一種帶用電保持模式的PHEV新能源汽車

【摘" 要】文章主要闡釋用電保持模式的系統(tǒng)架構(gòu)搭建方案與內(nèi)在設(shè)計(jì)原理，詳細(xì)剖析信息娛樂系統(tǒng)AVNT、線控?fù)Q擋模塊GSM、整車控制模塊VCU、電池管理系統(tǒng)BMS、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS以及集成式車身控制模塊IBCM在用電保持模式運(yùn)行過程中彼此之間的交互控制邏輯，呈現(xiàn)各模塊協(xié)同運(yùn)作的機(jī)制與細(xì)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】用電保持模式；PHEV；電池管理系統(tǒng)；交互控制邏輯

中圖分類號(hào)：U469.72" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（2025）03-0035-03

The Utility Model Relates to a PHEV New Energy Vehicle with Power Retention Mode

【Abstract】This paper mainly explains the system architecture construction scheme and internal design principle of power retention mode，and analyzes in detail the infotainment system AVNT，the by-wire shift module GSM，the vehicle control module VCU，the battery management system BMS，the engine management system EMS and the integrated body control module IBCM. The interactive control logic between each other during the operation of the power holding mode presents the mechanism and details of the cooperative operation of each module.

【Key words】power retention mode；PHEV；BMS；interactive control logic

0" 引言

隨著汽車新四化發(fā)展，提升PHEV插混新能源車的舒適性和體驗(yàn)性成為主機(jī)廠的重點(diǎn)研發(fā)方向，用電保持模式是其中關(guān)鍵。開啟該模式后，駕駛員離車時(shí)，車內(nèi)空調(diào)、座椅通風(fēng)加熱等電器功能繼續(xù)運(yùn)行，為車內(nèi)人員提供舒適環(huán)境。進(jìn)入用電保持模式，車輛能遙控上鎖但不會(huì)閉鎖下電，防止鎖車時(shí)遺忘乘客。開啟低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)按鈕，大電池SOC饋電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)電，避免過度饋電。當(dāng)大電池SOC耗盡至0%，系統(tǒng)強(qiáng)制下電并退出用電保持模式，保護(hù)電池。用電保持模式主要由汽車鑰匙KEY、信息娛樂系統(tǒng)AVNT、線控?fù)Q擋模塊GSM、整車控制模塊VCU、電池管理系統(tǒng)BMS、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS和集成式車身控制模塊IBCM等組成。汽車PEPS鑰匙或手機(jī)鑰匙無線發(fā)送解閉鎖信號(hào)，線控?fù)Q擋模塊GSM傳輸P擋信號(hào)，四門開關(guān)、BMS、AVNT、EMS、VCU等分別將對(duì)應(yīng)信號(hào)發(fā)送給IBCM，IBCM控制汽車?yán)萨Q笛、IGN繼電器，實(shí)現(xiàn)用電保持模式的運(yùn)作。如圖1所示。

1" 不激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的用電保持模式

交互控制邏輯

不激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的用電保持模式如圖2所示。當(dāng)用戶在主機(jī)上點(diǎn)擊進(jìn)入用電保持界面，且未激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)功能時(shí)，系統(tǒng)開始一系列響應(yīng)。集成式車身控制模塊IBCM持續(xù)監(jiān)測(cè)線控?fù)Q擋模塊GSM的擋位信號(hào)，一旦判斷其處于P擋，同時(shí)又接收到來自主機(jī)AVNT的進(jìn)入用電模式信號(hào)，IBCM便會(huì)立即向周邊節(jié)點(diǎn)發(fā)送用電模式信號(hào)，至此整車成功進(jìn)入用電保持模式。進(jìn)入該模式后，IBCM會(huì)迅速屏蔽鑰匙的智能主動(dòng)解鎖和閉鎖功能，這樣，當(dāng)車主鎖車后車輛不會(huì)下電，車內(nèi)人員得以繼續(xù)使用空調(diào)等各類電器功能，保障了車內(nèi)舒適的環(huán)境體驗(yàn)。在整車處于用電保持模式期間，電池管理系統(tǒng)BMS會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大電池的荷電狀態(tài)（SOC）。一旦IBCM判斷BMS反饋的大電池SOC小于10%，便會(huì)立刻向周邊節(jié)點(diǎn)發(fā)出用電保持退出信號(hào)，緊接著IBCM斷開IGN繼電器，強(qiáng)制整車下電至OFF狀態(tài)，有效避免大電池過度放電，確保車輛和電池的安全。

2" 激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的用電保持模式交

互控制邏輯

激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的用電保持模式如圖3所示。當(dāng)用戶在主機(jī)上點(diǎn)擊進(jìn)入用電保持界面，并同時(shí)激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)功能后，系統(tǒng)隨即進(jìn)入相應(yīng)的工作流程。集成式車身控制模塊IBCM持續(xù)監(jiān)控線控?fù)Q擋模塊GSM的擋位信號(hào)，一旦判斷擋位處于P擋，且接收到主機(jī)AVNT發(fā)出的進(jìn)入用電模式信號(hào)，IBCM便會(huì)向周邊節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令，使整車順利進(jìn)入用電保持模式。進(jìn)入該模式后，IBCM迅速屏蔽鑰匙的智能主動(dòng)解鎖與閉鎖功能，車主鎖車后車輛不會(huì)下電，車內(nèi)人員可繼續(xù)使用空調(diào)等電器設(shè)備，維持舒適的車內(nèi)環(huán)境。在用電保持模式運(yùn)行期間，電池管理系統(tǒng)BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大電池的荷電狀態(tài)（SOC）。當(dāng)IBCM接收到BMS反饋的大電池SOC低于10%的信號(hào)時(shí)，由于此前已接收到主機(jī)的低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)授權(quán)信號(hào)，系統(tǒng)不會(huì)退出用電保持模式。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，為大電池補(bǔ)充電量。當(dāng)大電池SOC補(bǔ)電至20%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，整車?yán)^續(xù)用電保持模式運(yùn)行。當(dāng)整車處于用電保持模式且發(fā)動(dòng)機(jī)正在啟動(dòng)時(shí)，若車主進(jìn)行鑰匙鎖車操作，IBCM接收到鑰匙閉鎖信號(hào)后，會(huì)立即控制汽車?yán)萨Q笛報(bào)警，以此提醒車主當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，注意尾氣排放安全。倘若整車在用電保持模式下持續(xù)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)電，直至燃油耗盡，且大電池SOC也消耗至0%時(shí)，為防止車輛過度饋電，IBCM會(huì)果斷斷開IGN繼電器，強(qiáng)制整車下電至OFF狀態(tài)，保護(hù)車輛電池及相關(guān)系統(tǒng)。

3" 退出用電保持模式的交互控制邏輯

退出用電保持的交互控制邏輯如圖4所示。在整車處于用電保持模式期間，集成式車身控制模塊IBCM始終監(jiān)測(cè)相關(guān)信號(hào)。一旦IBCM接收到主機(jī)發(fā)出的用電保持退出信號(hào)，或者檢測(cè)到線控?fù)Q擋模塊GSM的擋位信號(hào)不在P擋，IBCM便會(huì)迅速向周邊節(jié)點(diǎn)發(fā)送用電保持退出信號(hào)，促使整車恢復(fù)到正常模式。同時(shí)，IBCM恢復(fù)鑰匙的智能解閉鎖功能，車主此時(shí)可以使用鑰匙進(jìn)行鎖車下電操作。當(dāng)整車成功退出用電保持模式后，如果電池管理系統(tǒng)反饋大電池的荷電狀態(tài)（SOC）為0% ，IBCM會(huì)立即斷開IGN繼電器，同時(shí)執(zhí)行下電操作，使整車狀態(tài)切換至OFF，避免大電池過度放電，保障車輛及電池的安全。

4" 主機(jī)用電保持界面

在主機(jī)用電保持界面（圖5），主機(jī)會(huì)向發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS發(fā)出低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)。在用電保持模式下，一旦電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電池荷電狀態(tài)（SOC）降至10% ，EMS就會(huì)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，為大電池補(bǔ)充電量，維持車輛的電力供應(yīng)，確保車內(nèi)電器設(shè)備持續(xù)正常運(yùn)行。若用戶未激活低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)功能，在用電保持模式期間，當(dāng)集成式車身控制模塊（IBCM）判斷大電池的SOC達(dá)到10%時(shí)，會(huì)直接斷開IGN繼電器，強(qiáng)制整車下電至OFF狀態(tài)，以此防止大電池過度放電，對(duì)電池起到保護(hù)作用。

5" 總結(jié)

用電保持模式是 EV（純電動(dòng)汽車）和 PHEV（插電式混合動(dòng)力汽車）新能源車型的標(biāo)配常用功能，對(duì)提升新能源車的舒適性與體驗(yàn)性起著關(guān)鍵作用。在實(shí)際使用時(shí)，需要綜合考量使用時(shí)間、經(jīng)濟(jì)性以及安全性等多方面因素。

對(duì)于PHEV混動(dòng)車型而言，其電池容量相對(duì)較小，一般純電續(xù)航里程僅為150km，這就導(dǎo)致用電保持模式的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)受電池容量的限制較為明顯。因此，為了延長(zhǎng)用電保持模式的使用時(shí)間，需要授權(quán)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，為大電池補(bǔ)充電量。在主機(jī)的下拉菜單中，專門設(shè)置了用電保持模式選項(xiàng)，其中包含授權(quán)低電量啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的按鈕，方便車主操作。當(dāng)車主激活該按鈕后，一旦電池荷電狀態(tài)（SOC）降至10%，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）便會(huì)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始補(bǔ)電，直至SOC達(dá)到20%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)停止工作。倘若整車處于無汽油的狀態(tài)，即便已授權(quán)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)也無法運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)電操作，大電池的SOC會(huì)持續(xù)下降，直至消耗至0%。此時(shí)，集成式車身控制模塊（IBCM）會(huì)強(qiáng)制系統(tǒng)下電至OFF狀態(tài)，以此保護(hù)車輛設(shè)備和電池，避免過度放電造成損壞。若車主未授權(quán)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)SOC降至10%時(shí)，IBCM會(huì)直接退出用電保持模式，使整車下電至OFF狀態(tài)。

此外，當(dāng)整車處于用電保持模式且發(fā)動(dòng)機(jī)正在啟動(dòng)時(shí)，若車主執(zhí)行鑰匙鎖車操作，系統(tǒng)會(huì)控制喇叭鳴笛，及時(shí)提醒車主當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，需注意尾氣排放安全問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 李洪歌，趙培耕，張昊陽，等.基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的PHEV能量管理策略[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2024，14（6）：87-93.