冗余车辆电源控制系统和方法技术方案

公开了用于控制高压电源的方法和设备。示例车辆包括第一电源总线和第二电源总线、耦合到所述第一电源总线和所述第二电源总线的高压电源，以及高压控制器。所述高压控制器被配置成控制所述高压电源，检测所述第一电源总线上的短路，以及响应地通过激活光隔离器和一个或多个智能FET来改变所述高压控制器的电源。

Control System and Method of Redundant Vehicle Power Supply

The method and equipment for controlling high voltage power supply are disclosed. The example vehicle includes a first power bus and a second power bus, a high voltage power supply coupled to the first power bus and the second power bus, and a high voltage controller. The high-voltage controller is configured to control the high-voltage power supply, detect a short circuit on the first power bus, and responsively change the power supply of the high-voltage controller by activating an optical isolator or one or more intelligent FETs.

【技术实现步骤摘要】
冗余车辆电源控制系统和方法
本公开整体涉及车辆电子设备，并且更具体地，涉及用于车辆电源的冗余控制的系统和方法。
技术介绍
现代混合动力和全电动车辆可以包括高压电源，该高压电源被配置成向一个或多个车辆系统(例如转向、制动器和驱动控制)提供高电压。高压电源可以具有控制器，该控制器被配置成连接和断开高压电源与车辆系统。高压控制器又可以由低压蓄电池供电，该低压蓄电池可以是典型的12伏车辆蓄电池。
技术实现思路
所附权利要求对本申请进行了限定。本公开总结了实施例的各方面，并且不应该用于限制权利要求。根据本文描述的技术设想了其他实现方式，其对于研究过以下附图和详细描述的本领域普通技术人员而言将是明显的，并且这些实现方式旨在落入本申请的范围内。示出了示例实施例，其描述了用于车辆中的高压电源的冗余控制的系统、设备和方法。公开的示例车辆包括第一电源总线和第二电源总线、耦合到第一电源总线和第二电源总线的高压电源，以及高压控制器。高压控制器被配置成控制高压电源，检测第一电源总线上的短路，以及响应地通过激活光隔离器和一个或多个智能FET来改变高压控制器的电源。所公开的示例方法包括通过高压控制器来控制耦合到车辆的第一电源总线和第二电源总线的高压电源。所述方法还包括检测第一电源总线上的短路。并且所述方法还包括响应地通过激活光隔离器和一个或多个智能FET来改变高压控制器的电源。第三实例可以包括用于通过高压控制器来控制耦合到车辆的第一电源总线和第二电源总线的高压电源的装置。第三实例还包括用于检测第一电源总线上的短路的装置。并且第三实例还包括用于响应地通过激活光隔离器和一个或多个智能FET来改变高压控制器的电源的装置。附图说明为了更好地理解本专利技术，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关元件，或者在某些情况下可能夸大了比例，以便强调和清楚地说明本文所述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件能不同地布置。此外，在附图中，相同的附图标记在多个视图中表示对应的部分。图1示出了根据本公开的实施例的示例性车辆。图2示出了图1的车辆的电子部件的示例性框图。图3示出了根据本公开实施例的车辆供电方案的简化框图。图4示出了根据本公开的实施例的示例方法的流程图。具体实施方式虽然本专利技术可以以各种形式实施，在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，但应当理解本公开被认为是本专利技术的实例而不是旨在将本专利技术限制于所示的特定实施例。如上所述，现代车辆可包括一个或多个高压电源，这些高压电源被配置成为一个或多个车辆系统提供电力。混合动力车辆和所有电动车辆尤其可以利用高压电源来为传动系提供电力，从而使车辆移动。其他系统(包括转向系统、制动系统和驱动控制系统)也可以利用高压电源。一些车辆还可以包括一根或多根低压电力总线，其被配置成控制相同的车辆系统(例如，转向、制动器和驱动控制)。每根低压电源总线可以包括低压蓄电池，该低压蓄电池可以是12伏可再充电蓄电池。在车辆的正常操作期间，这些蓄电池可以由高压电源充电。在一些实例中，高压电源可以包括一个或多个高压接触器，所述一个或多个高压接触器在闭合时可以使高压电源能够向一个或多个车辆系统提供电力。高压接触器可以由高压控制器控制，该高压控制器又可以由低压电源总线之一(进而是低压蓄电池)供电。车辆可包括两根独立的低压电源总线，每根低压电源总线被配置成向车辆系统提供电力。在一根电源总线或对应的蓄电池发生故障的情况下，另一根电源总线和蓄电池可以被配置成向车辆系统提供电力以允许车辆以安全的方式停止。如果不存在两根电源总线，则单独电源总线的短路可能通过使安全停止车辆可能需要的转向、制动器和其他车辆系统短路而引起灾难性故障。此外，高压电源通常仅由一根电源总线控制。因此，如果该电源总线或蓄电池发生故障，则高压电源可能变得不可操作，或者至少不能向车辆系统提供电力。因此，整个车辆可能被迫依靠单根低压电源总线运行，该低压电源总线可能无法提供足够的电力来运行必要的车辆系统。考虑到这些问题，本公开的示例实施例可以提供一种冗余电源机构，其用于控制车辆的高压电源，使得如果第一低压电源总线接地，则车辆可将高压控制器的电源从第一(当前短路的)电源总线切换到第二电源总线。这可以允许高压电源即使在低压电源总线之一发生故障的情况下也向车辆系统提供电力。为了实现这一点，一些实例可以包括提供由第一低压电源总线供电的第一高压控制器，以及由第二低压电源总线供电的第二高压控制器。第一电源总线和第二电源总线可以彼此独立，使得一根总线的接地或故障不会影响另一总线。该实例还可以包括一个或多个光隔离器，其被配置成控制第一电源总线和/或第二电源总线是否是活动的或闭合的。此外，该实例可以包括若干智能场效应晶体管(FET)，其被配置成检测何时在任一低压电源总线上存在短路。通过使用这些部件等，本文公开的实例可以使高压控制器能够将其电源从第一总线切换到第二总线，从而确保如果第一总线发生故障或短路，则高压控制器能继续操作。图1示出了根据本公开的实施例的示例性车辆100。车辆100可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或任何其他机动实施类型的车辆。车辆100可以是非自主、半自主或自主的。车辆100可包括与机动性相关的部分，诸如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。在所示实例中，车辆100可包括一个或多个电子部件(如下关于图2所述)。如图1所示，车辆100可包括第一电源总线112、第二电源总线122和高压电源总线130。车辆100还可包括第一蓄电池110和第二蓄电池120以及高压控制器140。此外，车辆100可包括一个或多个车辆系统，包括转向系统150A和150B、制动器152A和152B以及车辆驱动控制系统154A和154B。每个车辆系统可以由第一电源总线112和第二电源总线122中的一个供电。电源总线112和122可以耦合到相应的蓄电池110和120，所述蓄电池可以为低压车辆蓄电池。因此，蓄电池110和120可以为12伏蓄电池。第一电源总线112可以耦合到一个或多个车辆系统，包括转向系统150A、制动系统152A和驱动控制系统154A。第二电源总线122可以耦合到转向系统150B、制动系统152B和驱动控制系统154B。每组系统可以是冗余的，使得转向系统150A或150B中的任一者可以对车辆100提供必要的控制。在一些实例中，第一电源总线112和第二电源总线122可以是独立的。这可以防止一根电源总线上的短路也引起第二电源总线短路。因此，可能存在本文未描述的一个或多个电气部件或系统，其可用于维持两根电源总线的独立性。高压电源130可以被配置成向一个或多个车辆系统提供相对高的电压，例如48伏或更高。高压电源130可以耦合到第一电源总线112和第二电源总线122，以便为蓄电池110和120充电提供电力，以及为一个或多个车辆系统供电。在一些实例中，高压电源130可以通过一个或多个DC/DC转换器而耦合到第一电源总线和第二电源总线，DC/DC转换器可以将来自高压电源130的高电压降压到更合适的较低电压。高压控制器140可以被配置成控制高压电源130。因此，高压控制器140可以断开或闭合高压电源130的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，其包括：第一电源总线和第二电源总线；高压电源，其耦合到所述第一电源总线和所述第二电源总线；和高压控制器，其被配置成：控制所述高压电源；检测所述第一电源总线上的短路；以及响应地通过激活光隔离器和一个或多个智能FET来改变所述高压控制器的电源。

【技术特征摘要】
2017.11.06 US 15/804,7271.一种车辆，其包括：第一电源总线和第二电源总线；高压电源，其耦合到所述第一电源总线和所述第二电源总线；和高压控制器，其被配置成：控制所述高压电源；检测所述第一电源总线上的短路；以及响应地通过激活光隔离器和一个或多个智能FET来改变所述高压控制器的电源。2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述第一电源总线和所述第二电源总线耦合到相应的第一蓄电池和第二蓄电池，所述第一蓄电池和所述第二蓄电池被配置成由所述高压电源充电。3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述第一电源总线和所述第二电源总线被配置成控制一个或多个车辆系统，所述一个或多个车辆系统包括转向系统、制动系统和车辆驱动控制系统中的至少一个。4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述高压控制器还被配置成由所述第一电源总线或所述第二电源总线中的一者供电，其中改变所述电源包括从所述第一电源总线切换到所述第二电源总线。5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述高压控制器包括由所述第一电源总线供电的第一控制器和由所述第二电源总线供电的第二控制器，其中一次只对所述第一控制器和所述第二控制器中的一者供电。6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述第一控制器和所述第二控制器都被配置成控制所述高压电源。7.根据权利要求1所述的车辆，其还包括接触器功率继电器，所述接触器功率继电器被配置成控制所述高压电源的一个或多个接触器，其中所述高压控制器还被配置成控制所述接触器功率继电器。8.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·斯图尔扎，木本雅裕，蔡宗翰，大卫·安东尼·西马诺，雷·C·西西亚克，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US