一种低压电源网络智能安全系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源汽车及智能网联汽车领域，具体为一种低压电源网络智能安全系统。


背景技术：

2.新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车；智能网联汽车， (intelligent connected vehicle，icv)，是指车联网与智能车的有机联合，是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。
3.现有的能源汽车及智能网联汽车在使用过程中，通过dc/dc变换器对电池的输出电压进行变换后再提供给车载ecu，当dc/dc变换器变压的电压出现波动时，将对车载ecu产生很大影响，因此需要一种低压电源网络智能安全系统，对dc/dc变换器输出的电源进行检测，如电压出现波动，对其进行及时调整。
4.低压电源网络智能安全系统是安装在新能源车辆上的一种安全系统，当汽车电路电压出现波动情况时，电路安全保护装置能够在短时间内动作，完成换电操作，从而实现汽车内各工作平台正常运行，特别是针对level3自动驾驶场景下对冗余供电的需求，pnc满足了功能安全asild的防止过压和防止欠压的智能冗余供电。有效防止因为供电过压，欠压和短路等故障造成的车辆丢失动力、丢失转向和制动等丢失动态驾驶任务能力(ddt)的情况。
5.基于此，本实用新型设计了一种低压电源网络智能安全系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种低压电源网络智能安全系统，以解决汽车自动驾驶低压电源冗余(当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作)需求；低压电源满足asild(安全等级)的功能安全需求设计；降低低压电源的冗余供电硬件成本。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低压电源网络智能安全系统，低压电源网络智能安全系统设置在dcdc电路与安全ecu之间，并由uec保险丝、iec保险丝、监控点m1、监控点m2、监控点m3、监控点m4、监控点m5、监控点m6与开关e1、开关e2、开关e3、开关 e4、开关e5组成，uec与iec并联接入总线，与开关e1、开关e2、开关 e3串联安装在总线上，电池接入总线并位于开关e3右侧，两条支线一端分别连接在开关e1与开关e2和开关e2与开关e3之间，安全ecu包括 eps、bcu、adc、cdc、cgw，分别并联在两条支线上，开关e4、e5分别安装在两条支线与工作平台之间，监控点m1设置在主线上，位于开关 e1左侧，监控点m2、监控点m3分别位于主线与两支线接口处，监控点 m4、监控点m5分别安装在支线开关e4、开关e5与各安全ecu接电之间，监控点m6安装在开关e3与电池之间。
8.更进一步，安全ecu中eps、bcu设置有两个电源接入口，并分别电连接在两条支线
上。
9.更进一步，所述电池为备选电源，当工作电压出现波动时，从备选电源取电。
10.更进一步，所述监控点m1，监控点m2，监控点m3，监控点m4，监控点 m5和监控点m6用于监测总线及支线电压情况。
11.更进一步，其工作过程如下：
12.a、当dcdc电压高于各工作平台工作电压时，此时关闭开关e1，隔离 dcdc路，若开关e1关闭失败，关闭开关e2和开关e4，此时电流从dcdc电路与各工作平台之间断开，安全ecu经由监控点m5从电池取电，
13.b、当dcdc电压或者e1与dcdc之间出现对地短路，造成监控点 m1处电压低于各工作平台工作电压时，此时关闭开关e1，隔离dcdc路，若开关e1关闭失败，关闭开关e2和开关e4，此时电流从dcdc电路与各工作平台之间断开，安全ecu经由监控点m5从电池取电，
14.c、当uec/iec测的用电网络出现短路情况时，此时关闭开关e1，隔离 dcdc路，若开关e1关闭失败，关闭开关e2和e4，此时dcdc电路与各工作平台之间断开，安全ecu经由监控点m5从电池取电，
15.d、当监控点m4电压过低时，开关e4关闭，隔离失效的ecu电路，如果e4关闭失败，开关e2关闭，安全ecu经由监控点m5从电池取电，
16.e、当监控点m5电压过低时，开关e5关闭，隔离失效的ecu电路，如果e5关闭失败，开关e2关闭，安全ecu经由监控点m4从电池取电，
17.f、当电池电压过低或者e3与电池之间发生对地短路时，e3关闭，隔离电池，如果e3关不上，开关e2关闭，安全ecu经由监控点m4从电池取电。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.本一种低压电源网络智能安全系统结构紧凑，设计合理，解决自动驾驶低压电源冗余(当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作)；一种低压电源网络智能安全系统设置在dcdc电路与安全ecu之间，有效解决了dcdc电路变压后的电压出现波动后，及时切换备用电源防止安全 ecu造成损坏，本系统低压电源满足asil d(安全等级)的功能安全需求设计；极大降低低压电源的冗余供电硬件成本；
20.相对现有市面上产品的优势:
21.a.单一零件实现asil d的低压电网过压和欠压的功能安全要求。
22.b.尺寸小。
23.c.成本低。
24.d.与低压电池或者dcdc方便集成。
25.e.应用匹配方便，可基于传统低压电网直接实现自驾level3及以上车辆对低压电网冗余配电和功能安全的要求。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型一种低压电源网络智能安全系统电路图；
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型公开了一种低压电源网络智能安全系统
30.安全ecu通过uec保险丝和iec保险丝取电，电池为安全ecu备选电源，当uec和iec电压出现波动时，电池通过png的e1断开非安全相关电网，继续给安全相关ecu进行冗余供电。
31.低压电源网络智能安全系统设置在dcdc电路与安全ecu之间，并由 uec保险丝、iec保险丝、监控点m1、监控点m2、监控点m3、监控点 m4、监控点m5、监控点m6与开关e1、开关e2、开关e3、开关e4、开关 e5组成，uec与iec并联接入总线，与开关e1、开关e2、开关e3串联安装在总线上，电池接入总线并位于开关e3右侧，两条支线一端分别连接在开关e1与开关e2和开关e2与开关e3之间，安全ecu eps、bcu、 adc、cdc、cgw分别并联在两条支线上，开关e4、e5分别安装在两条支线与工作平台之间，监控点m1设置在主线上，位于开关e1左侧，监控点m2、监控点m3分别位于主线与两支线接口处，监控点m4、监控点 m5分别安装在支线开关e4、开关e5与各安全ecu接电之间，监控点 m6安装在开关e3与电池之间，
32.工作平台eps、bcu设置有两个电源接入口，并分别连接在两条支线上
33.在使用时
34.在电动汽车供电过程中，可能出现电源电压波动情况，各监控点对电压进行实时监控，
35.当dcdc电压高于各工作平台工作电压时，此时关闭开关e1，隔离 dcdc路，若开关e1关闭失败，关闭开关e2和开关e4，此时电流从 dcdc电路与各工作平台之间断开，安全ecu经由监控点m5从电池取电，安全ecu电路为各工作平台进行供电，
36.当dcdc电压或者e1与dcdc之间出现对地短路，造成监控点m1处电压低于各工作平台工作电压时，此时关闭开关e1，隔离dcdc路，若开关e1关闭失败，关闭开关e2和e4，此时电流从dcdc电路与各工作平台之间断开，安全ecu经由监控点m5从电池取电，安全ecu电路为各工作平台进行供电，
37.当uec/iec测的用电网络出现短路情况时，关闭开关e1，隔离 dcdc路，若开关e1关闭失败，关闭开关e2和e4，此时dcdc电路与各工作平台之间断开，安全ecu经由监控点m5从电池取电，安全ecu电路为各工作平台进行供电，
38.当监控点m4电压过低时，开关e4关闭，隔离失效的ecu电路，如果 e4关闭失败，开关e2关闭，安全ecu经由监控点m5从电池取电为各工作平台进行供电，
39.当监控点m5电压过低时，开关e5关闭，隔离失败的ecu电路，如果 e5关闭失败，开关e2关闭，安全ecu经由监控点m4从电池取电为各工作平台进行供电，
40.当电池电压过低或者e3与电池之间发生对地短路时，e3关闭，隔离电池，如果e3关不上，开关e2关闭，安全ecu经由监控点m4从电池取电。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
42.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
43.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。