CN221177346U - 一种汽车备用电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽车备用电源电路，属于汽车备用电源技术领域。该系统包括第一电路回路、第二电路回路以及MCU模块，第一电路回路和第二电路回路均实现置位送电功能，以及部分极端情况下的复位送电，两个电路回路的输出结果通过逻辑或门最终输出到送电开关。MCU模块，用于接收整车CAN报文，输出信号给第一电路回路和第二电路回路。本实用新型的电路设计可以采用低级别的MCU，降低了物料成本，缩短了开发周期。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车备用电源技术领域，特别涉及一种汽车备用电源电路。
背景技术
备用电源系统供电对象包括制动系统ECU、EPB系统、车门自动解锁系统和紧急呼叫系统，其中对制动系统ECU供电需要满足客户要求的ASIL(汽车安全完整性等级)C等级要求。
BMS(Battery Management System-电池管理系统)的功能架构如图1所示，将传感器测量到的电压、电流及温度信号作为BMS的输入信号，分别记为S1、S2、S3，这3个输入信号是由相互独立的传感器分别检测出的；MCU将运算后的输入信号，转化为触发信息并发送给执行器。其安全目标为计算电池SOF(State of function)并判断是否满足对制动系统ECU供电输出能力要求，由于制动系统ECU供电需要满足客户要求的ASIL C等级要求，则BMS的ASIL等级要求为ASIL C，那么BMS的各个部分均继承BMS的ASIL，即传感器、MCU、执行器都需要按照ASIL C的等级开发。在通常的技术实现中，核心元件一般需要采用满足ASIL C等级的零部件，比如微控制单元MCU，但实际上由于处理器芯片供应商元件的可选择性，只能选择更高等级的ASIL D元件向下覆盖，其架构一般需要采用具有冗余硬件的设计。但采用ASIL D级别的MCU，会造成系统包括软硬件的过设计，增加物料和开发成本。
发明内容
针对现有技术的问题，本实用新型的目的在于降低MCU的汽车安全完整性等级，降低物料成本和开发周期，以及软件开发的复杂冗余和校核难度。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种汽车备用电源电路，具体包括第一电路回路、第二电路回路以及MCU模块；
所述MCU模块，用于接收整车CAN报文，输出备用电源的使能/取消信号和低压网络电压恢复信号给所述第一电路回路和第二电路回路；
所述第一电路回路包括第一整车上电信号判断模块、第一低压网络电压采集模块、第一单稳态触发器Q1、第三单稳态触发器Q3和第四单稳态触发器Q4；所述第一整车上电信号判断模块接收整车IG ON信号；所述第一低压网络电压采集模块采集BIN电压；所述第一整车上电信号判断模块和第一低压网络电压采集模块的输出信号送入逻辑与门，其输出送入所述第一单稳态触发器Q1的CLK信号端口；所述第三单稳态触发器Q3的输入为所述MCU模块输出的备用电源的使能/取消信号；所述第一低压网络电压采集模块的输出与所述MCU模块输出的低压网络电压恢复信号送入逻辑与门，其输出作为所述第四单稳态触发器Q4的输入；所述第三单稳态触发器Q3的Q输出端口的输出、所述第一单稳态触发器Q1的Q输出端口的输出超过T1时间后并取反输出以及所述第四单稳态触发器Q4的Q非输出端口的输出共同送入逻辑与门后的输出送入所述第一单稳态触发器Q1的CLR端口；所述第一单稳态触发器Q1的Q输出端口的输出为所述第一电路回路的输出；
所述第二电路回路包括第二整车上电信号判断模块、第二低压网络电压采集模块和第二单稳态触发器Q2；所述第二整车上电信号判断模块接收整车IG ON信号；所述第二低压网络电压采集模块分别采集BIN电压；所述第二整车上电信号判断模块的输出和第二低压网络电压采集模块的输出送入逻辑与门，其输出送入所述第二单稳态触发器Q2的CLK信号端口；所述第二低压网络电压采集模块的输出和MCU模块输出的低压网络电压恢复信号送入逻辑与门后输出并取反生成第二信号；所述第二信号、所述MCU模块输出的备用电源的使能/取消信号以及第二单稳态触发器Q2的Q输出端口的输出超过T2时间后并取反输出共同送入逻辑与门，其输出信号送入所述第二单稳态触发器Q2的CLR端口；所述第二单稳态触发器Q2的Q输出端口的输出为所述第二电路回路的输出；
两个电路回路的输出经过逻辑或门后输出到送电开关。
进一步的，所述第一整车上电信号判断模块、第二整车上电信号判断模块延时要求1s；所述第一低压网络电压采集模块、第二低压网络电压采集模块在1-1.5ms内作出判断，2ms内输出。
进一步的，所述T1为60s，T2为60s。
进一步的，所述第一低压网络电压采集模块、第二低压网络电压采集模块的输出信号送入逻辑与门前经过高频的硬件电压比较器和延时滤波。
进一步的，所述的逻辑或门选用符合ASIL C等级要求的硬件。
进一步的，所述MCU模块为ASIL B级别的MCU。
本实用新型的有益效果：
本实用新型可以实现采用低级别的MCU，从物料成本和开发周期上来说是有优势的，特别降低了软件开发的复杂冗余和校核难度。
附图说明
图1是本实用新型实施例BMS功能架构示意图。
图2是本实用新型实施例汽车备用电源电路架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的解释。
如图2所示，本实用新型实施例包括第一电路回路、第二电路回路以及MCU模块，共同构成备用电源系统。
MCU模块采用ASIL B级别的MCU，与ASIL A级别的硬件回路共同组成备用电源电路，以降低MCU的ASIL等级。
MCU模块输入为整车CAN报文，输出信号包括备用电源的使能/取消信号和低压网络电压恢复信号。输出信号分别送于第一电路回路和第二电路回路。
第一电路回路主要实现置位送电功能，以及部分极端情况下的复位送电；包括第一整车上电信号判断模块、第一低压网络电压采集模块、第一单稳态触发器Q1、第三单稳态触发器Q3和第四单稳态触发器Q4。
第一整车上电信号判断模块IG Monitoring Module1接收整车IG ON信号；第一低压网络电压采集模块BIN Monitoring Module1采集BIN电压；第一整车上电信号判断模块和第一低压网络电压采集模块的输出送入逻辑与门，其输出送入第一单稳态触发器Q1的CLK信号端口；MCU模块输出的备用电源的使能/取消信号输入第三单稳态触发器Q3的D端口，备用电源的使能/取消信号变化时产生正脉冲输入CLK端口；第一低压网络电压采集模块的输出与MCU模块输出的低压网络电压恢复信号送入逻辑与门，其输出输入第四单稳态触发器Q4的D端口，同时其输出变化时产生正脉冲输入CLK端口；第三单稳态触发器Q3的Q输出端口的输出、第一单稳态触发器Q1的Q输出端口的输出超过60s后并取反输出以及第四单稳态触发器的Q非输出端口的共同送入逻辑与门后的输出送入第一单稳态触发器Q1的CLR端口；第一单稳态触发器Q1的Q输出端口的输出为所述第一电路回路的输出。
第二电路回路同样起到完整的置位和复位送电功能，包括：第二整车上电信号判断模块、第二低压网络电压采集模块和第二单稳态触发器Q2。
第二整车上电信号判断模块IG Monitoring Module2接收整车IG ON信号；第二低压网络电压采集模块BIN Monitoring Module2采集BIN电压；第二整车上电信号判断模块的输出和第二低压网络电压采集模块的输出送入逻辑与门，其输出送入第二单稳态触发器Q2的CLK信号端口；第二低压网络电压采集模块的输出和MCU模块输出的低压网络电压恢复信号送入逻辑与门，其输出取反生成第二信号；第二信号、MCU模块输出的备用电源的使能/取消信号以及第二单稳态触发器Q2的Q输出端口的输出超过60s后并取反输出共同送入逻辑与门，其输出送入第二单稳态触发器Q2的CLR端口；第二单稳态触发器Q2的Q输出端口的输出为第二电路回路的输出；
两个电路回路中第一整车上电信号判断模块和第二整车上电信号判断模块的输出，以及第一低压网络电压采集模块和第二低压网络电压采集模块的输出相互独立，这样不会互相干扰。同时第一整车上电信号判断模块和第二整车上电信号判断模块延时要求为1s；第一低压网络电压采集模块和第二低压网络电压采集需要在1-1.5ms内作出判断，2ms内输出。
第一单稳态触发器Q1在上电时就通过硬件电路预置为0。第二单稳态触发器Q2在上电时就通过硬件电路预置为0。第三单稳态触发器Q3在上电时就通过硬件电路预置为1。
两个电路回路的输出结果通过逻辑或门最终输出到送电开关(switch ON/OFFmodule)。这里的或门也是在关键路径上，选用了符合ASIL C等级要求的硬件，其随机失效率不大于100FIT(Failure in time)。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种汽车备用电源电路，其特征在于：包括第一电路回路、第二电路回路以及MCU模块；
所述MCU模块，用于接收整车CAN报文，输出备用电源的使能/取消信号和低压网络电压恢复信号给所述第一电路回路和第二电路回路；
所述第一电路回路包括第一整车上电信号判断模块、第一低压网络电压采集模块、第一单稳态触发器Q1、第三单稳态触发器Q3和第四单稳态触发器Q4；所述第一整车上电信号判断模块接收整车IG ON信号；所述第一低压网络电压采集模块采集BIN电压；所述第一整车上电信号判断模块和第一低压网络电压采集模块的输出信号送入逻辑与门，其输出送入所述第一单稳态触发器Q1的CLK信号端口；所述第三单稳态触发器Q3的输入为所述MCU模块输出的备用电源的使能/取消信号；所述第一低压网络电压采集模块的输出与所述MCU模块输出的低压网络电压恢复信号送入逻辑与门，其输出作为所述第四单稳态触发器Q4的输入；所述第三单稳态触发器Q3的Q输出端口的输出、所述第一单稳态触发器Q1的Q输出端口的输出超过T1时间后并取反输出以及所述第四单稳态触发器Q4的Q非输出端口的输出共同送入逻辑与门后的输出送入所述第一单稳态触发器Q1的CLR端口；所述第一单稳态触发器Q1的Q输出端口的输出为所述第一电路回路的输出；所述第二电路回路包括第二整车上电信号判断模块、第二低压网络电压采集模块和第二单稳态触发器Q2；所述第二整车上电信号判断模块接收整车IG ON信号；所述第二低压网络电压采集模块分别采集BIN电压；所述第二整车上电信号判断模块的输出和第二低压网络电压采集模块的输出送入逻辑与门，其输出送入所述第二单稳态触发器Q2的CLK信号端口；所述第二低压网络电压采集模块的输出和MCU模块输出的低压网络电压恢复信号送入逻辑与门后输出并取反生成第二信号；所述第二信号、所述MCU模块输出的备用电源的使能/取消信号以及第二单稳态触发器Q2的Q输出端口的输出超过T2时间后并取反输出共同送入逻辑与门，其输出信号送入所述第二单稳态触发器Q2的CLR端口；所述第二单稳态触发器Q2的Q输出端口的输出为所述第二电路回路的输出；
两个电路回路的输出经过逻辑或门后输出到送电开关。
2.根据权利要求1所述的汽车备用电源电路，其特征在于：所述第一整车上电信号判断模块、第二整车上电信号判断模块延时要求1s；所述第一低压网络电压采集模块、第二低压网络电压采集模块在1-1.5ms内作出判断，2ms内输出。
3.根据权利要求1所述的汽车备用电源电路，其特征在于：所述T1为60s，T2为60s。
4.根据权利要求1所述的汽车备用电源电路，其特征在于：所述第一低压网络电压采集模块、第二低压网络电压采集模块的输出信号送入逻辑与门前经过高频的硬件电压比较器和延时滤波。
5.根据权利要求1所述的汽车备用电源电路，其特征在于：所述的逻辑或门选用符合ASIL C等级要求的硬件。
6.根据权利要求1所述的汽车备用电源电路，其特征在于：所述MCU模块为ASIL B级别的MCU。
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