CN209492395U - 新能源商用车用低压配电控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源商用车用低压配电控制系统，包括控制器外壳（1）、低压输入装置（9）、设置在控制器外壳内的第一熔断器（2）、大闸（5）、继电器（6）、驱动装置（7）和控制器（11）；低压输入装置通过CAN总线连整车CAN通讯接口和OBD接口，低压输入装置与控制器连接，用电设备（3）通过驱动装置与控制器连接，继电器的一端通过第一熔断器与用电设备连接，继电器的另一端与驱动装置和大闸连接；低压配电控制系统接蓄电池（12）和DCDC电源转换器（4），蓄电池与DCDC电源转换器间连第一熔断器。本实用新型能实现整车低压电源的分配、保险匹配、信号采集、故障诊断、上下电时序控制、网络管理、功能安全等功能，以适应整车工况的运行。

Description

新能源商用车用低压配电控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种车用低压配电系统，尤其涉及一种新能源商用车用低压配电控制系统。

背景技术

目前，商用车的新能源方案主要有纯电动汽车（EV）方案、燃料电池电动汽车（FCEV）方案以及混合动力方案，新能源车型多，相应的低压电器部件类型多，不同的电器部件需要不同的电源模式、不同的电源分配，对于整车低压电源的分配、保险匹配、故障诊断（如、温度、电流、电压等）、上下电时序等都有很大的影响，并且不同功能在不同类型车辆上的配置参数不一样，造成实现上述功能的低压配电控制系统种类繁多，整车低压电气架构无法统一且成本很高，不具有自诊断功能和网络管理功能，一旦出现故障，无法记录故障码及故障码发生时的状态，整车或后台监控系统无法跟踪、监控，故障消除后无法实现自恢复，因此无法满足新能源商用车种类繁多、批次多、批量小、开发周期短的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新能源商用车用低压配电控制系统，能实现整车低压电源的分配、保险匹配、信号采集（如温度、电流、电压等）、故障诊断、上下电时序控制、网络管理、功能安全等功能，以便适应整车工况的运行，适用于纯电动商用车（包括客车）、混合动力商用车、燃料电池商用车、超级电容商用车的低压配电控制。

本实用新型是这样实现的：

一种新能源商用车用低压配电控制系统，包括控制器外壳、低压输入装置、设置在控制器外壳内的第一熔断器、大闸、继电器、驱动装置和控制器；低压输入装置通讯输入端通过CAN通讯总线整车CAN通讯接口连接，低压输入装置的诊断输入端通过CAN诊断总线与整车OBD接口连接；低压输入装置的信号输出端与控制器的信号输入端连接，用电设备通过驱动装置与控制器的电源输出端连接；继电器的一端通过第一熔断器与用电设备连接，继电器的另一端与驱动装置的电源输出端及大闸连接；低压配电控制系统外接蓄电池和DCDC电源转换器，蓄电池与DCDC电源转换器之间连接有第一熔断器。

所述的低压配电控制系统还包括低压配电板，低压配电板包括配电板外壳、设置在配电板外壳内的低压连接装置和第二熔断器，低压连接装置的输入端与驱动装置连接，低压连接装置的输出端通过第二熔断器与用电设备连接。

所述的控制器外壳内设有信号采集装置，信号采集装置包括温度传感器、电压传感器和电流传感器；低压配电控制系统与蓄电池之间连接有温度传感器、电压传感器和电流传感器，低压配电控制系统与DCDC电源转换器之间以及大闸与继电器之间均连接有温度传感器，继电器与第一熔断器之间连接有电流传感器。

所述的驱动装置包括KL+驱动装置、KL1+驱动装置、KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置，KL+驱动装置和KL1+驱动装置均与用电设备连接，KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置均通过继电器经第一熔断器与用电设备连接；低压连接装置与KL+驱动装置、KL1+驱动装置和KL30驱动装置连接。

所述的控制器包括主控制器和从控制器，主控制器与从控制器连接。

所述的控制器外壳和配电板外壳为压模件制成的密闭机械壳体。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型的低压连接部分、低压功率驱动部分和低压控制部分可以根据整车的需要进行配置，相应的硬件部分可以根据需要进行安装和配置，当需要采用不同的配置时，仅需要配置不同的系统参数和控制参数即可完成相应的配置，以便适应不同车型、不同功能配置的需求。

2、本实用新型至少带有两路CAN总线对外进行通讯，CAN通讯总线和整车CAN通讯总线相连，可进行通讯信息的交流：从其他控制节点接收相应的控制命令，同时发送相应的状态给其他节点进行状态反馈；CAN诊断总线连接到整车OBD接口，可用于和外部的诊断仪进行连接，用于零部件下线、整车下线、售后服务、程序刷写等功能。

3、本实用新型具有网络管理功能，通过与整车网络管理主节点进行通讯可以实现对于自身供电电源的电压进行管理，对于无效数据、数据帧丢失、节点丢失、BUS OFF、总线恢复进行管理。

4、本实用新型具有自诊断功能和自保护功能，同时遵行SAEJ1939和UDS诊断协议，能够对于自身的低压输入部分、低压输出部分和控制部分进行自诊断和保护，低压输入部分可以进行过压、过流、欠压、开路、短路等诊断和保护，低压输出部分可以进行过载、过温、开路、短路等诊断和保护，控制部分可以对供电电源、时钟、内存、微控制器、驱动芯片等进行诊断和冗余保护。

本实用新型实现了平台化配置，根据负载多少、类别进行配置，具有自保护、自诊断功能，能够进行网络管理并记录故障及故障发生时的状态，具有双控制器冗余监控机制，具有非常高的功能安全等级，确保正常电源模式安全及配电；能够实现整车电气架构平台的统一，能够实现商用车的订单化快速生产，具有非常高的经济效益。本实用新型能够适应新能源商用车种类繁多、批次多、批量小、开发周期短的要求而进行不同的硬件和软件配置，实现了平台化零部件的要求，扩展了产品的适用性，提高了产品的性能，降低了产品的成本。

附图说明

图1是本实用新型新能源商用车用低压配电控制系统的原理图。

图中，1控制器外壳，2第一熔断器，3用电设备，4 DCDC电源转换器，5大闸，6继电器，7驱动装置，8从控制器，9低压输入装置，10主控制器，11控制器，12蓄电池，13信号采集装置，14配电板外壳，15低压连接装置，16第二熔断器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

请参见附图1，一种新能源商用车用低压配电控制系统，包括控制器外壳1、低压输入装置9、设置在控制器外壳1内的第一熔断器2、大闸5、继电器6、驱动装置7和控制器11；低压输入装置9的通讯输入端通过CAN通讯总线整车CAN通讯接口连接，低压输入装置9的诊断输入端通过CAN诊断总线与整车OBD（On-Board Diagnostic，车载诊断系统）接口连接，低压输入装置9的信号输出端与控制器11的信号输入端连接，低压输入装置9为低压配电控制系统与整车交互的信息输入，包括充电机A+信号，翘板开关信号、点火开关ACC、点火开关ON、急停开关、路牌开关、整车CAN通讯、诊断CAN通讯，其中输入信号充电机A+信号、翘板开关信号、点火开关ON、路牌开关及整车CAN通讯均具有能够唤醒低压配电控制系统的功能； CAN通讯总线是低压配电控制系统与整车网络通讯的通道，接收整车网络通讯信息和命令来决定控制器的工作模式，同时通过采集内部的相关信息并通过CAN总线反馈给整车网络其他节点。CAN诊断总线是外部诊断仪和控制器进行通讯交互的通道，遵循SAEJ1939协议和UDS诊断协议，能够进行下线、售后及软件刷写工作。用电设备3通过驱动装置7与控制器11的电源输出端连接；继电器6的一端通过第一熔断器2与用电设备3连接，继电器6的另一端与驱动装置7的电源输出端及大闸5连接；低压配电控制系统外接蓄电池12和DCDC电源转换器4，用于实现从蓄电池4、DCDC电源转换器4到不同低压用电设备3间的电源分配、电源模式管理、上下电时序控制、信号采集、电源保护、故障诊断等功能，蓄电池12与DCDC电源转换器4之间连接有第一熔断器2，可起到保护主回路的作用。

低压配电控制系统可单独使用，也可配合低压配电板使用，能扩展用于更多的输出负载，低压配电板的数量可以根据整车上用电设备3的多少来决定。所述的低压配电板包括配电板外壳14、设置在配电板外壳14内的低压连接装置15和第二熔断器16，低压连接装置15的输入端通过线束及插接件与驱动装置7连接，低压连接装置15的输出端通过第二熔断器16与用电设备3连接。第一熔断器2和第二熔断器16分别对应设置在低压配电控制系统及低压配电板的电源输出支路上，主要作用是当出现低压短路或过温时能够及时熔断，以便保护低压线路和用电设备3。

所述的控制器外壳1内设有信号采集装置13，信号采集装置13包括温度传感器、电压传感器和电流传感器；低压配电控制系统与蓄电池12之间连接有温度传感器、电压传感器和电流传感器，低压配电控制系统与DCDC电源转换器4之间以及大闸5与继电器6之间均连接有温度传感器，继电器6与第一熔断器2之间连接有电流传感器。信号采集装置13为低压配电控制系统采集由蓄电池12和DCDC电源转换器4提供的电源的电压、电流和温度等信息，采集的信息主要有两种用途，一种是通过CAN总线发送给整车及后台监控系统，另一种是由低压配电控制系统进行故障诊断，提供相应的报警及处理措施。

所述的驱动装置7基于不同的电源模式，分为五种电源驱动：KL+驱动装置、KL1+驱动装置、KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置，KL+驱动装置和KL1+驱动装置均与用电设备3连接，KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置均通过继电器6经第一熔断器2与用电设备3连接；低压连接装置15通过线束及插接件与KL+驱动装置、KL1+驱动装置和KL30驱动装置连接；大闸5断开时，控制器11根据总线或相应的硬线输入唤醒进行工作，驱动KL+驱动装置，为相应的用电设备3提供电源；大闸5闭合时，总线或相应的硬线输入唤醒控制器11工作，驱动KL+驱动装置和KL1+驱动装置，为相应的用电设备3提供电源；在大闸5闭合且翘板开关闭合时，驱动KL+驱动装置、KL1+驱动装置和KL30驱动装置，为相应的继电器6和用电设备3提供电源；在大闸5和翘板开关闭合时，低压输入装置9输入的点火开关ACC或相应的CAN信号驱动KL+驱动装置、KL1+驱动装置、KL30驱动装置和KLR驱动装置，为相应的继电器6和用电设备3提供电源；在大闸5和翘板开关闭合时，低压输入装置9输入的点火开关ON或相应的CAN信号驱动KL+驱动装置、KL1+驱动装置、KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置，为相应的继电器6和用电设备3提供电源。其驱动控制如下表所示：

所述的控制器11包括主控制器10和从控制器8，主控制器10与从控制器8连接，通过SPI进行通讯，控制器11为整个低压配电控制系统的控制中枢，基于采集的输入信息来决定低压配电控制系统的电源模式、配电、网络管理、诊断等工作。正常情况下，主控制器10负责所有的上述控制工作，包括应用程序运行、命令发送、状态反馈、信息丢失、节点丢失、BUSOFF、故障恢复等，优选的，总线恢复可采用100ms快恢复和1000ms慢恢复相结合的策略。从控制器8处于监听模式，一旦主控制器10失效，从控制器8接管主控制器10的信号采集及驱动控制等工作。

所述的控制器外壳1和配电板外壳14可采用压模件制成的密闭机械壳体，保证壳体的机械强度和抗振性等机械性能能够适应商用车比较复杂的使用环境。

使用时，本实用新型的低压连接部分、驱动装置7和控制器11可以根据整车的需要进行配置，相应的硬件部分可以根据需要进行安装和配置，当需要采用不同的配置时，仅需要配置不同的系统参数和控制参数即可完成相应的配置，以便适应不同车型、不同功能配置的需求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新能源商用车用低压配电控制系统，其特征是：包括控制器外壳（1）、低压输入装置（9）、设置在控制器外壳（1）内的第一熔断器（2）、大闸（5）、继电器（6）、驱动装置（7）和控制器（11）；低压输入装置（9）的通讯输入端通过CAN通讯总线整车CAN通讯接口连接，低压输入装置（9）的诊断输入端通过CAN诊断总线与整车OBD接口连接；低压输入装置（9）的信号输出端与控制器（11）的信号输入端连接，用电设备（3）通过驱动装置（7）与控制器（11）的电源输出端连接；继电器（6）的一端通过第一熔断器（2）与用电设备（3）连接，继电器（6）的另一端与驱动装置（7）的电源输出端及大闸（5）连接；低压配电控制系统外接蓄电池（12）和DCDC电源转换器（4），蓄电池（12）与DCDC电源转换器（4）之间连接有第一熔断器（2）。

2.根据权利要求1所述的新能源商用车用低压配电控制系统，其特征是：所述的低压配电控制系统还包括低压配电板，低压配电板包括配电板外壳（14）、设置在配电板外壳（14）内的低压连接装置（15）和第二熔断器（16），低压连接装置（15）的输入端与驱动装置（7）连接，低压连接装置（15）的输出端通过第二熔断器（16）与用电设备（3）连接。

3.根据权利要求1所述的新能源商用车用低压配电控制系统，其特征是：所述的控制器外壳（1）内设有信号采集装置（13），信号采集装置（13）包括温度传感器、电压传感器和电流传感器；低压配电控制系统与蓄电池（12）之间连接有温度传感器、电压传感器和电流传感器，低压配电控制系统与DCDC电源转换器（4）之间以及大闸（5）与继电器（6）之间均连接有温度传感器，继电器（6）与第一熔断器（2）之间连接有电流传感器。

4.根据权利要求1或2所述的新能源商用车用低压配电控制系统，其特征是：所述的驱动装置（7）包括KL+驱动装置、KL1+驱动装置、KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置，KL+驱动装置和KL1+驱动装置均与用电设备（3）连接，KL30驱动装置、KLR驱动装置和KL15驱动装置均通过继电器（6）经第一熔断器（2）与用电设备（3）连接；低压连接装置（15）与KL+驱动装置、KL1+驱动装置和KL30驱动装置连接。

5.根据权利要求1所述的新能源商用车用低压配电控制系统，其特征是：所述的控制器（11）包括主控制器（10）和从控制器（8），主控制器（10）与从控制器（8）连接。

6.根据权利要求1所述的新能源商用车用低压配电控制系统，其特征是：所述的控制器外壳（1）和配电板外壳（14）为压模件制成的密闭机械壳体。