CN108082082B - 一种三核控制的车载电源及其保护方法 - Google Patents

一种三核控制的车载电源及其保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三核控制的车载电源，包括输入端内核、主功率变换核及客户通讯内核，输入端内核用于控制输入端的预充、开关机时序及保护阀值，主功率变换核用于对电源主功率部分进行控制及故障保护，客户通讯内核用来与客户端进行通讯；电源输入端连接输入端内核，输入端内核与主功率变换核双向连接，主功率变换核连接电源输出端，主功率变换核与客户通讯内核双向连接，客户信号输入端连接客户通讯内核，客户通讯内核连接客户信号输出端，客户通讯内核与CAN总线双向连接。本发明还提供了一种三核控制的车载电源的保护方法。本发明通过通讯更新三核的软件来实现客户的要求，该方式方便快捷，返工时间短，可直接在安装好的车上通过车内CAN总线更新。

Description

一种三核控制的车载电源及其保护方法
技术领域
本发明涉及一种三核控制的车载电源及其保护方法。
背景技术
车载电源作为纯电动/混会动力车的重要配套零件，不同的车型设计方案要求不一致。虽然功率、电压、尺寸可兼容，但因车辆的软硬件设计不一，造成每款车型需要新开发一款电源，开发费用高、时间长、生产不方便，客户端出现变动需要修改时，返工难度特别大，仓储管理成本高，备货风险大。
以上不足，有待改进。
发明内容
为了克服现有的技术的不足, 本发明提供一种三核控制的车载电源及其保护方法。
本发明技术方案如下所述：
一种三核控制的车载电源，包括输入端内核、主功率变换核及客户通讯内核，所述输入端内核用于控制电源输入端的预充、开关机时序及保护阀值，所述主功率变换核用于对电源主功率部分进行控制及故障保护，所述客户通讯内核用来与客户端进行通讯；
电源输入端连接所述输入端内核，所述输入端内核与所述主功率变换核双向连接，所述主功率变换核连接电源输出端，所述主功率变换核与所述客户通讯内核双向连接，客户信号输入端连接所述客户通讯内核，所述客户通讯内核连接客户信号输出端，所述客户通讯内核与CAN总线双向连接。
进一步地，所述输入端内核包括第一供电单元、第一通讯单元及第一CPU，所述第一供电单元与所述第一CPU连接，所述第一通讯单元与所述第一CPU双向连接；
所述主功率变换核包括第二供电单元、第二通讯单元、第三通讯单元及第二CPU，所述第二供电单元与所述第二CPU连接，所述第二通讯单元及所述第三通讯单元分别与所述第二CPU双向连接；
所述客户通讯内核包括第三供电单元、第四通讯单元、第五通讯单元及第三CPU，所述第三供电单元与所述第三CPU连接，所述第四通讯单元及所述第五通讯单元分别与所述第三CPU双向连接；
所述第一通讯单元与所述第二通讯单元双向连接使得所述输入端内核与所述主功率变换核进行通讯，所述第三通讯单元与所述第四通讯单元双向连接使得所述主功率变换核与客户通讯内核进行通讯，所述第五通讯单元与CAN总线双向连接。
进一步地，所述输入端内核还包括第一输入接口、第一信号采样单元、第一控制单元及功率输出单元，所述电源输入端连接所述第一输入接口，所述第一输入接口连接所述第一信号采样单元，所述第一信号采样单元连接所述第一CPU，所述第一CPU连接所述第一控制单元，所述第一控制单元连接所述功率输出单元，所述功率输出单元连接所述主功率变换核。
进一步地，所述主功率变换核还包括第二输入接口、功率变换单元、低压输出单元、第二信号采样单元及第二控制单元，所述输入端内核连接所述第二输入接口，所述第二输入接口连接所述功率变换单元，所述功率变换单元连接所述低压输出单元，所述低压输出单元连接所述电源输出端，所述低压输出单元连接所述第二信号采样单元，所述第二信号采样单元连接所述第二CPU，所述第二CPU连接所述控制单元，所述控制单元连接所述功率变换单元。
进一步地，所述客户通讯内核还包括客户信号输入单元和客户信号输出单元，所述客户信号输入端连接所述客户信号输入单元，所述客户信号输入单元连接所述第三CPU，所述第三CPU连接所述客户信号输出单元，所述客户信号输出单元连接所述客户信号输出端。
本发明的另一个目的在于提供一种三核控制的车载电源的保护方法，包括：
步骤S1：确认输入信号是否满足极限保护；
步骤S2：确认功率变换是否满足极限值保护；
步骤S3：综合客户接口和客户需求，发送控制参数给主功率变换核。
进一步地，在所述步骤S1中，包括：
步骤S11：输入端内核开始工作；
步骤S12：判断是否满足保护条件；若满足保护条件时，关闭输入功率，断开第一输入接口，置保护标志，并返回结果；若不满足保护条件时，则进行步骤S13；
步骤S13：清空保护标志；
步骤S14：判断通讯指令是否需要保护；若通讯指令需要保护时，关闭输入功率，断开第一输入接口，并返回结果；若通讯指令不需要保护时，则进行步骤S15；
步骤S15：启动开机流程；
步骤S16：返回结果。
进一步地，在所述步骤S2中，包括：
步骤S21：主功率变换核开始工作；
步骤S22：判断通讯指令是否需要关机；若通讯指令需要关机时，关闭功率变换，清空过流标志及其他标志，并返回结果；若通讯指令不需要关机时，则进行步骤S23；
步骤S23：判断是否满足保护条件；若满足保护条件，关闭功率变换，置保护标志，并返回结果；若不满足保护条件时，则进行步骤S24；
步骤S24：清空保护标志；
步骤S25：判断通讯指令是否需要保护；若通讯指令需要保护时，关闭功率变换，并返回结果；若通讯指令不需要保护时，则进行步骤S26；
步骤S26：启动开机流程；
步骤S27：返回结果。
进一步地，在所述步骤S3中，包括：
步骤S31：客户通讯内核开始工作；
步骤S32：判断通讯指令是否需要关机；若通讯指令需要关机时，清空输入告警标志，清空保护关机标志，则进行步骤S35；若通讯指令不需要关机时，则进行步骤S33；
S33：判断是否满足保护条件；当满足保护条件时，置保护标志；若不满足条件时，则进行步骤S34；
S34：清空保护标志；
S35：发送控制参数及控制状态；
S36：返回结果。
进一步地，在所述步骤S3后，还包括步骤S4：所述步骤S4包括：
步骤S41：故障上报开始工作；
步骤S42：判断自身是否存在故障；若自身存在故障，置故障标志，则进行步骤S45；若自身不存在故障，则进行步骤S43；
步骤S43：判断通讯传输过来是否存在故障；若存在通讯传输过来的故障，置故障标志，则进行步骤S45；若不存在通讯传输过来的故障，则进行步骤S44；
步骤S44：清空故障标志；
步骤S45：通过CAN总线发送状态给VCU；
步骤S46：返回结果。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于，
（1）在原有软件不能实现客户要求，但硬件上支持的情况下，通过通讯更新三核的软件来实现客户的要求，该方式方便快捷，返工时间短，可直接在安装好的车上通过车内CAN总线更新。
（2）采用三核方式后，电源可生产标准品，在客户需求后通过CAN总线更新三核软件，可减少库存风险及生产，可小订单大批量生产。
（3）采用三核方式后，核与核之间通过通讯实现，通讯可采用可扩展协议，能够实现软硬件分离，同一软件可兼容不同版本硬件，各核软件可兼容不同版本其他核软件，有利于升级改造。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的输入端内核的结构示意图。
图3为本发明的主功率变换核的结构示意图。
图4为本发明的客户通讯内核的结构示意图。
图5为本发明的输入端内核的保护流程图。
图6为本发明的主功率变换核的保护流程图。
图7为本发明的客户通讯内核的保护流程图。
图8为本发明的客户通讯内核的故障上报流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
请参阅图1，一种三核控制的车载电源，包括输入端内核、主功率变换核及客户通讯内核，所述输入端内核用于控制电源输入端的预充、开关机时序及保护阀值，所述主功率变换核用于对电源主功率部分进行控制及故障保护，所述客户通讯内核用来与客户端进行通讯；
电源输入端连接所述输入端内核，所述输入端内核与所述主功率变换核双向连接，所述主功率变换核连接电源输出端，所述主功率变换核与所述客户通讯内核双向连接，客户信号输入端连接所述客户通讯内核，所述客户通讯内核连接所述客户信号输出端，所述客户通讯内核与CAN总线双向连接。
本实施例提供的三核控制的车载电源的工作原理为：输入端内核控制电源输入端的预充、开关机时序及保护阀值，客户接口核通过通讯把客户需求传递给输入端内核，同时获取输入级信号及状态，满足不同客户需求；
主功率变换核对电源主功率部分进行控制及故障保护，客户接口核通过通讯把客户需求传递给主功率变换核，同时获取输出信号及状态，可做到在硬件性能满足情况下，满足客户的特殊要求。
客户接口核实现客户端通讯，客户需求功能在输入端内核和主功率变换核能通过参数调整能实现时，通过参数传递实现，不能通过参数传递实现时，根据输入端内核及主功率变换核的状态信息，通过自身软件编程换算成参数传递至输入端内核和主功率变换核来实现。
本实施例提供的三核控制的车载电源的有益效果为：
（1）在原有软件不能实现客户要求，但硬件上支持的情况下，通过通讯更新三核的软件来实现客户的要求，该方式方便快捷，返工时间短，可直接在安装好的车上通过车内CAN总线更新。
（2）采用三核方式后，电源可生产标准品，在客户需求后通过CAN总线更新三核软件，可减少库存风险及生产，可小订单大批量生产。
（3）采用三核方式后，核与核之间通过通讯实现，通讯可采用可扩展协议，能够实现软硬件分离，同一软件可兼容不同版本硬件，各核软件可兼容不同版本其他核软件，有利于升级改造。
请参阅图2至图4，优选地，所述输入端内核包括第一供电单元、第一通讯单元及第一CPU，所述第一供电单元与所述第一CPU连接，所述第一通讯单元与所述第一CPU双向连接；
所述主功率变换核包括第二供电单元、第二通讯单元、第三通讯单元及第二CPU，所述第二供电单元与所述第二CPU连接，所述第二通讯单元及所述第三通讯单元分别与所述第二CPU双向连接；
所述客户通讯内核包括第三供电单元、第四通讯单元、第五通讯单元及第三CPU，所述第三供电单元与所述第三CPU连接，所述第四通讯单元及所述第五通讯单元分别与所述第三CPU双向连接；
所述第一通讯单元与所述第二通讯单元双向连接使得所述输入端内核与所述主功率变换核进行通讯，所述第三通讯单元与所述第四通讯单元双向连接使得所述主功率变换核与客户通讯内核进行通讯，所述第五通讯单元与CAN总线双向连接。
请参阅图2，优选地，所述输入端内核还包括第一输入接口、第一信号采样单元、第一控制单元及功率输出单元，所述电源输入端连接所述第一输入接口，所述第一输入接口连接所述第一信号采样单元，所述第一信号采样单元连接所述第一CPU，所述第一CPU连接所述第一控制单元，所述第一控制单元连接所述功率输出单元，所述功率输出单元连接所述主功率变换核。
请参阅图3，优选地，所述主功率变换核还包括第二输入接口、功率变换单元、低压输出单元、第二信号采样单元及第二控制单元，所述输入端内核连接所述第二输入接口，所述第二输入接口连接所述功率变换单元，所述功率变换单元连接所述低压输出单元，所述低压输出单元连接所述电源输出端，所述低压输出单元连接所述第二信号采样单元，所述第二信号采样单元连接所述第二CPU，所述第二CPU连接所述控制单元，所述控制单元连接所述功率变换单元。
请参阅图4，优选地，所述客户通讯内核还包括客户信号输入单元和客户信号输出单元，所述客户信号输入端连接所述客户信号输入单元，所述客户信号输入单元连接所述第三CPU，所述第三CPU连接所述客户信号输出单元，所述客户信号输出单元连接所述客户信号输出端。
请参阅图5至图8，本发明的另一个目的在于提供一种三核控制的车载电源的保护方法，包括：
步骤S1：确认输入信号是否满足极限保护；
步骤S2：确认功率变换是否满足极限值保护；
步骤S3：综合客户接口和客户需求，发送控制参数给主功率变换核。
请参阅图5，优选地，在所述步骤S1中，包括：
步骤S11：输入端内核开始工作；
步骤S12：判断是否满足保护条件；若满足保护条件时，关闭输入功率，断开第一输入接口，置保护标志，并返回结果；若不满足保护条件时，则进行步骤S13；
步骤S13：清空保护标志；
步骤S14：判断通讯指令是否需要保护；若通讯指令需要保护时，关闭输入功率，断开第一输入接口，并返回结果；若通讯指令不需要保护时，则进行步骤S15；
步骤S15：启动开机流程；
步骤S16：返回结果。
请参阅图6，优选地，在所述步骤S2中，包括：
步骤S21：主功率变换核开始工作；
步骤S22：判断通讯指令是否需要关机；若通讯指令需要关机时，关闭功率变换，清空过流标志及其他标志，并返回结果；若通讯指令不需要关机时，则进行步骤S23；
步骤S23：判断是否满足保护条件；若满足保护条件，关闭功率变换，置保护标志，并返回结果；若不满足保护条件时，则进行步骤S24；
步骤S24：清空保护标志；
步骤S25：判断通讯指令是否需要保护；若通讯指令需要保护时，关闭功率变换，并返回结果；若通讯指令不需要保护时，则进行步骤S26；
步骤S26：启动开机流程；
步骤S27：返回结果。
请参阅图7，优选地，在所述步骤S3中，包括：
步骤S31：客户通讯内核开始工作；
步骤S32：判断通讯指令是否需要关机；若通讯指令需要关机时，清空输入告警标志，清空保护关机标志，则进行步骤S35；若通讯指令不需要关机时，则进行步骤S33；
S33：判断是否满足保护条件；当满足保护条件时，置保护标志；若不满足条件时，则进行步骤S34；
S34：清空保护标志；
S35：发送控制参数及控制状态；
S36：返回结果。
请参阅图8，优选地，在所述步骤S3后，还包括步骤S4：所述步骤S4包括：
步骤S41：故障上报开始工作；
步骤S42：判断自身是否存在故障；若自身存在故障，置故障标志，则进行步骤S45；若自身不存在故障，则进行步骤S43；
步骤S43：判断通讯传输过来是否存在故障；若存在通讯传输过来的故障，置故障标志，则进行步骤S45；若不存在通讯传输过来的故障，则进行步骤S44；
步骤S44：清空故障标志；
步骤S45：通过CAN总线发送状态给VCU；
步骤S46：返回结果。
本实施例提供的三核控制的车载电源及其保护方法的有益效果为：
（1）在原有软件不能实现客户要求，但硬件上支持的情况下，通过通讯更新三核的软件来实现客户的要求，该方式方便快捷，返工时间短，可直接在安装好的车上通过车内CAN总线更新。
（2）采用三核方式后，电源可生产标准品，在客户需求后通过CAN总线更新三核软件，可减少库存风险及生产，可小订单大批量生产。
（3）采用三核方式后，核与核之间通过通讯实现，通讯可采用可扩展协议，能够实现软硬件分离，同一软件可兼容不同版本硬件，各核软件可兼容不同版本其他核软件，有利于升级改造。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种三核控制的车载电源，其特征在于：包括输入端内核、主功率变换核及客户通讯内核，所述输入端内核用于控制电源输入端的预充、开关机时序及保护阀值，所述主功率变换核用于对电源主功率部分进行控制及故障保护，所述客户通讯内核用来与客户端进行通讯；
电源输入端连接所述输入端内核，所述输入端内核与所述主功率变换核双向连接，所述主功率变换核连接电源输出端，所述主功率变换核与所述客户通讯内核双向连接，客户信号输入端连接所述客户通讯内核，所述客户通讯内核连接客户信号输出端，所述客户通讯内核与CAN总线双向连接；
所述输入端内核包括第一供电单元、第一通讯单元及第一CPU，所述第一供电单元与所述第一CPU连接，所述第一通讯单元与所述第一CPU双向连接；
所述主功率变换核包括第二供电单元、第二通讯单元、第三通讯单元及第二CPU，所述第二供电单元与所述第二CPU连接，所述第二通讯单元及所述第三通讯单元分别与所述第二CPU双向连接；
所述客户通讯内核包括第三供电单元、第四通讯单元、第五通讯单元及第三CPU，所述第三供电单元与所述第三CPU连接，所述第四通讯单元及所述第五通讯单元分别与所述第三CPU双向连接；
所述第一通讯单元与所述第二通讯单元双向连接使得所述输入端内核与所述主功率变换核进行通讯，所述第三通讯单元与所述第四通讯单元双向连接使得所述主功率变换核与客户通讯内核进行通讯，所述第五通讯单元与CAN总线双向连接。
2.如权利要求1所述的三核控制的车载电源，其特征在于：所述输入端内核还包括第一输入接口、第一信号采样单元、第一控制单元及功率输出单元，所述电源输入端连接所述第一输入接口，所述第一输入接口连接所述第一信号采样单元，所述第一信号采样单元连接所述第一CPU，所述第一CPU连接所述第一控制单元，所述第一控制单元连接所述功率输出单元，所述功率输出单元连接所述主功率变换核。
3.如权利要求1所述的三核控制的车载电源，其特征在于：所述主功率变换核还包括第二输入接口、功率变换单元、低压输出单元、第二信号采样单元及第二控制单元，所述输入端内核连接所述第二输入接口，所述第二输入接口连接所述功率变换单元，所述功率变换单元连接所述低压输出单元，所述低压输出单元连接所述电源输出端，所述低压输出单元连接所述第二信号采样单元，所述第二信号采样单元连接所述第二CPU，所述第二CPU连接所述控制单元，所述控制单元连接所述功率变换单元。
4.如权利要求1所述的三核控制的车载电源，其特征在于：所述客户通讯内核还包括客户信号输入单元和客户信号输出单元，所述客户信号输入端连接所述客户信号输入单元，所述客户信号输入单元连接所述第三CPU，所述第三CPU连接所述客户信号输出单元，所述客户信号输出单元连接所述客户信号输出端。
5.一种如权利要求1所述的三核控制的车载电源的保护方法，其特征在于：包括：
步骤S1：确认输入信号是否满足极限保护；
步骤S2：确认功率变换是否满足极限值保护；
步骤S3：综合客户接口和客户需求，发送控制参数给主功率变换核；
在所述步骤S1中，包括：
步骤S11：输入端内核开始工作；
步骤S12：判断是否满足保护条件；若满足保护条件时，关闭输入功率，断开第一输入接口，置保护标志，并返回结果；若不满足保护条件时，则进行步骤S13；
步骤S13：清空保护标志；
步骤S14：判断通讯指令是否需要保护；若通讯指令需要保护时，关闭输入功率，断开第一输入接口，并返回结果；若通讯指令不需要保护时，则进行步骤S15；
步骤S15：启动开机流程；
步骤S16：返回结果。
6.如权利要求5所述的三核控制的车载电源的保护方法，其特征在于：在所述步骤S2中，包括：
步骤S21：主功率变换核开始工作；
步骤S22：判断通讯指令是否需要关机；若通讯指令需要关机时，关闭功率变换，清空过流标志及其他标志，并返回结果；若通讯指令不需要关机时，则进行步骤S23；
步骤S23：判断是否满足保护条件；若满足保护条件，关闭功率变换，置保护标志，并返回结果；若不满足保护条件时，则进行步骤S24；
步骤S24：清空保护标志；
步骤S25：判断通讯指令是否需要保护；若通讯指令需要保护时，关闭功率变换，并返回结果；若通讯指令不需要保护时，则进行步骤S26；
步骤S26：启动开机流程；
步骤S27：返回结果。
7.如权利要求5所述的三核控制的车载电源的保护方法，其特征在于：在所述步骤S3中，包括：
步骤S31：客户通讯内核开始工作；
步骤S32：判断通讯指令是否需要关机；若通讯指令需要关机时，清空输入告警标志，清空保护关机标志，则进行步骤S35；若通讯指令不需要关机时，则进行步骤S33；
S33：判断是否满足保护条件；当满足保护条件时，置保护标志；若不满足条件时，则进行步骤S34；
S34：清空保护标志；
S35：发送控制参数及控制状态；
S36：返回结果。
8.如权利要求5所述的三核控制的车载电源的保护方法，其特征在于：在所述步骤S3后，还包括步骤S4：所述步骤S4包括：
步骤S41：故障上报开始工作；
步骤S42：判断自身是否存在故障；若自身存在故障，置故障标志，则进行步骤S45；若自身不存在故障，则进行步骤S43；
步骤S43：判断通讯传输过来是否存在故障；若存在通讯传输过来的故障，置故障标志，则进行步骤S45；若不存在通讯传输过来的故障，则进行步骤S44；
步骤S44：清空故障标志；
步骤S45：通过CAN总线发送状态给VCU；
步骤S46：返回结果。
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