CN112018750A - 一种车载双电源供电系统 - Google Patents

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郑朝阳
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Abstract

本发明适用于电源技术领域，提供了一种车载双电源供电系统，包括：第一隔离开关、第二隔离开关、电池模组、负载输出模块和电池管理系统；所述第一隔离开关的第一端与车载高压电源对应的直流转换器连接，所述第一隔离开关的第二端分别与所述负载输出模块和所述第二隔离开关的第一端连接，所述第二隔离开关的第二端连接所述电池模组。本申请提供的双电源供电装置通过电池管理系统监测直流转换器、电池模组的工作状态，并在监测到直流转换器或电池模组故障时，断开对应的隔离开关，从而解决因个别零件故障而引起的整车安全隐患的问题，保证车辆在高速运行时的安全性。

Description

一种车载双电源供电系统
技术领域
本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种车载双电源供电系统。
背景技术
随着智能汽车和自动驾驶汽车的飞速发展，客户对车辆的功能安全要求也越来越高，12V电气系统是整车电气系统正常运行的最基本保障。基于此，整车的12V电源系统在自动驾驶场景下也面临着更高的安全性要求。
传统车辆的12V电气系统包含发电机、蓄电池以及用电设备，采用并联单线制、负极接地的方式工作。当12V电气系统中某个零件或主电源发生短路故障时，轻则引发整个电气系统的欠压瘫痪，重则引起烧车的风险。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种车载双电源供电系统，以解决现有技术中因个别零件故障而引起的整车安全隐患的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种车载双电源供电系统，包括：第一隔离开关、第二隔离开关、电池模组、负载输出模块和电池管理系统；
所述第一隔离开关的第一端与车载高压电源对应的直流转换器连接，所述第一隔离开关的第二端分别与所述负载输出模块和所述第二隔离开关的第一端连接，所述第二隔离开关的第二端连接所述电池模组；
所述车载双电源供电系统还包括：
分别与所述直流转换器、所述第一隔离开关、所述第二隔离开关和所述电池模组通信连接，被配置为根据所述直流转换器的故障信号控制所述第一隔离开关断开、或根据所述电池模组的故障信号控制所述第二隔离开关断开的电池管理系统。
在一个实施例中，所述负载输出模块包括至少一个负载输出单元，各个负载输出单元的第一端均与所述第一隔离开关的第二端连接。
在一个实施例中，所述负载输出单元包括第三隔离开关和负载输出接口；
所述第三隔离开关的第一端为所述负载输出单元的第一端，所述第三隔离开关的第二端连接所述负载输出接口，各个负载输出接口分别用于连接对应的关键负载。
在一个实施例中，所述电池管理系统分别与所述第三隔离开关和所述关键负载通信连接；
所述电池管理系统还用于根据所述关键负载的故障信号控制对应的第三隔离开关断开。
在一个实施例中，所述电池管理系统通过CAN总线分别与所述直流转换器、所述第一隔离开关、所述第二隔离开关和所述电池模组通信连接。
在一个实施例中，所述车载双电源供电系统还包括质量管控负载，所述质量管控负载与所述第一隔离开关的第一端连接；所述电池管理系统与所述质量管控负载通信连接；
所述电池管理系统还用于根据所述质量管控负载的故障信号控制所述第一隔离开关断开。
在一个实施例中，所述车载双电源供电系统还包括与所述电池管理系统连接，用于接收并显示所述直流转换器的故障信号或所述电池模组的故障信号的显示模块。
在一个实施例中，所述电池模组为12V电池模组。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例提供的车载双电源供电系统包括：第一隔离开关、第二隔离开关、电池模组、负载输出模块和电池管理系统；所述第一隔离开关的第一端与车载高压电源对应的直流转换器连接，所述第一隔离开关的第二端分别与所述负载输出模块和所述第二隔离开关的第一端连接，所述第二隔离开关的第二端连接所述电池模组。本申请提供的双电源供电装置通过电池管理系统监测直流转换器、电池模组的工作状态，并在监测到直流转换器或电池模组故障时，断开对应的隔离开关，从而解决因个别零件故障而引起的整车安全隐患的问题，保证车辆在高速运行时的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的车载双电源供电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的车载双电源供电系统的模型示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，图1示出了本发明实施例提供的一种车载双电源供电系统的结构示意图，其包括：第一隔离开关MOS1、第二隔离开关MOS2、电池模组110、负载输出模块120和电池管理系统130；
所述第一隔离开关MOS1的第一端与车载高压电源对应的直流转换器连接，所述第一隔离开关MOS1的第二端分别与所述负载输出模块120和所述第二隔离开关MOS2的第一端连接，所述第二隔离开关MOS2的第二端连接所述电池模组110；
所述车载双电源供电系统100还包括：
分别与所述直流转换器、所述第一隔离开关MOS1、所述第二隔离开关MOS2和所述电池模组110通信连接，被配置为根据所述直流转换器的故障信号控制所述第一隔离开关MOS1断开、或根据所述电池模组110的故障信号控制所述第二隔离开关MOS2断开的电池管理系统130。
本实施例提供的车载双电源供电系统100应用于车载12V电气系统中，为车载关键部件提供12V电能。
如图1所示，第一隔离开关MOS1的第一端与直流转换器的第一端连接，直流转换器的第二端与车载高压电源的第一端连接，车载高压电源的另一端接地，同样的，电池模组110的一端与第二隔离开关MOS2的第二端连接，另一端接车身地线，负载输出模块120的一端与第一隔离开关MOS1的第二端连接，另一端用于连接车辆关键负载。
具体地，基于上述车载双电源供电系统100的电路结构，该装置的工作过程为：
正常运行情况下，第一隔离开关MOS1和第二隔离开关MOS2均处于闭合状态，主供电电源即高压电源为负载供电。电池管理系统130分别监测直流转换器和电池模组110的工作状态，若监测到直流转换器的故障信号，电池管理系统130则控制第一隔离开关MOS1断开，使电池模组110为负载供电，若监测到电池模组110的故障信号，电池管理系统130则控制第二隔离开关MOS2断开，从而使高压电源为负载供电。
通过上述电路连接关系，本实施例能够在监测到直流转换器或电池模组110故障时，断开对应的隔离开关，从而解决因个别零件故障而引起的整车安全隐患的问题，保证车辆在高速运行时的安全性。
在一个实施例中，所述负载输出模块120包括至少一个负载输出单元，各个负载输出单元的第一端均与所述第一隔离开关MOS1的第二端连接。
在本实施例中，车载双电源供电系统100包括多个负载输出单元，各个负载输出单元并联连接，互不影响，从而避免个别零件故障造成整个车载电气系统瘫痪的现象。
在一个实施例中，所述负载输出单元包括第三隔离开关和负载输出接口；
所述第三隔离开关的第一端为所述负载输出单元的第一端，所述第三隔离开关的第二端连接所述负载输出接口，各个负载输出接口分别用于连接对应的关键负载。
在一个实施例中，所述电池管理系统130分别与所述第三隔离开关和所述关键负载通信连接；
所述电池管理系统130还用于根据所述关键负载的故障信号控制对应的第三隔离开关断开。
在本实施例中，电池管理系统130还用于监测各个负载输出单元对应的关键负载运行情况，如图1所示，图1示出了5个负载输出单元，隔离开关SW1-SW5分别为各个负载输出单元对应的第三隔离开关，隔离开关SW1-SW5与负载输出接口OUT1-OUT5一一对应连接，电池管理系统130在监测到某一关键负载存在短路故障时，控制该关键负载对应的第三隔离开关断开，完成故障件隔离，避免短路后拉低系统电压，影响到其他关键负载的正常工作，影响行车安全。
在本实施例中，关键负载包括电动转向单元EPS(Electric Power Steering)、自动驾驶控制单元ADAS(Advanced Driver Assistance System)、车身稳定系统ESP(electronic stability program)、电子制动器Ibooster、电机控制器MCU和动力电池管理系统BMS(battery management system)。
在一个实施例中，所述电池管理系统130通过CAN总线分别与所述直流转换器、所述第一隔离开关MOS1、所述第二隔离开关MOS2和所述电池模组110通信连接。
在一个实施例中，所述车载双电源供电系统100还包括质量管控负载，所述质量管控负载与所述第一隔离开关MOS1的第一端连接；所述电池管理系统130与所述质量管控负载通信连接；
所述电池管理系统130还用于根据所述质量管控负载的故障信号控制所述第一隔离开关MOS1断开。
在本实施例中，在车辆运行时，当质量管控负载QM(Quality management)load出现短路故障时，电池管理系统130诊断到故障成立后，断开第一隔离开关MOS1，并上报故障，此时电池模组110所有的电量集中为直接连接电池模组110的关键零部件提供电量，保证车辆在故障状态下的安全处理操作。
在一个实施例中，所述车载双电源供电系统100还包括与所述电池管理系统130连接，用于接收并显示所述直流转换器的故障信号或所述电池模组110的故障信号的显示模块。
在本实施例中，显示模块可以为车载显示屏，当直流转换器、电池模组110或车辆某个关键负载发生故障时，车载显示屏显示该故障，以提醒用户及时修理，避免发生更大的事故。
在一个实施例中，所述电池模组110为12V电池模组。
在一个实施例中，所述直流转换器为DCDC直流转换器。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，图2示出了车载双电源供电系统100的模型结构示意图，如图2所示，该图主要示出了电池模组110的硬件结构，该结构包括电池上盖203和电池下盖204，内部包括电池205，与电池205相邻的电池管理系统130、电池205的正极201和负极202从电池上盖203引出，方便电池模组连接至车载电气系统中。
本实施例提供的车载双电源供电系统不仅可以应用在汽车上，还可以应用于船舶和航天等动力装置上，该装置可以使12V电网的工作更加稳定，容错性更好，提升系统的安全性。
从上述实施例可知，本发明专利通过设置12V电池模组，可以实现对车辆关键零部件的快速响应电源备份，当车上的主供电电源(DCDC、发电机)或者电池供电电源故障时能够切断二者之一，并上报车辆故障，保障车辆在高速运行时的安全性。另一方面，通过应用本实施例中的车载双电源供电系统，可以对车辆关键零部件的电源做相互之间的电源隔离，当某个或多个零件自身发生故障时能够及时诊断并切断电源，保证不影响到周边负载的正常工作，并对车辆上报故障，保障车辆在高速运行时的安全性。本实施例还可以将车辆一部分关键零部件连接到电池上，取消传统12V电源系统方案中的保险丝和继电器，节省部分成本重量。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车载双电源供电系统，其特征在于，包括：第一隔离开关、第二隔离开关、电池模组、负载输出模块和电池管理系统；
所述第一隔离开关的第一端与车载高压电源对应的直流转换器连接，所述第一隔离开关的第二端分别与所述负载输出模块和所述第二隔离开关的第一端连接，所述第二隔离开关的第二端连接所述电池模组；
所述车载双电源供电系统还包括：
分别与所述直流转换器、所述第一隔离开关、所述第二隔离开关和所述电池模组通信连接，被配置为根据所述直流转换器的故障信号控制所述第一隔离开关断开、或根据所述电池模组的故障信号控制所述第二隔离开关断开的电池管理系统。
2.如权利要求1所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述负载输出模块包括至少一个负载输出单元，各个负载输出单元的第一端均与所述第一隔离开关的第二端连接。
3.如权利要求2所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述负载输出单元包括第三隔离开关和负载输出接口；
所述第三隔离开关的第一端为所述负载输出单元的第一端，所述第三隔离开关的第二端连接所述负载输出接口，各个负载输出接口分别用于连接对应的关键负载。
4.如权利要求3所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述电池管理系统分别与所述第三隔离开关和所述关键负载通信连接；
所述电池管理系统还用于根据所述关键负载的故障信号控制对应的第三隔离开关断开。
5.如权利要求1所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述电池管理系统通过CAN总线分别与所述直流转换器、所述第一隔离开关、所述第二隔离开关和所述电池模组通信连接。
6.如权利要求1所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述车载双电源供电系统还包括质量管控负载，所述质量管控负载与所述第一隔离开关的第一端连接；所述电池管理系统与所述质量管控负载通信连接；
所述电池管理系统还用于根据所述质量管控负载的故障信号控制所述第一隔离开关断开。
7.如权利要求1所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述车载双电源供电系统还包括与所述电池管理系统连接，用于接收并显示所述直流转换器的故障信号或所述电池模组的故障信号的显示模块。
8.如权利要求1所述的车载双电源供电系统，其特征在于，所述电池模组为12V电池模组。
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