新能源汽車電源模式切換設(shè)計

韋崠　陳長健　陳欣蕾　崔碩　趙小羽

摘 要：本文針對現(xiàn)有新能源汽車電源管理及不同電源狀態(tài)之間的切換存在的一些問題，提出了電源模式這一概念，以及電源模式的管理和跳轉(zhuǎn)方法。闡述了該方案的設(shè)計原理及實現(xiàn)方式，解決了當前電動汽車1）多種電源模式下，電源管理起來復(fù)雜;2）電源狀態(tài)轉(zhuǎn)換操作步驟繁雜，電源狀態(tài)之間跳轉(zhuǎn)時間長;3）多種電源模式下，當異地車輛出現(xiàn)故障時，遠程數(shù)據(jù)排查起來較為困難等問題。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 電源模式 模式跳轉(zhuǎn) 電源管理

1 引言

隨著環(huán)保概念的提出，各個領(lǐng)域都在倡導(dǎo)綠色環(huán)保，因此針對人類不可或缺的出行也將逐步推廣綠色能源的電動車輛，其中電動車輛除了當前燃油車輛具備的各項功能之外，還可以針對車輛運行場景的不同，實現(xiàn)不同電源模式的跳轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有的電動車輛的電源模式的跳轉(zhuǎn)需要先通過當前電源模式下電之后，才可以開始新的電源模式的上電操作，并且隨著車輛運行場景的不斷豐富，多次的下電-上電的操作使用戶操作繁雜，且將在一定程度上影響車輛的使用年限，因此提出一種新的電源模式跳轉(zhuǎn)的方式用以應(yīng)對當前多種電源模式跳轉(zhuǎn)的需要。

2 當前技術(shù)存在的問題

當前市場上存在的電動汽車，普遍都有APP遠程啟動空調(diào)的功能，主要用于炎熱/寒冷天氣預(yù)先調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度。用戶可在手機APP端發(fā)送打開空調(diào)指令，指令經(jīng)由車控平臺通過LTE無線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)至車輛用戶連接單元，用戶連接單元通過CAN網(wǎng)絡(luò)與車身控制器進行防盜鑒權(quán)，鑒權(quán)成功后將打開空調(diào)的指令發(fā)送至車身控制器，由車身控制器檢測遠程打開空調(diào)的條件是否滿足，當滿足上電條件后釋放低壓電，再由整車控制器判斷滿足高壓電釋放條件后釋放高壓電來啟動空調(diào)。由于是遠程啟動車輛，因此為考慮用車安全及車輛防盜等情況下，此時整車的電源狀態(tài)只能夠打開空調(diào)，各控制器對整車其他功能加以限制。當用戶要進入車輛進行操控車輛時，需先退出該電源狀態(tài)才能正常使用車輛。因此用戶需先在APP上關(guān)閉空調(diào)并將車輛下電后，才能退出遠程打開空調(diào)的電源狀態(tài)。這樣便導(dǎo)致用戶上電操作繁瑣，需先下電后上電的情況，嚴重影響用戶的用車體驗。而且隨著電動汽車功能越來越豐富，有各種各樣的用車場景，近年來涌現(xiàn)出有如手機遙控泊車、無人自動泊車、防盜監(jiān)控等功能，這些功能與遠程打開空調(diào)類似，都是在特定場景下的應(yīng)用，而且在這些功能下電源狀態(tài)都與人工操控時的電源狀態(tài)不同，當這些功能啟用時，車輛其他常規(guī)功能將會受到相應(yīng)的限制，以滿足不同的使用場景。而當前電源啟動方式已不能滿足以上功能電源啟動的需求，而繁瑣的電源狀態(tài)切換步驟已使電源狀態(tài)切換時間變長體驗變差，因此現(xiàn)存的電源啟動方式存在如下缺點：

1）操作步驟繁雜，當由其他電源狀態(tài)切換到人工操控時的電源狀態(tài)，需要先退出該電源狀態(tài)，出現(xiàn)先下電退出其他電源狀態(tài)后再上電切換到人工操控時的電源狀態(tài)。

2）當存在多種電源狀態(tài)時，不利于各電源狀態(tài)之間的快速平滑切換

3）沒有一個統(tǒng)一的電源狀態(tài)的標識位，各控制器在不同電源狀態(tài)下做切換時，需做較復(fù)雜的條件判斷，且在軟件開發(fā)上造成一定的困難以。

4）當存在多種電源狀態(tài)時，若出現(xiàn)故障不利于問題的快速定位和排查解決

3 解決方案

在不同的電源狀態(tài)下，引入電源模式這一概念作為不同電源狀態(tài)的區(qū)分方式，由車身控制模塊以某幀CAN報文作為不同電源模式的標識發(fā)到CAN總線上。如圖2所示，該車輛可以包括：處理器1001，例如CPU，通信總線1002，用戶接口1003，網(wǎng)絡(luò)接口1004，存儲器1005。其中，通信總線1002用于實現(xiàn)這些組件之間的連接通信。用戶接口1003作為與云端進行遠程通訊的模塊，用于接收用戶通過APP觸發(fā)的控制指令以及反饋指令執(zhí)行情況，可選的用戶接口1003還可以包括標準的有線接口、無線接口，此外用戶接口1003還可以是射頻模塊，用于識別無線射頻信號。網(wǎng)絡(luò)接口1004可選的可以包括標準的有線接口、無線接口（如WI-FI接口）。存儲器1005可以是高速RAM存儲器，也可以是穩(wěn)定的存儲器（non-volatile memory），例如磁盤存儲器。存儲器1005可選的還可以是獨立于前述處理器1001的存儲裝置。當電源狀態(tài)為遠程開空調(diào)的狀態(tài)時，該CAN報文電源模式標識位為遠程空調(diào)模式。當為人工可操控的電源狀態(tài)時，電源模式為本地模式。通過加入電源模式這一標識符，當各控制器檢測到該CAN報文電源模式標識位為不同值時，各控制器自動將當前工作狀態(tài)置為該電源模式下的工作狀態(tài)。

以遠程空調(diào)模式為例，當在車輛在遠程空調(diào)電源模式下工作時，若車身控制器檢測到用戶打開車門踩剎車，并檢測到合法鑰匙后，車身控制器將電源模式標識位由遠程空調(diào)模式變?yōu)楸镜啬Ｊ?，整車其他控制器識別到電源模式變化時，對應(yīng)改變?yōu)楸镜啬Ｊ降碾娫礌顟B(tài)，實現(xiàn)遠程空調(diào)模式平滑切換到本地模式，減少繁瑣的操作，提升用戶用車體驗。當車輛還存在多種其他的電源模式時，同樣的也可以通過改變電源模式的標志位的方式來切換，例如當車輛還存在遙控泊車的功能時，在該功能下電源模式標志位設(shè)置為遙控泊車模式。當車輛處于遠程空調(diào)模式時，若用戶想切換到遙控泊車模式下，可通過遙控雙擊尾門按鍵等方式，作為跳轉(zhuǎn)的條件，當車身控制模塊接收到連續(xù)兩次遙控尾門按鍵指令后，車身控制器判斷遙控泊車上電的條件滿足后，發(fā)送電源模式標志位為遙控泊車模式到CAN網(wǎng)絡(luò)上，其他控制器識別到該標志位，自動將自身工作狀態(tài)切換至遙控泊車模式下的工作狀態(tài)。若還存在多種電源模式，也可通過類似的方法，根據(jù)用車場景來設(shè)置觸發(fā)跳轉(zhuǎn)的條件，當控制器識別到滿足其切換的條件后自動切換到該電源模式，從而實現(xiàn)快速而平滑的切換。

將車身控制器發(fā)送的電源模式報文通過用戶連接單元發(fā)送至車控數(shù)據(jù)平臺存儲，若異地車輛出現(xiàn)故障時，可通過車控數(shù)據(jù)平臺調(diào)用數(shù)據(jù)進行分析排查，通過遠程數(shù)據(jù)中電源狀態(tài)標識可快速判斷該車輛處于何種電源模式下工作，將問題定位在該電源模式下車輛可能出現(xiàn)故障的原因，有利于問題的快速定位及分析。

4 結(jié)束語

在電源模式跳轉(zhuǎn)相關(guān)的控制器中，在其軟件開發(fā)中加入電源模式標識符，不僅簡化了控制器軟件開發(fā)，還使各控制器對于電源模式管理之間的交互得到了簡化，同時為其他新的電源啟動場景提供了一種交互和管理的方法。此外使電源模式之間的跳轉(zhuǎn)得到了簡化，能夠讓各電源模之間實現(xiàn)平滑快速地切換，為用戶提供了更良好的用車體驗。

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