CN112217266A - 车辆配电架构 - Google Patents

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J·雷恩
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Abstract

本公开的实施例涉及车辆配电架构。描述了配电系统架构，可以安全有效地支持汽车原始装备制造商(OEM)系统以及前沿技术的自主系统和设备的电力需求。在一些实现方式中，配电系统可以包括：车辆电源，产生输出电压以操作在车辆中的一个或多个设备；以及电桥设备，将车辆电源电耦合到多个电池桥设备组，并且将车辆电源电耦合到配电单元(PDU)。在车辆中的各种电负载可以被电耦合到电池桥设备和PDU。

Description

车辆配电架构
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年7月12日提交的申请号为62/873,795的美 国临时专利申请的优先权的权益。如果本专利文件被引用，则上述专 利申请的全部内容通过引用的方式并入本文，并且作为本公开的一部 分。
技术领域
本文件涉及在车辆中的配电架构。
背景技术
车辆可以包括用于各种应用的、需要电力的数个设备。例如，车 辆发动机控制器或发动机控制单元需要电力，以测量在车辆上的传感 器数据，以便控制发动机的点火正时和/或空燃比。最近，车辆可以包 括相机，并且出于安全目的、驾驶辅助或便于自动驾驶，传感器可以 被附接到车辆上。在车辆上安装的相机可以获取在车辆周围的一个或 多个区域的图像，并且在车辆上安装的传感器可以获取围绕车辆的环 境的各个方面的传感器数据。可以对相机图像和传感器数据进行处 理，并且将其用于安全地操控通过车流或高速公路的自主汽车。为了 获取和处理相机图像和传感器数据，在车辆中的相机、传感器和其他 设备需要电源。
发明内容
本专利文件公开了可以安全有效地支持汽车原始设备制造商 (OEM)系统以及最新的自主系统和设备的电力需求的配电架构。
示例实施例公开了一种配电系统，包括第一电力设备和第二电力 设备，该第一电力设备和第二电力设备位于车辆上或中，其中第一电 力设备或第二电力设备被配置为，以第一电压向在车辆中的第一配电 设备(PDD)提供电力，其中第一PDD被配置为向在车辆中的、以 第一电压操作的第一设备集合提供电力；以及两个或更多个电池桥设 备(BBD)组，被配置为从第一电力设备或第二电力设备接收电力， 其中两个或更多个BBD组被配置为，经由第一PDD，以第一电压向 第一设备集合提供电力，其中一个或多个BBD组被配置为，以第二 电压向在车辆中的第二设备集合提供电力，并且其中一个BBD组被 串联电耦合到另一个BBD组。
在一些实施例中，每个BBD包括电池和电芯平衡器，该电芯平 衡器被配置为，在确定电池处于过充电状态时，使电池放电。在一些 实施例中，每个BBD还包括：电气开关，该电器开关被电耦合到电 池的阳极；微控制器；电流传感器，测量从电池汲取的电流量；以及温度传感器，测量电池的温度，其中微控制器被可通信地耦合到电气 开关、温度传感器和电流传感器，并且其中微控制器被配置为，响应 于确定从电池汲取的所测量的电流量大于第一阈值、或所测量的温度 大于第二阈值，指令电气开关断开。在一些实施例中，在每个BBD 中，电芯平衡器包括直流-直流(DC-DC)转换器，被电耦合到比较 器，其中在每个BBD中，微控制器被可通信地耦合到比较器的一个 或多个输入，而比较器的第二输入被电耦合到电池的阳极，其中微控 制器被配置为，向比较器的一个或多个输入发送一个或多个参考电 压，其中比较器被配置为，当确定在电池两端的电压大于一个或多个 参考电压的最高值时，生成输出电压；并且其中DC-DC转换器被配 置为，在感测到输出电压时，接通DC-DC转换器，以使电池放电。
在一些实施例中，配电系统还包括第二PDD，被电耦合到在两个 相邻BBD组之间的电气总线，其中一个或多个BBD组被配置为经由 第二PDD，以第二电压向车辆中的第二设备集合提供电力。在一些实 施例中，第一PDD和第二PDD中的每个PDD设备包括：第一继电 器；温度传感器，被可通信地耦合到微控制器，其中微控制器被配置 为，当确定由温度传感器所测量的温度值超过阈值时，指令第一继电 器断开，以将PDD从第一电力设备、第二电力设备以及两个或更多 个BBD组断开连接。在一些实施例中，第一PDD和第二PDD中的 每个PDD包括：第一电压传感器和第一电流传感器，被电耦合到在 PDD中的端子，并且该第一电压传感器和第二电流传感器被可通信地 耦合到微控制器，并且其中微控制器被配置为，在确定由第一电压传 感器所测量的电压超过第一阈值、或由第一电流传感器所测量的电流 超过第二阈值时，指令第一继电器断开，以将PDD与第一电力设备 和第二电力设备、或与两个或更多个BBD组断开连接。
在一些实施例中，第一PDD和第二PDD中的每个PDD包括第 一信道集合和第二信道集合，其中第一信道集合中的每个信道包括： 第一电磁干扰(EMI)滤波器，被电耦合到第一设备集合或第二设备 集合中的至少一些设备；并且其中第二信道集合中的每个信道包括：第二EMI滤波器；第二继电器，被电耦合到第二EMI滤波器，以及 第一设备集合或第二设备集合中的至少一些设备；以及微控制器，被 可通信地耦合到第二继电器，其中微控制器被配置为，指令第二继电 器接通，以对第一设备集合或第二设备集合中的至少一些设备供电。 在一些实施例中，第一信道集合和第二信道集合中的每个信号集合包 括：第二电压传感器和第二电流传感器，被电耦合到第一EMI滤波 器或第二EMI滤波器，并且该第二电压传感器和第二电流传感器被 电耦合到第一继电器或第二继电器，其中第二电压传感器和第二电流 传感器被可通信地耦合到微控制器，并且其中微控制器被配置为，在 确定由第二电压传感器所测量的电压超过第一阈值、或由第二电流传 感器所测量的电流超过第二阈值时，指令第一继电器或第二继电器断 开。
在一些实施例中，车辆包括第三设备集合，被配置为以第二电压 在车辆上、或在车辆中操作，其中第三设备集合被电耦合到在两个相 邻BBD组之间的电气总线，并且其中第三设备集合不经由第二PDD 电耦合到电气总线。在一些实施例中，第一电力设备和第二电力设备 分别被配置为，经由第一电桥设备和第二电桥设备向第一PDD提供 电力，并且其中第一电桥设备和第二电力设备中的每个电桥设备包 括：电气开关或继电器；电流传感器，测量流经电气开关或继电器的 电流，或电压传感器，测量端子的电压；以及微控制器，被可通信地 耦合到电气开关或继电器，并且该微控制器被可通信地耦合到电流传 感器或电压传感器，其中微控制器被配置为，响应于确定所测量的电 流大于第一阈值、或所测量的电压大于第二阈值，指令电气开关或继 电器断开。在一些实施例中，第一电力设备包括交流发电机，被配置 为以第一电压生成电力。在一些实施例中，第二电力设备包括岸电设备，被配置为，当车辆被停放时，从电连接器接收电力，并且将所接 收的电力转换为第一电压。
另一示例实施例包括一种提供电力的方法，包括：通过电力设备， 以第一电压向在车辆中的配电设备(PDD)提供电力；使用PDD，向 在车辆中的以第一电压操作的第一设备集合提供电力；以及通过电力 设备，向两个或更多个电池桥设备(BBD)组提供电力，其中两个或 更多个BBD组经由PDD，以第一电压向第一设备集合提供电力。一 个或多个BBD组以第二电压向在车辆中的第二设备集合提供电力， 并且其中一个BBD组被串联电耦合到另一个BBD组。
在一些实施例中，每个BBD包括电池，并且其中该方法还包括： 在确定电池处于过充电状态时，通过每个BBD，使电池放电。在一些 实施例中，该方法还包括：针对每个BBD，在确定从电池汲取的所测 量的电流量大于第一阈值时、或在确定BBD的所测量的温度大于第二阈值时，将电池从电源断开连接。在一些实施例中，该方法还包括： 向位于车辆中的计算机发送消息，其中该消息包括所测量的电流量或 所测量的温度，并且其中该消息包括发送该消息的BBD的标识符。 在一些实施例中，针对每个BBD，通过以下项确定电池处于过充电状 态：当确定在电池两端的电压大于一个或多个参考电压的最高值时， 生成输出电压；以及响应于生成输出电压，使电池放电。在一些实施 例中，该方法还包括：当确定在电池两端的电压小于一个或多个参考 电压的最低值时，通过每个BBD生成另一电压；以及响应于生成另 一电压，使电池充电。在一些实施例中，该方法还包括：当确定由在 PDD上或PDD中的、温度传感器所测量的温度值超过阈值时，将PDD 从电力设备和两个或更多个BBD组断开连接；或者当确定由在PDD 中的、电压传感器所测量的电压超过第一阈值，或由在PDD中的、电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，将PDD从电力设备和两 个或更多个BBD组断开连接。
在第一示例性实施例中，配电系统包括：第一电力设备和第二电 力设备，位于车辆上或车辆中，并且该第一电力设备和第二电力设备 被配置为以第一电压在车辆中提供电力；以及第一电桥单元和第二电 桥单元，被配置为将第一电力设备或第二电力设备电耦合到第一配电 单元(PDU)。第一电桥单元和第二电桥单元的相同端子被电耦合到 第一电气总线，该第一电气总线被电耦合到第一PDU的输入端子， 并且第一PDU被配置为，向在车辆中的以第一电压操作的第一设备 集合提供电力。
第一示例性实施例的配电系统还包括两个或更多个电池桥单元 组(BBU)，被配置为，从第一电力设备或第二电力设备接收电力， 并且两个或更多个电池桥单元组(BBU)被配置为，以第一电压向在 车辆中的第一设备集合提供电力，并且以第二电压向第二设备集合提 供电力。每个BBU包括：第一端子，被电耦合到电池的阳极；电芯 平衡器单元，被配置为，在确定电池处于过充电状态时，使电池放电， 其中电芯平衡器的第一端被电耦合到第一端子；第二端子，被电耦合 到电池的阴极；以及第三端子，被电耦合到电芯平衡器单元的第二端。
在第一示例性实施例的配电系统中，在第一BBU组中的两个或 更多个BBU的第一端子被电耦合到第一电气总线，在第一BBU组中 的两个或更多个BBU的第二端子被电耦合到第二电气总线，在第二 BBU组中的两个或更多个BBU的第一端子被电耦合到第二电气总线，第二BBU组中的两个或更多个BBU的第二端子被电耦合到电接 地，并且第一BBU组和第二BBU组中的两个或更多个BBU的第三 端子被电耦合到第一电气总线。第一示例性实施例的配电系统还包括 第二PDU，被电耦合到第二电气总线，其中第二PDU被配置为向在 车辆中的以第二电压操作的第二设备集合提供电力。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，每个BBU还包括电气 开关，被串联定位于第一端子与电池的阳极之间；微控制器单元；电 流传感器，测量从电池汲取的电流量；以及温度传感器，被热耦合到 电池的外壳，温度传感器测量电池的温度，并且微控制器单元被可通 信地耦合到电气开关、温度传感器和电流传感器，其中微控制器单元 被配置为，响应于确定从电池汲取的所测量的电流量大于第一阈值， 或所测量的温度大于第二阈值，指令电气开关断开。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，微控制器单元被配置为 向位于车辆中的计算机发送消息，该消息所测量的电流量或所测量的 温度，并且该消息包括BBU的标识符，该BBU的微控制器单元发送 了该消息。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，在每个BBU中，电芯 平衡器单元包括直流-直流(DC-DC)转换器，其输入端子被电耦合 到比较器的输出端子；在每个BBU中，微控制器单元被可通信地耦 合到比较器的一个或多个输入，而比较器的第二输入被电耦合到电池 的阳极，微控制器单元向比较器的一个或多个输入发送一个或多个参 考电压，当确定在电池两端的电压大于一个或多个参考电压的最高值 时，比较器在输出端子处生成第一输出电压，并且当在DC-DC转换 器的输入端子处感测到第一输出电压时，DC-DC转换器接通DC-DC 转换器，以使电池放电。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，当确定在电池两端的电 压小于一个或多个参考电压的最低值时，比较器在输出端子处生成第 三电压，并且当在DC-DC转换器的输入端子处感测到第三电压时， DC-DC转换器关断DC-DC转换器，以使电池充电。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，第一PDU和第二PDU 中的每个PDU包括：输入端子，被电耦合到电流继电器的输入以及 第一电气总线或第二电气总线；第一信道集合，被电耦合到电流继电 器的输出，其中第一信道集合中的每个信道包括：第一保险丝，其具 有输入和输出，第一保险丝的输入被电耦合到电流继电器的输出；以 及第一电磁干扰(EMI)滤波器，其具有输入和输出，第一EMI滤波 器的输入被电耦合到第一保险丝的输出，并且第一EMI滤波器的输 出被电耦合到第一设备集合或第二设备集合中的至少一些设备；第二 信道集合，被电耦合到电流继电器的输出，其中第二信道集合的每个 信道包括：第二保险丝，其具有输入和输出，该第二保险丝的输入被 电耦合到电流继电器的输出；第二EMI滤波器，其具有输入和输出， 该第二EMI滤波器的输入被电耦合到第二保险丝的输出；继电器， 其具有输入和输出，该继电器的输入被电耦合到第二EMI滤波器的 输出，并且该继电器的输出被电耦合到第一设备集合或第二设备集合 中的至少一些设备；以及微控制器单元，被可通信地耦合到继电器， 其中根据来自微控制器单元的指令，继电器将继电器的输入和输出电 连接，以对第一设备集合或第二设备集合中的至少一些设备供电。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，在第一PDU和第二PDU 中的每个PDU包括：输入端子，被电耦合到电流继电器的输入，以 及第一电气总线或第二电气总线；温度传感器，被热耦合到PDU的 壳体，并且该温度传感器被可通信地耦合到微控制器单元，其中当确 定由温度传感器所测量的温度值超过阈值时，微控制器单元指令电流 继电器断开，以将PDU从第一电气总线或第二电气总线断开连接。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，第一PDU和第二PDU 中的每个PDU包括：输入端子，被电耦合到电流继电器的输入，以 及第一电气总线或第二电气总线；第一电压传感器和第一电流传感 器，被电耦合到输入端子，并且该第一电压传感器和第一电流传感器 被可通信地耦合到微控制器单元，其中第一电压传感器测量在输入端 子处的电压，其中第一电流传感器测量在输入端子处的电流，以及其 中在确定由第一电压传感器所测量的电压超过第一阈值时、或由第一 电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，微控制器单元指令电流继 电器断开，以将PDU从第一电气总线或第二电气总线断开连接。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，在第一信道集合和第二 信道集合的每个信道集合中，包括：第二电压传感器和第二电流传感 器，被电耦合到EMI滤波器的输出或继电器的输出，其中第二电压 传感器和第二电流传感器被可通信地耦合到微控制器单元，其中第二 电压传感器测量在EMI滤波器的输出或继电器的输出处的电压，其 中第一电流传感器测量在EMI滤波器的输出或继电器的输出处的电 流，并且在确定由第二电压传感器所测量的电压超过第一阈值时、或 由第二电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，微控制器单元指令 电流继电器断开，以将PDU从第一电气总线或第二电气总线断开连 接。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，微控制器单元被配置为 向位于车辆中的计算机发送消息，该消息包括由第一电压传感器或第 二电压传感器所测量的电压，或该消息包括由第一电流传感器或第二 电流传感器所测量的电流，并且该消息包括PDU的标识符，该PDU 的微控制器单元发送了该消息。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，第一电桥单元和第二电 桥单元中的每个电桥单元包括：输入端子，被电耦合到第一电力设备 或第二电力设备的输出端子；输出端子，被电耦合到第一电气总线； 电气开关或继电器，被串联定位于电桥单元的输入端子与输出端子之 间；电流传感器，测量流经电气开关或继电器的电流量，或电压传感 器，测量在输入端子处的电压；以及微控制器单元，被可通信地耦合 到电气开关和电流传感器或电压传感器，其中微控制器单元被配置 为，响应于确定所测量的电流大于第一阈值、或所测量的电压大于第 二阈值，指令电气开关或继电器断开。
在第一示例性实施例的一些实现方式中，被配置为以第二电压在 车辆上或车辆中操作的原始装备制造商(OEM)设备被电耦合到第二 电气总线。在第一示例性实施例的一些实现方式中，第一电力设备包 括交流发电机，其以第一电压生成电力，并且第二电力设备包括岸电 设备，被配置为当车辆被停放时，从电连接器接收电力，并且将所接 收的电力转换为第一电压。
在第二示例性实施例中，配电系统包括第一电力设备和第二电力 设备，被定位于车辆上或车辆中，并且该第一电力设备和第二电力设 备被配置为以第一电压在车辆中提供电力；以及第一电桥单元和第二 电桥单元，被配置为将第一电力设备或第二电力设备电耦合到第一配 电单元(PDU)。第一电桥单元和第二电桥单元的相同端子被电耦合 到第一电气总线，该第一电气总线被电耦合到第一PDU的输入端子， 并且第一PDU被配置为向车辆中的、以第一电压操作的第一设备集 合提供电力。
第二示例性实施例的配电系统还包括两个或更多个电池桥单元 组(BBU)，被配置为从第一电力设备或第二电力设备接收电力，并 且两个或更多个电池桥单元组(BBU)被配置为，以第一电压向在车 辆中的第一设备集合提供电力、以第二电压向在车辆中的第二设备集 合提供电力，并且以第三电压向在车辆中的第三设备集合提供电力。 每个BBU包括：第一端子，被电耦合到电池的阳极；电芯平衡器单 元，被配置为在确定电池处于过充电状态时，使电池放电，其中电芯 平衡器的第一端被电耦合到第一端子；第二端子，被电耦合到电池的 阴极；以及第三端子，被电耦合到电芯平衡器单元的第二端。
在第二示例性实施例的配电系统中，在第一BBU组中的两个或 更多个BBU的第一端子被电耦合到第一电气总线，在第一BBU组中 的两个或更多个BBU的第二端子被电耦合到第二电气总线，在第二 BBU组中的两个或更多个BBU的第一端子被电耦合到第二电气总线，在第二BBU组中的两个或更多个BBU的第二端子被电耦合到第 三电气总线，在第三BBU组中的两个或更多个BBU的第一端子被电 耦合到第三电气总线，在第三BBU组中的两个或更多个BBU的第二 端子被电耦合到第四电气总线，在第四BBU组中的两个或更多个 BBU的第一端子被电耦合到第四电气总线，在第四BBU组中的两个 或更多个BBU的第二端子被电耦合到电接地，并且第一BBU组、第 二BBU组、第三BBU组和第四BBU组中的两个或更多个BBU的第 三端子被电耦合到第一电气总线。
第二示例性实施例的配电系统还包括第二PDU，被电耦合到第三 电气总线，其中第二PDU被配置为向在车辆中的、以第二电压操作 的第二设备集合提供电力。第二示例性实施例的配电系统还包括第三 PDU，被电耦合到第四电气总线，其中第三PDU被配置为向车辆中 的、以第三电压操作的第三设备集合提供电力。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，每个BBU还包括电气 开关，被串联定位于第一端子与电池的阳极之间；微控制器单元；电 流传感器，测量从电池汲取的电流量；以及温度传感器，被热耦合到 电池的壳体，其中温度传感器测量电池的温度，其中微控制器单元被 可通信地耦合到电气开关、温度传感器和电流传感器，以及其中微控 制器单元被配置为，响应于确定从电池汲取的所测量的电流量大于第 一阈值、或确定所测量的温度大于第二阈值，指令电气开关断开。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，微控制器单元被配置 为，向位于车辆中的计算机发送消息，该消息包括所测量的电流量或 所测量的温度，并且该消息包括BBU的标识符，该BBU的微控制器 单元发送了该消息。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，在每个BBU中，电芯 平衡器单元包括直流-直流(DC-DC)转换器，该直流-直流(DC-DC) 转换器的输入端子被电耦合到比较器的输出端子；在每个BBU中， 微控制器单元被可通信地耦合到比较器的一个或多个输入，并且比较 器的第二输入被电耦合到电池的阳极，其中微控制器单元向比较器的 一个或多个输入发送一个或多个参考电压，其中当确定在电池两端的 电压大于一个或多个参考电压的最高值时，比较器在输出端子处生成 第一输出电压，并且其中当在DC-DC转换器的输入端子处感测到第 一输出电压时，DC-DC转换器接通DC-DC转换器，以使电池放电。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，当确定在电池两端的电 压小于一个或多个参考电压的最低值时，比较器在输出端子处生成第 三电压，并且当在DC-DC转换器的输入端子处感测到第三电压时， 该DC-DC转换器关断DC-DC转换器，以使电池充电。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，第一PDU、第二PDU 和第三PDU中的每个PDU包括：输入端子，被电耦合到电流继电器 的输入，以及第一电气总线或第二电气总线；第一信道集合，被电耦 合到电流继电器的输出，其中第一信道集合的每个信道包括：第一保 险丝，具有输入和输出，该第一保险丝的输入被电耦合到电流继电器 的输出；以及第一电磁干扰(EMI)滤波器，具有输入和输出，该第 一EMI滤波器的输入被电耦合到第一保险丝的输出，并且第一EMI 滤波器的输出被电耦合到第一设备集合、第二设备集合或第三设备集 合中的至少一些设备；第二信道集合，被电耦合到电流继电器的输出， 其中第二信道集合的每个信道包括：第二保险丝，具有输入和输出， 该第二保险丝的输入被电耦合到电流继电器的输出；第二EMI滤波 器，具有输入和输出，该第二EMI滤波器的输入被电耦合到第二保 险丝的输出；继电器，具有输入和输出，该继电器的输入被电耦合到 第二EMI滤波器的输出，并且继电器的输出被电耦合到第一设备集 合、第二设备集合或第三设备集合中的至少一些设备；以及微控制器 单元，被可通信地耦合到继电器，其中根据来自微控制器单元的指令， 继电器将继电器的输入和输出电连接，以对第一设备集合、第二设备 集合或第三设备集合中的至少一些设备供电。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，第一PDU、第二PDU 和第三PDU中的每个PDU包括：输入端子，被电耦合到电流继电器 的输入以及第一电气总线或第二电气总线；温度传感器，被热耦合到 PDU的壳体，并且该温度传感器被可通信地耦合到微控制器单元，其中当确定由温度传感器所测量的温度超过阈值时，微控制器单元指令 电流继电器断开，以将PDU从第一电气总线或第二电气总线断开连 接。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，第一PDU、第二PDU 和第三PDU中的每个PDU包括：输入端子，被电耦合到电流继电器 的输入，以及第一电气总线或第二电气总线；第一电压传感器和第一 电流传感器，被电耦合到输入端子，并且第一电压传感器和第一电流 传感器被可通信地耦合到微控制器单元，其中第一电压传感器测量在 输入端子处的电压，其中第一电流传感器测量在输入端子处的电流， 并且其中在确定由第一电压传感器所测量的电压超过第一阈值、或由 第一电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，微控制器单元指令电 流继电器断开，以将PDU从第一电气总线或第二电气总线断开连接。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，在第一信道集合和第二 信道集合的每个信道集合中，包括：第二电压传感器和第二电流传感 器，被电耦合到EMI滤波器的输出或继电器的输出，其中第二电压 传感器和第二电流传感器被可通信地耦合到微控制器单元，其中第二 电压传感器测量EMI在滤波器的输出处、或在继电器的输出处的电 压，其中第一电流传感器测量在EMI滤波器的输出处、或在继电器 的输出处的电流，并且其中在确定由第二电压传感器所测量的电压超 过第一阈值、或由第二电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，微 控制器单元指令电流继电器断开，以将PDU从第一电气总线或第二 电气总线断开连接。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，微控制器单元被配置为 向定位于车辆中的计算机发送消息，该消息包括由第一电压传感器或 第二电压传感器所测量的电压，或者该消息包括由第一电流传感器或 第二电流传感器所测量的电流，并且该消息包括PDU的标识符，该 PDU的微控制器单元发送了该消息。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，第一电桥单元和第二电 桥单元中的每个电桥单元包括：输入端子，被电耦合到第一电力设备 或第二电力设备的输出端子；输出端子，被电耦合到第一电气总线； 电气开关或继电器，被串联定位于电桥单元的输入端子与输出端子之 间；电流传感器，测量流经电气开关或继电器的电流量，或电压传感 器，测量在输入端子处的电压；以及微控制器单元，被可通信地耦合 到电气开关，以及电流传感器或电压传感器，其中微控制器单元被配 置为，响应于确定所测量的电流大于第一阈值、或所测量的电压大于 第二阈值，指令电气开关或继电器断开。
在第二示例性实施例的一些实现方式中，被配置为在以第二电压 在车辆上或车辆中操作的原始装备制造商(OEM)设备被电耦合到第 二电气总线。在第二示例性实施例的一些实现方式中，第一电力设备 包括交流发电机，其以第一电压生成电力；并且第二电力设备包括岸 电设备，被配置为在车辆停放时，从电连接器接收电力，并且将接收 的电力转换为第一电压。
在一些实现方式中，第二示例性实施例还包括第二交流发电机， 被电耦合到第三电桥单元，该第三电桥单元被配置为将第二交流发电 机电耦合到第三电气总线；以及第三交流发电机，被电耦合到第四电 桥单元，该第四电桥单元被配置为将第三交流发电机电耦合到第四电 气总线，其中第三电桥单元的输入端子被电耦合到第二交流发电机的 输出端子，其中第四电桥单元的输入端子被电耦合到第三交流发电机 的输出端子，并且两个或更多个BBU组还被配置为从第一电电力设 备或第二电电力设备，以及第二交流发电机和第三交流发电机接收电 力。
在又一示例性方面，上文所描述的方法以处理器可执行代码的形 式体现，并且被存储在计算机可读程序介质中。因此，计算机可读程 序存储介质可以在其上存储有代码，当该代码由处理器执行时，导致 处理器实现在本专利文件中所描述的方法。
在又一示例性实施例中，公开了一种图像处理装置或设备，其包 括处理器，该处理器被配置、或可操作以执行上文所描述的方法。
在附图、说明书和权利要求书中对上述和其他方面及其实现方式 进行了更详细的描述。
附图说明
图1示出了框图，其提供了用于车辆的示例性配电系统的概览。
图2示出了第一示例性配电系统，其包括两个备选车辆电源和四 个或更多个电池桥单元。
图3示出了第二示例性配电系统，其包括两个备选车辆电源和八 个或更多个电池桥单元。
图4示出了第三示例性配电系统，其包括两个备选车辆电源、一 个或多个附加车辆电源以及八个或更多个电池桥单元。
图5A示出了电池桥单元的示例性框图。
图5B示出了在四个电池桥单元中具有四个电芯平衡器单元的第 一示例性配电系统的一部分。
图5C示出了电芯平衡器单元的示例性框图。
图6示出了配电单元(PDU)的示例性框图。
图7示出了在车辆中包括的计算机或服务器的示例性框图。
图8示出了电桥单元的示例性框图。
图9示出了用于在车辆中提供电力的示例流程图。
具体实施方式
自主车辆的发展已经引起了上升的电力需求，以通过在这样的车 辆上的一个或多个计算机，来操作在这样的车辆上的相机和/或传感 器，以及对图像和/或传感器数据执行信号处理。总体上会开发车辆的 常规电力系统，以支持车辆的原始装备制造商(OEM)系统。因此， 常规车辆电力系统不支持操作在自主车辆中的各种附加设备所需的 安全水平、电力预算和复杂度。本专利文件描述了用于配电架构的几 个示例性实施例，其可以改善可靠性、冗余性、故障检测减轻、健康 状态监测以及电磁干扰(EMI)滤波。该示例性配电架构还可以结合 模块化设计，该模块化设计可以提供与较旧OEM系统(例如，以12 伏操作的OEM系统)的向后兼容性，可以向在车辆中便于自主驾驶 操作的设备(例如，以12伏和/或24伏操作的设备)供电，并且还可 以向新的、更高电压的系统(例如，以48伏操作的设备)供电。
本专利文件将首先在章节I中提供用于车辆的示例性配电系统的 概述。接下来，本专利文件在章节II中描述第一示例性配电系统，然 后在章节III中描述在示例性配电系统中被采用的电池桥单元。此后， 专利文件在章节IV中描述在示例性配电系统中被采用的配电单元。 最后，本专利文件分别在章节V和VI中描述第二示例性配电系统和 第三示例性配电系统。以下各个章节的示例标题用于帮助对所公开主 题的理解，并且不以任何方式限制所要求保护的主题的范围。因而， 一个示例章节的一个或多个特征可以与另一示例章节的一个或多个 特征组合。
I.示例性配电系统的概述
图1示出了框图，该框图提供了用于车辆的示例性配电系统100 的概览。示例性配电系统100包括至少四个部件集合：车辆电源 102a-102n、电桥单元104a-104n、配电单元106a-106n以及电池桥单 元108a-108n。车辆电源102a-102n产生输出电压，以操作在车辆中 的一个或多个设备。车辆电源102a-102n可以包括一个或多个交流发 电机和位于车辆中的岸电充电器。岸电充电器是可以包括具有半波二 极管或全波二极管整流器设计的变压器的设备，该变压器可以在车辆 被停放时，从标准电连接器接收电力(例如，120伏AC)，并且可 以将输入交流(AC)电压转换为输出直流(DC)电压，以操作在车 辆中的一个或多个设备。
车辆电源102a-102n被电耦合到对应电桥单元104a-104n，以使每 个车辆电源电耦合到电桥单元。每个电桥单元可以包括单极开关或固 态继电器，该单机开关或固态继电器可以由位于车辆中的车载计算机 中的电桥模块(图7中的725)控制。车辆电源的输出被电耦合到单 极开关或固态继电器的输入，并且单极开关或固态继电器的输出被电 耦合到电气总线，电池桥单元组被电耦合到该电气总线。每个电桥单 元还可以具有被电耦合到单极开关或固态继电器的输入的(多个)传 感器，其中(多个)传感器可以测量从相应车辆电源汲取的电压和/ 或电流。在每个电桥单元中，传感器被可通信地耦合到微控制器。如 在章节II中所进一步解释的，基于所测量的电压和/或电流值，在每 个电桥单元中的微控制器可以确定是否存在故障状态(例如，过电流 或欠电压)，以便微控制器可以指令单极开关或固态继电器断开，并 且将电力从配电单元106a-106n断开连接。
图8示出了电桥单元的示例框图。电桥单元800可以包括电气开 关或继电器805；电流传感器810，测量流经电气开关或继电器的电 流量。电桥单元800还可以包括电压传感器820，测量在电桥单元中 的端子(例如，被电耦合到电源的电桥单元的输入)的电压。电桥单 元800还包括微控制器815，该微控制器815被可通信地耦合到电气 开关或继电器，并且被可通信地耦合到电流传感器或电压传感器。微 控制器815被配置为，响应于确定所测量的电流大于第一阈值、或所 测量的电压大于第二阈值，指令电气开关或继电器断开。电桥单元800 还可以包括控制器区域网(CAN)控制器，通过该控制器区域网，位 于车辆中的车载计算机可以与电桥单元800通信。
在本专利文件中，术语“电耦合”可以包括直接或间接电耦合。 例如，直接电耦合可以包括当两个设备(例如，在图2中的204a和 208a)被电耦合到相同的电气总线(例如，210a)时的耦合，间接电 耦合可以包括当两个设备(例如，202a和208d)经由(多个)另一 设备(例如，208a和/或208b)电耦合时的耦合。
如在图1中示出的，至少两个电桥单元104a、104b的输入被分 别电耦合到至少两个电源102a、102b的输出。两个电桥单元104a、 104b的输出被电耦合，以便可以指令两个电桥单元104a、104b，以 在两个电源102a、102b中的一个电源之间进行选择，以向配电单元106a-106n输出电压。例如，当停放的车辆基于其从岸电充电器接收 功率而被接通时，电桥模块(在图7中的725)可以向电耦合到交流 发电机的电桥单元104a发送指令，以闭合其开关，并且电桥模块可 以向电耦合到岸电充电器的电桥单元104b发送指令，以断开其开关，使得交流发电机的功率输出可以被定向到配电单元106a-106n。在本 专利文件中的图2至图4中，以及在各个实施例中对车辆电源 102a-102n和电桥单元104a-104n的特征进行了进一步描述。
配电单元106a-106n被电耦合到电桥单元104a、104b和电池桥单 元，并且配电单元106a-106n从电桥单元104a、104b和电池桥单元接 收功率。配电单元106a-106n将电力定向到以不同电压操作的负载或 设备。在一些实施例中，每个配电单元可以包括EMI滤波器，用于 为在车辆上操作的电力敏感设备(例如，以太网开关)抑制电磁噪声。 在一些实施例中，每个配电单元还可以包括固态继电器，该固态继电 器可以由位于车辆中的车载计算机中的配电模块(在图7中的730) 控制。配电模块可以指令固态继电器接通或关断，从而对在车辆上的 开关设备提供电力或不提供电力。在本专利文件中的图6中，以及各 个实施例中，对配电单元106a-106n的特征进行了进一步描述。
如下文在图2至图4中进一步解释的，电池桥单元108a-108n被 布置在两个或更多个组中，其中每个组包括两个或更多个电池桥单 元。因此，电池桥单元108a-108n中的至少一些电池桥单元的一端被 电耦合到电桥单元104a、104b的输出和配电单元106a-106n的输入。 每个电池桥单元可以包括电池，该电池被制造为具有相同的充电容 量，并且被设计为以相同的标称电压或参考电压(例如，12伏)操作。 每个电池桥单元还可以包括电芯平衡器单元，其可以防止电池过度充 电；电流传感器和/或温度传感器，测量电池的电流量和/或温度；以 及安全断开连接开关，其一端被电耦合到电池的阳极端子，而另一端 被电耦合到车辆电源或另一电池桥单元。每个电池桥单元还可以包括 微控制器单元(MCU)，可以指令安全断开连接开关将电池从车辆电 源或另一电池桥单元断开连接。在本专利文件中的图5A中、和各个 实施例中，对包括电芯平衡器单元、安全断开连接开关和MCU的电 池桥单元108a-108n的特征进行了进一步描述。
电池桥单元108a-108n也被电耦合到OEM系统负载，使得电池 桥单元108a-108n的输出可以向在车辆上操作的OEM设备发送电力。 在一些实施例中，电池桥单元108a-108n被可选地电耦合到一个或多 个附加电桥单元104c-104n的输出，该一个或多个附加电桥单元104c-104n被分别电耦合到一个或多个附加车辆电源102c-102n。
图2至图4示出了三个示例性配电系统200、300、400，其描述 了车辆电源102a-102n、电桥单元104a-104n、配电单元106a-106n和 电池桥单元108a-108n的各种配置。
II.第一示例性配电系统实施例
图2示出了第一示例性配电系统200，其包括两个备选车辆电源 202a、202b和四个或更多个电池桥单元208a-208d。第一车辆电源202a 是生成并且输出24伏DC的交流发电机，而第二车辆电源202b是岸 电充电器，当车辆被停放时，并且在被连接到电气插座时，岸电充电 器可以备选地生成并且输出24伏DC。第一车辆电源202a的输出被 电耦合到第一电桥单元204a的输入，并且第二车辆电源202b的输出 被电耦合到第二电桥单元204b的输入。电桥单元也称为电桥设备。
每个电桥单元包括电流传感器和/或电压传感器，以及微控制器， 该微控制器监测车辆电源的输出的电气故障(例如，过电流、欠电流、 过电压和/或欠电压)。因此，两个电桥单元204a、204b分别监测如 在图2中利用虚线圆圈所指示的在车辆电源202a、202b的输出上的 电气故障。每个电桥单元还包括单极开关或固态继电器，该单极开关 或固态继电器被可通信地耦合到微控制器，并且由在每个电桥单元中 的微控制器独立地操作。单极开关或固态继电器被串联电耦合在电桥 单元的输入与输出之间。如果微控制器接收到由电压传感器和/或电流 传感器所测量的电压值和/或电流值，并且确定接收的电压值和/或电流值高于或低于(多个)参考电压阈值，和/或(多个)参考电流阈值， 则微控制器可以指令单极开关或固态继电器断开，以将车辆电源从配 电单元和电池桥单元断开连接。因此，在每个电桥单元中的微控制器、 电压传感器和/或电流传感器以及单极开关或固态继电器都可以被独 立地操作，以在故障事件中，将车辆电源从车辆的负载断开连接。
两个电桥单元204a、204b的输出被电耦合，使得由电桥模块(图 7中的725)可以指令两个电桥单元204a、204b，以在交流发电机或 岸充电器之间进行选择，以向配电单元206a-206b和OEM负载提供 输出电压。因此，两个电桥单元204a、204b将两个车辆电源202a、202b备选地、并且电气地耦合到第一配电单元206a、电池桥单元208a-208d(在图2中称为BBU)、第二配电单元206b以及OEM负 载。
两个电桥单元204a、204b的输出被电耦合到第一配电单元206a 的输入。当在两个电桥单元204a、204b中的任一电桥单元中的单极 开关或固态继电器被闭合时，第一电压(例如，24伏)被发送到第一 配电单元206a。作为示例，当在第一电桥单元204a中的单极开关或 固态继电器被闭合，而在第二电桥单元204b中的单极开关或固态继 电器被断开时，在交流发电机的输出处产生的第一电压(例如，24 伏)被发送到第一配电单元206a。第一配电单元206a可以包括如在 图6中所进一步描述的各种设备，以从车辆电源接收第一电压，并且 将第一电压输出到电耦合到第一配电单元206a的输出的设备集合， 其中该设备集合以第一电压操作。
两个电桥单元204a、204b备选地、并且电气地将两个车辆电源 202a、202b电耦合到电池桥单元208a-208d。电池桥单元208a-208d 被布置在串联连接的两个组中，每个组具有两个或更多个并联电耦合 的电池桥单元。电池组的每个电池组被串联连接到至少一个另一电池 组。在图2中，第一BBU(208a、208b)组直接相邻第二BBU(208c、 208d)组，并且与第二BBU(208c、208d)组串联。如在图2中示出 的，第一示例性配电系统200包括两个电池组，其中第一电池组 208a-208b中的每个电池的一端(在图5A中被示出为第一电端子512a)被电耦合到第一电气总线210a，其中第一电气总线210a也被 电耦合到两个电桥单元204a、204b的输出。第一电池组208a-208b 中的每个电池的另一端(在图5A中被示出为第二电端子512b)也被 电耦合到第二电气总线210b，其中第二电气总线210b也电耦合到第 二电池组208c-208d中的每个电池的第一电端子。第二电池组 208c-208d中的每个电池的第二电端子被电耦合到电接地。
在第一电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元208a-208b中 的、每个电池桥单元的相同的第一电端子电耦合到第一电气总线 210a，并且通过使两个或更多个电池桥单元208a-208b中的、每个电 池桥单元的相同的第二电端子电耦合到第二电气总线210b，两个或更 多个电池桥单元208a-208b被并联电耦合。在与第一电池组串联连接 的第二电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元208c-208d的、每 个电池桥单元的相同的第一电端子电耦合到第二电气总线210b，并且 通过使两个或更多个电池桥单元208c-208d中的每个电池桥单元的相 同的第二电端子电耦合到电接地，两个或更多个电池桥单元 208c-208d被并联电耦合。电池组还可以称为电池行。
四个或更多个电池桥单元208a-208d中的每个电池桥单元可以是 相同的，并且可以包括被制造为具有相同的充电容量和相同的标称或 参考电压(例如，12伏)的电池。因此，与第二电池组串联的第一电 池组在第一电气总线210a处产生或输出第一电压(例如，24伏)， 而第二电池组在第二电气总线210b处产生或输出第二电压(例如， 12伏)。第二电气总线210b、第二组两个或更多个电池208c-208d 的第一电端子以及第一电池组208a-208b的第二电端子被电耦合到第 二配电单元206b。配电单元206a、206b可以具有相同的架构，并且 在图6中被进一步描述。在一些实施例中，第二电气总线210b、第二 组两个或更多个电池208c-208d的第一电端子以及第一电池组 208a-208b的第二电端子也被电耦合到车辆的OEM设备(例如，卡车 音频、发动机控制器单元、起动器等)。
经由第二电气总线210b，将OEM负载和12伏负载耦合到电池 桥单元的一个或多个较低组是非常规但有利的技术特征。电耦合到两 个或更多个电池组中间的电池的OEM负载或12伏负载可以引起电池 具有不平衡充电状态。不平衡充电状态可以被描述为，在电池中的一 个电池已经放电到大于另一电池的水平之后，两个或更多个电池被充 电到不同的充电水平。在常规配电系统中，减轻电池不平衡的方式是 使OEM负载和12伏负载电耦合到电压转换器的输出，该电压转换器 从电桥单元204a接收24伏电压，并且将该24伏电压转换为12伏。 然而，这样的常规系统效率低下，这至少是因为电压转换器在将24 伏转换为12伏时效率低下，导致出现功率损耗。因此，经由第二电 气总线210b，将OEM负载和12伏负载电耦合到电池桥单元的技术 优势在于，与使用电压转换器的常规配电系统相比较，这可最小化功 率损耗量。更进一步地，如在章节III中描述的，电池桥单元的电气 设计包括电芯平衡器单元，当这样的电池被电耦合到车辆负载时，该 电芯平衡器单元可以减轻电池具有不平衡变化状态的情况。如图在 5A中示出的，可以实现在图2至图4中描述的每个电池桥单元。
下文对在章节II中所描述的配电系统架构进行了进一步描述。第 一示例性配电系统包括用于以第一电压在车辆中提供电力的第一器 件和第二器件；以及用于将用于将提供电力的第一器件或第二器件电 耦合到第一配电单元(PDU)(也称为配电设备(PDD))的第一器 件和第二器件。用于提供电力的第一器件可以是交流发电机，而用于 提供电力的第二器件可以是岸电设备。用于电耦合的第一器件可以包 括第一电桥单元，并且用于电耦合的第二器件可以包括第二电桥单 元。用于电耦合的第一器件和第二器件的相同端子被电耦合到第一电 气总线，该第一电气总线被电耦合到第一PDU的输入端子。第一PDU 被配置为向车辆中的以第一电压操作的第一设备集合提供电力。
第一示例性配电系统还包括两个或更多个器件组，其用于从用于 提供电力的第一器件或第二器件接收电力，并且两个或更多个器件组 用于以第一电压向车辆中的第一设备集合提供电力，并且两个或更多 个器件组用于以第二电压向第二设备集合提供电力。用于接收电力和 用于提供电力的器件的两个或更多个组可以包括两个或更多个BBU 组。用于接收电力和用于提供电力的每个器件包括：第一端子，被电 耦合到电池的阳极；电芯平衡器单元，被配置为在确定电池处于过充 电状态时，使电池放电，其中电芯平衡器的第一端被电耦合到第一端 子；第二端子，被电耦合到电池的阴极；以及第三端子，被电耦合到电芯平衡器单元的第二端。
在第一示例性配电系统中，用于接收电力和用于提供电力的器件 可以是电池桥单元(BBU)(也称为电池桥设备(BBD))。在第一 示例性配电系统中，在第一BBU组中的两个或更多个BBU的第一端 子被电耦合到第一电气总线，在第一BBU组中的两个或更多个BBU的第二端子被电耦合到第二电气总线，在第二BBU组中的两个或更 多个BBU的第一端子被电耦合到第二电气总线，在第二BBU组中的 两个或更多个BBU的第二端子被电耦合到电接地，并且在第一BBU 组和第二BBU组中的两个或更多个BBU的第三端子被电耦合到第一 电气总线。第一示例性配电系统还包括第二PDU，被电耦合到第二电 气总线，其中第二PDU被配置为向在车辆中的以第二电压操作的第 二设备集合提供电力。
III.电池桥单元
图5A示出了电池桥单元500的示例性框图，该电池桥单元500 可以被用于在图2至图4中示出的示例性配电系统中的两个或更多个 电池桥单元组。电池桥单元500的电气设计是有利的技术特征，这至 少是因为它可以允许将相同的电池桥单元用于在图2至图4中示出的 两个或更多个电池桥单元组。
电池桥单元500包括三个电端子。第一电端子510a被电耦合到 安全断开连接开关506的第一端，其中安全断开连接开关506的第二 端被电耦合到电池504的阳极端子。取决于电桥单元在图2至图4中 示出的两个或更多个组中的位置，第一电端子510a被电耦合到电桥 单元的输出、或被耦合到其他电池桥单元的第二电端子512b。例如， 在图2中，经由第一电气总线210a，电池桥单元208a的第一端子510a 被电耦合到电桥单元204a、204b的输出，并且经由第二电气总线 210b，电池桥单元208c的第一端子510a被电耦合到电池桥单元208a、 208b的第二电端子512b。针对图2至图4的三个示例性配电系统， 每个电池桥单元500，第三电端子512c可以将电芯平衡器单元502 的一端电耦合到第一电气总线(210a、310a、410a)，其中电桥单元 (204a和204b、302a和302b、或402a和402b)的输出电耦合到该第一电气总线(210a、310a、410a)。
电池桥单元500包括电池，被制造为具有充电容量，并且被设计 为以标称电压或参考电压(例如，12伏)操作。电池504的阳极端子 被电耦合到安全断连开关506的第二端，并且电池504的阴极端子被 电耦合到第二电端子512b。
电池桥单元500包括电芯平衡器单元502，被可通信地耦合到微 控制器单元(MCU)510。在确定电池504处于过充电状态时，电芯 平衡器单元502被作为电流源操作，以使电池504放电。图5C示出 了电芯平衡器单元502的示例性框图，该电芯平衡器单元502可以包 括可编程比较器530和切换转换器525，该切换转换器525可以防止 电池(例如，在图5A中的504)过充电。通常，电池的充电状态可 以至少是电池电压的函数。可编程比较器可以被用于确定电池是否在 过充电状态中。在第一示例性实施例中，MCU 510可以向可编程比较 器的第一输入提供可配置参考电压(例如，14.7伏)，并且可编程比 较器的第二输入被电耦合到电池504的阳极，以向第二输入提供电池 504两端的电压。可编程比较器的输出可以被电耦合到切换转换器的 输入，并且可编程比较器的输出可以被耦合到MCU 510。切换转换器的输出可以电耦合到第三电端子512c。
在第一示例性实施例中，如果可编程比较器确定电池电压超过参 考电压，则可编程比较器可以生成输出电压(例如，3.3伏)，其指 示电池电压超过参考电压。当由切换转换器的输入感测或接收时，与 过电压(或过充电)场景相关联的可编程比较器的输出电压接通切换 转换器。通过接通切换转换器，电芯平衡器单元作为电流源进行操作， 并且将过充电的电池放电到在车辆中的设备和其他电池桥单元所电 耦合的第一电气总线(图2中的210a、图3中的310a以及图4中的 410a)中。如果在电池504放电之后，可编程比较器确定电池电压小 于参考电压，则可编程比较器可以生成另一输出电压(例如，0伏)， 该输出电压关断切换转换器，以使电池504可以恢复充电。
在第二示例性实施例中，MCU 510可以向可编程比较器的第一输 入和第二输入提供两个可配置参考电压(例如，14.7伏和13.0伏)， 以采用磁滞充电/放电技术，并且可编程比较器的第三输入被电耦合到 电池504的阳极，以向第三输入提供电池504两端的电压。在第二示 例性实施例中，如果可编程比较器确定电池电压超过两个参考电压中 的较大电压(例如，14.7伏)，则可编程比较器可以生成输出电压(例 如，3.3伏)，当该输出电压由切换转换器的输入感测或接收时，该 输出电压接通切换转换器。如果在电池504放电之后，可编程比较器 确定电池电压小于两个参考电压中的较小电压(例如，13.0伏)，则 可编程比较器可以生成另一输出电压(例如，0伏)，该输出电压关 断切换转换器，以使电池504可以恢复充电。
由于每个电池桥单元的电芯平衡器单元的输出被电耦合到相同 的第一电气总线(在图2中的210a、在图3中的310a以及在图4中 的410a)，所以切换转换器可以是直流-直流(DC-DC)转换器，该 直流-直流(DC-DC)转换器可以由MCU 510基于电池桥模块在两个 或更多个组中的位置进行编程。例如，在图2中，电池桥单元顶部组 208a、208b各自包括电芯平衡器单元，该电芯平衡器单元包括切换转 换器，该切换转换器可以将来自电池的阳极的24伏转换为电接地的 24伏；以及电池桥单元底部组208c、208d各自包括电芯平衡器单元， 该电芯平衡器单元包括切换转换器，该切换转换器可以将来自电池的 阳极的12伏转换为电接地的24伏。在一些实施例中，可以对切换转 换器进行编程，以将12伏转换为48伏，将24伏转换为48伏，将48 伏转换为48伏，其中电池桥单元可以在如图3和图4中示出的第二 示例性配电系统300和第三示例性配电系统400中采用这样的可编程 切换转换器。
图5B示出了在四个电池桥单元中具有四个电芯平衡器单元的第 一示例性配电系统的一部分。为了便于描述，图5B的框图仅示出了 具有作为车辆电源的交流发电机、电桥单元和四个电池桥单元的第一 示例性配电系统的一部分。在图5B中描述的电芯平衡器单元的操作 可以被适用于附加电池桥单元。针对被串联连接在两个或更多个组中 的电池桥单元，在每个电池桥单元中都存在电芯平衡器单元是有利的 技术特征。当电池被串联连接在两个或更多个组中、并且当负载被电 耦合到一个或多个电池组时，存在电池过充电的风险，并且存在电池 具有充电不平衡状态的风险。每个电池桥单元中的电芯平衡器单元的益处之一在于，电芯平衡器单元可以通过最小化电池被过充电的场景 来延长电池寿命。
在以下示例中，对电芯平衡器单元的技术益处进行了进一步描 述。在图5B中，如果12伏车辆起动器OEM设备562汲取大量电流 以起动车辆，则在电池桥模块554中的电池可能不如在电池桥模块 556中的电池放电那么多地放电。因此，在车辆起动器已经汲取了用于其操作所需的电流之后，在电池桥模块556中的电池可能需要比在 电池桥模块554中的电池更多地充电，并且在电池桥模块556中的电 池可能具有比在电池桥模块554中的电池更低的电压。
在上述示例中，在两个电池桥单元554、556中的电池可以被同 时充电。由于电池的充电状态至少可以是电池的电压的函数，所以在 电池桥单元554中的电池可以具有比在电池桥单元556中的电池更高 的电压。在上述示例中，当对在电池桥单元554、556中的两个电池 充电时，在电池桥单元554中的电池的电压可以超过参考电压，而如 果如上所述地使用了磁滞技术，则在电池桥单元554中的电池的电压 可以低于相同参考电压或另一较低参考电压。当在电芯平衡器单元# 1中的可编程比较器接通或启用电芯平衡器单元#1中的切换转换器 时，该切换转换器使在电池桥单元554中的电池放电。然而，在电芯 平衡器单元#2中的可编程比较器关断或禁用在电芯平衡器单元#2 中的切换转换器，以便继续为在电池桥单元556中的电池充电。
如果在电芯平衡器单元#1中的可编程比较器确定如果如上文所 述地使用了磁滞技术，在电池桥单元554中的电池的电压低于参考电 压或另一较低的参考电压，则可编程比较器关断或禁用电芯平衡器# 1中的切换转换器，以便可以对在电池桥单元554中的电池充电。在 一些实施例中，在电池桥单元554中的电池的充电和放电过程可以继 续，使得可以对在电池桥单元556中的电池充电。在这样的实施例中， 在每个电池桥单元中的电芯平衡器单元可以对电池充电或使电池放 电，以使在两个或更多个组中的每个电池可以具有相同的充电状态或 在范围值(例如，介于13.5伏与14.0伏之间)内的充电状态。
在一些实施例中，在电池桥单元554中的电池的充电和放电的过 程可以通过平均在四个电池桥单元554-560中的电池的电压来确定。
在图5A中，电池桥单元500包括电流传感器和/或温度传感器508 以测量电池504的电流量和/或温度。电流传感器可以被电耦合到电池 508，并且温度传感器可以被热耦合到包括电池508的壳体。电流传 感器和/或温度传感器508被可通信地耦合到MCU 510，以便MCU 510可以基于由电流传感器和/或温度传感器508所测量的电流值和/ 或温度值来确定是否存在故障状态。安全断连开关506被可通信地耦 合到MCU 510。因此，当MCU确定存在故障状态(例如，过电流、 欠电流、过温度)时，MCU 510可以向安全断连开关506发送命令， 以断开电池504并且将电池504从车辆电源断开连接。例如，MCU 510 可以将由电流传感器所提供的、所测量的电流与可配置参考电流(例 如，15安)或参考电流范围(例如，5安至15安)进行比较。如果 MCU 510确定所测量的电流要么超过可配置参考电流、要么在参考电 流范围外侧，则MCU 510可以确定故障状态，并且向安全断连开关 506发送命令以断开。
如在图2至图4中示出的，由于在每个组中的电池桥单元被并联 连接，所以当一个电池桥单元的安全断连开关由于由在该电池桥单元 中的MCU检测到故障状态而断开时，其余电池桥单元仍可以继续操 作。因此，电池桥单元的架构是有利的技术特征，只要在每组上的至 少一个电池桥单元在其极限内操作，并且没有经历过故障状态，该架 构就可以允许示例性配电系统向各个负载提供电力。
在图5A中，在每个电池桥单元中的MCU 510可通信地耦合到位 于车辆中的车载计算机。例如，每个电池桥单元可以具有CAN控制 器，MCU 510可以通过该CAN控制器向车载计算机的CAN控制器 (在图7中的740)发送消息。在一些实施例中，如果在电池桥单元 中的MCU 510确定所测量的电流超过可配置参考电流、或者大于参 考电流范围内的最高电流值，则MCU 510可以向在车载计算机中的 健康模块(在图7中的735)发送指示具有电池桥单元的标识号(例 如，序列号)的过电流故障情形的消息。在一些实施例中，MCU 510 还可以发送指示所测量的电流要么小于可配置参考电流、要么小于参 考电流范围内的最低电流值的欠电流故障情形的消息。
MCU 510还可以将由温度传感器所提供的所测量的温度与可配 置参考高温(例如，85°F)或参考温度范围(例如，-40°F至85°F) 进行比较。因此，在一些实施例中，如果在电池桥单元中的MCU 510 确定所测量的温度超过可配置参考高温或者大于参考温度范围内的 最高温度值，则MCU 510可以向在车载计算机中的健康模块(在图7 中的735)发送具有电池桥单元的标识号(例如，序列号)的过温度 故障情形的消息。在一些实施例中，MCU510还可以发送指示所测量 的温度要么小于可配置参考低温、要么小于参考温度范围内的最低温 度值的欠温度故障情形的消息。
在一些实施例中，每个电池桥单元的MCU都可以向在车载计算 机中的健康模块提供健康信息。健康信息可以指示从特定电池桥单元 汲取的电流和/或电池桥单元的温度是否在参考值的范围内、还是小于 参考值。例如，健康信息可以是包括电池桥单元的标识符(例如，序 列号)以及所测量的电流值和/或温度值的消息，或者健康信息可以是 指出以“安全电流水平”和/或“安全温度水平”操作的电池桥单元的 消息。在示例实现方式中，MCU510可以向在车载计算机中的健康模 块周期性地(例如，每2秒)发送电池桥单元的健康信息。
IV.配电单元(PDU)
图6示出了可以用于在图2至图4中示出的示例性配电系统的 PDU 600的示例性框图。PDU 600的电气设计是有利的技术特征，这 至少是因为它可以允许将相同的PDU用于在图2至图4中示出的示 例性配电系统中。因此，PDU 600的各种部件可以被额定为以一个或多个电压(诸如12伏、24伏、48伏或更高)操作。
PDU 600从(多个)电桥单元和/或电池桥单元接收功率。如在图 2和图4中示出的，PDU被电耦合到电气总线，该电气总线被直接电 耦合到在电桥单元和电池桥单元中的任一个或多个。例如，在图2中， PDU 206a的输入端子电耦合到电气总线，该电气总线被直接耦合到 电桥单元204a、204b的输出，并且该电气总线被耦合到电池桥单元 208a-208d。在另一示例中，在图3中，PDU 306b的输入端子被电耦 合到电气总线，该电气总线被直接耦合到电池桥单元308c-308f，其 中电气总线间接电耦合到电桥单元304a、304b的输出。
PDU的输入端子被电耦合到在图6中表示为“VI”的电压传感器 和电流传感器。电压传感器和电流传感器(“VI传感器”)分别测 量相对于电接地的、在输入端子上的电压，以及在输入端子上的电流。 VI传感器被可通信地耦合到微控制器，以使VI传感器向微控制器提 供电流测量值和电压测量值。如果所测量的电流值或所测量的电压值 分别大于参考电流阈值或参考电压阈值，则微控制器可以确定是否存 在故障状态。如果微控制器确定所测量的电流/电压大于参考电流/电 压阈值，则微控制器可以指令电流继电器604断开，以将电桥单元和 /或电池桥单元从电耦合到PDU 600的(多个)电气设备断开连接。
PDU 600包括浪涌限制器606，被并联电耦合到电流继电器604。 浪涌限制器606可以在其输入处包括开关，该开关被电耦合到串联电 阻器，其中串联电阻器被电耦合到电容器组。当首先向PDU 600施加 电力时，在浪涌限制器606中的开关闭合，并且为电容器组充电。电 容器组被电耦合到在浪涌限制器中的模拟比较器。当模拟比较器确定 在电容器组两端的电压达到阈值电压时，模拟比较器生成输出，以指 示电流继电器604闭合其开关。通过使浪涌限制器606先充电，然后 闭合电流继电器604，PDU 600最小化电流继电器604的接触电弧的 改变。
在图6中，PDU 600包括第一未切换信道集合(信道1至信道N)， 其中未切换信道将电压和电流从其输入传送到其输出。PDU 600还包 括第二经切换信道集合(经切换信道S1至经切换信道S_N)，其中 如果由微控制器单元612指令在经切换信道中的固态继电器(在图6 中示出为“SSR”)闭合其继电器，则经切换信道将电压和电流从其 输入传送到其输出。PDU包括微控制器单元612，该微控制器单元612 被可通信地耦合到在经切换信道中的每个固态继电器。在每个PDU 中的微控制器单元612被可通信地耦合到位于车辆中的车载计算机中 的配电模块(在图7中的730)。在一些实施例中，配电模块可以向 微控制器单元612发送消息，以闭合和/或断开一个或多个固态继电 器。在示例实现方式中，由配电模块所发送的消息可以包括经切换信 道的标识符和闭合或断开被标识的经切换信道的固态继电器的指令。
未切换信道和经切换信道的前端包括保险丝和EMI滤波器。针对 每个未切换信道和经切换信道，保险丝的一端被电耦合到电流继电器 604和浪涌限制器606的输出，而保险丝的另一端被电耦合到EMI滤 波器的一端。EMI滤波器可以具有无源滤波器电路，该无源滤波器电 路可以包括L-C滤波器电路，该L-C滤波器电路被布置在D-Q网络 中以使谐振频率最小化。在每个信道中都存在EMI滤波器是有利的 技术特征，这至少是因为电力敏感的电气设备(例如，(多个)以太 网开关或LiDAR传感器)可以被电耦合到PDU。针对每个未切换信道，EMI滤波器的输出被电耦合到另一VI传感器(例如，608a)。 针对每个未切换信道，EMI滤波器的输出还被电耦合到电端子，一个 或多个负载可以被电耦合到该电端子。针对每个经切换信道，EMI滤 波器的输出被电耦合到固态继电器的输入，其中固态继电器的输出被 电耦合到另一VI传感器(例如，608c)和电端子两者，一个或多个 负载可以被电连接到该电端子。
在每个经切换信道和未切换信道中的另一VI传感器被可通信地 耦合到微控制器单元612。另一VI传感器测量在每个经切换信道或 未切换信道的输出上的电压和电流。另一VI传感器被可通信地耦合 到微控制器，以使另一VI传感器向微控制器提供电流测量值和电压 测量值。如果电流和/或电压测量大于参考电流阈值和/或参考电压阈 值，则微控制器可以确定是否存在故障状态。如果微控制器确定经测 量的电流/电压大于参考电流/电压阈值，则微控制器可以指令电流继 电器604断开，以将电桥单元和/或电池桥单元从电耦合到PDU 600 的(多个)电气设备断开连接。针对在输入端子处测量值的VI传感 器602和在EMI滤波器的输出处(用于未切换信道)或SSR的输出 处(用于经切换信道)测量值的VI传感器602，参考电流阈值和/或 参考电压阈值可以相同。在一些实施例中，如果微控制器确定所测量 的电流/电压大于用于经切换信道的参考电流阈值/参考电压阈值，则 微控制器可以指令固态继电器针对该信道断开而非断开电流继电器 604。
PDU 600包括温度传感器610，该温度传感器610可以被热耦合 到PDU 600的壳体。温度传感器610被可通信地耦合到微控制器单元 612，以使微控制器单元612可以基于由温度传感器610所测量的温 度值，来确定是否存在故障状态。当微控制器单元612确定存在故障 状态(例如，过温度)时，微控制器单元612可以向电流继电器604 发送命令，以断开(多个)电桥单元和/或电池桥单元，并且将(多个) 电桥单元和/或电池桥单元从被电耦合到PDU 600的(多个)电负载 断开连接。
微控制器单元612还可以将由温度传感器610所提供的所测量的 温度与可配置参考高温(例如，75°F)或参考温度范围(例如，-20°F 至75°F)进行比较。因此，在一些实施例中，如果在PDU 600中的 微控制器单元612确定所测量的温度超过可配置参考高温、或者大于 参考温度范围内的最高温度值，则微控制器单元612可以向在车载计 算机中的健康模块(图7中的735)发送指示具有PDU的标识号(例 如，序列号)的过温度故障情形。
在一些实施例中，每个PDU的微控制器单元都可以向在车载计 算机中的健康模块提供健康信息。健康信息可以指示PDU的电流、 电压和温度是否在参考值的范围内还是小于参考值。例如，健康信息 可以是包括PDU的标识符(例如，序列号)以及由VI传感器602、608a-608d所测量的电流和电压，和/或由温度传感器610所测量的温 度值的消息；或者健康信息可以是指出PDU是正以“安全电流水平”、 “安全电压水平”和/或“安全温度水平”操作的消息。在示例实现方 式中，微控制器单元612可以向在车载计算机中的健康模块周期性地 (例如，每5秒)发送PDU 600的健康信息。
V.第二示例性配电系统实施例
图3示出了第二示例性配电系统300，其包括两个备选车辆电源 302a、302b和八个或更多个电池桥单元308a-308h。第一车辆电源302a 是交流发电机，其生成并输出48伏DC；并且第二车辆电源302b是 岸电充电器，当车辆被停放时，在该岸电充电器被连接到电气插座时， 可以备选地生成并且输出48伏DC。第一车辆电源302a的输出被电 耦合到第一电桥单元304a的输入，而第二车辆电源302b的输出被电 耦合到第二电桥单元304b的输入。
两个电桥单元304a、304b中的每个电桥单元包括电压和/或电流 传感器、微控制器以及单极开关或固态继电器。电桥单元304a、304b 的各个部件的技术特征和操作与在章节II中针对电桥单元204a、204b 所描述的各个部件的技术特征和操作相同。在一些实施例中，可以在 三个示例性配电系统200、300、400中的电桥单元中使用相同的部件 和相同的电气设计。在这样的实施例中，电桥单元的各个部件可以被 额定为以一个或多个电压(例如，12伏、24伏、36伏、48伏和/或更 高电压)操作。
两个电桥单元304a、304b的输出被电耦合，使得由电桥模块(在 图7中的725)可以指令两个电桥单元304a、304b，以在交流发电机 或岸充电器之间进行选择，以向配电单元306a-306b和OEM负载提 供输出电压。因此，两个电桥单元304a、304b将两个车辆电源302a、302b备选地、并且电气地耦合到第一配电单元306a、电池桥单元 308a-308h、第二配电单元306b、第三配电单元306c以及OEM负载。
两个电桥单元304a、304b的输出被电耦合到第一配电单元306a 的输入。当在两个电桥单元304a、304b中的任一电桥单元中的单极 开关或固态继电器闭合时，第一电压(例如，48伏)被发送到第一配 电单元306a。作为示例，当在第一电桥单元304a中的单极开关或固 态继电器闭合，而在第二电桥单元304b中的单极开关或固态继电器 断开时，在交流发电机的输出处产生的第一电压(例如，48伏)被发 送到第一配电单元306a。第一配电单元306a可以包括如在图6中所 进一步描述的各种设备，以从车辆电源接收第一电压，并且将第一电 压输出到被电耦合到第一配电单元306a的输出的设备集合，其中该 设备集合以第一电压操作。
两个电桥单元304a、304b将两个车辆电源302a、302b备选地、 并且电气地耦合到电池桥单元308a-308h。电池桥单元308a-308h被 布置在串联连接的四个组中，每个组具有两个或更多个并联电耦合的 电池桥单元。每个电池组被串联连接到至少一个另一电池组。在图3 中，第一BBU组(308a、308b)直接相邻于第二BBU组(308c、308d) 并且第一BBU组(308a、308b)与第二BBU组(308c、308d)串联， 第二BBU组(308c、308d)直接相邻于第三BBU组(308e、308f)， 并且第二BBU组(308c、308d)与第三BBU组(308e、308f)串联， 依此类推。如在图3中示出的第二示例性配电系统300包括四个电池 组，其中第一电池组308a-308b中的每个电池的一端(在图5A中示 出为第一电端子512a)被电耦合到第一电气总线310a，其中第一电 气总线310a还被电耦合到两个电桥单元304a、304b的输出。第一电 池组308a-308b中的每个电池的另一端(在图5A中示出为第二电端 子512b)被电耦合到第二电气总线310b。第二电气总线310b还被电 耦合到第二电池组308c-308d中的每个电池的第一电端子。第二电池 组308c-308d中的每个电池的第二电端子被电耦合到第三电气总线 310c，该第三电气总线310c被电耦合到第三电池组308e-308f中的每 个电池的第一电端子。第三电池组308e-308f中的每个电池的第二电 端子被电耦合到第四电气总线310d，该第四电气总线310d被电耦合 到第四电池组308g-308h中的每个电池的第一电端子。并且，第四电 池组308g-308h中的每个电池的第二电端子被电耦合到电接地。
在第一电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元308a-308b中 的每个电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第一电气总线 310a，并且通过使两个或更多个电池桥单元308a-308b中的每个电池 桥单元的、相同的第二电端子电耦合到第二电气总线310b，两个或更 多个电池桥单元308a-308b被并联电耦合。在与第一电池组串联连接 的第二电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元308c-308d的每个 电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第二电气总线310b，并且 通过使两个或更多个电池桥单元308c-308d中的每个电池桥单元的、 相同的第二电端子电耦合到第三电气总线310c，两个或更多个电池桥 单元308c-308d被并联电耦合。在与第一电池组和第二电池组串联连 接的第三电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元308e-308f中的 每个电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第二电气总线310c， 并且使两个或更多个电池桥单元308e-308f中的每个电池桥单元的、 相同的第二电端子电耦合到第四电气总线310d，两个或更多个电池桥 单元308e-308f被并联电耦合。在与第一电池组、第二电池组和第三 电池组串联连接的第四电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元 308g-308h中的每个电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第四 电气总线310d，并且通过使两个或更多个电池桥单元308g-308h中的 每个电池桥单元的、相同的第二电端子电耦合到电接地，两个或更多 个电池桥单元308g-308h被并联电耦合。
八个或更多个电池桥单元308a-308h中的每个电池桥单元可以是 相同的，并且可以包括被制造为具有相同的充电容量和相同的标称或 参考电压(例如，12伏)的电池。因此，与第二电池组、第三电池组 和第四电池组串联的第一电池组在第一电气总线310a处产生或输出 第一电压(例如，48伏)；与第三电池组和第四电池组串联的第二电 池组在第二电气总线310b处产生或输出第二电压(例如，36伏)； 与第四电池组串联的第三电池组在第三电气总线310c处产生或输出 第三电压(例如，24伏)；并且第四电池组在第四电气总线310d处 产生或输出第四电压(例如，12伏)。
第三电气总线310c、第三电池组308e-308f的两个或更多个电池 的第一电端子，以及第二电池组308c-308d的第二电端子被电耦合到 第二配电单元306b。第四电气总线310d、第四电池组308g-308h的 两个或更多个电池的第一电端子、以及第三电池组308e-308f的第二 电端子被电耦合到第三配电单元306c。配电单元306a、306b、306c 可以具有相同的架构，并且在图6中被进一步描述。在一些实施例中， 第四电气总线310d、第四电池组308g-308h的两个或更多个电池的第 一电端子、以及第三电池组308e-308f的第二电端子也被电耦合到车 辆的OEM设备(例如，卡车音频、发动机控制器单元、起动器等)。 至少针对在章节II中所解释的原因，经由第三电气总线310c和第四 电气总线310d，OEM负载、12伏负载和24伏负载耦合到电桥单元 的一个或多个较低组是非常规但有利的技术特征。
VI.第三示例性配电系统实施例
图4示出了第三示例性配电系统400，其包括两个备选车辆电源 402a、402b；一个或多个附加车辆电源402c、402d；以及八个或更多 个电池桥单元408a-408h。车辆电源402a和一个或多个附加车辆电源 402c、402d可以是在车辆中操作的、分隔的交流发电机。因此，示例 性配电系统400可以包括至少三个车辆电源，其中至少两个交流发电 机可以在车辆上提供电力。例如，示例性配电系统400可以包括车辆 电源402a(可以输出48伏的交流发电机)、402b(可以输出48伏的 岸电设备)和402c(可以输出24伏的交流发电机)；或者示例性配 电系统400可以包括车辆电源402a、402b和402d(可以输出12伏的 交流发电机)；或者示例性配电系统400可以包括车辆电源402a、 402b、402c和402d。
第一车辆电源302a是第一交流发电机，生成并且输出48伏DC； 并且第二车辆电源302b是岸电充电器，当车辆被停放时，在岸电充 电器被连接到电气插座时，可以备选地生成并且输出48伏DC。第三 车辆电源302c是第二交流发电机，生成并且输出24伏DC；并且第四车辆电源302d是第三交流发电机，生成并且输出12伏DC。第一 车辆电源402a的输出被电耦合到第一电桥单元404a的输入，并且第 二车辆电源402b的输出被电耦合到第二电桥单元404b的输入，第一 车辆电源402c的输出被电耦合到第三电桥单元404c的输入，并且第四车辆电源402d的输出被电耦合到第四电桥单元404d的输入。
四个电桥单元404a-404d中的每个电桥单元包括电压和/或电流传 感器、微控制器以及单极开关或固态继电器。电桥单元404a-404d的 各个部件的技术特征和操作与在章节II中针对电桥单元204a、204b 所描述的各个部件的技术特征和操作相同。
两个电桥单元404a、404b的输出被电耦合，使得由电桥模块(在 图7中的725)可以指令两个电桥单元404a、，404b，以在交流发电 机或岸充电器之间进行选择，以向配电单元406a-406c和OEM负载 提供输出电压。因此，两个电桥单元404a、404b将两个车辆电源402a、402b备选地、并且电气地耦合到第一配电单元406a、电池桥单元 408a-408h、第二配电单元406b、第三配电单元406c以及OEM负载。
两个电桥单元404a、404b的输出被电耦合到第一配电单元406a 的输入。当在两个电桥单元404a、404b中的任一电桥单元中的单极 开关或固态继电器闭合时，第一电压(例如，48伏)被发送到第一配 电单元406a。作为示例，当在第一电桥单元404a中的单极开关或固 态继电器闭合，而第二电桥单元404b中的单极开关或固态继电器断 开时，在第一交流发电机的输出处产生的第一电压(例如，48伏)被 发送到第一配电单元406a。第一配电单元406a可以包括如在图6中 进一步描述的各种设备，以从车辆电源接收第一电压，并且将第一电 压输出到电耦合到第一配电单元406a的输出的设备集合，其中该设 备集合以第一电压操作。
第三电桥单元404c的输出被电耦合到第三电气总线410c，并且 第四电桥单元404d的输出被电耦合到第四电气总线410d。由电桥模 块(在图7中的725)可以独立地指令两个电桥单元404c、404d，以 向配电单元406b、406c和OEM负载提供一个或多个输出电压。因此， 电桥单元404c、404c中的任一个或两个电桥单元可以分别地、并且 电气地将车辆电源402c、402d中的任一或两个车辆电源耦合到第二 配电单元406b、电池桥单元408e-408h、第三配电单元406c和/或OEM 负载。
两个电桥单元404a、404b将两个车辆电源402a、402b备选地、 并且电气地耦合到电池桥单元408a-408h。更进一步地，电桥单元 404c、404d可以将车辆电源402c、402c电耦合到电池桥单元 408e-408h。电池桥单元408a-408h被布置在串联连接的四个组中，每 个组具有两个或更多个并联电耦合的电池桥单元。每个电池组被串联 连接到至少一个另一电池组。在图4中，第一BBU组(408a、408b) 直接相邻第二BBU组(408c、408d)，并且第一BBU组(408a、408b) 与第二BBU组(408c、408d)串联，第二BBU组(408c、408d)组 直接相邻第三BBU组(408e、408f)，并且第二BBU组(408c、408d) 组与第三BBU组(408e、408f)串联，依此类推。如在图4中示出 的，第二示例性配电系统400包括四个电池组，其中第一电池组 408a-408b中的每个电池的一端(在图5A中示出为第一电端子512a) 被电耦合到第一电气总线410a，其中第一电气总线410a还被电耦合 到两个电桥单元404a、404b的输出。第一电池组408a-408b中的每个 电池的另一端(在图5A中示出为第二电端子512b)还被电耦合到第 二电气总线410b。第二电气总线410b也被电耦合到第二电池组 408c-408d中的每个电池的第一电端子。第二电池组408c-408d中的 每个电池的第二电端子被电耦合到第三电气总线410c，该第三电气总 线410c被电耦合到第三电池组408e-408f中的每个电池的第一电端子。第三电池组408e-408f中的每个电池的第二电端子被电耦合到第 四电气总线410d，该第四电气总线410d被电耦合到第四电池组 408g-408h中的每个电池的第一电端子。并且，第四电池组408g-408h 中的每个电池的第二电端子被电耦合到电接地。
在一些实施例中，两个电桥单元404c、404d可以分别被电耦合 到第三电气总线410c和第四电气总线410d。在使用24伏交流发电机 或12伏交流发电机的一些实施例中，电桥单元404c被电耦合到第三 电气总线410c，或者电桥单元404d被电耦合到第四电气总线410d。
在第一电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元408a-408b中 的每个电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第一电气总线410a，并且通过使两个或更多个电池桥单元408a-408b中的每个电池 桥单元的、相同的第二电端子电耦合到第二电气总线410b，两个或更 多个电池桥单元408a-408b被并联电耦合。在与第一电池组串联连接 的第二电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元408c-408d的每个 电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第二电气总线410b，并且 通过使两个或更多个电池桥单元408c-408d中的每个电池桥单元的、 相同的第二电端子电耦合到第三电气总线410c，两个或更多个电池桥 单元408c-408d被并联电耦合。在与第一电池组和第二电池组串联连 接的第三电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元408e-408f中的 每个电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第二电气总线410c， 并且使两个或更多个电池桥单元408e-408f中的每个电池桥单元的相 同的第二电端子电耦合到第四电气总线410d，两个或更多个电池桥单 元408e-408f被并联电耦合。在与第一电池组、第二电池组和第三电 池组串联连接的第四电池组中，通过使两个或更多个电池桥单元 408g-408h中的每个电池桥单元的、相同的第一电端子电耦合到第四 电气总线410d，并且通过使两个或更多个电池桥单元408g-408h中的 每个电池桥单元的、相同的第二电端子电耦合到电接地，两个或更多 个电池桥单元408g-408h被并联电耦合。
八个或更多个电池桥单元408a-408h中的每个电池桥单元可以是 相同的，并且可以包括被制造为具有相同的充电容量和相同的标称或 参考电压(例如，12伏)的电池。因此，与第二电池组、第三电池组 和第四电池组串联的第一电池组在第一电气总线410a处产生或输出 第一电压(例如，48伏)；与第三电池组和第四电池组串联的第二电 池组在第二电气总线410b处产生或输出第二电压(例如，36伏)； 与第四电池组串联的第三电池组在第三电气总线410c处产生或输出 第三电压(例如，24伏)；并且第四电池组在第四电气总线410d处 产生或输出第四电压(例如，12伏)。
第三电气总线410c、第三电池组408e-408f的两个或更多个电池 的第一电端子、以及第二电池组408c-408d的第二电端子被电耦合到 第二配电单元406b。第四电气总线410d、第四电池组408g-408h的 两个或更多个电池的第一电端子、以及第三电池组408e-408f的第二 电端子被电耦合到第三配电单元406c。配电单元406a、406b、406c 可以具有相同的架构，并且在图6中被进一步描述。在一些实施例中， 第四电气总线410d、第四电池组408g-408h的两个或更多个电池的第 一电端子、以及第三电池组408e-408f的第二电端子也被电耦合到车 辆的OEM设备(例如，卡车音频、发动机控制器单元、起动器等)。 至少针对在章节II中所解释的原因，经由第三电气总线310c和第四 电气总线310d，将OEM负载、12伏负载和24伏负载耦合到电桥单 元的一个或多个较低组是非常规但有利的技术特征。
下文对在章节V和VI中所描述的配电系统架构进行了进一步描 述。第二示例性配电系统和第三示例性配电系统中的每个示例性配电 系统均包括用于以第一电压在车辆中提供电力的第一器件和第二器 件(例如，第一电力设备和第二电力设备)，该第一器件和第二器件； 以及用于将用于提供电力的第一器件或第二器件电耦合到第一配电 单元(PDU)的第一器件和第二器件(例如，第一电桥单元和第二电 桥单元)。用于电耦合的第一器件和第二器件的相同端子被电耦合到 第一电气总线，该第一电气总线被电耦合到第一PDU的输入端子。 第一PDU被配置为向车辆中的以第一电压操作的第一设备集合提供 电力。
第二示例性配电系统和第三示例性配电系统中的每个示例性配 电系统包括两个或更多个器件组，用于从用于提供电力的以及用于以 第一电压向车辆中的第一设备集合提供电力、并且用于以第二电压向 第二设备集合提供电力的第一器件或第二器件接收电力。用于接收电 力的器件和用于提供电力的器件的两个或更多个组可以包括两个或 更多个BBU组。用于接收电力和用于提供电力的每个器件包括第一 端子，被电耦合到电池的阳极；电芯平衡器单元，被配置为在确定电 池处于过充电状态时，使电池放电，其中电芯平衡器的第一端被电耦 合到第一端子；第二端子，被电耦合到电池的阴极；以及第三端子， 被电耦合到电芯平衡器单元的第二端。
在第二示例性配电系统和第三示例性配电系统中，用于接收电力 和用于提供电力的器件可以是电池桥单元(BBU)。第二示例性配电 系统和第三示例性配电系统中的每个示例性配电系统包括：在第一 BBU组中的两个或更多个BBU的第一端子，被电耦合到第一电气总 线；在第一BBU组中的两个或更多个BBU的第二端子，被电耦合到 第二电气总线；在第二BBU组中的两个或更多个BBU的第一端子， 被电耦合到第二电气总线；在第二BBU组中的两个或更多个BBU的 第二端子，被电耦合到第三电气总线；在第三BBU组中的两个或更 多个BBU的第二端子，被电耦合到第四电气总线；在第四BBU组中 的两个或更多个BBU的第一端子，被电耦合到第四电气总线，在第 四BBU组中的两个或更多个BBU的第二端子，电耦合到电接地；并 且在第一BBU组、第二BBU组、第三BBU组和第四BBU组中的两 个或更多个BBU的第三端子被电耦合到第一电气总线。
第二示例性配电系统和第三示例性配电系统中的每个示例性配 电系统均包括第二PDU，被电耦合到第三电气总线，其中第二PDU 被配置为向在车辆中的以第二电压操作的第二设备集合提供电力。第 二示例性配电系统和第三示例性配电系统中的每个示例性配电系统 均包括第三PDU，被电耦合到第四电气总线，其中第三PDU被配置 为向在车辆中的以第三电压操作的第三设备集合提供电力。
图7示出了在车辆中包括的计算机或服务器700的示例性框图。 计算机700包括至少一个处理器710和其上存储有指令的存储器705。 在由处理器710执行时，该指令将计算机700配置为执行如在图1至 图6中所描述的、针对各个模块所描述的操作和/或在本专利文件的各 个实施例或各个章节中针对模块描述的操作。
图9示出了用于在车辆中提供功率的示例流程图。操作902包括： 通过电力设备，以第一电压向在车辆中的配电设备(PDD)提供电力。 操作904包括：使用PDD向在车辆中的以第一电压操作的第一设备 集合提供电力。操作906包括：通过电力设备向两个或更多个电池桥 设备(BBD)组提供电力，其中经由PDD，两个或更多个BBD组以 第一电压向第一设备集合提供电力，其中一个或多个BBD组以第二 电压向在车辆中的第二设备集合提供电力，并且其中一个BBD组被 串联电耦合到另一个BBD组。
在一些实施例中，每个BBD包括电池，并且其中图9的方法还 包括：在确定电池处于过充电状态时，通过每个BBD，使电池放电。 在一些实施例中，图9的方法还包括：针对每个BBD，在确定从电池 汲取的所测量的电流量大于第一阈值、或确定BBD的所测量的温度大于第二阈值时，将电池从电源断开连接。在一些实施例中，图9的 方法还包括：向位于车辆中的计算机发送消息，其中该消息包括所测 量的电流量、或所测量的温度，并且该消息包括发送了该消息的BBD 的标识符。
在图9的方法的一些实施例中，针对每个BBD，通过以下各项确 定电池处于过充电状态：当确定在电池两端的电压大于一个或多个参 考电压的最高值时，生成输出电压；以及响应于生成输出电压，使电 池放电。在一些实施例中，图9的方法还包括：当确定在电池两端的 电压小于一个或多个参考电压的最低值时，通过每个BBD生成另一 电压；以及响应于生成另一电压，使电池充电。在一些实施例中，图 9的方法还包括：当确定由在PDD上或在PDD中的温度传感器所测 量的温度值超过阈值时，将PDD从电力设备和两个或更多个BBD组断开连接；或者当确定由在PDD中的电压传感器所测量的电压超过 第一阈值、或由在PDD中的电流传感器所测量的电流超过第二阈值 时，将PDD从电力设备和两个或更多个BBD组断开连接。
另一示例实施例公开了配电系统，该配电系统包括位于车辆上或 车辆中的第一电力设备和第二电力设备，其中第一电力设备或第二电 力设备被配置为，以第一电压向车辆中的第一配电设备(PDD)提供 电力，其中第一PDD被配置为向车辆中的以第一电压操作的第一设 备集合提供电力；以及两个或更多个电池桥设备(BBD)组，被配置 为从第一电力设备或第二电力设备接收电力，其中两个或更多个BBD 组被配置为经由第一PDD，以第一电压向第一设备集合提供电力，其 中一个或多个BBD组被配置为，以第二电压向车辆中的第二设备集 合提第二电压的电力，并且其中一个BBD组被串联电耦合到另一个 BBD组。
在一些实施例中，每个BBD包括电池和电芯平衡器，该电池和 电芯平衡器被配置为，在确定电池处于过充电状态时，使电池放电。 在一些实施例中，每个BBD还包括：电气开关，被电耦合到电池的 阳极；微控制器；电流传感器，测量从电池汲取的电流量；以及温度传感器，测量电池的温度，其中微控制器被可通信地耦合到电气开关、 温度传感器和电流传感器，并且其中微控制器被配置为，响应于确定 从电池汲取的所测量的电流量大于第一阈值、或所测量的温度大于第 二阈值，指令电气开关断开。
在一些实施例中，在每个BBD中，电芯平衡器包括直流-直流 (DC-DC)转换器，被电耦合到比较器，其中在每个BBD中，微控 制器被可通信地耦合到比较器的一个或多个输入，并且比较器的第二 输入被电耦合到电池的阳极，其中微控制器被配置为向比较器的一个或多个输入发送一个或多个参考电压，其中比较器被配置为，当确定 在电池两端的电压大于一个或多个参考电压的最高值时，生成输出电 压，并且其中DC-DC转换器被配置为在感测到输出电压时接通 DC-DC转换器，以使电池放电。在一些实施例中，配电系统还包括 第二PDD，被电耦合到在两个相邻BBD组之间的电气总线，其中一 个或多个BBD组被配置为经由第二PDD，以第二电压向车辆的第二 设备集合提供电力。
在一些实施例中，第一PDD和第二PDD中的每个PDD包括： 第一继电器；温度传感器，被可通信地耦合到微控制器，其中微控制 器被配置为，当确定由温度传感器所测量的温度值超过阈值时，指令 第一继电器断开，以将PDD从第一电力设备、第二电力设备以及两个或更多个BBD组断开连接。在一些实施例中，第一PDD和第二 PDD中的每个PDD包括：第一电压传感器和第一电流传感器，该第 一电压传感器和第一电流传感器被电耦合到在PDD中的端子，并且 被可通信地耦合到微控制器，并且其中微控制器被配置为，在确定由 第一电压传感器所测量的电压超过第一阈值时、或由第一电流传感器 所测量的电流超过第二阈值时，指令第一继电器断开，以将PDD从 第一电力设备和第二电力设备、或两个或更多个BBD组断开连接。
在一些实施例中，第一PDD和第二PDD中的每个PDD包括第 一信道集合和第二信道集合，其中第一信道集合中的每个信道包括： 第一电磁干扰(EMI)滤波器，被电耦合到第一设备集合、或第二设 备集合中的至少一些设备；并且其中第二信道集合中的每个信道包括：第二EMI滤波器；第二继电器，被电耦合到第二EMI滤波器以 及第一设备集合、或第二设备集合中的至少一些设备；以及微控制器， 被可通信地耦合到第二继电器，其中微控制器被配置为，指令第二继 电器接通，以对第一设备集合或第二设备集合中的至少一些设备供电。在一些实施例中，第一信道集合和第二信道集合中的每个信道集 合包括：第二电压传感器和第二电流传感器，被电耦合到第一EMI 滤波器或第二EMI滤波器，并且该第二电压传感器和第二电流传感 器被电耦合到第一继电器或第二继电器，其中第二电压传感器和第二 电流传感器被可通信地耦合到微控制器，并且其中微控制器被配置为 在确定由第二电压传感器所测量的电压超过第一阈值、或由第二电流 传感器所测量的电流超过第二阈值时，指令第一继电器或第二继电器 断开。
在一些实施例中，车辆包括第三设备集合，该第三设备集合被配 置为以第二电压在车辆上或在车辆中操作，其中第三设备集合被电耦 合到在两个相邻BBD组之间的电气总线，并且其中第三设备集合不 经由第二PDD电耦合到电气总线。在一些实施例中，第一电力设备 和第二电力设备分别被配置为，经由第一电桥设备和第二电桥设备向 第一PDD提供电力，并且其中第一电桥设备和第二电桥设备中的每 个电桥设备包括电气开关或继电器；电流传感器，测量流经电气开关 或继电器的电流，或电压传感器，测量端子的电压；以及微控制器， 被可通信地耦合到电气开关或继电器，并且被可通信地耦合到电流传 感器或电压传感器，其中微控制器被配置为，响应于确定所测量的电 流大于第一阈值、或所测量的电压大于第二阈值，指令电气开关或继 电器断开。在一些实施例中，第一电力设备包括交流发电机，被配置 为以第一电压生成电力。在一些实施例中，第二电力设备包括岸电设备，被配置成当车辆被停放时，从电连接器接收电力，并且将所接收 的电力转换为第一电压。
在一些实施例中，BBD的微控制器被配置为，向位于车辆中的计 算机发送消息，该消息包括所测量的电流量或所测量的温度，并且该 消息包括BBD的标识符，该BBD的微控制器发送了消息。在一些实 施例中，BBD的比较器被配置为，当确定在电池两端的电压小于一个 或多个参考电压的最低值时，生成另一电压，并且其中DC-DC转换 器在感测到另一电压时，关断DC-DC转换器，以使电池充电。
在一些实施例中，PDD的微控制器被配置为，向位于车辆中的计 算机发送消息，其中消息包括由第一电压传感器或第二电压传感器所 测量的电压，或者消息包括由第一电流传感器或第二电流传感器所测 量的电流，并且其中消息包括PDD的标识符，该PDD的微控制器发 送了该消息。在一些实施例中，两个或更多个BBD组还被配置为， 以第三电压向车辆中的第四设备集合提供电力。在一些实施例中，第 三PDD被电耦合到两个相邻BBD组之间的另一电气总线，其中第三 PDD配置为，向车辆中的以第三电压操作的第四设备集合提供电力。
在一些实施例中，两个或更多个交流发电机被电耦合到两个或更 多个BBD组，其中每个交流发电机被电耦合到在两个相邻BBD组之 间的不同电气总线，并且其中每个交流发电机被配置为，提供不同电 压的电力。在一些实施例中，两个或更多个交流发电机被配置为，经 由两个或更多个电桥设备，向两个或更多个BBD组提供电力，并且 其中每个电桥设备包括：电气开关或继电器；电流传感器，测量流经 电气开关或继电器的电流量，或电压传感器，测量端子的电压；以及 微控制器，被可通信地耦合到电气开关或继电器，以及电流传感器或 电压传感器，其中微控制器被配置为，响应于确定所测量的电流大于 第一阈值、或所测量的电压大于第二阈值，指令电气开关或继电器断 开。
在本文中，术语“示例性”用于意指“……的示例”，并且除非 另有说明，否则并不暗示理想实施例或优选实施例。在本专利文件中， 微控制器或微控制器单元可以被实现为，可配置可编程逻辑器件 (CPLD)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA) 器件。
在方法或过程的一般背景中，对本文所描述的实施例中的一些实 施例进行了描述，这些方法或过程可以在一个实施例中通过在计算机 可读介质中实施的计算机程序产品来实现，该计算机程序产品包括由 联网环境中的计算机所执行的、诸如程序代码的计算机可执行指令。 计算机可读介质可以包括可移除存储设备和不可移除存储设备，包括 但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘 (CD)、数字通用光盘(DVD)等。因此，计算机可读介质可以包 括非暂态存储介质。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特 定抽象数据类型的：例程、程序、对象、部件、数据结构等。计算机 可执行指令或处理器可执行指令、关联的数据结构、以及程序模块代 表用于执行本文所公开的方法的步骤的程序代码的示例。这样的可执 行指令、或关联的数据结构的特定序列代表用于实现在这种步骤或过 程中描述的功能的对应动作的示例。
使用硬件电路、软件或其组合，所公开的实施例中的一些实施例 可以被实现为设备或模块。例如，硬件电路实现方式可以包括例如作 为印刷电路板的一部分集成的、离散的模拟部件和/或数字部件。备选 地或附加地，所公开的部件或模块可以被实现为专用集成电路(ASIC) 和/或实现为现场可编程门阵列(FPGA)设备。一些实现方式可以附 加地或备选地包括数字信号处理器(DSP)，其是具有针对与本申请 所公开的功能相关联的数字信号处理的操作需求而优化的架构的专 用微处理器。同样，在每个模块内的各种部件或子部件可以以软件、 硬件或固件来实现。在模块和/或在该模块内的部件之间的连接可以使 用在本领域中已知的连接方法、和在介质中的任一种来提供，该连接 包括但不限于在使用适当的协议的因特网、有线网络或无线网络上的 通信。
虽然该专利文件包含许多细节，但是这些细节不应被理解为对所 要求保护的发明的范围或者可以要求保护的主题的限制，而是应该被 理解为针对本发明的特定实施例的具体特征的说明。本专利文件中， 在单独实施例的背景中描述的某种特征还可以在单个实施例中被组 合地实现。相反地，在单个实施例的背景中描述的各种特征还可以以 分隔的多个实施例或任何适当的子组合来实现。而且，尽管特征可能 在上文被描述为以某种组合发挥作用，并且甚至最初所要求保护为这 样，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在某些情况下 从该组合中切除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的 变型。同样，虽然操作在附图中以特定次序进行了描绘，但这不应理 解为要求这种操作以所示出的特定次序、或以顺序次序执行，或者执 行所有图示的操作，以实现期望结果。
仅对数个实现方式和示例进行了描述，并且可以基于在本公开中 描述和说明的内容来做出其他实现方式、增强和变化。

Claims (20)

1.一种配电系统，包括：
第一电力设备和第二电力设备，位于车辆上或所述车辆中，
其中所述第一电力设备或所述第二电力设备被配置为，以第一电压向在所述车辆中的第一配电设备PDD提供电力，
其中所述第一PDD被配置为，向在所述车辆中的、以所述第一电压操作的第一设备集合提供电力；以及
两个或更多个电池桥设备BBD组，被配置为从所述第一电力设备或所述第二电力设备接收电力，
其中所述两个或更多个BBD组被配置为，经由所述第一PDD，以所述第一电压向所述第一设备集合提供电力，
其中一个或多个BBD组被配置为，以第二电压向在所述车辆中的第二设备集合提供电力，以及
其中一个BBD组被串联电耦合到另一个BBD组。
2.根据权利要求1所述的配电系统，其中每个BBD包括电池和电芯平衡器，所述电芯平衡器被配置为在确定所述电池处于过充电状态时，使所述电池放电。
3.根据权利要求2所述的配电系统，
其中每个BBD还包括：
电气开关，电耦合到所述电池的阳极，
微控制器，
电流传感器，测量从所述电池汲取的电流量，以及
温度传感器，测量所述电池的温度；
其中所述微控制器被可通信地耦合到所述电气开关、所述温度传感器和所述电流传感器；以及
其中所述微控制器被配置为，响应于确定从所述电池汲取的所测量的电流量大于第一阈值、或所测量的温度大于第二阈值，指令所述电气开关断开。
4.根据权利要求2所述的配电系统，
其中在每个BBD中，所述电芯平衡器包括直流-直流DC-DC转换器，所述DC-DC转换器被电耦合到比较器；
其中在每个BBD中，所述微控制器被可通信地耦合到所述比较器的一个或多个输入，并且所述比较器的第二输入被电耦合到所述电池的阳极；
其中所述微控制器被配置为，向所述比较器的一个或多个输入发送一个或多个参考电压；
其中所述比较器被配置为，当确定在所述电池两端的电压大于所述一个或多个参考电压的最高值时，生成输出电压；以及
其中所述DC-DC转换器被配置为，在感测到所述输出电压时，接通所述DC-DC转换器，以使所述电池放电。
5.根据权利要求1所述的配电系统，还包括：
第二PDD，被电耦合到在两个相邻BBD组之间的电气总线，其中所述一个或多个BBD组被配置为，经由所述第二PDD，以所述第二电压向在所述车辆中的所述第二设备集合提供电力。
6.根据权利要求5所述的配电系统，其中所述第一PDD和所述第二PDD中的每个PDD包括：
第一继电器；
温度传感器，可通信地耦合到微控制器，
其中所述微控制器被配置为，在确定由所述温度传感器所测量的温度值超过阈值时，指令所述第一继电器断开，以将PDD从所述第一电力设备、所述第二电力设备以及所述两个或更多个BBD组断开连接。
7.根据权利要求6所述的配电系统，其中所述第一PDD和所述第二PDD中的每个PDD包括：
第一电压传感器和第一电流传感器，被电耦合到PDD中的端子，并且所述第一电压传感器和所述第一电流传感器可通信地耦合到所述微控制器；以及
其中所述微控制器被配置为，在确定由所述第一电压传感器所测量的电压超过第一阈值时、或由所述第一电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，指令所述第一继电器断开，以将所述PDD从所述第一电力设备和所述第二电力设备、或从所述两个或更多个BBD组断开连接。
8.根据权利要求6所述的配电系统，
其中所述第一PDD和所述第二PDD中的每个PDD包括第一信道集合和第二信道集合，
其中所述第一信道集合中的每个信道包括：
第一电磁干扰EMI滤波器，电耦合到所述第一设备集合或所述第二设备集合中的至少一些设备；以及
其中所述第二信道集合中的每个信道包括：
第二EMI滤波器，
第二继电器，电耦合到所述第二EMI滤波器和所述第一设备集合或所述第二设备集合中的至少一些设备，以及
所述微控制器，可通信地耦合到所述第二继电器，其中所述微控制器被配置为，指令所述第二继电器接通，以向所述第一设备集合或所述第二设备集合中的至少一些设备供电。
9.根据权利要求8所述的配电系统，其中所述第一信道集合和所述第二信道集合中的每个信道集合包括：
第二电压传感器和第二电流传感器，被电耦合到所述第一EMI滤波器或所述第二EMI滤波器，并且所述第二电压传感器和所述第二电流传感器被电耦合到所述第一继电器或所述第二继电器；
其中所述第二电压传感器和所述第二电流传感器可通信地耦合到所述微控制器；以及
其中所述微控制器被配置为，在确定由所述第二电压传感器所测量的电压超过所述第一阈值、或由所述第二电流传感器所测量的电流超过所述第二阈值时，指令所述第一继电器或所述第二继电器断开。
10.根据权利要求5所述的配电系统，
其中所述车辆包括第三设备集合，所述第三设备集合被配置为以所述第二电压在所述车辆上或在所述车辆中操作；
其中所述第三设备集合被电耦合到在两个相邻BBD组之间的所述电气总线，以及
其中所述第三设备集合不经由所述第二PDD电耦合到所述电气总线。
11.根据权利要求1所述的配电系统，
其中所述第一电力设备和所述第二电力设备分别被配置为，经由第一电桥设备和第二电桥设备，向所述第一PDD提供电力，以及
其中所述第一电桥设备和所述第二电桥设备中的每个电桥设备包括：
电气开关或继电器，
电流传感器，测量流经所述电气开关或所述继电器的电流量，或电压传感器，测量端子的电压，以及
微控制器，被可通信地耦合到所述电气开关或所述继电器，并且被可通信地耦合到所述电流传感器或所述电压传感器，
其中所述微控制器被配置为，响应于确定所测量的电流大于第一阈值、或所测量的电压大于第二阈值，指令所述电气开关或所述继电器断开。
12.根据权利要求1所述的配电系统，其中所述第一电力设备包括交流发电机，所述交流发电机被配置为，以所述第一电压生成电力。
13.根据权利要求1所述的配电系统，其中所述第二电力设备包括岸电设备，所述岸电设备被配置为，在所述车辆被停放时，从电连接器接收电力，并且将所接收的电力转换为所述第一电压。
14.一种提供电力的方法，包括：
通过电力设备，以第一电压向在车辆中的配电设备PDD提供电力；
使用所述PDD，向所述车辆中的以所述第一电压操作的第一设备集合提供电力；以及
通过所述电力设备，向两个或更多个电池桥设备BBD组提供电力，
其中所述两个或更多个BBD组经由所述PDD，以所述第一电压向所述第一设备集合提供电力，
其中一个或多个BBD组以所述第二电压向在所述车辆中的第二设备集合提供电力，以及
其中一个BBD组串联电耦合到另一个BBD组。
15.根据权利要求14所述的方法，
其中每个BBD包括电池，以及
其中所述方法还包括：
在确定所述电池处于过充电状态时，通过每个BBD使所述电池放电。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
针对每个BBD，在确定从所述电池汲取的所测量的电流量大于第一阈值、或所述BBD的所测量的温度大于第二阈值时，将所述电池与电力断开连接。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
向位于所述车辆中的计算机发送消息，
其中所述消息包括所测量的电流量或所测量的温度，以及
其中所述消息包括发送所述消息的BBD的标识符。
18.根据权利要求15所述的方法，其中针对每个BBD，通过以下项确定所述电池处于所述过充电状态：
当确定在所述电池两端的电压大于一个或多个参考电压的最高值时，生成输出电压；以及
响应于所述生成所述输出电压，使所述电池放电。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
当确定在所述电池两端的所述电压小于所述一个或多个参考电压的最低值时，通过每个BBD生成另一电压；以及
响应于所述生成所述另一电压，使所述电池充电。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括：
当确定由在所述PDD上或在所述PDD中的温度传感器所测量的温度值超过阈值时，将所述PDD从所述电力设备以及所述两个或更多个BBD组断开连接；或
当确定由在所述PDD中的电压传感器所测量的电压超过第一阈值、或当确定由在所述PDD中的电流传感器所测量的电流超过第二阈值时，将所述PDD从所述电力设备以及所述两个或更多个BBD组断开连接。
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