CN111002827A - 无人驾驶车辆供电系统及其控制方法 - Google Patents

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    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶车辆供电系统,所述系统包括信息处理器、第一供电模块、继电器K1、第二供电模块、继电器K2、第三供电模块以及继电器K3。所述第一供电模块用于为无人驾驶车辆中需要高压电能的用电设备供电,所述信息处理器与所述第一供电模块通过所述继电器K1连接,所述第二供电模块用于为无人驾驶车辆中的车厢供电。所述第二供电模块与所述无人驾驶车辆中的车厢通过所述继电器K2连接,所述继电器K2和所述继电器K1串联。所述第三供电模块用于为无人驾驶车辆中的工控机供电。所述第三供电模块与所述信息处理器通过所述继电器K3连接。基于本申请的技术方案,降低了整车的能耗,节省了车辆电能不必要的浪费。

Description

无人驾驶车辆供电系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及无人驾驶车辆领域,特别是涉及无人驾驶车辆供电系统及其控制方法。
背景技术
现在市场上的无人驾驶汽车大多是由电动汽车改装而成的。常规的电动汽车供电系统分为两种,一种是电动汽车的弱电部分,主要给车身灯光、电动助力转向系统(EPS)、电子驻车系统(EPB)、制动控制系统(IBC)、信息处理部分(T-BOX)等进行供电。另外一种是电动汽车的高压部分,主要控制汽车电机、为弱电部分充电以及为工控机供电。现有无人机驾驶汽车的供电系统中,由于电池域划分不合理,浪费了大量电量,导致汽车的行驶里程降低。
发明内容
基于此,有必要针对无人驾驶汽车中电池域划分不合理造成的电能浪费问题,提供一种无人驾驶车辆供电系统及其控制方法。
一种无人驾驶车辆供电系统,所述供电系统包括:
信息处理器,用于根据所述供电系统的实时电量或所述无人驾驶车辆执行任务的任务内容确定所述无人驾驶车辆系统中各继电器的开关状态;
第一供电模块,所述第一供电模块用于为无人驾驶车辆中需要高压电能的用电设备供电;
继电器K1,所述信息处理器与所述第一供电模块通过所述继电器K1连接;
第二供电模块,所述第二供电模块用于为无人驾驶车辆中的车厢供电;
继电器K2,所述第二供电模块与所述无人驾驶车辆中的车厢通过所述继电器K2连接,所述继电器K2和所述继电器K1串联;
第三供电模块,所述第三供电模块用于为无人驾驶车辆中的工控机供电;
继电器K3,所述第三供电模块与所述信息处理器通过所述继电器K3连接。
在其中的一个实施例中,所述第一供电模块为高压电池。
在其中的一个实施例中,所述第二供电模块为12V铅酸电池。
在其中的一个实施例中,所述第三供电模块为24V直流电池。
在其中的一个实施例中,所述供电系统还包括:
第四供电模块,所述第四供电模块的一端与所述第一供电模块连接,所述第四供电模块的另一端通过所述继电器K1与所述第二供电模块连接。
在其中的一个实施例中,所述第四供电模块为12V直流电池。
在其中的一个实施例中,所述信息处理器通过继电器K4与无人驾驶车辆的电机连接。
在其中的一个实施例中,所述第二供电模块通过继电器K5为无人驾驶车辆中需要低压电能的用电设备供电。
在其中的一个实施例中,所述无人驾驶车辆中需要低压电能的用电设备包括:车灯、电动助力转向系统、电子驻车系统以及制动控制系统。
一种如上述无人驾驶车辆供电系统的控制方法,所述方法包括:
当第二供电模块的电量小于第一预设阈值时,信息处理器控制继电器K1闭合,且控制剩余继电器断开;当所述第二供电模块的电量大于等于第二预设阈值时,控制继电器K1断开;
当无人驾驶车辆进行底盘调试时,信息处理器控制继电器K1、继电器K4和继电器K5闭合,且控制剩余继电器断开;
当无人驾驶车辆进行程序配置时,信息处理器控制继电器K1和继电器K3闭合,且控制剩余继电器断开。
本申请的实施例提供的一种无人驾驶车辆供电系统及其控制方法,所述系统包括:信息处理器、第一供电模块、继电器K1、第二供电模块、继电器K2、第三供电模块以及继电器K3。所述信息处理器用于根据所述供电系统的实时电量或所述无人驾驶车辆执行任务的任务内容确定所述无人驾驶车辆系统中各继电器的开关状态。所述第一供电模块用于为无人驾驶车辆中需要高压电能的用电设备供电。所述信息处理器与所述第一供电模块通过所述继电器K1连接。所述第二供电模块用于为无人驾驶车辆中的车厢供电。所述第二供电模块与所述无人驾驶车辆中的车厢通过所述继电器K2连接,所述继电器K2和所述继电器K1串联。所述第三供电模块用于为无人驾驶车辆中的工控机供电。所述第三供电模块与所述信息处理器通过所述继电器K3连接。本申请的实施例提供的技术方案中,通过在现有技术的供电系统中合理的设置继电器K1、继电器K2和继电器K3,重新划分了无人驾驶车辆供电系统的电池域,在用电设备需要电能时,只需闭合相应区域的继电器,可以大大降低了整车的能耗,节省电能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的现有技术中无人驾驶车辆供电系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种无人驾驶车辆供电系统的结构示意图。
附图标记:
100信息处理器、200第一供电模块、300第二供电模块、400第三供电模块、500第四供电模块。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不局限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是,本文中当一个部件被认为是“连接”另一部件,它可以是直接连接到另一部件或者可能同时存在居中部件。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
应当理解,尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似的,第二元件可以被称为第一元件。
如图1所示,提供了一种现有的无人驾驶车辆的供电系统。现有的无人驾驶车辆的启动,需要12V铅酸电池给高压电池提供一个启动信号,使得高压电池的继电器吸合。如果12V铅酸电池缺电,就无法启动高压电池给车辆供电。现有技术中,无人驾驶车辆的供电系统中,在钥匙关闭的状态下,12V铅酸电池只给T-BOX供电,在12V铅酸电池充满电的状态下,T-BOX仅仅可以休眠待机25天左右。当车辆需要长期存放时,则不能长期监控车辆的状态。另外,当车辆单独使用工控机、电机或者需要为车厢供电时,需要将供电系统中的继电器全部打开进行供电,造成了不必要的电能浪费。因此,合理划分电池域对于无人驾驶车辆是极其重要的。
如图2所示,基于上述问题,本申请的其中一个实施例提供一种无人驾驶车辆供电系统,所述系统包括:信息处理器100、第一供电模块200、继电器K1、第二供电模块300、继电器K2、第三供电模块400以及继电器K3。信息处理器100用于根据供电系统的实时电量或无人驾驶车辆执行任务的任务内容确定无人驾驶车辆系统中各继电器的开关状态。第一供电模块200用于为无人驾驶车辆中需要高压电能的用电设备供电。信息处理器100与第一供电模块200通过继电器K1连接。第二供电模块300用于为无人驾驶车辆中的车厢供电。第二供电模块300与无人驾驶车辆中的车厢通过继电器K2连接,继电器K2和继电器K1串联。第三供电模块400与信息处理器100通过继电器K3连接,第三供电模块400用于为无人驾驶车辆中的工控机供电。
具体的,信息处理器100即为车辆中的T-BOX。主要用在车辆的后台系统,实现远程控制、远程查询、安防服务等。继电器K1、继电器K2以及继电器K3可以选择机械继电器,亦可以选择电子固态继电器。
本实施例中,通过对无人驾驶车辆供电系统加装继电器K1、继电器K2以及继电器K3,将无人驾驶车辆的供电系统区域重新划分。在各种不同的工况或各种不同需求下,只需闭合相应区域的继电器,对所需供电的设备进行区域供电。可以实现供电系统中电能的充分利用,减少电能的浪费,降低整车的能耗。
在本申请的另外一个实施例中,第一供电模块200可为高压电池,第二供电模块300可为12V铅酸电池,第三供电模块400可为24V直流电池。
具体的,高压电池可以为无人驾驶车辆中需要高压电能的用电设备供电。其中,高压电池可以通过继电器K4为电机供电。高压电池还可以通过继电器K3和24V直流电池为工控机供电。高压电池还可以通过12V直流电池为12V铅酸电池充电。
具体的,12V铅酸电池可以通过继电器K2为车联的车厢供电。12V铅酸电池还可以通过继电器K5为需要弱电的用电设备供电。
具体的,24V直流电池可以在信息处理器100的控制下为工控机供电。
在本申请的另外一个实施例中,供电系统还包括:第四供电模块500,第四供电模块500的一端与第一供电模块200连接,第四供电模块500的另一端通过继电器K1与第二供电模块300连接。本实施例中提供的第四供电模块500主要起到隔离高压电池和12V铅酸电池的作用。因此,第四供电模块500可以为12V隔离直流电池。
在本申请的另外一个实施例中,信息处理器100通过继电器K4与无人驾驶车辆的电机连接。当无人驾驶车辆的电机需要电能时,闭合继电器K4,利用高压电池为车辆电机供电。
在本申请的另外一个实施例中,第二供电模块300通过继电器K5为无人驾驶车辆中需要低压电能的用电设备供电。其中,无人驾驶车辆中需要低压电能的用电设备包括:车灯、电动助力转向系统(EPS)、电子驻车系统(EPB)以及制动控制系统(IBC)。现有技术中,需要低压电能的用电设备供电中包括车厢,例如,当需要打开车灯时,必须同时为车厢供电,这个过程会造成了大量电能的浪费。本实施例中,将车灯、电动助力转向系统(EPS)、电子驻车系统(EPB)、制动控制系统(IBC)和车厢供电独立开,并利用独立的继电器进行控制,可以节省大量的电能。
本申请的上述实施例中提供的技术方案,将无人驾驶车辆的供电系统由原来的两大部分重新划分为五大部分。其中,各部分可以单独使用互不影响。当车辆处于长期存放状态时,T-BOX会检测12V铅酸电池的电量,当12V铅酸电池的电量小于预设最低电量时,T-BOX会开启闭合继电器K1,启动高压电池经过12V直流电池给12V铅酸电池进行充电。当12V铅酸电池的电量充到预设最高电量时,断开继电器K1,进而断开高压电池。其中,预设最低电量可以设置为电池容量的30%或者其它更利于电池的电量值。预设最高电可以设置为电池容量的80%-100%。当检测到高压电池的电量低于高压电池的预设最小值,此时需上报服务器,警示用户电压电量过低,请求外部充电。当无人驾驶车辆进行底盘调试时,此工作过程不需要工控机,只需要闭合继电器K1、继电器K5和继电器K4,而不需要为工控机和车厢进行供电。这样可以节省车辆自身的电量。当无人驾驶车辆进行程序配置时,此工作过程需要闭合继电器K1和继电器K3,或者闭合继电器K1和继电器K2,其余继电器均处于断开状态。这样的设置可以防止车辆突然运行或出现不可控的状态,大大提高了无人驾驶车辆的安全性。
在本申请的另外一个实施例中,提供一种上述实施例中无人驾驶车辆供电系统的控制方法,所述控制方法包括:当第二供电模块300的电量小于第一预设阈值时,信息处理器控制继电器K1闭合,且控制剩余继电器断开;此时,第一供电模块200经过第四供电模块500为第二供电模块300供电,当第二供电模块的电量大于等于第二预设阈值时,控制继电器K1断开。当无人驾驶车辆进行底盘调试时,信息处理器控制继电器K1、继电器K4和继电器K5闭合,且控制剩余继电器断开,此时,不需要为车厢和工控机进行供电,这种设置可以节省电量。当无人驾驶车辆进行程序配置时,信息处理器控制继电器K1和继电器K3闭合,且控制剩余继电器断开。当无人驾驶车辆进行程序配置时,信息处理器还可以控制继电器K1和继电器K2闭合,且控制剩余继电器断开,这种设置可以防止在进行程序配置过程中车辆突然运动。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆供电系统,其特征在于,所述供电系统包括:
信息处理器(100),用于根据所述供电系统的实时电量或所述无人驾驶车辆执行任务的任务内容确定所述无人驾驶车辆系统中各继电器的开关状态;
第一供电模块(200),所述第一供电模块(200)用于为无人驾驶车辆中需要高压电能的用电设备供电;
继电器K1,所述信息处理器(100)与所述第一供电模块(200)通过所述继电器K1连接;
第二供电模块(300),所述第二供电模块(300)用于为无人驾驶车辆中的车厢供电;
继电器K2,所述第二供电模块(300)与所述无人驾驶车辆中的车厢通过所述继电器K2连接,所述继电器K2和所述继电器K1串联;
第三供电模块(400),所述第三供电模块(400)用于为无人驾驶车辆中的工控机供电;
继电器K3,所述第三供电模块(400)与所述信息处理器(100)通过所述继电器K3连接。
2.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述第一供电模块(200)为高压电池。
3.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述第二供电模块(300)为12V铅酸电池。
4.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述第三供电模块(400)为24V直流电池。
5.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述供电系统还包括:
第四供电模块(500),所述第四供电模块(500)的一端与所述第一供电模块(200)连接,所述第四供电模块(500)的另一端通过所述继电器K1与所述第二供电模块(300)连接。
6.根据权利要求5所述的供电系统,其特征在于,所述第四供电模块(500)为12V直流电池。
7.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述信息处理器(100)通过继电器K4与无人驾驶车辆的电机连接。
8.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述第二供电模块(300)通过继电器K5为无人驾驶车辆中需要低压电能的用电设备供电。
9.根据权利要求8所述的供电系统,其特征在于,所述无人驾驶车辆中需要低压电能的用电设备包括:车灯、电动助力转向系统、电子驻车系统以及制动控制系统。
10.一种如权利要求1-9任一项所述无人驾驶车辆供电系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
当第二供电模块(300)的电量小于第一预设阈值时,信息处理器(100)控制继电器K1闭合,且控制剩余继电器断开;当所述第二供电模块(300)的电量大于等于第二预设阈值时,控制继电器K1断开;
当无人驾驶车辆进行底盘调试时,信息处理器(100)控制继电器K1、继电器K4和继电器K5闭合,且控制剩余继电器断开;
当无人驾驶车辆进行程序配置时,信息处理器(100)控制继电器K1和继电器K3闭合,且控制剩余继电器断开。
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