本实用新型专利技术公开了一种集中式和离散式正极共线结构的电器短路保护电路与动力车,包括集中式和离散式两种正极共线结构。集中式适合于小型车,离散式适合大型车。集中式包括仪表、车前开关、车前电器、车后电器、正极线、负极线、车后电器关联线束、转换器、蓄电池。离散式包括主控模块、1‑256个被控模块、2‑256个区位电器、正极线、负极线、通讯总线、转换器、蓄电池。所述结构有利于降低车辆成本,提高可靠性。利用这两种结构实现了集中式正极共线结构的电器短路保护电路、离散式正极共线结构的单路电器短路保护电路、离散式正极共线结构的多路电器短路保护电路。
Electrical Short Circuit Protection Circuit and Electric Vehicle with Centralized and Discrete Positive Colinear Structure
【技术实现步骤摘要】
集中式和离散式正极共线结构的电器短路保护电路与动力车
汽车电子技术,具体为电动车、燃油车、氢燃料车、太阳能车等动力车领域。
技术介绍
为了叙述方便,本技术定义以下术语:“车前开关”指小型车前面仪表附近的所有开关,比如倒车开关、喇叭开关、档位开关、巡航开关、雨刮开关、玻璃水开关、各种灯具开关等;“车前电器”指小型车前面仪表附近的所有电器,比如:喇叭、雨刮、玻璃水喷射器、音响、各种灯具等;“车后电器”指小型车尾部的所有电器,如:后雨刮、玻璃加热器、各种后尾灯等;“主控模块”指大型车车身电器总线控制系统中的一个模块,在主从通讯模式中占主导的那个模块,比如LIN通讯中那个主导通讯的master模块。但在多主通讯的模式中,比如can通讯中,就没有主控模块,所有模块地位一样的。“被控模块”指大型车车身电器总线控制系统中的一个模块,在主从通讯模式中被主导的那个模块,比如LIN通讯中那些被主导通讯的slave模块;“区位电器”指大型车车身电器总线控制系统中局部的电器,包括油阀、气阀、门控、玻璃升降、灯具等电器,它们的位置非常接近。比如:左前转向灯、左前示宽灯、左前雾灯、左前礼灯等;“区位开关”指大型车车身电器总线控制系统中局部的电器开关,他们的位置非常接近。比如组合仪表的各种开关、左车门上的各种开关、右车门上的各种开关等。但车上很多地方就没有开关,这时所述“区位开关”就是空的;“出线”指车前电器、车后电器、车前开关与仪表的连线,或区位开关、区位电器与主控模块、被控模块的连线;“开关管”泛指达林顿管、IGBT管、或者MOS管。约定被控电路电流流入端简称“正极”,电流流出端简称“负极”;“N型开关管”指N沟道场效应管、NPN型达林顿管、NPN型IGBT管;“其它智能电器部件”指本技术离散式正极共线结构除主控模块或被控模块以外的智能电器部件,如电机控制器、充电器、大功率DC/DC转换器、ABS、安全气囊、转向助力、自动变速、自动空调、自动天窗、太阳能控制器、燃料电池电堆控制器等电器部件;“动力车”指车上有动力驱动的车辆,包括各种电动车、燃油车、氢燃料车、太阳能车等。传统结构是负极共线,即搭铁线。车上所有的电器的一端都和负极线直连通。但这里的问题是开关的控制必须使用高端控制模式。高端控制模式要使用的开关管都是p型的。比如p沟道场效应管、pnp型达林顿管、pnp型IGBT管。但这类管子价格高,内阻大发热大,可靠性差。另外电器走线复杂,实现电器短路保护困难,常常引起车辆火灾。
技术实现思路
本技术的目的是:所有电器正极共线,其控制可以使用低端控制的模式,这样就可以使用n型开关管了,降低成本、增加开关管的可靠性。因为n型开关管价格低,导通电阻小,发热小,可靠性高,货源充足。另外,车辆采用总线控制系统,把传统的蜘蛛网式的电器布线改为数据通讯总线来代替,还能大大减少线头插头,大大减少导线的用量。还方便实现整车电器短路保护,防止火灾的发生。集中式正极共线结构:所述集中式正极共线结构的电器短路保护电路,包括仪表、电机控制器、车前开关、车前电器、车后电器、正极线、负极线、转换器、蓄电池、大线。所述大线包括正极线、负极线、车后电器关联线束、电机控制器关联线束。所述正极线连接所述转换器,这是电流的来源。但有些小型车为了节省成本未安装所述转换器,这时所述正极线连接所述蓄电池正极。所述负极线连接所述蓄电池负极。所述正极线连接所述车前电器和所述车后电器,这是本技术的最大技术特征,与传统模式的最大区别。所述车后电器的另一端通过车后电器关联线束全部连接到所述仪表。所述车前开关连接所述仪表。所述仪表和所述电机控制器包含mcu和通讯接口,以便二者之间通讯并交换数据,从而减少二者之间的连线数量。所述仪表用电路板的pcb走线完成所述车前开关、所述车前电器、和所述车后电器的连接关系。所述车前开关出线之间没有导线直接连接,所述车前电器出线之间除了所述正极线外没有导线直接连接,所述车后电器出线之间除了所述正极线外没有导线直接连接。这样传统的分支线头就没有了。既减少了成本,又增加了可靠性。所述车前开关、所述车前电器、和所述车后电器都没有导线直接连接所述负极线,而是通过所述仪表处理后连接到所述负极线。对于燃油车的应用,本技术无电机控制器和电机控制器关联线束。集中式正极共线结构的技术要点是:所有电器连接正极线,电器的另一端连接仪表。经仪表处理后,连接负极线,构成完整的电气回路。集中式正极共线结构的电器短路保护电路:所述保护电路完全应用上述集中式正极共线结构。所述仪表包含mcu电路、单路比较电路、单路开关电路、单路取样电阻电路。所述mcu电路分别连接所述车前开关,并采集其开关状态,然后通过通讯接口发给车上其它智能电器部件,如电机控制器。所述单路开关电路包含一个开关管。由于是低端控制,可以使用N型开关管。以此降低成本,提高可靠性。所述单路开关电路连接所述多路车前开关,把所有电器的负极通过所述车前开关集中到一起连接到所述开关管正极。进一步,所述开关管负极连接所述单路取样电阻电路,最后连接负极线。取样电阻两端的电压就反应出整个车辆的电流。所述mcu电路连接所述单路开关电路,控制所述开关管,从而实现对所有车上电器的集中开关控制。只有所述开关管开启,车上电器才有电,才能工作。所述单路比较电路连接所述单路取样电阻电路或所述开关管正极,用来检测车上所有电器的总电流。所述单路比较电路有高端比较和低端比较两种输入模式:如果为了节省成本,则用开关管的内阻替代,通过测开关管的导通电压来检测电流,这时用高端比较模式,单路比较电路连接开关管的正极,取样电阻就不要了,开关管的负极连接负极线;如果为了要增加可靠性和灵活性,则通过取样电阻的电压来检测电流,这时用低端比较模式,单路比较电路连接所述取样电阻的正极,所述取样电阻的负极连接所述负极线。所述单路比较电路连接所述mcu电路,用于把电流检测的结果传给mcu。当所述mcu发现所述电流大于额定值后关断所述开关管,从而实现电器短路保护。等到短路故障排除后再继续工作。离散式正极共线结构:所述离散式正极共线结构包括主控模块、1~256个被控模块、2~256个区位电器、其它智能电器部件、1~256个区位开关、正极线、负极线、通讯总线、转换器、蓄电池。所述被控模块和区位电器的多少依据车型的复杂程度和电器的布局决定。所述主控模块和被控模块是针对主从通讯模式总线控制系统而言的,如LIN、RS485等。在多主通讯模式总线控制系统中不分主控和被控。所述正极线连接所述转换器,这是电流的来源。但有些小型车为了节省成本未安装所述转换器,这时所述正极线连接所述蓄电池正极。所述负极线连接所述蓄电池负极。所述正极线连接所有所述区位电器,这是本技术的最大技术特征,与传统模式的最大区别。所有所述区位电器的出线就近连接到所述主控模块或被控模块。就近连接能减少导线的长度,节省导线成本。所述区位开关就近连接所述主控模块或所述被控模块。并不是每个主控模块和被控模块都连接区位开关,车身有些部位就没有。而且有些部位区位开关数量多有的少。所述主控模块、所有所述被控模块、其它智能电器部件之间通过所述通讯总线交换数据。这是车身电器总线控制系统的根本。通讯总线的导线根据通讯模式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集中式正极共线结构,其特征在于所述结构包括仪表、车前开关、车前电器、车后电器、正极线、负极线、车后电器关联线束、转换器、蓄电池、电机控制器、电机控制器关联线束;所述正极线连接所述转换器或者所述蓄电池正极;所述负极线连接所述蓄电池负极;所述正极线连接所述车前电器和所述车后电器,所述车前电器和所述车后电器的另一端全部连接到所述仪表;所述车前开关连接所述仪表;所述仪表和所述电机控制器包含mcu和通讯接口,以便二者之间通讯并交换数据。
【技术特征摘要】
1.一种集中式正极共线结构,其特征在于所述结构包括仪表、车前开关、车前电器、车后电器、正极线、负极线、车后电器关联线束、转换器、蓄电池、电机控制器、电机控制器关联线束;所述正极线连接所述转换器或者所述蓄电池正极;所述负极线连接所述蓄电池负极;所述正极线连接所述车前电器和所述车后电器,所述车前电器和所述车后电器的另一端全部连接到所述仪表;所述车前开关连接所述仪表;所述仪表和所述电机控制器包含mcu和通讯接口,以便二者之间通讯并交换数据。2.根据权利要求1所述的一种集中式正极共线结构,其特征在于:所述仪表用电路板的pcb走线完成所述车前开关、所述车前电器、和所述车后电器的连接关系;所述车前开关出线之间没有导线直接连接,所述车前电器出线之间除了所述正极线外没有导线直接连接,所述车后电器出线之间除了所述正极线外没有导线直接连接。3.根据权利要求1所述的一种集中式正极共线结构,其特征在于:所述车前开关、所述车前电器、和所述车后电器都没有导线直接连接所述负极线,而是通过所述仪表处理后连接到所述负极线。4.一种集中式正极共线结构的电器短路保护电路,其特征在于:所述保护电路完全应用权利要求1、2或3所述的一种集中式正极共线结构;所述仪表包含mcu电路、单路比较电路、单路开关电路、单路取样电阻电路;所述mcu电路分别连接所述车前开关,并采集其开关状态;所述单路开关电路包含开关管,并连接所述车前开关,把所有电器的负极通过所述车前开关集中到一起连接到所述开关管正极,然后所述开关管负极连接所述单路取样电阻电路,最后连接负极线;所述mcu电路连接所述单路开关电路,控制所述开关管,从而实现对所有车上电器的集中开关控制;所述单路比较电路连接所述单路取样电阻电路或所述开关管,用来检测车上所有电器的总电流;所述单路比较电路连接所述mcu电路,用于把所述电流检测的结果传给mcu;当所述mcu发现所述电流大于额定值后关断所述开关管,从而实现电器短路保护。5.一种离散式正极共线结构,其特征在于,所述结构包括主控模块或被控模块、区位开关、区位电器、正极线、负极线、通讯总线、转换器、其它智能电器部件、蓄电池;所述正极线连接所述转换器或所述蓄电池正极;所述负极线连接所述蓄电池负极;所述正极线连接所有所述区位电器,所有所述区位电器的另一端就近连接到所述主控模块或所述被控模块;所述区位开关就近连接所述主控模块或所述被控模块;所述主控模块、所有所述被控模块、所述其它智能电器部件之间通过所述通讯总线交换数据,实现车身电器总线控制;所有所述区位开关和所述区位电器都没有导线直接连接所述负极线,而是通过所述主控模块或所述被控模块处理后连接到所述负极线。6.根据权利要求5所述的一种离散式...
【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人,
申请(专利权)人:天津九九电子有限公司,
类型:新型
国别省市:天津,12
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