CN117246265A - 一种汽车低压智能供电系统和供电方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车低压智能供电系统和供电方法，第一级供电为：DCDC转换器将车辆动力电池的高压转换成低压，通过后智能配电模块给整车供电；DCDC转换器还通过后智能配电模块连接蓄电池；在第一级供电中，后智能配电模块还分别与前智能配电模块、后车身域控制器和第一用电器相连接；第二级供电为：后智能配电模块与前智能配电模块相连接，前智能配电模块分别连接前车身域控制器和第二用电器相连接；第三级供电为：后车身域控制器和前车身域控制器是智能供电系统的最后一级，后车身域控制器和前车身域控制器均分别连接各类传感器、开关和负载。本发明采用区域配电方法，实现了整车用电器就近配电，减少整车线束长度。

Description

一种汽车低压智能供电系统和供电方法

技术领域

本发明属于一种汽车低压智能供电系统和供电方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，特别是智能网联汽车的发展，使汽车的功能越来越复杂，整车电子电气架构也从分布式向中央计算演进。整车低压供电系统，是通过电源分配和电源控制，实现整车各用电器可靠有序的工作。智能汽车时代，车辆功能迭代快，注重用户体验，提倡用户定制，汽车常用常新，千人前面。整车电子电气架构向智能汽车演进的同时，也给低压供电系统带来了冲击和挑战。

现有方案一般采用保险盒、车身控制器共同实现低压配电。保险盒在整车上起着电源分配的作用，车身控制器在整车上起着电源控制的作用。保险盒方案上只包括硬件，没有软件，不具备控制和诊断能力；车身控制器方案上包括软件和硬件两部分，可以基于不同的场景控制电源，实现雨刮、门锁、灯光、车窗、空调等负载的电源控制。车身控制器通过控制保险盒上的继电器，实现对保险盒上负载的电源控制。

传统保险丝盒具有以下缺点：

1、大部分用电器需要从保险盒取电，整车走线复杂，线束长，成本高；

2、扩展能力差，增加用电器时，需要重新开发新的保险盒和车身控制器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有汽车供电采用传统保险丝盒的缺陷，本发明提供一种新型的汽车低压智能供电系统及其供电方法。

本发明的技术方案具体为：

一种汽车低压智能供电系统，采用三级供电控制方式；

第一级供电为：DCDC转换器和蓄电池，其中，DCDC转换器将车辆动力电池的高压转换成低压，通过后智能配电模块给整车供电；同时，DCDC转换器还通过后智能配电模块连接蓄电池，从而实现DCDC转换器为蓄电池充电；在第一级供电中，后智能配电模块还分别与前智能配电模块、后车身域控制器和第一用电器相连接；

第二级供电为：后智能配电模块与前智能配电模块相连接，前智能配电模块分别连接前车身域控制器和第二用电器相连接；

第三级供电为：后车身域控制器和前车身域控制器是智能供电系统的最后一级，后车身域控制器和前车身域控制器均分别连接各类传感器、开关和负载。

后智能配电模块靠近DCDC转换器和蓄电池布置，前智能配电模块靠近车辆前部布置。

第一用电器包括冷却水泵、冷却风扇、助力转向、灭火系统、BMS、VCU、ECAS和EBS；第二用电器包括中控、仪表、档位面板、网关、CDC、TBOX和ADAS。

所述后智能配电模块、前智能配电模块、后车身域控制器和前车身域控制器之间通过CAN总线通信。

设置有多个后车身域控制器和多个前车身域控制器，多个后车身域控制器之间并联设置，多个前车身域控制器之间并联设置，且每个后车身域控制器对应连接一个前车身域控制器。

蓄电池为锂电池、铅酸电池或超级电容。

一种汽车低压智能供电方法，包括如下步骤：

初始上电时，先由蓄电池或者DCDC转换器为后智能配电模块供电，后智能配电模块进入工作状态；后智能配电模块根据整车状态，开始给前智能配电模块、后车身域控制器、VCU、BMS等供电；再由前智能配电模块、后车身域控制器和前车身域控制器一起为整车供电，整车开始工作；

在车辆停车下电状态，通过遥控钥匙、门开按钮解锁车辆时，先由遥控钥匙、门开按钮唤醒车身域控制器，再由车身域控制器通过CAN报文唤醒前、后智能配电模块，整车开始工作。

本发明的有益效果为：本发明涉及一种汽车低压智能供电系统和供电方法，包含后智能配电模块、前智能配电模块、以及前后区域控制器。

本发明可以解决以下问题：

1、采用区域配电方法，实现了整车用电器就近配电，减少整车线束长度。

2、采用智能配电，前后配电模块及车身前后域控制器均自主实现配电逻辑，减少整车线束数量，提升配电可靠性。

3、智能供电系统各部件实现了硬件解耦和软件解耦，提升了整车低压供电系统的灵活性，实现了供电系统的平台化。

附图说明

图1为本发明的原理图。

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。

如图1所示，一种汽车低压智能供电系统，采用三级控制方式。

第一级供电为：DCDC转换器01和蓄电池02，其中，DCDC转换器01将车辆动力电池的高压转换成低压，通过后智能配电模块03给整车供电；同时，DCDC转换器01还通过后智能配电模块03连接蓄电池02，从而实现DCDC转换器01为蓄电池02充电，由于该充电电路经过后智能配电模块03，从而实现了监控蓄电池的充放电电流、SOC、SOH等，实现蓄电池管理。在第一级供电中，后智能配电模块03是智能供电系统的第一级核心，总体管理整车的低压供电，且后智能配电模块03靠近DCDC转换器01和蓄电池02布置，缩减从DCDC转换器01和蓄电池02到后智能配电模块03的大电流走线程度，降低线束成本。

在第一级供电中，后智能配电模块03还分别与前智能配电模块04、后车身域控制器05和第一用电器07相连接，使得后智能配电模块03能实现：①接收DCDC转换器01的供电；②接收蓄电池02的供电；③管理DCDC转换器01为蓄电池02的充电；④为整车的第一用电器07供电，如图1所示，第一用电器07包括冷却水泵、冷却风扇、助力转向、灭火系统、BMS、VCU、ECAS、EBS等；⑤为整车下一级智能配电模块（前智能配电模块04）供电；⑥为后车身域控制器05供电。

第二级供电为：后智能配电模块03与前智能配电模块04相连接，前智能配电模块04分别连接前车身域控制器06和第二用电器08相连接，第二用电器08包括中控、仪表、档位面板、网关、CDC、TBOX、ADAS等。

在第二级供电中，前智能配电模块04是智能供电系统的第二级核心，靠近车辆前部布置，管理整车局部用电器供电。与只用一个配电盒相比，可以较少整车从前到后的线束数量，优化整车低压供电。

第三级供电为：如图1所示，后车身域控制器05和前车身域控制器06是智能供电系统的最后一级，后车身域控制器05和前车身域控制器06均分别连接各类传感器、开关和负载，从而管理整车灯光、车窗、门锁、氛围灯、雨刮、座椅调节等用电器的供电。

本发明采用多级配电的形式，且每级配电均为智能配电，每级供电部件均自主实现配电逻辑，减少整车线束数量，提升配电可靠性。

进一步地，本发明所述后智能配电模块03和前智能配电模块04均采用智能配电设计方案，采用电子保险丝、HSD、MOSFET等对供电通路进行管理。包括开关逻辑管理、电流电压监控、过流保护、过压欠压保护、过温保护等。

本发明所述后智能配电模块03、前智能配电模块04、后车身域控制器05和前车身域控制器06之间具有CAN总线通信，通过CAN总线交互信息。

本发明所述的低压智能供电系统具有可扩展性，如图1所示，可以扩展多个后车身域控制器05，和扩展多个前车身域控制器06。当设置多个后车身域控制器05和多个前车身域控制器06时，多个后车身域控制器05之间并联设置，多个前车身域控制器06之间并联设置，且每个后车身域控制器06对应连接一个前车身域控制器06。这样，每级供电部件之间实现了硬件解耦和软件解耦，提升了整车低压供电系统的灵活性，实现了供电系统的平台化。

进一步地，蓄电池02可以是锂电池、铅酸电池、超级电容等储能部件。

需要说明的是，配电模块的内部结构为现有技术，比如CN201820321699.5。另外，域控制器的内部结构也为现有技术，比如CN202210791727.0。本发明的核心发明点在于利用前后智能配电模块和前后车身域控制器来实现三级低压供电。

本发明一种汽车低压智能供电方法，包括如下步骤：

初始上电时，先由蓄电池02或者DCDC转换器01为后智能配电模块03供电，后智能配电模块03进入工作状态。后智能配电模块03根据整车状态，如KL15电源状态、充电枪状态、车门状态等，开始给前智能配电模块04、后车身域控制器05、VCU、BMS等供电。再由前智能配电模块04、后车身域控制器05和前车身域控制器06一起为整车供电，整车开始工作。

在车辆停车下电状态，通过遥控钥匙、门开按钮解锁车辆时，先由遥控钥匙、门开按钮唤醒车身域控制器，再由车身域控制器通过CAN报文唤醒前、后智能配电模块，整车开始工作。

需要说明地是，车辆停车下电，供电系统进入休眠状态后，可以由上级供电部件唤醒下级供电部件，也可以由下级供电部件唤醒上级供电部件。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车低压智能供电系统，其特征在于：采用三级供电控制方式；

第一级供电为：DCDC转换器（01）和蓄电池（02），其中，DCDC转换器（01）将车辆动力电池的高压转换成低压，通过后智能配电模块（03）给整车供电；同时，DCDC转换器（01）还通过后智能配电模块（03）连接蓄电池（02），从而实现DCDC转换器（01）为蓄电池（02）充电；在第一级供电中，后智能配电模块（03）还分别与前智能配电模块（04）、后车身域控制器（05）和第一用电器（07）相连接；

第二级供电为：后智能配电模块（03）与前智能配电模块（04）相连接，前智能配电模块（04）分别连接前车身域控制器（06）和第二用电器（08）相连接；

第三级供电为：后车身域控制器（05）和前车身域控制器（06）是智能供电系统的最后一级，后车身域控制器（05）和前车身域控制器（06）均分别连接各类传感器、开关和负载。

2.根据权利要求1所述的一种汽车低压智能供电系统，其特征在于：后智能配电模块（03）靠近DCDC转换器（01）和蓄电池（02）布置，前智能配电模块（04）靠近车辆前部布置。

3.根据权利要求1所述的一种汽车低压智能供电系统，其特征在于：第一用电器（07）包括冷却水泵、冷却风扇、助力转向、灭火系统、BMS、VCU、ECAS和EBS；第二用电器（08）包括中控、仪表、档位面板、网关、CDC、TBOX和ADAS。

4.根据权利要求1所述的一种汽车低压智能供电系统，其特征在于：所述后智能配电模块（03）、前智能配电模块（04）、后车身域控制器（05）和前车身域控制器（06）之间通过CAN总线通信。

5.根据权利要求1所述的一种汽车低压智能供电系统，其特征在于：设置有多个后车身域控制器（05）和多个前车身域控制器（06），多个后车身域控制器（05）之间并联设置，多个前车身域控制器（06）之间并联设置，且每个后车身域控制器（06）对应连接一个前车身域控制器（06）。

6.根据权利要求1所述的一种汽车低压智能供电系统，其特征在于：蓄电池（02）为锂电池、铅酸电池或超级电容。

7.一种采用权利要求1所述系统实现的汽车低压智能供电方法，包括如下步骤：

初始上电时，先由蓄电池（02）或者DCDC转换器（01）为后智能配电模块（03）供电，后智能配电模块（03）进入工作状态；后智能配电模块（03）根据整车状态，开始给前智能配电模块（04）、后车身域控制器（05）、VCU、BMS等供电；再由前智能配电模块（04）、后车身域控制器（05）和前车身域控制器（06）一起为整车供电，整车开始工作；

在车辆停车下电状态，通过遥控钥匙、门开按钮解锁车辆时，先由遥控钥匙、门开按钮唤醒车身域控制器，再由车身域控制器通过CAN报文唤醒前、后智能配电模块，整车开始工作。