CN115973069A - 一种车辆供电电路、电动汽车、燃油车及自动驾驶汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆供电电路、电动汽车、燃油车及自动驾驶汽车，涉及车辆技术领域，所述供电电路包括：第一供配电控制模块和第二供配电控制模块，所述第一供配电控制模块和第二供配电控制模块的输出端均连接多个负载；第一电源模块、第二电源模块和驱动模块，所述驱动模块的输入端分别连接所述第一电源模块和第二电源模块，所述驱动模块的输出端分别连接第一供配电控制模块和第二供配电控制模块；当所述第一电源模块和第二电源模块中的一个电源模块异常时，所述驱动模块将没有异常的电源模块的电源分别分配至所述第一供配电控制模块和第二供配电控制模块。本申请全面提升了整车供配电安全性、可靠性和稳定性。

Description

一种车辆供电电路、电动汽车、燃油车及自动驾驶汽车

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆供电电路、电动汽车、燃油车及自动驾驶汽车。

背景技术

现有技术中，从车辆供配电系统及负载控制方式这个角度来分析，目前绝大多数传统车辆供电系统采用的是分级结构，一级供配电用于底盘大动率低压用电器，比如：发动机、变速箱等，其主要由蓄电池+发电机(燃油汽车)、蓄电池+DC/DC(新能源汽车)以及板式保险组成；二级供配电用于底盘其它低压用电器，比如电磁阀、灯光以及雨刮等，主要由片式保险+继电器+BCM(车身控制器)组成。其中，发电机或DC/DC的功能是给蓄电池充电；当汽车启动后，发动机或DC/DC可给汽车低压电气负载提供电源。蓄电池的主要功能是当汽车处于休眠状态时，为部分电气设备提供供电电源；当车辆启动瞬间，提供较大的供电电流；可存储电能和吸收能量冲击。保险片可对电气线路进行保护。继电器实现电气线路物理上的通断。BCM用于实现对车身用电器的控制逻辑。

传统车辆供电系统分级结构其供电电源采用的是：“蓄电池+发电机或DC/DC”并联供电方式，没有进行冗余设计，当其供电电源线路发生故障时，涉及行车安全的控制器以及用电器会发生断电故障。特别在无人驾驶领域，该结构严重影响了行车安全性，已经不适用于无人驾驶汽车对供配电控制系统的安全性要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆供电电路、电动汽车、燃油车及自动驾驶汽车，不仅全面提升了整车供配电安全性、可靠性和稳定性，而且提高了底盘电气系统的线控化、集成化和智能化发展水平。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面提供了一种车辆供电电路，所述供电电路包括：第一供配电控制模块和第二供配电控制模块，所述第一供配电控制模块和第二供配电控制模块的输出端均连接多个负载；第一电源模块、第二电源模块和驱动模块，所述驱动模块的输入端分别连接所述第一电源模块和第二电源模块，所述驱动模块的输出端分别连接第一供配电控制模块和第二供配电控制模块；当所述第一电源模块和第二电源模块中的一个电源模块异常时，所述驱动模块将没有异常的电源模块的电源分别分配至所述第一供配电控制模块和第二供配电控制模块。

在一些实施例中，所述驱动模块包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的一端连接第一电源模块，所述第一开关的另一端连接第一供配电控制模块的输入端和第三开关的一端，所述第二开关的一端连接第二电源模块，所述第二开关的另一端连接第二供配电控制模块的输入端和第三开关的另一端；当第一电源模块故障时，第一开关断开，第二开关和第三开关闭合，当第二电源模块故障时，第二开关断开，第一开关和第三开关闭合。

在一些实施例中，所述供电电路还包括控制行车安全的ECU和第三电源模块，所述驱动模块还包括第四开关，所述第四开关的一端连接所述第三电源模块，所述ECU分别连接所述第四开关的另一端和第三开关的两端。

在一些实施例中，所述驱动模块还包括第一单向导通元器件、第二单向导通元器件和第三单向导通元器件，所述第一单向导通元器件的输入端连接所述第一开关的另一端和第三开关的一端，所述第二单向导通元器件的输入端连接所述第二开关的另一端和第三开关的另一端，所述第三单向导通元器件的输入端连接所述第四开关的另一端，所述第一单向导通元器件的输出端、所述第二单向导通元器件的输出端和所述第三单向导通元器件的输出端相互连接，并连接所述ECU，通过所述第一单向导通元器件、第二单向导通元器件和第三单向导通元器件防止所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块相互影响。

在一些实施例中，所述第一单向导通元器件、第二单向导通元器件和第三单向导通元器件均采用二极管。

在一些实施例中，所述第一电源模块和所述第二电源模块均包括可充电电池。

在一些实施例中，所述可充电电池采用蓄电池，所述驱动模块采用高边驱动芯片。其中，所述驱动模块还可以采用低边驱动芯片。

本发明实施例的一方面提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括如上所述的供电电路，以及第一变换器和第二变换器，所述第一变换器和第二变换器的输入端均连接电源，所述第一变换器的输出端连接所述第一电源模块和驱动模块的输入端一端，所述第二变换器的输出端连接所述第二电源模块和驱动模块的输入端另一端。

本发明实施例的一方面提供了一种燃油车，所述燃油车包括如上所述的供电电路，以及第一发电机和第二发电机，所述第一发电机的输出端连接所述第一电源模块和驱动模块的输入端一端，所述第二发电机的输出端连接所述第二电源模块和驱动模块的输入端另一端。

本发明实施例的一方面提供了一种自动驾驶汽车，所述自动驾驶汽车包括如上所述的供电电路。

根据本发明实施例的一种车辆供电电路、电动汽车、燃油车及自动驾驶汽车，至少具有如下有益效果：本申请成功地解决了传统汽车由“保险+继电器+BCM”组成的低压供配电控制系统的供电电源非冗余设计问题，全面提升了整车供配电安全性，能适用于无人驾驶领域。由于采用高/低边驱动芯片其对供电线路可进行电流监测、关闭/恢复等功能特性的应用，提高了底盘电气系统的线控化、集成化和智能化发展水平。

相对于传统的由保险和继电器组成的低压配电控制系统，由于采用了大功率芯片输出，实现了无触点控制模式，降低了传统继电器、保险配电盒更换和维护成本，提高了产品的安全性、可靠性和稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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为根据实施例的电路原理图。

附图标记说明如下：1、第一供配电控制模块；2、第二供配电控制模块；3、驱动模块；4、第一开关；5、第二开关；6、第三开关；7、ECU；8、第四开关；9、第一单向导通元器件；10、第二单向导通元器件；11、第三单向导通元器件；12、第一变换器；13、第二变换器。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

下面对本申请实施例的技术方案进行简单阐述：

根据一些实施例，如图1所示，本申请提供了一种车辆供电电路，所述供电电路包括：

第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2，所述第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2的输出端均连接多个负载；

第一电源模块、第二电源模块和驱动模块3，所述驱动模块3的输入端分别连接所述第一电源模块和第二电源模块，所述驱动模块3的输出端分别连接第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2；

当所述第一电源模块和第二电源模块中的一个电源模块异常时，所述驱动模块3将没有异常的电源模块的电源分别分配至所述第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2。

基于上述实施例，在一些实施例中，第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2的输出端负载量分配均匀。

当第一电源模块和第二电源模块均正常工作时，驱动模块3将第一电源模块的电源分配至第一供配电控制模块1，驱动模块3将第二电源模块的电源分配至第二供配电控制模块2。

当第一电源模块异常时，驱动模块3将第二电源模块的电源分别分配至第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2。

当第二电源模块异常时，驱动模块3将第一电源模块的电源分别分配至第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2。

传统车辆供电系统分级结构其供电电源采用的是：“蓄电池+发电机或DC/DC”并联供电方式，没有进行冗余设计，当其供电电源线路发生故障时，涉及行车安全的控制器以及用电器会发生断电故障。特别在无人驾驶领域，该结构严重影响了行车安全性，已经不适用于无人驾驶汽车对供配电控制系统的安全性要求。本申请通过驱动模块3控制第一电源模块和第二电源模块在故障时的切换方式，全面提升了整车供配电的安全性。

驱动模块3、第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2均可实现以下功能：

1、可检测电源通道的电流消耗；

2、快速的故障检测；

3、高频次的电源通/断开关；

4、具备自恢复，当故障移除时可恢复。

以下结合本说明书的附图1，对本公开的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

根据一些实施例，如图1所示，所述驱动模块3包括第一开关4、第二开关5和第三开关6，所述第一开关4的一端连接第一电源模块，所述第一开关4的另一端连接第一供配电控制模块1的输入端和第三开关6的一端，所述第二开关5的一端连接第二电源模块，所述第二开关5的另一端连接第二供配电控制模块2的输入端和第三开关6的另一端；

当第一电源模块故障时，第一开关4断开，第二开关5和第三开关6闭合，当第二电源模块故障时，第二开关5断开，第一开关4和第三开关6闭合。

基于上述实施例，如图1所示，当第一电源模块故障时，第一开关4断开，第二开关5和第三开关6闭合，第二电源模块通过第二开关5传输电源至第二供配电控制模块2，以及通过第二开关5传输电源至第三开关6，第三开关6传输电源至第一供配电控制模块1，以使得第二电源模块分别提供电源给第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2。其中，第一开关4断开是为了防止第一电源模块的故障影响第二电源模块向第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2正常供电。

当第二电源模块故障时，第二开关5断开，第一开关4和第三开关6闭合，第一电源模块通过第一开关4传输电源至第一供配电控制模块1，以及通过第一开关4传输电源至第三开关6，第三开关6传输电源至第二供配电控制模块2，以使得第一电源模块分别提供电源给第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2。其中，第二开关5断开是为了防止第二电源模块的故障影响第一电源模块向第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2正常供电。

根据一些实施例，如图1所示，所述供电电路还包括控制行车安全的ECU7和第三电源模块Park DC/DC，所述驱动模块3还包括第四开关8，所述第四开关8的一端连接所述第三电源模块Park DC/DC，所述ECU7分别连接所述第四开关8的另一端和第三开关6的两端。

其中，第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块Park DC/DC均向ECU7供电，为保证行车安全性以及用户使用体验，不允许ECU7出现掉电的情况，第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块Park DC/DC实现了无缝切换。

其中，第三电源模块Park DC/DC为不间断电源，根据不同车型可选择DC12V电源的第三电源模块Park DC/DC，或者选择DC24V电源的第三电源模块Park DC/DC，在新能源汽车领域中，第三电源模块Park DC/DC由动力电池提供。

根据一些实施例，如图1所示，所述驱动模块3还包括第一单向导通元器件9、第二单向导通元器件10和第三单向导通元器件11，所述第一单向导通元器件9的输入端连接所述第一开关4的另一端和第三开关6的一端，所述第二单向导通元器件10的输入端连接所述第二开关5的另一端和第三开关6的另一端，所述第三单向导通元器件11的输入端连接所述第四开关8的另一端，所述第一单向导通元器件9的输出端、所述第二单向导通元器件10的输出端和所述第三单向导通元器件11的输出端相互连接，并连接所述ECU7，通过所述第一单向导通元器件9、第二单向导通元器件10和第三单向导通元器件11防止所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块Park DC/DC相互影响。

根据一些实施例，如图1所示，在一些实施例中，所述第一单向导通元器件9、第二单向导通元器件10和第三单向导通元器件11均采用二极管。在另一些实施例中，第一单向导通元器件9、第二单向导通元器件10和第三单向导通元器件11也可以采用其他只能单向导通的电子元器件，如NPN三极管，将NPN三极管的基极与集电极连接，就形成单向导通元器件，还可以采用其他单向导通元器件，本申请不做限定。

根据一些实施例，所述第一电源模块和所述第二电源模块均包括可充电电池。

进一步的，如图1所示，在一些实施例中，所述可充电电池采用蓄电池，所述驱动模块3采用高/低边驱动芯片。在另一些实施例中，可充电电池也可以是其他类型的电池，驱动模块3也可以采用其他能够完成同样功能的芯片，本申请不做限定。

根据一些实施例，如图1所示，本申请提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括如上所述的供电电路，以及第一变换器12和第二变换器13，所述第一变换器12和第二变换器13的输入端均连接电源，所述第一变换器12的输出端连接所述第一电源模块和驱动模块3的输入端一端，所述第二变换器13的输出端连接所述第二电源模块和驱动模块3的输入端另一端。

基于上述实施例，如图1所示，将供电电路运用至电动汽车时，在电动汽车充电时，第一变换器12和第二变换器13的输入端均输入600V的直流电源，第一变换器12和第二变换器13的输出端均降压输出24V的直流电源，以用于分别给两个蓄电池充电。同时，还能通过驱动模块3给第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2的多个负载供电，如车灯、电动尾门等。

根据一些实施例，本申请提供了一种燃油车，所述燃油车包括如上所述的供电电路，以及第一发电机和第二发电机，所述第一发电机的输出端连接所述第一电源模块和驱动模块3的输入端一端，所述第二发电机的输出端连接所述第二电源模块和驱动模块3的输入端另一端。

基于上述实施例，如图1所示，将供电电路运用至燃油汽车时，将上述的第一变换器12和第二变换器13替换为第一发电机和第二发电机，去除输入端的600V直流电源，第一发电机和第二发电机在发电、稳压和降压后，分别给两个蓄电池充电。同时，还能通过驱动模块3给第一供配电控制模块1和第二供配电控制模块2的多个负载供电，如车灯、电动尾门等。

根据一些实施例，本申请提供了一种自动驾驶汽车，所述自动驾驶汽车包括如上所述的供电电路。

本申请成功地解决了传统汽车由“保险+继电器+BCM”组成的低压供配电控制系统的供电电源非冗余设计问题，全面提升了整车供配电安全性，能适用于无人驾驶领域。由于采用高/低边驱动芯片其对供电线路可进行电流监测、关闭/恢复等功能特性的应用，提高了底盘电气系统的线控化、集成化和智能化发展水平。

相对于传统的由保险和继电器组成的低压配电控制系统，由于采用了大功率芯片输出，实现了无触点控制模式，降低了传统继电器、保险配电盒更换和维护成本，提高了产品的安全性、可靠性和稳定性。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离本申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种车辆供电电路，其特征在于，所述供电电路包括：

第一供配电控制模块和第二供配电控制模块，所述第一供配电控制模块和第二供配电控制模块的输出端均连接多个负载；

第一电源模块、第二电源模块和驱动模块，所述驱动模块的输入端分别连接所述第一电源模块和第二电源模块，所述驱动模块的输出端分别连接第一供配电控制模块和第二供配电控制模块；

当所述第一电源模块和第二电源模块中的一个电源模块异常时，所述驱动模块将没有异常的电源模块的电源分别分配至所述第一供配电控制模块和第二供配电控制模块。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述驱动模块包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的一端连接第一电源模块，所述第一开关的另一端连接第一供配电控制模块的输入端和第三开关的一端，所述第二开关的一端连接第二电源模块，所述第二开关的另一端连接第二供配电控制模块的输入端和第三开关的另一端；

当第一电源模块故障时，第一开关断开，第二开关和第三开关闭合，当第二电源模块故障时，第二开关断开，第一开关和第三开关闭合。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括控制行车安全的ECU和第三电源模块，所述驱动模块还包括第四开关，所述第四开关的一端连接所述第三电源模块，所述ECU分别连接所述第四开关的另一端和第三开关的两端。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述驱动模块还包括第一单向导通元器件、第二单向导通元器件和第三单向导通元器件，所述第一单向导通元器件的输入端连接所述第一开关的另一端和第三开关的一端，所述第二单向导通元器件的输入端连接所述第二开关的另一端和第三开关的另一端，所述第三单向导通元器件的输入端连接所述第四开关的另一端，所述第一单向导通元器件的输出端、所述第二单向导通元器件的输出端和所述第三单向导通元器件的输出端相互连接，并连接所述ECU，通过所述第一单向导通元器件、第二单向导通元器件和第三单向导通元器件防止所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块相互影响。

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述第一单向导通元器件、第二单向导通元器件和第三单向导通元器件均采用二极管。

6.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一电源模块和所述第二电源模块均包括可充电电池。

7.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述可充电电池采用蓄电池，所述驱动模块采用高边驱动芯片。

8.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1至7任一项所述的供电电路，以及第一变换器和第二变换器，所述第一变换器和第二变换器的输入端均连接电源，所述第一变换器的输出端连接所述第一电源模块和驱动模块的输入端一端，所述第二变换器的输出端连接所述第二电源模块和驱动模块的输入端另一端。

9.一种燃油车，其特征在于，所述燃油车包括如权利要求1至7任一项所述的供电电路，以及第一发电机和第二发电机，所述第一发电机的输出端连接所述第一电源模块和驱动模块的输入端一端，所述第二发电机的输出端连接所述第二电源模块和驱动模块的输入端另一端。

10.一种自动驾驶汽车，其特征在于，所述自动驾驶汽车包括如权利要求1至7任一项所述的供电电路。

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