CN114454733A - 一种供电设备、车辆及其供电方法 - Google Patents

一种供电设备、车辆及其供电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114454733A
CN114454733A CN202210042974.0A CN202210042974A CN114454733A CN 114454733 A CN114454733 A CN 114454733A CN 202210042974 A CN202210042974 A CN 202210042974A CN 114454733 A CN114454733 A CN 114454733A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
load
vehicle
switch
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210042974.0A
Other languages
English (en)
Inventor
封宁波
陈冰
王天宇
王全武
窦吉庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Digital Power Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority to CN202210042974.0A priority Critical patent/CN114454733A/zh
Publication of CN114454733A publication Critical patent/CN114454733A/zh
Priority to PCT/CN2022/114951 priority patent/WO2023134173A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本申请提供一种供电设备、车辆及其供电方法，车辆可以包括：车内负载设备、蓄电池和供电设备，供电设备包括：DCDC电路和开关；其中，DCDC电路的输出端与开关的一端耦接且作为供电设备的第一供电端口，开关的另一端作为供电设备的第二供电端口；第一供电端口用于与车内负载设备中的第一负载耦接，第二供电端口用于分别与车内负载设备中的第二负载和蓄电池耦接。通过控制开关的状态，可以保障车内负载设备出现短路、DCDC电路出现故障、以及蓄电池故障失效中的任何单一故障下，重要负载都得到供电，整车重要低压负载仍然可以保证备份供电的可靠性，提升低压负载的冗余供电可靠性，保障了整车安全。

Description

一种供电设备、车辆及其供电方法
技术领域
本申请涉及车辆充放电技术领域，特别涉及一种供电设备、车辆及其供电方法。
背景技术
随着新能源汽车的发展，传统的燃油动力车目前正在被新能源汽车逐步取代，新能源汽车如：纯电动车(battery electric vehicle，BEV)、插电式混合动力汽车(plug-inhybrid electric vehicle，PHEV)以及混合动力汽车(hybrid electric vehicle，HEV)。新能源汽车的供电部分一般由高压动力电池(high voltage power battery)以及低压电池(low voltage battery)共同组成；其中，低压电池主要用于给进行自动驾驶设备、车用娱乐设备以及其他终端设备进行供电，随着新能源汽车的发展，上述设备的数量不断增加，导致汽车内部对于低压负载的需求逐渐增大，使得故障失效率增高，由于自动驾驶、行车安全等需求，对低压供电可靠性的要求却反而提高。当前车辆内的低压供电系统均为直流转直流DCDC电路、蓄电池与负载直接相连，任意设备出现短路或故障失效均会导致负载电流增大，使低压供电系统掉电或保护，使得双路备份供电无法真正起到备份作用。
发明内容
本申请提供一种供电设备、车辆及其供电方法，能在负载和蓄电池任意一个发生故障时保证备份供电的可靠性。
第一方面，本申请提供了一种车辆的供电设备，可以应用于各种车辆，例如可以应用于新能源汽车，车辆可以包括：车内负载设备和蓄电池。供电设备可以包括：直流转直流(DCDC)电路和开关；其中，DCDC电路的输出端与开关的一端耦接且作为供电设备的第一供电端口，开关的另一端作为供电设备的第二供电端口；第一供电端口用于与车内负载设备中的第一负载耦接，第二供电端口用于分别与车内负载设备中的第二负载和蓄电池耦接。第一负载可以包括车内负载设备中重要双路备份负载中的一路，第二负载可以包括车内负载设备中重要双路备份负载中的另一路，即重要负载均为双路控制，其中一路作为备份，两路备份负载分别从开关的两端取电。开关的初始状态为导通，使得在正常工作状态下DCDC电路经过开关给蓄电池供电，车内负载设备中的重要双路备份负载均可以分别从开关的前后取电，即通过DCDC电路和蓄电池可以为重要双路备份负载的两路同时正常供电。当检测到第一供电端口耦接的第一负载出现故障时，可以断开开关，通过蓄电池给第二供电端口耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池正常供电；当检测到第二供电端口耦接的第二负载和/或蓄电池出现故障时，也可以断开开关，通过 DCDC电路向第一供电端口耦接的第一负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过 DCDC电路正常供电。进一步地，当检测到DCDC电路发生故障时，可以断开开关，通过蓄电池为第二供电端口耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池正常供电；或者，当检测到DCDC电路发生故障且具有保护功能断开时，可以保持开关的导通状态，通过蓄电池同时为第一供电端口耦接的第一负载和第二供电端口耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载的两路通过蓄电池正常供电。通过控制开关的状态，可以保障车内负载设备出现短路、DCDC电路出现故障、以及蓄电池故障失效中的任何单一故障下，重要负载都得到供电，整车重要低压负载仍然可以保证备份供电的可靠性，提升低压负载的冗余供电可靠性，保障了整车安全。
作为一种可能的实施方式，基于集成模块化思维，在设计供电设备时，可以将DCDC电路和开关集成在同一机壳中，有利于减少零件数量，提升装配效率，降低物料成本，缩短开发周期。
作为一种可能的实施方式，DCDC电路和开关还可以集成在同一电路板，有利于减少零件数量，提升装配效率，降低物料成本，缩短开发周期。或者，DCDC电路和开关也可以分别设置在不同的电路板，便于维修检测。
作为一种可能的实施方式，开关具体可以为电子开关，例如双向(也可以称为对顶) 的开关管，开关管具体可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor，IGBT)，双极结型管(bipolar junction transistor，BJT)等。或者开关也可以为机械开关，例如继电器，接触器等。开关可以为一个也可以为多个，在此不做限定。
第二方面，本申请提供了一种车辆，包括：车内负载设备、蓄电池和第一方面中任一项的供电设备。第二方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果，重复之处不予详述。
作为一种可能的实施方式，当应用于新能源汽车时，车辆内部还会包括车载充电机 (OBC)。
作为一种可能的实施方式，OBC内也会包括DCDC电路，OBC与供电设备可以共用一个DCDC电路，也可以分别设置不同的DCDC电路，在此不做限定。
作为一种可能的实施方式，车内负载设备可以包括但不限于汽车内部的车载收音机、车载导航器、辅助驾驶设备以及自动泊车设备等等，能被低压(12/24/36/48V)的电池进行供电的设备均可以视作车内负载设备。车内负载设备其中的重要负载例如可以为刹车设备等对于正常驾驶起到关键作用的设备，或者可以认为具有备份的负载均为重要负载，重要双路备份负载中的两路分别与第一供电端口和第二供电端口耦接，以保证单一故障下，其中双路备份负载其中的一路可以正常供电，提升备份供电的可靠性。车内负载设备中的次要负载例如可以为车载收音机等对于正常驾驶影响作用不大的设备，或者可以认为没有备份的负载为次要负载，次要负载可以从第一供电端口和第二供电端口中任意端口取电，即第一负载还可以包括车内负载设备中的次要负载，第二负载还可以包括车内负载设备中的次要负载。第一供电端口和第二供电端口连接的第一负载和第二负载的数量可以相同也可以不同。
作为一种可能的实施方式，蓄电池400包括以下至少一种类型的电池：铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锂聚合物电池、镍镉电池以及超级电容等，并且需要说明的，任何可以用于存储电能和或释放电能的设备或器件均可以作为本申请的蓄电池。
第三方面，本申请还提供了一种第二方面中任一项的车辆的供电方法，包括将开关的初始状态设置为导通，使得在正常工作状态下DCDC电路经过开关给蓄电池供电，车内负载设备中的重要双路备份负载均可以分别从开关的前后取电，即通过DCDC电路和蓄电池可以为重要双路备份负载的两路同时正常供电。当检测到第一供电端口耦接的第一负载出现故障时，可以断开开关，通过蓄电池给第二供电端口耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池正常供电；当检测到第二供电端口耦接的第二负载和/或蓄电池出现故障时，也可以断开开关，通过DCDC电路向第一供电端口耦接的第一负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过DCDC电路正常供电。进一步地，当检测到DCDC 电路发生故障时，可以断开开关，通过蓄电池为第二供电端口耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池正常供电；或者，当检测到DCDC电路发生故障且具有保护功能断开时，可以保持开关的导通状态，通过蓄电池同时为第一供电端口耦接的第一负载和第二供电端口耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载的两路通过蓄电池正常供电。通过控制开关的状态，可以保障车内负载设备出现短路、DCDC电路出现故障、以及蓄电池故障失效中的任何单一故障下，重要负载都得到供电，整车重要低压负载仍然可以保证备份供电的可靠性，提升低压负载的冗余供电可靠性，保障了整车安全。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为一种新能源汽车的系统结构示意图；
图2为现有的一种供电设备的结构示意图；
图3为现有的另一种供电设备的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的供电设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。需要说明的是，在本申请的描述中“至少一个”是指一个或多个，其中，多个是指两个或两个以上。鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
需要指出的是，本申请实施例中“耦合”指的是能量传递关系，例如，A与B耦合，指的是A与B之间能够传递能量，其中，能量的具体形式存在多种可能，例如电能、磁场势能等。在A与B之间能够传递电能时，反映在电路连接关系上，便是A与B之间可以直接电连接，也可以通过其它导体或电路元件间接电连接。在A与B之间能够传递磁场势能时，反映在电路连接关系上，便是A与B之间可以发生电磁感应，使得磁场势能可以从A传递至B，有鉴于此，本申请实施例中，以“磁耦合”特指A与B之间可以通过磁场传递能量的场景。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
随着新能源汽车的发展，传统的燃油动力车目前正在被新能源汽车逐步取代，图1示例性示出了一种新能源汽车的系统结构示意图。参照图1所示，新能源汽车主要包括充电电路101、低压负载设备102、低压电池103、高压动力电池104、电机105、车轮106以及 DCDC电路107。其中，低压负载设备102可以为新能源汽车内部的功能电路或车载设备。高压动力电池104可以为大容量、高功率的蓄电池。
在新能源汽车行驶时，高压动力电池104可以驱动电机105工作，电机105进而驱动车轮106转动，从而实现新能源汽车的移动。此外，高压动力电池104还可以通过DCDC 电路107为低压电池103供电，或者，也可以通过充电电路101为新能源汽车的外部负载 (如另一辆新能源汽车)供电。
新能源汽车一般可以通过充电桩充电。类似于加油站与常规汽车之间的关系，充电桩可以为新能源汽车“加油”，也就是可以为新能源汽车充电。继续如图1所示，充电桩主要包括电源电路和充电枪。电源电路的一端与工频电网耦合，另一端通过线缆与充电枪耦合。一般来说，充电桩中的电源电路可以将工频电网视作交流输入源，接收工频电网提供的交流电，将接收到的交流电转换为与新能源汽车相适配的充电电能。操作人员可以将充电枪插入新能源汽车的充电插口，使充电枪与新能源汽车内的充电电路101耦合，充电桩的电源电路进而可以通过充电枪将充电电能提供给充电电路101。充电电路101将接收到的一部分充电电能提供给高压动力电池104，高压动力电池104进而存储该部分电能。一般，新能源汽车中的充电电路101至少具有两种工作模式：充电模式和放电模式。具体来说，在充电模式下，充电电路101接收充电桩提供的充电电能，并将所接收到的充电电能提供给高压动力电池104。在放电模式下，充电电路101接收高压动力电池104提供的电池电能，充电电路101也可以将高压动力电池104提供的电池电能提供给车辆外部负载。
由于新能源汽车内部的低压负载设备102数量正在不断增加，导致新能源汽车内部对于低压负载的需求也在逐渐增大，使得故障失效率增高，由于自动驾驶、行车安全等需求，对低压供电可靠性的要求却反而提高。当前车辆内的低压供电系统均为直流转直流DCDC 电路、蓄电池与负载直接相连，任意设备出现短路或故障失效均会导致负载电流增大，使低压供电系统掉电或保护，使得双路备份供电无法真正起到备份作用。
图2示例性示出了现有的一种供电设备的结构示意图。参阅图2所示，当前车辆内的低压供电系统均为直流转直流(DCDC)电路、蓄电池与负载直接相连，即DCDC电路与蓄电池给整车负载供电。具体地，在车辆启动前，蓄电池给负载供电，同时可以唤醒DCDC 电路，在车辆启动后，DCDC电路给蓄电池补电，同时给车上负载供电。其缺点为：在DCDC 电路出现故障时，蓄电池放电时间短，并且，在负载或蓄电池出现短路故障时，整个电压网络被异常拉到低电压，会导致整车失控。
图3示例性示出了现有的另一种供电设备的结构示意图。参阅图3所示，低压锂电模块与DCDC充电模块同时与整车低压负载直连，其中低压锂电模块内部可以具备双向电子保险丝(efuse)单独将低压锂电池组从回路中切断，并且负载与DCDC充电模块内也可以单独布置保险丝。其缺点为：DCDC充电模块发生故障，或负载和蓄电池出现短路故障时，仍然会导致低压锂电池模块自身与低压(LV)功率线断开，DCDC充电模块启动保护机制，导致整车低压系统断电。并且，DCDC充电模块与低压锂电模块是两个独立的电子控制单元(ECU)，二者只能通过控制器局域网络(controller area network，CAN)总线进行通讯上报，响应速度慢，无法联动控制。
图4示例性示出了本申请实施例提供的一种供电设备的结构示意图。参照图4所示，本申请提供的供电设备200，可以应用于各种车辆，例如可以应用于新能源汽车，车辆还可以包括：车内负载设备300、蓄电池400以及高压电池500。本申请提供的供电设备200可以包括：直流转直流(DCDC)电路201和开关202；其中，DCDC电路201的输入端与高压电池500相连接，DCDC电路201的输出端与开关202的一端耦接且作为供电设备200 的第一供电端口A，开关202的另一端作为供电设备200的第二供电端口B；第一供电端口 A用于与车内负载设备300中的第一负载耦接，第二供电端口B用于分别与车内负载设备 300中的第二负载和蓄电池400耦接。第一负载可以包括车内负载设备300中重要双路备份负载中的一路，第二负载可以包括车内负载设备中重要双路备份负载中的另一路，即重要负载均为双路控制，其中一路作为备份，两路备份负载分别从开关202的两端取电。开关 202的初始状态为导通，使得在正常工作状态下DCDC电路201经过开关202给蓄电池400 供电，车内负载设备300中的重要双路备份负载均可以分别从开关202的前后取电，即通过DCDC电路201和蓄电池400可以为重要双路备份负载的两路同时正常供电。当检测到出现以下故障中的一种或多种时，控制开关202的状态变为断开；故障包括：第一供电端口A耦接的第一负载出现故障，或第二供电端口B耦接的第二负载出现故障，或蓄电池400 出现故障。具体地，当检测到第一供电端口A耦接的第一负载出现故障时，可以断开开关 202，通过蓄电池400给第二供电端口B耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池400正常供电；当检测到第二供电端口B耦接的第二负载和/或蓄电池400 出现故障时，也可以断开开关202，通过DCDC电路201向第一供电端口A耦接的第一负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过DCDC电路201正常供电。进一步地，当检测到DCDC电路201发生故障时，可以断开开关202，通过蓄电池400为第二供电端口B 耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池400正常供电；或者，当检测到DCDC电路201发生故障且具有保护功能断开时，可以保持开关202的导通状态，通过蓄电池400同时为第一供电端口A耦接的第一负载和第二供电端口B耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载的两路通过蓄电池400正常供电。通过控制开关202的状态，可以保障车内负载设备300出现短路、DCDC电路201出现故障、以及蓄电池400故障失效中的任何单一故障下，重要负载都得到供电，整车重要低压负载仍然可以保证备份供电的可靠性，提升低压负载的冗余供电可靠性，保障了整车安全。
示例性的，车内负载设备300可以包括但不限于汽车内部的车载收音机、车载导航器、辅助驾驶设备以及自动泊车设备等等，能被低压(12/24/36/48V)的电池进行供电的设备均可以视作车内负载设备300，本申请实施例对此不再一一枚举。车内负载设备300其中的重要负载例如可以为刹车设备等对于正常驾驶起到关键作用的设备，或者可以认为具有备份的负载均为重要负载，重要双路备份负载中的两路分别与第一供电端口A和第二供电端口 B耦接，以保证单一故障下，其中双路备份负载其中的一路可以正常供电，提升备份供电的可靠性。车内负载设备300中的次要负载例如可以为车载收音机等对于正常驾驶影响作用不大的设备，或者可以认为没有备份的负载为次要负载，次要负载可以从第一供电端口A 和第二供电端口B中任意端口取电，即第一负载还可以包括车内负载设备300中的次要负载，第二负载还可以包括车内负载设备300中的次要负载。第一供电端口A和第二供电端口B连接的第一负载和第二负载的数量可以相同也可以不同，在此不做限定。
蓄电池400用于为车内负载设备300供电，其中，蓄电池400可以包括以下至少一种类型的电池：铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锂聚合物电池、镍镉电池以及超级电容等，并且需要说明的，任何可以用于存储电能和或释放电能的设备或器件均可以作为本申请的蓄电池400。
DCDC电路201可以将输入的直流电转化为蓄电池400的充电电压，具体实现时，DCDC 电路201可以由：开关管、二极管、电感、电容等器件组成。通过调节上述器件(例如开关管)的工作状态来实现DCDC电路201的工作状态调整。在应用于新能源汽车时，可以通过高压电池500对DCDC电路201输入直流电，高压电池可以为高电压、大容量以及高功率的蓄电池，用于驱动新能源汽车中的电机工作，电机进而驱动车轮转动，从而使得新能源汽车驱动行驶。
开关202在导通的状态下可以连通DCDC电路201和蓄电池400之间的双向流通的电压信号，开关202在导通的状态下可以阻断DCDC电路201和蓄电池400之间双向流通的电压信号。开关202具体可以为电子开关，例如双向(也可以称为对顶)的开关管，开关管具体可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effecttransistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)，双极结型管(bipolar junction transistor，BJT)等。或者开关202也可以为机械开关，例如继电器，接触器等。开关202可以为一个也可以为多个，在此不做限定。每个开关皆可以包括第一电极、第二电极和控制电极，其中，控制电极用于控制开关的导通或断开。当开关导通时，开关的第一电极和第二电极之间可以传输电流，当开关断开时，开关的第一电极和第二电极之间无法传输电流。以MOSFET为例，开关的控制电极为栅极，开关的第一电极可以是开关的源极，第二电极可以是开关的漏极，或者，第一电极可以是开关的漏极，第二电极可以是开关的源极。
集成模块化贯穿在车辆的开发、工艺设计等环节的全过程，有利于减少零件数量，提升装配效率，降低物料成本，缩短开发周期，是车辆开发设计的主要趋势。基于集成模块化思维，在设计供电设备200时，可以将DCDC电路201和开关202集成在同一机壳中。具体地，DCDC电路201和开关202还可以集成在同一电路板，或，DCDC电路201和开关202也可以分别设置在不同的电路板，在此不做限定。
进一步地，为了减少对整车体积的需求，还可以将DCDC电路201与其他车辆内部的部件集成，例如当应用于新能源汽车时，车辆内部还会包括车载充电机(on boardcharger， OBC)。OBC内也会包括DCDC电路，OBC与供电设备200可以共用一个DCDC电路201，也可以分别设置不同的DCDC电路，在此不做限定。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种车辆，包括：车内负载设备300、蓄电池400 和上述实施例中任一所述的供电设备200。通过供电设备200中的控制开关202的状态，可以保障车内负载设备300出现短路、DCDC电路201出现故障、以及蓄电池400故障失效中的任何单一故障下，车辆内的重要负载都得到供电，整车重要低压负载仍然可以保证备份供电的可靠性，提升低压负载的冗余供电可靠性，保障了整车安全。
车内负载设备300可以包括但不限于汽车内部的车载收音机、车载导航器、辅助驾驶设备以及自动泊车设备等等，能被低压(12/24/36/48V)的电池进行供电的设备均可以视作车内负载设备300，本申请实施例对此不再一一枚举。车内负载设备300其中的重要负载例如可以为刹车设备等对于正常驾驶起到关键作用的设备，或者可以认为具有备份的负载均为重要负载，重要双路备份负载中的两路分别与第一供电端口A和第二供电端口B耦接，以保证单一故障下，其中双路备份负载其中的一路可以正常供电，提升备份供电的可靠性。车内负载设备300中的次要负载例如可以为车载收音机等对于正常驾驶影响作用不大的设备，或者可以认为没有备份的负载为次要负载，次要负载可以从第一供电端口A和第二供电端口B中任意端口取电，即第一负载还可以包括车内负载设备300中的次要负载，第二负载还可以包括车内负载设备300中的次要负载。第一供电端口A和第二供电端口B连接的第一负载和第二负载的数量可以相同也可以不同，在此不做限定。
蓄电池400用于为车内负载设备300供电，其中，蓄电池400可以包括以下至少一种类型的电池：铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锂聚合物电池、镍镉电池以及超级电容等，并且需要说明的，任何可以用于存储电能和或释放电能的设备或器件均可以作为本申请的蓄电池400。
当应用于新能源汽车时，DCDC电路201的输入端可以耦接高压电池500，高压电池500用于为新能源汽车提供驱动动力，车辆内部还会包括OBC。OBC内也会包括DCDC电路，OBC与供电设备200可以共用一个DCDC电路201，也可以分别设置不同的DCDC电路，在此不做限定。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种上述实施例中任意所述车辆的供电方法，包括：将开关202的初始状态设置为导通，使得在正常工作状态下DCDC电路201经过开关202给蓄电池400供电，车内负载设备300中的重要双路备份负载均可以分别从开关202的前后取电，即通过DCDC电路201和蓄电池400可以为重要双路备份负载的两路同时正常供电。当检测到出现以下故障中的一种或多种时，控制开关202的状态变为断开；故障包括：第一供电端口A耦接的第一负载出现故障，或第二供电端口B耦接的第二负载出现故障，或蓄电池400出现故障。具体地，当检测到第一供电端口A耦接的第一负载出现故障时，可以断开开关202，通过蓄电池400给第二供电端口B耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池400正常供电；当检测到第二供电端口B耦接的第二负载和/或蓄电池400出现故障时，也可以断开开关202，通过DCDC电路201向第一供电端口A耦接的第一负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过DCDC电路201正常供电。进一步地，当检测到DCDC电路201发生故障时，可以断开开关202，通过蓄电池 400为第二供电端口B耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载其中的一路通过蓄电池400正常供电；或者，当检测到DCDC电路201发生故障且具有保护功能断开时，可以保持开关202的导通状态，通过蓄电池400同时为第一供电端口A耦接的第一负载和第二供电端口B耦接的第二负载供电，保证重要双路备份负载的两路通过蓄电池400正常供电。通过控制开关202的状态，可以保障车内负载设备300出现短路、DCDC电路201出现故障、以及蓄电池400故障失效中的任何单一故障下，重要负载都得到供电，整车重要低压负载仍然可以保证备份供电的可靠性，提升低压负载的冗余供电可靠性，保障了整车安全。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid statedisk，SSD)) 等。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，用于存储上述实施例提供的方法或算法。例如，随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read onlymemory， ROM)、EPROM存储器、非易失性只读存储器(Electronic Programmable ROM，EPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘或本领域中其它任意形式的存储媒介。
本申请实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入OBC。OBC可以包括RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘或本领域中其它任意形式的存储媒介，用于存储本申请实施例提供的方法或算法的步骤。示例性地，存储媒介可以与OBC中的控制模块或者处理器(或控制器)连接，以使得控制模块、处理器 (或控制器)可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到控制模块、处理器(或控制器)中。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种车辆的供电设备，所述车辆包括车内负载设备和蓄电池，其特征在于，所述供电设备包括：直流转直流DCDC电路和开关；
所述DCDC电路的输出端与所述开关的一端耦接且作为所述供电设备的第一供电端口，所述开关的另一端作为所述供电设备的第二供电端口；
所述第一供电端口用于与所述车内负载设备中的第一负载耦接，所述第二供电端口用于分别与所述车内负载设备中的第二负载和所述蓄电池耦接；
所述开关的初始状态为导通，当出现以下故障中的一种或多种时所述开关的状态变为断开，所述故障包括：所述第一供电端口耦接的第一负载出现故障，或所述第二供电端口耦接的第二负载出现故障，或所述蓄电池出现故障。
2.如权利要求1所述的供电设备，其特征在于，所述开关的初始状态为导通，所述开关用于当所述DCDC电路发生故障时，状态变为断开；
或，当所述DCDC电路发生故障且具有保护功能断开时，所述开关用于保持导通状态。
3.如权利要求1或2所述的供电设备，其特征在于，所述DCDC电路和所述开关安装在同一机壳内。
4.如权利要求3所述的供电设备，其特征在于，所述DCDC电路和所述开关集成在同一电路板，或，所述DCDC电路和所述开关分别设置在不同的电路板。
5.如权利要求1-4任一项所述的供电设备，其特征在于，所述开关为电子开关。
6.如权利要求5所述的供电设备，其特征在于，所述电子开关为双向的金属氧化物半导体场效应晶体管，双向的绝缘栅双极型晶体管，双向的双极结型管。
7.如权利要求1-4任一项所述的供电设备，其特征在于，所述开关为机械开关。
8.如权利要求7所述的供电设备，其特征在于，所述机械开关为继电器或接触器。
9.一种车辆，其特征在于，包括：车内负载设备、蓄电池以及如权利要求1-8任一项所述供电设备。
10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，还包括车载充电机。
11.如权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述车载充电机与所述供电设备共用同一DCDC电路，或所述车载充电机与所述供电设备具有不同的DCDC电路。
12.如权利要求9-11任一项所述的车辆，其特征在于，所述第一负载包括所述车内负载设备中重要双路备份负载中的一路，所述第二负载包括所述车内负载设备中重要双路备份负载中的另一路。
13.如权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述第一负载还包括所述车内负载设备中的次要负载，和/或，所述第二负载还包括所述车内负载设备中的次要负载。
14.如权利要求9-13任一项所述的车辆，其特征在于，所述蓄电池为铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锂聚合物电池、镍镉电池或超级电容。
15.一种如权利要求9-14任一项所述车辆的供电方法，其特征在于，包括：
设置所述开关的初始状态为导通；
当检测到出现以下故障中的一种或多种时，控制所述开关的状态变为断开；
所述故障包括：所述第一供电端口耦接的第一负载出现故障，或所述第二供电端口耦接的第二负载出现故障，或所述蓄电池出现故障。
16.根据权利要求15所述的供电方法，其特征在于，还包括：
当检测到所述DCDC电路发生故障时，控制所述开关断开；
或，当检测到所述DCDC电路发生故障且具有保护功能断开时，保持所述开关的导通状态。
CN202210042974.0A 2022-01-14 2022-01-14 一种供电设备、车辆及其供电方法 Pending CN114454733A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210042974.0A CN114454733A (zh) 2022-01-14 2022-01-14 一种供电设备、车辆及其供电方法
PCT/CN2022/114951 WO2023134173A1 (zh) 2022-01-14 2022-08-25 一种供电设备、车辆及其供电方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210042974.0A CN114454733A (zh) 2022-01-14 2022-01-14 一种供电设备、车辆及其供电方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114454733A true CN114454733A (zh) 2022-05-10

Family

ID=81408785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210042974.0A Pending CN114454733A (zh) 2022-01-14 2022-01-14 一种供电设备、车辆及其供电方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114454733A (zh)
WO (1) WO2023134173A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2023134173A1 (zh) * 2022-01-14 2023-07-20 华为数字能源技术有限公司 一种供电设备、车辆及其供电方法
WO2024065766A1 (zh) * 2022-09-30 2024-04-04 华为技术有限公司 供电电路及其控制方法、电子设备、车辆
WO2024103262A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 华为技术有限公司 供电装置、供电系统和车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007336631A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Toyota Motor Corp 電源システム
WO2014079603A2 (de) * 2012-11-26 2014-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische schaltungsanordnung für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug, fahrzeug und entsprechendes verfahren
CN207916585U (zh) * 2017-12-30 2018-09-28 上海康丘乐电子电器科技有限公司 一种车载供电系统及电动汽车
CN111585336A (zh) * 2019-02-18 2020-08-25 矢崎总业株式会社 电力分配系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110103718A (zh) * 2019-05-06 2019-08-09 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车用高压双向dcdc的旁路保护系统
CN111661030B (zh) * 2020-06-10 2021-10-08 中国第一汽车股份有限公司 混合动力车辆的起动机控制方法、系统及混合动力车辆
CN112622870A (zh) * 2020-12-29 2021-04-09 中国第一汽车股份有限公司 一种发动机起机方法、车辆电气系统及储存介质
CN114454733A (zh) * 2022-01-14 2022-05-10 华为数字能源技术有限公司 一种供电设备、车辆及其供电方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007336631A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Toyota Motor Corp 電源システム
WO2014079603A2 (de) * 2012-11-26 2014-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische schaltungsanordnung für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug, fahrzeug und entsprechendes verfahren
CN207916585U (zh) * 2017-12-30 2018-09-28 上海康丘乐电子电器科技有限公司 一种车载供电系统及电动汽车
CN111585336A (zh) * 2019-02-18 2020-08-25 矢崎总业株式会社 电力分配系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023134173A1 (zh) * 2022-01-14 2023-07-20 华为数字能源技术有限公司 一种供电设备、车辆及其供电方法
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
WO2024065766A1 (zh) * 2022-09-30 2024-04-04 华为技术有限公司 供电电路及其控制方法、电子设备、车辆
WO2024103262A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 华为技术有限公司 供电装置、供电系统和车辆

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023134173A1 (zh) 2023-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114454733A (zh) 一种供电设备、车辆及其供电方法
WO2017141686A1 (ja) 車載電源用のスイッチ装置および車載用電源装置
JP5523480B2 (ja) 高信頼性駆動用バッテリー
US9024586B2 (en) Battery fault tolerant architecture for cell failure modes series bypass circuit
US11643033B2 (en) Motor vehicle electrical system and vehicle with a motor vehicle electrical system
US8471529B2 (en) Battery fault tolerant architecture for cell failure modes parallel bypass circuit
KR101673822B1 (ko) 친환경 차량의 릴레이 융착 검출 장치 및 그 방법
JP2020036465A (ja) 車両用電源システム
DE102013204214A1 (de) Lade- /Entladesystem
US20230238807A1 (en) Power distribution module
US12065091B2 (en) Power supply system
JP7511693B2 (ja) 電力変換システム及び車両
US20140042936A1 (en) Battery Module, Battery Management System, System for Supplying a Drive of a Machine Suitable for Generating Torque with Electrical Energy, and a Motor Vehicle
JP2014180185A (ja) 電池モジュール
CN107650684B (zh) 高电压电池、用于运行高电压电池的方法、电池系统和车辆
CN215896498U (zh) 一种适用于车载bms的功能安全系统方案
CN115700185A (zh) 继电器控制系统和电池系统
CN106300229A (zh) 一种用于保护高压电池用电系统的设备和方法
CN117715801A (zh) 车载电网及用于运行车载电网的方法
CN115697753A (zh) 配电装置、车辆及故障处理方法
US20140320071A1 (en) Electrical storage device monitoring circuit, charging system, and integrated circuit
CN221233676U (zh) 供配电系统和车辆
WO2021106345A1 (ja) 車載電池システム
WO2024065766A1 (zh) 供电电路及其控制方法、电子设备、车辆
CN221642292U (zh) 一种商用车三支路电流动力电池配电系统和客车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220510

RJ01 Rejection of invention patent application after publication