CN108860021A - 车辆全线控底盘电气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆全线控底盘电气系统，该电气系统电路布局集成化程度高，增加了底盘的使用范围和使用能力，并能够方便无人车辆的改装与改进。包括：底盘供电系统和底盘通讯系统，所述底盘供电系统为全线控底盘内部的所有用电部件供电，并通过对外供电接口为安装在所述全线控底盘上的其他用电部件均由所述底盘供电系统供电；所述底盘通讯系统采用CAN总线进行整车网络通讯，并设置一种以上用于为外部设备提供信号流接口的通信接口。

Description

车辆全线控底盘电气系统
技术领域
本发明涉及一种电气系统，具体涉及一种车辆的全线控底盘电气系统，属于车辆电气技术领域。
背景技术
现今，随着无人驾驶技术的研究和发展，多种功能的以及不同环境下的无人车辆逐渐被大家所认可，并已经逐渐投入使用；例如，无人物流运送车、无人园区摆渡车和无人送货车等等。其相关车辆的研发和使用节省了大量的人员劳动力，并有效地提高了人们的生活效率。目前，大多此类无人车辆选用相关有人驾驶车辆或小型轮式机器人底盘改装使用，其特点为：多数采取电驱动，利于无人驾驶技术的改装与应用；对电气系统要大量改造，以方便无人感知系统的介入；车辆各系统上的改装，需要内部结构与电气的重新布局。
可见，改装的相关系统对底盘本身的稳定性造成了极大影响。使得目前这类车辆存在如下明显缺陷：电气系统的改装与调试工作复杂且繁琐，并使得车辆整体电气布局混乱，杂乱无章。其增加的相关子系统对原有车辆的布局造成影响，不利于车辆的维护与监测，降低了车辆的稳定性；由于无人感知系统与多数的底盘控制系统对接存在障碍，需要多类别的信号转换器进行转换来进行操作，这在整个电气系统中将造成控制信号传输有误、存在延迟等危险现象，限制了车辆的进一步发展和应用；此外，车辆的操作和管理变得复杂而又繁琐，由于系统的增加和改装，不得不增加多种监测设备以保证无人车辆的安全性，这增加了对车辆操作和控制的难度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种车辆全线控底盘的电气系统，能够解决现有无人车辆全线控改装底盘电气布局混乱、系统通讯存在障碍、感知系统不能流畅介入底盘等问题。
所述的车辆全线控底盘电气系统包括：底盘供电系统和底盘通讯系统，所述底盘供电系统为全线控底盘内部的所有用电部件供电，并通过对外供电接口为安装在所述全线控底盘上的其他用电部件均由所述底盘供电系统供电；
所述底盘通讯系统采用CAN总线进行整车网络通讯，并设置一种以上用于为外部设备提供信号流接口的通信接口。
还包括用于为所述底盘供电系统充电的充电接口。
所述对外供电接口、通信接口和充电接口集成在一体化面板上。
有益效果：
(1)本发明使用一个动力电池箱作为唯一的电力输出，电路布局集成化高；且通过一体化面板将线控通用底盘的所有对外交互所需要的接口集成，增加了底盘的使用范围和使用能力；并能够方便无人车辆的改装与改进。
(2)本发明通过监测电池的电压、电量等情况，可判断整车电路系统工作状态，简化电路结构并提升了安全性，并利于无人车辆进一步改装与开发。
(3)本发明通讯与供电的集成化、简单化布局设计，利于对车辆供电与通讯的监测和控制，能够在简洁明了的操作下，保证无人车辆的行驶安全性。
附图说明
图1为本发明的全线控底盘的电气系统示意图；
图2为电气输出面板设计示意图。
其中：1-驱动系统电源紧急停止开关、2-充电接口、3-通讯接口、4-供电接口、5-整车电源开关、6-报警指示灯。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供一种用于无人车辆全线控底盘的电气系统，该电气系统电路布局集成化程度高，增加了底盘的使用范围和使用能力，并能够方便无人车辆的改装与改进。
无人车辆全线控底盘包括用于提供驱动力矩的两个驱动电机和用于提供转向力矩的转向电机。
如图1所示，该电气系统包括底盘供电系统和底盘通讯系统，其中底盘供电系统为设置在动力电池箱内的锂电池组，整个无人底盘完全由锂电池组提供电能，锂电池组直接输出三路电源分别给底盘的两个驱动电机和一个转向电机，并通过DC/DC转换器组输出多种不同电压的电源给底盘整车控制器、信号灯、整车开关和上装感知系统(如雷达、摄像头等)等各个用电部件供电。
本实施例中过DC/DC转换器组有四个DC/DC转换器，四个DC/DC分别为48V转24V一个、48V转12V两个、48V转5V一个，足够给整车除驱动电机和转向电机以外的其他用电器(例如雷达、摄像头、GPS等常用的传感器)供电，从DC/DC转换器输出的24V、12V、5V电压通过航空插座对外输出，满足无人车辆上装感知系统供电需求。
对于无人车辆，其上装感知系统以及底盘控制之间的互相通讯存在较大的联系障碍，基于此，该电气系统底盘通讯系统采用CAN总线进行整车网络通讯，利于车辆底层控制的信号和电气系统检测信号传输和进一步开发，并为上装感知系统预留多种通讯接口，方便两者之间相互通讯。其中，通讯接口共含有三组CAN总线和一组RS232/RS485总线，其中RS232总线中的GND与整车电源使用相同的GND。其中一路CAN接口用于动力电池箱内电池管理系统(BMS)监测的电池的实时数据进行传输，使整车电源更加可靠。
为方便无人车辆开发与调试，该电气系统提供了预留有多种上装感知系统供电与通讯接口的一体化面板，将整个底盘的所有需要对外交互的零件容纳在同一个面板上，上述底盘供电系统和底盘通讯系统均安装在车辆的一体化面板上，如图2所示，一体化面板上设置有驱动系统电源紧急停止开关1、整车电源开关5、充电接口2、供电接口4、通讯接口3和报警指示灯6，其中利用整车电源开关5和驱动系统紧急停止开关1分别控制整车供电系统和驱动供电系统，能够在操作简便迅速的条件下，满足无人车辆的安全性需求。
驱动系统电源紧急停止开关1和整车电源开关5是子母关系，当两个开关都打开的时候驱动系统电源才会被激活，如果只打开整车电源开关5而关闭驱动系统紧急停止开关1时，驱动系统电源不会被激活，底盘此时只能为通过供电接口4为上装感知系统供电。在车辆行驶过程中如果关闭了驱动系统电源紧急停止开关1，只有在关闭整车电源开关5并将驱动系统电源紧急停止开关1复位后再将整车电源开关1打开，驱动系统电源才会被激活。
充电接口2用于为底盘供电系统充电，将充电机输出的直流电传递进入动力电池箱内的锂电池组。
通讯接口3用于实现底盘与上装感知系统的通讯，用航空插头并配备了屏蔽网防止受到外界电磁干扰，传递三组CAN信号和一组RS232总线信号。
供电接口4采用了大电流航空插头，为上装感知系统提供四组独立的不同电压的直流电源。
报警指示灯6在整车电源开关5处于打开状态时，就会进入工作状态，开始闪烁对外界示意此时无人车已经开启电源处于工作状态。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，包括：底盘供电系统和底盘通讯系统，所述底盘供电系统为全线控底盘内部的所有用电部件供电，并通过对外供电接口为安装在所述全线控底盘上的其他用电部件均由所述底盘供电系统供电；
所述底盘通讯系统采用CAN总线进行整车网络通讯，并设置一种以上用于为外部设备提供信号流接口的通信接口。
2.如权利要求1所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，还包括用于为所述底盘供电系统充电的充电接口。
3.如权利要求2所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，所述对外供电接口、通信接口和充电接口集成在一体化面板上。
4.如权利要求1、2或3所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，所述底盘供电系统为设置在动力电池箱内的锂电池组。
5.如权利要求4所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，所述底盘供电系统中设置有用于对动力电池箱内电池管理系统所监测的电池状态的实时数据进行传输的CAN通讯接口。
6.如权利要求3所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，所述一体化面板上还集成有驱动系统电源紧急停止开关和整车电源开关，所述整车电源开关和驱动系统紧急停止开关分别用于控制整车供电系统和车辆的驱动供电系统。
7.如权利要,6所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，所述一体化面板上还集成有报警指示灯，所述报警指示灯在整车电源开关处于打开状态时闪烁。
8.如权利要求1、2或3所述的车辆全线控底盘电气系统，其特征在于，所述底盘供电系统通过DC/DC转换器组输出两种以上不同电压的电源通过对外供电接口输出。
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