CN103538486A - 电动汽车及电动汽车的电源管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种电动汽车的电源管理装置，包括第一管理模块和第二管理模块，其中所述第一管理模块和所述第二管理模块相连，用于在所述电动汽车的整车钥匙开启时控制所述第二管理模块延时上电以实现对所述电动汽车的整车控制器进行开机自检，以及在所述电动汽车的整车钥匙关闭时控制所述第二管理模块延时断电以保存所述电动汽车在断电时的整车数据信息；以及电池模块，所述电池模块分别与所述第一管理模块和所述第二管理模块相连，用于给所述第一管理模块和所述第二管理模块供电。该装置提高了整车控制器的可靠性和安全性。本发明还提出一种电动汽车。

Description

电动汽车及电动汽车的电源管理装置
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的电源管理装置以及具有该电源管理装置的电动汽车。
背景技术
电动汽车无污染的优点使其成为当前汽车发展的主要方向，所以对电动汽车关键技术进行开发和研究具有非常重要的意义。而整车控制器作为电动汽车电控***中的核心零部件之一，已成为电动汽车技术的一个重要研究部分。电动汽车的整车控制器承担整个电动汽车的综合控制，其可靠性直接影响电动汽车的可靠性，关系到电动汽车的安全性能。其中，整车控制器的电源对整车控制器的性能影响很大，一个可靠的上电、断电电源是能够保证整车控制器在整个工作周期中稳定地工作。
一般情况下，电动汽车上电时整车钥匙打到ON档，为整车控制器供电的继电器吸合，整车控制器上电，做好启动准备。断电时，整车钥匙打到OFF档，继电器断开，整车控制器断电。上述方式的上电、断电都是由钥匙通过简单的开关来控制，但在很多情况下，整车控制器的主控芯片在上电和断电时是需要一定的时间来自检及保存当前的数据状态，也就是说，在上电时需要有一定的准备时间，断电时需要有一定的延时时间。然而，上述方式是不能满足上电准备和断电延时的需求，对目前功能安全等级要求越来越高的电动汽车来说，是并不能满足安全要求的。
现有技术存在的缺点是，目前的很多整车控制器的电源都是通过钥匙的开关来控制的，不能够在主控芯片上电前进行自检，加大了在存在故障情况下运行的风险。同时，在断电时不能够及时可靠地保存一些关键数据和故障信息。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的电源管理装置，提高了整车控制器的可靠性和安全性。
本发明的第二目的在于提出一种电动汽车。
为达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种电动汽车的电源管理装置，包括第一管理模块和第二管理模块，其中，所述第一管理模块，所述第一管理模块和所述第二管理模块相连，用于在所述电动汽车的整车钥匙开启时控制所述第二管理模块延时上电以实现对所述电动汽车的整车控制器进行开机自检，以及在所述电动汽车的整车钥匙关闭时控制所述第二管理模块延时断电以保存所述电动汽车在断电时的整车数据信息；以及电池模块，所述电池模块分别与所述第一管理模块和所述第二管理模块相连，用于给所述第一管理模块和所述第二管理模块供电。
根据本发明实施例的电动汽车的电源管理装置，实现了对整车控制器进行开机自检的功能，避免了整车控制器在存在故障的情况下第二管理模块还工作的风险，提高了整车控制器的可靠性和安全性。此外，第二管理模块断电延时工作防止了在断电瞬间整车数据信息的丢失，提高了整车的安全性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一管理模块还包括第一电源控制单元和第一控制单元，其中，所述第一电源控制单元，用于在所述电动汽车的整车钥匙开启时控制所述第一控制单元上电，并且所述第一电源控制单元包括保持端，所述保持端接收所述第一控制单元输出的保持信号；所述第一控制单元，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一控制单元上电后通过所述第一输出端输出所述保持信号至所述第一电源控制单元的所述保持端，以及在延迟第一预设时间之后通过所述第二输出端向所述第二管理模块输出启动信号以控制所述第二管理模块启动。
同时，在本发明的一个实施例中，所述第一控制单元还用于对所述电动汽车进行检测，并在检测到所述电动汽车异常时通过所述第二输出端输出关闭信号以控制所述第二管理模块关闭。
并且，所述第一控制单元还用于在所述电动汽车异常时输出故障信息，并根据所述故障信息进行故障判定。
在本发明的一个实施例中，所述第一控制单元还用于在检测到所述整车钥匙关闭时对当前整车数据信息进行保存，以及在延迟第二预设时间之后通过所述第一输出端释放所述保持信号并控制所述第一控制单元和所述第二管理模块关闭。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二管理模块还包括第二电源控制单元和第二控制单元，其中，所述第二电源控制单元分别与所述第一控制单元和所述第二控制单元相连，所述第二电源控制单元根据所述第一控制单元的所述第二输出端的输出控制所述第二控制单元启动和关闭。
在本发明的一个实施例中，所述的电动汽车的电源管理装置还包括点火开关，用于在所述电动汽车的整车钥匙的控制下生成点火信号。
此外，在本发明的一个实施例中，所述的电动汽车的电源管理装置还包括点火信号处理模块，所述点火信号处理模块分别与所述第一管理模块、所述第二管理模块和所述点火开关相连，用于根据点火信号电压对所述第一管理模块和所述第二管理模块执行上电或断电操作。
为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出了一种电动汽车，包括本发明第一方面实施例提出的所述电动汽车的电源管理装置。
根据本发明实施例的电动汽车，其整车控制器上电开机自检和断电延时的功能，保证了整车控制器在运行上的安全可靠，并且满足整车控制器对电源稳定性和可靠性的需要。同时采用了双CPU架构，实现了在硬件上的冗余，能够更好地满足目前对电动汽车功能安全要求越来越高的需要。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的电动汽车的电源管理装置的结构示意图；以及
图2为根据本发明一个实施例的电动汽车的电源管理装置的原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
下面参照图1和图2描述根据本发明第一方面实施例提出的电动汽车的电源管理装置。
如图1所示，根据本发明一个实施例的电动汽车的电源管理装置包括第一管理模块101、第二管理模块102和电池模块103。
其中，第一管理模块101和第二管理模块101用于控制电动汽车的整车运行。第一管理模块101和第二管理模块102相连，用于在电动汽车的整车钥匙开启时控制第二管理模块102延时上电以实现对电动汽车的整车控制器进行开机自检，避免了整车控制器在存在故障的情况下第二管理模块102还工作的风险，以及在电动汽车的整车钥匙关闭时控制第二管理模块102延时断电以保存电动汽车在断电时的整车数据信息。电池模块103分别与第一管理模块101和第二管理模块102相连，用于给第一管理模块101和第二管理模块102供电。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，第一管理模块101还包括第一电源控制单元201和第一控制单元202。
其中，第一电源控制单元201用于在电动汽车的整车钥匙开启时控制第一控制单元201上电，并且第一电源控制单元201包括保持端HOLD管脚，保持端HOLD管脚接收第一控制单元202输出的保持信号。第一控制单元202包括第一输出端IO1和第二输出端IO2，用于在第一控制单元201上电后通过第一输出端IO1输出保持信号至第一电源控制单元201的保持端HOLD管脚，以及在延迟第一预设时间之后通过第二输出端IO2向第二管理模块102输出启动信号以控制第二管理模块102启动。
在本发明的一个实施例中，第一控制单元202还用于对电动汽车进行检测，并在检测到电动汽车异常时通过第二输出端IO2输出关闭信号以控制第二管理模块102断电关闭。
并且，第一控制单元202还用于在电动汽车异常时输出故障信息，并根据故障信息进行故障判定，然后整车控制器根据故障判定结果及时进行处理。
此外，第一控制单元202还用于在检测到整车钥匙关闭时对当前整车数据信息进行保存，以及在延迟第二预设时间之后通过第一输出端IO 1释放保持信号并控制第一控制单元202和第二管理模块102关闭。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，第二管理模块102还包括第二电源控制单元203和第二控制单元204。其中，第二电源控制单元203分别与第一控制单元202和第二控制单元204相连，第二电源控制单元203根据第一控制单元202的第二输出端IO2的输出控制第二控制单元204启动和关闭。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述电动汽车的电源管理装置还包括点火开关205，与电动汽车的整车钥匙相对应，并在电动汽车的整车钥匙的控制下生成点火信号以开通电路。
此外，本发明的一个实施例中，如图2所示，上述电动汽车的电源管理装置还包括点火信号处理模块206。信号处理模块206分别与第一管理模块101、第二管理模块102和点火开关205相连，用于根据点火信号电压对第一管理模块101和第二管理模块102执行上电或断电操作。
具体而言，如图2所示，本发明一个示例提出的电动汽车的电源管理装置采用了双CPU（Central Processing Unit，中央处理器）架构，其中MCU（Master Control Unit，主控制单元）是主芯片即第二控制单元204，SCU（Slave Control Unit，从控制单元）是从芯片即第一控制单元202，并且SCU是由POWER IC1（第一电源芯片）即第一电源控制单元201进行供电，MCU是由POWER IC2（第二电源芯片）即第二电源控制单元203进行供电。此外，电源模块103分别与POWER IC1和POWER IC2的输入管脚IN相连，为POWER IC1和POWER IC2提供电源。
也就是说，当整车钥匙打到ON档时，点火开关205闭合，第一电源芯片POWER IC1在使能端ENABLE检测到电压达到一定限值时，第一电源芯片POWER IC1从输出端OUT1输出SCU工作需要的电源电压到SCU的VCC1端，SCU开始工作，并通过第一输出端IO1输出低电平到POWERIC1的保持端HOLD管脚。同时SCU读取整车状态信息，如果整车状态信息正常，则由第二输出端IO2输出高电平使能信号到第二电源芯片POWERIC2的WAKE管脚；如果整车状态信息异常，则SCU输出故障信息并根据故障等级进行相应的故障判定，此时由第二输出端IO2输出低电平使能信号到第二电源芯片POWER IC2的WAKE管脚。
当整车状态信息正常时，POWER IC2的唤醒管脚WAKE收到SCU发出的高电平使能信号，第二电源芯片POWER IC2从输出端OUT2输出MCU需要的电源电压到MCU的VCC2，使MCU开始工作，并且MCU的上电延时由SCU通过软件设置决定，至此实现了对整车控制器进行开机自检的功能，避免整车控制器在存在故障的情况下MCU还工作的风险，提高了整车控制器的可靠性和安全性。
当整车钥匙打到OFF档时，点火开关205断开，第一电源芯片POWERIC1的使能端管脚ENABLE的电压降至为0V，但是由于第一电源芯片POWER IC1具有保持端HOLD管脚，保持HOLD管脚为低电平。当HOLD管脚为低电平时，即使ENABLE管脚电压降至0V时，仍能够使POWER IC1的OUT1保持正常的电压输出。此外，点火信号电压经过点火信号处理模块206处理后分别送至MCU和SCU的AD（Analog-Digital，模拟-数字）通道，由于MCU和SCU通过各自的AD转换器对点火信号电压进行实时监测，在整车钥匙打到OFF档时，当检测到的电压低至一定门槛电压时，MCU和SCU判定整车是在执行断电操作，此时MCU和SCU分别执行保存当时的数据信息的动作，如果此时存在***故障则连同故障信息一同保存，在数据信息保存完后，SCU通过第二输出端IO2输出关闭POWER IC2和释放POWER IC1的HOLD管脚电平命令，使MCU和SCU停止工作，并且MCU和SCU的断电延时可由SCU通过软件设置决定，至此，完成了整车控制器的断电延时工作，防止了在断电瞬间MCU和SCU主要数据信息的丢失，提高了整车的安全性。
以上仅为本发明的一个优选实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变化或技术变种，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的范围内。
根据本发明实施例的电动汽车的电源管理装置，采用了双CPU架构，在硬件上实现了部分冗余，提高了整车控制器的可靠性。此外，主从芯片MCU和SCU采用了各自独立的供电芯片POWER IC1和POWER IC2，同时主从芯片MCU和SCU在上电和断电有严格的逻辑判定，实现了上电开机自检和断电时断电延时的功能，避免了在上电时存在故障情况下运行和断电时数据丢失的风险，提高了整车控制器的安全性。
为达到目的，本发明的第二方面实施例提出了一种电动汽车，包括本发明第一方面实施例提出的电动汽车的电源管理装置。
根据本发明实施例的电动汽车，其整车控制器上电开机自检和断电延时的功能，保证了整车控制器在运行上的安全可靠，并且满足整车控制器对电源稳定性和可靠性的需要。同时采用了双CPU架构，实现了在硬件上的冗余，能够更好地满足目前对电动汽车功能安全要求越来越高的需要。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种电动汽车的电源管理装置，其特征在于，包括第一管理模块和第二管理模块，其中，
所述第一管理模块，所述第一管理模块和所述第二管理模块相连，用于在所述电动汽车的整车钥匙开启时控制所述第二管理模块延时上电以实现对所述电动汽车的整车控制器进行开机自检，以及在所述电动汽车的整车钥匙关闭时控制所述第二管理模块延时断电以保存所述电动汽车在断电时的整车数据信息；以及
电池模块，所述电池模块分别与所述第一管理模块和所述第二管理模块相连，用于给所述第一管理模块和所述第二管理模块供电。
2.如权利要求1所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，所述第一管理模块还包括第一电源控制单元和第一控制单元，其中，
所述第一电源控制单元，用于在所述电动汽车的整车钥匙开启时控制所述第一控制单元上电，并且所述第一电源控制单元包括保持端，所述保持端接收所述第一控制单元输出的保持信号；
所述第一控制单元，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一控制单元上电后通过所述第一输出端输出所述保持信号至所述第一电源控制单元的所述保持端，以及在延迟第一预设时间之后通过所述第二输出端向所述第二管理模块输出启动信号以控制所述第二管理模块启动。
3.如权利要求2所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，所述第一控制单元还用于对所述电动汽车进行检测，并在检测到所述电动汽车异常时通过所述第二输出端输出关闭信号以控制所述第二管理模块关闭。
4.如权利要求3所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，所述第一控制单元还用于在所述电动汽车异常时输出故障信息，并根据所述故障信息进行故障判定。
5.如权利要求2所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，所述第一控制单元还用于在检测到所述整车钥匙关闭时对当前整车数据信息进行保存，以及在延迟第二预设时间之后通过所述第一输出端释放所述保持信号并控制所述第一控制单元和所述第二管理模块关闭。
6.如权利要求2所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，所述第二管理模块还包括第二电源控制单元和第二控制单元，其中，
所述第二电源控制单元分别与所述第一控制单元和所述第二控制单元相连，所述第二电源控制单元根据所述第一控制单元的所述第二输出端的输出控制所述第二控制单元启动和关闭。
7.如权利要求1所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，还包括：
点火开关，用于在所述电动汽车的整车钥匙的控制下生成点火信号。
8.如权利要求7所述的电动汽车的电源管理装置，其特征在于，还包括：
点火信号处理模块，所述点火信号处理模块分别与所述第一管理模块、所述第二管理模块和所述点火开关相连，用于根据点火信号电压对所述第一管理模块和所述第二管理模块执行上电或断电操作。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电动汽车的电源管理装置。
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