CN105446191A - 一种用于汽车的电功率分配系统及方法 - Google Patents

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邓子畏
彭细
龙桂英
杨春媛
刘准
彭雄威
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明公开了一种用于汽车的电功率分配系统及方法，系统包括主控制器、CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口；CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均为多个；CAN总线端口、数字量输入端口、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均与主控制器相连；模拟量输入端口用于车身传感器模拟信号输入；感器电源输出端口用于为车身传感器供电；数字量输出模块采用高边驱动开关；智能开关和数字量输出模块均受控于主控制器。该用于汽车的电功率分配系统及方法易于实施，集成度高，配置灵活性好。

Description

一种用于汽车的电功率分配系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的电功率分配系统及方法。
背景技术
现有的新能源汽车上的中央电气配电盒，主要是将熔断器、电路导通件和继电器等集成在一起，起到电源的初级分配、集中控制的作用。配电盒内的电气元件熔断器熔断后不可恢复，更换不方便，不能软件配置和自诊断功能。采用该配电盒增加新能源车的走线成本且存在更多的安全隐患。
因此，有必要设计一种用于汽车的电功率分配系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于汽车的电功率分配系统及方法，该用于汽车的电功率分配系统及方法易于实施，集成度高，配置灵活性好。
发明的技术解决方案如下：
一种用于汽车的电功率分配系统，包括主控制器、CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口；CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均为多个；
CAN总线端口、数字量输入端口、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均与主控制器相连；
模拟量输入端口用于车身传感器模拟信号输入；
感器电源输出端口用于为车身传感器供电；
数字量输出模块采用高边驱动开关；
智能开关和数字量输出模块均受控于主控制器；
智能开关与汽车上配置的蓄电池相连。
主控制器采用MPC5606数字处理平台。
智能开关采用16路24V20A规格的高边功率开关。具体为英飞凌的智能功率MOSFET(smartpowerMOSFET)系列高边功率开关，用于控制车灯、水泵、直流马达、雨刷器、BMS。
数字量输入端口和模拟量输入端口均为10路。
传感器电源输出端口为2路10V300mA规格的电源输出端口。
CAN总线端口为3路独立CAN总线接口，其中一路用于程序更新下载，一路用于参数标定，一路用于与车身整车控制器通信。
数字量输出模块为16个24V2A规格的智能高边驱动开关，支持PWM信号输出，用于驱动冷却风机和继电器。
蓄电池输出的电压为24V，最高输出电流为100A。
主控制器采用SAEJ1939CAN报文来进行功率分配、以及设置智能开关和数字量输出模块的IO状态。
一种用于汽车的电功率分配方法，采用前述的用于汽车的电功率分配系统，由主控制器通过CAN总线端口与车身整车控制器通信，通过传感器电源输出端口为车身传感器供电，通过模拟量输入端口采集车身传感器输出的信号，通过数字量输入端口获知车身开关量信号；通过控制智能开关来控制功率分配，通过数字量输出模块驱动风机和继电器。
系统包括16路大功率输出，每路最高输出电流可达20A；16路PWM输出，每路输出最高电流可达2APWM输出主要驱动风机、继电器等设备。、10路数字量输入用于检测车身开关量等信号输入、10路模拟量输入用于车身传感器模拟信号输入、2路10V300mA传感器电源输出输出给车身传感器供电，3路独立CAN总线接口，其中一路用于程序更新下载，一路用于参数标定，一路用于与车身整车控制器等设备通信。
系统采用了更可靠耐用、不受振动等干扰的智能电子开关英飞凌的smartpowerMOSFET系列高边功率开关取代传统的保险盒和继电器，可以直接驱动新能源汽车中的多路冷却风机、车灯、水泵、直流马达、雨刷器、BMS、整车控制器等设备。
采用专有SAEJ1939CAN报文来配置功率和设置开关和端口的IO状态。
有益效果：
本发明的用于汽车的电功率分配系统采用了更可靠耐用、不受振动等干扰的智能电子开关取代传统的保险盒和继电器，可以直接驱动新能源汽车中的多路冷却风机、车灯、水泵、直流马达、雨刷器、BMS、整车控制器等设备。低压功率分配单元系统提供16路大功率输出，每路最高输出电流可达20A，并带有内置的过流、过压、过热检测和保护及停机功能。系统提供16路PWM输出，每路输出最高电流可达2A，并带有内置的过流、过压、过热检测和保护及停机功能，可以直接驱动多路冷却风机。系统提供10路三态开关量输入，可设置成高有效或低有效。系统提供10路模拟量输入，2路10V300mA传感器电源输出，系统提供3路独立CAN总线接口，可用于车身各设备之间通信，参数的标定等；低压功率分配单元放置于负载和信号源的附近可以大大减少整车的线束长度及复杂程度，系统采用PowerPCe200内核，能自成系统单独控制所有输入输出。系统采用全密封的设计及灌胶工艺，达到IP65防护等级。
用于汽车的电功率分配系统又称为新能源汽车用低压功率分配单元系统，可以直接替换电气配电盒，系统采用了更可靠耐用、不受振动等干扰的智能电子开关取代传统的保险盒和继电器，增加配电的可靠性。系统可以通过CAN总线进行灵活配置不同功率输出，能自动检测负载短路开路并提供保护和输出预警信号；减少整车供电线束长度，减少了安全隐患。
附图说明
图1为用于汽车的电功率分配系统的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
如图1，一种用于汽车的电功率分配系统，包括主控制器、CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口；
CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均为多个；
CAN总线端口、数字量输入端口、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均与主控制器相连；
模拟量输入端口用于车身传感器模拟信号输入；
感器电源输出端口用于为车身传感器供电；
数字量输出模块采用高边驱动开关；
智能开关和数字量输出模块均受控于主控制器；
智能开关与汽车上配置的蓄电池相连。
主控制器采用MPC5606数字处理平台。
智能开关采用16路24V20A规格的高边功率开关。具体为英飞凌的智能功率MOSFET(smartpowerMOSFET)系列高边功率开关，用于控制车灯、水泵、直流马达、雨刷器、BMS。
数字量输入端口和模拟量输入端口均为10路。
传感器电源输出端口为2路10V300mA规格的电源输出端口。
CAN总线端口为3路独立CAN总线接口，其中一路用于程序更新下载，一路用于参数标定，一路用于与车身整车控制器通信。
数字量输出模块为16个24V2A规格的智能高边驱动开关，支持PWM信号输出，用于驱动冷却风机和继电器。
蓄电池输出的电压为24V，最高输出电流为100A。
主控制器采用SAEJ1939CAN报文来进行功率分配、以及设置智能开关和数字量输出模块的IO状态。
一种用于汽车的电功率分配方法，采用前述的用于汽车的电功率分配系统，由主控制器通过CAN总线端口与车身整车控制器通信，通过传感器电源输出端口为车身传感器供电，通过模拟量输入端口采集车身传感器输出的信号，通过数字量输入端口获知车身开关量信号；通过控制智能开关来控制功率分配，通过数字量输出模块驱动风机和继电器。
图1中24V100A电源引自汽车蓄电池，通过连接器连接。

Claims (10)

1.一种用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，包括主控制器、CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口；
CAN总线端口、智能开关、数字量输入端口、数字量输出模块、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均为多个；
CAN总线端口、数字量输入端口、模拟量输入端口和传感器电源输出端口均与主控制器相连；
模拟量输入端口用于车身传感器模拟信号输入；
感器电源输出端口用于为车身传感器供电；
数字量输出模块采用高边驱动开关；
智能开关和数字量输出模块均受控于主控制器；
智能开关与汽车上配置的蓄电池相连。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，主控制器采用MPC5606数字处理平台。
3.根据权利要求1所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，智能开关采用16路24V20A规格的高边功率开关。
4.根据权利要求1所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，数字量输入端口和模拟量输入端口均为10路。
5.根据权利要求1所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，传感器电源输出端口为2路10V300mA规格的电源输出端口。
6.根据权利要求1所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，CAN总线端口为3路独立CAN总线接口，其中一路用于程序更新下载，一路用于参数标定，一路用于与车身整车控制器通信。
7.根据权利要求1所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，数字量输出模块为16个24V2A规格的智能高边驱动开关，支持PWM信号输出，用于驱动冷却风机和继电器。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，蓄电池输出的电压为24V，最高输出电流为100A。
9.根据权利要求8所述的用于汽车的电功率分配系统，其特征在于，主控制器采用SAEJ1939CAN报文来进行功率分配、以及设置智能开关和数字量输出模块的IO状态。
10.一种用于汽车的电功率分配方法，其特征在于，采用权利要求8所述的用于汽车的电功率分配系统，由主控制器通过CAN总线端口与车身整车控制器通信，通过传感器电源输出端口为车身传感器供电，通过模拟量输入端口采集车身传感器输出的信号，通过数字量输入端口获知车身开关量信号；通过控制智能开关来控制功率分配，通过数字量输出模块驱动风机和继电器。
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