CN116317072A - 车辆供电系统、控制方法、车辆及存储介质 - Google Patents

车辆供电系统、控制方法、车辆及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车辆供电系统、控制方法、车辆，以及计算机可读存储介质。所述车辆供电系统包括发电机、至少一个蓄电池、多个负载，以及至少一个电路保护装置。所述车辆供电系统被所述至少一个电路保护装置分为多个供电子网。所述发电机及至少一个第一负载被配置于所述车辆供电系统的第一供电子网。所述至少一个蓄电池及至少一个第二负载被配置于所述车辆供电系统的第二供电子网。所述至少一个电路保护装置被配置于所述第一供电子网及所述第二供电子网之间，响应于所述第一供电子网或所述第二供电子网发生故障而断开，并由所述至少一个蓄电池为所述第二供电子网中的各所述第二负载供电。

Description

车辆供电系统、控制方法、车辆及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆供电技术，尤其涉及一种车辆供电系统、一种车辆供电系统的控制方法、一种车辆，以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
供电系统作为车辆的核心部件，在汽车领域具有广泛的应用场景。如图1所示，现有的车辆供电系统主要包括发电机11、蓄电池12、各种用电器负载13，以及保护器14等电路元件。在车辆发动机正常运行时，发动机会带动发电机11旋转以产生电流，并以该电流为蓄电池12充电，再由蓄电池13经过主回路保护器14向各用电器负载13提供恒定的直流电压，从而保障各负载13能够正常工作。
随着驾驶辅助技术的不断发展，其对转向、制动、控制系统的安全要求逐步成为法规的强制要求。为此，对转向、制动、控制负载的冗余配电，也在逐步成为车辆供电系统的必选配置。然而，如图1所示，现有车辆供电系统只具备单一的供电网络，其发电机11、蓄电池12等电源普遍集中设置在主回路保护器14的前端。在这种单一的供电网络中，一旦发生蓄电池12正极对地短路、主回路正极线束对地短路和/或任意一个负载13失效短路的问题，都会导致主回路保护器14的断开，从而影响供电系统对主回路保护器14后端其他负载13的正常供电。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种更可靠的车辆供电技术，用于防止车辆供电系统中部分电源、线束、负载的故障，对其余负载的正常供电产生影响，从而提升车辆供电系统的可靠性。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆供电系统、一种车辆供电系统的控制方法、一种车辆，以及一种计算机可读存储介质。
具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统包括发电机、至少一个蓄电池、多个负载，以及至少一个电路保护装置。所述车辆供电系统被所述至少一个电路保护装置分为多个供电子网。所述发电机及至少一个第一负载被配置于所述车辆供电系统的第一供电子网。所述至少一个蓄电池及至少一个第二负载被配置于所述车辆供电系统的第二供电子网。所述至少一个电路保护装置被配置于所述第一供电子网及所述第二供电子网之间，响应于所述第一供电子网或所述第二供电子网发生故障而断开，并由所述至少一个蓄电池为所述第二供电子网中的各所述第二负载供电。通过采用这些配置，该车辆供电系统能够利用至少一个电路保护装置将整个车辆供电网络分隔为多个相互隔离、互不影响的供电子网，并在每个供电子网中配置独立的电源。如此，即使任意一个供电子网中的电源、线束、负载发生故障，也不影响其余供电子网中其余负载的正常供电和运行，因而能够显著提升车辆供电系统的可靠性。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述多个负载可以根据安全性要求被分为所述第一负载及所述第二负载，其中，所述第一负载的安全性要求较低，所述第二负载的安全性要求较高。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述车辆供电系统可以包括多个所述第二供电子网及多个所述蓄电池。各所述第二供电子网与相邻供电子网之间分别配置有所述电路保护装置。所述电路保护装置响应于所述第二供电子网或所述相邻供电子网发生故障而断开。各所述第二供电子网中分别配置有至少一个所述蓄电池。所述蓄电池在所述电路保护装置断开时，向对应第二供电子网中的各所述第二负载供电。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第二负载具有冗余设计，其中，冗余设计的多个所述第二负载可以被分别配置于不同的第二供电子网中。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述的车辆供电系统还可以包括至少一个直流变压模块，以及至少一个第三供电子网。各所述第三供电子网与相邻供电子网之间分别配置有所述电路保护装置。所述电路保护装置响应于所述第三供电子网或所述相邻供电子网发生故障而断开。各所述第三供电子网中分别配置有至少一个所述直流变压模块及至少一个所述第一负载。所述直流变压模块由所述发电机或所述蓄电池供电，并在所述电路保护装置断开时，向对应第三供电子网中的各所述第一负载供电。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第一负载可以包括以下的至少一项：信息娱乐系统负载、空调系统负载、座椅调节系统负载，以及车内灯光负载。所述第二负载可以包括以下的至少一项：转向系统负载、制动系统负载、驱动系统、紧急呼叫系统负载，以及雷达系统负载。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述发电机、所述蓄电池，和/或所述负载的正极分别配置有至少一个所述电路保护装置。所述电路保护装置响应于对应的发电机、蓄电池或负载发生故障而断开，以从所述车辆供电系统剔除发生故障的发电机、蓄电池或负载。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述电路保护装置中配置有电流检测单元、执行单元，以及控制单元。所述控制单元连接所述电流检测单元及所述执行单元，并被配置为：经由所述电流检测单元，获取流经受保护电路的电流测量值；将所述电流测量值与所述受保护电路的额定电流阈值及短路电流阈值进行比较；响应于所述电流测量值大于所述短路电流阈值的比较结果，经由所述执行单元切断所述受保护电路，以进行即时的短路保护；以及响应于所述电流测量值大于所述额定电流阈值却小于所述短路电流阈值的比较结果，根据所述电流测量值确定切断所述受保护电路的时机，以经由所述执行单元进行延时保护。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述车辆供电系统还包括控制器。所述控制器连接至少一个所述电路保护装置，并被配置为：根据连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送保护策略，其中，所述保护策略指示短路保护模式以及至少一种延时保护模式；和/或根据连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送所述额定电流阈值及所述短路电流阈值。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器被进一步配置为：获取所述负载的负载信息；响应于所述负载信息指示所述负载具有感性负载特性，向所述电路保护装置发送指示所述短路保护模式，以及基于发热量的延时保护模式的保护策略；以及响应于所述负载信息指示所述负载具有阻性负载特性，向所述电路保护装置发送指示所述短路保护模式，以及基于延迟时间的延时保护模式的保护策略。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：响应于所述负载信息指示所述负载具有感性负载特性，向所述电路保护装置发送指示所述延时保护模式的切断时机的热量阈值，或者热保护电流阈值关于持续时间的变化曲线。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：采集所述负载的温度测量值，并获取所述负载的温度上限值；以及根据所述温度测量值及所述温度上限值，确定所述热量阈值。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：根据所述热量阈值，确定所述热保护电流阈值关于持续时间的变化曲线。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：响应于所述负载信息指示所述负载具有阻性负载特性，向所述电路保护装置发送所述延时保护模式的超载电流阈值，和/或指示所述延时保护模式的切断时机的超载时间阈值。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：获取所述负载的所述额定电流阈值；以及根据所述负载的所述负载信息及所述额定电流阈值，确定所述负载的所述短路电流阈值和/或超载电流阈值。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：从所述电路保护装置获取其被断开的提示信息，并根据所述提示信息进行对应的发电机、蓄电池和/或负载的故障提示；和/或从所述电路保护装置获取其被断开的故障报告，并根据所述故障报告中记载的保护模式，诊断对应的发电机、蓄电池和/或负载的故障原因。
此外，根据本发明的第二方面提供的上述车辆供电系统的控制方法，包括以下步骤：根据电路保护装置连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送保护策略，其中，所述保护策略指示短路保护模式以及至少一种延时保护模式；和/或根据电路保护装置连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送执行短路保护模式以及至少一种延时保护模式所需的额定电流阈值及短路电流阈值。通过执行这些步骤，该控制方法能够根据电路的实际保护需求，为电路保护装置制定并提供对应的保护策略和/或保护参数，从而提升保护的可靠性及实时性，并降低保护的误判几率。
此外，根据本发明的第三方面提供的上述车辆，其配置有本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统。通过配置该车辆供电系统，该车辆能够利用至少一个电路保护装置将整个车辆供电网络分隔为多个相互隔离、互不影响的供电子网，并在每个供电子网中配置独立的电源。如此，即使任意一个供电子网中的电源、线束、负载发生故障，也不影响其余供电子网中其余负载的正常供电和运行，因而能够显著提升车辆供电系统的可靠性。
此外，根据本发明的第四方面提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施本发明的第二方面提供的上述车辆供电系统的控制方法。通过实施该控制方法，该计算机可读存储介质能够根据电路的实际保护需求，为电路保护装置制定并提供对应的保护策略和/或保护参数，从而提升保护的可靠性及实时性，并降低保护的误判几率。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了一种现有的车辆供电系统的电路示意图。
图2示出了根据本发明的一些实施例提供的车辆供电系统的电路示意图。
图3示出了根据本发明的一些实施例提供的车辆供电系统的电路示意图。
图4示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护装置的架构示意图。
图5示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护方法的流程示意图。
图6示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护装置的架构示意图。
图7示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护方法的流程示意图。
图8示出了根据本发明的一些实施例提供的热保护电流阈值关于持续时间的变化曲线的示意图。
图9示出了根据本发明的一些实施例提供的感性负载的电流波形示意图。
图10示出了根据本发明的一些实施例提供的阻性负载的电流波形示意图。
图11示出了根据本发明的一些实施例提供的诊断电路故障的示意图。
图12示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护装置的架构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
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“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。
另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
如上所述，随着驾驶辅助技术的不断发展，其对转向、制动、控制系统的安全要求逐步成为法规的强制要求。为此，对转向、制动、控制负载的冗余配电，也在逐步成为车辆供电系统的必选配置。然而，如图1所示，现有车辆供电系统只具备单一的供电网络，其发电机11、蓄电池12等电源普遍集中设置在主回路保护器14的前端。在这种单一的供电网络中，一旦发生蓄电池12正极对地短路、主回路正极线束对地短路和/或任意一个负载13失效短路的问题，都会导致主回路保护器14的断开，从而影响供电系统对主回路保护器14后端其他负载13的正常供电。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆供电系统、一种车辆供电系统的控制方法、一种车辆，以及一种计算机可读存储介质，能够防止车辆供电系统中部分电源、线束、负载的故障，对其余负载的正常供电产生影响，从而提升车辆供电系统的可靠性。
在一些非限制性的实施例中，本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统可以配置于本发明的第三方面提供的上述车辆，能够为该车辆的各用电器负载提供稳定、可靠的电源。
请参考图2，图2示出了根据本发明的一些实施例提供的车辆供电系统的电路示意图。
如图2所示，在本发明的一些实施例中，车辆供电系统20中配置有发电机21、至少一个蓄电池22、多个负载231～233，以及至少一个电路保护装置241～246。电路保护装置241配置于车辆供电系统20的主回路，以将车辆供电系统20分隔为多个相互隔离、互不影响的供电子网。具体来说，发电机21及至少一个第一负载231～232可以被配置于车辆供电系统20的第一供电子网，而至少一个蓄电池22及至少一个第二负载233被配置于车辆供电系统的第二供电子网。
当车辆供电系统20的各供电子网均正常工作时，电路保护装置241导通，运行的发动机会带动发电机21旋转以产生电流，从而以该电流为第一供电子网中的各第一负载231～232供电，并经由电路保护装置241为蓄电池22充电。之后，完成充电的蓄电池22能够向第二供电子网中的各第二负载233提供稳定的直流电压(例如：5V、12V、24V、48V)，并经由电路保护装置241为第一供电子网中的各第一负载231～232提供稳定的直流电压(例如：5V、12V、24V、48V)，从而起到稳定车辆供电系统20工作电压的效果，并保障各负载231～233正常工作。
之后，当车辆供电系统20的任意一个供电子网发生电源、线束和/或负载的故障，电路保护装置241将随之断开，以达到分隔故障子网的效果。以第一供电子网发生故障为例，即使第二供电子网随电路保护装置241的断开而失去发电机21的供电，配置于第二供电子网中的蓄电池22仍能向第二供电子网中的各第二负载233提供稳定的直流电压(例如：5V、12V、24V、48V)，以保障该第二负载233能够正常工作。
进一步地，在本发明的一些实施例中，车辆供电系统20涉及的供电负载231～233包括但不限于信息娱乐系统负载、空调系统负载、座椅调节系统负载、车内灯光负载、转向系统负载、制动系统负载、驱动系统、紧急呼叫系统负载，以及雷达系统负载。技术人员可以优选地根据各种负载的安全性要求，将信息娱乐系统负载、空调系统负载、座椅调节系统负载、车内灯光负载等安全性要求较低的负载，确定为第一负载231～232，并将转向系统负载、制动系统负载、驱动系统、紧急呼叫系统负载、雷达系统负载等安全性要求较高的负载，确定为第二负载233。
之后，在各负载231～233及电路保护装置241～246的设计及装车阶段，技术人员可以将信息娱乐系统负载、空调系统负载、座椅调节系统负载、车内灯光负载等安全性要求较低的第一负载231～232，配置到发电机21所在的第一供电子网，并将转向系统负载、制动系统负载、驱动系统、紧急呼叫系统负载、雷达系统负载等安全性要求较高的第二负载233，配置到蓄电池22所在的第二供电子网。如此，本发明可以充分利用蓄电池22可靠性高的优势，优先保障转向系统负载、制动系统负载、驱动系统、紧急呼叫系统负载、雷达系统负载等安全性要求较高的第二负载233的正常供电。
更进一步地，如图2所示，在一些优选的实施例中，车辆供电系统20中的发电机21、蓄电池22，和/或负载231～233的正极，还可以分别配置有至少一个电路保护装置242～246。当车辆供电系统20的各电源21～22、线束及负载231～233均正常工作时，电路保护装置241～246均导通，由发电机21及完成充电的蓄电池22同时向各负载231～233冗余供电，从而保障各负载231～233都能够正常工作。
之后，当发电机21发生故障，对应的电路保护装置242将随之断开，以达到从车辆供电系统20单独剔除故障发电机21的效果。此时，蓄电池22可以单独向配置于第二供电子网中的各第二负载233提供稳定的直流电压，并经由主电路保护装置241向配置于第一供电子网中的各第一负载231～232提供稳定的直流电压，从而保障各负载231～233都能够正常工作。
当蓄电池22发生故障，对应的电路保护装置246将随之断开，以达到从车辆供电系统20单独剔除故障蓄电池22的效果。此时，发电机21可以单独向配置于第一供电子网中的各第一负载231～232提供稳定的直流电压，并经由主电路保护装置241向配置于第二供电子网中的各第二负载233提供稳定的直流电压，从而保障各负载231～233都能够正常工作。
当任意一个负载(例如：第一负载231)发生故障，对应的电路保护装置243将随之断开，以达到从车辆供电系统20单独剔除故障负载231的效果。此时，发电机21及蓄电池22仍可以同时向各其余负载232～233冗余供电，从而保障各其余负载232～233都能够正常工作。
本领域的技术人员可以理解，图1所示的车辆供电系统20只是本发明提供一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
可选地，在另一些实施例中，本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统还可以优选地包括多个第二供电子网及多个蓄电池。请参考图3，图3示出了根据本发明的一些实施例提供的车辆供电系统的电路示意图。
在图3所示的实施例中，车辆供电系统30中配置有发电机31、多个蓄电池321～322、多个负载331～334，以及多个电路保护装置341～343。电路保护装置341～343配置于车辆供电系统30的主回路，以将车辆供电系统30分隔为多个相互隔离、互不影响的供电子网。
具体来说，发电机31及至少一个第一负载331～332被配置于车辆供电系统30的第一供电子网。蓄电池321及至少一个第二负载333被配置于电路保护装置341及342之间的第二供电子网。蓄电池322及至少一个第二负载334被配置于电路保护装置342及343之间的第二供电子网。
当车辆供电系统30的任意一个供电子网发生电源、线束和/或负载的故障，对应的电路保护装置341～343将随之断开，以达到分隔故障子网的效果。例如，当第一供电子网发生故障，对应的电路保护装置341将随之断开，以达到分隔故障的第一供电子网的效果。此时，即使各第二供电子网随电路保护装置341的断开而失去发电机31的供电，配置于各第二供电子网中的蓄电池321～322仍能向各第二供电子网中的各第二负载333～334提供稳定的直流电压(例如：5V、12V、24V、48V)，以保障各第二负载333～334能够正常工作。
又例如，当电路保护装置341及342之间的第二供电子网发生故障，对应的电路保护装置341及342将随之断开，以达到分隔故障的第二供电子网的效果。此时，即使第一供电子网随电路保护装置341的断开而失去蓄电池321～322的供电，配置于第一供电子网中的发电机31仍能向第一供电子网中的各第一负载331～332供电，以保障各第一负载331～332能够正常工作。同样地，即使电路保护装置342及343之间的第二供电子网随电路保护装置342的断开而失去发电机31及蓄电池321的供电，配置于该第二供电子网中的蓄电池322仍能向该第二供电子网中的第二负载334提供稳定的直流电压，以保障该第二负载334能够正常工作。
进一步地，在一些实施例中，车辆供电系统30的第一供电子网中可以进一步配置有蓄电池，用于在电路保护装置341断开时，对发电机31的输出电压进行稳压，从而向该第一供电子网中的各第一负载331～332提供稳定的直流电压，以保障各第一负载331～332能够正常工作。
更进一步地，针对驾驶辅助技术对转向、制动、控制系统的安全要求，其对应的转向系统负载、制动系统负载、控制系统负载等具有较高安全性要求的第二负载333～334，可以被优选地配置冗余设计。以冗余设计的多个转向系统负载333～334为例，转向系统负载333可以被配置于电路保护装置341及342之间的第二供电子网，而冗余的转向系统负载334可以被配置于电路保护装置342及343之间的第二供电子网。如此，即使任意一个第二供电子网由于电源、线束、负载故障而导致转向系统负载333供电失效，配置于另一供电子网的冗余的转向系统负载334仍能在对应蓄电池322的供电下正常工作，从而保障车辆转向功能的正常运行。
可选地，在本发明的另一些实施例中，本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统中还可以包括至少一个DC-DC直流变压模块。车辆供电系统还可以被至少一个电路保护装置分隔出至少一个第三供电子网，其中，每个第三供电子网中配置有至少一个DC-DC直流变压模块及至少一个第一负载。
之后，当车辆供电系统的任意一个供电子网发生电源、线束和/或负载的故障，其对应的电路保护装置将随之断开，以达到分隔故障子网的效果。此时，虽然第三供电子网可能随该电路保护装置的断开而失去发电机和/或蓄电池的供电，配置于第三供电子网中的DC-DC直流变压模块仍能从正常工作的发电机和/或蓄电池获取电能，并向第三供电子网中的各第一负载供电，以保障该第一负载能够正常工作。
进一步地，对于车辆供电系统中安全性要求较低的各第一负载，技术人员还可以根据各第一负载的功能、位置、可靠性等因素对其进行分类，并将具备相同功能、相近位置和/或相近可靠性的多个第一负载划分到同一个第三供电子网，而将具备不同功能、位置较远和/或可靠性差异较大的多个第一负载划分到不同的第三供电子网。
相较于蓄电池等具有较高可靠性的电源器件，DC/DC模块虽然存在可靠性较低的缺陷，但同时也具有成本低、体积小、重量轻等优点。因此，通过增加DC/DC模块来为安全性要求较低的各第一负载独立供电，本发明能在不影响车辆安全运行的基本前提下，以较低的成本增量、较小的体积增量和较轻的重量增量为代价，进一步提升各第一负载的供电独立性和可靠性。
请结合参考图4及图5。图4示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护装置的架构示意图。图5示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护方法的流程示意图。
如图4所示，在本发明的一些实施例中，车辆供电系统中配置的电路保护装置40中可以进一步配置有电流检测单元41、执行单元42，以及控制单元43。
上述电流检测单元41被设置于受保护电路，用于采集流经受保护电路的电流测量值，以作为判断是否需要切断受保护电路的数据基础。该流检测单元41包括但不限于采样电阻、磁通门电流传感器、霍尔电流传感器等电流检测元件。在一些实施例中，若使用采样电阻，电流检测单元41可以首先测量采样电阻两端的电压，再基于欧姆定律计算流经受保护电路的电流。在另一些实施例中，若使用磁通门电流传感器或霍尔电流传感器，电流检测单元41可以首先测量感应电压，再基于电磁感应的原理计算流经受保护电路的电流。
上述执行单元42被串联于受保护电路，用于执行切断受保护电路以及接通受保护电路的操作指令，以实现电路保护及电路复位的操作。该执行单元42包括但不限于MOSFET、IGBT等半导体形式的开关器件，以及继电器等感应式的开关器件，其具体选型可以根据连接的负载类型及系统的断开时间来确定。
上述控制单元43可以通过硬件元件和/或软件程序的形式，集成于电路保护装置40内部，和/或配置于车辆的车机系统。该控制单元43通信连接上述电流检测单元41以获取其采集的电流测量值，并通信连接上述执行单元42以提供切断受保护电路以及接通受保护电路的操作指令。
进一步地，如图5所示，在对车辆供电系统的线束、电源和/或负载进行保护的过程中，控制单元43可以首先经由电流检测单元41，实时获取流经受保护电路的电流测量值I，并将获取的电流测量值I与受保护电路的额定电流阈值Inormal及短路电流阈值Ishort进行比较，以判断是否需要切断受保护电路，并确定需要执行的电路保护模式。
在一些实施例中，上述额定电流阈值Inormal、短路电流阈值Ishort，以及电路保护装置40的保护策略，可以在电路保护装置40装车之前，被预先配置到电路保护装置40中。该保护策略指示电路保护装置40支持的多种电路保护模式，包括但不限于即时切断电路的短路保护模式，以及一种或多种延时保护模式。控制单元43可以直接从本地的存储器获取该保护策略，并获取预先配置的额定电流阈值Inormal及短路电流阈值Ishort，再将其与获取的电流测量值I进行比较，以确定电流测量值I所在的范围区间。之后，控制单元43可以根据电流测量值I所在的范围区间，从保护策略指示的各种保护模式中选择至少一种合适的保护模式来进行电路保护。
例如，响应于电流测量值I小于或等于额定电流阈值Inormal(即I<Inormal)的比较结果，控制单元43可以判定受保护电路未发生任何故障。此时，控制单元43可以保持执行单元42闭合，以维持受保护电路上的各电源和/或负载正常工作。
又例如，响应于电流测量值I大于短路电流阈值Ishort(即I>Ishort)的比较结果，控制单元43可以判定受保护电路发生了短路故障。此时，控制单元43可以立即断开执行单元42，切断受保护电路以进行即时的短路保护。
又例如，响应于电流测量值I大于额定电流阈值Inormal却小于短路电流阈值Ishort(即Inormal<I<Ishort)的比较结果，控制单元43可以判定受保护电路存在电路异常。此时，控制单元43可以根据电流测量值I确定切断受保护电路的时机，并在确定的切断时机断开执行单元42，从而对受保护电路进行延时保护。
通过配置基于电流测量值I的多种电路保护模式，本发明能够采用较高的短路电流阈值Ishort来实施即时的短路保护，从而降低短路故障的误判几率。通过在额定电流阈值Inormal及短路电流阈值Ishort之间的电流区间，实施基于电流测量值I的延时保护，本发明能够进一步结合受保护电路中后续的电流测量值I’来判断是否需要切断受保护电路。如此，本发明一方面能够防止瞬时、轻微的超载电流对电路保护机制的误触发，从而降低电路保护的误判几率，另一方面能够防止持续的超载电流对受保护电路中各线束、电源和/或负载的热损坏和过流损坏，从而提升电路保护的可靠性及实时性。
进一步地，在本发明的一些实施例中，上述延时保护可以基于受保护电路中各线束、电源和/或负载的发热量Q来实施。具体来说，响应于电流测量值I大于额定电流阈值Inormal却小于短路电流阈值Ishort(即Inormal<I<Ishort)的比较结果，控制单元43可以首先对实时获取的电流测量值I(t)进行积分运算，以模拟受保护电路中各线束、电源和/或负载的发热量Q(t)，即Q(t)＝∫I(t)2·dt。
之后，控制单元43可以将模拟的发热量Q(t)与预先配置的热量阈值Q0进行比较。若模拟的发热量Q(t)未达到预先配置的热量阈值Q0(即Q(t)<Q0)，则控制单元43可以确定上述电路异常暂时不会对受保护电路中的各线束、电源和/或负载造成损害，从而保持执行单元42闭合，以优先保障各电源和/或负载的正常运行。反之，若电流测量值I持续大于额定电流阈值Inormal，且模拟的发热量Q(t)达到预先配置的热量阈值Q0以上(即Q(t)≥Q0)，则控制单元43可以确定上述电路异常将会对受保护电路中的线束、电源和/或负载造成损害。此时，控制单元43将及时断开执行单元42以切断受保护电路，从而优先保障各线束、电源和/或负载的安全可靠。
本领域的技术人员可以理解，上述基于发热量Q来实施的延时保护方案，只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
可选地，在另一些实施例中，上述延时保护还可以基于预先配置的超载电流阈值Ilarge及超载时间阈值t0来实施。具体来说，响应于电流测量值I大于额定电流阈值Inormal却小于短路电流阈值Ishort(即Inormal<I<Ishort)的比较结果，控制单元43可以进一步将该电流测量值I与受保护电路的超载电流阈值Ilarge进行比较。该超载电流阈值Ilarge大于受保护电路的额定电流阈值Inormal，并小于其短路电流阈值Ishort。
若电流测量值I小于或等于上述超载电流阈值Ilarge(即I≤Ilarge)，则控制单元43可以确定上述电路异常不会对受保护电路中的各线束、电源和/或负载造成过流损害，从而优先采用上述基于发热量Q的延时保护方案来进行延时保护。反之，若电流测量值I大于上述超载电流阈值Ilarge(即I>Ilarge)，则控制单元43可以确定上述电路异常存在对受保护电路中的线束、电源和/或负载造成过流损害的风险。
此时，控制单元43可以对电流测量值I大于超载电流阈值Ilarge的持续时间t进行统计。若持续时间t未达到预先配置的超载时间阈值t0(即t<t0)，则控制单元43可以确定上述电路异常暂时不会对受保护电路中的各线束、电源和/或负载造成损害，从而保持执行单元42闭合，以优先保障各电源和/或负载的正常运行。反之，若电流测量值I大于超载电流阈值Ilarge的持续时间t达到预先配置的超载时间阈值t0以上(即t≥t0)，则控制单元43可以确定上述电路异常将会对受保护电路中的线束、电源和/或负载造成损害。此时，控制单元43将及时断开执行单元42以切断受保护电路，从而优先保障各线束、电源和/或负载的安全可靠。
相比于上述基于发热量Q来实施的延时保护方案，该基于超载时间阈值t0来实施的延时保护方案不涉及电流积分的运算需求，因而具备数据处理载荷更低、实时性更高的优势，更适合在大电流(例如：额定电流阈值Inormal的2～3倍)模式下为电路提供快速(例如：10～100ms)、可靠的延时保护。反之，相比于该基于超载时间阈值t0来实施的延时保护方案，上述基于发热量Q来实施的延时保护方案更符合电路中各线束、电源和/或负载累计一定热量后才发生损坏的特点，并能充分考虑超阈值电流ΔI(t)实际的数值情况，因而能够更准确、可靠地防止各线束、电源和/或负载因热量累计过度而导致的损坏。
进一步地，在一些优选的实施例中，控制单元43还可以在电流测量值I大于上述超载电流阈值Ilarge(即I>Ilarge)的情况下，同时运行上述基于发热量Q及超载时间阈值t0的两种延时保护模式，并根据触发时间较前的延时保护模式来切断电路。通过同时运行上述两种延时保护模式，本发明既能为电路中的各线束、电源及负载提供快速的大电流保护，又能为各线束、电源及负载提供准确、可靠的防过热保护，因而能够兼顾电路保护的准确性、可靠性及实时性。
本领域的技术人员可以理解，图4所示的电路保护装置40只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
可选地，在另一些实施例中，本发明的第二方面提供的上述电路保护装置中还可以配置有通信单元。请结合参考图2及图6，图6示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护装置的架构示意图。
如图6所示，在本发明的一些实施例中，电路保护装置60中还可以优选地配置有通信单元64。本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统20还可以优选地包括控制器(未绘示)。电路保护装置60的控制单元63可以经由该通信单元64连接车辆供电系统20的控制器(未绘示)，并经由该通信单元64从该车辆控制器(未绘示)获取实施电路保护方法所需的保护策略、额定电流阈值Inormal、短路电流阈值Ishort等数据，从而根据受保护电路中各线束、电源和/或负载的负载特性、额定工作电流和/或实时状态，实现对受保护电路的在线、动态、针对性的保护。
在一些实施例中，配置于车辆供电系统20的车辆控制器(未绘示)包括但不限于兼管车辆供电系统20的整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)，或者专用于车辆供电系统20的电子控制器(Electronic Control Unit，ECU)和/或微控制器(MicrocontrollerUnit，MCU)。进一步地，该车辆控制器中可以配置有存储器及处理器。该存储器包括但不限于本发明的第四方面提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。该处理器连接该存储器，并被配置用于执行该存储器上存储的计算机指令以，本发明的第三方面提供的车辆供电系统20的控制方法。
具体来说，在对车辆供电系统20实施电路保护的过程中，车辆控制器(未绘示)将响应于车辆的上电启动，而获取各电路保护装置241～246连接的受保护电路的负载特性、额定工作电流和/或实时状态，并将其下发到各电路保护装置241～246，以供其实施本发明的第一方面提供的上述电路保护方法。
例如，针对设置于车辆供电系统20主回路的电路保护装置241，车辆控制器(未绘示)可以根据其重要性，经由车辆的CAN、LIN等通信线路向其下发同时采用短路保护模式、热保护模式及大电流保护模式的保护策略信息。此外，车辆控制器(未绘示)还可以获取发电机21的最大工作电流Imax，并根据该最大工作电流Imax确定电路保护装置241其额定电流阈值Inormal(例如：Inormal＝Imax)、超载电流阈值Ilarge(例如：Ilarge＝1.2*Imax)和/或短路电流阈值Ishort(例如：Ishort＝2*Imax)。之后，车辆控制器(未绘示)可以将确定的额定电流阈值Inormal、超载电流阈值Ilarge和/或短路电流阈值Ishort下发到电路保护装置241的通信单元64，以供其实施电路保护方法。
请进一步参考图7，图7示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护方法的流程示意图。如图7所示，响应于车机系统下发的数据，电路保护装置241可以将电流测量值I分别于该额定电流阈值Inormal、超载电流阈值Ilarge以及短路电流阈值Ishort进行比较，以进行电流大小分类。
具体来说，响应于电流测量值I小于或等于额定电流阈值Inormal(即I<Inormal)的比较结果，电路保护装置241可以判定车辆供电系统20的主回路未发生任何故障。此时，电路保护装置241可以保持其执行单元闭合，以维持受保护电路上的各电源和/或负载正常工作。
响应于电流测量值I大于额定电流阈值Inormal却小于超载电流阈值Ilarge(即Inormal<I<Ilarge)的比较结果，电路保护装置241可以判定车辆供电系统20的主回路存在轻微的电路异常。此时，电路保护装置241可以对实时获取的电流测量值I(t)进行积分运算，以模拟受保护电路中各线束、电源和/或负载的发热量Q(t)，即Q(t)＝∫I(t)2·dt，并将模拟的发热量Q(t)与预先配置的热量阈值Q0进行比较，以确定切断受保护电路的时机，从而准确、可靠地防止各线束、电源和/或负载因热量累计过度而导致的损坏。
进一步地，在一些实施例中，车辆控制器(未绘示)还可以经由温度传感器采集车辆供电系统20中各线束、电源21～22、负载231～233的温度测量值T，并从车辆存储器获取各线束、电源21～22、负载231～233的阻抗、温度上限值Tmax和/或散热条件，以推导出系统中热量耐受性最低的元件(例如：发电机21)。之后，车辆控制器(未绘示)可以根据发电机21的温度测量值T及温度上限值Tmax，在线计算热保护模式的上述热量阈值Q0，并将其下发到电路保护装置241，以供电路保护装置241对发电机21进行动态的热保护。
更进一步地，在一些实施例中，车辆控制器(未绘示)还可以根据在线确定热量阈值Q0，在线拟合热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t，并将拟合的变化曲线Ithermal-t下发到电路保护装置241，以供其根据该变化曲线Ithermal-t来实施基于发热量Q的延时保护，从而进一步降低电路保护装置241的数据处理载荷。
请参考图8，图8示出了根据本发明的一些实施例提供的热保护电流阈值关于持续时间的变化曲线的示意图。
如图8所示，在一些实施例中，在确定预先配置或在线确定热量阈值Q0之后，车辆控制器(未绘示)可以根据该热量阈值Q0确定多个电流值Ii及其对应的持续时间ti，其中，Q0＝Ii·ti。之后，车辆控制器(未绘示)可以选用阶梯曲线连结各坐标点，以获得图8所示的热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t。在该热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t上，各坐标点(Ii,ti)对应的发热量Qi都近似于给定的热量阈值Q0。
可选地，在另一些实施例中，车辆控制器(未绘示)还可以选用反比例函数曲线f(x)＝kx-1+b来拟合热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t，以使曲线上各坐标点(Ii,ti)对应的发热量Qi都更接近给定的热量阈值Q0。
在确定热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t之后，车辆控制器(未绘示)可以经由车辆的CAN、LIN等通信线路将该变化曲线Ithermal-t下发到电路保护装置241，以供电路保护装置241根据该变化曲线Ithermal-t来实施基于发热量Q的延时保护。
具体来说，在实施基于发热量Q的延时保护的过程中，响应于电流测量值I大于额定电流阈值Inormal却小于短路电流阈值Ishort(即Inormal<I<Ishort)的比较结果，电路保护装置241可以统计电流测量值I大于额定电流阈值Inormal的持续时间t，再根据该持续时间t从获取的变化曲线Ithermal-t上确定对应的热保护电流阈值Ithermal(t)。之后，电路保护装置241可以将电流测量值I与该热保护电流阈值Ithermal(t)进行比较。若电流测量值I小于或等于该热保护电流阈值Ithermal(t)，则电路保护装置241可以确定上述电路异常暂时不会对受保护电路中的各线束、电源和/或负载造成损害，从而保持执行单元闭合，以优先保障各电源和/或负载的正常运行。反之，若电流测量值I大于该热保护电流阈值Ithermal(t)，则电路保护装置241可以确定上述电路异常将会对受保护电路中的线束、电源和/或负载造成损害。此时，电路保护装置241将及时断开其执行单元以切断受保护电路，从而优先保障各线束、电源和/或负载的安全可靠。
通过采用热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t来替代上述对电流测量值I(t)的积分运算，本发明能够进一步降低电路保护装置241的数据处理载荷，以降低对电路保护装置241的硬件配置需求，并提升电路保护的实时性。
可选地，在本发明的一些实施例中，车辆控制器(未绘示)还可以从车辆存储器获取各线束、电源21～22、负载231～233的超载时间阈值t0，并以其中的最小值作为电路保护装置241的超载时间阈值t0。之后，车辆控制器(未绘示)可以将该超载时间阈值t0随上述超载电流阈值Ilarge一起下发到电路保护装置241，以供其对发电机21实施基于延迟时间的延时保护。
如图7所示，响应于电流测量值I大于超载电流阈值Ilarge却小于短路电流阈值Ishort(即Ilarge<I<Ishort)的比较结果，电路保护装置241可以判定车辆供电系统20的主回路存在明显的电路异常。此时，电路保护装置241可以对电流测量值I大于超载电流阈值Ilarge的持续时间t进行统计，并根据获取的超载时间阈值t0来确定切断受保护电路的时机，从而在大电流模式下提供100ms以下的快速、可靠的延时保护。
此外，响应于电流测量值I大于短路电流阈值Ishort(即I>Ishort)的比较结果，电路保护装置241可以判定车辆供电系统20的主回路发生了短路故障。此时，电路保护装置241可以立即断开其执行单元，切断车辆供电系统20的主回路以进行即时的短路保护，从而在短路模式下提供5ms以内的即时短路保护。通过提供5ms以内的即时短路保护，本发明可以大幅降低对车辆供电系统20的主回路线束的选型要求，因而有利于降低车辆供电系统20的线束成本、尺寸及重量。
又例如，针对设置于发电机21及蓄电池22等电源所在支路的电路保护装置242、246，车辆控制器(未绘示)可以如上所述地下发对应的保护策略信息、最大工作电流Imax、温度测量值T、温度上限值Tmax，和/或超载时间阈值t0。各电路保护装置242、246可以根据获取的数据，向对应的电源及线束提供在线、动态、针对性的保护，其具体实施方式与上述电路保护装置241的实施方式类似，在此不再赘述。
又例如，针对设置于各负载所在支路的电路保护装置243～245，车辆控制器(未绘示)可以首先获取指示各负载特性的负载信息以及最大工作电流Imax，再根据该负载信息确定需要采用的保护策略，并根据该负载信息及该最大工作电流Imax，确定实施电路保护所需的额定电流阈值Inormal、超载电流阈值Ilarge和/或短路电流阈值Ishort。
具体来说，在一些针对雨刮器、比例升降器、变压器等含电感元件的负载231的实施例中，负载信息指示感性负载特性。响应于负载信息指示负载231具有感性负载特性，车辆控制器(未绘示)可以确定对应的电路保护装置243可以采用短路保护模式及热保护模式的保护策略，并根据负载231的负载特性及最大工作电流Imax，确定实施电路保护的额定电流阈值Inormal(例如：Inormal＝Imax)及短路电流阈值Ishort(例如：Ishort＝5*Imax)。
请参考图9，图9示出了根据本发明的一些实施例提供的感性负载的电流波形示意图。如图9所示，感性负载231的电流特点在于负载电流滞后于负载电压，并且可以在电感中存储能量。由于电感元件的蓄能需要，感性负载231的在启动瞬间的启动电流I(t)通常会达到工作电流I0(I0<Imax)的5倍以上，但其持续时间非常短。因此，通过将触发短路保护模式的短路电流阈值Ishort设置到最大工作电流Imax的5倍以上，并配置基于发热量Q的延时保护模式，本发明一方面能够防止瞬间启动电流I(t)对电路保护装置243的误触发，另一方面能够防止感性负载231在额定电流阈值Inormal至短路电流阈值Ishort之间的电流区间内，发生过热损坏。
在确定电路保护装置243采用的保护策略，并确定实施电路保护的额定电流阈值Inormal及短路电流阈值Ishort之后，车辆控制器(未绘示)可以经由车辆的CAN、LIN等通信线路，将这些数据下发到对应的电路保护装置243。响应于车辆控制器(未绘示)下发的数据，电路保护装置243即可根据获取的保护策略、额定电流阈值Inormal和/或短路电流阈值Ishort，对感性负载231实施个性化的保护。
进一步地，响应于负载信息指示负载231具有感性负载特性，车辆控制器(未绘示)还可以如上所述地计算指示延时保护模式的切断时机的热量阈值Q0，或拟合热保护电流阈值Ithermal关于持续时间t的变化曲线Ithermal-t，并向电路保护装置243下发该热量阈值Q0或变化曲线Ithermal-t，以供电路保护装置243根据获取的热量阈值Q0或变化曲线Ithermal-t，对该感性负载231实施基于发热量Q的延时保护。
可选地，在另一些针对灯光、座椅加热、风窗加热类负载232的实施例中，负载信息指示阻性负载特性。响应于负载信息指示负载232具有阻性负载特性，车辆控制器(未绘示)可以确定对应的电路保护装置244可以采用短路保护模式及大电流保护模式的保护策略，并根据负载232的负载特性及最大工作电流Imax，确定实施电路保护的额定电流阈值Inormal(例如：Inormal＝Imax)、超载电流阈值Ilarge(例如：Ilarge＝2*Imax)，以及短路电流阈值Ishort(例如：Ishort＝5*Imax)。
请参考图10，图10示出了根据本发明的一些实施例提供的阻性负载的电流波形示意图。如图10所示，阻性负载232的电流特点关系符合欧姆定律I＝U/R，其负载电流和负载电压之间没有相位差。由于阻性负载232的电流相对比较稳定，通电瞬间不会产生很大的电流。因此，在阻性负载232的保护策略上可以将保护阈值设定的较低一些，优先根据额定电流阈值Inormal 2～3倍的超载电流阈值Ilarge来进行大电流保护，从而预防后续可能发生的短路故障。
在确定电路保护装置244采用的保护策略，并确定实施电路保护的额定电流阈值Inormal、超载电流阈值Ilarge及短路电流阈值Ishort之后，车辆控制器(未绘示)可以经由车辆的CAN、LIN等通信线路，将这些数据下发到对应的电路保护装置244。响应于车辆控制器(未绘示)下发的数据，电路保护装置244即可根据获取的保护策略、额定电流阈值Inormal、超载电流阈值Ilarge和/或短路电流阈值Ishort，对阻性负载232实施个性化的保护。
基于以上描述，通过配置车辆控制器(未绘示)，并实施本发明的第二方面提供的上述车辆供电系统的控制方法，本发明的第一方面提供的上述车辆供电系统20可以根据受保护电路的具体保护要求，在线、实时地调节电路保护装置241～246的保护策略及保护参数，从而为受保护电路提供在线、动态、个性化的电路保护。此外，通过配置这种支持在线设置功能的电路保护装置241～246，车辆生产者及维修保养者可以大幅减少对各种不同类型、参数电路保护装置的库存需求，从而大幅降低耗材成本及仓储成本。
本领域的技术人员可以理解，上述由车辆控制器(未绘示)根据负载信息确定保护策略及电流阈值的方案，只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
可选地，在另一些实施例中，上述车辆控制器(未绘示)还可以直接将受保护电路的负载信息下发到各电路保护装置241～246，由各电路保护装置241～246根据获取的负载信息确定对应的保护策略和/或电流阈值。如此，本发明能够有效降低车辆控制器(未绘示)的数据处理载荷，以优先保障车机控制可靠性和及时性。
请进一步参考图11，图11示出了根据本发明的一些实施例提供的电路保护装置的架构示意图。
如图11所示，在一些优选的实施例中，本发明提供的上述电路保护装置113中还可以配置有多个电流检测单元1111～1113，以及多个执行单元1121～1123。该多个电流检测单元1111～1113及执行单元1121～1123连接到同一个控制单元113，从而由控制单元113统一向一个或多个受保护电路提供保护。如此，本发明能够进一步提升电路保护装置110的集成度，以利于车辆供电系统的小型化和轻量化。
更进一步地，请结合参考图7及图12。图12示出了根据本发明的一些实施例提供的诊断电路故障的示意图。
如图7及图12所示，在本发明的一些实施例中，车辆供电系统中的多个电路保护装置可以集成于至少一个配电单元121，并经由多条配电通路1～n为多个用电器负载供电。各配电通路1～n上可以配置有对应的控制器1221～1223，用于控制对应的用电器负载以实现对应的车辆功能。
当任意一条配电通路上的电源、线束或负载(例如：控制器1222)发生故障，其对应的配电通路2会随之产生电流异常，配电单元121也会根据该配电通路2上异常的电流测量值I2进入对应的保护模式。之后，响应于配电单元121中的电路保护装置被断开，配电单元121将记录对应的断路时间和/或错误代码以生成故障报告，并经由整车通讯线向整车网络广播配电通路2已经被切断的信息和/或错误代码。该错误代码指示切断配电通路2的保护模式。
响应于配电通路2被切断的广播信息和/或错误代码，负责车辆故障诊断的控制器1221可以经由车辆的人机界面，向用户提供配电通路2中发电机、蓄电池和/或负载发生故障的提示信息，以便用户及时了解故障情况并进行检修。
进一步地，控制器1221还可以从配电单元121获取配电通路2被断开的故障报告，并根据该故障报告中记载的保护模式，诊断对应的发电机、蓄电池和/或负载的故障原因。
例如，若故障报告指示配电通路2是由电路保护装置的短路保护模式所切断，则控制器1221可以推测是配电通路2的控制器1222发生了损坏，或者是其子负载的供电回路发生了对地短路，从而向用户提供检修控制器1222及子负载供电回路的检修建议。
又例如，若故障报告指示配电通路2是由电路保护装置的热保护模式或大电流模式所切断，则控制器1221可以推测是控制器1222下接的某个子负载发生了故障，才让配电通路2中的电流持续增大，从而向用户提供检修子负载的检修建议。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
尽管上述的实施例所述的控制器是可以通过软件与硬件的组合来实现的。但是可以理解，这些控制器也可以单独在软件或硬件中加以实施。对于硬件实施而言，这些控制器可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。对软件实施而言，这些控制器可通过在通用芯片上运行的诸如程序模块(procedures)和函数模块(functions)等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块执行一个或多个本文中描述的功能和操作。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (19)

1.一种车辆供电系统，其特征在于，包括发电机、至少一个蓄电池、多个负载，以及至少一个电路保护装置，其中，
所述车辆供电系统被所述至少一个电路保护装置分为多个供电子网，其中，所述发电机及至少一个第一负载被配置于所述车辆供电系统的第一供电子网，所述至少一个蓄电池及至少一个第二负载被配置于所述车辆供电系统的第二供电子网，
所述至少一个电路保护装置被配置于所述第一供电子网及所述第二供电子网之间，响应于所述第一供电子网或所述第二供电子网发生故障而断开，并由所述至少一个蓄电池为所述第二供电子网中的各所述第二负载供电。
2.如权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述多个负载根据安全性要求被分为所述第一负载及所述第二负载，其中，所述第一负载的安全性要求较低，所述第二负载的安全性要求较高。
3.如权利要求2所述的车辆供电系统，其特征在于，所述车辆供电系统包括多个所述第二供电子网及多个所述蓄电池，其中，
各所述第二供电子网与相邻供电子网之间分别配置有所述电路保护装置，所述电路保护装置响应于所述第二供电子网或所述相邻供电子网发生故障而断开，
各所述第二供电子网中分别配置有至少一个所述蓄电池，所述蓄电池在所述电路保护装置断开时，向对应第二供电子网中的各所述第二负载供电。
4.如权利要求3所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第二负载具有冗余设计，其中，冗余设计的多个所述第二负载被分别配置于不同的第二供电子网中。
5.如权利要求2所述的车辆供电系统，其特征在于，还包括至少一个直流变压模块，以及至少一个第三供电子网，其中，
各所述第三供电子网与相邻供电子网之间分别配置有所述电路保护装置，所述电路保护装置响应于所述第三供电子网或所述相邻供电子网发生故障而断开，
各所述第三供电子网中分别配置有至少一个所述直流变压模块及至少一个所述第一负载，所述直流变压模块由所述发电机或所述蓄电池供电，在所述电路保护装置断开时，向对应第三供电子网中的各所述第一负载供电。
6.如权利要求2所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一负载包括以下的至少一项：信息娱乐系统负载、空调系统负载、座椅调节系统负载，以及车内灯光负载，
所述第二负载包括以下的至少一项：转向系统负载、制动系统负载、驱动系统、紧急呼叫系统负载，以及雷达系统负载。
7.如权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述发电机、所述蓄电池，和/或所述负载的正极分别配置有至少一个所述电路保护装置，所述电路保护装置响应于对应的发电机、蓄电池或负载发生故障而断开，以从所述车辆供电系统剔除发生故障的发电机、蓄电池或负载。
8.如权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述电路保护装置中配置有电流检测单元、执行单元，以及控制单元，其中，所述控制单元连接所述电流检测单元及所述执行单元，并被配置为：
经由所述电流检测单元，获取流经受保护电路的电流测量值；
将所述电流测量值与所述受保护电路的额定电流阈值及短路电流阈值进行比较；
响应于所述电流测量值大于所述短路电流阈值的比较结果，经由所述执行单元切断所述受保护电路，以进行即时的短路保护；以及
响应于所述电流测量值大于所述额定电流阈值却小于所述短路电流阈值的比较结果，根据所述电流测量值确定切断所述受保护电路的时机，以经由所述执行单元进行延时保护。
9.如权利要求8所述的车辆供电系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器连接至少一个所述电路保护装置，并被配置为：
根据连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送保护策略，其中，所述保护策略指示短路保护模式以及至少一种延时保护模式；和/或
根据连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送所述额定电流阈值及所述短路电流阈值。
10.如权利要求9所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器被进一步配置为：
获取所述负载的负载信息；
响应于所述负载信息指示所述负载具有感性负载特性，向所述电路保护装置发送指示所述短路保护模式，以及基于发热量的延时保护模式的保护策略；以及
响应于所述负载信息指示所述负载具有阻性负载特性，向所述电路保护装置发送指示所述短路保护模式，以及基于延迟时间的延时保护模式的保护策略。
11.如权利要求10所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
响应于所述负载信息指示所述负载具有感性负载特性，向所述电路保护装置发送指示所述延时保护模式的切断时机的热量阈值，或者热保护电流阈值关于持续时间的变化曲线。
12.如权利要求11所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
采集所述负载的温度测量值，并获取所述负载的温度上限值；以及
根据所述温度测量值及所述温度上限值，确定所述热量阈值。
13.如权利要求12所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
根据所述热量阈值，确定所述热保护电流阈值关于持续时间的变化曲线。
14.如权利要求10所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
响应于所述负载信息指示所述负载具有阻性负载特性，向所述电路保护装置发送所述延时保护模式的超载电流阈值，和/或指示所述延时保护模式的切断时机的超载时间阈值。
15.如权利要求10所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
获取所述负载的所述额定电流阈值；以及
根据所述负载的所述负载信息及所述额定电流阈值，确定所述负载的所述短路电流阈值和/或超载电流阈值。
16.如权利要求9所述的车辆供电系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
从所述电路保护装置获取其被断开的提示信息，并根据所述提示信息进行对应的发电机、蓄电池和/或负载的故障提示；和/或
从所述电路保护装置获取其被断开的故障报告，并根据所述故障报告中记载的保护模式，诊断对应的发电机、蓄电池和/或负载的故障原因。
17.一种车辆供电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据电路保护装置连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送保护策略，其中，所述保护策略指示短路保护模式以及至少一种延时保护模式；和/或
根据电路保护装置连接的发电机、蓄电池和/或负载，向所述电路保护装置发送执行短路保护模式以及至少一种延时保护模式所需的额定电流阈值及短路电流阈值。
18.一种车辆，其特征在于，所述车辆配置有如权利要求1～16中任一项所述的车辆供电系统。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求17所述的车辆供电系统的控制方法。
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