CN112078366B - 一种电动车辆双电源控制系统及电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动车辆的双电源控制系统，包括主电源模块、冗余电源模块以及电源隔离模块；主电源模块包括并行连接的DC/DC转换器、主蓄电池、第一安全负载以及与非驾驶安全关联的常规负载；冗余电源模块包括并行连接的备用蓄电池及第二安全负载；第一、第二安全负载互为冗余，均包括转向控制模块和制动控制模块；电源隔离模块连接主电源和冗余电源模块，用于通过实时获取主电源和冗余电源模块之间流过的电流值及电流流向来进行短路失效检测，若检测出二者之一出现短路失效，则断开二者之间的连接来确保二者中非失效电源模块的正常使用。实施本发明，能克服现有电动车辆双电源冗余设计存在的问题，确保电动车辆电源系统的稳定来提高行驶安全。

Description

一种电动车辆双电源控制系统及电动车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电动车辆双电源控制系统及电动车辆。
背景技术
随着电动车辆技术的发展，冗余设计已经成为必不可少的需求，所涉及到的主要是电源冗余设计，在主电源缺电或失效时，通过备用电源保持车辆的正常行驶。
然而，在现有电动车辆基于双电源冗余的设计中，存在以下问题：(1)无法迅速识别主电源模块或冗余电源模块的故障；(2)主电源模块或冗余电源模块失效时无法迅速隔离故障电源模块，可能导致整车电源控制失效；(3)主电源模块因失效被隔离后造成车辆转向控制模块和制动控制模块无法使用，容易出现安全隐患。
因此，有必要对现有电动车辆双电源冗余的设计方法进行改善，克服现有电动车辆双电源冗余设计存在的上述问题，确保电动车辆电源控制系统的稳定来提高行驶安全。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电动车辆双电源控制系统及电动车辆，能克服现有电动车辆双电源冗余设计存在的问题，确保电动车辆电源系统的稳定来提高行驶安全。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电动车辆双电源控制系统，包括主电源模块、冗余电源模块以及电源隔离模块；其中，
所述主电源模块包括并行连接的DC/DC转换器、主蓄电池、第一安全负载以及与非驾驶安全关联的常规负载；其中，所述第一安全负载包括转向控制模块和制动控制模块；
所述冗余电源模块包括并行连接的备用蓄电池以及第二安全负载；其中，所述第二安全负载包括备用转向控制模块和备用制动控制模块；
所述电源隔离模块连接所述主电源模块和所述冗余电源模块，用于通过实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间流过的电流值及电流流向来进行短路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现短路失效，则断开所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效电源模块的正常使用。
其中，所述电源隔离模块还用于通过实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的电压值来进行断路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现断路失效，则维持所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效部件的正常使用。
其中，所述电源隔离模块设有控制单元，以及与所述控制单元均相连的电流传感器、电压传感器和开关；其中，
所述电流传感器，用于实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间流过的电流值及电流流向；
所述电压传感器，用于实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的电压值；
所述开关还连接于所述主电源模块和所述冗余电源模块之间；
所述控制单元，用于根据所述电流传感器实时获取的电流值与预设电流阈值的对比结果以及电流流向来进行短路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现短路失效，则控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效电源模块的正常使用；和
根据所述电压传感器实时获取的电压值与预设电压阈值的对比结果来进行断路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现断路失效，则维持所述开关闭合且继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效部件的正常使用。
其中，当所述控制单元判定出所述电流传感器实时获取的电流值大于所述预设电流阈值且对应获取的电流流向为所述冗余电源模块流向所述主电源模块时，则检测出所述主电源模块出现短路失效，并控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述冗余电源模块中所有部件的正常使用；
当所述控制单元判定出所述电流传感器实时获取的电流值大于所述预设电流阈值且对应获取的电流流向为从所述主电源模块流向所述冗余电源模块时，则检测出所述冗余电源模块出现短路失效，并控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块中所有部件的正常使用。
其中，当所述控制单元判定出所述电压传感器实时获取的电压值小于第一电压阈值时，则检测出所述主电源模块出现断路失效，并维持所述开关闭合来继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块中除出现断路失效之外的其它部件及所述冗余电源模块中所有部件的正常使用；
当所述控制单元判定出所述电压传感器实时获取的电压值大于第二电压阈值时，则检测出所述冗余电源模块出现断路失效，并维持所述开关闭合来继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述冗余电源模块中除出现断路失效之外的其它部件及所述主电源模块中所有部件的正常使用。
其中，所述电源隔离模块还设有与所述控制单元相连的温度传感器；其中，
所述温度传感器，用于实时获取所述电源隔离模块的温度；
所述控制单元，还用于待判定出所述温度传感器实时获取的温度大于预设温度阈值时，则直接检测出所述电源隔离模块失效，则控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，使所述主电源模块和所述冗余电源模块不同时出现短路失效，确保所述主电源模块及所述冗余电源模块各自独立正常使用。
其中，还包括第一电池传感器和第二电池传感器；其中，
所述第一电池传感器的一端连接所述主蓄电池，另一端连接整车控制器，用于实时获取所述主蓄电池的输出电压；
所述第二电池传感器的一端连接所述备用蓄电池，另一端连接所述整车控制器，用于实时获取所述备用蓄电池的输出电压；
其中，所述控制单元，还用于接收所述整车控制器对所述第一电池传感器获取所述主蓄电池的输出电压和所述第二电池传感器获取所述备用蓄电池的输出电压判定的结果，并待识别出所接收的判定结果为所述主蓄电池或所述备用蓄电池出现断路故障时，则维持所述开关闭合来继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块及所述冗余电源模块中除失效的主蓄电池或失效的备用蓄电池之外的所有部件的正常使用。
本发明实施例还提供了一种电动车辆，包括前述的电动车辆双电源控制系统。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、应用电源隔离模块来获取并对比主电源模块和冗余电源模块异常状态下的电流信息，从而能够准确定位失效的电源模块；
2、应用电源隔离模块检测主电源模块或冗余电源模块出现失效时，迅速断开主电源模块和冗余电源模块之间的连接来隔离失效的电源模块，避免失效的电源模块造成整车电源控制失效而导致出现安全问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例一提供的一种电动车辆双电源控制系统的结构示意图；
图2为图1中电源隔离模块的逻辑结构连接示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例一中，提供的一种电动车辆双电源控制系统，包括主电源模块1、冗余电源模块2以及电源隔离模块3；其中，
主电源模块1包括并行连接的DC/DC转换器11、主蓄电池12、第一安全负载13以及与非驾驶安全关联的常规负载14；应当说明的是，主电源模块1属于非自动驾驶车辆的正常系统，该主电源模块1中的第一安全负载13包含转向控制模块和制动控制模块，而与非驾驶安全关联的常规负载14属于与安全行车无关的负载，用于实现舒适、娱乐负载等功能；
冗余电源模块2包括并行连接的备用蓄电池21以及第二安全负载22；其中，第二安全负载22与第一安全负载13互为冗余，即第二安全负载22包括备用转向控制模块和备用制动控制模块，二者之中任一个都能实现相同的功能，包含转向、制动、自动驾驶等功能，一般情况下当第一安全负载13处于有效状态时，优先使用第一安全负载13进行车辆相关控制，当第一安全负载13失效时启用第二安全负载22实现与第一安全负载13相同的功能；应当说明的是，冗余电源模块2属于为L3等级自动驾驶功能做的电源冗余、转向、制动等功能冗余，避免车辆在自动驾驶工况，因单一失效点造成车辆无法安全停车问题；由于冗余电源模块2的启用则代表车辆已出现故障，因此在节省成本的前提下，常规负载14没有必要进行冗余设计；
电源隔离模块3连接主电源模块1和冗余电源模块2，用于通过实时获取主电源模块1和冗余电源模块2之间流过的电流值及电流流向来进行短路失效检测，若检测出主电源模块1或冗余电源模块2出现短路失效，则断开主电源1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1和冗余电源模块2之中非失效电源模块的正常使用。
进一步的，电源隔离模块3还用于通过实时获取主电源模块1和冗余电源模块2的电压值来进行断路失效检测，若检测出主电源模块1或冗余电源模块2出现断路失效，则维持主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1和冗余电源模块2之中非失效部件的正常使用。
在本发明实施例一中，如图2所示，电源隔离模块3通过以下结构、功能及连接关系来实现实时获取流过的电流值及电流流向或流过的电压值来进行失效(短路失效、断路失效)检测的功能，具体如下：
电源隔离模块3设有控制单元31，以及与控制单元31均相连的电流传感器32、电压传感器33和开关34；其中，
电流传感器32，用于实时获取主电源模块1和冗余电源模块2之间流过的电流值及电流流向；
电压传感器33，用于实时获取主电源模块1和冗余电源模块2之间的电压值；
开关34还连接于主电源模块1和冗余电源模块2之间，该开关34可以是薄膜晶体开关管、场效应开关管等；
控制单元31，用于根据将电流传感器32实时获取的电流值与预设电流阈值(如瞬时大电流值为400A)的对比结果以及电流流向(如冗余电源模块2—>主电源模块1或主电源模块1—>冗余电源模块2)来进行短路失效检测，若检测出主电源模块1或冗余电源模块2出现短路失效后，则控制开关34断开来切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接(即实现故障隔离)，确保主电源模块1和冗余电源模块2之中非失效部件的正常使用，用以保障电动车辆行车安全；和
将电压传感器33实时获取的电压值与预设电压阈值(如13V)的对比结果来进行断路失效检测，若检测主电源模块1或冗余电源模块2出现断路失效后，则维持开关34闭合且继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1和冗余电源模块2之中非失效部件的正常使用，用以保障电动车辆行车安全。
可以理解的是，电源隔离模块3通过实时获取流过的电流值及电流流向进行短路失效检测，或通过实时获取流过的电压值来进行断路失效检测，可以实现故障电源模块(即失效电源区)准确定位的功能及故障类型(如短路或断路)定位的功能。同时，主电源模块1或冗余电源模块2出现短路失效后通过切断二者之间的连接，可以实现故障电源模块迅速隔离的功能，避免故障电源模块的失效导致整车的电源系统失效，还能及时启用正常电源模块(即非失效的电源模块)的正常使用，用以保障电动车辆行车安全。即便是主电源模块1出现断路失效，也能通过继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1和冗余电源模块2之中非失效部件的正常使用，用以保障电动车辆行车安全。
应当说明的是，预设电流阈值是根据主电源模块1或冗余电源模块2出现短路故障时产生的瞬时大电流来设计的。当主电源模块1或冗余电源模块2出现短路故障时，都会产生一个瞬时大电流，因此电源隔离模块3上检测的电流值及其方向可以作为主电源模块1或冗余电源模块2的短路故障的检测手段。
然而，预设电压阈值是根据DC/DC转换器11出现断路故障来设计的。当整车电源系统正常工作时，DC/DC转换器11正常工作，使得整车电压都将在13.5V以上，而当DC/DC转换器11发生断路故障时，主蓄电池12和备用蓄电池21正常工作，使得整车电压将下降至13V以下。因此，电源隔离模块3上检测的电压值可以作为DC/DC转换器11的断路故障的检测手段。
由此可见，可以根据具体的电流值与预设电流阈值的对比结果及电流方向判定，或者根据电压值与预设电压阈值的对比结果来实现故障电源模块准确定位功能，以及实现故障电源模块迅速隔离功能。其中，根据对比结果来具体定位及隔离的过程有以下几种情况：
(1)当控制单元31判定出电流传感器32实时获取的电流值大于预设电流阈值(如400A)且对应获取的电流流向为冗余电源模块2流向主电源模块1时，则检测出主电源模块1失效，则检测出主电源模块1出现短路失效，并控制开关34断开来切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接来实现故障隔离，确保冗余电源模块2中所有部件(即为非失效部件)的正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电源区短路信息后进入安全模式来保障电动车辆安全停车。其中，主电源模块1出现短路失效是由DC/DC转换器11、主蓄电池12、第一安全负载13及常规负载14之中至少有一个出现短路故障造成的。
在一个例子中，场景1-DC/DC转换器11短路，造成主电源模块1短路失效：
步骤101：失效检测。电源隔离模块3识别到瞬间出现大电流(超过400A)由备用蓄电池21端流向主蓄电池12方向，即冗余电源模块2流向主电源模块1；
步骤102：失效处理机制。电源隔离模块3将线束回路断开，即切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确定主电源模块1短路失效并实现故障隔离；自动驾驶系统收到电源区短路信息后进入安全模式，保障车辆安全停车；
步骤103：电源系统工作逻辑。备用蓄电池21向第二安全负载22供电，即冗余电源模块2中所有部件为非失效部件，都能正常使用。
在另一个例子中，场景2-主蓄电池12短路，造成主电源模块1短路失效：
步骤201：失效检测。电源隔离模块3识别到瞬间出现大电流(超过400A)由备用蓄电池21端流向主蓄电池12方向，即冗余电源模块2流向主电源模块1；
步骤202：失效处理机制。电源隔离模块3将线束回路断开，即切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确定主电源模块1短路失效并实现故障隔离；自动驾驶系统收到电源区短路信息后进入安全模式，保障车辆安全停车；
步骤203：电源系统工作逻辑。备用蓄电池21向第二安全负载22供电，即冗余电源模块2中所有部件为非失效部件，都能正常使用。
可以理解的是，场景3-第一安全负载13短路或场景4-常用负载14短路，造成主电源模块1失效，具体步骤与场景1-DC/DC转换器11短路或场景2-主蓄电池12短路的具体步骤相同，请参见场景1-DC/DC转换器11短路或场景2-主蓄电池12短路的相关内容，不再一一赘述。
综上，以此类推，造成主电源模块1短路失效的场景也可以是场景1-4之中任意多个场景的组合。
(2)控制单元31判定出电流传感器32实时获取的电流值大于预设电流阈值(如400A)且对应获取的电流流向为从主电源模块1流向冗余电源模块2时，则检测出冗余电源模块2出现短路失效，并控制开关34断开来切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接来实现故障隔离，确保主电源模块1中所有部件(即为非失效部件)的正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电源区短路信息后进入安全模式来保障电动车辆安全停车。其中，冗余电源模块2出现短路失效是由备用蓄电池21及第二安全负载22之中至少有一个出现短路故障造成的。
在一个例子中，场景5-备用蓄电池21短路，造成冗余电源模块2短路失效：
步骤501：失效检测。电源隔离模块3识别到瞬间出现大电流(超过400A)由主蓄电池12端流向备用蓄电池21方向，即主电源模块1流向冗余电源模块2；
步骤502：失效处理机制。电源隔离模块3将线束回路断开，即切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确定冗余电源模块2短路失效并实现故障隔离；自动驾驶系统收到电源区短路信息后进入安全模式，保障车辆安全停车；
步骤503：电源系统工作逻辑。DC/DC转换器11和主蓄电池12向第一安全负载13及常规负载14供电，即主电源模块1中所有部件为非失效部件，都能正常使用。
在另一个例子中，场景6-第二安全负载22短路，造成冗余电源模块2短路失效：
步骤601：失效检测。电源隔离模块3识别到瞬间出现大电流(超过400A)由主蓄电池12端流向备用蓄电池21方向，即主电源模块1流向冗余电源模块2；
步骤602：失效处理机制。电源隔离模块3将线束回路断开，即切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确定冗余电源模块2短路失效并实现故障隔离；自动驾驶系统收到电源区短路信息后进入安全模式，保障车辆安全停车；
步骤603：电源系统工作逻辑。DC/DC转换器11和主蓄电池12向第一安全负载13及常规负载14供电，即主电源模块1中所有部件为非失效部件，都能正常使用。
综上，以此类推，造成冗余电源模块2短路失效的场景也可以是场景5-6的组合。
(3)当控制单元31判定出电压传感器33实时获取的电压值小于第一电压阈值(如13V)时，则检测出主电源模块1出现断路失效，并维持开关34闭合来继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1中除DC/DC转换器11之外的其它部件及冗余电源模块2中所有部件的正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电源区断路信息后进入安全模式来保障电动车辆安全停车。其中，主电源模块1出现断路失效是由DC/DC转换器11出现断路故障造成的。
在一个例子中，场景7-DC/DC转换器11断路，主电源模块1断路失效：
步骤701：失效检测。通过电源隔离模块3自动识别到整车电压下降(DC/DC转换器11工作时整车电压一般在13.5V以上，断路时整车电压下降为蓄电池电压，在13V以下)。
步骤702：失效处理机制。自动驾驶系统收到电源区断路信息后进入安全模式，保障车辆安全停车。
步骤703：电源系统工作逻辑。主蓄电池12向第一安全负载13及常规负载14供电，备用蓄电池21向第二安全负载22供电；即主电源模块1中除DC/DC转换器11之外的其它部件及冗余电源模块2中所有部件为非失效部件，都能正常使用。
(4)当控制单元31判定出电压传感器33实时获取的电压值大于第二电压阈值(如25V)时，则检测出冗余电源模块2出现断路失效，并维持开关34闭合来继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保冗余电源模块2中除出现断路失效之外的其它部件及主电源模块1中所有部件的正常使用。
在本发明实施例一中，除了上述(1)-(4)种情况之外，还包括第(5)种情况，即电源隔离模块3自身失效的情况，比如温度过高或内部器件损坏。以温度过高为例进行说明第(5)种情况，具体如下：
此时，电源隔离模块3还设有与控制单元31相连的温度传感器35；其中，温度传感器35，用于实时获取电源隔离模块3的温度；控制单元31还预设有温度阈值；
(5)待控制单元31判定出温度传感器35实时获取的温度大于预设温度阈值(如50度)时，则直接检测出电源隔离模块3失效，则控制开关34断开或开关34自动断开(如内部自动跳闸保护)来切断主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，使主电源模块1和冗余电源模块2二者间不同时出现短路失效，确保主电源模块1及冗余电源模块2各自独立正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电源隔离失效信息后进入安全模式来保障电动车辆安全停车。
应当说明的是，电源隔离模块3内部器件损坏时，则说明电源隔离模块3无法工作，使得开关34也无法正常工作而导致开关34一直是断开的，因此开关34切断了主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，使主电源模块1和冗余电源模块2二者间不同时出现短路失效，确保主电源模块1及冗余电源模块2各自独立正常使用。
在一个例子中，场景8-电源隔离模块3内部故障，电源隔离模块3断路失效：
步骤801：失效检测。电源隔离模块3上没有任何流过的电流及电压。
步骤802：失效处理机制。自动驾驶系统收到电源隔离失效信息后进入安全模式，保障车辆安全停车。
步骤803：电源系统工作逻辑。DC/DC转换器11和主蓄电池12向第一安全负载13及常规负载14供电，备用蓄电池21向第二安全负载22供电；即主电源模块1及冗余电源模块2中所有部件为非失效部件，都能正常使用。
在本发明实施例一中，另外还对主蓄电池12及备用蓄电池21的断路失效进行检测，并根据相应的检测结果，也需进一步保障电动车辆行车安全。由于电源隔离模块3无法通过电流或电压检测来实现对主蓄电池12及备用蓄电池21的断路失效检测，因此需要增加电池传感器(EBS)来采集主蓄电池12或备用蓄电池21的电压以及后台的信息处理(如整车控制器或车载电脑ECU)根据主蓄电池12或备用蓄电池21的电压来判别是否出现断路故障。具体分析如下：
电动车辆双电源控制系统还包括第一电池传感器4和/或第二电池传感器5；其中，第一电池传感器4的一端连接主蓄电池12，另一端连接整车控制器或ECU，用于实时获取主蓄电池12的输出电压；第二电池传感器5的一端连接备用蓄电池21，另一端连接整车控制器或ECU，用于实时获取备用蓄电池21的输出电压。
因此，除了上述(1)-(5)种情况之外，还包括第(5)-(8)种情况：
(6)控制单元31接收整车控制器或ECU对第一电池传感器4获取主蓄电池12的输出电压，并待识别出所接收的判定结果为主蓄电池12出现断路故障时，则维持开关34闭合来继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1及冗余电源模块2中除失效的主蓄电池12之外的所有部件的正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电池断路故障信息后继续维持当前工况；
(7)控制单元31接收整车控制器或ECU对第二电池传感器5获取备用蓄电池21的输出电压，并待识别出所接收的判定结果为备用蓄电池21出现断路故障时，则维持开关34闭合来继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1及冗余电源模块2中除失效的备用蓄电池21之外的所有部件的正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电池断路故障信息后继续维持当前工况；
(8)控制单元31接收整车控制器或ECU对第一电池传感器4获取主蓄电池12和第二电池传感器5获取备用蓄电池21的输出电压进行判定的结果，并待识别出所接收的判定结果为主蓄电池12和备用蓄电池21出现断路故障时，则维持开关34闭合来继续导通主电源模块1和冗余电源模块2之间的连接，确保主电源模块1及冗余电源模块2中除失效的主蓄电池12和失效的备用蓄电池21之外的所有部件的正常使用，且进一步让电动车辆的自动驾驶系统接收电池断路故障信息后继续维持当前工况。
在一个例子中，场景9-主蓄电池12断路故障：
步骤901：失效检测。第一电池传感器4通过总线向整车控制器或ECU传送报错，判定主蓄电池12出现断路故障；
步骤902：失效处理机制。因为DC/DC转换器11仍然可以正常向负载供电，自动驾驶系统收到电池断路故障信息后，维持当前工况；
步骤303：电源系统工作逻辑。DC/DC转换器11向第一安全负载13及常规负载14供电，备用蓄电池21向第二安全负载22供电；即主电源模块1及冗余电源模块2中除失效的主蓄电池12之外的其它所有部件均为非失效部件，都能正常使用。
在另一个例子中，场景10-备用蓄电池21断路故障：
步骤1001：失效检测。第二电池传感器5通过总线向整车控制器或ECU传送报错，判定备用蓄电池21出现断路故障；
步骤1002：失效处理机制。因为DC/DC转换器11和主蓄电池12仍然可以正常向负载供电，自动驾驶系统收到电池断路故障信息后，维持当前工况；
步骤1003：电源系统工作逻辑。DC/DC转换器11和主蓄电池12向第一安全负载13及常规负载14供电，DC/DC转换器11也能向第二安全负载22供电；即主电源模块1及冗余电源模块2中除失效的备用蓄电池21之外的其它所有部件均为非失效部件，都能正常使用。
综上，以此类推，造成主蓄电池12和备用蓄电池21断路故障的场景也可以是场景9-10的组合，此时，只有DC/DC转换器11向第一安全负载13、常规负载14以及第二安全负载22供电。
应当说明的是，在上述(1)-(8)种情况中，主电源模块1或冗余电源模块2至少有一个能保障电动车辆行车安全。鉴于电动车辆预置有自动驾驶系统，因此在主电源模块1或冗余电源模块2出现断路、短路失效后，自动驾驶系统都会通过电源隔离模块3或其它设备来接收相应的失效或故障信息后，进入相应的行驶模式来进一步的确保电动车辆的行驶安全。
在本发明实施例一中，上述(1)-(8)种情况，电源系统失效处理机制及工作逻辑可以通过下表1进行表述，具体如下：
表1
Figure BDA0002091818680000141
相应于本发明实施例一提供的一种电动车辆双电源控制系统，本发明实施例二还提供了一种电动车辆，包括本发明实施例一中的电动车辆双电源控制系统，并与本发明实施例一中的电动车辆双电源控制系统具有相同的结构及连接关系且实现相同的功能，具体请参见本发明实施例一中的电动车辆双电源控制系统的相关内容，在此不再一一赘述。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、应用电源隔离模块来获取并对比主电源模块和冗余电源模块异常状态下的电流信息，从而能够准确定位失效的电源模块；
2、应用电源隔离模块检测主电源模块或冗余电源模块出现失效时，迅速断开主电源模块和冗余电源模块之间的连接来隔离失效的电源模块，避免失效的电源模块造成整车电源控制失效而导致出现安全问题。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种电动车辆双电源控制系统，其特征在于，包括主电源模块、冗余电源模块以及电源隔离模块；其中，
所述主电源模块包括并行连接的DC/DC转换器、主蓄电池、第一安全负载以及与非驾驶安全关联的常规负载；其中，所述第一安全负载包括转向控制模块和制动控制模块；
所述冗余电源模块包括并行连接的备用蓄电池以及第二安全负载；其中，所述第二安全负载包括备用转向控制模块和备用制动控制模块；
所述电源隔离模块连接所述主电源模块和所述冗余电源模块，用于通过实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间流过的电流值及电流流向来进行短路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现短路失效，则断开所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效电源模块的正常使用；
其中，所述电源隔离模块还用于通过实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的电压值来进行断路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现断路失效，则维持所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效部件的正常使用。
2.如权利要求1所述的电动车辆双电源控制系统，其特征在于，所述电源隔离模块设有控制单元，以及与所述控制单元均相连的电流传感器、电压传感器和开关；其中，
所述电流传感器，用于实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间流过的电流值及电流流向；
所述电压传感器，用于实时获取所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的电压值；
所述开关还连接于所述主电源模块和所述冗余电源模块之间；
所述控制单元，用于根据所述电流传感器实时获取的电流值与预设电流阈值的对比结果以及电流流向来进行短路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现短路失效，则控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效电源模块的正常使用；和
根据所述电压传感器实时获取的电压值与预设电压阈值的对比结果来进行断路失效检测，若检测出所述主电源模块或所述冗余电源模块出现断路失效，则维持所述开关闭合且继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块和所述冗余电源模块之中非失效部件的正常使用。
3.如权利要求2所述的电动车辆双电源控制系统，其特征在于，当所述控制单元判定出所述电流传感器实时获取的电流值大于所述预设电流阈值且对应获取的电流流向为所述冗余电源模块流向所述主电源模块时，则检测出所述主电源模块出现短路失效，并控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述冗余电源模块中所有部件的正常使用；
当所述控制单元判定出所述电流传感器实时获取的电流值大于所述预设电流阈值且对应获取的电流流向为从所述主电源模块流向所述冗余电源模块时，则检测出所述冗余电源模块出现短路失效，并控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块中所有部件的正常使用。
4.如权利要求2所述的电动车辆双电源控制系统，其特征在于，当所述控制单元判定出所述电压传感器实时获取的电压值小于第一电压阈值时，则检测出所述主电源模块出现断路失效，并维持所述开关闭合来继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块中除出现断路失效之外的其它部件及所述冗余电源模块中所有部件的正常使用；
当所述控制单元判定出所述电压传感器实时获取的电压值大于第二电压阈值时，则检测出所述冗余电源模块出现断路失效，并维持所述开关闭合来继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述冗余电源模块中除出现断路失效之外的其它部件及所述主电源模块中所有部件的正常使用。
5.如权利要求2所述的电动车辆双电源控制系统，其特征在于，所述电源隔离模块还设有与所述控制单元相连的温度传感器；其中，
所述温度传感器，用于实时获取所述电源隔离模块的温度；
所述控制单元，还用于待判定出所述温度传感器实时获取的温度大于预设温度阈值时，则直接检测出所述电源隔离模块失效，则控制所述开关断开来切断所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，使所述主电源模块和所述冗余电源模块不同时出现短路失效，确保所述主电源模块及所述冗余电源模块各自独立正常使用。
6.如权利要求2所述的电动车辆双电源控制系统，其特征在于，还包括第一电池传感器和第二电池传感器；其中，
所述第一电池传感器的一端连接所述主蓄电池，另一端连接整车控制器，用于实时获取所述主蓄电池的输出电压；
所述第二电池传感器的一端连接所述备用蓄电池，另一端连接所述整车控制器，用于实时获取所述备用蓄电池的输出电压；
其中，所述控制单元，还用于接收所述整车控制器对所述第一电池传感器获取所述主蓄电池的输出电压和所述第二电池传感器获取所述备用蓄电池的输出电压判定的结果，并待识别出所接收的判定结果为所述主蓄电池或所述备用蓄电池出现断路故障时，则维持所述开关闭合来继续导通所述主电源模块和所述冗余电源模块之间的连接，确保所述主电源模块及所述冗余电源模块中除失效的主蓄电池或失效的备用蓄电池之外的所有部件的正常使用。
7.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电动车辆双电源控制系统。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112810692A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 基于汽车转向系统冗余电源、电源拓扑结构及供电方法
CN112993968B (zh) * 2021-04-13 2021-08-03 北京乐研科技有限公司 一种新型多源输出冗余供电系统及其电压监测方法
CN113497477B (zh) * 2021-06-25 2022-11-01 际络科技(上海)有限公司 一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法
CN114374262B (zh) * 2021-11-30 2024-02-27 际络科技(上海)有限公司 冗余供电系统及电源控制方法
CN116442805A (zh) * 2022-01-10 2023-07-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电源系统及电动车
EP4234308A4 (en) * 2022-01-10 2023-09-20 Contemporary Amperex Technology Co., Limited POWER SUPPLY SYSTEM AND ELECTRIC VEHICLE
CN114243894A (zh) * 2022-01-26 2022-03-25 优跑汽车技术(上海)有限公司 车辆及其供电系统
CN114825462B (zh) * 2022-04-15 2023-03-24 广州汽车集团股份有限公司 一种安全电源控制系统及方法
CN114865777B (zh) * 2022-05-31 2023-03-24 广州汽车集团股份有限公司 一种车辆供电控制系统、方法及汽车
CN115173530A (zh) * 2022-08-08 2022-10-11 阿维塔科技(重庆)有限公司 一种车辆供电系统及方法、车辆
CN115257599A (zh) * 2022-08-19 2022-11-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种自动驾驶车型的供电方法和系统
CN115366833B (zh) * 2022-09-09 2023-04-11 北京路凯智行科技有限公司 矿用无人驾驶车辆的冗余电源控制器
CN115303075A (zh) * 2022-09-19 2022-11-08 重庆长安汽车股份有限公司 电动车辆的供电系统及方法
CN115626128A (zh) * 2022-11-07 2023-01-20 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 一种车辆供电冗余系统及方法
CN115891649B (zh) * 2022-11-17 2024-05-14 智己汽车科技有限公司 集成控制装置和电动汽车及电源管理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026359A (zh) * 2016-06-26 2016-10-12 潘炳松 双电源自动切换控制方法
JP2017165375A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源ボックス
JP2018078752A (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 トヨタ自動車株式会社 電気自動車

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6432355B2 (ja) * 2015-01-09 2018-12-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 自動車用電源供給装置及び電源ボックス
DE102017104958B4 (de) * 2017-03-09 2024-03-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriespeichersystem
JP6527906B2 (ja) * 2017-05-18 2019-06-05 矢崎総業株式会社 電力分配システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017165375A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源ボックス
CN106026359A (zh) * 2016-06-26 2016-10-12 潘炳松 双电源自动切换控制方法
JP2018078752A (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 トヨタ自動車株式会社 電気自動車

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