CN217063323U

CN217063323U - 一种环形整车供电系统

Info

Publication number: CN217063323U
Application number: CN202123214567.3U
Authority: CN
Inventors: 杜思杭
Original assignee: Beijing Chehejia Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Chehejia Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2031-12-20

Abstract

本申请提出一种环形整车供电系统，属于汽车供电技术领域，包括：主电源、配电单元、中央计算单元、电子控制单元；所述主电源通过供电线路上的供电节点接入所述配电单元的输入端；所述配电单元的输入端与所述供电节点相连，所述配电单元的输出端接入所述电子控制单元，所述配电单元中包含电子保险丝控制通路；所述中央计算单元接入所述配电单元。本申请通过所述配电单元中包含的所述电子保险丝控制通路来控制所述电子控制单元的供电，解决了相关技术中不同状态的情况下无法使用合适的配电方式导致能源浪费的问题，节省了能源。

Description

一种环形整车供电系统

技术领域

本申请涉及汽车供电技术领域，尤其涉及一种环形整车供电系统。

背景技术

汽车是人们日常生活中不可缺少的交通工具，电动汽车是未来新能源汽车发展的主要方向，电动汽车在行驶过程中需要基于整车电源分布系统来实现整车控制，然而目前相关技术中整车电源分布系统存在以下问题：无法在车辆处于不同状态的情况下使用合适的配电方式，不利于整车电源优化，造成能源的浪费。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种环形整车供电系统，以解决传统整车电源分布系统无法进行智能配电，不利于整车电源优化的技术问题。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的一种环形整车供电系统，包括：

主电源、配电单元、中央计算单元、电子控制单元；

所述主电源通过供电线路上的供电节点接入所述配电单元的输入端；

所述配电单元的输入端与所述供电节点相连，所述配电单元的输出端接入所述电子控制单元，所述配电单元中包含电子保险丝控制通路；

所述中央计算单元接入所述配电单元。

可选的，所述电子保险丝控制通路包括：

统一电子保险丝控制通路，所述统一电子保险丝控制通路的输入端与所述配电单元的输入端相连，所述统一电子保险丝控制通路的输出端与所述配电单元的输出端相连；或，

并行电子保险丝组控制通路，所述并行电子保险丝组控制通路中包含并行的电子保险丝，其中，所述并行电子保险丝组控制通路的输入端与所述配电单元的输入端相连，所述并行电子保险丝组控制通路的输出端与所述配电单元的输出端相连。

可选的，所述并行电子保险丝组控制通路与所述统一电子保险丝控制通路并联，所述系统还包括：控制通路切换单元；

所述控制通路切换单元的输入端与所述供电节点相连，所述控制通路切换单元的输出端接入所述统一电子保险丝控制通路的输入端和所述并行电子保险丝组控制通路的输入端，所述统一电子保险丝控制通路的输出端与所述并行电子保险丝组控制通路的输出端接入所述配电单元的输出端，所述中央计算单元与所述配电单元的控制通路切换单元相连。

可选的，还包括：备用电源，所述备用电源通过所述供电线路上的供电节点接入所述配电单元，其中，所述备用电源与所述主电源并行接入所述供电节点。

可选的，还包括：电源切换装置，所述备用电源与所述主电源并行接入所述电源切换装置的输入端，所述电源切换装置的输出端接入所述供电节点。

可选的，所述供电线路为环形供电线路，所述环形供电线路上包含所述供电节点。

本申请实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

通过配电单元中的电子保险丝控制通路来控制ECU的供电，解决了相关技术中不同状态的情况下无法使用合适的配电方式导致能源浪费的问题，节省了能源。

通过主电源和备用电源两条供电线路相互冗余，保证在一个电源出现供电困难的时候为车辆继续供电。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例所提供的一种环形整车供电系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的配电单元的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的另一种环形整车供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1为本申请实施例所提供的一种环形整车供电系统的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的一种环形整车供电系统100，包括：主电源110、配电单元(Power Distribution Unit，PDU)120、中央计算单元(Central Computing Unit，CCU)130、电子控制单元140(Electronic Control Unit，ECU)。

主电源110通过供电线路上的供电节点接入配电单元的输入端；

配电单元120的输入端与供电节点相连，配电单元120的输出端接入电子控制单元140配电单元120中包含电子保险丝控制通路；

中央计算单元130接入配电单元120。

本申请实施例中，主电源110的输出为直流电，主电源110可以为交流-直流AC-DC电源或直流-直流DC-DC电源。DC-DC电源可以将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源。DC-DC电源按电压等级变换关系分升压电源和降压电源两类，按输入输出关系分隔离电源和无隔离电源两类。

在一种可能的实施例中，车载直流电源上接的DC-DC电源可以将高压的直流电变换为低压的直流电。

在一种可能的实施例中，主电源110为DC-DC电源。

配电单元120也可以称为配电盒，用于控制对环形整车供电系统中的电子控制单元140供电，在不同的模式下使用不同的方式分配供给电子控制单元140的电能。配电单元120的输入端用于接入主电源110，配电单元120的输出端用于将电流输入电子控制单元140。

配电单元120的数量可以根据环形整车供电系统中电子器件数量、电子器件所需电压等因素进行判断。在一种可能的实施例中，环形整车供电系统中配电单元120的数量为6个。

在一种可能的实施例中，新能源车高压系统解决方案中通过配电单元120将母排及线束将高压元器件电连接，为新能源汽车高压系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能等，保护和监控高压系统的运行。

配电单元120中包含电子保险丝控制通路，电子保险丝控制通路包含至少一个电子保险丝，电子保险丝用于控制电路的断开和闭合，在电流过大的情况下进入断开状态，以保护电子控制单元140，防止电子控制单元140由于电流过大而被损坏或烧毁。电子保险丝控制通路用于控制与配电单元120输出端相连的所有电子控制单元140，在不同的状态下可以调整电子保险丝控制通路的分配电流的方式，以适应不同的应用场景。

中央计算单元130用于对配电单元120发送控制指令，以调整配电单元120分配电流的方式。中央计算单元130包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。

本申请实施例中，通过配电单元120中包含的电子保险丝控制通路来控制电子控制单元140的供电，解决了相关技术中不同状态的情况下无法使用合适的配电方式导致能源浪费的问题，降低了能源消耗，节省能源。

可选的，电子保险丝控制通路包括：

统一电子保险丝控制通路，统一电子保险丝控制通路的输入端与配电单元120的输入端相连，统一电子保险丝控制通路的输出端与配电单元120的输出端相连；或，

并行电子保险丝组控制通路，并行电子保险丝组控制通路中包含并行的电子保险丝，其中，并行电子保险丝组控制通路的输入端与配电单元120的输入端相连，并行电子保险丝组控制通路的输出端与配电单元120的输出端相连。

本申请实施例中，电子保险丝是一种开断电流可调、灵敏度高、反应快速的电路开路器，即断路器，采用统一电子保险丝取替传统保险丝，可达到可恢复、高速率保护的效果，解决传统保险丝在维修和成本上浪费的问题。

需要说明的是，每一个电子控制单元140的负载不同，I2t值是精确选择电子保险丝型号时最常见的技术参数指标，通过软件拟合电子保险丝的I2t熔断曲线，可以灵活适配每一个电子控制单元140的使用工况。

并行电子保险丝组控制通路中包含至少两个电子保险丝，电子保险丝的输入端接入主电源110，电子保险丝的输出端接入电子控制单元140的输入端，并行电子保险丝控制通路中的各个电子保险丝分别控制与其相连的电子控制单元140。这样的连接方式可以对各个电子控制单元140的电流进行精确的控制，提高环形整车供电系统的电流控制精度。

在一种可能的实施例中，并行电子保险丝组控制通路中包含3个电子保险丝，分别控制对应的3个电子控制单元140的电流。

统一电子保险丝控制通路中包含一个电子保险丝，电子保险丝的输入端接入主电源110，电子保险丝的输出端接入电子控制单元140的输入端，根据统一电子保险丝控制通路中的一个电子保险丝即可控制与其相连的所有电子控制单元140。这样的连接方式可以节省能源，降低电子保险丝消耗的电能，提升续航时间。

具体地，车辆的中央控制器根据车辆使用情况，控制无关电子控制单元140的电子保险丝断开，减小车辆正常工况下的无关电流消耗，提升车辆续航能力。

具体地，配电单元的结构如图2所示，其中，210为主电源，220为电子控制单元，230为配电单元，231、232、233三个电子保险丝Efuse并行构成并行电子保险丝组控制通路，234为统一电子保险丝控制通路中的电子保险丝Efuse；

可选的，并行电子保险丝组控制通路与统一电子保险丝控制通路并联，系统还包括：控制通路切换单元；

控制通路切换单元的输入端与供电节点240相连，控制通路切换单元的输出端接入统一电子保险丝控制通路的输入端243和并行电子保险丝组控制通路的输入端242，统一电子保险丝控制通路的输出端与并行电子保险丝组控制通路的输出端接入配电单元230的输出端，中央计算单元与配电单元230的控制通路切换单元相连。

在本申请实施例中，配电单元230包括第一工作状态和第二工作状态；

在第一工作状态中，并行电子保险丝组控制通路中并行的电子保险丝231、232、233进入断开状态，统一电子保险丝控制通路中的电子保险丝234进入闭合状态；

在第二工作状态中，统一电子保险丝控制通路中的电子保险丝234进入断开状态，并行电子保险丝组制通路中的电子保险丝231、232、233进入闭合状态。

在本申请实施例中，电子保险丝231、232、233、234中包括电子保险丝驱动芯片，电子保险丝驱动芯片用于对与配电单元230相连的电子控制单元220进行故障诊断。

当配电单元230在第一工作状态时，环形整车供电系统中所有与配电单元230相连的电子控制单元220由统一电子保险丝控制通路进行统一管理，用于降低并行电子保险丝组工作带来的过大休眠功耗，减少整车休眠电流，优化车辆待机时间，如发生电子控制单元220过流故障，可快速唤醒对应的配电单元230进行故障查询和诊断；当配电单元230在第二工作状态时，并行电子保险丝组中每个电子保险丝连接一个电子控制单元220，电子保险丝用于控制与其连接的电子控制单元220，恢复多路并行的电子保险丝驱动模式，实现大电流的控制与监控。

在本申请实施例中，中央计算单元和配电单元230中包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。

具体地，微控制单元控制电子保险丝驱动芯片实现对电子控制单元220的电源供给和过流保护；微控制单元又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit，CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换等接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到微控制单元。

图3为本申请实施例所提供的另一种环形整车供电系统的结构示意图。如图3所示，可选的，系统还包括：备用电源150，备用电源150通过供电线路上的供电节点接入配电单元，其中，备用电源150与主电源110并行接入供电节点。

在一种可能的实施例中，备用电源150为12V蓄电池。

在本申请实施例中，主电源110和备用电源150用于联合为PDU供电。

在本申请实施例中，如果主电源110出现故障，备用电源150用于独立为配电单元供电；

如果备用电源150出现故障，主电源110用于独立为配电单元供电。

利用备用电源150和主电源110对一起供电，降低系统停摆概率，提高系统的可靠性。

具体地，每个配电单元独立进行故障诊断，相互校验，同步各个配电单元节点的故障信息，提升整车低压供电安全。

具体地，采用主电源110和备用电源150用于联合为配电单元120供电，若主电源110出现故障，备用电源150用于独立为配电单元120供电；若备用电源150出现故障，主电源110用于独立为配电单元120供电；一路电源配电失效，不会影响车辆功能与行驶安全。

可选的，系统还包括：电源切换装置，备用电源150与主电源110并行接入电源切换装置的输入端，电源切换装置的输出端接入供电节点。

可选的，供电线路为环形供电线路，环形供电线路上包含供电节点。

环形供电线路可以降低线束长度和复杂度，方便维护；减轻汽车重量，提升汽车的续航时间。

可选的，供电线路可以为放射式、干线式及直线式供电线路。

综上，本申请实施例提出的环形整车供电系统，包括：主电源110、配电单元120、中央计算单元130、电子控制单元140和备用电源150；主电源110和备用电源150通过环形供电线路与配电单元120相连；配电单元120与对应的电子控制单元140相连；中央计算单元130与配电单元120相连。本申请通过配电单元中包含的电子保险丝控制通路来控制电子控制单元的供电，解决了相关技术中不同状态的情况下无法使用合适的配电方式导致能源浪费的问题，节省了能源。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种环形整车供电系统，其特征在于，包括：主电源、配电单元、中央计算单元、电子控制单元；

所述中央计算单元接入所述配电单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述电子保险丝控制通路包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述并行电子保险丝组控制通路与所述统一电子保险丝控制通路并联，所述系统还包括：控制通路切换单元；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：备用电源，所述备用电源通过所述供电线路上的供电节点接入所述配电单元，其中，所述备用电源与所述主电源并行接入所述供电节点。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：电源切换装置，所述备用电源与所述主电源并行接入所述电源切换装置的输入端，所述电源切换装置的输出端接入所述供电节点。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电线路为环形供电线路，所述环形供电线路上包含所述供电节点。