NXP PEPS 车钥匙功耗探秘

一、背景介绍
早期的汽车以及电摩钥匙,通常没有特别多的元器件,功耗主要集中在主控高频发射模块以及 LED 上。


因为钥匙主打的就是小尺寸、便携带,所以供电往往会选择 CR2032 等纽扣电池,早期 CR2032 容量大概只有 100mA·h。钥匙在进行按键遥控时,由于高频发射模块需要工作并且钥匙上面的指示灯也会配合相关按键进行闪烁,假设在工作模式下最低功耗在 1~2mA 左右,那么纽扣电池最多也只能用 100h,也就是说 4 天之后,就得更换电池了。

所以钥匙需要在发送完高频数据之后,就进入低功耗状态,此时由于高频发射模块关闭,IO 设置为输入(根据硬件要求设置相应上下拉),钥匙的功耗将降至 uA 级别,大大延长了电池的使用寿命。

但是到后来随着舒适进入功能的兴起,钥匙端开始加入 IMMO 以及 PKE 模块,按键遥控发射功率也在慢慢提升,功能上越来越卷,功耗也越来越高,很多车主可能会开始抱怨:“哎呀,现在的钥匙越来越不耐用了!”
 
二、原因分析及解决思路

用户对车钥匙电池不耐用的抱怨,可能具体表现在以下场景中:
① 买车后的备用钥匙可能几年不用,但是真等 3 年拿出来用,就没有电了

② 产品做出来,交付终端客户装车,终端客户装车后再到 4S 店。现在这个时间可能长达 1 年以上,再到用户手上用 1 年就没电了

这一切的始作俑者其实就是 PKE 的 LF 检测模块,该模块即使是在低功耗模式下也处于工作模式,因为它需要通过 3D 天线,接收汽车或者电摩周期性发送的 LF 唤醒帧,从而实现正常的无钥匙舒适进入功能。正是因为这种工作模式,钥匙的低功耗可能就没办法做到早期钥匙的 1uA 以下,而是长时间维持在 5~6uA 的水平。另外,大家在用车的时候,如果一不小心将钥匙遗忘在行李箱内(当然不少车型现在都有钥匙防忘功能);或者说钥匙因为某些原因长时间放置在汽车附近(LF 能够覆盖的地方),那么钥匙(不配有 Motion Sensor 的情况下)将会周期性被车辆唤醒,功耗也有可能长时间维持在 mA 级别。

所以如果在长期不使用的时候,能够将钥匙的 PKE 模块关闭,避免不必要的唤醒源唤醒,那么功耗将会降到 0.6~0.8uA,再加上现在 CR2032 电池的容量有的都做到了 240mA·h,这个时候钥匙静置可以撑 30~40 年!



等到真正交付到用户手上时,再退出该省电模式,即可正常使用。当然这只是一种可行性的思路建议,具体应用定义还是得看车厂。

大家如果对 NXP 的 PEPS 应用感兴趣,也欢迎联系 WPI 相关窗口做深入了解。

三、参考文档
[1] Product data sheet NCF29A1 _ NCF29A2 - TOKEN 3D _ TOKEN 1D.pdf

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