沈海洋,崔振亞,徐川程
(吉利汽車研究院,浙江 寧波 315336)
靜態電流是指在整車鎖車、下電后掛接常電 (KL30)的器件消耗的電流,根據不同功能各個接常電的器件靜態電流在0.1~5mA之間。隨著汽車電氣化、智能化的發展,越來越多的控制器掛接常電,在整車休眠后還存在遠程控制、漏油檢測等消耗電量較大的功能。過大的靜態電流可能導致12V電池出現饋電現象,影響電池壽命,嚴重的可能導致整車不能正常啟動,因此控制整車靜態電流至關重要。
整車靜態電流的產生是每個接常電器件累加的結果,因此需要控制每個耗電器件的電流消耗以達到控制整體的效果,接常電器件的靜態電流受硬件以及軟件設計的影響,可以從硬件以及軟件方面改善。
1)掛接常電的主要原因是在整車下電后要具有一定的功能,比如內部燈光控制器,在整車下電后工作的主要原因是為了讓顧客有一個良好的客戶體驗,但是并不需要維持很久,此時可以通過添加一些繼電器來進行控制,在整車下電一定時間內可以通電工作,在滿足客戶體驗的同時又可以降低靜態電流。
2)對于長途運輸車輛,靜態電流要求一般為在3個月之后仍可以正常啟動車輛,此要求更為嚴格,為了達到此目標值需要做一些特殊的改進。目前常用的方法為將一些非啟動及非行駛相關的接常電器件設置在一個開關下,在長途運輸過程中斷開,以保證長途運輸之后可以正常啟動車輛[1-2]。
3)根據整車上接常電器件提前預估整車靜態電流,把此數值作為電池選型的參考之一。
1)對于在休眠后沒有任何功能的控制器,內部耗電器件一般為電源管理模塊,靜態電流一般為0.1mA以下,靜態電流比較高的一般為車身控制器 (BCM)、天線模塊(TCAM)、藍牙天線模塊 (BSRM)等在整車休眠后具有一定功能的器件。以BSRM為例,此控制器主要功能為藍牙鑰匙解鎖以及啟動車輛,因此在整車休眠后要一直處于polling狀態,此時平均電流可達1mA,一直維持在此狀態下可能造成較多的電流消耗,針對此種情況,可通過分時段控制polling周期來降低功耗,用戶在停車時間過長時可通過延長polling周期來減小電流消耗,同時又能保證功能的可用性。
2)目前BEV車型通用12V電池容量為45Ah,與傳統車型70Ah電池容量相差甚遠,而且目前BEV車型比傳統車有更多的功能,為了避免過度消耗12V電池電量,可通過高壓電池給12V電池充電的方式來解決。此邏輯在于BCM定時喚醒來檢測12V電池電量,在整車休眠之后,如果檢測到12V電池電量低于一定值,則喚醒整車進行12V電池充電[3]。
3)在長途運輸過程中,很多功能并不需要,比如胎壓監測,以及遠程控制功能,可以通過軟件識別正常工況和長途運輸工況,來關閉這些功能。以沃爾沃車輛為例,沃爾沃將整車生命周期分為不同的階段,正常工況為Normal,運輸狀態為Transport。在Transport模式,ECU內部軟件通過識別車輛模式會自動關閉一些與啟動、防盜等無關的功能來降低整車靜態電流,在保證車輛的安全性基礎上還可以降低整車的靜態電流。
4)軟件功能集成,即將更多功能集成在某一個或者幾個重要控制器之中,從而減少控制器的數量,這樣可以直接減少靜態電流的源頭,集成式的架構設計也正是未來電器架構以及控制器發展的方向。
未來的汽車電氣化、智能化程度更高,在給客戶帶來高科技體驗的同時基本的饋電問題的解決也將更加嚴峻,因此在功能以及電器件設計初期就要考慮對整車靜態功耗影響的問題。未來在整車休眠后后臺運作的功能會逐步增加,因此從軟件策略層面減少整車靜態功耗至關重要。