CN217545662U - 车辆供电系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆供电系统及车辆，包括第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、第一电池以及第二电池；第一DC/DC转换器用于将规定的电力供给至第一电池、第一负载及第二负载，第二DC/DC转换器用于将规定的电力供给至第二电池和第一负载；供电系统还包括用于检测第一电池和第二电池的状态信息的检测模块，第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器与检测模块通信连接，用于获取状态信息，第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器与自动驾驶控制模块通信连接，用于发送状态信息至自动驾驶控制模块，以用于自动驾驶控制模块进行自动驾驶控制。本申请可以实现多层的供电冗余，从而保证在供电系统出现故障失效时，供电系统仍能实现最小风险的安全供电策略。

Description

车辆供电系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆供电技术领域，尤其涉及一种车辆供电系统及车辆。

背景技术

随着自动驾驶的兴起，从L2级别开始的辅助驾驶系统到更高级的自动驾驶系统都受到了广泛的关注。从自动驾驶功能安全角度出发，除对于环境中极限工况(如落石、施工路或车祸等)的危险场景处理外，更需要关注一些部件的失效问题处理，目前大多的自动驾驶均会考虑冗余设计，如感知的冗余、控制器的冗余、制动的冗余、转向的冗余。但是这些部件的正常运作都依赖于供电系统，一旦供电故障，上述控制冗余、转向冗余等也无法发挥作用，给自动驾驶系统带来极大的风险。因此也应需要考虑供电系统的冗余。

现有的自动驾驶汽车中设置了双电源系统，如图1所示，现有双电源系统包括发电机10、主电池11、DC/DC转换器12和冗余电池13。发电机10的输出端分别与主电池11的正极、DC/DC转换器12的电压输入端、一般用电器14的电源正极连接。发电机10的搭铁分别与主电池11的负极、车身、DC/DC转换器12的接地端、一般用电器14的电源负极连接。DC/DC转换器12的电压输出端与冗余电池13的正极连接，DC/DC转换器12的负载端分别与冗余用电器15、需双电源供电的用电器16的电源正极连接。冗余电池13的负极分别与车身、冗余用电器15的电源负极、需双电源供电的用电器16的电源负极连接。当主电源(即指发电机10和主电池11)未失效时，由发电机10和主电池11为一般用电器14供电，当冗余电池13需要充电时，DC/DC转换器12给冗余电池13充电，并给冗余用电器15、需双电源供电的用电器16供电。当主电源(即指发电机10和主电池11)失效时，DC/DC转换器12切断主电源与冗余用电器15、需双电源供电的用电器16之间的回路，由冗余电池13给冗余用电器15、需双电源供电的用电器16供电。

但是，现有的双电源系统中一旦DC/DC转换器12出现故障或失效，整个电源系统仍会全部瘫痪，给自动驾驶汽车带来风险。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种车辆供电系统及车辆，可以实现多层的供电冗余，从而保证在供电系统出现故障失效时，供电系统仍能实现最小风险的安全供电策略。

为实现上述目的，本申请实施例一方面提供一种车辆供电系统，包括第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、第一电池以及第二电池，其中，

所述第一DC/DC转换器，用于将规定的电力供给至所述第一电池、第一负载及第二负载；

所述第二DC/DC转换器，用于将所述规定的电力供给至所述第二电池和所述第一负载；

其中，所述供电系统还包括检测模块，用于检测所述第一电池和所述第二电池的状态信息；所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器与所述检测模块通信连接，用于获取所述状态信息；所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器与自动驾驶控制模块通信连接，用于发送所述状态信息至所述自动驾驶控制模块，以用于所述自动驾驶控制模块进行自动驾驶控制。

可选地，所述第一DC/DC转换器的功率大于所述第二DC/DC转换器的功率。

可选地，所述第一负载包括行车安全负载和自动驾驶负载。

可选地，所述第一电池和所述第二电池均为铅酸蓄电池。

可选地，所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器均包括CAN通信模块。

可选地，所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器与所述检测模块通过LIN总线通信连接。

可选地，所述车辆供电系统还包括发电机，所述发电机用于产生所述规定的电力。

可选地，所述第一DC/DC转换器还用于将所述规定的电力供给至第二负载。

为实现上述目的，本申请另一方面提供一种车辆，包括上述任一实施方式的车辆供电系统。

可选地，所述车辆还包括L2-L5中的任意一种自动驾驶系统。

本申请提供的车辆供电系统及车辆，包括第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、第一电池以及第二电池。第一DC/DC转换器用于将规定的电力供给至第一电池、第一负载及第二负载，第二DC/DC转换器用于将规定的电力供给至第二电池和第一负载。供电系统还包括用于检测第一电池和第二电池的状态信息的检测模块，第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器与检测模块通信连接，用于获取状态信息，第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器与自动驾驶控制模块通信连接，用于发送状态信息至自动驾驶控制模块，以用于自动驾驶控制模块进行自动驾驶控制。本申请可以实现多层的供电冗余，从而保证在供电系统出现故障失效时，供电系统仍能实现最小风险的安全供电策略。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为现有的双电源供电系统的电路结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的车辆供电系统的电路结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的车辆的结构框图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

应当理解，此次所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

需要说明，除非另有定义，本公开使用的技术术语或科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人所理解的通常意义。本公开中涉及“第一”、“第二”等类似的描述并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了确保本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，着重于本申请的发明点进行描述。

请结合参考图2，图2为本申请一实施例提供的车辆供电系统的电路结构示意图，如图2所示，该车辆供电系统包括第一DC/DC转换器21、第二DC/DC转换器22、第一电池23以及第二电池24。其中，第一DC/DC转换器21，用于将规定的电力供给至第一电池23、第一负载25及第二负载26。第二DC/DC转换器22，用于将规定的电力供给至第二电池24和第一负载25。其中，供电系统还包括检测模块(图中未示出)，用于检测第一电池23和第二电池24的状态信息。第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22与检测模块通信连接，用于获取状态信息。第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22与自动驾驶控制模块通信连接，用于发送状态信息至自动驾驶控制模块，以用于自动驾驶控制模块进行自动驾驶控制。

具体地，该车辆供电系统例如可以搭载于能够通过车辆装置进行自动驾驶的车辆上。规定的电力可以向第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22同时供电。第一DC/DC转换器21配置为能够将规定的电力转换后向第一电池23和第一负载25输出。第二DC/DC转换器22配置为能够将规定的电力转换后向第二电池24和第一负载25输出。例如第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22将从发电机供给来的高压电力降压为低压电力后，向第一电池23、第二电池24第一负载25输出。第一负载25例如包括现有技术中普通负载和与自动驾驶相关联的负载。普通负载例如是电动转向装置、灯光控制以及空调器等。而与自动驾驶相关联的负载，例如在美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)指定的自动化级别为3级(LV3)下，自动驾驶系统控制车辆的所有加速、转向和制动。即与自动驾驶相关联的负载对应于用于控制车辆的加速、转向和制动的负载，具体地，例如全球定位系统(GPS)、各种雷达装置，成像装置、各种ECU等。当然第一负载25还包括其它安全负载，例如安全气囊系统等。

检测模块，例如蓄电池传感器，检测第一电池23和第二电池24的SOC状态、充放电电流等状态信息，然后通过分别与对应的DC/DC转换器通信，用于上报电池的状态信息，例如，DC/DC转换器通过向蓄电池传感器发送状态查询指令。并且，DC/DC转换器还可以通过CAN总线向自动驾驶控制器反馈DC/DC转换器的输出电压、输出电流、内部温度和保护状态等DC/DC转换器与自动驾驶控制器进行CAN通信，DC/DC转换器可向自动驾驶控制器上报第一电池23和第二电池24的状态信息以及DC/DC转换器自身的温度、充电电流(Vout端电流)、负载端(load端)电流等信号，自动驾驶控制器接收到DC/DC信号后，进行信号分析，以用于自动驾驶控制，例如自动驾驶功能降级。

具体地，第一DC/DC转换器21、第二DC/DC转换器22以及第一电池23、第二电池24电池之间可以相互监测状态。在都正常情况下，第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22可分别为第一电池23、第二电池24充电(备用电池)，同时为连接的负载供电。当第一DC/DC转换器21出现故障，例如电压不稳定或者停止工作时，第一电池23、第二DC/DC转换器22和第二电池24仍可为相连接的负载等供电，此时的自动驾驶系统仍能够正常使用，但由于主电池储备电量有限，因此为了保证安全，自动驾驶功能降级，并提醒驾驶员第一DC/DC转换器21故障。当第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22均出现故障时，第一电池23和第二电池24仍可为连接的负载等供电，但由于电储电量有限，因此在此情况下，自动驾驶系统仅可在短时间内正常使用。

本申请采用两套完全独立的供电电路实现供电冗余，主供电系统中包括第一DC/DC转换器21和第一电池23，第一DC/DC转换器21的负载端可与第一电池23、第一负载25(例如主控制器、备用控制器以及其它安全负载)和其他需要用电的负载连接；备用供电系统包括第二DC/DC转换器22和第二电池24，第二DC/DC转换器22的负载端可与第二电池24和相关负载连接，两个DC/DC转换器均可将高压电转换成低压电(例如12V)，因此，本申请通过多层供电系统的冗余，可以解决供电系统失效或故障导致自动驾驶系统无法实现最小风险安全策略的问题。

在一实施方式中，第一DC/DC转换器21的功率大于第二DC/DC转换器22的功率。

具体地，第一DC/DC转换器21作为主供电输出，第二DC/DC转换器22作为自动驾驶负载及相关安全负载的备用供电输出，因此，第二DC/DC转换器22采用较小功率的转换器可以降低成本。

在一实施方式中，第一电池23和/或第二电池24可以为铅酸蓄电池、锂电池或超级电容器。

在一实施方式中，第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22均包括CAN通信模块。

在一实施方式中，第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22与检测模块通过LIN总线通信连接。

具体地，检测模块通过LIN总线与DC/DC转换器通信，用于上报电池的SOC状态和充放电电流状态等，DC/DC转换器通过LIN总线向检测模块，例如蓄电池传感器发送状态查询指令。DC/DC通过CAN总线向自动驾驶控制器反馈DC/DC转换器的输出电压、输出电流、内部温度和保护状态等，其他控制器(例如，可以是车身控制器，或EMS(发动机控制器))通过CAN总线向DC/DC发送状态查询指令和通断指令。

如图2所示，在一实施方式中，车辆供电系统还包括发电机27，发电机27用于产生规定的电力。

如图2所示，在一实施方式中，第一DC/DC转换器21还用于将规定的电力供给至第二负载26。

具体地，第二负载26为车辆普通负载，例如电动转向装置、灯光控制以及空调器等。

请参考图3，图3为本申请一实施例提供的车辆的结构框图。如图3所示，车辆100包括车辆供电系统110，该车辆供电系统110为上述任一实施方式的车辆供电系统。

如图3所示，在一实施方式中，车辆还包括L2-L5中的任意一种自动驾驶系统120，车辆供电系统110与自动驾驶系统120连接。

综上，本申请提供的车辆供电系统包括第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、第一电池以及第二电池。第一DC/DC转换器用于将规定的电力供给至第一电池、第一负载及第二负载，第二DC/DC转换器用于将规定的电力供给至第二电池和第一负载。供电系统还包括用于检测第一电池和第二电池的状态信息的检测模块，第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器与检测模块通信连接，用于获取状态信息，第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器与自动驾驶控制模块通信连接，用于发送状态信息至自动驾驶控制模块，以用于自动驾驶控制模块进行自动驾驶控制。本申请可以实现多层的供电冗余，从而保证在供电系统出现故障失效时，供电系统仍能实现最小风险的安全供电策略。

对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不作赘述，也不应作为对本申请的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一实施方式”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例、所述方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例、实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例、实施方式或示例。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中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例、实施方式或示例进行结合和组合。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离实用新型的技术方案内容，依据实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种车辆供电系统，其特征在于，包括第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、第一电池以及第二电池，其中，

所述第一DC/DC转换器，用于将规定的电力供给至所述第一电池和第一负载；

所述第二DC/DC转换器，用于将所述规定的电力供给至所述第二电池和所述第一负载；

其中，所述供电系统还包括检测模块，用于检测所述第一电池和所述第二电池的状态信息；所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器与所述检测模块通信连接，用于获取所述状态信息；所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器与自动驾驶控制模块通信连接，用于发送所述状态信息至所述自动驾驶控制模块，以用于所述自动驾驶控制模块进行自动驾驶控制。

2.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一DC/DC转换器的功率大于所述第二DC/DC转换器的功率。

3.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一负载包括行车安全负载和自动驾驶负载。

4.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池均为铅酸蓄电池。

5.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器均包括CAN通信模块。

6.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器与所述检测模块通过LIN总线通信连接。

7.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述车辆供电系统还包括发电机，所述发电机用于产生所述规定的电力。

8.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一DC/DC转换器还用于将所述规定的电力供给至第二负载。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的车辆供电系统。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括L2-L5中的任意一种自动驾驶系统。

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