CN110910576A - 一种智能车载充电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能车载充电装置及方法，其中，智能车载充电装置包括：连接到车身网络的车载无线控制单元和车载充电控制单元；所述车载无线控制单元用于与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络；所述车载充电控制单元用于根据从车身网络获取的所述认证结果，按照对应的充电模式对待充电设备进行充电，所述车载充电控制单元包括一个位于车身表面的车载充电口，用于连接待充电设备。本发明可以实现无需打开车门以及在车辆未唤醒未上电就可以对待充电设备充电；通过对已连接的车辆虚拟钥匙进行身份认证，由车载充电控制单元根据不同的认证结果执行相应充电模式，提高了用户的充电方便性，增加了充电共享性。

Description

一种智能车载充电装置及方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种智能车载充电装置及方法。
背景技术
目前，绝大多数车载充电器都是在车辆内部使用，常见的一种是通过与汽车点烟口连接来给用电器充电，且该车载充电器需要后装购买；另一种是前装有USB口充电，但是存在充电电流限制；这两种充电方式需要车辆上电的情况下才能进行。
对于未来的车辆虚拟钥匙（即手机具有传统车钥匙功能的手机蓝牙钥匙）应用存在重大问题：例如当驾驶员处于车外且手机没有电时，无法通过虚拟钥匙开启车门，也就不能实现通过虚拟钥匙在任何时候驾驶车辆的功能。此外，上述车载充电方式不适合共享以及紧急救助，特别是在需要手机通迅时而手机无电，却无法在不进入车内及车辆不上电的情况下及时充电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能车载充电装置及方法，以在车辆外部且车辆不上电的情况下为待充电设备充电。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种智能车载充电装置，包括：
连接到车身网络的车载无线控制单元和车载充电控制单元；
所述车载无线控制单元用于与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络；
所述车载充电控制单元用于根据从车身网络获取的所述认证结果，按照对应的充电模式对待充电设备进行充电，所述车载充电控制单元包括一个位于车身表面的车载充电口，用于连接待充电设备。
其中，所述车载充电控制单元包括计时模块，用于在待充电设备连接到所述车载充电口时启动计时。
其中，所述车载充电控制单元具体用于在获取的认证结果为认证通过时，执行第一充电模式为待充电设备充电；以及在获取的认证结果为认证未通过时，执行第二充电模式为待充电设备充电，其中，所述第二充电模式的充电时间小于所述第一充电模式。
其中，所述第一充电模式具体是所述车载充电控制单元对待充电设备不限时充电直至其电量充满或者待充电设备与所述车载充电口的连接断开。
其中，所述第二充电模式具体是在达到紧急充电时长后，所述车载充电控制单元停止为待充电设备充电。
其中，所述第二充电模式还包括在所述车载充电控制单元停止对待充电设备的充电后启动禁止充电时长的计时，在禁止充电时长计时期间不能再次充电。
其中，所述计时模块还用于在所述车载充电控制单元接收到认证通过的认证结果时停止计时，或者在所述车载充电控制单元接收到认证未通过的认证结果时计时至紧急充电时长届满后上报，并启动禁止充电时长的计时。
其中，所述紧急充电时长和禁止充电时长作为数据标识符通过CAN诊断协议进行配置和修改，所述紧急充电时长设为10分钟，所述禁止充电时长设为30分钟。
其中，所述智能车载充电装置还包括车辆电池，与所述车载充电控制单元电连接，用于为待充电设备提供电能；
所述车载充电控制单元还用于实时检测所述车辆电池的电压，如果检测到所述车辆电池的电压低于预定电压阈值，则停止对待充电设备的充电。
其中，所述车载充电口还用于在所述车辆电池的电压低于预定电压阈值时，作为给所述车辆电池充电的接口，通过外部电源为所述车辆电池充电。
其中，所述车载充电口安装在车身侧后方或后尾箱外部开关附近，所述车载充电控制单元与之相邻设置。
本发明还提供一种智能车载充电方法，包括：
与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络；
根据从车身网络获取的所述认证结果，按照对应的充电模式，通过位于车身表面的车载充电口，对连接到所述车载充电口的待充电设备进行充电。
其中，在获取的认证结果为认证通过时，按照第一充电模式为待充电设备充电；在获取的认证结果为认证未通过时，按照第二充电模式为待充电设备充电；其中，所述第一充电模式具体是对待充电设备不限时充电直至其电量充满或者待充电设备与所述车载充电口的连接断开；所述第二充电模式具体是在达到紧急充电时长后，停止为待充电设备充电。
其中，所述第二充电模式还包括在停止对待充电设备的充电后启动禁止充电时长的计时，在禁止充电时长计时期间不能再次充电。
其中，所述与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证的流程包括：
车载端广播随机数和车辆识别码；
车辆虚拟钥匙接收所述广播随机数和车辆VIN码，并使用一级加密密钥进行配对，然后返回给车载端；
车载端对广播随机数和车辆VIN码采用一级加密密钥，并与车辆虚拟钥匙返回的数据进行比对，如果比对成功则认证通过，比对不成功则认证未通过。
本发明实施例的有益效果在于：通过设置连接到车身网络的车载充电控制单元，可以实现无需打开车门以及在车辆未唤醒未上电就可以对待充电设备充电；通过车载无线控制单元对已连接的车辆虚拟钥匙进行身份认证，由车载充电控制单元根据不同的认证结果执行相应的充电模式，既提高了用户的充电方便性，又对未知用户只暂时紧急充电，增加了充电共享性；此外还可防止车辆电池溃电，实现从外部给车辆电池充电。此外，对于车辆虚拟钥匙，也减少了复杂度和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一一种智能车载充电装置的结构示意图。
图2是本发明实施例一中车载充电控制单元的安装位置示意图。
图3是本发明实施例一中车辆虚拟钥匙与车载蓝牙控制单元的注册配对流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种智能车载充电装置，包括：
连接到车身网络的车载无线控制单元1和车载充电控制单元2；
所述车载无线控制单元1用于与车辆虚拟钥匙3建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络4；
所述车载充电控制单元2用于根据从车身网络4获取的所述认证结果，按照对应的充电模式对待充电设备6进行充电，所述车载充电控制单元2包括一个位于车身表面的车载充电口20，用于连接待充电设备6。
具体地，本实施例中，车载无线控制单元1对车辆虚拟钥匙3的身份认证在后台完成，无需用户参与。车载无线控制单元1通过短距离无线通信技术与车辆虚拟钥匙3建立无线通信连接，常见的短距离无线通信技术包括蓝牙、超宽带、ZigBee、Wi-Fi等，本实施例不对具体的短距离无线通信技术做限制，但从成本和适用性角度考虑，本实施例的车载无线控制单元1优选为车载蓝牙控制单元，以下均以车载蓝牙控制单元1为例进行说明。
车辆虚拟钥匙3通过蓝牙自动联接车载蓝牙控制单元1，由车载蓝牙控制单元1进行身份验证，如果通过身份认证，则表明合法的车辆虚拟钥匙3正处于车辆周围；反之，如果未通过身份认证，则表明车辆周围没有合法的车辆虚拟钥匙。由此，车载蓝牙控制单元1将生成的两种认证结果——认证通过或认证未通过发送至车身网络4，本实施例中车身网络2具体为车身CAN网络（以下也以车身CAN网络4为例进行说明）。
待充电设备6连接到车载充电口20时，车载充电控制单元2即开始计时。同时，车载充电控制单元2从车身CAN网络4获取车载蓝牙控制单元1发送的认证结果，如果认证结果是认证通过，则执行第一充电模式为该待充电设备充电；如果认证结果是认证未通过，则执行第二充电模式为该待充电设备充电。具体来说，第一充电模式是停止计时，对待充电设备6不限时充电直至其电量充满或者待充电设备6与车载充电口20的连接断开；第二充电模式是在计时达到紧急充电时长后停止为待充电设备6充电，即第二充电模式的充电时间小于第一充电模式。由此，车载充电控制单元2进一步包括计时模块，用于在待充电设备6连接到车载充电口20时启动计时，并在车载充电控制单元2接收到认证通过的认证结果时停止计时，或者在车载充电控制单元2接收到认证未通过的认证结果时计时至紧急充电时长届满后上报，车载充电控制单元2据此停止对该待充电设备的充电。
进一步地，车载充电控制单元2停止对该待充电设备的充电后，计时模块还将启动禁止充电时长，即在禁止充电时长计时期间无法充电，只有在禁止充电时长届满后才可再次充电，且待充电设备6必须要与车载充电口20重新建立连接。
根据上述说明可知，本实施例提供了一种在车辆外部且车辆不上电的情况下、共享式的充电方案：
1. 如果车载蓝牙控制单元1对车辆虚拟钥匙3的身份认证通过，表明合法的车辆虚拟钥匙3正处于车辆周围，此时车载充电控制单元2可以为各个待充电设备6进行不限时充电，车载充电口20成为共享式充电口，可以不用对车辆上电也无需进入车内即可实现充电，充电电流流向如图1中实线箭头所示。
2. 如果车载蓝牙控制单元1对车辆虚拟钥匙3的身份认证未通过，表明合法的车辆虚拟钥匙3未处于车辆周围，此时车载充电控制单元2也仍可为各个待充电设备6进行紧急充电，车载充电口20成为共享式紧急充电口，充电电流流向如图1中实线箭头所示。紧急充电会受到时间限制，在紧急充电时长届满后，充电功能将停止。
需要说明的是，为便于待充电设备6与车载充电口20连接，本实施例中，车载充电口20位于车身表面并非仅指设置在车身表面或突出于车身表面，而是包括只要是从车辆外部可以将待充电设备6与之连接的车身上任意位置，例如出于外观简洁，有的车辆在车身表面设置凹槽，将车载充电口20设置于凹槽内再加一个充电盖（类似目前加油口和加油盖的设计）。作为示例，请参照图2所示，车载充电口20可设置于后尾箱外部开关附近或者车身侧后方，车载充电控制单元2与之相邻设置。车载充电口20可以是各种适配的充电口，例如USB、Mini USB、Micro USB、Type C、Lighting等。
紧急充电时长和禁止充电时长可以作为数据标识符（Data Identifier，DID）通过CAN诊断协议进行配置和修改，本实施例将紧急充电时长设为10分钟，将禁止充电时长设为30分钟。
车辆电池5与车载充电控制单元2电连接，用于为待充电设备6提供电能。由于车辆电池5的容量有限，如果一直用于为待充电设备6充电，会发生馈电。为此，本实施例的车载充电控制单元2还将实时检测车辆电池5的电压，如果检测到车辆电池5的电压低于预定电压阈值，则停止对待充电设备6的充电。预定电压阈值也可以作为DID通过CAN诊断协议进行配置和修改，本实施例将预定电压阈值设为10V。当车辆电池5的电压因某种原因低于预定电压阈值时，车载充电口20同样可以作为给车辆电池5充电的接口，由外部电源7为车辆电池5充电，充电电流流向如图1中虚线箭头所示。
本实施例中，车辆虚拟钥匙3是具有传统车钥匙功能的便携式电子产品，例如手机、便携式设备（Portable Device，PAD）等，一般通过在手机、Pad上下载车辆虚拟钥匙应用（APP）并安装来实现。车辆虚拟钥匙3与车载蓝牙控制单元1的注册配对流程如图3所示，以在手机中下载并安装车辆虚拟钥匙应用为例：
首先，待注册手机下载并安装车辆虚拟钥匙应用后，通过车辆虚拟钥匙应用写入绑定注册车辆信息，手机端车辆虚拟钥匙应用通过蓝牙通信开始接收配对请求。
而在车载蓝牙端，首先使用车辆诊断议连接注册车辆，通过车载蓝牙控制单元1诊断安全等级认证，写入待注册手机信息；然后车载蓝牙控制单元1广播随机数和车辆识别码VIN（Vehicle Identification Number）。
手机端虚拟钥匙应用对收到广播数据进行校验，即将其与已写入的注册车辆信息进行比对，如果校验通过，手机端虚拟钥匙应用将对收到的广播数据使用缺省密钥进行加密，再发送给车载蓝牙控制单元1。
车载蓝牙控制单元1对手机端虚拟钥匙应用发送的、经缺省密钥加密的数据进行验证，确认是否成功，如果成功则写入该手机相关注册信息，把该手机注册成合法车辆虚拟钥匙，发送一级加密密钥和二级加密密钥；如果确认不成功，则继续广播随机数和车辆VIN码。
手机端虚拟钥匙应用收到一级加密密钥和二级加密密钥后进行安全存储，由此完成注册，车载蓝牙端退出诊断服务模式。
按照上述流程完成合法车辆虚拟钥匙注册后，车辆蓝牙控制单元1将对已连接的车辆虚拟钥匙进行身份认证，其流程如下：
车载蓝牙控制单元1在其覆盖范围内广播随机数和车辆VIN码；
手机端虚拟钥匙应用接收所述广播随机数和车辆VIN码，并使用一级加密密钥进行配对，然后返回给车载蓝牙控制单元1；
车载蓝牙控制单元1同样对广播随机数和车辆VIN码采用一级加密密钥，并与手机端虚拟钥匙应用返回的数据进行比对，如果比对成功则认证通过，比对不成功则认证未通过。
认证通过表明是合法车辆虚拟钥匙，车载充电控制单元2可以对待充电设备6执行第一充电模式；认证未通过表明为非法车辆虚拟钥匙，车载充电控制单元2则对待充电设备6执行第二充电模式。
上述注册与认证流程可使得车辆虚拟钥匙的方案更简单、成本更低。
本发明实施例的一个典型应用场景是，当车主驾车与朋友在野外游玩，出现手机电量减少需要充电时，如果车主手机（已经与车辆注册）处于车辆蓝牙控制单元的覆盖范围内，则通过其虚拟钥匙应用与车载蓝牙控制单元1建立蓝牙通信连接，车载蓝牙控制单元1并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络4。在正常情况下，认证结果一般均为认证通过，则车载充电控制单元2按照第一充电模式为待充电设备6进行充电，此时的待充电设备6可以是车主手机，也可以是其他同行人的手机。如果车主手机不在车辆周围，出现需紧急充电时，根据前述身份认证流程，将生成认证未通过的认证结果，车载充电控制单元2按照第二充电模式为待充电设备6进行充电，即紧急充电至紧急充电时长届满，由于车载充电控制单元接入了车身网络，无需打开车门以及在车辆未唤醒未上电就实现了可以对待充电设备充电。
相应于本发明实施例一智能车载充电装置，本发明实施例二提供一种智能车载充电方法，包括：
与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络；
根据从车身网络获取的所述认证结果，按照对应的充电模式，通过位于车身表面的车载充电口，对连接到所述车载充电口的待充电设备进行充电。
其中，在获取的认证结果为认证通过时，按照第一充电模式为待充电设备充电；在获取的认证结果为认证未通过时，按照第二充电模式为待充电设备充电；其中，所述第一充电模式具体是对待充电设备不限时充电直至其电量充满或者待充电设备与所述车载充电口的连接断开；所述第二充电模式具体是在达到紧急充电时长后，停止为待充电设备充电。
其中，所述第二充电模式还包括在停止对待充电设备的充电后启动禁止充电时长的计时，在禁止充电时长计时期间不能再次充电。
其中，所述与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证的流程包括：
车载端广播随机数和车辆识别码；
车辆虚拟钥匙接收所述广播随机数和车辆VIN码，并使用一级加密密钥进行配对，然后返回给车载端；
车载端对广播随机数和车辆VIN码采用一级加密密钥，并与车辆虚拟钥匙返回的数据进行比对，如果比对成功则认证通过，比对不成功则认证未通过。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于：通过设置连接到车身网络的车载充电控制单元，可以实现无需打开车门以及在车辆未唤醒未上电就可以对待充电设备充电；通过车载无线控制单元对已连接的车辆虚拟钥匙进行身份认证，由车载充电控制单元根据不同的认证结果执行相应的充电模式，既提高了用户的充电方便性，又对未知用户只暂时紧急充电，增加了充电共享性；此外还可防止车辆电池溃电，实现从外部给车辆电池充电。此外，对于车辆虚拟钥匙，也减少了复杂度和成本。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (15)

1.一种智能车载充电装置，其特征在于，包括：
连接到车身网络的车载无线控制单元和车载充电控制单元；
所述车载无线控制单元用于与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络；
所述车载充电控制单元用于根据从车身网络获取的所述认证结果，按照对应的充电模式对待充电设备进行充电，所述车载充电控制单元包括一个位于车身表面的车载充电口，用于连接待充电设备。
2.根据权利要求1所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述车载充电控制单元包括计时模块，用于在待充电设备连接到所述车载充电口时启动计时。
3.根据权利要求2所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述车载充电控制单元具体用于在获取的认证结果为认证通过时，执行第一充电模式为待充电设备充电；以及在获取的认证结果为认证未通过时，执行第二充电模式为待充电设备充电，其中，所述第二充电模式的充电时间小于所述第一充电模式。
4.根据权利要求3所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述第一充电模式具体是所述车载充电控制单元对待充电设备不限时充电直至其电量充满或者待充电设备与所述车载充电口的连接断开。
5.根据权利要求3所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述第二充电模式具体是在达到紧急充电时长后，所述车载充电控制单元停止为待充电设备充电。
6.根据权利要求5所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述第二充电模式还包括在所述车载充电控制单元停止对待充电设备的充电后启动禁止充电时长的计时，在禁止充电时长计时期间不能再次充电。
7.根据权利要求2所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述计时模块还用于在所述车载充电控制单元接收到认证通过的认证结果时停止计时，或者在所述车载充电控制单元接收到认证未通过的认证结果时计时至紧急充电时长届满后上报，并启动禁止充电时长的计时。
8.根据权利要求6或7所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述紧急充电时长和禁止充电时长作为数据标识符通过CAN诊断协议进行配置和修改，所述紧急充电时长设为10分钟，所述禁止充电时长设为30分钟。
9.根据权利要求1所述的智能车载充电装置，其特征在于，还包括车辆电池，与所述车载充电控制单元电连接，用于为待充电设备提供电能；
所述车载充电控制单元还用于实时检测所述车辆电池的电压，如果检测到所述车辆电池的电压低于预定电压阈值，则停止对待充电设备的充电。
10.根据权利要求9所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述车载充电口还用于在所述车辆电池的电压低于预定电压阈值时，作为给所述车辆电池充电的接口，通过外部电源为所述车辆电池充电。
11.根据权利要求1所述的智能车载充电装置，其特征在于，所述车载充电口安装在车身侧后方或后尾箱外部开关附近，所述车载充电控制单元与之相邻设置。
12.一种智能车载充电方法，其特征在于，包括：
与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证，并将认证结果输出至车身网络；
根据从车身网络获取的所述认证结果，按照对应的充电模式，通过位于车身表面的车载充电口，对连接到所述车载充电口的待充电设备进行充电。
13.根据权利要求12所述的智能车载充电方法，其特征在于，在获取的认证结果为认证通过时，按照第一充电模式为待充电设备充电；在获取的认证结果为认证未通过时，按照第二充电模式为待充电设备充电；其中，所述第一充电模式具体是对待充电设备不限时充电直至其电量充满或者待充电设备与所述车载充电口的连接断开；所述第二充电模式具体是在达到紧急充电时长后，停止为待充电设备充电。
14.根据权利要求13所述的智能车载充电方法，其特征在于，所述第二充电模式还包括在停止对待充电设备的充电后启动禁止充电时长的计时，在禁止充电时长计时期间不能再次充电。
15.根据权利要求12所述的智能车载充电方法，其特征在于，所述与车辆虚拟钥匙建立无线通信连接并对其进行身份认证的流程包括：
车载端广播随机数和车辆识别码；
车辆虚拟钥匙接收所述广播随机数和车辆VIN码，并使用一级加密密钥进行配对，然后返回给车载端；
车载端对广播随机数和车辆VIN码采用一级加密密钥，并与车辆虚拟钥匙返回的数据进行比对，如果比对成功则认证通过，比对不成功则认证未通过。
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CN113500977A (zh) * 2021-07-14 2021-10-15 智马达汽车有限公司 一种终端无线钥匙亏电的处理装置、方法及汽车

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