具有分布式架构的控制器及供电冗余的电动汽车电气系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有分布式架构的控制器及供电冗余的电动汽车电气系统，包括通过供电线路相互连接的供电单元、钥匙开关(16)、整车控制器单元、线控助力单元和汽车部件控制器，所述的供电单元包括主蓄电池(12)和辅助蓄电池(11)，所述的供电线路包括分别与钥匙开关(16)连接的主常电线路、辅常电线路、主ACC线路、辅ACC线路、ON线路和START线路，整车控制器单元包括整车控制器(18)和冗余整车控制器(20)，线控助力单元包括线控助力器和冗余线控助力器，汽车部件控制器通过单刀双掷继电器连接主ACC线路和辅ACC线路。与现有技术相比，本发明专利技术解决了电动智能汽车对于冗余性的要求，提高了汽车运行的安全性。

Distributed architecture controller and power supply redundant electric intelligent automobile electric system

The invention relates to a distributed architecture of the controller and power supply redundancy electric smart car electrical system, including power supply unit, key switch connected to each other through a power supply line (16), vehicle control unit, power unit and remote controller for automobile parts, electric unit comprises a main battery (12) and auxiliary battery (11) the power supply line, respectively with the key switch (16) connected to the main circuit and auxiliary power are often the main ACC line and auxiliary line, ACC lines, ON line and START line, the vehicle controller unit includes a controller (18) and redundant vehicle controller (20), a remote power unit comprises a booster and wire redundant wire booster, auto parts controller is connected with the main line and auxiliary line through ACC ACC SPDT relays. Compared with the prior art, the invention solves the requirement of the redundancy of the electric intelligent vehicle and improves the safety of the vehicle operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动智能汽车电气系统，尤其是涉及一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车电气系统。
技术介绍
现有的电动智能汽车研发一般是基于纯电动汽车进行的，相应的电气系统也是基于纯电动汽车电气系统进行开发。目前汽车上普遍使用的，控制器与对应部件相结合，不同控制器分布在整车网络中的架构即为分布式架构。中国专利CN102501770A对一种纯电动汽车电气系统进行了描述，该电气系统对纯电动汽车电气系统工作方式描述较为详细，但未为电动智能车辆控制系统以及线控系统做冗余性的设计。但由于电动智能汽车未来的发展趋势为线控转向、线控制动以及以太网通信，而非目前普遍的机械转向、液压制动和CAN总线通信，因此需要保证硬件、供电以及通信上的冗余。若仍基于原有纯电动汽车电气系统进行开发，则在关键控制器、关键部件或供电出现问题时，将会为整车以及乘客带来安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车电气系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车电气系统，包括通过供电线路相互连接的供电单元、钥匙开关、整车控制器单元、线控助力单元和汽车部件控制器；所述的供电单元包括主蓄电池和辅助蓄电池，主蓄电池和辅助蓄电池负极搭铁；所述的供电线路包括分别与钥匙开关连接的主常电线路、辅常电线路、主ACC线路、辅ACC线路、ON线路和START线路，所述的主常电线路连接主蓄电池正极，辅常电线路连接辅助蓄电池正极，所述的钥匙开关位于不同档位时控制主常电线路与主ACC线路、ON线路和START线路的接通与断开，同时控制辅常电线路与辅ACC线路的接通与断开；所述的整车控制器单元包括通过整车控制器继电器与主常电线路连接的整车控制器以及通过冗余整车控制器继电器与辅ACC线路连接的冗余整车控制器，整车控制器继电器供电控制端连接主ACC线路，冗余整车控制器继电器供电控制端连接辅ACC线路；所述的线控助力单元包括对应连接至主ACC线路和辅ACC线路的线控助力器和冗余线控助力器，各线控助力器和冗余线控助力器均分别连接至整车控制器单元；所述的汽车部件控制器通过相应的单刀双掷继电器连接至主ACC线路和辅ACC线路，所述的单刀双掷继电器控制端连接主ACC线路；主ACC线路供电正常时，各车载设备由主ACC线路供电，否则切换至辅ACC线路。所述的钥匙开关包括OFF档、ACC档、ON档和START档，钥匙开关位于OFF档时，主常电线路与主ACC线路、ON线路和START线路均断开；钥匙开关位于ACC档，主常电线路与主ACC线路接通；钥匙开关位于ON档，主常电线路与主ACC线路和ON线路均接通；钥匙开关位于START档，主常电线路与主ACC线路、ON线路和START线路均接通；钥匙开关位于OFF档，辅常电线路和辅ACC线路断开，钥匙开关位于ACC档、ON档和START档，辅常电线路和辅ACC线路接通。所述的线控助力单元包括线控助力制动单元和线控助力转向单元；所述的线控助力制动单元包括线控助力制动器和冗余线控助力制动器，所述的线控助力制动器通过线控助力制动继电器连接至主ACC线路，所述的冗余线控助力制动器通过冗余线控助力制动继电器连接至辅ACC线路；所述的线控助力转向单元包括线控助力转向器和冗余线控助力转向器，所述的线控助力转向器通过线控助力转向继电器连接至主ACC线路，所述的冗余线控助力转向器通过冗余线控助力转向继电器连接至辅ACC线路；所述的线控助力制动继电器、冗余线控助力制动继电器、线控助力转向继电器和冗余线控助力转向继电器的供电控制端分别连接至整车控制器单元。所述的汽车部件控制器包括对应连接电动冷却风扇、电子仪表、车身、电子水泵和车载娱乐系统的电动冷却风扇控制器、电子仪表控制器、车身控制器、电子水泵控制器和车载娱乐控制器，各汽车部件控制器分别通过相应的单刀双掷继电器连接至主ACC线路和辅ACC线路，各单刀双掷继电器控制端连接主ACC线路。该系统还包括自动驾驶单元，所述自动驾驶单元包括通过自动驾驶单元继电器与主ACC线路连接的外界环境感知器、GPS和惯性导航、车辆与基础设施通信模块和远程监控器，所述的自动驾驶单元继电器供电控制端连接整车控制器和冗余整车控制器的控制端。该系统还包括停车防盗加密控制器，所述的停车防盗加密控制器通过停车防盗加密常闭继电器连接主常电线路，所述的停车防盗加密常闭继电器供电控制端连接主ACC线路；主ACC线路上电前，停车防盗加密常闭继电器闭合，停车防盗加密控制器工作，主ACC线路上电后，停车防盗加密常闭继电器断开，停车防盗加密控制器停止工作。该系统还包括高压单元，所述的高压单元包括高压线路以及分别与高压线路连接的高压电池与电池管理器、车载充电机、空调压缩机、蓄电池充电单元和驱动电机控制器，所述的车载充电机还连接至高压电池与电池管理器，所述的高压电池与电池管理器、空调压缩机和驱动电机控制器分别通过相应的高压单元继电器连接至主常电线路，各高压单元继电器的供电控制端连接ON线路。所述的车载充电机包括低压输出端和高压输出端，所述的低压输出端连接高压电池与电池管理器供电端，所述的高压输出端并联至高压线路的正端母线和负端母线，所述的正端母线连接高压电池与电池管理器高压正极输入端，所述的负端母线通过负端母线直流接触器连接高压电池与电池管理器高压负极输入端，所述的负端母线直流接触器控制端连接高压电池与电池管理器的控制端。所述的高压线路上设有高压安全开关，高压安全开关的正极输入端连接高压电池与电池管理器高压正极输入端，高压安全开关的负极输入端连接负端母线直流接触器，高压安全开关的正极输出端分两路，一路依次连接有预充电继电器和预充电电阻，另一路连接空调压缩机输入正端、蓄电池充电单元的输入正端以及正端母线直流接触器的输入端，正端母线直流接触器的输出端连接驱动电机控制器输入正端，正端母线直流接触器的控制端连接整车控制器单元；高压安全开关的负极输出端接空调压缩机输入负端、蓄电池充电单元的输入负端以及驱动电机控制器的输入负端。所述的蓄电池充电单元包括DC-DC变换器，所述的DC-DC变换器输入端连接高压线路，输出端包括两路，一路连接主蓄电池，另一端连接辅助蓄电池。本专利技术电动智能汽车电气系统的工作方式如下：(1)停车充电工作过程外部充电桩接至车载充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车电气系统，包括通过供电线路相互连接的供电单元、钥匙开关(16)、整车控制器单元、线控助力单元和汽车部件控制器，其特征在于，所述的供电单元包括主蓄电池(12)和辅助蓄电池(11)，主蓄电池(12)和辅助蓄电池(11)负极搭铁；所述的供电线路包括分别与钥匙开关(16)连接的主常电线路、辅常电线路、主ACC线路、辅ACC线路、ON线路和START线路，所述的主常电线路连接主蓄电池(12)正极，辅常电线路连接辅助蓄电池(11)正极，所述的钥匙开关(16)位于不同档位时控制主常电线路与主ACC线路、ON线路和START线路的接通与断开，同时控制辅常电线路与辅ACC线路的接通与断开；所述的整车控制器单元包括通过整车控制器继电器(17)与主常电线路连接的整车控制器(18)以及通过冗余整车控制器继电器(19)与辅ACC线路连接的冗余整车控制器(20)，整车控制器继电器(17)供电控制端连接主ACC线路，冗余整车控制器继电器(19)供电控制端连接辅ACC线路；所述的线控助力单元包括对应连接至主ACC线路和辅ACC线路的线控助力器和冗余线控助力器，各线控助力器和冗余线控助力器均分别连接至整车控制器单元；所述的汽车部件控制器通过相应的单刀双掷继电器连接至主ACC线路和辅ACC线路，所述的单刀双掷继电器控制端连接主ACC线路；主ACC线路供电正常时，各汽车部件控制器由主ACC线路供电，否则切换至辅ACC线路。...

【技术特征摘要】
1.一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车电气系统，包括通过供
电线路相互连接的供电单元、钥匙开关(16)、整车控制器单元、线控助力单元和
汽车部件控制器，其特征在于，
所述的供电单元包括主蓄电池(12)和辅助蓄电池(11)，主蓄电池(12)和
辅助蓄电池(11)负极搭铁；
所述的供电线路包括分别与钥匙开关(16)连接的主常电线路、辅常电线路、
主ACC线路、辅ACC线路、ON线路和START线路，所述的主常电线路连接主
蓄电池(12)正极，辅常电线路连接辅助蓄电池(11)正极，所述的钥匙开关(16)
位于不同档位时控制主常电线路与主ACC线路、ON线路和START线路的接通与
断开，同时控制辅常电线路与辅ACC线路的接通与断开；
所述的整车控制器单元包括通过整车控制器继电器(17)与主常电线路连接的
整车控制器(18)以及通过冗余整车控制器继电器(19)与辅ACC线路连接的冗
余整车控制器(20)，整车控制器继电器(17)供电控制端连接主ACC线路，冗余
整车控制器继电器(19)供电控制端连接辅ACC线路；
所述的线控助力单元包括对应连接至主ACC线路和辅ACC线路的线控助力
器和冗余线控助力器，各线控助力器和冗余线控助力器均分别连接至整车控制器单
元；
所述的汽车部件控制器通过相应的单刀双掷继电器连接至主ACC线路和辅
ACC线路，所述的单刀双掷继电器控制端连接主ACC线路；主ACC线路供电正
常时，各汽车部件控制器由主ACC线路供电，否则切换至辅ACC线路。
2.根据权利要求1所述的一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车
电气系统，其特征在于，所述的钥匙开关(16)包括OFF档、ACC档、ON档和
START档，钥匙开关(16)位于OFF档时，主常电线路与主ACC线路、ON线路
和START线路均断开；钥匙开关(16)位于ACC档，主常电线路与主ACC线路
接通；钥匙开关(16)位于ON档，主常电线路与主ACC线路和ON线路均接通；
钥匙开关(16)位于START档，主常电线路与主ACC线路、ON线路和START线
路均接通；钥匙开关(16)位于OFF档，辅常电线路和辅ACC线路断开，钥匙开

\t关(16)位于ACC档、ON档和START档，辅常电线路和辅ACC线路接通。
3.根据权利要求1所述的一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车
电气系统，其特征在于，所述的线控助力单元包括线控助力制动单元和线控助力转
向单元；
所述的线控助力制动单元包括线控助力制动器(26)和冗余线控助力制动器
(37)，所述的线控助力制动器(26)通过线控助力制动继电器(25)连接至主ACC
线路，所述的冗余线控助力制动器(37)通过冗余线控助力制动继电器(36)连接
至辅ACC线路；
所述的线控助力转向单元包括线控助力转向器(30)和冗余线控助力转向器
(39)，所述的线控助力转向器(30)通过线控助力转向继电器(29)连接至主ACC
线路，所述的冗余线控助力转向器(39)通过冗余线控助力转向继电器(38)连接
至辅ACC线路；
所述的线控助力制动继电器(25)、冗余线控助力制动继电器(36)、线控助力
转向继电器(29)和冗余线控助力转向继电器(38)的供电控制端分别连接至整车
控制器单元。
4.根据权利要求1所述的一种分布式架构的控制器及供电冗余电动智能汽车
电气系统，其特征在于，所述的汽车部件控制器包括对应连接电动冷却风扇、电子
仪表、车身、电子水泵和车载娱乐系统的电动冷却风扇控制器(22)、电子仪表控
制器(28)、车身控制器(32)、电子水泵控...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗峰，胡凤鉴，余婧，俞佳伟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31