CN211869159U - 一种用于无人驾驶的不间断电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于无人驾驶的不间断电源，涉及无人驾驶技术领域，解决了现有无人驾驶车载电源中，难以确保不间断的电源供应，容易带来安全隐患的技术问题。该用于无人驾驶的不间断电源包括电池组件、充电接口、放电接口及控制板；所述充电接口与汽车的车载电源连接，与升压充电模块连接后为所述电池组件充电或通过所述放电接口为负载供电；所述控制板能够切换所述车载电源为所述电池组件或负载供电；所述电池组件充电后也能够通过所述放电接口为负载供电。本实用新型通过车载电源和电池组件进行两路供电，确保无人驾驶汽车的整个用电系统的不间断使用，避免因突然断电问题而引起的驾驶故障，使得无人驾驶汽车更为安全。

Description

一种用于无人驾驶的不间断电源

技术领域

本实用新型涉及无人驾驶技术领域，尤其是涉及一种用于无人驾驶的不间断电源。

背景技术

近年来，在人工智能兴起的大的环境下，各种关于车辆的无人驾驶、智能测试层出不穷。由于无人驾驶车的大部分部件均需要使用电，电池承担无人驾驶主要的动力输出。如果发生故障，无人驾驶车将无法正常运行，在行驶过程发生故障，将对道路行车安全造成很大的影响，及时供给的稳定电源成为无人驾驶技术中必不可少的部分。

为了无人驾驶的车辆行驶更安全，控制更稳妥，在车载电源供给有问题时，不间断电源内部的电池可保障行驶中的车辆继续行驶或者再行驶一段距离后停下来，避免因突然断电使得车辆失控的情况发生。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有的无人驾驶车载电源中，难以确保不间断的电源供应，容易带来安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于无人驾驶的不间断电源，以解决现有技术中存在的无人驾驶车载电源中，难以确保不间断的电源供应，容易带来安全隐患的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种用于无人驾驶的不间断电源，包括电池组件、充电接口、放电接口及控制板；所述充电接口与汽车的车载电源连接，与升压充电模块连接后为所述电池组件充电或通过所述放电接口为负载供电；所述控制板能够切换所述车载电源为所述电池组件或负载供电；所述电池组件充电后也能够通过所述放电接口为负载供电。

可选地，所述电池组件包括锂电池和保护板；所述保护板能够对所述锂电池的充放电进行稳压稳流，避免所述锂电池的充放电电压过高或过低。

可选地，所述控制板内设置有微控制器，所述微控制器通过ADC模块与所述锂电池连接。

可选地，所述控制板与多路通讯接口连接，所述通讯接口与汽车的主控系统进行通讯连接，所述主控系统能够对所述车载电源、电池组件的供电输出进行管理。

可选地，所述通讯接口通过CAN协议、UART协议或RS485协议与所述主控系统进行通讯连接。

可选地，所述控制板与所述电池组件之间设置有第一开关，所述第一开关闭合后所述车载电源能够对所述电池组件进行充电。

可选地，所述控制板还连接有显示屏，所述显示屏对所述电池组件充电或放电的电压及电流进行显示。

可选地，所述不间断电源还包括第二开关，所述第二开关闭合后，所述电池组件对所述控制板、负载进行供电。

可选地，所述充电接口的输入端为汽车的点烟器插孔或汽车电瓶。

可选地，所述不间断电源还包括壳体，所述壳体为圆柱形结构，并能够在汽车驾驶室的杯架位置进行固定。

上述任一技术方案至少可以产生如下技术效果：

本实用新型提供的无人驾驶的不间断电源通过车载电源和电池组件进行两路供电，确保无人驾驶汽车的整个用电系统的不间断使用，避免因突然断电问题而引起的驾驶故障，使得无人驾驶汽车的使用更为安全，起到了危险预控的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种用于无人驾驶的不间断电源，如图1所示，包括电池组件、充电接口、放电接口及控制板。电池组件能够存储电能，充电接口为电能输入端，放电接口为电能输出端，优选通过不易脱落的连接器与负载连接，防止在车辆运行中颠簸产生连接器脱落或者接触不良等现象，控制板对电能的输入和输出进行控制。充电接口与汽车的车载电源连接，与升压充电模块连接后为电池组件充电或通过放电接口为负载供电，负载即为无人驾驶汽车需要使用电能才能进行工作的各个部件，如雷达、处理芯片、摄像头等。升压充电模块提供给电池组件充电的稳定电压，不仅对低电压升压，还可以对任意非电池组件供电电压转换以便于对电池组件进行稳压充电，另一方面对任意电压的车载电源进行额定输出以达到对负载的平稳供电。优选在充电接口与升压充电模块之间以及升压充电模块与负载之间还连接有二极管，利用二极管的单向导电性加大对反向电压和反向电流的控制，对车载电源的供电起到更好的保护作用。控制板能够切换车载电源为电池组件或负载供电；电池组件充电后也能够通过放电接口为负载供电，电池组件与负载之间也连接有二极管，利用二极管的单向导电性加大对反向电压和反向电流的控制，对电池组件的供电起到更好的保护作用。本实用新型提供的无人驾驶的不间断电源通过车载电源和电池组件进行两路供电，确保无人驾驶汽车的整个用电系统的不间断使用，避免因突然断电问题而引起的驾驶故障，使得无人驾驶汽车的使用更为安全，起到了危险预控的效果。

作为可选地实施方式，电池组件包括锂电池和保护板；锂电池的具体容量可根据需要进行选择，如2000mAh、3000mAh等。保护板能够对锂电池的充放电进行稳压稳流，避免锂电池的充放电电压过高或过低。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，保护板就是针对锂电池起保护作用的集成电路板，检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命，保护板对锂电池的充放电进行稳压稳流属于现有技术，此处不再详述。控制板内设置有微控制器，微控制器通过ADC模块(Analog-to-Digital Converter，指模/数转换器或者模拟/数字转换器)与锂电池连接，通过ADC模块微控制器才能识别锂电池工作过程中的电流电压等模拟信号，便于在显示屏显示并进行相应的自动控制。

作为可选地实施方式，如图1所示，控制板与多路通讯接口连接，通讯接口与汽车的主控系统进行通讯连接，通讯接口优选采用不易脱落的连接器与主控系统连接，防止车辆运行中颠簸产生连接器脱落或者接触不良等现象。主控系统(一般为ECU，ElectronicControl Unit，即汽车的电子控制单元)能够对车载电源、电池组件的供电输出进行管理。主控制系统根据无人驾驶汽车当前下发任务所需电量需求情况，通过通讯接口与控制板进行通讯，再通过控制板对供电输出进行调整，在电池组件或车载电源供电之间进行切换，并调整具体的供电输出量，以达到用电平稳、可靠。通讯接口通过CAN协议(Controller AreaNetwork，控制器局域网总线协议，广泛用于汽车中各种不同元件之间的通信， CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达 1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力)、UART协议(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器协议，将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换UART通常被集成于其他通讯接口的连结上，嵌入式设计中用于主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，在汽车中也使用较多)或RS485协议(RS485协议广泛用于汽车的各种仪表间通讯，既可以实现仪表的点对点通信，又能实现相互联网的功能，有效支持多个分节点和通信距离远，并且对于信息的接收灵敏度较高)与主控系统进行通讯连接。通过三种协议实现本实用新型与汽车主控系统的连接，兼容当前无人驾驶各种领域的通讯协议，便于本实用新型进行广泛使用。

作为可选地实施方式，如图1所示，控制板与电池组件之间设置有第一开关，第一开关即图1中的SW1，第一开关通过GPIO(General-purpose input/output)，即通用输入输出类型的接口与控制板的微控制器引脚连接，从而微控制器能够对第一开关的开启和闭合进行自动控制，通过微控制器实现对开关的自动控制为现有技术。从而实现了对电池组件充电的控制，确保电池组件的电量充足。第一开关闭合后，电池组件的锂电池实现与车载电源之间的电连接，从而车载电源能够对电池组件进行充电。第一开关开启后，电池组件与车载电源之间的电连接断开，车载电源结束对电池组件的充电。

作为可选地实施方式，控制板还连接有显示屏，显示屏对电池组件充电或放电的电压及电流进行显示，显示屏便于用户时刻监视电池组件的工作状态，从而判断电池是否正常工作以及是否在正常的工作范围内，以便于进行及时有效的人为控制。显示屏通过控制板来获取电池组件的电压及电流数据为现有技术，此处不再进行详述。

作为可选地实施方式，如图1所示，不间断电源还包括第二开关，第二开关即图1中的SW2，第二开关也通过GPIO(General-purpose input/output)，即通用输入输出类型的接口与控制板的微控制器引脚连接，从而微控制器能够对第二开关的开启和闭合进行自动控制，通过微控制器实现对开关的自动控制为现有技术。第二开关闭合后，电池组件与控制板和负载连通，电池组件对控制板、负载进行供电，从而实现控制板的正常工作，并带动无人驾驶的用电负载进行工作。优选将第二开关设置在壳体外侧，便于进行手动操作。

作为可选地实施方式，充电接口的输入端为汽车的点烟器插孔或汽车电瓶。点烟器是一般汽车都有的一个部件，是方便车主吸烟时点烟的火源，与汽车蓄电池直接连接，电流功率等与汽车蓄电池相同，一般为工作电压直流12 伏。汽车电瓶也就是蓄电池，工作原理就是把化学能转化为电能，一般为铅酸蓄电池，一般工作电压为直流12V。充电接口与点烟器插孔或电瓶的插口直接匹配即可，将充电接口的输入端与汽车的点烟器插孔或汽车电瓶直接连接，操作方便，更便于使用。

作为可选地实施方式，不间断电源还包括壳体，壳体对整个不间断电源起到保护作用，壳体为圆柱形结构，尺寸与杯架匹配即可，并能够在汽车驾驶室的杯架位置进行固定，对本实用新型的放置操作方便。同时，显示屏设置在壳体的外部，便于用户随时进行观察。

本实用新型的操作过程如下：将本实用新型在汽车驾驶室内杯架处固定，使不间断电源与车身电源连接，通讯接口与主控制系统连接，检测各接口连接是否正常，完成后，进行通电测试。闭合第二开关，锂电池对控制板供电，此时显示屏上显示锂电池当前的电压电流等状态值，在显示值平稳后，启动用电负载，此时控制板则根据负载的用电量对车载电源和锂电池电源的两路输出进行控制，通过对第一开关的控制进行供电切换，一方面满足用电负载的需求，另一方面保证锂电池的电量充足。主控制系统根据当前下发任务所需电量需求，通过通讯接口对不间断电源进行通讯，通过不间断电源的控制板对供电进行调整，以达到用电平稳、可靠。在用电负载工作中，显示屏显示当下充电的电压电流以及放电的电压及电流，便于人工观察在用电负载工作过程中，不间断电源的充放电状态，从而判断锂电池是否正常工作以及是否在正常的工作范围内，以便于进行及时有效的人为控制。通电测试正常后，则可以交付主控制系统，用以完成任务文件此次下达的驾驶任务。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，包括电池组件、充电接口、放电接口及控制板；所述充电接口与汽车的车载电源连接，与升压充电模块连接后为所述电池组件充电或通过所述放电接口为负载供电；所述控制板能够切换所述车载电源为所述电池组件或负载供电；所述电池组件充电后也能够通过所述放电接口为负载供电。

2.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述电池组件包括锂电池和保护板；所述保护板能够对所述锂电池的充放电进行稳压稳流，避免所述锂电池的充放电电压过高或过低。

3.根据权利要求2所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述控制板内设置有微控制器，所述微控制器通过ADC模块与所述锂电池连接。

4.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述控制板与多路通讯接口连接，所述通讯接口与汽车的主控系统进行通讯连接，所述主控系统能够对所述车载电源、电池组件的供电输出进行管理。

5.根据权利要求4所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述通讯接口通过CAN协议、UART协议或RS485协议与所述主控系统进行通讯连接。

6.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述控制板与所述电池组件之间设置有第一开关，所述第一开关闭合后所述车载电源能够对所述电池组件进行充电。

7.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述控制板还连接有显示屏，所述显示屏对所述电池组件充电或放电的电压及电流进行显示。

8.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述不间断电源还包括第二开关，所述第二开关闭合后，所述电池组件对所述控制板、负载进行供电。

9.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述充电接口的输入端为汽车的点烟器插孔或汽车电瓶。

10.根据权利要求1所述的用于无人驾驶的不间断电源，其特征在于，所述不间断电源还包括壳体，所述壳体为圆柱形结构，并能够在汽车驾驶室的杯架位置进行固定。

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