分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統的制作方法

專利名稱:分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，包括通過供電線路相互連接的供電單元、鑰匙開關(16)、整車控制器單元、線控助力單元和汽車部件控制器，所述的供電單元包括主蓄電池(12)和輔助蓄電池(11)，所述的供電線路包括分別與鑰匙開關(16)連接的主常電線路、輔常電線路、主ACC線路、輔ACC線路、ON線路和START線路，整車控制器單元包括整車控制器(18)和冗余整車控制器(20)，線控助力單元包括線控助力器和冗余線控助力器，汽車部件控制器通過單刀雙擲繼電器連接主ACC線路和輔ACC線路。與現有技術相比，本實用新型解決了電動智能汽車對于冗余性的要求，提高了汽車運行的安全性。
【專利說明】
分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電動智能汽車電氣系統，尤其是涉及一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統。
【背景技術】
[0002]現有的電動智能汽車研發一般是基于純電動汽車進行的，相應的電氣系統也是基于純電動汽車電氣系統進行開發。目前汽車上普遍使用的，控制器與對應部件相結合，不同控制器分布在整車網絡中的架構即為分布式架構。中國專利CN102501770A對一種純電動汽車電氣系統進行了描述，該電氣系統對純電動汽車電氣系統工作方式描述較為詳細，但未為電動智能車輛控制系統以及線控系統做冗余性的設計。但由于電動智能汽車未來的發展趨勢為線控轉向、線控制動以及以太網通信，而非目前普遍的機械轉向、液壓制動和CAN總線通信，因此需要保證硬件、供電以及通信上的冗余。若仍基于原有純電動汽車電氣系統進行開發，則在關鍵控制器、關鍵部件或供電出現問題時，將會為整車以及乘客帶來安全隱串
■/Ql、O
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統。
[0004]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0005]—種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，包括通過供電線路相互連接的供電單元、鑰匙開關、整車控制器單元、線控助力單元和汽車部件控制器；
[0006]所述的供電單元包括主蓄電池和輔助蓄電池，主蓄電池和輔助蓄電池負極搭鐵；
[0007]所述的供電線路包括分別與鑰匙開關連接的主常電線路、輔常電線路、主ACC線路、輔ACC線路、ON線路和START線路，所述的主常電線路連接主蓄電池正極，輔常電線路連接輔助蓄電池正極，所述的鑰匙開關位于不同擋位時控制主常電線路與主ACC線路、ON線路和START線路的接通與斷開，同時控制輔常電線路與輔ACC線路的接通與斷開；
[0008]所述的整車控制器單元包括通過整車控制器繼電器與主常電線路連接的整車控制器以及通過冗余整車控制器繼電器與輔ACC線路連接的冗余整車控制器，整車控制器繼電器供電控制端連接主ACC線路，冗余整車控制器繼電器供電控制端連接輔ACC線路；
[0009]所述的線控助力單元包括對應連接至主ACC線路和輔ACC線路的線控助力器和冗余線控助力器，各線控助力器和冗余線控助力器均分別連接至整車控制器單元；
[0010]所述的汽車部件控制器通過相應的單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路和輔ACC線路，所述的單刀雙擲繼電器控制端連接主ACC線路;主ACC線路供電正常時，各車載設備由主ACC線路供電，否則切換至輔ACC線路。
[0011 ] 所述的鑰匙開關包括OFF擋、ACC擋、ON擋和START擋，鑰匙開關位于OFF擋時，主常電線路與主ACC線路、ON線路和START線路均斷開;鑰匙開關位于ACC擋，主常電線路與主ACC線路接通；鑰匙開關位于ON擋，主常電線路與主ACC線路和ON線路均接通；鑰匙開關位于START擋，主常電線路與主ACC線路、ON線路和START線路均接通;鑰匙開關位于OFF擋，輔常電線路和輔ACC線路斷開，鑰匙開關位于ACC擋、ON擋和START擋，輔常電線路和輔ACC線路接通。
[0012]所述的線控助力單元包括線控助力制動單元和線控助力轉向單元；
[0013]所述的線控助力制動單元包括線控助力制動器和冗余線控助力制動器，所述的線控助力制動器通過線控助力制動繼電器連接至主ACC線路，所述的冗余線控助力制動器通過冗余線控助力制動繼電器連接至輔ACC線路；
[0014]所述的線控助力轉向單元包括線控助力轉向器和冗余線控助力轉向器，所述的線控助力轉向器通過線控助力轉向繼電器連接至主ACC線路，所述的冗余線控助力轉向器通過冗余線控助力轉向繼電器連接至輔ACC線路；
[0015]所述的線控助力制動繼電器、冗余線控助力制動繼電器、線控助力轉向繼電器和冗余線控助力轉向繼電器的供電控制端分別連接至整車控制器單元。
[0016]所述的汽車部件控制器包括對應連接電動冷卻風扇、電子儀表、車身、電子水栗和車載娛樂系統的電動冷卻風扇控制器、電子儀表控制器、車身控制器、電子水栗控制器和車載娛樂控制器，各汽車部件控制器分別通過相應的單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路和輔ACC線路，各單刀雙擲繼電器控制端連接主ACC線路。
[0017]該系統還包括自動駕駛單元，所述自動駕駛單元包括通過自動駕駛單元繼電器與主ACC線路連接的外界環境感知器、GPS和慣性導航、車輛與基礎設施通信模塊和遠程監控器，所述的自動駕駛單元繼電器供電控制端連接整車控制器和冗余整車控制器的控制端。
[0018]該系統還包括停車防盜加密控制器，所述的停車防盜加密控制器通過停車防盜加密常閉繼電器連接主常電線路，所述的停車防盜加密常閉繼電器供電控制端連接主ACC線路。
[0019]該系統還包括高壓單元，所述的高壓單元包括高壓線路以及分別與高壓線路連接的高壓電池與電池管理器、車載充電機、空調壓縮機、蓄電池充電單元和驅動電機控制器，所述的車載充電機還連接至高壓電池與電池管理器，所述的高壓電池與電池管理器、空調壓縮機和驅動電機控制器分別通過相應的高壓單元繼電器連接至主常電線路，各高壓單元繼電器的供電控制端連接ON線路。
[0020]所述的車載充電機包括低壓輸出端和高壓輸出端，所述的低壓輸出端連接高壓電池與電池管理器供電端，所述的高壓輸出端并聯至高壓線路的正端母線和負端母線，所述的正端母線連接高壓電池與電池管理器高壓正極輸入端，所述的負端母線通過負端母線直流接觸器連接高壓電池與電池管理器高壓負極輸入端，所述的負端母線直流接觸器控制端連接高壓電池與電池管理器的控制端。
[0021]所述的高壓線路上設有高壓安全開關，高壓安全開關的正極輸入端連接高壓電池與電池管理器高壓正極輸入端，高壓安全開關的負極輸入端連接負端母線直流接觸器，高壓安全開關的正極輸出端分兩路，一路依次連接有預充電繼電器和預充電電阻，另一路連接空調壓縮機輸入正端、蓄電池充電單元的輸入正端以及正端母線直流接觸器的輸入端，正端母線直流接觸器的輸出端連接驅動電機控制器輸入正端，正端母線直流接觸器的控制端連接整車控制器單元;高壓安全開關的負極輸出端接空調壓縮機輸入負端、蓄電池充電單元的輸入負端以及驅動電機控制器的輸入負端。
[0022]所述的蓄電池充電單元包括DC-DC變換器，所述的DC-DC變換器輸入端連接高壓線路，輸出端包括兩路，一路連接主蓄電池，另一端連接輔助蓄電池。
[0023]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0024](I)解決了電動智能汽車對于冗余性的要求，對供電單元、整車控制器單元、線控助力單元以及汽車部件控制器均進行了冗余設計，提高了供電可靠性以及整車運行的安全性；
[0025](2)整車控制器、線控助力制動器和線控助力轉向器均分別設置硬件冗余和供電冗余，極大提高了運行的可靠性和安全性；
[0026](3)汽車部件控制器包括一些不便于進行硬件冗余的關鍵部件如電動冷卻風扇控制器、電子儀表控制器、車身控制器、電子水栗控制器和車載娛樂控制器，這些控制器均通過單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路和輔ACC線路，實現了供電冗余，當主ACC線路掉電，自動切換至輔ACC線路進行供電，提高供電可靠性；
[0027](4)鑰匙開關設置OFF擋、ACC擋、ON擋和START擋，保留了原有鑰匙開關控制的方便性，同時鑰匙開關各擋位可獨立控制各線路的通斷；
[0028](5)系統設置的自動駕駛單元，自動駕駛單元受整車控制器和冗余整車控制器的控制，可實現無人駕駛；
[0029](6)系統還包括通過停車防盜加密常閉繼電器與常電線路連接的停車防盜加密控制器，停車防盜加密常閉繼電器供電控制端連接主ACC線路，從而受主ACC線路控制，停車時即鑰匙開關位于OFF擋時能自動對車輛進行防盜，鑰匙開關切換后，解除防盜功能，從而提高汽車停車時的安全性；
[0030](7)系統中的高壓單元能夠提供電動智能汽車內高壓用電設備的電能，安全可靠。
【附圖說明】

[0031]圖1為本實用新型電動智能汽車電氣系統的結構示意圖；
[0032]圖2為本實用新型電動智能汽車電氣系統中鑰匙開關的結構示意圖。
[0033]圖中，I為高壓電池與電池管理器，2為負端母線直流接觸器，3為高壓安全開關，4為預充電繼電器，5為預充電電阻，6為正端母線直流接觸器，7為高壓電池與電池管理繼電器，8為車載充電機，9為空調壓縮機，10為DC-DC變換器，11為輔助蓄電池，12為主蓄電池，13為驅動電機控制器，14為空調壓縮機繼電器，15為驅動電機控制器繼電器，16為鑰匙開關，17整車控制器繼電器，18為整車控制器，19為冗余整車控制器繼電器，20為冗余整車控制器，21為電動冷卻風扇單刀雙擲繼電器，22為電動冷卻風扇控制器，23為停車防盜加密常閉繼電器，24為停車防盜加密控制器，25為線控助力制動繼電器，26為線控助力制動器，27為電子儀表控制器單刀雙擲繼電器，28為電子儀表控制器，29為線控助力轉向繼電器，30為線控助力轉向器，31為車身控制器單刀雙擲繼電器，32為車身控制器，33為自動駕駛單元繼電器，34為電子水栗單刀雙擲繼電器，35為電子水栗控制器，36為冗余線控助力制動繼電器，37為冗余線控助力制動器，38為冗余線控助力轉向繼電器，39為冗余線控助力轉向器，40為車載娛樂控制器單刀雙擲繼電器，41為車載娛樂控制器，42為外界環境感知器，43為GPS和慣性導航，44為車輛與基礎設施通信模塊，45為遠程監控器，LI為輔常電線路，L2為主常電線路，L3為主ACC線路，L4為輔ACC線路，L5為ON線路，L6為START線路，Pl為OFF擋，P2為ACC擋，P3為ON擋，P4為START擋。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0035]實施例
[0036]如圖1所示，一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，該系統包括通過供電線路相互連接的供電單元、鑰匙開關16、整車控制器單元、線控助力單元和汽車部件控制器。其中供電單元包括主蓄電池12和輔助蓄電池11，主蓄電池12和輔助蓄電池11負極搭鐵;該系統中供電線路包括6條，分別為供電線路包括分別與鑰匙開關16連接的輔常電線路L1、主常電線路L2、主ACC線路L3、輔ACC線路L4、0N線路L5和START線路L6，主常電線路L2連接主蓄電池12正極，輔常電線路LI連接輔助蓄電池11正極，鑰匙開關16位于不同擋位時控制主常電線路L2與主ACC線路L3、ON線路L5和START線路L6的接通與斷開，同時控制輔常電線路LI與輔ACC線路L4的接通與斷開。整車控制器單元包括通過整車控制器繼電器17與主常電線路L2連接的整車控制器18以及通過冗余整車控制器繼電器19與輔ACC線路L4連接的冗余整車控制器20，整車控制器繼電器17供電控制端連接主ACC線路L3，冗余整車控制器繼電器19供電控制端連接輔ACC線路L4，從而使得整車控制器18受主ACC線路L3的供電狀況決定，主ACC線路L3上電后，整車控制器18工作，冗余整車控制器20受輔ACC線路L4供電狀況決定，輔ACC線路L4上電后，冗余整車控制器20工作。該系統中的線控助力單元包括對應連接至主ACC線路L3和輔ACC線路L4的線控助力器和冗余線控助力器，各線控助力器和冗余線控助力器分別連接至整車控制器單元;汽車部件控制器通過相應的單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路L3和輔ACC線路L4，單刀雙擲繼電器控制端連接主ACC線路L3;主ACC線路L3供電正常時，各車載設備由主ACC線路L3供電，否則切換至輔ACC線路L4。
[0037]如圖2所示為鑰匙開關16的結構示意圖，鑰匙開關16包括OFF擋Pl、ACC擋P2、0N擋P3和START擋P4，鑰匙開關16位于OFF擋Pl時，主常電線路L2與主ACC線路L3、0N線路L5和START線路L6均斷開;鑰匙開關16位于ACC擋P2，主常電線路L2與主ACC線路L3接通;鑰匙開關16位于ON擋P3，主常電線路L2與主ACC線路L3和ON線路L5均接通;鑰匙開關16位于START擋P4，主常電線路L2與主ACC線路L3、0N線路L5和START線路L6均接通;鑰匙開關16位于OFF擋Pl，輔常電線路LI和輔ACC線路L4斷開，鑰匙開關16位于ACC擋P2、0N擋P3和START擋P4，輔常電線路LI和輔ACC線路L4接通。該鑰匙開關16保留了原有鑰匙開關16控制的方便性，同時鑰匙開關16各擋位可獨立控制各線路的通斷。
[0038]該系統中的線控助力單元包括線控助力制動單元和線控助力轉向單元;線控助力制動單元包括線控助力制動器26和冗余線控助力制動器37，線控助力制動器26通過線控助力制動繼電器25連接至主ACC線路L3，冗余線控助力制動器37通過冗余線控助力制動繼電器36連接至輔ACC線路L4;線控助力轉向單元包括線控助力轉向器30和冗余線控助力轉向器39，線控助力轉向器30通過線控助力轉向繼電器29連接至主ACC線路L3，冗余線控助力轉向器39通過冗余線控助力轉向繼電器38連接至輔ACC線路L4;線控助力制動繼電器25、冗余線控助力制動繼電器36、線控助力轉向繼電器29和冗余線控助力轉向繼電器38的供電控制端分別連接至整車控制器單元，實現了控助力制動器26、冗余線控助力制動器37、線控助力轉向器30和冗余線控助力轉向器39與整車控制單元的連接，且控助力制動器26、冗余線控助力制動器37、線控助力轉向器30和冗余線控助力轉向器39的工作均受整車控制單元的控制。
[0039]該系統中的汽車部件控制器包括對應連接電動冷卻風扇、電子儀表、車身、電子水栗和車載娛樂系統的電動冷卻風扇控制器22、電子儀表控制器28、車身控制器32、電子水栗控制器35和車載娛樂控制器41，各汽車部件控制器分別通過相應的單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路L3和輔ACC線路L4，各單刀雙擲繼電器控制端連接主ACC線路L3，該實施例中電動冷卻風扇控制器22、電子儀表控制器28、車身控制器32、電子水栗控制器35和車載娛樂控制器41對應的單刀雙擲繼電器分別為電動冷卻風扇單刀雙擲繼電器21、電子儀表控制器單刀雙擲繼電器27、車身控制器單刀雙擲繼電器31、電子水栗單刀雙擲繼電器34和車載娛樂控制器單刀雙擲繼電器40。
[0040]另外，該系統還包括自動駕駛單元和停車防盜加密控制器24;所述自動駕駛單元包括通過自動駕駛單元繼電器33與主ACC線路L3連接的外界環境感知器42、GPS和慣性導航43、車輛與基礎設施通信模塊44和遠程監控器45，自動駕駛單元繼電器33供電控制端連接整車控制器18和冗余整車控制器20的控制端。停車防盜加密控制器24通過停車防盜加密常閉繼電器23連接主常電線路L2，停車防盜加密常閉繼電器23供電控制端連接主ACC線路L3;主ACC線路L3上電前，停車防盜加密常閉繼電器23閉合，停車防盜加密控制器24工作，主ACC線路L3上電后，停車防盜加密常閉繼電器23斷開，停車防盜加密控制器24停止工作。
[0041]該系統還包括高壓單元，高壓單元包括高壓線路以及分別與高壓線路連接的高壓電池與電池管理器1、車載充電機8、空調壓縮機9、蓄電池充電單元和驅動電機控制器13，車載充電機8還連接至高壓電池與電池管理器I，高壓電池與電池管理器1、空調壓縮機9和驅動電機控制器13分別通過相應的高壓單元繼電器連接至主常電線路L2，具體的高壓電池與電池管理器1、空調壓縮機9和驅動電機控制器13對應通過高壓電池與電池管理繼電器7、空調壓縮機繼電器14和驅動電機控制器繼電器15連接至主常電線路L2，上述各高壓單元繼電器(包括高壓電池與電池管理繼電器7、空調壓縮機繼電器14和驅動電機控制器繼電器15)的供電控制端連接ON線路L5。車載充電機8包括低壓輸出端和高壓輸出端，低壓輸出端連接高壓電池與電池管理器I供電端，高壓輸出端并聯至高壓線路的正端母線和負端母線，正端母線連接高壓電池與電池管理器I高壓正極輸入端，負端母線通過高壓電池與電池管理器I連接高壓電池與電池管理器I高壓負極輸入端，高壓電池與電池管理器I控制端連接高壓電池與電池管理器I的控制端。高壓線路上設有高壓安全開關3，高壓安全開關3的正極輸入端連接高壓電池與電池管理器I高壓正極輸入端，高壓安全開關3的負極輸入端連接高壓電池與電池管理器I，高壓安全開關3的正極輸出端分兩路，一路依次連接有預充電繼電器4和預充電電阻5，另一路連接空調壓縮機9輸入正端、蓄電池充電單元的輸入正端以及正端母線直流接觸器6的輸入端，正端母線直流接觸器6的輸出端連接驅動電機控制器13輸入正端，正端母線直流接觸器6的控制端連接整車控制器單元;高壓安全開關3的負極輸出端接空調壓縮機9輸入負端、蓄電池充電單元的輸入負端以及驅動電機控制器13的輸入負端。蓄電池充電單元包括DC-DC變換器10，DC-DC變換器10輸入端連接高壓線路，輸出端包括兩路，一路連接主蓄電池12，另一端連接輔助蓄電池11。
[0042]該電氣系統工作方式包括:
[0043](I)停車充電工作過程
[0044]外部充電粧接至車載充電機8，車載充電機8的低壓供電線路為高壓電池與電池管理器I的電池管理系統提供電能，高壓電池與電池管理器I自檢完成后，控制高壓電池與電池管理器I連通，同時發送充電使能報文給車載充電機8，車載充電機8的高壓輸出開始通過高壓直流母線向高壓電池與電池管理器I的電池包充電，并通過DC-DC變換器10向輔助蓄電池11、主蓄電池12充電。DC-DC變換器10在輔助蓄電池11和主蓄電池12充電完成后自動切斷與兩個電池的連接，電池包充電完成后，高壓電池與電池管理器I給車載充電機8發送充電完成報文，同時斷開尚壓電池與電池管理器I，車載充電機8停止尚壓輸出。
[0045]停車防盜加密控制器24在停車過程中通過由主蓄電池12供電的常電線路供電，保障車輛安全。
[0046](2)鑰匙啟動工作過程
[0047]鑰匙開關16從OFF擋Pl打至ACC擋P2時，停車防盜加密控制器24下電停止工作，整車控制器18、電動冷卻風扇、電子水栗、線控助力制動器26、電子儀表控制器28、線控助力轉向器30、車身控制器32、車載娛樂系統通過主ACC線路L3供電開始工作;冗余整車控制器20、冗余線控助力制動器37、冗余線控助力轉向器39通過輔ACC線路L4供電開始工作。
[0048]鑰匙開關16從CC擋P2打至ON擋P3時，高壓電池與電池管理繼電器7、空調壓縮機繼電器14、驅動電機控制器繼電器15接通，高壓電池與電池管理器1、空調壓縮機9、驅動電機控制器13開始工作，若整車控制器18和冗余整車控制器20未接收到高壓電池與電池管理器
1、驅動電機控制器13的故障信號，則發送命令給高壓電池與電池管理器I關閉高壓電池與電池管理器I，同時關閉預充電繼電器4，通過預充電電阻5進行限流，為驅動電機控制器13進行預充電，驅動電機控制器13發送預充電成功報文后，整車控制器18和冗余整車控制器20進行比對后控制正端母線直流接觸器6閉合，以及控制預充電繼電器4斷開，完成高壓部分上電過程。
[0049]鑰匙開關16從ON擋P3切換至START擋P4，整車控制器18檢測驅動電機控制器13無故障后，控制線控助力制動繼電器25、線控助力轉向繼電器29、冗余線控助力制動繼電器36、冗余線控助力轉向繼電器38吸合，為線控助力制動器26、線控助力轉向器30、冗余線控助力制動器37、冗余線控助力轉向器39上電，制動、驅動、轉向全部啟動，可執行整車控制器18和冗余整車控制器20發出的行車指令。若為無人模式，整車控制器18控制自動駕駛單元繼電器33吸合，自動駕駛單元上電。
[0050](3)發生緊急故障工作過程
[0051 ] 主蓄電池12工作不正常:則冗余整車控制器20接管整個車輛控制，冗余整車控制器20向驅動電機控制器13發送指令逐步降低輸出扭矩，同時電動冷卻風扇、車身控制器32、電子水栗、車載娛樂控制器41自動切換至輔ACC線路L4供電，冗余整車控制器20控制冗余線控助力制動器37、冗余線控助力轉向器39接管車輛的制動與轉向。若為有人駕駛模式，冗余整車控制器20通過電子儀表提示駕駛員當前車輛狀態，提示駕駛員降低車速就近停車;若為無人駕駛模式，則冗余整車控制器20控制車輛在路邊停靠。
[0052]整車控制器18檢測到嚴重故障的報文，或車輛發生碰撞:則整車控制器18迅速發送降低輸出扭矩命令給驅動電機控制器13，同時迅速切斷高壓電池與電池管理器I和正端母線直流接觸器6，通過電子儀表警告駕駛員當前車輛狀態，必要時駕駛員可拉動駕駛艙內的高壓安全開關3，保障電氣和人身安全。
[0053]整車控制器18出現故障:正常行駛時，整車控制器18和冗余整車控制器20進行完全相同的工作，不斷將二者對車輛輸出的控制命令進行比對，相同則發送至控制網絡。當發現整車控制器18出現故障，冗余整車控制器20立即接管，保障整車行駛的安全性。本實用新型中的主ACC線路L3和輔ACC線路L4均為12V供電線路。
[0054]本實用新型的優越功效在于:解決了電動智能汽車對于冗余性的要求，為車輛行駛中的整車控制器18、線控助力制動器26和線控助力轉向器30等關鍵部件設計了硬件和供電的冗余，提高了自動駕駛汽車的安全性;對于不便于進行硬件冗余的關鍵部件如電動冷卻風扇控制器22、電子水栗控制器35、電子儀表控制器28、車身控制器32和車載娛樂控制器41等，采用單刀雙擲繼電器控制，當主ACC線路L3供電掉電，自動切換至輔ACC線路L4保證供電；對鑰匙開關16進行改進，保留了原有鑰匙開關16控制的方便性，可獨立控制兩路12V供電線路的通斷。
[0055]上述的【具體實施方式】只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，并不構成對權利要求范圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均在本實用新型保護的范圍內。
【主權項】
1.一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，包括通過供電線路相互連接的供電單元、鑰匙開關(16)、整車控制器單元、線控助力單元和汽車部件控制器，其特征在于， 所述的供電單元包括主蓄電池(12)和輔助蓄電池(11)，主蓄電池(12)和輔助蓄電池(11)負極搭鐵； 所述的供電線路包括分別與鑰匙開關(16)連接的主常電線路、輔常電線路、主ACC線路、輔ACC線路、ON線路和START線路，所述的主常電線路連接主蓄電池(I 2)正極，輔常電線路連接輔助蓄電池(11)正極，所述的鑰匙開關(16)位于不同擋位時控制主常電線路與主ACC線路、ON線路和START線路的接通與斷開，同時控制輔常電線路與輔ACC線路的接通與斷開； 所述的整車控制器單元包括通過整車控制器繼電器(17)與主常電線路連接的整車控制器(18)以及通過冗余整車控制器繼電器(19)與輔ACC線路連接的冗余整車控制器(20)，整車控制器繼電器(17)供電控制端連接主ACC線路，冗余整車控制器繼電器(19)供電控制端連接輔ACC線路； 所述的線控助力單元包括對應連接至主ACC線路和輔ACC線路的線控助力器和冗余線控助力器，各線控助力器和冗余線控助力器均分別連接至整車控制器單元； 所述的汽車部件控制器通過相應的單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路和輔ACC線路，所述的單刀雙擲繼電器控制端連接主ACC線路;主ACC線路供電正常時，各汽車部件控制器由主ACC線路供電，否則切換至輔ACC線路。2.根據權利要求1所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，所述的鑰匙開關(16)包括OFF擋、ACC擋、ON擋和START擋，鑰匙開關(16)位于OFF擋時，主常電線路與主ACC線路、ON線路和START線路均斷開;鑰匙開關(I6)位于ACC擋，主常電線路與主ACC線路接通;鑰匙開關(16)位于ON擋，主常電線路與主ACC線路和ON線路均接通;鑰匙開關(16)位于START擋，主常電線路與主ACC線路、ON線路和START線路均接通;鑰匙開關(16)位于OFF擋，輔常電線路和輔ACC線路斷開，鑰匙開關(16)位于ACC擋、ON擋和START擋，輔常電線路和輔ACC線路接通。3.根據權利要求1所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，所述的線控助力單元包括線控助力制動單元和線控助力轉向單元； 所述的線控助力制動單元包括線控助力制動器(26)和冗余線控助力制動器(37)，所述的線控助力制動器(26)通過線控助力制動繼電器(25)連接至主ACC線路，所述的冗余線控助力制動器(37)通過冗余線控助力制動繼電器(36)連接至輔ACC線路； 所述的線控助力轉向單元包括線控助力轉向器(30)和冗余線控助力轉向器(39)，所述的線控助力轉向器(30)通過線控助力轉向繼電器(29)連接至主ACC線路，所述的冗余線控助力轉向器(39)通過冗余線控助力轉向繼電器(38)連接至輔ACC線路； 所述的線控助力制動繼電器(25)、冗余線控助力制動繼電器(36)、線控助力轉向繼電器(29)和冗余線控助力轉向繼電器(38)的供電控制端分別連接至整車控制器單元。4.根據權利要求1所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，所述的汽車部件控制器包括對應連接電動冷卻風扇、電子儀表、車身、電子水栗和車載娛樂系統的電動冷卻風扇控制器(22)、電子儀表控制器(28)、車身控制器(32)、電子水栗控制器(35)和車載娛樂控制器(41)，各汽車部件控制器分別通過相應的單刀雙擲繼電器連接至主ACC線路和輔ACC線路，各單刀雙擲繼電器控制端連接主ACC線路。5.根據權利要求1所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，該系統還包括自動駕駛單元，所述自動駕駛單元包括通過自動駕駛單元繼電器(33)與主ACC線路連接的外界環境感知器(42)、GPS和慣性導航(43)、車輛與基礎設施通信模塊(44)和遠程監控器(45)，所述的自動駕駛單元繼電器(33)供電控制端連接整車控制器(18)和冗余整車控制器(20)的控制端。6.根據權利要求1所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，該系統還包括停車防盜加密控制器(24)，所述的停車防盜加密控制器(24)通過停車防盜加密常閉繼電器(23)連接主常電線路，所述的停車防盜加密常閉繼電器(23)供電控制端連接主ACC線路。7.根據權利要求1所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，該系統還包括高壓單元，所述的高壓單元包括高壓線路以及分別與高壓線路連接的高壓電池與電池管理器(I)、車載充電機(8)、空調壓縮機(9)、蓄電池充電單元和驅動電機控制器(13)，所述的車載充電機(8)還連接至高壓電池與電池管理器(I)，所述的高壓電池與電池管理器(I)、空調壓縮機(9)和驅動電機控制器(13)分別通過相應的高壓單元繼電器連接至主常電線路，各高壓單元繼電器的供電控制端連接ON線路。8.根據權利要求7所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，所述的車載充電機(8)包括低壓輸出端和高壓輸出端，所述的低壓輸出端連接高壓電池與電池管理器(I)供電端，所述的高壓輸出端并聯至高壓線路的正端母線和負端母線，所述的正端母線連接高壓電池與電池管理器(I)高壓正極輸入端，所述的負端母線通過負端母線直流接觸器(2)連接高壓電池與電池管理器(I)高壓負極輸入端，所述的負端母線直流接觸器(2)控制端連接高壓電池與電池管理器(I)的控制端。9.根據權利要求8所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，所述的高壓線路上設有高壓安全開關(3)，高壓安全開關(3)的正極輸入端連接高壓電池與電池管理器(I)高壓正極輸入端，高壓安全開關(3)的負極輸入端連接負端母線直流接觸器(2)，高壓安全開關(3)的正極輸出端分兩路，一路依次連接有預充電繼電器(4)和預充電電阻(5)，另一路連接空調壓縮機(9)輸入正端、蓄電池充電單元的輸入正端以及正端母線直流接觸器(6)的輸入端，正端母線直流接觸器(6)的輸出端連接驅動電機控制器(13)輸入正端，正端母線直流接觸器(6)的控制端連接整車控制器單元;高壓安全開關(3)的負極輸出端接空調壓縮機(9)輸入負端、蓄電池充電單元的輸入負端以及驅動電機控制器(13)的輸入負端。10.根據權利要求7所述的一種分布式架構的控制器及供電冗余電動智能汽車電氣系統，其特征在于，所述的蓄電池充電單元包括DC-DC變換器(10)，所述的DC-DC變換器(10)輸入端連接高壓線路，輸出端包括兩路，一路連接主蓄電池(12)，另一端連接輔助蓄電池(Il)0
【文檔編號】B60L3/00GK205706189SQ201620289610
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】羅峰, 胡鳳鑒, 余婧, 俞佳偉
【申請人】同濟大學