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電動車輛及其控制電源電路的制作方法

文檔序號:29648285發布日期:2022-04-13 21:53來源:國知局
電動車輛及其控制電源電路的制作方法

1.本技術涉及電子技術領域,特別涉及一種電動車輛及其控制電源電路。


背景技術:

2.電動車輛是一種依靠電池提供電量,并通過電機提供的驅動力進行行駛的新能源汽車,具有節能、低噪聲和零排放等優點。
3.相關技術中,電動車輛一般包括:低壓側負載,高壓側負載,以及驅動該低壓側負載和高壓側負載工作的控制電源電路。其中,控制電源電路包括:低壓電池、低壓側隔離控制電源電路和高壓側隔離控制電源電路。低壓電池與低壓側隔離控制電源連接,低壓側隔離控制電源分別與低壓側負載和高壓側隔離控制電源連接,高壓側隔離控制電源與高壓側負載連接。低壓側隔離控制電源能夠在低壓電池的驅動下向低壓側負載供電,以驅動低壓側負載工作,并且能夠向高壓側隔離控制電源提供供電電壓。高壓側隔離控制電源能夠基于低壓側隔離控制電源提供的供電電壓向高壓側負載供電,以驅動高壓側負載工作。其中,低壓側隔離控制電源電路和高壓側隔離控制電源電路一般為變壓器。
4.但是,相關技術中控制電源電路向低壓側負載和高壓側負載供電的可靠性較低,存在因低壓電池出現故障而無法正常驅動低壓側負載和高壓側負載工作的問題。


技術實現要素:

5.本技術實施例提供了一種電動車輛及其控制電源電路,可以解決相關技術中控制電源電路向低壓側負載和高壓側負載供電的可靠性較低的問題。所述技術方案如下:
6.一方面,提供了一種控制電源電路,應用于電動車輛中,所述電動車輛包括低壓側負載和高壓側負載;所述控制電源電路包括:低壓電池、高壓電池、第一控制電源電路、第二控制電源電路和控制電路;
7.所述低壓電池與所述第一控制電源電路連接,并用于向所述第一控制電源電路提供第一供電電壓;
8.所述高壓電池與所述第二控制電源電路連接,并用于向所述第二控制電源電路提供第二供電電壓,所述第二供電電壓高于所述第一供電電壓;
9.所述第一控制電源電路還與所述第二控制電源電路連接,且所述第一控制電源電路還用于與所述低壓側負載連接,所述第二控制電源電路還用于與所述高壓側負載連接;
10.所述控制電路分別與所述低壓電池、所述第一控制電源電路和所述第二控制電源電路連接。
11.可選的,所述控制電路用于:
12.若確定所述第一供電電壓位于第一電壓范圍內,則控制所述第一控制電源電路基于所述第一供電電壓向所述低壓側負載供電,并控制所述第二控制電源電路基于所述第二供電電壓向所述高壓側負載供電;
13.若確定所述第一供電電壓位于第一電壓范圍外,則控制所述第二控制電源電路向
所述第一控制電源電路提供所述第二供電電壓,以使所述第一控制電源電路基于所述第二供電電壓向所述低壓側負載供電,并控制所述第二控制電源電路基于所述第二供電電壓向所述高壓側負載供電。
14.可選的,所述控制電路包括控制子電路和開關子電路;所述第一控制電源電路和所述第二控制電源電路均分別具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端;
15.所述第一控制電源電路的輸入端與所述低壓電池連接,所述第一控制電源電路的第一輸出端用于連接所述低壓側負載,所述第一控制電源電路的第二輸出端與所述第二控制電源電路的第二輸出端連接;
16.所述第二控制電源電路的輸入端與所述高壓電池連接,所述第二控制電源電路的第一輸出端與所述開關子電路的輸入端連接,所述開關子電路的輸出端與所述第一控制電源電路的輸入端連接,所述第二控制電源電路的第二輸出端還用于與所述高壓側負載連接;
17.所述控制子電路分別與所述低壓電池、所述開關子電路的控制端、所述第一控制電源電路的輸入端和所述第二控制電源電路的輸入端連接。
18.可選的,所述控制子電路用于:
19.若確定所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍內,則控制所述開關子電路的輸入端與輸出端斷開連接,且控制所述第一控制電源電路的輸入端接收所述第一供電電壓,并控制所述第二控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓;
20.若確定所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍外,則控制所述開關子電路的輸入端與輸出端導通,且控制所述第二控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓。
21.可選的,所述開關子電路包括:開關晶體管;
22.所述開關晶體管的柵極與所述控制子電路連接,所述開關晶體管的第一極與所述第二控制電源電路的第一輸出端連接,所述開關晶體管的第二極與所述第一控制電源電路的輸入端連接。
23.可選的,所述控制子電路還與所述高壓電池連接;所述控制子電路用于:
24.若確定所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍內,且所述第二供電電壓位于第二電壓范圍內,則控制所述開關子電路的輸入端與輸出端斷開連接,且控制所述第一控制電源電路的輸入端接收所述第一供電電壓,并控制所述第二控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓,所述第二電壓范圍的下限高于所述第一電壓范圍的上限;
25.若確定所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍外,且所述第二供電電壓位于所述第二電壓范圍內,則控制所述開關子電路的輸入端與輸出端導通,且控制所述第二控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓;
26.若確定所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍內,且所述第二供電電壓位于所述第二電壓范圍外,則控制所述開關子電路的輸入端與輸出端斷開連接,且控制所述第一控制電源電路的輸入端接收所述第一供電電壓,并控制所述第二控制電源電路的輸入端停止接收所述第二供電電壓。
27.可選的,所述控制子電路包括:第一檢測單元、第二檢測單元、控制單元和邏輯處理單元;
28.所述第一檢測單元分別與所述低壓電池和所述控制單元連接,所述第一檢測單元
用于采集所述第一供電電壓,并在檢測到所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍內時,向所述控制單元提供第一驅動信號,以及在檢測到所述第一供電電壓位于所述第一電壓范圍外時,向所述控制單元提供第二驅動信號;
29.所述第二檢測單元分別與所述高壓電池和所述邏輯處理單元連接,所述第二檢測單元用于采集所述第二供電電壓,并在檢測到所述第二供電電壓位于所述第二電壓范圍內時,向所述邏輯處理單元提供第三驅動信號,以及在檢測到所述第二供電電壓位于所述第二電壓范圍外時,向所述邏輯處理單元提供第四驅動信號;
30.所述控制單元還分別與所述開關子電路的控制端、所述第一控制電源電路的輸入端和所述邏輯處理單元連接,所述控制單元用于基于所述第一驅動信號,控制所述開關子電路的輸入端與輸出端斷開連接,向所述第一控制電源電路的輸入端提供使能信號,以控制所述第一控制電源電路的輸入端接收所述第一供電電壓,并向所述邏輯處理單元提供第五驅動信號;以及基于所述第二驅動信號,控制所述開關子電路的輸入端與輸出端導通,向所述第一控制電源電路的輸入端提供使能信號,以控制所述第一控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓,并向所述邏輯處理單元提供第六驅動信號;
31.所述邏輯處理單元還與所述第二控制電源電路的輸入端連接,所述邏輯處理單元用于基于所述第三驅動信號和所述第五驅動信號,向所述第二控制電源電路的輸入端提供使能信號,以控制所述第二控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓,基于所述第四驅動信號和所述第五驅動信號,向所述第二控制電源電路的輸入端提供去使能信號,以控制所述第二控制電源電路的輸入端停止接收所述第二供電電壓,以及基于所述第四驅動信號和所述第五驅動信號,向所述第二控制電源電路的輸入端提供使能信號,以控制所述第二控制電源電路的輸入端接收所述第二供電電壓。
32.可選的,所述第一檢測單元包括:第一電壓采樣電阻和第一電壓比較器;
33.所述第一電壓采樣電阻的一端與所述低壓電池連接,所述第一電壓采樣電阻的另一端與所述第一電壓比較器的第一輸入端連接,所述第一電壓比較器的第二輸入端與第一參考電源端連接,所述第一電壓比較器的輸出端與所述控制單元連接;
34.其中,所述第一參考電源端提供的第一參考電源信號的電壓位于所述第一電壓范圍內。
35.可選的,所述第二檢測單元包括:第二電壓采樣電阻和第二電壓比較器;
36.所述第二電壓采樣電阻的一端與所述高壓電池連接,所述第二電壓采樣電阻的另一端與所述第二電壓比較器的第一輸入端連接,所述第二電壓比較器的第二輸入端與第二參考電源端連接,所述第二電壓比較器的輸出端與所述邏輯處理單元連接;
37.其中,所述第二參考電源端提供的第二參考電源信號的電壓位于所述第二電壓范圍內。
38.可選的,所述控制單元為微控制單元mcu。
39.可選的,所述邏輯處理單元為與門;
40.所述與門的第一輸入端與所述控制單元連接,所述與門的第二輸入端與所述第二檢測單元連接,所述與門的輸出端與所述第二控制電源電路的輸入端連接。
41.可選的,所述控制子電路還包括:隔離單元;
42.所述控制單元通過所述隔離單元與所述邏輯處理單元連接,所述隔離單元用于實
現所述控制單元和所述邏輯處理單元之間的電氣隔離。
43.可選的,所述隔離單元為:數字隔離器。
44.可選的,所述第一控制電源電路和所述第二控制電源電路均分別包括:隔離控制電源,以及線性控制電源和/或非隔離控制電源;
45.所述第一控制電源電路中的隔離控制電源的輸出端與所述第二控制電源電路中的隔離控制電源的輸入端連接;且所述第一控制電源電路中,除所述隔離控制電源外的其他控制電源與所述隔離控制電源的輸入端連接;
46.所述第二控制電源電路中,除所述隔離控制電源外的其他控制電源與所述隔離控制電源的輸出端連接。
47.另一方面,提供了一種電動車輛,所述電動車輛包括:低壓側負載,高壓側負載,以及如上述方面所述的控制電源電路;
48.所述控制電源電路分別與所述低壓側負載和所述高壓側負載連接,并用于向所述低壓側負載和所述高壓側負載供電。
49.綜上所述,本技術實施例提供的技術方案的有益效果至少可以包括:
50.提供了一種電動車輛及其控制電源電路,該控制電源電路應用于包括低壓側負載和高壓側負載的電動車輛中,且該控制電源電路包括低壓電池、高壓電池、第一控制電源電路、第二控制電源電路和控制電路。其中,該控制電路能夠在低壓電池提供的第一供電電壓位于電壓范圍內,即低壓電池未出現故障時,控制第一控制電源電路基于該第一供電電壓向低壓側負載供電,且控制第二控制電源電路基于高壓電池提供的第二供電電壓向高壓側負載供電。以及,該控制電路能夠在低壓電池提供的第一供電電壓位于電壓范圍外,即低壓電池出現故障時,控制第一控制電源電路和第二控制電源電路均基于高壓電池提供的第二供電電壓分別向低壓側負載和高壓側負載供電。如此,能夠確保在低壓電池出現故障時,依然正常驅動低壓側負載和高壓側負載工作。該控制電源電路向低壓側負載和高壓側負載供電的可靠性較好。
附圖說明
51.為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還能夠根據這些附圖獲得其他的附圖。
52.圖1是本技術實施例提供的一種控制電源電路的結構示意圖;
53.圖2是本技術實施例提供的另一種控制電源電路的結構示意圖;
54.圖3是本技術實施例提供的又一種控制電源電路的結構示意圖;
55.圖4是本技術實施例提供的再一種控制電源電路的結構示意圖;
56.圖5是本技術實施例提供的再一種控制電源電路的結構示意圖;
57.圖6是本技術實施例提供的再一種控制電源電路的結構示意圖;
58.圖7是本技術實施例提供的一種控制電源電路的工作原理示意圖;
59.圖8是本技術實施例提供的另一種控制電源電路的工作原理示意圖;
60.圖9是本技術實施例提供的又一種控制電源電路的工作原理示意圖;
61.圖10是本技術實施例提供的一種電動車輛的結構示意圖。
62.附圖中的各個標號說明如下:
63.00-控制電源電路,10-電動車輛;
64.01-低壓電池,02-高壓電池,03-第一控制電源電路,04-第二控制電源電路,05-控制電路,10-低壓側負載,20-高壓側負載;
65.051-控制子電路,052-開關子電路;
66.0511-第一檢測單元,0512-第二檢測單元,0513-控制單元,0514-邏輯處理單元,0515-隔離單元;
67.k1-開關晶體管,r1-第一采樣電阻,r2-第二采樣電阻,vc1-第一電壓比較器,vc2-第二電壓比較器。
具體實施方式
68.為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本技術進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本技術,并不用于限定本技術。
69.目前的電動車輛中,高壓系統中的高壓側負載和低壓側負載均由低壓電池向其供電。即低壓側負載和高壓側負載工作所需的電壓來源均為低壓電池提供的供電電壓。該供電方式,存在因低壓電池出現故障,而導致低壓側負載和高壓側負載均掉電的問題,進而還會造成低壓側負載和高壓側負載不可控、負載功能失效、負載包括的器件損傷或是高壓安全等一系列問題,供電可靠性和安全性較低。其中,低壓電池故障一般包括:連接丟失(如,斷開連接)、過壓(即,電壓過高)、欠壓(即,電壓過低)和/或短路。
70.本技術實施例提供了一種控制電源電路,該控制電源電路除包括低壓電池外,還包括高壓電池和控制電路。且該控制電路可以可靠檢測低壓電池是否出現故障,并可以在檢測到低壓電池出現故障時,控制高壓電池向低壓側負載和高壓側負載供電,解決了因低壓電池故障而導致高壓側負載和低壓側負載掉電的問題,供電可靠性和安全性均較高。
71.可選的,高壓系統一般包括:電機控制器,即逆變器(inverter);車載充電器(on board charger,obc);直流(direct current,dc-dc)變換器;控制電源分配單元(power distribution unit,pdu);電池能量管理系統(battery management system,bms);空調壓縮機;座艙加熱器和電池加熱器等零件或包含有以上零件之一的多合一產品。以及,高壓系統中的高壓側負載和低壓側負載是指高壓系統中所具有的運算放大器、邏輯芯片和驅動供電電路等具有控制功能的控制端負載。高壓側負載和低壓側負載是指與不同地端連接的負載。
72.圖1是本技術實施例提供的一種控制電源電路的結構示意圖,該控制電源電路應用于電動車輛中。如圖1所示,該電動車輛包括低壓側負載10和高壓側負載20,該控制電源電路包括:低壓電池01、高壓電池02、第一控制電源電路03、第二控制電源電路04和控制電路05。
73.其中,低壓電池01與第一控制電源電路03連接,且該低壓電池01用于向該第一控制電源電路03提供第一供電電壓。
74.高壓電池02與第二控制電源電路04連接,且該高壓電池02用于向第二控制電源電
路04提供第二供電電壓。
75.該第一控制電源電路03還與該第二控制電源電路04連接,且該第一控制電源電路03還用于與低壓側負載10連接,該第二控制電源電路04還用于與高壓側負載20連接。
76.基于上述連接方式可知,參考圖1,低壓電池01、第一控制電源電路03和低壓側負載10可以被劃分為低壓側,相應的,第一控制電源電路03也可以稱為低壓側控制電源電路。高壓電池02、第二控制電源電路03和高壓側負載20可以被劃分為高壓側,相應的,第二控制電源電路04也可以稱為高壓側控制電源電路。并且,連接高壓側負載20的第二控制電源電路04提供的第二供電電壓,高于連接低壓側負載10的第一控制電源電路03提供的第一供電電壓。如,一般情況下,第一供電電壓可以約為十幾伏特(v),第二供電電壓可以約為十幾伏特(v),比第一供電電壓略高,約為0.7伏特(v)。
77.繼續參考圖1可以看出,控制電路05分別與低壓電池01、第一控制電源電路03和第二控制電源電路04連接。該控制電路05用于若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍內,則控制第一控制電源電路03基于第一供電電壓向低壓側負載10供電,并控制第二控制電源電路04基于第二供電電壓向高壓側負載20供電;以及若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍外,則控制第二控制電源電路04向第一控制電源電路03提供第二供電電壓,以使第一控制電源電路03基于第二供電電壓向低壓側負載10供電,并控制第二控制電源電路04基于第二供電電壓向高壓側負載20供電。
78.其中,該第一電壓范圍可以預先存儲于控制電路05中或控制電路05可以接收電壓處于第一電壓范圍內的參考電壓,如控制電路05還可以與參考電源端連接,該參考電源端可以用于提供第一電壓范圍的參考電壓。第一供電電壓位于第一電壓范圍內可以用于表示低壓電池01處于正常工作狀態,即未發生故障。相反,第一供電電壓位于第一電壓范圍外可以用于表示低壓電池01出現故障。結合上述實施例對故障的記載可知,示例的,若第一供電電壓大于第一電壓范圍的上限值,則可以表示低壓電池01處于過壓故障狀態;若第一供電電壓小于第一電壓范圍的下限值,則可以表示低壓電池01處于欠壓故障狀態。
79.即,在本技術實施例中,一方面,控制電路05能夠采集低壓電池01提供的第一供電電壓,并能夠基于該第一供電電壓可靠檢測低壓電池01是否出現故障。另一方面,控制電路05能夠在檢測到低壓電池01未出現故障時,控制低壓側控制電源電路(即,第一控制電源電路03)基于低壓電池01提供的供電電壓向低壓側負載10供電,并控制高壓側控制電源電路(即,第二控制電源電路04)基于高壓電池02提供的供電電壓向高壓側負載20供電;以及,能夠在檢測到低壓電池01出現故障時,控制低壓側控制電源電路和高壓側控制電源電路均基于高壓電池02提供的供電電壓,分別向所連接的低壓側負載10和高壓側負載20供電。如此,即解決了因低壓電池01出現故障而無法正常驅動低壓側負載10和高壓側負載20工作的問題。
80.綜上所述,本技術實施例提供了一種控制電源電路。該控制電源電路應用于包括低壓側負載和高壓側負載的電動車輛中,且該控制電源電路包括低壓電池、高壓電池、第一控制電源電路、第二控制電源電路和控制電路。其中,該控制電路能夠在低壓電池提供的第一供電電壓位于電壓范圍內,即低壓電池未出現故障時,控制第一控制電源電路基于該第一供電電壓向低壓側負載供電,且控制第二控制電源電路基于高壓電池提供的第二供電電壓向高壓側負載供電。以及,該控制電路能夠在低壓電池提供的第一供電電壓位于電壓范
圍外,即低壓電池出現故障時,控制第一控制電源電路和第二控制電源電路均基于高壓電池提供的第二供電電壓分別向低壓側負載和高壓側負載供電。如此,能夠確保在低壓電池出現故障時,依然正常驅動低壓側負載和高壓側負載工作。該控制電源電路向低壓側負載和高壓側負載供電的可靠性較好。
81.需要說明的是,本技術實施例記載的控制電源電路(包括第一控制電源電路03和第二控制電源電路04)是指能夠用于實現功率傳送,電壓變換和絕緣隔離等功能的電路,也可以稱為控制電源。
82.如,第一控制電源電路03和第二控制電源電路04可以均分別包括:隔離控制電源,以及線性控制電源和/或非隔離控制電源。
83.可選的,圖2是本技術實施例提供的另一種控制電源電路的結構示意圖。參考圖2可以看出,其示出的第一控制電源電路03和第二控制電源電路04均分別包括:隔離控制電源、線性控制電源和非隔離控制電源。此外,圖2示出的第一控制電源電路03和第二控制電源電路04還包括電氣直連。第一控制電源電路03中的電氣直連用于指示低壓電池01直接與低壓側負載10連接。同理,第二控制電源電路04中的電氣直連用于高壓電池02直接與高壓側負載20連接。
84.其中,第一控制電源電路03中的隔離控制電源的輸出端可以與第二控制電源電路04中的隔離控制電源的輸入端連接。第一控制電源電路03中,除隔離控制電源外的其他控制電源與隔離控制電源的輸入端連接。第二控制電源電路04中,除隔離控制電源外的其他控制電源與隔離控制電源的輸出端連接。即,參考圖2,第一控制電源電路03和第二控制電源電路04可以通過各自包括的隔離控制電源建立連接。在此基礎上,如圖1和圖2所示,低壓側和高壓側可以通過隔離控制電源所具有的隔離帶電氣隔離,避免了低壓側和高壓側之間的信號產生串擾。
85.第一控制電源電路03中,線性控制電源、隔離控制電源、非隔離控制電源和電氣直連可以連接于同一節點p0,低壓電池01與該節點p0連接。
86.以及,第二控制電源電路04中,線性控制電源、隔離控制電源和電氣直連可以與隔離控制電源連接,該隔離控制電源再與高壓電池02連接。即,線性控制電源、隔離控制電源和電氣直連通過隔離控制電源與高壓電池02間接連接。
87.可選的,參考圖2還可以看出,第一控制電源電路03中,隔離控制電源、非隔離控制電源、線性控制電源和電氣直連均分別與一個或多個低壓側負載10連接。第二控制電源電路04中,隔離控制電源、非隔離控制電源、線性控制電源和電氣直連均分別與一個或多個高壓側負載20連接。此外,低壓側可以包括兩級第一控制電源電路03。其中,前一級第一控制電源電路03分別與低壓電池01和節點p0連接,后一級第一控制電源電路03分別與節點p0和第二控制電源電路04連接。且該兩級第一控制電源電路03中相互連接的兩級控制電源電路相同。如,前一級第一控制電源電路03的隔離控制電源與后一級第一控制電源電路03的隔離控制電源連接。本技術下述實施例記載的第一控制電源電路03均為與第二控制電源電路04直接連接的后一級第一控制電源電路03。
88.可選的,隔離控制電源可以為采用光隔離技術實現絕緣隔離的控制電源,在此基礎上,隔離控制電源可以包括光隔離器?;蛘?,隔離控制電源可以為采用磁隔離技術實現絕緣隔離的控制電源,在此基礎上,隔離控制電源可以包括如圖中所示的變壓器。又或者,隔
離控制電源可以為采用電容隔離技術實現隔離的控制電源,在此基礎上,隔離控制電源可以包括電容式隔離器。本技術實施例以該隔離控制電源為變壓器為例進行說明。
89.圖3是本技術實施例提供的又一種控制電源電路的結構示意圖。如圖3所示,該控制電路05可以包括控制子電路051和開關子電路052。其中,第一控制電源電路03和第二控制電源電路04可以均分別具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端。
90.其中,第一控制電源電路03的輸入端可以與低壓電池01連接,第一控制電源電路03的第一輸出端可以用于連接低壓側負載10,第一控制電源電路03的第二輸出端可以與第二控制電源電路04的第二輸出端連接。
91.第二控制電源電路04的輸入端可以與高壓電池02連接,第二控制電源電路04的第一輸出端可以與開關子電路052的輸入端連接,開關子電路052的輸出端可以與第一控制電源電路03的輸入端連接,第二控制電源電路04的第二輸出端還可以用于與高壓側負載20連接。即,第一控制電源電路03的輸入端還通過開關子電路052與第二控制電源電路04的第一輸出端連接。
92.控制子電路051可以分別與低壓電池01、開關子電路052的控制端、第一控制電源電路03的輸入端和第二控制電源電路04的輸入端連接。
93.其中,控制子電路051可以用于若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍內,即若確定低壓電池01未出現故障,則控制開關子電路052的輸入端與輸出端斷開連接,且控制第一控制電源電路03的輸入端接收第一供電電壓,并控制第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓。
94.此時,第一控制電源電路03的輸入端與第二控制電源電路04的第一輸出端可以斷開連接,進而,第二控制電源電路04的第一輸出端即未連接負載。相應的,來自高壓電池02的能量無法從高壓側流向低壓側。并且,第一控制電源電路03的輸入端可以可靠接收來自低壓電池01的第一供電電壓,并基于該第一供電電壓通過其第一輸出端向低壓側負載10供電。以及,因第一控制電源電路03的輸入端接收第一供電電壓,且第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓,故可以確定第一控制電源電路03的第二輸出端接收到的供電電壓遠小于第二控制電源電路04的第二輸出端接收到的供電電壓。相應的,來自低壓電池01的能量無法從低壓側流向高壓側。進而,第二控制電源電路04可以可靠接收來自高壓電池02的第二供電電壓,并基于該第二供電電壓通過其第二輸出端向高壓側負載20供電。該控制方式下,低壓側和高壓側之間均無能量流動,即沒有能量傳輸。
95.以及,控制子電路051還可以用于若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍外,即若確定低壓電池01出現故障,則控制開關子電路052的輸入端與輸出端導通,且控制第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓。
96.此時,第一控制電源電路03的輸入端與第二控制電源電路04的第一輸出端可以導通,進而,第二控制電源電路04的第一輸出端即連接負載。相應的,第二控制電源電路04的輸入端接收到的第二供電電壓可以經開關子電路052可靠傳輸至第一控制電源電路03的輸入端,即第一控制電源電路03的輸入端可以接收來自高壓電池01提供的第二供電電壓,并基于該第二供電電壓通過其第一輸出端向低壓側負載10供電。與此同時,第二控制電源電路04的輸入端可以基于接收到的第二供電電壓通過其第二輸出端向高壓側負載20可靠供電。即,該控制方式下,來自高壓電池02的能量可以從高壓側流向低壓側。
97.示例的,在本技術實施例中,控制子電路051可以向開關子電路052的控制端提供無效電位的開關控制信號,以控制開關子電路052的輸入端與輸出端斷開連接。以及,控制子電路051可以向開關子電路052的控制端提供有效電位的開關控制信號,以控制開關子電路052的輸入端與輸出端導通。
98.需要說明的是,結合上述實施例可知,此處是指第一控制電源電路03的隔離控制電源和第二控制電源電路04的隔離控制電源分別具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端。并且,因本技術實施例是以隔離控制電源為變壓器為例進行說明,故如圖3所示,此處的輸入端、第一輸出端和第二輸出端可以均為圖3所示的線圈。
99.圖4是本技術實施例提供的再一種控制電源電路的結構示意圖。如圖4所示,控制子電路051還與高壓電池02連接。在此基礎上,控制子電路051可以用于:
100.若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍內,且第二供電電壓位于第二電壓范圍內,則控制開關子電路052的輸入端與輸出端斷開連接,且控制第一控制電源電路03的輸入端接收第一供電電壓,并控制第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓。
101.若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍外,且第二供電電壓位于第二電壓范圍內,則控制開關子電路052的輸入端與輸出端導通,且控制第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓。
102.以及,若確定第一供電電壓位于第一電壓范圍內,且第二供電電壓位于第二電壓范圍外,則控制開關子電路052的輸入端與輸出端斷開連接,且控制第一控制電源電路03的輸入端接收第一供電電壓,并控制第二控制電源電路04的輸入端停止接收第二供電電壓。
103.此時,第一控制電源電路03的輸入端與第二控制電源電路04的第一輸出端可以斷開連接,進而,第二控制電源電路04的第一輸出端即未連接負載,第一控制電源電路03的輸入端可以可靠接收來自低壓電池01的第一供電電壓。且,因第二控制電源電路04的輸入端停止接收第二供電電壓,故第二控制電源電路04的第二輸出端無法接收到該第二供電電壓。進而,第一控制電源電路03的輸入端接收到的第一供電電壓可以通過第一控制電源電路03的第二輸出端自然的流向第二控制電源電路04的第二輸出端,以為第二控制電源電路04的第二輸出端連接的高壓側負載20供電。即,第二控制電源電路04此時即可以基于低壓電池01提供的第一供電電壓向低壓側負載供電。即,該控制方式下,來自低壓電池01的能量可以從低壓側流向高壓側。
104.可選的,該第一電壓范圍和第二電壓范圍可以均預先存儲于控制電路05包括的控制子電路051中,或者該控制子電路051可以接收電壓處于第一電壓范圍內的第一參考電壓和處于第二電壓范圍內的第二參考電壓,如控制子電路051還可以與第一參考電源端和第二參考電源端連接,該第一參考電源端可以用于提供第一電壓范圍的參考電壓,該第二參考電源端可以用于提供第二電壓范圍的參考電壓。且,第二電壓范圍的下限可以高于第一電壓范圍的上限。
105.其中,第二供電電壓位于第二電壓范圍內可以用于表示高壓電池02處于正常工作狀態,即未發生故障。相反,第二供電電壓位于第二電壓范圍外可以用于表示高壓電池02出現故障。與低壓電池01出現故障同理,高壓電池02出現的故障也可以包括:連接丟失、過壓、欠壓和/或短路。
106.由此可知,在本技術實施例中,控制子電路051還可以采集高壓電池02提供的第二
供電電壓,并能夠基于該第二供電電壓可靠檢測高壓電池02是否出現故障。以及,該控制子電路051能夠在檢測到低壓電池01和高壓電池02均未出現故障時,再控制第一控制電源電路03基于低壓電池01提供的供電電壓向低壓側負載10供電,并控制第二控制電源電路04基于高壓電池02提供的供電電壓向高壓側負載20供電。以及該控制子電路051能夠在檢測到低壓電池01出現故障,且高壓電池02未出現故障時,再控制第一控制電源電路03和第二控制電源電路04均基于高壓電池02提供的供電電壓,分別向所連接的低壓側負載10和高壓側負載20供電。以及該控制子電路051還能夠在檢測到低壓電池01未出現故障,且高壓電池02出現故障時,控制第一控制電源電路03和第二控制電源電路04均基于低壓電池01提供的供電電壓,分別向所連接的低壓側負載10和高壓側負載20供電。
107.當然,在一些實施例中,控制子電路051還可以用于檢測高壓電池02是否上電,并在檢測到高壓電池02未上電時,控制第一控制電源電路03和第二控制電源電路04均基于低壓電池01提供的供電電壓,分別向所連接的低壓側負載10和高壓側負載20供電。
108.圖5是本技術實施例提供的再一種控制電源電路的結構示意圖。如圖5所示,該控制子電路051可以包括:第一檢測單元0511、第二檢測單元0512、控制單元0513和邏輯處理單元0514。
109.其中,第一檢測單元0511可以分別與低壓電池01和控制單元0513連接。第一檢測單元0511可以用于采集第一供電電壓,并可以在檢測到第一供電電壓位于第一電壓范圍內時,向控制單元0513提供第一驅動信號,以及可以在檢測到第一供電電壓位于第一電壓范圍外時,向控制單元0513提供第二驅動信號。即,該第一驅動信號可以用于表示低壓電池01未出現故障,該第二驅動信號可以用于表示低壓電池01出現故障。
110.第二檢測單元0512可以分別與高壓電池02和邏輯處理單元0514連接。第二檢測單元0512可以用于采集第二供電電壓,并在檢測到第二供電電壓位于第二電壓范圍內時,向邏輯處理單元0514提供第三驅動信號,以及在檢測到第二供電電壓位于第二電壓范圍外時,向邏輯處理單元0514提供第四驅動信號。即,該第三驅動信號可以用于表示高壓電池02未出現故障,該第二驅動信號可以用于表示高壓電池02出現故障。
111.控制單元0513還可以分別與開關子電路052的控制端、第一控制電源電路03的輸入端和邏輯處理單元0514連接??刂茊卧?513可以用于基于第一驅動信號,控制開關子電路052的輸入端與輸出端斷開連接,向第一控制電源電路03的輸入端提供使能信號,以控制第一控制電源電路03的輸入端接收第一供電電壓,并向邏輯處理單元0514提供第五驅動信號。以及該控制單元0513可以用于基于第二驅動信號,控制開關子電路052的輸入端與輸出端導通,向第一控制電源電路03的輸入端提供使能信號,以控制第一控制電源電路03的輸入端接收第二供電電壓,并向邏輯處理單元0514提供第六驅動信號。結合上述實施例記載可知,該第五驅動信號可以用于表示低壓電池01未出現故障,該第六驅動信號可以用于表示低壓電池01出現故障。
112.邏輯處理單元0514還可以與第二控制電源電路04的輸入端連接。邏輯處理單元0514可以用于基于第三驅動信號和第五驅動信號,向第二控制電源電路04的輸入端提供使能信號,以控制第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓,基于第四驅動信號和第五驅動信號,向第二控制電源電路04的輸入端提供去使能信號,以控制第二控制電源電路04的輸入端停止接收第二供電電壓(即,不接收第二供電電壓),以及基于第四驅動信號和
第五驅動信號,向第二控制電源電路04的輸入端提供使能信號,以控制第二控制電源電路04的輸入端接收第二供電電壓。
113.可選的,在本技術實施例中,該第五驅動信號與第一驅動信號可以相同,或者也可以不同。該第六驅動信號與第二驅動信號可以相同,或者也可以不同。且在本技術實施例中,第一驅動信號至第六驅動信號可以均為二進制數的形式。如,用于表示低壓電池01未出現故障的第一驅動信號和第五驅動信號可以均為1,用于表示低壓電池01出現故障的第二驅動信號和第六驅動信號可以均為0。高壓電池02是否出現故障同理。
114.可選的,繼續參考圖5可以看出,控制子電路051還可以包括:隔離單元0515??刂茊卧?513可以通過隔離單元0515與邏輯處理單元0514連接,該隔離單元0515用于實現控制單元0513和邏輯處理單元0514之間的電氣隔離。
115.圖6是本技術實施例提供的再一種控制電源電路的結構示意圖。參考圖6可以看出,開關子電路052包括:開關晶體管k1。
116.其中,開關晶體管k1的柵極可以與控制子電路051連接,開關晶體管k1的第一極可以與第二控制電源電路04的第一輸出端連接,開關晶體管k1的第二極可以與第一控制電源電路03的輸入端連接。
117.可選的,該開關晶體管k1可以為n型晶體管或者可以為p型晶體管。并且,在該開關晶體管k1為n型晶體管時,控制開關晶體管k1導通的開關控制信號相對于控制開關晶體管k1斷開連接的開關控制信號的電位可以為高電位,即對于該開關晶體管k1而言,有效電位為高電位。在該開關晶體管k1為p型晶體管時,控制開關晶體管k1導通的開關控制信號相對于控制開關晶體管k1斷開連接的開關控制信號的電位可以為低電位,即對于該開關晶體管k1而言,有效電位為低電位。
118.可選的,該開關子電路052還可以包括:金屬-氧化物半導體場效應晶體管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)、絕緣柵雙極型晶體管(insulated gate bipolar transistor,igbt)或繼電器。
119.可選的,繼續參考圖6可以看出,第一檢測單元0511可以包括:第一電壓采樣電阻r1和第一電壓比較器vc1。
120.其中,第一電壓采樣電阻r1的一端可以與低壓電池01連接,第一電壓采樣電阻r1的另一端可以與第一電壓比較器vc1的第一輸入端連接,第一電壓比較器vc1的第二輸入端可以與第一參考電源端vr1連接,第一電壓比較器vc1的輸出端可以與控制單元0513連接。第一參考電源端vr1提供的第一參考電源信號的電壓可以位于上述實施例記載的第一電壓范圍內。
121.即,在本技術實施例中,可以通過第一電壓采樣電阻r1采集低壓電池01提供的第一供電電壓??梢酝ㄟ^第一電壓比較器vc1比較第一供電電壓和第一電壓范圍的大小,判斷第一供電電壓是否位于第一電壓范圍內,并將比較結果輸出至控制單元0513,以使得控制單元0513基于該比較結果可靠確定低壓電池01是否出現故障。
122.可選的,繼續參考圖6可以看出,第二檢測單元0512可以包括:第二電壓采樣電阻r2和第二電壓比較器vc2。
123.第二電壓采樣電阻r2的一端可以與高壓電池02連接,第二電壓采樣電阻r2的另一端可以與第二電壓比較器vc2的第一輸入端連接,第二電壓比較器vc2的第二輸入端可以與
第二參考電源端vr2連接,第二電壓比較器vc2的輸出端可以與邏輯處理單元0514連接。第二參考電源端vr2提供的第二參考電源信號的電壓可以位于上述實施例記載的第二電壓范圍內。
124.同理,在本技術實施例中,可以通過第二電壓采樣電阻r2采集高壓電池02提供的第二供電電壓??梢酝ㄟ^第二電壓比較器vc2比較第二供電電壓和第如圖電壓范圍的大小,判斷第二供電電壓是否位于第二電壓范圍內,并將比較結果輸出至邏輯處理單元0514,以使得邏輯處理單元0514基于該比較結果可靠確定高壓電池02是否出現故障。
125.可選的,繼續參考圖6可以看出,控制單元0513可以為微控制單元(microcontroller unit,mcu)。在此基礎上,在一些實施例中,第一電壓比較器vc1還可以與mcu集成設置,相應的,第一電壓范圍可以預先存儲于該mcu中。如此,可以簡化結構。
126.可選的,繼續參考圖6可以看出,邏輯處理單元0514可以為與門。該與門的第一輸入端可以與控制單元0513連接,與門的第二輸入端可以與第二檢測單元0512連接,與門的輸出端可以與第二控制電源電路04的輸入端連接。
127.當然,在一些其他實施例中,邏輯處理單元0514可以為其他能夠實現上述功能的門電路,如異或門。
128.需要說明的是,在僅檢測低壓電池01是否出現故障的場景下,邏輯處理單元0514可以僅用于傳輸接收到的信號,即不進行邏輯處理。例如,可以將邏輯處理單元0514所具有的各端中,與第二檢測單元0512連接的第二輸入端旁路。
129.可選的,繼續參考圖6可以看出,隔離單元0515可以為數字隔離器。該數字隔離器是用于實現低壓側和高壓側電阻隔離的一種芯片。同上述實施例記載,該數字隔離器所采用的隔離技術也可以包括:光耦合隔離技術、磁耦合隔離技術或電容隔離技術。本技術實施例以該數字隔離器為采用磁耦合隔離技術實現隔離的變壓器為例進行說明。
130.結合圖5和圖6所示控制電源電路結構,對本技術實施例記載的控制電源電路所處的多種工況的工作原理進行以下說明:
131.以低壓電池01和高壓電池02均未出現故障(該工況可以稱為工況1)為例,圖7示出了一種控制電源電路的工作原理簡圖。
132.參考圖7可以看出,在該場景下,mcu可以向開關子電路052的控制端提供無效電位的開關控制信號,以及可以向第一控制電源電路03的輸入端提供使能信號。邏輯處理單元0514可以向第二控制電源電路04的輸入端提供使能信號。開關子電路052可以響應于該開關控制信號,控制第二控制電源電路04的第一輸出端與第一控制電源電路03的輸入端斷開連接,進而,第二控制電源電路04的第一輸出端無負載,第二控制電源電路04的輸入端與第一輸出端之間無法進行能量交互,即沒有電流傳輸。第一控制電源電路03的輸入端可以響應于接收到的使能信號可靠接收低壓電池01提供的第一供電電壓。第二控制電源電路04的輸入端可以響應于接收到的使能信號可靠接收高壓電池02提供的第二供電電壓。因第二供電電壓大于第一供電電壓,故第一控制電源電路03的輸入端與第二輸出端之間也無法進行能量傳輸。由此,第一控制電源電路03即可以基于第一供電電壓通過其第一輸出端向低壓側負載10供電,第二控制電源電路04即可以基于第二供電電壓通過其第二輸出端向高壓側負載20供電。整個過程中,低壓側和高壓側無能量流動,即無電流傳輸。
133.以低壓電池01未出現故障,而高壓電池02出現故障(該工況可以稱為工況2)為例,
圖8示出了另一種控制電源電路的工作原理簡圖。
134.參考圖8可以看出,在該場景下,mcu可以向開關子電路052的控制端提供無效電位的開關控制信號,以及可以向第一控制電源電路03的輸入端提供使能信號。邏輯處理單元0514可以向第二控制電源電路04的輸入端提供去使能信號。開關子電路052可以響應于該開關控制信號,控制第二控制電源電路04的第一輸出端與第一控制電源電路03的輸入端斷開連接,進而,第二控制電源電路04的第一輸出端無負載,第二控制電源電路04的輸入端與第一輸出端之間無法進行能量交互,即沒有電流傳輸。第一控制電源電路03的輸入端可以響應于接收到的使能信號可靠接收低壓電池01提供的第一供電電壓。第二控制電源電路04的輸入端可以響應于接收到的去使能信號停止接收高壓電池02提供的第二供電電壓。此時,第一控制電源電路03的輸入端與第二輸出端之間即可以進行能量交互,進而,第一控制電源電路03的輸入端接收到的第一供電電壓可以經其第二輸出端自然傳輸至第二控制電源電路04的第二輸出端。由此,第一控制電源電路03即可以基于第一供電電壓通過其第一輸出端向低壓側負載10供電,第二控制電源電路04也可以基于第一供電電壓通過其第二輸出端向高壓側負載20供電。整個過程中,來自低壓電池的能量可以從低壓側流向高壓側。
135.以低壓電池01出現故障,而高壓電池02未出現故障(該工況可以稱為工況3)為例,圖9示出了又一種控制電源電路的工作原理簡圖。
136.參考圖9可以看出,在該場景下,mcu可以向開關子電路052的控制端提供有效電位的開關控制信號,以及可以向第一控制電源電路03的輸入端提供使能信號。邏輯處理單元0514可以向第二控制電源電路04的輸入端提供使能信號。開關子電路052可以響應于該開關控制信號,控制第二控制電源電路04的第一輸出端與第一控制電源電路03的輸入端導通,進而,第二控制電源電路04的第一輸出端連接負載,第二控制電源電路04的輸入端與第一輸出端之間可以進行能量交互,即沒有電流傳輸。進而,第二控制電源電路04的第一輸出端可以代替低壓電池01作為第一控制電源電路03的輸入端的輸入。第二控制電源電路04的輸入端可以響應于接收到的使能信號接收高壓電池02提供的第二供電電壓,且該第二供電電壓可以經第二控制電源電路04的第一輸出端傳輸至第一控制電源電路03的輸入端,即第一控制電源電路03的輸入端可以響應于接收到的使能信號可靠接收高壓電池02提供的第二供電電壓。由此,第一控制電源電路03可以基于第二供電電壓通過其第一輸出端向低壓側負載10供電,第二控制電源電路04也可以基于第二供電電壓通過其第二輸出端向高壓側負載20供電。整個過程中,來自高壓電池的能量可以從高壓側流向低壓側。
137.需要說明的是,圖7至圖9中,均以“on”代表有效電位的開關控制信號和使能信號,以“off”代表去使能信號,且以
“×”
代表無能量交互。
138.基于上述記載可知,本技術實施例提供的控制電源電路可以處于三種工況下工作,其中,工況1場景下,低壓電池01通過低壓側控制電源電路給低壓側負載10供電,高壓電池02通過高壓側控制電源電路給高壓側負載20供電。工況2場景下,低壓電池01通過低壓側控制電源電路給低壓側負載10供電,且低壓電池01還通過高壓側控制電源電路給高壓側負載20供電。工況3場景下,高壓電池02通過高壓側控制電源電路給高壓側負載20供電,且高壓電池02還通過低壓側控制電源電路給低壓側負載10供電。如此,無論是在低壓電池01出現故障還是高壓電池02出現故障,均能實現對低壓側負載10和高壓側負載20的可靠供電,即低壓側負載10和高壓側負載20均能夠正常接收整車控制器的控制指令,以進入安全工作
狀態。尤其是對于高壓側負載20而言,其不會因低壓電池01出現故障而發生掉電或損壞,不會出現高壓安全問題。由此,大大提高了高壓側負載的功能魯棒性,高壓側負載的工作可靠性和安全性均較高。此外,通過設置控制電源電路處于以上三種不同工況,還提高了供電靈活性,確保供電效率可以較好,供電損耗較低,對整車里程有較大幫助。
139.綜上所述,本技術實施例提供了一種控制電源電路。該控制電源電路應用于包括低壓側負載和高壓側負載的電動車輛中,且該控制電源電路包括低壓電池、高壓電池、第一控制電源電路、第二控制電源電路和控制電路。其中,該控制電路能夠在低壓電池提供的第一供電電壓位于電壓范圍內,即低壓電池未出現故障時,控制第一控制電源電路基于該第一供電電壓向低壓側負載供電,且控制第二控制電源電路基于高壓電池提供的第二供電電壓向高壓側負載供電。以及,該控制電路能夠在低壓電池提供的第一供電電壓位于電壓范圍外,即低壓電池出現故障時,控制第一控制電源電路和第二控制電源電路均基于高壓電池提供的第二供電電壓分別向低壓側負載和高壓側負載供電。如此,能夠確保在低壓電池出現故障時,依然正常驅動低壓側負載和高壓側負載工作。該控制電源電路向低壓側負載和高壓側負載供電的可靠性較好。
140.圖10是本技術實施例提供的一種電動車輛的結構示意圖。如圖10所示,該電動車輛包括:低壓側負載10,高壓側負載20,以及如圖1至圖9任一所示的控制電源電路00。
141.其中,控制電源電路00分別與低壓側負載10和高壓側負載20連接,并用于向低壓側負載10和高壓側負載20供電。
142.可選的,本技術實施例記載的電動車輛可以為圖10所示的包括四個輪子的電動汽車,且該電動汽車可以為純電動汽車,或者也可以為混合動力電動汽車,即混動汽車。其中,純電動汽車是以車載電源作為唯一動力源來驅動整車行駛的車輛,即純電動車輛不使用傳統的汽油機或者柴油機所提供的熱動力源作為動力源?;靹悠囀且环N同時裝備有兩種動力源的車輛,該兩種動力源包括由汽油機或者柴油機產生的熱動力源,以及由電池與電動機產生的電動力源。
143.當然,在一些其他實施例中,該電動車輛也可以為包括兩個輪子的電單車,本技術實施例對該電動車輛的輪子數量并不作限定。
144.此外,本技術實施例記載的電動車輛可以用于容納一個或多個用戶?;蛘?,也可以為具有自動駕駛能力的車輛,即無人駕駛車。相應的,該電動車輛可以應用于無人配送領域,即該電動車輛可以在無人駕駛的情況下,自動移動至指定地點完成貨物配送和/或為用戶提供充電服務。
145.應當理解的是,本技術實施例的實施方式部分使用的術語僅用于對本技術的實施例進行解釋,而非旨在限定本技術。除非另作定義,本技術的實施方式使用的技術術語或者科學術語應當為本技術所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。
146.例如,術語“第一”、“第二”、第三”或者“第四”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
147.同樣,“至少一個”的含義是指一個或一個以上?!岸鄠€”的含義是指兩個或兩個以上。
[0148]“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件
或者物件。
[0149]“上”、“下”、“左”或者“右”等僅用于表示相對位置關系,當被描述對象的絕對位置改變后,則所述相對位置關系也可能相應地改變。
[0150]“和/或”,表示可以存在三種關系,例如,a和/或b,可以表示:單獨存在a,同時存在a和b,單獨存在b這三種情況。字符“/”一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。
[0151]
以上所述僅為本技術的可選實施例,并不用以限制本技術,凡在本技術的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本技術的保護范圍之內。
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