各用电器ECU不休眠及唤醒异常情况实时发至总线，网关GW识别用电器不休眠时间大于预定时间，发送断电请求信号给BCM，如断电计数器计数值小于2，BCM判断控制器属于娱乐系统类回路还是门窗类回路，分别控制对应的继电器断开，并发送断电标志，断电计数器计数值增加1，车机端上传断电标志和计数器并本地日志存储，在断开继电器时，BCM提前发出断电标志位，且延时预定时间后断开继电器，确保断电日志记录完成。同时，通过无线网络向云端上传用电器异常及断电标志，云端接收断电标志，手机终端可查看，并远程控制实施对相关用电器的复位或断开供电。
当BCM收到遥控钥匙解闭信号，蓝牙钥匙解闭锁信号、任意车门变化，BCM判断继电器是否吸合，如果继电器没有吸合，上传继电器原因并存储在本地日志。
具体可包括：
具备网络管理的各种ECU控制器（门窗类、娱乐系统类控制器）通过整车的CAN总线周期广播自身状态、不进入休眠原因等，网关可以通过CAN总线对用电器的状态进行收集；
网关收到BCM的闭锁设防信号开始计时，BCM检测各类用电器状态，若不休眠时间≥预定时间Tmins，则ECU控制器发送断电请求给BCM控制器。进一步，如需启动远程电源控制和管理，网关GW将收集的用电器不休眠情况进行处理，然后转发给车载信息娱乐终端总成THU；车机将不休眠原因进行本地日志储存备份，并将信息传输给云端，云端储存不休眠信息；
BCM控制器判断断电请求计数器是否小于预定次数（如2次），若小于预定次数则执行断电复位流程；否则执行强制断电流程，识别判断需要断电复位或强制断电的用电器属于第一类或第二类用电器。触发相应控制端高低电平切换，控制对应磁保持继电器动静触点吸合或断开，对相应用电器供电或断开电源，判断对应故障用电器，若属于娱乐系统类控制回路相关负载则断开第一磁保持继电器3，若是门窗类控制回路故障则断开第二磁保持继电器4，BCM控制器发出断电标志位，断电请求计数器+1。
BCM在断电请求标志发出后到控制继电器执行断电前，预留车机写日志时间及上传时间；如需断电复位，用电器断电后预定时间，BCM控制触发对应继电器吸合，用电器重新上电复位，断电请求计数器+1，当断电请求计数器超过预设值，BCM控制触发对应继电器断开，对相关用电器强制断电；如断电计数器大于预设值，BCM控制继电器断开，发送电动标志位，断电计数器加1，延迟预定时长后控制继电器吸合，为相关用电器供电。同时，还可请求云端对不休眠用电器进行复位，将断电标志及断电计数器值发送至车机端，车机端向云端转发断电标志和断电计数值，GW转发断电请求标志至车机，HU对断电请求、不休眠原因进行本地日志储存并上传云端；云端接收断电标志和计数器计时，用户终端APP通过弹窗提示车辆用电器状态异常。可通过用户手机端发送断电复位用电器指令或强制断开用电器指令对汽车用电器电源供电实施远程管理。 BCM在断电请求标志发出后执行断电流程，断电前给车机预留写日志时间及上传时间。
BCM收到遥控钥匙解闭锁信号、蓝牙钥匙解闭锁信号、整车电源档位、任意车门状态变化或BCM复位时首先对继电器3、继电器4状态进行判断，将状态与内部储存状态比对，若不一致则在BCM本地记录故障码，若继电器未吸合，BCM则发出继电器吸合指令；同时BCM发送继电器吸合原因（BCM_RleyConnectStatus），同时上传吸合原因。
采用本发明所述的电源控制方法，还能在整车电量不足或者低温条件下有效提高启动成功率。BCM发出启动请求信号时，BCM控制第一磁保持继电器、第二磁保持继电器全部断开；后挂的用电负载与蓄电池全部断开，降低汽车启动电流，保证蓄电池为汽车启动的必须部件供电，切断不必须的用电器的供电，启动成功后，再控制吸合继电器，为断开部分的用电器供电。基于蓄电池的简易放电模型如下：U端= Ub- I *R内阻，蓄电池内阻和蓄电池的电压一定，当启动电流越大，那么蓄电池端电压会被拉得越低。当蓄电池处于低温条件蓄电池内阻R内阻会增大；同时基于蓄电池OCV曲线，当蓄电池电量越低，蓄电池开路电压Ub越低，在实际启动过程中蓄电池端电压U端＜7.5V时，与启动相关的用电器，会硬件复位，导致启动失败；因此蓄电池端电压U端在蓄电池电量偏低或者在低温情况下会越小，无法启动的概率增大。为了提高启动成功概率，需保证蓄电池端电压U端＞7.5V，因此可以减小启动电流I，启动电流I主要由启动电机拖动电流及常电用电器工作组成，因此在启动瞬间，关闭部分与启动无关常电用电器，可以有效提高低温或者低电量启动成功概率。若减小40A，蓄电池内阻为10毫欧，则端电压可提升0.4V。
BCM发出启动请求信号时，EMS同步判断车辆环境温度及蓄电池电量，当环境温度或蓄电池电量低于临界值，则发出断电请求，触发BCM控制端电平变化，断开第一、第二磁保持继电器，减小启动过程中负载电流，从而提高启动成功率。
本发明还提出一种包括如上面所述的电源管理装置的汽车。
本发明还提出一种控制设备，包括：该控制设备包括处理器和存储器；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上所述的汽车静态电源管理方法。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令能够被处理器加载和运行以执行如上所述的汽车静态电源管理方法。
本发明将用电器分类并通过不同的磁保持继电器连接车身控制器BCM，对继电器及用电器状态实时检测，BCM根据用电器故障状态及所属类别，控制端高低电平切换，BCM控制相应磁保持继电器断开和闭合，控制蓄电池为相应类电器控制回路供电或切断供电，复位或切断用电器供电。同时，ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因，并将用电器状态及断电标志等信息转发车载信息娱乐终端总成上传云端，远程管理和控制汽车用电器，可以有效降低整车亏电及远程故障监测问题。
尽管只是结合了有限数量的实施例来详细解释，但本发明并不仅仅限于说明书和实施例中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的工程技术人员而言，可容易地实现的修改、补充和替代，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不应视为受先前描述所限。
Claims (24)
1.一种汽车静态电源管理系统，其特征在于，包括：车身控制器BCM、第一、第二磁保持继电器、网络管理节点GW、微控制器ECU、车载信息娱乐终端总成THU，BCM的控制端在第一、第二磁保持继电器的控制端分别输入不同方向的脉冲电流实现状态切换，控制蓄电池为第一类用电器和第二类用电器控制回路供电或切断供电，并对继电器及用电器状态实时检测；GW将状态反馈至ECU,ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因，并将状态及断电信号转发THU；THU将故障信息本地日志储存，BCM通过相应磁保持继电器对用电器执行复位或切断供电；
BCM的控制端J1和J2端分别连接第一磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端，BCM的控制端J3和J4端分别连接第二磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端；蓄电池正极连接第一、第二磁保持继电器的动触点端，第一、第二磁保持继电器的静触点端分别连接第一类、第二类用电器控制回路电源输入端，BCM反馈端连接第一类、第二类用电器控制回路与继电器连接的公共端。
2.根据权利要求1所述汽车静态电源管理系统，其特征在于，BCM检测到用电器不休眠时间大于预定时长或异常唤醒，BCM发出断电请求标志，THU通过无线网络发送用电器状态及断电信号至云端；手机端通过云端对用电器下发复位指令。
3.根据权利要求1所述汽车静态电源管理系统，其特征在于，结合各用电器的网络唤醒原因及唤醒先后顺序定位故障用电器，并对故障用电器进行智能断电复位，若复位后仍然无法恢复，则对故障用电器进行强制断电。
4.根据权利要求1所述汽车静态电源管理系统，其特征在于，根据用电器的功能及额定功率及负载类型确定用电器类别，所述第一类用电器控制回路后挂用电器为容性负载，第二类用电器控制回路后挂用电器为电机类的感性负载，第一类用电器通过第一磁保持继电器连接BCM控制器及蓄电池，第二类用电器通过第二磁保持继电器连接BCM控制器及蓄电池。
5.根据权利要求1-4其中之一所述汽车静态电源管理系统，其特征在于，BCM收到钥匙解闭锁信号、整车电源档位、任意车门状态变化、复位指令，比对第一、第二磁保持继电器当前状态与BCM内部储存状态，若不一致在本地记录故障码，若继电器未吸合，BCM控制继电器动、静触点吸合。
6.根据权利要求1-4其中之一所述汽车静态电源管理系统，其特征在于，BCM根据不休眠时间大于预定时间或异常唤醒的用电器类别控制相应控制端高、低电平变换控制对应磁保持继电器，如属于第一类用电器，BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一磁保持继电器断开，断开第一类控制回路的供电；如属于第二类用电器，BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开第二类用电器控制回路的供电。
7.根据权利要求1-4其中之一所述汽车静态电源管理系统，其特征在于，BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一磁保持继电器吸合，蓄电池为第一类用电器控制回路供电；BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二继电器吸合，蓄电池为第二类用电器控制回路供电。
8.一种汽车静态电源管理方法，其特征在于，车身控制器BCM的控制端在第一、第二磁保持继电器的控制端分别输入不同方向的脉冲电流实现状态切换，控制蓄电池为第一类用电器和第二类用电器控制回路供电或切断供电，并对继电器及用电器状态实时检测；网络管理节点GW将状态反馈至微控制器ECU,ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因，并将状态及断电信号转发车载信息娱乐终端总成THU；THU将故障信息本地日志储存，BCM通过相应磁保持继电器对用电器执行复位或切断供电；所述车身控制器BCM的控制端J1和J2端分别连接第一磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端，BCM的控制端J3和J4端分别连接第二磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端；蓄电池正极连接第一、第二磁保持继电器的动触点端，第一、第二磁保持继电器的静触点端分别连接第一类、第二类用电器控制回路电源输入端，BCM反馈端连接第一类、第二类用电器控制回路与继电器连接的公共端。
9.根据权利要求8所述汽车静态电源管理方法，其特征在于，BCM检测到用电器不休眠时间大于预定时长或异常唤醒，BCM发出断电请求标志，THU通过无线网络发送用电器状态及断电信号至云端；手机端通过云端对用电器下发复位指令；结合各用电器的网络唤醒原因及唤醒先后顺序定位故障用电器，并对故障用电器进行智能断电复位，若复位后仍然无法恢复，则对故障用电器进行强制断电。
10.根据权利要求8所述汽车静态电源管理方法，其特征在于，BCM收到钥匙解闭锁信号、整车电源档位、任意车门状态变化、复位指令，比对第一、第二磁保持继电器当前状态与BCM内部储存状态，若不一致在本地记录故障码，若继电器未吸合，BCM控制继电器动、静触点吸合。
11.根据权利要求8或9所述汽车静态电源管理方法，其特征在于，BCM根据不休眠时间大于预定时间或异常唤醒的用电器类别控制相应控制端高、低电平变换控制对应继电器，如属于第一类用电器，BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一磁保持继电器断开，断开第一类控制回路的供电；如属于第二类用电器，BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开第二类用电器控制回路的供电。
12.根据权利要求8或9所述汽车静态电源管理方法，其特征在于，BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一磁保持继电器吸合，蓄电池为第一类用电器控制回路供电；BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二继电器吸合，蓄电池为第二类用电器控制回路供电。
13.一种防止汽车亏电的电源管理装置，其特征在于，包括：BCM控制器、第一、第二磁保持继电器、第一类用电器控制回路、第二类用电器控制回路、蓄电池，第一类和第二类用电器控制回路分别通过第一、第二磁保持继电器的控制线圈端，连接蓄电池及BCM控制器控制端，汽车熄火后，BCM控制器监测用电器状态，根据用电器状态BCM控制器触发控制端高低电平切换，在故障用电器相关联的磁保持继电器的控制端输入高、低电平的脉冲信号实现状态切换，控制蓄电池为第一类或第二类电器控制回路供电或切断供电；其中，BCM控制器的控制端J1和J2端分别连接第一磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端，BCM的控制端J3和J4端分别连接第二磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端；蓄电池正极连接第一、第二磁保持继电器的动触点端，第一、第二磁保持继电器的静触点端分别连接第一类、第二类用电器控制回路电源输入端，BCM反馈端连接第一类、第二类用电器控制回路与继电器连接的公共端。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，BCM发出启动请求信号时，EMS同步判断车辆环境温度及蓄电池电量，当环境温度或蓄电池电量低于临界值，则发出断电请求，触发BCM控制端电平变化，断开第一、第二磁保持继电器，减小启动过程中负载电流。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，在第一、第二磁保持继电器的静触点端分别通过电压采集线连接BCM控制器反馈端J5、J6实时采集继电器状态，BCM控制器通过对其反馈端的电压采集，将BCM内部记忆的继电器状态与对应继电器的当前状态进行比对，若两者状态不一致则记录故障码，同时BCM按照内部记忆的继电器状态对继电器进行驱动切换。
16.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一磁保持继电器吸合，蓄电池为第一类用电器控制回路供电；BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一磁保持继电器断开，断开第一类用电器的供电；BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二继电器吸合，蓄电池为第二类用电器供电；BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开第二类用电器的供电。
17.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第一类用电器包括：由车机、空调、功放、方向盘、氛围灯控制器，所述第二类用电器包括：天窗、背门、四门防夹控制器，第一类用电器控制回路通过第一磁保持继电器连接BCM控制器，第二类用电器控制回路通过第二磁保持继电器连接BCM控制器。
18.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，当磁保持继电器线圈控制端未通电且动、静触点吸合时，保持磁路中磁钢吸力FL＞ 动簧反力FS，承受的最大加速度a=（FL-FS）/m衔铁≥250m/S2，控制动、静触点保持吸合状态，当继电器线圈控制端Re1端输入高电平、Re2端输入低电平，控制磁钢吸力小于动簧反力，使公式FL-FX＜ FS成立，使动触点和静触点分开，继电器保持断开状态；当磁保持继电器线圈控制端未通电且触点处于断开状态，在衔铁的运动方向上，控制磁钢产生的吸力FL.COSθ＜动簧反力FS ，控制动、静触点保持分离状态，当Re1端输入低电平、Re2端输入高电平，使得公式(FX+ FL) .COSθ＞ FS成立，控制吸力大于动簧反力，继电器动、静触点吸合，保持继电器导通状态。
19.一种防止汽车亏电的电源管理方法，其特征在于，将汽车用电器分为第一类用电器和第二类用电器分别并联构成相应用电器回路，汽车熄火后，车身控制器BCM监测用电器状态并根据用电器状态触发控制端高、低电平切换，在与故障用电器关联的第一或第二磁保持继电器的控制端输入高、低电平的脉冲信号实现状态切换，控制蓄电池为第一类或第二类用电器控制回路供电或切断供电；其中，车身控制器BCM的控制端J1和J2端分别连接第一磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端，BCM的控制端J3和J4端分别连接第二磁保持继电器的线圈控制引脚端Re1端和Re2端；蓄电池正极连接第一、第二磁保持继电器的动触点端，第一、第二磁保持继电器的静触点端分别连接第一类、第二类用电器控制回路电源输入端，BCM反馈端连接第一类、第二类用电器控制回路与继电器连接的公共端。
20.根据权利要求19所述的电源管理方法，其特征在于，BCM控制端J1输出高电平、J2输出低电平，第一磁保持继电器吸合，蓄电池为第一用电器类控制回路供电；BCM控制端J1输出低电平、J2输出高电平，第一磁保持继电器断开，断开第一类控制回路的供电；BCM控制端J3输出高电平、J4输出低电平，第二磁保持继电器吸合，蓄电池为第二类用电器控制回路供电；BCM控制端J3输出低电平、J4输出高电平，第二继电器断开，断开第二类用电器控制回路的供电。
21.根据权利要求19或20所述的电源管理方法，其特征在于，在第一、第二磁保持继电器的静触点端分别通过电压采集线连接BCM控制器反馈端J5、J6实时采集继电器状态，BCM控制器通过对其反馈端的电压采集，将BCM内部记忆的继电器状态与继电器的当前状态进行比对，若两者状态不一致则记录故障码，同时BCM按照内部记忆的继电器状态对继电器进行驱动切换。
22.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求13至18任一项所述的电源管理装置。
23.一种控制设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求8至12任一项所述的汽车静态电源管理方法。
24.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令能够被处理器加载和运行以执行如权利要求8至12任一项所述的汽车静态电源管理方法。
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