1、什么是車輛模式管理VMM

車輛模式管理VMM(Vehicle Mode Management)簡(jiǎn)單理解就是根據(jù)車輛整個(gè)生命周期所處的不同狀態(tài)以及用戶對(duì)車輛使用的不同場(chǎng)景將車輛劃分為不同的模式，總體包括車輛模式Car Mode以及用車模式Usage Mode;

1.1車輛模式 Car Mode

該模式包括車輛從“出生”到報(bào)廢的整個(gè)過(guò)程，其包括工廠模式(Factory Mode)、運(yùn)輸模式（Transport Mode）、正常模式（Normal Mode）、碰撞模式（Crash Mode）和檢測(cè)模式（Dyno Mode）：

1.2 用車模式Usage Mode

用車模式Usage Mode的主要目的是在對(duì)車輛功能的可用性方面提供一致的行為，VMM-Usage Mode可通過(guò)用戶的操作檢測(cè)用戶的意圖，并同時(shí)提供相應(yīng)訪問(wèn)級(jí)別的功能：

2、為什么要有車輛模式管理VMM

不管是燃油車，還是目前的純電車、混動(dòng)車以及氫能源車，其都必不可少會(huì)裝配一款低壓蓄電池（12V或24V），而這塊低壓蓄電池其主要作用有：

為車輛休眠狀態(tài)的靜態(tài)電流消耗提供電量；

當(dāng)車輛運(yùn)行過(guò)程中整車電器負(fù)載電流超過(guò)發(fā)電機(jī)（燃油車）或DC-DC（新能源車）的輸出電流時(shí)，補(bǔ)充能量；

為車輛的冷啟動(dòng)提供電量

作為一個(gè)蓄能器，吸收車輛運(yùn)行過(guò)程中的電壓波動(dòng)（例如拋負(fù)載工況）；

當(dāng)車輛在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存放以及客戶非啟動(dòng)工況使用車輛時(shí)，整車的電能都來(lái)自于這塊小小的低壓蓄電池，特別是在目前新能源車型上考慮空間、成本、重量以及無(wú)需啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等因素，這塊蓄電池的容量越來(lái)越小，因此通過(guò)車輛模式管理VMM管理車輛功能的可用性，從而在合適的時(shí)機(jī)提供合適的功能，并減少車輛的電能消耗，從而保證低壓蓄電池有足夠的電量來(lái)啟動(dòng)車輛，同時(shí)降低能耗帶來(lái)的也是排放的降低（CO2等）和車輛使用成本的降低（ 1watt= appr. 6 RMB）；

3、車輛模式VMM和電源模式Power Mode有什么關(guān)系

3.1 電源模式Power Mode

我們熟知的電源模式有KL15、KL30、KL31、KL50、KLR，大部分的主機(jī)廠在進(jìn)行整車電源分配設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)根據(jù)用電器的電源模式需求分配對(duì)應(yīng)的模式電源：

KL30(BAT+)：常電電源，該電源直接連接蓄電池正極，通常用于有喚醒需求ECU（例如PEPS、BCM、DCM、T-BOX等），有After Run需求的ECU（ESC等）以及永久存儲(chǔ)需求的ECU；

KL15（IGN）：ON檔電源，該電源通常連接IGN繼電器，由電源管理模塊EEPM（Electrical Energy and Power Management）控制，通常和車輛啟動(dòng)、運(yùn)行相關(guān)的用電器會(huì)掛接在電源模式下（如ECM、TCU等）；

KL31（GND）：蓄電池負(fù)極，目前市面上車輛低壓電網(wǎng)都采用的單線制，蓄電池負(fù)極以及用電器負(fù)極直接連接車身等電位；

KL50（Crank）:發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火狀態(tài)；

KLR(ACC)：該電源通常連接ACC繼電器，下面掛一些車輛舒適、娛樂(lè)負(fù)載，例如座椅控制、車窗控制、多媒體控制等；

圖3：整車電源模式Power Mode控制示例

注：上述電源模式的劃分基于目前市面上大部分車型的情況舉例，但這并不代表整車電源模式Power?Mode就這幾種，例如某法系品牌整車電源分配網(wǎng)絡(luò)中有以下幾種電源：+BAT、+BAT_CSP/Shunt park、+CPC、+CAN、+APC、+ACC；

3.2 VMM與Power Mode的關(guān)系

上述電源繼電器（節(jié)電繼電器、ACC繼電器、IG1繼電器、IG2繼電器）的控制不完全依賴用車模式Usage Mode，但是用車模式Usage Mode對(duì)電源模式Power Mode具有重要的影響，例如;

在Usage Mode=Inactive時(shí)，通常節(jié)電繼電器處于閉合狀態(tài)，此時(shí)頂燈、閱讀燈、照腳燈、門(mén)燈、手套箱燈可以打開(kāi)；

在Usage Mode=Convenience時(shí)，通常ACC繼電器、節(jié)電繼電器處于閉合狀態(tài)，車內(nèi)的舒適、娛樂(lè)負(fù)載可以工作；

在Usage Mode=Active時(shí)，通常節(jié)電繼電器、ACC繼電器、1GN1繼電器處于閉合狀態(tài)；

在Usage Mode=Driving時(shí)，所有的電源模式繼電器處于閉合狀態(tài)；

但除上述正常情況下Usage Mode對(duì)電源模式的影響外，電源模式繼電器也可以獨(dú)立于車輛使用模式Usage Mode而單獨(dú)控制，例如在Inactive模式時(shí)如果用戶通過(guò)中控屏車輛設(shè)置-取消節(jié)電延時(shí)功能，則此時(shí)節(jié)電繼電器可不閉合。

4、基于VMM的智能配電設(shè)計(jì)

4.1 傳統(tǒng)基于電源模式Power Mode的配電設(shè)計(jì)弊端

如上3.1中所示基于車輛模式VMM的電源模式Power Mode設(shè)計(jì)，其可以劃分的電源模式是有限的，從而使整車電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)存在多個(gè)用電器共用一個(gè)繼電器控制供電的情況，這種基于電源模式使能用電器的設(shè)計(jì)存在某些場(chǎng)景下用戶無(wú)該功能需求，而該功能對(duì)應(yīng)的控制器一直處于Active模式，造成整車低壓功耗大的問(wèn)題，例如在行車工況，電源模式為IGN，此時(shí)用戶無(wú)使用空調(diào)的需求，而熱泵控制器則一直處于供電狀態(tài)，控制器自身處于激活模式的功耗是較大的，當(dāng)整車所有的控制器在沒(méi)有使用需求時(shí)一直處于Active模式累加后的整車低壓功耗會(huì)直接影響車輛最終的油耗、續(xù)駛里程。

圖4：傳統(tǒng)基于電源模式繼電器的配電示例

4.2 基于車輛模式VMM的智能配電

在目前區(qū)域架構(gòu)中區(qū)域控制器ZCU取代了傳統(tǒng)的中央電氣盒，采用分布式區(qū)域智能配電，將以前的保險(xiǎn)絲、繼電器替換為eFuse、HSD、MOSFET等，不僅可以實(shí)現(xiàn)短路、斷路、過(guò)流、過(guò)壓等故障診斷、故障保護(hù)及自恢復(fù)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)用電器由獨(dú)立的電源芯片控制，可以根據(jù)用戶使用模式實(shí)現(xiàn)更靈活的供電控制（Power-on or Power-down Power supply channel based on use case definition），

圖5：區(qū)域架構(gòu)智能配電示例

圖6：Efuse的保護(hù)功能

4.2.1 編制 VMM Matrix

VMM Matrix的主要作用是規(guī)定在不同車輛模式下功能的可用狀態(tài)，及約束了某一車輛模式下功能是否可以開(kāi)啟和車輛模式切換時(shí)功能是否需要去使能等內(nèi)容.

依據(jù)功能查詢?cè)O(shè)備ID

依據(jù)VMM Matrix中車輛模式與功能的映射，位于中央計(jì)算單元CCU的各應(yīng)用軟件模塊需接收當(dāng)前車輛模式信息-VehicleModeSts，判斷在該模式功能是否可以開(kāi)啟并同時(shí)接收所有的輸入條件在判斷功能可開(kāi)啟后首先需要查詢支持自身功能實(shí)現(xiàn)需要的那些硬件設(shè)備工作，并把相應(yīng)的設(shè)備ID告訴電源管理模塊EEPM，電源管理模塊EEPM查詢?cè)O(shè)備與功率芯片的映射表（如表2），并將需開(kāi)啟設(shè)備對(duì)應(yīng)的MOSFET ID通過(guò)以太網(wǎng)輸入給區(qū)域控制器ZCU，區(qū)域控制器ZCU打開(kāi)對(duì)應(yīng)的MOSFET，使設(shè)備供電。例如如下車輛模式管理模塊VMM、車窗控制模塊WCM、電源管理模塊EEPM都是位于CCU的應(yīng)用層軟件模塊，當(dāng)駕駛員操作左前車窗開(kāi)關(guān)后，針對(duì)該功能的供電時(shí)序圖如下所示：

圖3：左前車窗控制供電時(shí)序圖

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表二：設(shè)備ID和功率芯片ID映射表

通過(guò)上述技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)每個(gè)設(shè)備的電源根據(jù)車輛使用模式單獨(dú)控制，在有功能需求的情況下對(duì)應(yīng)打開(kāi)和該功能相關(guān)的設(shè)備電源，從而避免設(shè)備在無(wú)使用需求是長(zhǎng)期處于Active模式或Standby 模式，從而降低能源消耗。

5、結(jié)語(yǔ)

上面介紹了一種區(qū)域架構(gòu)下電源控制的方法，通過(guò)電子熔斷絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)的保險(xiǎn)、繼電器可基于用戶對(duì)車輛的功能需求實(shí)現(xiàn)更加靈活的電源配電，更加精細(xì)化的電源管理策略，但是過(guò)程也會(huì)存在很多問(wèn)題需要克服，例如：

區(qū)域控制器承擔(dān)智能配電，用eFuse的成本相對(duì)于前期傳統(tǒng)的Fuse Relay會(huì)有大的提升，特別對(duì)于輸出電流大于30A的大功率芯片成本更高；

目前區(qū)域控制器下的Sensor&Actuator ECU在電源接口設(shè)計(jì)上還是傳統(tǒng)的Bat+IGN的方式，ECU的喚醒還需要電源狀態(tài)IGN，如果將其接在區(qū)域控制器下通過(guò)Efuse供電的話，需要同時(shí)將BAT和IG同時(shí)接Efuse輸出引腳，導(dǎo)線設(shè)計(jì)是一個(gè)問(wèn)題；

整車所有功能都要聽(tīng)從VMM的指揮，需要OEM對(duì)各個(gè)供應(yīng)商的功能開(kāi)發(fā)有較強(qiáng)的把控；

目前區(qū)域架構(gòu)的智能配電剛剛興起，問(wèn)題肯定會(huì)存在，但都不是克服不了的，需要同仁一起努力。

編輯：黃飛

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