CN109017976B - 电源管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电源管理系统及方法，包括：电池系统，用于为电机控制器、电机和PCU提供电源电压；PCU，用于对电源电压进行转换处理，并将第一输出电压经功率保护模块后输出至ECU，将第二输出电压输出至EPS以及获取ECU的供电信息；功率保护模块，用于对ECU进行限流；车身控制器，用于通过CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并检测柜锁的状态，生成柜锁状态信号，并将柜锁状态信号发送给车辆控制单元。由此，避免了EPS对ECU的干扰，提高了自动驾驶拟人化程度和精度，并且可以实时获取ECU的供电信息。

Description

电源管理系统及方法

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，尤其涉及一种电源管理系统及方法。

背景技术

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，智能机器人技术已经成为了国内外众多学者研究的热点。其中，服务型机器人开辟了机器人应用的新领域，服务型机器人的出现主要有以下三方面原因：第一方面，国内劳动力成本有上升的趋势；第二方面，人口老龄化和社会福利制度的完善为服务型机器人提供了广泛的市场应用前景；第三方面，人类想摆脱重复的劳动。比如目前的快件需要人工派送，人工需求大，效率低，故人工派送被智能化的无人驾驶自动派送所代替势不可挡。

为了更方便的区分和定义自动驾驶技术，自动驾驶的分级就成了一件大事。目前全球汽车行业公认的两个分级制度分别是由美国高速公路安全管理局(简称NHTSA)和国际自动机工程师学会(简称SAE)提出的。其中，L4和L5级别的自动驾驶技术都可以称为完全自动驾驶技术，到了这个级别，汽车已经可以在完全不需要驾驶员介入的情况下来进行所有的驾驶操作，驾驶员也可以将注意力放在其他的方面比如工作或是休息。但两者的区别在于，L4级别的自动驾驶适用于部分场景下，通常是指在城市中或是高速公路上。而L5级别则要求自动驾驶汽车在任何场景下都可以做到完全驾驶车辆行驶。

但是，现有技术中，电源管理系统在供电时，并不考虑EPS对车辆控制单元等电子设备的干扰，因此，导致车辆的电子设备精度降低。同时，电源管理系统没有获取供电信息的功能。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电源管理系统，以解决现有技术中，EPS对车辆控制单元等电子设备的干扰导致电子设备精度降低，以及电源管理系统没有获取供电信息的功能的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种电源管理系统，所述电源管理系统包括：

电池系统，其第一输出端和电机控制器相连接，用于为电机控制器和电机提供电源电压；其第二输出端和电源控制单元PCU相连接，用于为所述PCU提供电源电压；

PCU，其第一输出端经功率保护模块后和电子控制单元ECU相连接，其第二输出端和电动助力转向系统EPS相连接，用于对所述电源电压进行转换处理，生成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压经所述功率保护模块后输出至所述ECU，将所述第二输出电压输出至EPS，以及获取所述ECU的供电信息；

功率保护模块，其输出端和所述ECU相连接，用于对所述ECU进行限流；其中，所述ECU包括车身控制器和车辆控制单元；

所述车身控制器，其输出端和柜锁相连接，用于通过控制器局域网络CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据所述第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，并将所述柜锁状态信号发送给所述车辆控制单元。

优选的，所述电池系统还用于，获取电量信息和温度信息，并将所述电量信息和温度信息通过CAN总线发送给所述车辆控制单元。

优选的，所述车辆控制单元，用于对所述电量信息和温度信息进行判断，如果电量信息中的剩余电量比值小于预设的电量阈值和/或温度信息小于预设的第一温度阈值，则产生警示信号，并将所述警示信号通过CAN总线发送给所述车身控制器；以及，将所述电量信息中的剩余电量比值发送给所述显示屏，以使所述显示屏对所述电量信息中的剩余电量比值进行显示。

优选的，所述车身控制器，用于根据所述警示信号，产生驱动信号，并将所述驱动信号发送给喇叭，以使喇叭根据所述驱动信号产生报警信息。

优选的，所述电池系统包括充电口，充电机通过所述充电口为所述电池系统充电。

第二方面，本发明提供了一种电源管理方法，所述电源管理方法包括：

电池系统为电机控制器、电机和电源控制单元PCU提供电源电压；

所述PCU对所述电源电压进行转换处理，生成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压经功率保护模块后输出至电子控制单元ECU，将所述第二输出电压输出至电动助力转向系统EPS，以及获取所述ECU的供电信息；所述ECU包括车身控制器和车辆控制单元；

所述功率保护模块对所述ECU进行限流；

所述车身控制器通过控制器局域网络CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据所述第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，将所述柜锁状态信号发送给所述车辆控制单元。

优选的，所述方法之后还包括：

所述电池系统获取电量信息和温度信息，并将所述电量信息和温度信息发送给所述车辆控制单元；

所述车辆控制单元对所述电量信息和温度信息进行判断，如果电量信息中的剩余电量比值小于预设的电量阈值和/或温度信息小于预设的第一温度阈值，则产生警示信号，并将所述警示信号通过CAN总线发送给所述车身控制器；以及，将所述电量信息中的剩余电量比值发送给所述显示屏；

所述显示屏对所述电量信息中的剩余电量比值进行显示。

优选的，所述方法之后还包括：

所述车身控制器根据所述警示信号，产生驱动信号，并将所述驱动信号发送给喇叭，以使喇叭根据所述驱动信号产生报警信息。

由此，通过应用本发明提供的电源管理系统，避免了EPS对其他电子元件的干扰，提高了自动驾驶拟人化程度和精度，并且可以实时获取ECU的供电信息。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电源管理系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电源管理方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明实施例提供的电源管理系统结构示意图。该电源管理系统的应用场景为车辆，尤其是具有自动驾驶功能的车辆。下面以将该电源管理系统应用在自动驾驶物流车为例进行说明。如图1所示，该电源管理系统包括：电池系统110、电源控制单元(PowerControl Unit，PCU)、功率保护模块140、电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)；ECU包括车身控制器和车辆控制单元以及下文中的中央网关(Central Gateway，CGW)。

其中，该车辆控制单元可以是自动驾驶车辆控制单元(Automated VehicleControl Unit，AVCU)。车身控制器可以是自动驾驶车身控制器(Body Control Module，BCM)。下面以AVCU160代替上文的车辆控制单元，以BCM170代替车身控制器来进行描述。

电池系统110，其第一输出端和电机控制器相连接，用于为电机控制器和电机提供电源电压；其第二输出端和PCU120相连接，用于为PCU120提供电源电压。

电池系统110包括充电口，充电机通过充电口为电池系统110充电。

PCU120，其第一输出端经功率保护模块140后和ECU相连接，其第二输出端和电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)相连接，用于对电源电压进行转换处理，生成第一输出电压和第二输出电压，并将第一输出电压经功率保护模块140后输出至ECU，将第二输出电压输出至EPS130。

其中，EPS130作为车辆的动力输出部分，其在工作时，会做切割磁感线运动，对周围的控制部分，即ECU产生干扰，导致ECU的精度降低。通过对EPS130和ECU单独供电，减少了EPS130对ECU的干扰，提高了ECU的控制精度。

进一步的，PCU120还用于获取ECU的供电信息。供电信息可以是电压值。PCU120监控EPS130和电子设备的供电情况，获取供电信息，并将供电信息通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线发送给AVCU160，AVCU160对供电情况进行汇总，并在供电异常，比如电压异常时，生成故障信息，该故障信息可以通过喇叭发出警示信号，以提醒车辆存在异常。PCU还有一个接地端，即C-GND，保证了整车的电气共地。

功率保护模块140，其输出端和ECU相连接，用于对ECU进行限流。

其中，功率保护模块140可以是保险丝盒和继电器盒中的任意一种，主要用于对ECU的限流保护，在电流过高时，切断对ECU的供电，以保护ECU被烧坏。所述车身控制器，其输出端和柜锁相连接，用于通过控制器局域网络CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据所述第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，并将所述柜锁状态信号发送给所述车辆控制单元。

BCM170，其输出端和柜锁相连接，用于通过CAN总线接收AVCU160发送的第一信号，根据第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，并将柜锁状态信号发送给AVCU160。

当车辆行驶至待送货物的派送位置时，AVCU160接收取件人输入的取件码和柜锁编号，生成取件指令信息，该取件指令信息包括车辆标识(Identity，ID)、取件码和柜锁编号，将该取件指令信息发送给终端，终端匹配成功后，产生第一信号，该第一信号包括柜锁编号，将该第一信号发送给AVCU160，该第一信号通过CAN总线发送给BCM170，BCM170通过该第一信号，控制柜锁打开。柜锁的编号可以是柜锁01、柜锁02……柜锁12。

进一步的，电池系统110还用于，获取电池系统110的电量信息和温度信息，并将电量信息和温度信息发送给AVCU160。

具体的，AVCU160对电量信息和温度信息进行判断，如果电量信息中的剩余电量比值小于预设的电量阈值和/或温度信息小于预设的第一温度阈值，则产生警示信号，并将警示信号通过CAN总线发送给BCM170；以及，将电量信息中的剩余电量比值发送给显示屏，以使显示屏对电量信息中的剩余电量比值进行显示。

BCM170，用于根据警示信号，产生驱动信号，并将驱动信号发送给喇叭，以使喇叭根据驱动信号产生报警信息。

其中，预设的电量阈值可以是10％，第一温度阈值可以是最低温度的数值。

进一步的，AVCU160分别和超声波雷达、振动传感器电连接。超声波雷达的数量可以是8个，为了区分，可以给超声波雷达设定编号，比如左1超声波雷达、左2超声波雷达、左3超声波雷达、后1超声波雷达、后2超声波雷达、右3超声波雷达、右2超声波雷达和右1超声波雷达。

振动传感器主要用于感知整车异常震动，比如，由故意损坏等造成车辆剧烈震动，此时振动传感器会将监测到的振动信号反馈给AVCU160，AVCU160进行处理后，产生警示信号，该警示信号传输到BCM170后，BCM170根据该警示信号产生驱动信号，根据该驱动信号驱动喇叭报警。

BCM170和第一激光雷达、第二激光雷达、灯光系统电连接。由于物流车安装有柜箱，柜箱的高度增加了整车的高度，可以通过两个激光雷达以减少扫描时的盲区。

具体的，第一激光雷达可以安装在车辆的顶部，也可以简称顶激光雷达，第二激光雷达可以安装在车辆的前端，也可以简称前激光雷达。

灯光系统可以包括示廓灯、刹车灯、倒车灯、左转向灯、有转向灯、倒车灯。在车辆行驶过程中，根据车辆的转向，比如，左转弯，则启动灯光系统中的左转向灯。

进一步的，电控系统还包括：显示屏。

AVCU160还用于，根据车辆的速度和车辆的转向，生成提示信息；显示屏，和功率保护模块140电连接，通过异步传输接口和AVCU160相连接，用于对提示信息进行显示。

其中，显示屏可以是发光二极管(Light-emitting diode，LED)显示屏。提示信息可以是比如“车辆左转弯，行人请注意”等提示性的语言。

进一步的，功率保护模块140和交互触摸屏电连接，用于将人机触摸指令通过CGW150转发给AVCU160。

其中，该交互触摸屏可以是安装在车辆上，通过该交互触摸屏，可以发送触摸指令，该触摸指令可以是用户输入的取件指令，比如“取件码”。

进一步的，CGW150和摄像头相连接，CGW150用于将摄像头获取的视频数据转发给AVCU160；视频数据包括车辆的故障信息和柜锁被打开时取件人的图像信息。

其中，摄像头可以包括前广角摄像头、后广角摄像头、左广角摄像头和右广角摄像头。分别设置在车辆的不同位置，为了实现拍摄盲区最小化，可以对四个摄像头的安装位置进行多次测试，以确定最佳安装位置。摄像头通过USB接口和CGW150相连接，CGW150将摄像头的视频数据转发到AVCU160，AVCU160对视频数据进行压缩处理，以减小数据量，并将压缩处理后的视频数据传输到后台服务器。

在车辆行驶过程中，四个摄像头可以采集车辆周围的环境信息，该环境信息有利于后续更新环境文件。

在柜锁被打开时，该摄像头还可以获取取件人的图像信息，以防止后续产生误取件操作等情况。

由此，通过应用本发明实施例提供的电源管理系统，避免了EPS对ECU的干扰，由此提高了自动驾驶拟人化程度和精度。

图2为本发明实施例提供的电源方法系统流程示意图。如图2所示，该电源管理方法可以应用在本申请的电源管理系统中。该方法包括以下步骤：

步骤210，电池系统为电机控制器、电机和PCU提供电源电压。

步骤220，PCU对电源电压进行转换处理，生成第一输出电压和第二输出电压，并将第一输出电压经功率保护模块后输出至ECU，将第二输出电压输出至EPS，以及获取ECU的供电信息；ECU包括车身控制器和车辆控制单元。

步骤230，功率保护模块对ECU进行限流。

步骤240，车身控制器通过CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据所述第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，将所述柜锁状态信号发送给所述车辆控制单元。

进一步的，方法之后还包括：

电池系统获取电量信息和温度信息，并将电量信息和温度信息发送给车辆控制单元；

车辆控制单元对电量信息和温度信息进行判断，如果电量信息中的剩余电量比值小于预设的电量阈值和/或温度信息小于预设的第一温度阈值，则产生警示信号，并将警示信号通过CAN总线发送给车身控制器；以及，将电量信息中的剩余电量比值发送给显示屏。

显示屏对电量信息中的剩余电量比值进行显示。

进一步的，方法之后还包括：

车身控制器根据警示信号，产生驱动信号，并将驱动信号发送给喇叭，以使喇叭根据驱动信号产生报警信息。

由此，通过应用本发明实施例提供的电源管理系统，避免了EPS对ECU的干扰，由此提高了自动驾驶拟人化程度和精度，并且可以实时获取ECU的供电信息。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电源管理系统，其特征在于，所述电源管理系统应用在自动驾驶车辆中，所述电源管理系统包括：

电池系统，其第一输出端和电机控制器相连接，用于为电机控制器和电机提供电源电压；其第二输出端和电源控制单元PCU相连接，用于为所述PCU提供电源电压；

PCU，其第一输出端经功率保护模块后和电子控制单元ECU相连接，其第二输出端和电动助力转向系统EPS相连接，用于对所述电源电压进行转换处理，生成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压经所述功率保护模块后输出至所述ECU，将所述第二输出电压输出至EPS，以及获取所述ECU的供电信息；

功率保护模块，其输出端和所述ECU相连接，用于对所述ECU进行限流；其中，所述ECU包括车身控制器和车辆控制单元、中央网关；

所述车身控制器，其输出端和柜锁相连接，用于通过控制器局域网络CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据所述第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，并将所述柜锁状态信号发送给所述车辆控制单元；

所述电池系统还用于，获取电量信息和温度信息，并将所述电量信息和温度信息通过CAN总线发送给所述车辆控制单元；

所述车辆控制单元，用于对所述电量信息和温度信息进行判断，如果电量信息中的剩余电量比值小于预设的电量阈值和/或温度信息小于预设的第一温度阈值，则产生警示信号，并将所述警示信号通过CAN总线发送给所述车身控制器；以及，将所述电量信息中的剩余电量比值发送给显示屏，以使所述显示屏对所述电量信息中的剩余电量比值进行显示；

中央网关，用于将摄像头获取的视频数据转发给车辆控制单元；视频数据包括车辆的故障信息和柜锁被打开时取件人的图像信息。

2.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于，所述车身控制器，用于根据所述警示信号，产生驱动信号，并将所述驱动信号发送给喇叭，以使喇叭根据所述驱动信号产生报警信息。

3.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于，所述电池系统包括充电口，充电机通过所述充电口为所述电池系统充电。

4.一种电源管理方法，其特征在于，所述电源管理方法应用在自动驾驶车辆中，所述电源管理方法包括：

电池系统为电机控制器、电机和电源控制单元PCU提供电源电压；

所述PCU对所述电源电压进行转换处理，生成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压经功率保护模块后输出至电子控制单元ECU，将所述第二输出电压输出至电动助力转向系统EPS，以及获取所述ECU的供电信息；所述ECU包括车身控制器和车辆控制单元、中央网关；

所述功率保护模块对所述ECU进行限流；

所述车身控制器通过控制器局域网络CAN总线接收车辆控制单元发送的第一信号后，根据所述第一信号中的柜锁编号，控制柜锁编号对应的柜锁打开，并获取柜锁状态信号，将所述柜锁状态信号发送给所述车辆控制单元；

所述方法之后还包括：

所述电池系统获取电量信息和温度信息，并将所述电量信息和温度信息发送给所述车辆控制单元；

所述车辆控制单元对所述电量信息和温度信息进行判断，如果电量信息中的剩余电量比值小于预设的电量阈值和/或温度信息小于预设的第一温度阈值，则产生警示信号，并将所述警示信号通过CAN总线发送给所述车身控制器；以及，将所述电量信息中的剩余电量比值发送给显示屏；

所述显示屏对所述电量信息中的剩余电量比值进行显示；

中央网关将摄像头获取的视频数据转发给车辆控制单元；视频数据包括车辆的故障信息和柜锁被打开时取件人的图像信息。

5.根据权利要求4所述的电源管理方法，其特征在于，所述方法之后还包括：

所述车身控制器根据所述警示信号，产生驱动信号，并将所述驱动信号发送给喇叭，以使喇叭根据所述驱动信号产生报警信息。

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