[发明专利]一种用于车辆的48V集成供电系统及冗余供电方法

说明书

本发明公开了一种用于车辆的48V集成供电系统，包括：具有12V电池的12V电池回路，其具有12V第一输出端和12V第二输出端；具有36V电池的36V电池回路；12V电池和36V电池串联连接形成48V回路，48V回路具有48V输出端；双向DC/DC转换器，其与12V电池回路和36V电池回路连接；电池管理系统，其包括MCU控制器和12V电池AFE采样芯片，12V电池AFE采样芯片能采集12V电池的信号并将其传输给MCU控制器；具有若干个MOS管的MOS板，其与MCU、12V电池回路和48V回路分别连接；其中，MCU控制器根据12V电池AFE采样芯片传输的信号，控制双向DC/DC转换器的电压转换模式以其各MOS管的关断状态。

技术领域

本发明涉及一种供电系统及和供电方法，尤其涉及一种48V集成供电系统及冗余供电方法。

背景技术

目前，汽车的智能化及电动化发展日新月异，虽然给人们带来了驾驶上的新奇体验，然而各种因此导致的交通事故也层出不穷，影响到驾驶员及乘客的人身安全。

为此，在国标GB17675《汽车转向系基本要求》和GB/T 34590《道路车辆功能安全》中新增部分功能安全的定义，其中提到增加汽车转向系统作为ASIL D等级进行强制执行，这一新增内容对于车辆系统的设计提出了更高的要求，从而更能够保障用户的安全。

在当前车辆上，电动助力转向系统(EPS)作为汽车转向系统的一大使用类型，在车辆行驶过程中扮演重要角色。但是，电动助力转向系统(EPS)在整车供电系统中一般由12V低压电源进行单点供电，当12V电源出现断电异常时，势必会对EPS造成转向助力、制动控制等功能失效影响，进而引发事故。此外，12V低压电源系统的失效还将影响到低压负载用电的一系列功能，如：车门解锁、车窗升降、紧急信号灯、显示器故障警报等。

综上，有必要设计一种用于车辆的电源系统作为冗余供电节点来避免出现上述的EPS功能失效，进而驱使整车供电系统更好的满足功能安全需求，且符合国家政策法规的发展趋势。

目前，当前现有技术中已有几种冗余电源架构被提出，但所设计的这几种冗余电源架构仍然存在着一定的缺陷，其对于成本以及技术的要求较高：

(1)例如：在一种技术方案中，通过增加一个12V备用电源系统(包含DC/DC转换器及多级隔离开关)，以对电动助力转向系统(EPS)进行供电。其中，在车辆正常行驶工况下，12V备用电源能够接受12V常用电源模块的供电，在12V常用电源失效后，由12V备用电源系统进行供电。该技术方案可应用于全平台车型(12V燃油车型、48V微混车型及350V混动/纯电车型)，但该方案需额外增加一块电池系统，其会占用整车布置空间，并且对于增加模块的软件需单独定义。

(2)又例如：在另一种技术方案中，将车辆上的48V/350V电池系统经DC/DC转换器转化后为12V低压系统供电。正常情况下由12V常用电源对12V低压负载进行供电，当12V常用电源失效时，将48V/350V电池输出的电压由DC/DC转换器转为12V电压继续为负载供电。该技术方案无需额外增加12V备用电源系统，但仍需要使用到12V常用电源模块，并且对于350V的高压隔离开关技术要求比较高。

由此，为了解决上述问题，本发明设计了一种用于车辆的48V集成供电系统及冗余供电方法，其设计了更优化的多极柱型48V供电系统集成方式，并能够在保障系统安全性的同时，实现更低成本。

相较于上述现有技术方案(1)，本发明的48V集成供电系统无需新增12V备用电源系统，其可以利用36V电池通过双向DC/DC转换器转换为12V实现备用电源功能；与上述现有技术方案(2)相比，本发明的48V集成供电系统无需增加12V常用电源模块，该功能已集成至48V集成供电系统中，其采用高度集成化方式有效地节省了12V电源系统的相关硬件及软件成本。

发明内容