用于车辆动力系统的超级电容器电力缓冲器技术方案

一般而言，一个或更多个负载诸如自主(或半自主)车辆的传感器套组可以被配置为从超级电容器汲取电力。切换机构可以选择性地使一个或更多个负载及超级电容器与车辆动力系统的电压源连接或断开连接。通过系统地使电压源与超级电容器和一个或更多个负载断开连接，使电压源对一个或更多个负载的暴露最小化。相应地，也可以使车辆动力系统的电压源对可能产生的与一个或更多个负载有关的潜在破坏性的短路或电涌的暴露最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆动力系统的超级电容器电力缓冲器专利
本技术涉及车辆(vehicle，交通工具、载具)动力系统的领域。更特别地，本技术涉及用于保护车辆动力系统免受可能由连接到车辆动力系统的负载引起的潜在电气故障的影响的系统、装置和方法。
技术介绍
车辆越来越多地配备了智能功能，使其能够监测其周围环境并就如何作出反应作出明智的决定。这样的车辆，无论是自主、半自主还是手动驾驶的，都能够感测其环境并在几乎没有或没有人工输入的情况下导航。车辆可以包括各种系统和子系统，以用于使车辆能够确定其周围环境，以便其可以安全地导航到目标目的地或协助人类驾驶员——如果有的话——做相同的事情。作为一个示例，车辆可以具有计算系统(例如，一个或更多个中央处理单元、图形处理单元、存储器、存储装置等)，以用于控制车辆的不同操作，诸如驾驶和导航。为此，计算系统可以处理来自一个或更多个传感器的数据。例如，自主车辆可以具有用于识别危险、道路、车道标记、交通信号等的光学相机。例如，来自传感器的数据可以用于例如安全驾驶车辆、激活某些安全功能(例如，自动制动)、以及产生关于潜在危险的警报。
技术实现思路
本公开内容的一实施方式包括一种车辆系统，其包括：被配置为向车辆供电的高压电压源；被配置为将高压电压源转换为低压电压源或电流源的DC至DC转换器；被配置为向一个或更多个负载提供电力的超级电容器；以及被配置为选择性地使一个或更多个负载及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接的切换机构。在一实施方式中，切换机构包括降压转换器。在一实施方式中，降压转换器包括一个或更多个MOSFET，用于选择性地使一个或更多个负载及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接。在一实施方式中，切换机构包括用于控制一个或更多个MOSFET的脉冲宽度调制(PWM)控制器。在一实施方式中，一个或更多个MOSFET包括高侧MOSFET。开启高侧MOSFET使一个或更多个负载及超级电容器连接到低压电压源或电流源，以及关闭高侧MOSFET使一个或更多个负载及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接。在一实施方式中，PWM控制器被配置为：当超级电容器以下阈值电平(level，水平)充电时，使一个或更多个负载及超级电容器连接到低压电压源或电流源；以及当超级电容器以上阈值电平充电时，使一个或更多个负载及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接。在一实施方式中，上阈值电平大约等于低压电压源的电压，以及下阈值电平大于一个或更多个负载的最低电压要求。在一实施方式中，一个或更多个负载包括自主车辆传感器套组(suite，一套、一组)中的一个或更多个传感器。在一实施方式中，高压电压源为大约275V，低压电压源为大约12V，以及超级电容器的电容大于或等于10F。本公开内容的一实施方式包括一种方法，该方法包括：将超级电容器连接到车辆的传感器套组；以及选择性地使传感器套组及超级电容器与车辆的电压源断开连接。在一实施方式中，选择性地使传感器套组及超级电容器与车辆的电压源断开连接包括：确定超级电容器已经被充电至上阈值电压；以及基于确定超级电容器已经被充电至上阈值电压，使传感器套组及超级电容器与电压源断开连接。在一实施方式中，选择性地使传感器套组及超级电容器与车辆的电压源断开连接包括：确定超级电容器未能在阈值时间量内充电至上阈值电压；以及基于确定超级电容器未能在阈值时间量内充电至上阈值电压，使传感器套组及超级电容器与电压源断开连接。在一实施方式中，选择性地使传感器套组及超级电容器与车辆的电压源断开连接包括：确定超级电容器已经至少部分地被传感器套组放电至下阈值电压；以及基于确定超级电容器已经至少部分地被传感器套组放电至下阈值电压，使传感器套组及超级电容器连接至电压源。在一实施方式中，电压源是安装在自主车辆中的电池。在一实施方式中，使用切换机构来选择性地使传感器套组及超级电容器与电压源断开连接。在一实施方式中，切换机构包括降压转换器。在一实施方式中，降压转换器包括一个或更多个MOSFET，用于选择性地将传感器套组及超级电容器与电压源断开连接。在一实施方式中，切换机构包括用于控制一个或更多个MOSFET的PWM控制器。在一实施方式中，一个或更多个MOSFET包括高侧MOSFET。开启高侧MOSFET使传感器套组及超级电容器连接到电压源，以及关闭高侧MOSFET使传感器套组及超级电容器与电压源断开连接。本公开内容的一实施方式包括一种车辆系统，其包括：被配置为向自主车辆供电的高压电压源；被配置为将高压电压源转换为低压电压源或电流源的DC至DC转换器；被配置为向安装在自主车辆上的自主车辆传感器套组中的一个或更多个传感器提供电力的超级电容器；以及被配置为选择性地使一个或更多个传感器及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接的切换机构。切换机构包括降压转换器，该降压转换器包括高侧MOSFET，用于选择性地使一个或更多个传感器及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接。开启高侧MOSFET使一个或更多个传感器及超级电容器连接到低压电压源或电流源，以及关闭高侧MOSFET使一个或更多个传感器及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接。切换机构还包括用于控制高侧MOSFET的PWM控制器，其中PWM控制器被配置为：当超级电容器以下阈值电平充电时，使一个或更多个传感器及超级电容器连接到低压电压源或电流源；以及当超级电容器以上阈值电平充电时，使一个或更多个传感器及超级电容器与低压电压源或电流源断开连接。应当理解的是，从附图和下面的详细描述中，所公开技术的许多其它实施方式、特征、应用和变化将是明显的。在不脱离所公开技术的原理的情况下，可以采用本文描述的系统、方法和非暂时性计算机可读介质的附加的和/或替代的实施方式。附图说明图1例示了其中负载被连接到车辆动力系统中的电压源的常规布置。图2例示了根据本技术的一实施方式的被连接到超级电容器的车辆动力系统的示例子系统。图3例示了描绘根据本技术的一实施方式的超级电容器缓冲器被充电和放电的示例的曲线图。图4例示了根据本技术的一实施方式的的示例方法。图5例示了根据本技术的一实施方式的用于使搭乘请求者与自主车辆匹配的运输管理环境的示例框图。图6例示了根据本技术的一实施方式的可以在不同场景中利用的计算系统或计算设备的示例。附图描绘了所公开技术的仅用于说明目的的不同实施方式，其中附图使用了类似的附图标记来标识类似的元件。本领域的技术人员将从下面的讨论中容易地认识到，在不脱离本文所描述的公开技术的原理的情况下，可以采用附图中所示的系统、方法和非暂时性计算机可读介质的可替代性实施方式。具体实施方式车辆越来越多地配备了智能功能，使其能够监测其周围环境并就如何作出反应作出明智的决定。这样的车辆，无论是自主、半自主还是手动驾驶的，都能够感测其环境并在几乎没有或没有人工输入的情况下导航。车辆可以包括各种系统和子系统，以用于使车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆系统，包括：/n高压电压源，所述高压电压源被配置为向车辆供电；/nDC至DC转换器，所述DC至DC转换器被配置为将所述高压电压源转换为低压电压源或电流源；/n超级电容器，所述超级电容器被配置为向一个或更多个负载提供电力；以及/n切换机构，所述切换机构被配置为选择性地使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源断开连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180731 US 16/051,1301.一种车辆系统，包括：
高压电压源，所述高压电压源被配置为向车辆供电；
DC至DC转换器，所述DC至DC转换器被配置为将所述高压电压源转换为低压电压源或电流源；
超级电容器，所述超级电容器被配置为向一个或更多个负载提供电力；以及
切换机构，所述切换机构被配置为选择性地使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源断开连接。


2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述切换机构包括降压转换器。


3.根据权利要求2所述的车辆系统，其中，所述降压转换器包括一个或更多个MOSFET，用于选择性地使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源断开连接。


4.根据权利要求3所述的车辆系统，其中，所述切换机构包括用于控制所述一个或更多个MOSFET的PWM控制器。


5.根据权利要求4所述的车辆系统，其中
所述一个或更多个MOSFET包括高侧MOSFET，
开启所述高侧MOSFET使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源连接，以及
关闭所述高侧MOSFET使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源断开连接。


6.根据权利要求5所述的车辆系统，其中，所述PWM控制器被配置为：
当所述超级电容器以下阈值电平充电时，使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源连接，以及
当所述超级电容器以上阈值电平充电时，使所述一个或更多个负载及所述超级电容器与所述低压电压源或所述电流源断开连接。


7.根据权利要求6所述的车辆系统，其中
所述上阈值电平大约等于所述低压电压源的电压；以及
所述下阈值电平大于所述一个或更多个负载的最低电压要求。


8.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述一个或更多个负载包括自主车辆传感器套组中的一个或更多个传感器。


9.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述高压电压源为大约275V，所述低压电压源为大约12V，以及所述超级电容器的电容大于或等于10F。


10.一种方法，包括：
将超级电容器连接到车辆的传感器套组；以及
选择性地使所述传感器套组及所述超级电容器与所述车辆的电压源断开连接。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，选择性地使所述传感器套组及所述超级电容器与所述车辆的电压源断开连接包括：
确定所述超级电容器已经被充电至上阈值电压；以及
基于确定所述超级电容器已经被充电至所述上阈值电压，使所述传感器套组及所述超级电容器与所述电压源断开连接。


12.根据权利要求10所述的方法，其中，选择性地使所述传感器套组及所述超级电容器与所述车辆的电压源断开连接包括：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢承佑，卡塔兰·波波维奇，
申请(专利权)人：莱夫特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US