CN117698613A - 一种智能电源分配架构、配电盒及车辆 - Google Patents

一种智能电源分配架构、配电盒及车辆 Download PDF

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CN117698613A CN202311727108.6A CN202311727108A CN117698613A CN 117698613 A CN117698613 A CN 117698613A CN 202311727108 A CN202311727108 A CN 202311727108A CN 117698613 A CN117698613 A CN 117698613A
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Abstract

本发明提供了一种智能电源分配架构、配电盒及车辆，属于自动驾驶技术领域，智能电源分配架构包括：MCU、第一电源、第二电源，第一开关模块、第三开关模块；第一开关模块，被配置为对第一电源输出的第一电压进行检测，并在第一电压不满足预设电压范围时，切断第一电源与所述第一开关模块之间的供电回路，并将供电回路被切断的报警信息发送至MCU；MCU，控制第二开关模块断开第二开关模块与第一电源之间的第一供电回路，维持并导通第二开关模块与第二电源之间的第二供电回路，以使第三开关模块，断开多个负载中的部分负载或全部负载。通过本发明所提供的智能电源分配架构，保证自动驾驶系统的供电支路故障快速关断的速度，降低供电故障。

Description

一种智能电源分配架构、配电盒及车辆
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种智能电源分配架构、配电盒及车辆。
背景技术
目前，传统OEM(Equipment Manufacturer，原始设备制造商)是有很沉重的历史包袱的，按以往的经验，模块及平台的共用可以显著降低车辆成本，保证了车辆可靠性，但是同时也导致了牵一发而动全身，任何的更改都需要很谨慎，改起来也很困难，周期很长，涉及面很广，成本也很高。
并且，自动驾驶系统大多要求供电支路故障快速关断，隔离时间在100μs左右，保险丝显然无法做到，即使供电即使双线接入配电盒，并加双保险，但是由于保险丝保护速度的问题，电源可能会瞬间被拉低导致欠压，导致供电故障，从而损坏车辆中的其它负载设备，因此保证自动驾驶系统的供电支路故障快速关断是一个亟须解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种智能电源分配架构、配电盒及车辆，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
本申请实施例第一方面，提供了一种智能电源分配架构，应用于车辆，所述智能电源分配架构包括：MCU、第一电源、第二电源，第一开关模块、第三开关模块；其中，所述MCU分别与所述第一开关模块和所述第三开关模块通信连接；
所述第一开关模块的输入端与所述第一电源连接，所述第一开关模块的输出分别与所述第二电源和所述第三开关模块的输入端连接，所述第三开关模块的第一输出端与第一负载连接，所述第三开关模块的第二输出端与第二负载连接；其中，所述第二负载为所述第一负载的备用负载；
所述第一开关模块，被配置为对所述第一电源输出的第一电压进行检测，并在所述第一电压不满足预设电压范围时，切断所述第一电源与所述第一开关模块之间的供电回路，并将所述供电回路被切断的报警信息发送至所述MCU；
所述MCU，被配置为响应于所述报警信息，控制所述第三开关模块断开所述第三开关模块与所述第一负载之间的第一供电回路，并导通所述第三开关模块与所述第二负载之间的第二供电回路。
可选地，所述智能电源分配架构还包括：第二开关模块；其中，所述第二开关模块的输入端与所述第二电源连接，所述第二开关模块的输出端与所述第一开关模块的输出端连接；
所述第二开关模块，被配置为对所述第二电源输出的第二电压进行检测，并在所述第二电压高于电压阈值时，切断所述第二电源与所述第二开关模块之间的供电回路。
可选地，所述第一开关模块包括：第一开关单元与第一控制单元；其中，所述第一开关单元的输入端与所述第一电源连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一控制单元的输入端连接，所述第一开关单元的控制端与所述第一控制单元的第一输出端连接；
所述第一控制单元的第二输出端与所述第三开关模块的输入端连接，所述第一控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
可选地，所述第二开关模块包括：第二开关单元与第二控制单元；其中，所述第二开关单元的输入端与所述第二电源连接，所述第二开关单元的输出端与所述第二控制单元的输入端连接，所述第二开关单元的控制端与所述第二控制单元的第一输出端连接；
所述第二控制单元的第二输出端与所述第三开关模块的输入端连接，所述第二控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
可选地，所述第三开关模块包括：第三开关单元、第三控制单元、第四开关单元及第四控制单元；其中，所述第三开关单元的输入端与所述第四开关单元的输入端分别与所述第二开关模块的输入端连接，所述第三开关单元的输出端与所述第三控制单元的输入端连接，所述第三开关单元的控制端与所述第三控制单元的第一输出端连接；
所述第三控制单元的第二输出端与所述第一负载连接，所述第三控制单元的第三输出端与所述MCU连接；
所述第四开关单元的输出端与所述第四控制单元的输入端连接，所述第四开关单元的控制端与所述第四控制单元的第一输出端连接；
所述第四控制单元的第二输出端与所述第二负载连接，所述第四控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
可选地，所述第三开关模块包括：第三开关单元、第四开关单元及第五控制单元，所述多个负载包括：第一负载与第二负载；其中，所述第三开关单元的输入端与所述第四开关单元的输入端分别与所述第二开关模块的输入端连接，所述第三开关单元的输出端与所述第四开关单元的输出端分别与所述第五控制单元的输入端连接，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的控制端分别与所述第五控制单元的第一输出端连接；
所述第五控制单元的第二输出端分别与多个所述第二负载连接，所述第五控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
可选地，所述智能电源分配架构还包括：显示单元；其中，所述显示单元与所述MCU连接；
所述MCU，还用于将所述报警信息发送至所述显示单元；
所述显示单元，用于展示所述报警信息。
可选地，第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元及第四开关单元为场效应晶体管。
本申请实施例第二方面，提供了一种配电盒，所述配电盒上设置有本申请实施例第一方面所述的智能电源分配架构。
本申请实施例第三方面，提供了一种车辆，所述车辆包括如本申请实施例第二方面所述的配电盒。
通过本实施例提供的一种智能电源分配架构，应用于车辆，所述智能电源分配架构包括：MCU、第一电源、第二电源、第一开关模块、第二开关模块及第三开关模块；其中，MCU分别与第一开关模块和第二开关模块及所述第三开关模块连接；第一开关模块的输入端与所述第一电源连接，第二开关模块的输入端与所述第二电源连接，第一开关模块的输出端与第二开关模块的输出端连接分别与第三开关模块的输入端连接，第三开关模块的输出端连接多个负载；第一开关模块，被配置为对第一电源输出的第一电压进行检测，并在第一电压不满足预设电压范围时，切断第一电源与第一开关模块之间的供电回路，并将供电回路被切断的报警信息发送至MCU；MCU，被配置为响应于报警信息，向第二开关模块和第三开关模块输出控制指令；第二开关模块，被配置为响应于控制指令，维持第二回路的导通状态；第三开关模块，被配置为响应于控制指令，断开多个负载中的部分负载或全部负载。
通过本实施例提供的一种智能电源分配架构，应用在车辆上，可以通过第一电源与第二电源通过第一开关模块分别与第三开关模块连接，由于第三开关模块的第一输出端与多个负载连接，第三开关模块的第二输出端与第二负载连接，可以知道第一电源与第二电源可以共同为多个负载供电，此外，在正常情况下，一般是第一电源作为给多个负载供电的主电源，但在实际的使用过程中，第一电源通过第一开关模块为多个负载进行供电，在实际过程中，第一电源输出的电压可能是故障电压，为了保护后端的多个负载的安全，会将第一电源与第一开关模块之间的供电回路切断，故第一电源无法为第一负载供电，仅存在第二电源为多个负载供电，若第二电源的供电量不足以满足多个负载的供电需求，但为了保证车辆中各个负载所在系统的工作不受损坏，此时MCU维持导通第二电源与第二开关模块的第二供电回路，从而实现在保证自动驾驶系统的供电短路故障快速关断时，不会对车辆中的各个系统正常运行造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种相关技术电源分配架构的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种保险丝与场效应晶体管的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种智能电源分配架构的示意图；
图4是本申请实施例提供的第一种智能电源分配架构的细化示意图；
图5是本申请实施例提供的第二种智能电源分配架构的细化示意图；
图6是本申请实施例提供的一种电源分配架构的结构示意图；
附图说明：100-MCU；200-第一电源；300-第二电源；400-第一开关模块；500-第二开关模块；600-第三开关模块；700-多个负载；800-显示单元；
401-第一开关单元；402-第一控制单元；501-第二开关单元；502-第二控制单元；601-第三开关单元；602-第三控制单元；603-第四开关单元；604-第四控制单元；605-第五控制单元；701-第一负载；702-第二负载。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
参照图1，图1是本申请实施例提供的一种相关技术电源分配架构的示意图，从图1中可知，采用双电池供电，且两块电池之间通过PIS(电源隔离器)隔开，当电源发生故障时，PIS工作隔离主电池跟冗余电池，主电池为LV BATT，冗余电池为LV BATT-2，HV BATT为主电源。主电源通过保险丝和继电器与各个负载所在的系统连接，为各个负载供电，保证车辆的中的各个系统所执行的功能正常。
参照图2，图2是本申请实施例提供的一种保险丝与场效应晶体管的示意图，结合图1，图1中的主电源与各个负载之间的开关是利用保险丝与继电器组成，在图1中，如果检测到主电池所在的回路上的发生电流短路时，图2中的左边的保险丝就会熔断，并永久失效，当接收到信号时继电器会响应进行电路的打开和关闭动作，且不可恢复，只能拆开配电盒进行更换。
图2的右侧为半导体芯片组成的配电系统，当信号检测到短路时会切断电路，但是不会永久性失效，等故障解除后可以再次接通使用，且相比于保险丝10万个脉冲，继电器20万次，功率半导体1015次后无衰减。保险丝选型需要考虑85℃的环境温度及感性负载I2t降额65％，但是功率半导体不需要降额，因此本申请实施例提供了一种智能电源分配架构，以利用更简单的配置，实现更可靠的保证自动驾驶系统的供电支路故障快速关断。
参照图3，图3是本申请实施例提供的一种智能电源分配架构的示意图，应用于车辆，所述智能电源分配架构包括：MCU100、第一电源200、第二电源300、第一开关模块400、第二开关模块500及第三开关模块600；其中，MCU100分别与第一开关模块400和第二开关模块500及第三开关模块600连接；第一开关模块400的输入端与第一电源200连接，第二开关模块500的输入端与所述第二电源300连接，第一开关模块400的输出端与第二开关模块500的输出端连接分别与第三开关模块600的输入端连接，第三开关模块600的输出端连接多个负载700；第一开关模块400，被配置为对第一电源200输出的第一电压进行检测，并在第一电压不满足预设电压范围时，切断第一电源200与所述第一开关模块400之间的供电回路，并将供电回路被切断的报警信息发送至MCU100；MCU100，被配置为响应于报警信息，向第二开关模块500和第三开关模块600输出控制指令；第二开关模块500，被配置为响应于控制指令，维持导通第二开关模块500与第二电源300之间的第二供电回路；第三开关模块600，被配置为响应于控制指令，断开多个负载700中的部分负载或全部负载。
在本实施例中，第一电源200为车辆中的座舱提供的一个直流电压源，第二电源300为车辆中的蓄电池提供的电压源。
第一开关模块400是与连接在第一电源200与第三开关模块600的开关模块，第一开关模块400的作用是对第一电源200输出的电压进行检测，检测第一电源200输出的第一电压是否过电压或欠电压，过电压与欠电压都会导致后端的负载出现问题，因此第一开关模块400就会在电源输出的第一电压不满足预设电压范围时，切断第一电源200与第一开关模块400之间的供电回路，预设电压范围是在第一电源200在无故障，且在误差允许范围内的情况下输出的最大电压值与最小电压值之间的范围。
第二开关模块是连接在第二电源300与第二开关模块500的输出端的开关模块，与第一开关模块400的输出端连接，第二电源300可以作为第一电源200的备用电源使用，例如在第一电源200故障的情况下，由第二电源300代替第一电源200给多个负载供电，也可以与第一电源200共同使用，比如在第一电源200无故障的情况下，第二电源300也会与第一电源200同时给多个负载供电。
MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)100分别与第一开关模块400、第二开关模块500，及第三开关模块600存在通信连接，在第一开关模块400断开与第一电源200的连接时，也会将供电回路被切断的报警信息发送给MCU100，那么此时MCU100就会知道第一电源200存在故障，然后MCU100控制第二开关模块500维持导通第二供电回路，以及控制第三开关模块600断开多个负载中的部分负载或全部负载。
多个负载700为车辆在正常的行驶过程中，各个系统正常工作对应的负载，例如转向系统、制动系统、智能驾驶系统等。如果多个负载700中存在第一负载701与第二负载702，第二负载702为第一负载的备用负载，第一负载701的耗电量高于第二负载702，则可断开第三开关模块600与第一负载701之间的连接，维持与第二负载702之间的连接。如果多个负载700中存在第三负载，第三负载仅是为了提升用户舒适度，并不是车辆安全行驶的必需负载，则可断开第三负载与第三开关模块600的连接。第三负载在图中未示出。
因此为了保证第一电源200在发生故障时，确保多个负载700所对应的各个系统能够完成基本功能，其次，由于第二电源300是作为一个备用电源的存在，存储的电量是有限的，为了保证供电的可靠性，在仅存在第二电源300作为供电电源时，MCU100在获取第一电源200故障的报警信息后，会发出信号控制第三开关模块600导通第二供电回路，断开第一供电回路。
通过本实施例提供的一种智能电源分配架构，应用在车辆上，可以通过第一电源200与第二电源300通过第一开关模块400分别与第三开关模块600连接，由于第三开关模块600的第一输出端与多个负载连接，第三开关模块600的第二输出端与第二负载连接，可以知道第一电源200与第二电源300可以共同为多个负载供电，此外，在正常情况下，一般是第一电源200作为给多个负载供电的主电源，但在实际的使用过程中，第一电源200通过第一开关模块400为多个负载进行供电，在实际过程中，第一电源200输出的电压可能是故障电压，为了保护后端的多个负载的安全，会将第一电源200与第一开关模块400之间的供电回路切断，故第一电源200无法为第一负载供电，仅存在第二电源300为多个负载供电，若第二电源300的供电量不足以满足多个负载的供电需求，但为了保证车辆中各个负载所在系统的工作不受损坏，此时MCU100维持导通第二电源300与第二开关模块500的第二供电回路，从而实现在保证自动驾驶系统的供电短路故障快速关断时，不会对车辆中的各个系统正常运行造成影响。
在一种实施例中，所述第二开关模块500，还被配置为对所述第二电源输200出的第二电压进行检测，并在所述第二电压高于电压阈值时，切断所述第二电源200与所述第二开关模块500之间的供电回路。
在本实施例中，图1中可知，智能电源分配架构还包括第二开关模块500，第二开关模块500的输入端与第二电源300连接，第二开关模块500的输出端与第一开关模块400的输出端连接，虽然第二电源300只是作为第一电源200的备用电源使用，但是，在第一电源200无故障的情况下，第二电源300也会与第一电源200同时给多个负载供电，因此在第二电源300出现故障时，即第二电源300输出的电压高于阈值电压时，第二开关模块500就会切断第二电源300与第二开关模块500之间第二供电回路，保护第二供电回路所在的线路。
在一种实施例中，所述第一开关模块400包括：第一开关单元401与第一控制单元402；其中，所述第一开关单元401的输入端与所述第一电源200连接，所述第一开关单元401的输出端与所述第一控制单元402的输入端连接，所述第一开关单元401的控制端与所述第一控制单元402的第一输出端连接；所述第一控制单元402的第二输出端与所述第三开关模块600的输入端连接，所述第一控制单元402的第三输出端与所述MCU100连接。
在本实施例中，参照图4，图4是本申请实施例提供的第一种智能电源分配架构的细化示意图。第一开关模块400包括第一开关单元401与第一控制单元402，由于第一开关单元401的输入端与第一电源200连接，第一开关单元401的输出端与第一控制单元402的输入端连接，第一开关单元401的控制端与第一控制单元402的第一输出端连接；第一控制单元402的第二输出端与第三开关模块600的输入端连接，第一控制单元402的第三输出端MCU100连接，那么第二控制单元502就可以检测通过第一开关单元401的第一电压，第二控制单元502在检测到第一电压的电压值，其中第二控制单元502中可以存储预设电压范围，通过判断第一电压的电压值是否在预设电压范围内，来选择是否切断第一开关单元401与第一电源200之间的第一供电回路，具体是在判断第一电压不在预设电压范围时，通过第一控制单元402的第一输出端输出低电平信号作用在第一开关单元401的控制端，这样就可以实现控制第一开关单元401断开，这样就可以将第一电源200与第一开关模块400之间的第一供电回路断开，此外，还可以将第一供电回路断开的报警信息发送至MCU100。
在一种实施例中，所述第二开关模块500包括：第二开关单元501与第二控制单元502；其中，所述第二开关单元501的输入端与所述第二电源300连接，所述第二开关单元501的输出端与所述第二控制单元502的输入端连接，所述第二开关单元501的控制端与所述第二控制单元502的第一输出端连接；所述第二控制单元502的第二输出端与所述第三开关模块600的输入端连接，所述第二控制单元502的第三输出端与所述MCU100连接。
在本实施例中，参照图4，第二开关模块500包括：第二开关单元501与第二控制单元502，第二开关单元501的输入端与第二电源300连接，第二开关单元501的输出端与第二控制单元502的输入端连接，第二开关单元501的控制端与第二控制单元502的第一输出端连接；第二控制单元502的第二输出端与第三开关模块600的输入端连接，第二控制单元502的第三输出端与MCU100连接。第二控制单元502通过检测通过第二开关单元501的第二电压，并判断第二电压是否高于电压阈值，并在第二电压高于电压值阈值时，通过第二控制单元502的第一输出端输出低电平信号，控制第二开关单元501关断，以使第二电源300与第二开关模块500之间的供电回路断开。
在一种实施例中，所述第三开关模块600包括：第三开关单元601、第三控制单元602、第四开关单元603及第四控制单元604，所述多个负载包括：第一负载与第二负载；其中，所述第三开关单元601的输入端与所述第四开关单元603的输入端分别与所述第二开关模块500的输入端连接，所述第三开关单元601的输出端与所述第三控制单元602的输入端连接，所述第三开关单元601的控制端与所述第三控制单元602的第一输出端连接；所述第三控制单元602的第二输出端与所述第一负载701连接，所述第三控制单元602的第三输出端与所述MCU100连接；
所述第四开关单元603的第一输出端与所述第四控制单元604的输入端连接，所述第四开关单元603的控制端与所述第四控制单元604的第一输出端连接；所述第四控制单元604的第二输出端与所述第二负载702连接，所述第四控制单元604的第三输出端与所述MCU100连接。
在本实施例中，参照图4可知，第三开关模块600包括：第三开关单元601、第三控制单元602、第四开关单元603及第四控制单元604，第三开关单元601的输入端与第四开关单元603的输入端分别与第二开关模块500的输入端连接，第三开关单元601的输出端与第三控制单元602的输入端连接，第三开关单元601的控制端与第三控制单元602的第一输出端连接；第三控制单元602的第二输出端与第一负载701连接，第三控制单元602的第三输出端与MCU100连接；第四开关单元603的第一输出端与第四控制单元604的输入端连接，第四开关单元603的控制端与第四控制单元604的第一输出端连接；第四控制单元604的第二输出端与第二负载702连接，第四控制单元604的第三输出端与MCU100连接。第二负载702可以为第一负载701的备用负载，第二负载702为保证第一负载701中各个系统能够完成基本功能的负载，第二负载702相比于第一负载701，所需要的耗能会更低。
在一种实施例中，所述第三开关模块600包括：第三开关单元601、第四开关单元603及第五控制单元605；其中，所述第三开关单元601的输入端与所述第四开关单元603的输入端分别与所述第二开关模块500的输入端连接，所述第三开关单元601的输出端与所述第四开关单元603的输出端分别与所述第五控制单元605的输入端连接，所述第三开关单元601的控制端与所述第四开关单元603的控制端分别与所述第五控制单元605的第一输出端连接；所述第五控制单元605的第二输出端与多个所述负载700连接，所述第五控制单元605的第三输出端与所述MCU100连接。
在本实施例中，参照图5，图5是本申请实施例提供的第二种智能电源分配架构的细化示意图，从图5中可知，第三开关模块600包括：第三开关单元601、第四开关单元603及第五控制单元605；其中，第三开关单元601的输入端与所述第四开关单元603的输入端分别与第二开关模块500的输入端连接，所述第三开关单元601的输出端与第四开关单元603的输出端分别与第五控制单元605的输入端连接，第三开关单元601的控制端与第四开关单元603的控制端分别与第五控制单元605的第一输出端连接；第五控制单元605的第二输出端与多个负载700连接，第五控制单元605的第三输出端与MCU100连接，这样就可以通过一个第五控制单元605控制第三开关单元601和第四开关单元603的导通与关断，更加简化智能电源分配架构的占用空间。
在一种实施例中，所述智能电源分配架构还包括：显示单元800；其中，所述显示单元与所述MCU100连接；所述MCU100，还用于将所述报警信息发送至所述显示单元800；所述显示单元800，用于展示所述报警信息。
在本实施例中，参照图5，智能电源分配架构还包括显示单元800，显示单元800与MCU100连接，MCU100在获取第一开关模块400或第二开关模块500发送的报警信息以后，会将该报警信息发送至显示单元800，该显示单元800就会展示该报警信息，便于驾驶员知晓。
在一种实施例中，第一开关单元401、第二开关单元501、第三开关单元601及第四开关单元603为场效应晶体管。
在本实施例中，第一开关单元401、第二开关单元501、第三开关单元601及第四开关单元603为场效应晶体管，即MOS管，利用MOS管来代替常规的保险丝加继电器组合来实现设备故障的快速关断，根据MOS管本身可以实现10μs级别故障隔离的特性，可以在用电器报电源故障之前响应，使电路的安全保护级别升到μs级，避免了由于保险丝的保护时间过长电源可能会瞬间被拉低导致欠压，导致供电故障。
示例地，下面将参照图6，图6是本申请实施例提供的一种电源分配架构的示意图来对申请实施例进行一个详细的阐述：
如图6所示，HV BATT(High Voltage Battery，高压电池)为第一电源200，LV BATT(Low Voltage Battery，低压电池)为第二电源300，EPS(Electric Power SteeringController，电动助力转向控制器)1、IBC(Integrated Brake Controller，集成制动控制器)、IDC(Intelligent Driving Controller，智能驾驶控制器)1、IP-BOX(InstrumentPanel BOX Module，仪表板箱模块)、F-BOX(Front Box Module，前箱模块)、R-BOX(后箱模块，Rear Box Module，)为第一负载701，其中EPS2为EPS1的备用负载，RBC(RedundantBrake Controller，冗余制动控制器)为IBC的备用负载，IDC2为IDC1的备用负载，故EPS2、RBC、IDC2为第二负载702。
从图6中可知，第一开关单元401、第二开关单元501、第三开关单元601及第四开关单元603都为场效应晶体管，即MOSFET，其中，与第一开关单元401连接的Circuit-CONT为第一控制单元402，与第二开关单元501连接的Circuit-CONT为第二控制单元502，与第三开关单元601连接的Circuit-CONT为第三控制单元602，与第四开关单元603连接的Circuit-CONT为第四控制单元604。
当车辆上高压后，由HV BATT输出整车用电，输出给所有第一负载701(EPS1、IBC、IDC1、IP-BOX、F-BOX、R-BOX)，在MCU100检测到LV BATT亏电时，此时M01与M02都是正常闭合状态，允许双向电流，利用第一电源200及时给第二电源300充电。
如果LV BATT故障时，第二开关单元开关断开，故障可以是过电流故障、过电压故障、欠电压故障、内部故障等，此时MCU100控制第一负载701所在的第一供电回路断开，第二负载702所在的第二供电回路维持导通。
当主电源HV BATT出现短路故障，拉低整车电压导致整车其它电气设备出现欠压故障反应之前，因DCDC+到Main B之间的电流高于过电压阈值时，第一开关单元401动作断开，其响应时间在10μs之内。此时，第二开关单元501正常工作，LV BATT将正常为整车提供稳定电源。
另外，第二电源300供电的情况下，EPS1、IBC、IDC1所在回路上的第三开关单元会断开，EPS2、RBC、IDC2所在的回路上第四开关单元603正常工作，保证转向系统、制动系统、智能驾驶系统完成基本功能。
当负载电流电路出现故障时，例如EPS1出现短路故障，因流入EPS1的电流高于过流阔值，EPS1所在的回路第三开关单元601动作断开，其响应时间在10μs之内，其它MOSFET都正常工作。
此外，EPS1、IBC、IDC1、IP-BOX、F-BOX、R-BOX、EPS2、RBC、IDC2系统会将其所在电源回路上的电压、电流值发送到总线上。配电盒里面的MCU100采集上述信号，并接收LV_BATT电压信号，经过计算判断电源回路是否存在故障，并将判断结果发送至总线上。
对比图1提供的相关技术的电源分配架构的示意图可知，本实施例提供的电源分配架构，取消了冗余蓄电池，电源隔离器以及冗余配电盒，以及大功率MEGA保险和MIDI保险丝等元器件。使整车装配更加简单，又实现同样的功能配置，并将蓄电池与DC-DC串联用MEGA保险保护的电路进行了优化，通过双电源经MOSFET隔离后并联设计，可以实现10μs级别故障隔离，完全可以在用电器报电源故障之前响应，使电路的安全保护级别升到μs级，充分考虑了目前高度自动驾驶辅助系统供电及控制功能安全所需的电源冗余要求。
基于相同的发明构思，本实施例还提供了一种配电盒，所述配电盒上设置有本实施例所述的智能电源分配架构。
在本实施例中，该配电盒可以采用IP(Ingress Protection Rating，防护等级)67或IP69，即使发动机舱进水都没问题，可以保证整车供电安全。
基于相同的发明构思，本实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括如本实施例所述的配电盒。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、装置的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框，以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生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装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置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。
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终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种智能电源分配架构、配电盒及车辆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种智能电源分配架构，其特征在于，应用于车辆，所述智能电源分配架构包括：MCU、第一电源、第二电源、第一开关模块、第二开关模块及第三开关模块；其中，所述MCU分别与所述第一开关模块和所述第二开关模块及所述第三开关模块连接；
所述第一开关模块的输入端与所述第一电源连接，所述第二开关模块的输入端与所述第二电源连接，所述第一开关模块的输出端与所述第二开关模块的输出端连接分别与所述第三开关模块的输入端连接，所述第三开关模块的输出端连接多个负载；
所述第一开关模块，被配置为对所述第一电源输出的第一电压进行检测，并在所述第一电压不满足预设电压范围时，切断所述第一电源与所述第一开关模块之间的第一供电回路，并将所述第一供电回路被切断的报警信息发送至所述MCU；
所述MCU，被配置为响应于所述报警信息，向所述第二开关模块和所述第三开关模块输出控制指令；
所述第二开关模块，被配置为响应于所述控制指令，维持导通所述第二开关模块与所述第二电源之间的第二供电回路；
所述第三开关模块，被配置为响应于所述控制指令，断开多个所述负载中的部分负载或全部负载。
2.根据权利要求1所述的智能电源分配架构，其特征在于，所述第二开关模块，还被配置为对所述第二电源输出的第二电压进行检测，并在所述第二电压高于电压阈值时，切断所述第二电源与所述第二开关模块之间的供电回路。
3.根据权利要求1所述的智能电源分配架构，其特征在于，所述第一开关模块包括：第一开关单元与第一控制单元；其中，所述第一开关单元的输入端与所述第一电源连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一控制单元的输入端连接，所述第一开关单元的控制端与所述第一控制单元的第一输出端连接；
所述第一控制单元的第二输出端与所述第三开关模块的输入端连接，所述第一控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
4.根据权利要求1所述的智能电源分配架构，其特征在于，所述第二开关模块包括：第二开关单元与第二控制单元；其中，所述第二开关单元的输入端与所述第二电源连接，所述第二开关单元的输出端与所述第二控制单元的输入端连接，所述第二开关单元的控制端与所述第二控制单元的第一输出端连接；
所述第二控制单元的第二输出端与所述第三开关模块的输入端连接，所述第二控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
5.根据权利要求1所述的智能电源分配架构，其特征在于，所述第三开关模块包括：第三开关单元、第三控制单元、第四开关单元及第四控制单元，所述多个负载包括：第一负载与第二负载；其中，所述第三开关单元的输入端与所述第四开关单元的输入端分别与所述第二开关模块的输入端连接，所述第三开关单元的输出端与所述第三控制单元的输入端连接，所述第三开关单元的控制端与所述第三控制单元的第一输出端连接；
所述第三控制单元的第二输出端与所述第一负载连接，所述第三控制单元的第三输出端与所述MCU连接；
所述第四开关单元的输出端与所述第四控制单元的输入端连接，所述第四开关单元的控制端与所述第四控制单元的第一输出端连接；
所述第四控制单元的第二输出端与所述第二负载连接，所述第四控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
6.根据权利要求1所述智能电源分配架构，其特征在于，所述第三开关模块包括：第三开关单元、第四开关单元及第五控制单元；其中，所述第三开关单元的输入端与所述第四开关单元的输入端分别与所述第二开关模块的输入端连接，所述第三开关单元的输出端与所述第四开关单元的输出端分别与所述第五控制单元的输入端连接，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的控制端分别与所述第五控制单元的第一输出端连接；
所述第五控制单元的第二输出端分别与多个所述负载连接，所述第五控制单元的第三输出端与所述MCU连接。
7.根据权利要求1所述的智能电源分配架构，其特征在于，所述智能电源分配架构还包括：显示单元；其中，所述显示单元与所述MCU连接；
所述MCU，还用于将所述报警信息发送至所述显示单元；
所述显示单元，用于展示所述报警信息。
8.根据权利要求1所述智能电源分配架构，其特征在于，第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元及第四开关单元为场效应晶体管。
9.一种配电盒，其特征在于，所述配电盒上设置有如权利要求1-8任一项所述的智能电源分配架构。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求9所述的配电盒。
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