新能源商用车静态功耗优化

2024-02-01范书华

汽车电器 2024年1期

许丰，范书华

（徐州徐工汽车制造有限公司，江苏徐州 221000）

随着车辆电气系统复杂程度越来越高，影响整车静态功耗的因素也随之增多，车辆蓄电池也更容易发生亏电现象。而新能源车辆相比传统燃油车增加了更多控制器，因此新能源车辆停车存放时静态电流更大，更容易出现蓄电池亏电现象[1]。目前新能源车辆解决亏电问题主要有以下3种措施：①要求整车各电气部件静态电流设计值为0或很小（一般要求≤3mA），但无法从根本上杜绝静态电流的损耗；②加装漏电保护控制器，当控制器监测到整车电压低于设定临界值时，自动断整车电，但是由于电池本身的自放电存在，所以无法彻底解决蓄电池亏电问题；③增加智能补电功能，当控制器监测到整车电压低于设定临界值时，动力电池自动为蓄电池补电，此方法也是目前解决新能源车辆亏电的主流方法。

虽然整车增加智能补电功能可以有效避免车辆蓄电池亏电情况发生，但智能补电功能执行过程中仍可能存在不必要的能耗浪费，因此需要同步开展系统的功能验证，优化控制策略，实现整车节能效果提升。

1 整车静态电流测试

1.1 测试车辆与测试设备

样车电池：24V/60Ah，新能源车辆不需要考虑启动电流，低压蓄电池容量更小。

静态电流测试设备如表1所示。

表1 静态电流测试设备

1.2 测试方法

关闭车上所有用电设备，并断开蓄电池，接入测试设备的电压及电流采集通道至测试回路。车辆READY，迅速激活负载后关闭，车辆下电，电源模式切换至OFF，关闭车辆门窗等，将整车闭锁。运行测试设备记录电流值，根据控制器策略，等待15min，让整车各控制器进入休眠状态后读取最终静态电流值。整车静态电流测试原理如图1所示。

图1 整车静态电流测试原理图

1.3 测试结果

根据控制策略，15min后整车控制器应进入休眠状态，此时整车静态电流值大幅度下降，与图2所示测试结果基本相符，读取整车静态电流平均值为378mA，静态电流值较高，与设计目标值偏差较大，需进一步分析原因。

图2 整车静态电流值

对整车各控制器逐个测量排查，发现ATS控制器控制策略与设计不符，长时间不休眠，从而导致BCM、RCM、DDCM、PDCM等控制器无法进入低功耗模式，断开ATS控制器后整车静态电流下降至90mA，整车静态电流下降效果明显，如图3所示。

图3 断开ATS控制器后整车静态电流值

其他静态电流值偏大（＞3mA）的控制器，如换电控制器19mA、多媒体8mA、应急转向泵9mA、DC/DC 8mA，需进一步优化。

2 智能补电功能验证测试

2.1 智能补电工作流程

智能补电功能是在整车OFF状态下蓄电池低电量时进行补电[2]，其主要原理是当蓄电池电压持续设定时间低于设定临界值时，智能补电控制器输出信号唤醒VCU，同时发送补电请求信号，当VCU接收到补电请求信号后，VCU请求上高压闭合总负继电器，总负继电器闭合后，使能DC/DC，DC/DC开始给低压蓄电池充电。该过程中，如果收到Start信号，必须先断开DC/DC使能，再执行上高压流程。设定充电时长结束后，补电请求信号由1变为0，充电完成，VCU执行总负下高压流程，进入休眠。其工作流程如图4所示。

图4 智能补电工作流程图

2.2 验证测试

测试设备见表2。测试方法为：关闭车上所有用电设备，并断开蓄电池，接入电子负载、测试设备的电压采集通道至测试回路。车辆READY，迅速激活负载后关闭，车辆下电，电源模式切换至OFF，关闭车辆门窗等，将整车闭锁。运行电子负载，测试设备记录电压值、CAN报文信息。待监测电压值降低至设定临界值时，观察CAN报文信息判断智能补电功能是否正常工作，若智能补电功能工作，则关闭电子负载，测试设备继续记录电压值、CAN报文信息，直至智能补电功能结束工作。智能补电功能测试原理如图5所示。

图5 智能补电功能测试原理图

测试结果显示，当蓄电池电压降至设定临界值时，智能补电功能可触发，但总负继电器闭合后，主正继电器、辅驱继电器相继闭合，与设计要求总负继电器闭合后仅使能DC/DC给蓄电池充电状态不符，虽然可以正常给蓄电池补电，但是动力电池的补电效率降低，整车功率损耗较大，造成不必要的能量损失。通过智能补电功能测试可看出除DC/DC智能补电外，还存在其他电耗。智能补电功能测试如图6所示。