CN202243030U - 车用电源智能化管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了车用电源智能化管理系统，包括蓄电池和CAN总线，发动机启动模块，CAN总线供电模块；所述发动机启动模块包括电磁阀控制电路，信号与小功率输出电路和7路小功率保险丝输出电路；所述CAN总线供电模块中包括90A功率输出电路和55A功率输出电路。同时为了硬件的应急启动，本系统还预留4路开关输入。本实用新型采用先进工艺的功率继电器，大大减少了模块体积；系统的输出不但带诊断功能、短路保护、最大输出电流限制，而且可以在仪表上显示负载故障状态和每路输出工作的电流值，实现系统的智能化；把启动相关的负载都集中在这一个模块，提高功能模块的集中度，并带有应急启动功能，提高了系统的可靠性。

Description

车用电源智能化管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种客车或重型卡车的大功率电源管理技术，尤其涉及一种带全车CAN总线的车用大功率电源智能化管理系统。 

背景技术

目前随着汽车电子系统的发展，全车CAN总线越来越被整车所接受，一般来说全车CAN总线配备一个仪表加2-3个控制模块，就可实现全车电器的总线控制。虽然用CAN总线模块来实现全车电器的集中控制管理是全车电器一种先进的设计工艺和方法，但同时也面临供电电源管理的问题。由于电器是由模块集中控制，所以就要求这些模块的供电电源是大功率的。这导致现在几乎所有的全车CAN总线都采用大电流的保险丝（如60A，80A，100A）和大功率继电器（如24A/180A,24V/200A）。采用大量的铜片或是粗线来连接，不仅体积大，工艺复杂，可靠性低，而且输出路数和功率的相对固定限制了系统的灵活性和兼容性。 

发明内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了车用电源智能化管理系统，将CAN总线模块的供电与发电机启动相关的大电流负载合理地整合到一个系统中，通过微处理器集中控制，达到智能化的目的。 

本实用新型的技术方案为：车用电源智能化管理系统，包括蓄电池和CAN总线，其特征在于，还包括发动机启动模块，CAN总线供电模块；所述发动机启动模块包括电磁阀控制电路，信号与小功率输出电路和小功率保险丝输出电路；所述CAN总线供电模块包括90A功率输出电路和55A功率输出电路。 

进一步的，所述电磁阀控制电路包括ACC电源电磁阀和启动保护电磁阀；所述ACC电源电磁阀的输出端接大功率感性负载；所述启动保护电磁阀接启动电机电源。 

进一步的，所述信号与小功率输出电路包括CAN2.0接口、开关信号输入接口、3A功率输出电路接口；其中所述3A功率输出接口接ECU电源和启动信号。 

进一步的，所述7路小功率保险丝输出电路包括常电保险丝电路和逻辑可配置保险丝电路。 

进一步的，所述90A功率输出电路和55A功率输出电路都包括大功率智能控制器件；所述大功率智能控制器件连接MCU（微处理器）。 

进一步的，还包括硬件的应急启动模块，所述应急启动模块预留开关输入。 

进一步的，还包括防水连接器。 

本实用新型的有益效果：通过由智能功率器件控制替代了传统的普通保险丝控制，采用先进工艺的功率继电器，大大减少了模块体积；系统的输出不但可以带诊断功能、短路保护、最大输出电流限制，而且可以在仪表上显示负载故障状态和每路输出工作的电流值，实现系统的智能化；把启动相关的负载都集中在这一个模块，提高功能模块的集中度，并带有应急启动功能，即可在整个CAN总线系统崩溃条件下也可以通过手动启动应急启动功能，大大提高了系统的可靠性。 

附图说明

图1为本实用新型的车用电源智能化管理系统的原理方框图； 

图2为本实用新型的电磁阀控制电路原理示意图；

图3为本实用新型的信号与小功率输出电路原理示意图；

图4为本实用新型的7路小功率保险丝输出电路原理示意图；

图5为本实用新型的大功率智能控制器件电路原理图；

图6为本实用新型的CAN总线供电模块原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。 

如图1所示，本实用新型的车用电源智能化管理系统的原理方框图，包括蓄电池和CAN总线，还包括发动机启动模块，CAN总线供电模块；发动机启动模块包括电磁阀控制电路，信号与小功率输出电路和7路小功率保险丝输出电路；CAN总线供电模块中包括3路90A功率输出电路和5路55A功率输出电路。电磁阀控制电路包括ACC电源电磁阀和启动保护电磁阀；ACC电源电磁阀的输出端接大功率感性负载；启动保护电磁阀接启动电机电源。信号与小功率输出电路包括CAN2.0接口、4路开关信号输入接口、4路3A功率输出电路接口；其中4路3A功率输出接口接ECU电源和启动信号。7路小功率保险丝输出电路包括3路常电保险丝电路和4路逻辑可配置保险丝电路。3路90A功率输出电路和5路55A功率输出电路都包括大功率智能控制器件；大功率智能控制器件连接MCU（微处理器）。同时为了硬件的应急启动，系统还预留4路开关输入。由于系统一般安装在电瓶仓内，靠近电瓶，使用防水连接器以实现严格的防水性。 

电磁阀控制电路如图2所示，左边两个是ACC电源电磁阀和启动保护电磁阀，分别用来控制大功率的感性负载。这两路输出瞬间电流非常大，可达到100多安培，而且这两路输出的瞬间冲击干扰都很大。因此这两路输出需用大功率继电器来实现，并配合大功率保险丝使用。 ACC电磁阀的输出接两个大容量保险丝（保险丝1和保险丝2），所接负载分别为缓速器电源和发电机。启动保护电磁阀接启动电机电源，用来保护启动电机，故称为启动保护。本电路选用先进工艺制成的超薄继电器来控制，可以大大缩小模块体积。这两个电磁阀的控制由本电路内部自带控制电路控制。 

信号与小功率输出电路如图3所示，信号接口是指CAN2.0接口和4路开关信号输入接口，其中CAN2.0接口用于接收开关信息和发送给本系统的相关信息；小功率输出电路是4路3A功率输出，分别用来控制ECU电源和启动信号，剩余的为预留使用。 

7路小功率保险丝输出电路如图4所示，7路30A以内的保险丝输出电路，主要是为了给欧Ⅳ发动机的相关电源供电，比如ONX传感器，SCR（选择性催化还原）等。其中，3路为常电保险丝输出电路，4路为可配置逻辑的保险丝输出电路，所述4路保险丝都由同一个55A功率输出供电，可实现统一配置逻辑。 

大功率智能控制器件，用于实现大电流的输出，主要是为了给各个CAN总线模块供电和预热，一般控制电流在100A以内。其有两种规格：90A和55A功率输出，这两种规格输出电路完全相同，区别在于所用器件规格不同。其原理如图5所示，当MCU从IN5脚输入高电平时，Q112导通，把U114的IN脚拉低，U114的OUT输出工作，工作所接负载电流通过IS脚反馈回来，IS脚通过所接电阻R162和R160分压得到一个电压值，这个电压值随负载电流的变化而变化，并且成一定的线性关系，把IS5脚接到MCU的AD口，MCU通过判断IS5的值来推算所接负载的电流值，然后通过CAN总线发到相关模块，执行相应操作，同时也可以利用采集IS5脚的电压来限制最大输出电流，当MCU采集到所设定的输出电压值时，把IN5脚置低电平，则U114不输出，达到限制最大输出电流的目的，这里的Q111也是起一个硬件限制作用，可防止负载的瞬间电流冲击，如果负载瞬间电流冲击发生，则IS5电压升高，达到Q111的导通值，Q111导通，使Q112截止，达到控制输出的目的。CAN总线供电模块中的3路90A功率输出电路和5路55A功率输出电路都包括大功率智能控制器件，其原理示意图如图6所示。 

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (7)

1.车用电源智能化管理系统，包括蓄电池和CAN总线，其特征在于，还包括发动机启动模块，CAN总线供电模块；所述发动机启动模块分为电磁阀控制电路，信号与小功率输出电路和小功率保险丝输出电路；所述CAN总线供电模块分为90A功率输出电路和55A功率输出电路。

2.如权利要求1所述的车用电源智能化管理系统，其特征在于：所述电磁阀控制电路包括ACC电源电磁阀和启动保护电磁阀；所述ACC电源电磁阀的输出端接大功率感性负载；所述启动保护电磁阀接启动电机电源。

3.如权利要求1所述的车用电源智能化管理系统，其特征在于：所述信号与小功率输出电路包括CAN2.0接口、开关信号输入接口、3A功率输出电路接口；其中所述3A功率输出接口接ECU电源和启动信号。

4.如权利要求1所述的车用电源智能化管理系统，其特征在于：所述小功率保险丝输出电路包括常电保险丝电路和逻辑可配置保险丝电路。

5.如权利要求1所述的车用电源智能化管理系统，其特征在于：所述90A功率输出电路和55A功率输出电路都包括大功率智能控制器件；所述大功率智能控制器件连接MCU。

6.如权利要求1所述的车用电源智能化管理系统，其特征在于：还包括硬件的应急启动模块，所述应急启动模块预留开关输入。

7.如权利要求1所述的车用电源智能化管理系统，其特征在于：还包括防水连接器。

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