电源管理系统、方法及车辆与流程

本技术涉及车辆控制，具体涉及一种电源管理系统、方法及车辆。

背景技术：

1、随着汽车智能化、电动化的发展，无机械钥匙进入系统逐渐普及，但车辆蓄电池亏电时易导致用户无法解锁车辆等低压功能失效的问题。因此，如何提前识别车辆低压电源亏电风险，并根据车辆状态主动进行补电控制，对于提高车辆低压供电可靠性具有重要意义。

2、相关技术通常在车辆发生亏电后采用外部搭电或备用电源等方式进行应急恢复，主要针对亏电后的故障处理，无法有效避免车辆低压电源提前进入亏电状态，导致车辆长期停放场景下低压供电可靠性不足。

技术实现思路

1、本技术提供一种电源管理系统、方法及车辆，以解决了相关技术中车辆发生亏电后仅能进行应急处理，难以满足车辆长期停放场景下持续、可靠低压供电需求等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种电源管理系统，系统包括：蓄电池和动力电池，蓄电池连接车辆的供电回路；太阳能模组，太阳能模组分别连接蓄电池和控制器，存储太阳能转换的电能；控制器，用于在预测到蓄电池未来存在亏电风险时，获取当前时刻的光照传感器值，若识别到光照传感器值低于第一光照阈值，则控制动力电池给蓄电池充电，若识别到光照传感器值高于第二光照阈值，则控制述蓄电池进入低功耗模式的同时，控制太阳能模组替代蓄电池为供电回路和/或至少一个低压负载供电，其中，第二光照阈值大于或等于第一光照阈值。

3、根据上述技术手段，本技术通过设置蓄电池、动力电池、太阳能模组以及控制器，并在预测到蓄电池未来存在亏电风险时，根据当前光照传感器值选择对应的能源补充策略，使车辆能够根据不同环境条件实现智能化能源调度；当光照条件不足时，利用动力电池为蓄电池补充电能，避免因太阳能供能不足导致蓄电池持续亏电；当光照条件满足要求时，控制蓄电池进入低功耗模式，并利用太阳能模组替代蓄电池为供电回路和/或低压负载供电，减少蓄电池长期静置状态下的电量消耗。通过上述基于环境条件的双路径补能方式，本技术能够在蓄电池实际亏电前提前进行干预，降低车辆因低压电量不足导致无法解锁或无法正常使用的风险。

4、可选地，太阳能模组包括光电层和超级电容模组，光电层与超级电容模组连接，控制器的通信接口与超级电容模组的通信接口连接，用于将太阳能产生的热能转换为电能给超级电容模组充电。

5、根据上述技术手段，本技术通过设置光电层与超级电容模组连接，将环境太阳能转换后的电能进行存储，使车辆在停车状态下能够利用外部环境能源进行能量补充；进一步地，通过控制器与超级电容模组建立通信连接，使控制器能够获取超级电容模组的状态信息并进行充放电管理，从而提高太阳能利用效率，减少蓄电池长期承担低压负载供电造成的电量消耗。

6、可选地，电源管理系统还包括：第一开关，第一开关的两端供电端分别连接太阳能模组的正极接口和控制器的正极接口，控制器的控制引脚与第一开关的控制端连接，通过控制信号控制第一开关的闭合和断开，以自动控制太阳能模组与控制器之间的第一供电链路的导通与断开，在第一供电链路导通时通过太阳能模组为至少一个低压负载供电。

7、根据上述技术手段，本技术通过设置第一开关，并利用控制器输出的控制信号对第一开关进行自动控制，使太阳能模组与控制器之间的供电链路能够根据车辆实际能源需求进行导通或断开；当车辆存在低压供电需求时，通过导通第一供电链路使太阳能模组输出电能为低压负载供电，减少蓄电池的供电压力；当无需供电时，通过断开第一供电链路降低系统静态功耗，从而实现太阳能能源的按需调用，提高车辆电源管理的灵活性和能源利用效率。

8、可选地，第一开关被手动关闭时，以使得太阳能模组与控制器之间的第一供电链路的导通，通过太阳能模组为至少一个低压负载供电。

9、根据上述技术手段，本技术通过设置第一开关的手动控制方式，使太阳能模组与控制器之间的供电链路不仅能够通过控制器自动控制，还能够在车辆异常断电、控制系统失效等情况下通过人工操作实现供电链路导通，从而利用太阳能模组为低压负载提供应急电能，提高车辆低压供电系统在极端工况下的可用性和可靠性。

10、可选地，电源管理系统还包括：第二开关，第二开关的两端供电端分别连接太阳能模组的正极接口和蓄电池的正极接口，控制器的控制引脚与第二开关的控制端连接，通过控制信号控制第二开关的闭合和断开，以自动控制太阳能模组与蓄电池之间的第二供电链路的导通与断开，在第二供电链路导通时通过太阳能模组为蓄电池和供电回路供电。

11、根据上述技术手段，本技术通过设置第二开关，并利用控制器根据车辆电源状态对第二开关进行自动控制，使太阳能模组与蓄电池之间能够形成可控的补能路径；当蓄电池存在电量不足风险且太阳能条件满足时，通过导通第二供电链路使太阳能模组为蓄电池补充电能，减少蓄电池因长期静置放电造成的亏电风险；同时，通过对供电链路的主动控制，避免太阳能模组与蓄电池之间持续连接导致的无效能量传输。

12、可选地，电源管理系统还包括：第三开关，第三开关与第二开关并联，第三开关被手动闭合时，以使得太阳能模组与蓄电池之间的第二供电链路的导通，通过太阳能模组为蓄电池和供电回路供电。

13、根据上述技术手段，本技术通过设置与第二开关并联的第三开关，使太阳能模组与蓄电池之间的补能路径同时具备自动控制和人工控制能力；当控制器或自动控制功能无法正常工作时，用户可通过手动闭合第三开关导通第二供电链路，使太阳能模组仍能够向蓄电池及供电回路提供电能，从而提高车辆在长期停放、系统异常或极端亏电情况下的供电保障能力。

14、可选地，控制器内还设置有电源防反电路和隔离电路的至少一个。

15、根据上述技术手段，本技术通过在控制器内设置电源防反电路和/或隔离电路，使控制器能够适配蓄电池、太阳能模组等多个供电模块之间的连接与切换需求，避免不同供电路径在协同工作过程中产生异常影响；同时，提高了电源管理系统在多能源供电场景下的运行稳定性和可靠性。

16、本技术第二方面实施例提供一种电源管理方法，方法应用于上述的电源管理系统的控制器，包括以下步骤：在预测到蓄电池未来存在亏电风险时，获取当前时刻的光照传感器值；若识别到光照传感器值低于第一光照阈值，则控制动力电池给蓄电池充电；若识别到光照传感器值高于第二光照阈值，则控制述蓄电池进入低功耗模式的同时，控制太阳能模组替代蓄电池为供电回路和/或至少一个低压负载供电，其中，第二光照阈值大于或等于第一光照阈值。

17、根据上述技术手段，本技术通过在预测到蓄电池未来存在亏电风险时，进一步获取当前光照传感器值，并根据光照条件选择对应的能源管理策略，使车辆能够由传统的被动补电方式转变为主动预测和提前干预方式；当光照条件不足时，控制动力电池为蓄电池充电，及时补充蓄电池电量；当光照条件满足太阳能供能要求时，控制蓄电池进入低功耗模式，并利用太阳能模组替代蓄电池为供电回路和/或低压负载供电，降低蓄电池持续放电造成的电量消耗。

18、可选地，在获取当前时刻的光照传感器值之前，还包括：获取车辆的历史用电数据、环境温度数据、车辆定位数据和钥匙使用数据；根据历史用电数据和环境温度数据预测蓄电池未来的放电特征；根据车辆定位数据和钥匙使用数据预测车辆未来的停放时长；根据放电特征和停放时长预测蓄电池未来的亏电概率；根据蓄电池未来的亏电概率识别蓄电池未来的亏电风险。

19、根据上述技术手段，本技术通过获取车辆历史用电数据、环境温度数据、车辆定位数据以及钥匙使用数据，并结合上述多源数据预测蓄电池未来放电特征、车辆停放时长以及亏电概率，使系统能够在蓄电池实际发生亏电前提前识别潜在风险；相比于仅根据当前蓄电池电压进行被动判断的方式，本技术综合考虑车辆使用规律、停放场景以及环境因素对蓄电池状态的影响，提高了亏电风险判断的准确性和提前性，从而为后续选择动力电池补电或太阳能模组供电策略提供依据，实现对车辆低压能源的主动管理。

20、可选地，根据历史用电数据和环境温度数据预测蓄电池的放电特征，包括：根据历史用电数据预测蓄电池的电压衰减曲线；根据环境温度数据修正蓄电池的放电特性曲线；根据电压衰减曲线和放电特性曲线蓄电池未来的放电特征。

21、根据上述技术手段，本技术通过根据历史用电数据预测蓄电池的电压衰减曲线，并结合环境温度数据对蓄电池放电特性曲线进行修正，使系统能够同时考虑车辆历史用电规律以及环境温度对蓄电池性能的影响；进一步地，通过融合电压衰减趋势和温度修正后的放电特性，获得更加符合实际运行状态的蓄电池未来放电特征，从而提高对蓄电池剩余供电能力及未来亏电风险判断的准确性。

22、可选地，根据车辆定位数据和钥匙使用数据预测车辆未来的停放时长，包括：根据钥匙使用数据预测车辆未来的使用频率；根据车辆定位数据和车辆未来的使用频率预测预测车辆未来的停放时长。

23、根据上述技术手段，本技术通过根据钥匙使用数据预测车辆未来的使用频率，并结合车辆定位数据预测车辆未来的停放时长，使系统能够根据用户实际用车规律和车辆停放场景判断车辆未来的静置状态；相比于仅根据当前车辆位置进行停放时间估计的方式，本技术能够进一步结合用户历史使用习惯，提高停放时长预测的准确性，从而为蓄电池亏电风险评估提供更加准确的输入依据，使系统能够提前采取相应的能源管理策略，降低车辆长期停放导致的亏电风险。

24、可选地，在控制述蓄电池进入低功耗模式之前，还包括：获取蓄电池的当前电压和太阳能模组的当前荷电状态；若当前荷电状态大于或等于预设荷电状态，则在当前电压小于预设电压时，控制述蓄电池进入低功耗模式同时，控制太阳能模组替代蓄电池为供电回路和/或至少一个低压负载供电。

25、根据上述技术手段，本技术通过在控制蓄电池进入低功耗模式之前，获取蓄电池当前电压和太阳能模组当前荷电状态，并根据太阳能模组储能能力以及蓄电池实际电压状态进行联合判断，使系统能够在太阳能模组具备足够供电能力且蓄电池电压不足时再执行供电切换；相比于直接切换供电方式的方案，本技术能够避免太阳能模组电量不足时无法满足低压负载供电需求的问题，保证供电切换过程的稳定性。同时，通过利用太阳能模组替代蓄电池承担部分低压供电负载，降低蓄电池持续放电压力，有助于减少蓄电池亏电风险，提高车辆长期停放场景下的电源保障能力。

26、本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序，以实现如上述实施例的电源管理系统。

27、由此，本技术至少具有如下有益效果：

28、（1）本技术通过获取车辆历史用电数据、环境温度数据、车辆定位数据、钥匙使用数据以及蓄电池状态数据，并基于上述多源数据预测蓄电池未来亏电风险，实现了对车辆低压供电状态的提前感知，相较于相关技术中仅在蓄电池已经亏电后进行应急供电的方式，本技术能够提前识别潜在亏电风险，提高车辆低压供电管理的主动性。

29、（2）本技术通过在预测到蓄电池存在亏电风险时，根据当前光照传感器数据判断环境光照条件，并基于光照条件动态选择动力电池补电路径或太阳能模组供电路径，使车辆能够根据实际能源获取条件选择适配的补能方式，相较于单一依靠动力电池或外部电源补能的方式，提高了车辆低压供电保障能力。

30、（3）本技术通过设置太阳能模组以及超级电容模组，将太阳能转换后的电能进行储存，并在光照充足时控制太阳能模组替代蓄电池为车辆供电回路和/或低压负载供电，使蓄电池进入低功耗状态，降低蓄电池持续承担暗电流负载造成的电量消耗，延长蓄电池静置使用时间及使用寿命。

31、（4）本技术通过动力电池补电路径与太阳能模组补电路径之间的协同控制，在无光照或低光照环境下利用动力电池通过电压转换模块为蓄电池补电，在光照充足环境下优先利用太阳能模组进行能源补充，实现了多能源供给路径的动态切换，相较于单一能源补充方式，提高了车辆在不同停车环境及不同使用场景下的能源利用效率。

32、（5）本技术通过设置与控制器连接的第一开关、第二开关以及第三开关，实现太阳能模组与车辆低压供电回路之间供电链路的自动控制以及人工应急控制，使车辆在控制系统正常运行或极端亏电、网络异常等情况下均能够维持应急供电能力，提高了车辆解锁及低压系统运行的可靠性。

33、（6）本技术通过将人工智能预测模型集成于车辆控制器中，根据蓄电池电压衰减趋势、环境温度变化、车辆停放规律以及用户使用行为等信息预测未来亏电概率，并根据预测结果提前执行补能或低功耗控制策略，使车辆低压电源管理由传统的亏电后被动响应方式转变为亏电前主动预防方式，提高了车辆电源管理的智能化水平。

34、（7）本技术通过在控制器内部设置电源防反电路和隔离电路，避免蓄电池、动力电池以及太阳能模组之间出现异常反向供电，提高了多能源协同供电过程中的安全性和稳定性。

35、（8）本技术通过利用太阳能模组和超级电容模组作为独立备用能源，在车辆长期停放、低温环境或蓄电池异常亏电情况下仍能够为车辆低压负载提供应急电能，降低因蓄电池亏电导致数字钥匙失效、车门无法解锁等问题发生的概率，提高了新能源汽车长期停放场景下的用户使用体验。