CN203246410U - 一种电动汽车整车控制器电源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动汽车整车控制器电源管理系统，包括供电单元，用于给整车控制器VCU供电、通讯通道，用于传递通讯数据、AD采集模块，用于采集模拟量及实现所述模拟量转化成数字量、整车控制器的微处理器MCU，所述供电单元通过所述通讯通道与所述整车控制器的微处理器MCU连接，用于实时监测供电单元运行状态。本实用新型能实时监测诊断DC-DC故障、常电电瓶低压、实现整车控制控制器电源的自动切换。延长了常电电瓶的使用寿命，减少了因电源故障问题导致的系列问题，提高电动车行车安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源管理系统，尤其涉及一种电动汽车整车控制器电源管理系统。
背景技术
在石油储能越来越少，油价不断上涨的大背景下，电动汽车以电代油，能够实现“零排放”， 低噪音，是解决能源和环境问题的重要手段。随着牵引电机和电池技术的发展，电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车，并开始在世界范围内逐渐推广应用。
整车控制器是汽车电子控制系统中的神经中枢，肩负着车身控制器、空调控制器、高压电池管理器、DC-DC、电机控制器、安全气囊信号、刹车信号、车速信号、油门信号等众多系统信号的采集和处理，协调管理各系统的工作，部分车型以整车控制器作汽车总线的网关，管理传统总线和动力总线的通信，如果整车控制器出故障或无法工作，将导致车辆无法启动，当车辆在行驶过程中出现异常则影响行车安全。
目前电动汽车整车控制器的电源普遍是直接由常电12V电瓶提供，当出现高压电池严重馈电或DC-DC故障的情况下，DC-DC无法为常电电瓶充电，整车控制器使用常电电瓶的电能，较长时间后易造成常电电瓶过放的情况，影响常电电瓶寿命，整车控制器无法正常工作甚至车辆无法正常启动。
实用新型内容
为了解决现有技术中问题，本实用新型提供了一种电动汽车整车控制器电源管理系统。包括用于给整车控制器VCU供电的供电单元、用于传递通讯数据的通讯通道、用于采集模拟量及实现所述模拟量转化成数字量的AD采集模块、整车控制器VCU的微处理器MCU，所述AD采集模块设在所述供电单元与所述整车控制器VCU的微处理器MCU连接的线束中，用于实时采样监测供电单元的运行情况，所述供电单元与U1连接，该U1是P-MOS,该供电单元还通过所述通讯通道与所述整车控制器VCU的微处理器MCU连接，用于实时监测供电单元运行状态，所述通讯通道还包括CAN总线，所述直流转直流电源DC-DC通过CAN总线连接所述整车控制器VCU的微处理器MCU，用于相互交换运行状态及其它信息。
作为本实用新型的进一步改进，所述供电单元进一步包括快速充电桩、慢速充电桩、常电电瓶、直流转直流电源DC-DC，其中所述常电电瓶、直流转直流电源DC-DC并联。各电源相对独立，互不干扰，不会因为某个电源故障导致其它电源无法正常工作，确保整车控制器在需要工作时可以正常启动。直流转直流电源DC-DC和常用电瓶并联能为常用电瓶充电。
作为本实用新型的进一步改进，所述快速充电桩、所述慢速充电桩、所述常电电瓶、所述直流转直流电源DC-DC均与所述U1连接，所述U1还与电源转换芯片LDO连接，其中电源转换芯片LDO用于将外部输入的12V电压转换成整车控制器的微处理器MCU所需的5V工作电压。
作为本实用新型的进一步改进，所述快速充电桩、所述慢速充电桩、所述常电电瓶、所述直流转直流电源DC-DC的输出端均连接于整流二极管正级端，所述整流二极管负极端与U1连接。整流二极管实现交直流电能转换。
作为本实用新型的进一步改进，所述U1还与整车控制器的微处理器MCU连接。整车控制器的微处理器MCU控制U1工作。
本实用新型的有益效果是：实时诊断监控电源输入变化，为整车控制器选择最优电源输入通道。整车控制器VCU的微处理器MCU利用CAN总线即可监测读取直流转直流DC-DC的故障信息，当故障发生时整车控制器将根据故障严重程度执行相应保护程序。整车控制器的微处理器MCU实时监测各个电源通道的运行情况，充电通道的输入电压波动较大时或充电过程出现故障时，可由整车控制器的微处理器MCU强制切换到常电电瓶输入通道，提高整车控器供电系统稳定性。
附图说明
图1是本实用新型整车控制器电源管理系统结构框图；
图中各部件名称如下：
DC-DC:直流转直流电源 ，D1：整流二极管 ， D2：整流二极管，
D3：整流二极管， U1：P-MOS, LDO:电源转换芯片,
VCU:整车控制器， AD:AD采集模块， CAN:总线，
MCU:微处理器， 快速充电：快速充电桩， 慢速充电：慢速充电桩。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示：本实用新型整车控制器电源管理系统包括用于给整车控制器VCU供电的供电单元、用于传递通讯数据的通讯通道、用于采集模拟量及实现所述模拟转换成数字量的AD采集模块、整车控制器VCU的微处理器MCU，AD采集模块设在供电单元与整车控制器VCU的微处理器MCU连接的线束中，供电单元输出的电流均经过AD采集模块在流入整车控制器VCU的微处理器MCU。供电单元与U1连接，该U1是P-MOS,该供电单元还通过通讯通道与整车控制器VCU的微处理器MCU连接，用于实时监测供电单元运行状态，必要时还可以强制选择供电输入通道，通讯通道还包括CAN总线，直流转直流电源DC-DC通过CAN总线连接整车控制器VCU的微处理器MCU。
本方案中供电单元采用相对独立的电源输入方式，采用快速充电桩、慢速充电桩、常电电瓶和DC-DC为VCU供电，常电电瓶和DC-DC并联。且通过三个整流二极管D1、D2、D3与U1连接，且D1、D2、D3正级端子与快速充电桩、慢速充电桩、常电电瓶和DC-DC的输出端连接，D1、D2、D3负极端子与U1连接。U1还连接有一LDO，该LDO能实现将外部输入的12V电压转换成整车控制器的微处理器MCU所需的5V工作电压。U1连接于MCU。便于实现MCU对U1的控制。DC-DC通过CAN总线连接整车控制器VCU的微处理器MCU便于实现两者之间的通讯交互。
快充充电或慢充充电设备连接并准备就绪时为电动汽车充电时输出一稳定的12V最大电流1A的电源，可为整车控制器等重要的安全控制设备提供电源工作，确保充电过程中车辆的安全。DC-DC与常电电瓶并联，在DC-DC工作时，车辆设备的电源由其提供，并为未充满电的常电电瓶充电，在DC-DC故障时则由常电电瓶供电。
在充电期间，快速充电、慢速充电不会同时使用，即充电时，快速充电或慢速充电只有其中一个接头与汽车相连接，不会出现两种接头同时连接的情况，不会同时为VCU提供电源。在充电连接时VCU的U1会自动断开与常电电瓶、使用充电桩接口送过来的电源因慢充的充电时间普遍长达8小时，如果整车控制器在此期间一直使用常电电瓶的电源，将消耗较多常电电瓶的电能，甚至造成电瓶过放。在电动汽车连接快速充电桩或慢速充电桩时整车控制器自动断开与常电电瓶的连接，切换使用充电桩提供的电源工作，可保证常电电瓶过放或损坏的情况下整车控制器可以正常工作以控制电动车辆的其它系统，确保充电过程中车辆的安全。充电结束后整车控制器的电源控制系统可自动恢复与常电电瓶连接，使用常电电瓶的电源。充电插头连接后电源转换芯片LDO及MCU，快速唤醒整车控制器进入充电模式，禁止车辆启动和其它部分功能，确保充电过程中不出现车辆启动、溜车等危险动作，以防发生事故。
在非充电期间，DC-DC正常工作时使用DC-DC的电源；DC-DC出现故障或不启动的期间，VCU使用常电电瓶的电源，常电电瓶电能非充满状态时，并且DC-DC工作就会为VCU提供电源的同时为常电电瓶充电。DC-DC为常电电瓶充电时候电流流向为DC-DC到常电电瓶。
DC-DC与整车控制器原有的CAN总线交互通讯可读取DC-DC的故障信息，当故障发生时整车控制器将根据故障严重程度执行相应保护程序。诊断DC-DC故障的第二种方法是监测常电电瓶电压，该电压由AD采集模块配合整车控制器的主处理器MCU进行实时监测。电动汽车无发电机，共用12V常电电瓶电源的设备较多，DC-DC发生故障后无法为其它设备供电及常电电瓶充电，在使用的设备功率变化较小的情况下，电瓶的电压跌落速率较正常工作时快，可由常电电瓶电压跌落速率的变化诊断DC-DC是否运行正常。常电电瓶电压跌落速率块则表示DC-DC故障。当故障发生时整车控制器将根据故障严重程度执行相应保护程序。整车控制器的主处理器MCU采集分压、滤波等处理后的电源输入电压，实时监测常电电瓶电压，当常电电瓶电压低于某一设定值时，整车控制器向其它控制器发送故障信息，并进入安全模式和低功耗模式，以防电压过低使整车控制器无法正常工作及电瓶过放影响其性能和寿命。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用型的保护范围。
Claims (5)
1.一种电动汽车整车控制器电源管理系统，其特征在于：包括用于给整车控制器VCU供电的供电单元、用于传递通讯数据的通讯通道、用于采集模拟量及实现所述模拟量转化成数字量的AD采集模块、整车控制器VCU的微处理器MCU，所述AD采集模块设在所述供电单元与所述整车控制器VCU的微处理器MCU连接的线束中，用于实时采样监测供电单元的运行情况，所述供电单元与U1连接，该U1是P-MOS,该供电单元还通过所述通讯通道与所述整车控制器VCU的微处理器MCU连接，用于实时监测供电单元运行状态，所述通讯通道还包括CAN总线，所述直流转直流电源DC-DC通过CAN总线连接所述整车控制器VCU的微处理器MCU，用于相互交换运行状态及其它信息。
2.根据权利要求1所述的电动汽车整车控制器电源管理系统，其特征在于：所述供电单元进一步包括快速充电桩、慢速充电桩、常电电瓶、直流转直流电源DC-DC，其中所述常电电瓶、直流转直流电源DC-DC并联。
3.根据权利要求2所述的电动汽车整车控制器电源管理系统，其特征在于：所述快速充电桩、所述慢速充电桩、所述常电电瓶、所述直流转直流电源DC-DC均与所述U1连接，所述U1还与电源转换芯片LDO连接，其中电源转换芯片LDO用于将外部输入的12V电压转换成整车控制器的微处理器MCU所需的5V工作电压。
4.根据权利要求2所述的电动汽车整车控制器电源管理系统，其特征在于：所述快速充电桩、所述慢速充电桩、所述常电电瓶、所述直流转直流电源DC-DC的输出端均连接于整流二极管正级端子，所述整流二极管负极端子与所述U1连接。
5.根据权利要求4所述的电动汽车整车控制器电源管理系统，其特征在于：所述U1还与整车控制器的微处理器MCU连接。
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| CN 201320252653 CN203246410U (zh) | 2013-05-11 | 2013-05-11 | 一种电动汽车整车控制器电源管理系统 |
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2013
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