CN114614561A - 一种车辆的电源电路和供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的电源电路和供电方法。一种车辆的电源电路，包括：主电源、备电源和车辆负载；主电源与备电源通过熔断体连接；主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载。本发明的实施例，通过为主电源和备电源分别设计两条线路，解决了由于两个独立的电源共用一条线路接入各个车辆部件而导致的若该线路出现故障，会使得相应的车辆部件完全失去电力的技术问题，达到了任一线路短路或断路均能保证车辆负载不完全断电从而保证基本功能的技术效果。

Description

一种车辆的电源电路和供电方法

技术领域

本发明涉及车辆电力供应技术领域，尤其涉及一种车辆的电源电路和供电方法。

背景技术

随着车辆电子部件的使用日益广泛，几乎所有车辆部件均离不开电源。一旦失去电源就会导致作为该电源的负载的车辆部件失去相应的功能，使得行驶中的车辆处于危险之中。

当前，通常采用2个独立的电源分别给各个车辆部件供电，但是由于两个独立的电源共用一条线路接入各个车辆部件，因此若该线路出现故障，仍然会使得相应的车辆部件完全失去电力。

发明内容

本发明提供了一种车辆的电源电路和供电方法，以解决由于两个独立的电源共用一条线路接入各个车辆部件而导致的若该线路出现故障，会使得相应的车辆部件完全失去电力的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种车辆的电源电路，包括：主电源、备电源和车辆负载；

主电源与备电源通过熔断体连接；

主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆的供电方法，应用于车辆的电源电路，电源电路包括主电源、备电源和车辆负载，主电源与备电源通过熔断体连接，主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载，方法包括：

确定熔断体是否熔断；

在熔断体已熔断时，通过主电源为车辆负载供电，和/或通过备电源为车辆负载供电。

本发明实施例的技术方案，通过提供一种车辆的电源电路，该电源电路包括：主电源、备电源和车辆负载；主电源与备电源通过熔断体连接；主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载，也就是说，通过为主电源和备电源分别设计两条线路，解决了由于两个独立的电源共用一条线路接入各个车辆部件而导致的若该线路出现故障，会使得相应的车辆部件完全失去电力的技术问题，达到了任一线路短路或断路均能保证车辆负载不完全断电从而保证基本功能的技术效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种简单的车辆的电源电路的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种车辆的电源电路的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种具体的车辆的电源电路的结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的一种车辆的供电方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为一种简单的车辆的电源电路的结构示意图。如图所示，该电源电路包括主电源、备电源和车辆负载。主电源和备电源是两个的低压电源，其中主电源的电量较为充沛，备电源电量较少，例如备电源可以是12V的蓄电池，只能对各个车辆负载维持10分钟的电力输出。车辆在正常工作下，由主电源向车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4供电，当主电源发生故障时，则由备电源代替主电源向各个车辆负载提供电力。其中主电源和备电源可以设计为相互分离，也可以设计为在主电源正常运行工作的过程中，同时一直为备电源蓄电。如图1所示，由于主电源与备电源共用一条线路为车辆负载进行供电，因此当该共用线路发生短路或者断路时，无论主电源还是备电源均无法为车辆负载进行供电，例如，当图1中10处发生短路接地的故障，则车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4均会失去与电源的连接。

实施例一

图2为本发明实施例一提供的一种车辆的电源电路的结构示意图，本实施例可适用于在某一电源或者某一电源线路发生故障的情况下对车辆负载进行供电的情况，该车辆的电源电路可以采用硬件和/或软件的形式实现，并可配置于车辆中，用于执行相应的车辆的供电方法。

一种车辆的电源电路，包括：主电源210、备电源220和车辆负载230；主电源210与备电源220通过熔断体240连接；主电源210通过第一线路250连接车辆负载，备电源220通过第二线路260连接车辆负载。

在主电源210正常工作时，熔断体240未熔断，主电源210与备电源220共同为车辆负载230供电。具体地，主电源210通过第一线路250分别为车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4供电，同时主电源210通过熔断体240为备电源220蓄电，备电源220又通过第二线路260为车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4供电。

可选的，车辆负载包括控制器。

图2中给出了车辆负载230包括车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4的情况，即车辆负载230具体包括四个车辆负载的情况，实际上对车辆负载230所具体包括的车辆负载的数量不做限制。由于现在大量的车辆控制器都是多核心结构，也就是说包括多个控制单元，因此可以自然地接受主电源与备电源同时为一个控制器供电的情况，例如车辆负载1为双核心控制器结构，即包括两个控制单元，主电源210为第一控制单元供电，同时备电源220为第二控制单元供电，再例如，车辆负载2为四核心控制器结构，即包括四个控制单元，主电源210为第一控制单元和第二控制单元供电，同时备电源220为第三控制单元和第四控制单元供电。

这样设置的好处在于，提供了一种最常见的车辆负载的种类。

可选的，控制器具有主控制单元和备控制单元；

在熔断体未熔断时，主电源通过第一线路连接主控制单元和备控制单元；

在熔断体已熔断时，主电源通过第一线路连接主控制单元，备电源通过第二线路连接备控制单元。

接上例，第一控制单元为主控制单元，第二控制单元为备控制单元，在主控制单元与备控制单元的性能有优劣之分的情况下，由于主电源的性能更稳定，因此由主电源连接性能更优的主控制器单元，由备电源连接性能稍差的备控制器单元。具体地，在主电源210发生断路故障时，相当于此时车辆的电源电路中只有备电源220输出电力，此时第一线路250上没有电流，备电源220通过第二线路260为车辆负载230供电，例如在车辆负载1为双核心控制器结构的情况下，车辆负载1中由主电源210供电的第一控制单元断电，而由备电源220供电的第二控制单元仍然可以正常工作。相对于电源电路中主电源210和备电源220均正常的情况，由于车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4都仅有部分控制单元正常工作，因此虽车辆负载230的功能没有正常时完善，但并非车辆负载230完全失效。

在备电源220发生断路故障时，相当于此时车辆的电源电路中只有主电源210输出电力，此时第二线路260上没有电流，主电源210通过第一线路250为车辆负载230供电，例如在车辆负载1为双核心控制器结构的情况下，车辆负载1中由备电源220供电的第二控制单元断电，而由主电源210供电的第一控制单元仍然可以正常工作。相对于电源电路中主电源210和备电源220均正常的情况，由于车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4都仅有部分控制单元正常工作，因此虽车辆负载230的功能没有正常时完善，但并非车辆负载230完全失效。

在第一线路250发生短路故障时，第一线路250接地，此时由于主电源210与第一线路250所构成的通路中电流过大，因此熔断体240熔断形成开路，主电源210与备电源220成为相互不连接的两个电源。由于第一线路250已经接地，因此主电源210无法为车辆负载供电，此时由备电源220独立地为车辆负载230供电。例如，在车辆负载1为双核心控制器结构的情况下，车辆负载1中由主电源210供电的第一控制单元断电，而由备电源220供电的第二控制单元仍然可以正常工作。相对于电源电路中未发生短路的情况，由于车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4都仅有部分控制单元正常工作，因此虽车辆负载230的功能没有正常时完善，但并非车辆负载230完全失效。

在第二线路260发生短路故障时，第二线路260接地，此时由于主电源210与第二线路260所构成的通路中电流过大，因此熔断体240熔断形成开路，主电源210与备电源220成为相互不连接的两个电源。由于第二线路260已经接地，因此备电源220无法为车辆负载供电，此时由主电源210独立地为车辆负载230供电。例如，在车辆负载1为双核心控制器结构的情况下，车辆负载1中由备电源220供电的第二控制单元断电，而由主电源210供电的第一控制单元仍然可以正常工作。相对于电源电路中未发生短路的情况，由于车辆负载1、车辆负载2、车辆负载3和车辆负载4都仅有部分控制单元正常工作，因此虽车辆负载230的功能没有正常时完善，但并非车辆负载230完全失效。

这样设置的好处在于，熔断体熔断时说明电源电路中可能出现局部故障，此时主电源与备电源分别工作使得整个电源系统不至于全部崩溃，且主电源对应主控制单元，备电源对应备控制单元使得性能更稳定的电源用于为更重要的控制单元进行供电。

本实施例的技术方案，通过提供一种车辆的电源电路，该电源电路包括：主电源、备电源和车辆负载；主电源与备电源通过熔断体连接；主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载，也就是说，通过为主电源和备电源分别设计两条线路，解决了由于两个独立的电源共用一条线路接入各个车辆部件而导致的若该线路出现故障，会使得相应的车辆部件完全失去电力的技术问题，达到了任一线路短路或断路均能保证车辆负载不完全断电从而保证基本功能的技术效果。

可选的，熔断体包括保险丝。

这里所述的熔断体是指在电流过大时可以断开连接的装置，并不一定是像保险丝一样在物理上熔断，也可以是能够在电流过大时断开连接的其他装置，例如最简单是是基于电流热效应的保险丝即熔丝，也可以是基于电流磁效应的空气开关，还可以是直接检测电流的继电保护器。

这样设置的好处在于，通过使用保险丝，从而简单且低成本地实现电流过大时断开连接的功能。

可选的，主电源包括高压供电单元和电压转换单元，备电源包括蓄电池。

如图2所示，主电源210可以包括高压供电单元和电压转换单元，其中，高压供电单元可以连接车辆电源系统中的其他电源电路，例如对电动汽车进行驱动的高压电路，在车辆负载230需要低电压驱动时，还需要将高压供电单元输出的高电压通过电压转换单元转换成低电压。

这样设置的好处在于，使得本实施例中的电源电路可以与车辆中其他的电源电路共享高压供电单元，只需要使用电压转换单元进行适当的电压转换即可。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种具体的车辆的电源电路的结构示意图，本实施例可适用于在主电源或蓄电池或者某一电源线路发生故障的情况下由正常的电源和电源线路继续对电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)进行供电的情况，其中每个ECU包括两个微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。本发明实施例二是对实施例一的进一步细化，其中与实施例一相同或相似的部分将不再赘述。

如图3所示，实施例一中的高压供电单元在实施例二中具体为电池管理系统(Battery Management System，BMS)，实施例一中的电压转换单元在实施例二中具体为DCDC，实施例一中的车辆负载230具体为实施例二中的ECU。BMS又称为电池保姆或电池管家，是车辆电源系统的大脑，用于智能化管理及维护电源的状态和输出。BMS输出的高压电经过DCDC进行电压转换，其中DC表示直流电，即DCDC将高压直流电转换为低压直流电，用于为蓄电池充电以及驱动ECU1、ECU2、ECU3和ECU 4。可选的，可以采用额定输出为12V的蓄电池作为备电源为各个ECU供电。

电子控制单元ECU又称为行车电脑或车载电脑，是车辆控制的核心。ECU由MCU、存储器ROM/RAM、输入/输出接口I/O、模数转换器A/D等组成，随着ECU功能的不断改进，其中MCU的数量也在增加，本实施例中以具有两个MCU的ECU为例。MCU又称为单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器CPU的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC等周边接口甚至LCD驱动电路都整合在同一芯片上的芯片级的计算机。简言之，MCU相对于ECU而言，相当于CPU相对于计算机。

如图3所示，ECU 1、ECU 2、ECU 3和ECU 4均包括两个MCU，分别为MCU 1和MCU 2，MCU1由DCDC供电，MCU 2由蓄电池供电，其中MCU 1相较于MCU 2的功能更强大。若DCDC与MCU1相连的线路发生短路，则保险丝熔断，DCDC与蓄电池相互独立，每个控制器ECU失去MCU1的主功能，但由于蓄电池与MCU2相连的线路是正常的，即每个控制器ECU的MCU2正常工作，因此车辆可以通过每个控制器ECU的MCU2所提供的降级功能把车行驶到安全区域。

本实施例的技术方案，通过提供一种具体的车辆的电源电路，解决了由于两个独立的电源共用一条线路接入车辆的各个ECU中而导致的若该线路出现故障，会使得车辆的ECU完全失去电力的技术问题，达到了任一线路短路或断路均能保证ECU不完全断电的技术效果。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种车辆的供电方法的流程图，本实施例可适用于在某一电源或者某一电源线路发生故障的情况下对车辆负载进行供电的情况，该方法可以通过本发明中所述的车辆的电源电路来执行。

如图4所示，一种车辆的供电方法，应用于车辆的电源电路，电源电路包括主电源、备电源和车辆负载，主电源与备电源通过熔断体连接，主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载，该方法包括：

S410、确定熔断体是否熔断。

S420、在熔断体已熔断时，通过主电源为车辆负载供电，和/或通过备电源为车辆负载供电。

这里考虑到了熔断体熔断可能存在的两种情况，其一是由于熔断体本身质量问题，在未达到预设温度的情况下熔断或由于主电源故障突然输出巨大电流导致熔断体熔断；其二是由于电路中发生短路而导致熔断体熔断。因此，在第一种情况下主电源与备电源均继续为车辆负载供电，而在第二中情况下则主电源与备电源择一为车辆负载供电。

可选的，车辆负载包括控制器，控制器具有主控制单元和备控制单元，在熔断体已熔断时，主电源通过第一线路连接主控制单元，备电源通过第二线路连接备控制单元；

在熔断体已熔断时，通过主电源为车辆负载供电，和/或通过备电源为车辆负载供电，包括：

在熔断体已熔断时，通过主电源为主控制单元供电，通过备电源为备控制单元供电。

可选的，在熔断体已熔断时，通过主电源为主控制单元供电，和/或通过备电源为备控制单元供电之后，还包括：

在第一线路发生故障时，利用备控制单元提供的业务降级功能控制车辆行驶至安全区域。

可选的，在熔断体未熔断时，主电源通过第一线路连接主控制单元和备控制单元，方法还包括：

在熔断体未熔断时，通过主电源为主控制单元和备控制单元供电。

可选的，车辆的供电方法还包括：

在熔断体未熔断时，通过主电源为备电源充电。

本实施例的技术方案，通过提供车辆的供电方法，该方法应用于车辆的电源电路，电源电路包括主电源、备电源和车辆负载，主电源与备电源通过熔断体连接，主电源通过第一线路连接车辆负载，备电源通过第二线路连接车辆负载，该方法包括：确定熔断体是否熔断；在熔断体已熔断时，通过主电源为车辆负载供电，和/或通过备电源为车辆负载供电，也就是说，通过为主电源和备电源分别设计两条线路，解决了由于两个独立的电源共用一条线路接入各个车辆部件而导致的若该线路出现故障，会使得相应的车辆部件完全失去电力的技术问题，达到了任一线路短路或断路均能保证车辆负载不完全断电从而保证基本功能的技术效果。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的电源电路，其特征在于，包括：主电源、备电源和车辆负载；

所述主电源与所述备电源通过熔断体连接；

所述主电源通过所述第一线路连接所述车辆负载，所述备电源通过第二线路连接所述车辆负载。

2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述熔断体包括保险丝。

3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述车辆负载包括控制器。

4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述控制器具有主控制单元和备控制单元；

在所述熔断体未熔断时，所述主电源通过所述第一线路连接所述主控制单元和所述备控制单元；

在所述熔断体已熔断时，所述主电源通过所述第一线路连接所述主控制单元，所述备电源通过所述第二线路连接所述备控制单元。

5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述主电源包括高压供电单元和电压转换单元，所述备电源包括蓄电池。

6.一种车辆的供电方法，其特征在于，应用于所述车辆的电源电路，所述电源电路包括主电源、备电源和车辆负载，所述主电源与所述备电源通过熔断体连接，所述主电源通过所述第一线路连接所述车辆负载，所述备电源通过第二线路连接所述车辆负载，所述方法包括：

确定所述熔断体是否熔断；

在所述熔断体已熔断时，通过所述主电源为所述车辆负载供电，和/或通过所述备电源为所述车辆负载供电。

7.根据权利要去6所述的供电方法，其特征在于，所述车辆负载包括控制器，所述控制器具有主控制单元和备控制单元，在所述熔断体已熔断时，所述主电源通过所述第一线路连接所述主控制单元，所述备电源通过所述第二线路连接所述备控制单元；

所述在所述熔断体已熔断时，通过所述主电源为所述车辆负载供电，和/或通过所述备电源为所述车辆负载供电，包括：

在所述熔断体已熔断时，通过所述主电源为所述主控制单元供电，和/或通过所述备电源为所述备控制单元供电。

8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述在所述熔断体已熔断时，通过所述主电源为所述主控制单元供电，和/或通过所述备电源为所述备控制单元供电之后，还包括：

在所述第一线路发生故障时，利用所述备控制单元提供的业务降级功能控制所述车辆行驶至安全区域。

9.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，在所述熔断体未熔断时，所述主电源通过所述第一线路连接所述主控制单元和所述备控制单元，所述方法还包括：

在所述熔断体未熔断时，通过所述主电源为所述主控制单元和所述备控制单元供电。

10.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述熔断体未熔断时，通过所述主电源为所述备电源充电。

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