CN215681907U - 一种车辆电源冗余***及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆电源冗余***及车辆，车辆电源冗余***包括电源、至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，第一功能单元的功耗大于第二功能单元的功耗；第一功能单元对应设置有第一降压电路、第二降压电路以及第一选择电路，第一降压电路和第二降压电路通过第一选择电路交替接入第一功能单元；第二功能单元对应设置有第三降压电路以及第二选择电路，第一降压电路和/或第二降压电路接入第二选择电路，接入第二选择电路的降压电路通过第二降压电路交替接入第二功能单元。通过本公开的技术方案，实现了更低成本的电源冗余方案。

Description

一种车辆电源冗余***及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆电源冗余***及车辆。

背景技术

对于有高ASIL(Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级)要求的汽车ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，产品研发时通常要在***或设备完成任务起关键作用的地方加入冗余设计，例如在电源***中加入冗余设计，具体做法是增加一套以上功能完全相同的功能通道以保证个别器件故障时，***或设备仍能正常工作，减少***或者设备的故障概率，提高***工作的可靠性。

但是，目前传统的电源冗余方案中，每一个功能单元均需要采用多路电源供电支路互为备份，这种设计导致电源***的成本大幅增长，给整车厂带来较大的成本压力。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种车辆电源冗余***及车辆，实现了更低成本的电源冗余方案。

第一方面，本公开实施例提供了一种车辆电源冗余***，包括：

电源、至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，所述第一功能单元的功耗大于所述第二功能单元的功耗；

所述第一功能单元对应设置有第一降压电路、第二降压电路以及第一选择电路，所述第一降压电路和所述第二降压电路均与所述电源电连接，所述第一选择电路分别与所述第一降压电路、所述第二降压电路和所述第一功能单元电连接，所述第一降压电路和所述第二降压电路通过所述第一选择电路交替接入所述第一功能单元；

所述第二功能单元对应设置有第三降压电路以及第二选择电路，所述第三降压电路与所述电源电连接，所述第二选择电路分别与所述第三降压电路和所述第二功能单元电连接，所述第一降压电路和/或所述第二降压电路接入所述第二选择电路，接入所述第二选择电路的降压电路通过所述第二降压电路交替接入所述第二功能单元。

可选地，所述第一功能单元包括多个第一功能单元子模块，所述第一功能单元子模块之间互为备份；和/或，

所述第二功能单元包括多个第二功能单元子模块，所述第二功能单元子模块之间互为备份。

可选地，所述第二功能单元分别与所述电源的输出端、所述第一降压电路的使能控制端、所述第二降压电路的使能控制端和所述第三降压电路的使能控制端电连接，所述第二功能单元监测所述电源的输出电压；

所述第二功能单元根据所述电源的输出电压控制所述第一降压电路、所述第二降压电路和所述第三降压电路关闭或导通，以及根据所述电源的输出电压控制输出电源电压异常报警信息。

可选地，所述第二功能单元分别与所述第一降压电路的输出端、所述第一降压电路的使能控制端、所述第二降压电路的输出端、所述第二降压电路的使能控制端、第三降压电路的输出端和所述第三降压电路的使能控制端电连接。

可选地，所述第二功能单元监测所述第一降压电路的输出电压，所述第二功能单元根据所述第一降压电路的输出电压控制所述第一降压电路导通或关闭，以及根据所述第一降压电路的输出电压控制输出第一降压电路异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第二降压电路的输出电压，所述第二功能单元根据所述第二降压电路的输出电压控制所述第二降压电路导通或关闭，以及根据所述第二降压电路的输出电压控制输出第二降压电路异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第三降压电路的输出电压，所述第二功能单元根据所述第三降压电路的输出电压控制所述第三降压电路导通或关闭，以及根据所述第三降压电路的输出电压控制输出第三降压电路异常报警信息。

可选地，所述第二功能单元监测所述第一降压电路的输出电流，所述第二功能单元根据所述第一降压电路的输出电流控制所述第一降压电路导通或关闭，以及根据所述第一降压电路的输出电流控制输出负载异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第二降压电路的输出电流，所述第二功能单元根据所述第二降压电路的输出电流控制所述第二降压电路导通或关闭，以及根据所述第二降压电路的输出电流控制输出负载异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第三降压电路的输出电流，所述第二功能单元根据所述第三降压电路的输出电流控制所述第三降压电路导通或关闭，以及根据所述第三降压电路的输出电流控制输出负载异常报警信息。

可选地，所述第二功能单元分别与所述第一降压电路的输出端、所述第二降压电路的输出端以及所述第一选择电路的选择控制端电连接，所述第二功能单元根据所述第一降压电路的输出信号以及所述第二降压电路的输出信号通过所述第一选择电路切换接入所述第一功能单元的降压电路。

可选地，所述第一功能单元为环境感知单元，所述第二功能单元为车辆控制单元。

可选地，所述第一功能单元包括第一环境感知处理器、第二环境感知处理器、第一电源管理电路和第二电源管理电路，所述第一电源管理电路分别与所述第一选择电路和所述第一环境感知处理器电连接，所述第二电源管理电路分别与所述第一选择电路和所述第二环境感知处理器电连接，所述第一电源管理电路控制所述第一环境感知处理器的上电时序，所述第二电源管理电路控制所述第二环境感知处理器的上电时序；

所述第二功能单元包括车辆控制处理器和第三电源管理电路，所述第三电源管理电路分别与所述第二选择电路和所述车辆控制处理器电连接，所述第三电源管理电路控制所述车辆控制处理器的上电时序。

第二方面，本公开实施例还提供了一种车辆，包括如第一方面所述的车辆电源冗余***。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例设置车辆电源冗余***包括电源、至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，第一功能单元的功耗大于第二功能单元的功耗，第一功能单元对应设置有第一降压电路、第二降压电路以及第一选择电路，第一降压电路和第二降压电路均与电源电连接，第一选择电路分别与第一降压电路、第二降压电路和第一功能单元电连接，第一降压电路和第二降压电路通过第一选择电路交替接入第一功能单元，第二功能单元对应设置有第三降压电路以及第二选择电路，第三降压电路与电源电连接，第二选择电路分别与第三降压电路和第二功能单元电连接，第一降压电路和/或第二降压电路接入第二选择电路，接入第二选择电路的降压电路通过第二降压电路交替接入第二功能单元。由此，在保证各功能单元正常工作的基础上，将不同功能单元对应的降压电路进行选择运算，有效减少了车辆电源冗余***中降压电路的数量，实现了更低成本的电源冗余方案。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种车辆电源冗余***的结构示意图；

图2为相关技术采用的一种车辆电源冗余***的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的另一种车辆电源冗余***的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种车辆电源冗余***的安全机制保护方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本公开实施例提供的一种车辆电源冗余***的结构示意图。如图1所示，车辆电源冗余***包括电源10、至少一个第一功能单元1和至少一个第二功能单元2，第一功能单元1的功耗大于第二功能单元2的功耗。示例性地，图1示出了一个第一功能单元1和一个第二功能单元2，第一功能单元1的功耗大于第二功能单元2的功耗。

第一功能单元1对应设置有第一降压电路3、第二降压电路4以及第一选择电路5，第一降压电路3和第二降压电路4均与电源10电连接，第一选择电路5分别与第一降压电路3、第二降压电路4和第一功能单元1电连接，第一降压电路3和第二降压电路4通过第一选择电路5交替接入第一功能单元1。示例性地，电源10可以为车辆中的12V电池，第一降压电路3和第二降压电路4对电源10的输出电压进行降压处理，第一选择电路5可以实现或运算逻辑以实现对第一降压电路3和第二降压电路4进行二选一的功能，被选中的降压电路将降压处理后的电源信号输出至第一功能单元1，以供给第一功能单元1正常工作。

第二功能单元2对应设置有第三降压电路6以及第二选择电路7，第三降压电路6与电源10电连接，第二选择电路7分别与第三降压电路6和第二功能单元2电连接，第一降压电路3和/或第二降压电路4接入第二选择电路7，接入第二选择电路7的降压电路通过第二降压电路4交替接入第二功能单元2。具体地，第三降压电路6对电源10的输出电压进行降压处理，图1示例性地设置第一降压电路3以及第二降压电路4均接入第二选择电路7，也可以设置单独第一降压电路3接入第二选择电路7，或者设置单独第二降压电路4接入第二选择电路7。以第一降压电路3以及第二降压电路4均接入第二选择电路7为例，第二选择电路7可以实现或逻辑运算以实现对第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6进行三选一的功能，被选中的降压电路将降压处理后的电源信号输出至第二功能单元2，以供给第二功能单元2正常工作。

第一功能单元1的功耗大于第二功能单元2的功耗，可以设置车辆电源冗余***中电源10的输出能力大于第一功能单元1所需的最大额定值，即第一功能单元1的供电有余量，将该余量作为功耗相对较低的第二功能单元2的冗余电源并与第二功能单元2对应的第三降压电路6通过第二选择电路7进行或运算，使得第二功能单元2具备三路电源冗余，即对应第一功能单元1，第一降压电路3和第二降压电路4中的一个降压电路出现问题后，另一个降压电路能够正常供给第一功能单元1工作，第一降压电路3和第二降压电路4相对于第一功能单元1互为备份。对应第二功能单元2，第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6中的一个或两个降压电路出现问题后，其余降压电路能够正常供给第二功能单元2工作，第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6相对于第二功能单元2互为备份。

图2为相关技术采用的一种车辆电源冗余***的结构示意图。如图2所示，目前传统的电源冗余方案中，每一个功能单元均需要采用多路电源供电支路互为备份，这种设计导致电源***的成本大幅增长，给整车厂带来较大的成本压力。本公开实施例中，利用对应第一功能单元1的第一降压电路3和/或第二降压电路4与对应第二功能单元2的第三降压电路6进行或运算，使得第二功能单元2具备两路或者三路电源冗余，只要有一路降压电路正常工作，第二功能单元2的供电就不会受到影响，在减少了一路电源供电支路成本的基础上，实现了车辆中更安全的冗余供电，即在保证各功能单元正常工作的基础上，将不同功能单元对应的降压电路进行选择运算，有效减少了车辆电源冗余***中降压电路的数量，实现了更低成本的电源冗余方案。

需要说明的是，图1仅示例性地设置车辆电源冗余***包括一个第一功能单元1和一个第二功能单元2，并非对车辆电源冗余***中第一功能单元1和第二功能单元2数量的限定，也可以设置车辆电源冗余***包括多个第一功能单元1或者包括多个第二功能单元2，可以设置第一功能单元1对应的降压电路同时为多个第二功能单元2提供冗余电源支路，本公开实施例对此不作具体限定。

可选地，如图1所示，可以设置第一功能单元1包括多个第一功能单元子模块11，第一功能单元子模块11之间互为备份；和/或，第二功能单元2包括多个第二功能单元子模块21，第二功能单元子模块21之间互为备份，即可以设置第一功能单元1包括多个第一功能单元子模块11且第二功能单元2包括多个第二功能单元子模块21，也可以设置第一功能单元1包括多个第一功能单元子模块11且第二功能单元2包括一个第二功能单元子模块21，还可以设置第二功能单元2包括多个第二功能单元子模块21且第一功能单元1包括一个第一功能单元子模块11。

具体地，针对第一功能单元1，第一功能单元子模块11的功能相同，第一功能单元1中任何第一功能单元子模块11出现问题，其余第一功能单元子模块11可支撑第一功能单元1实现其正常功能，即第一功能单元子模块11之间互为备份。同样地，针对第二功能单元2，第二功能单元子模块21的功能相同，第二功能单元2中任何一个第二功能单元子模块21出现问题，其余第二功能单元子模块21可支撑第二功能单元2实现其正常功能，即第二功能单元子模块21之间互为备份，有效提高了车辆电源冗余***的安全等级，避免功能单元内器件失效造成功能单元的功能失效。

需要说明的是，本公开实施率对第一功能单元1所包含的第一功能单元子模块11的数量，以及第二功能单元2所包含的第二功能单元子模块21的数量不作具体限定。另外需要说明的是，第一功能单元1对应第一降压电路3和第二降压电路4两个降压电路，第一功能单元1可能包括超过两个第一功能单元子模块11，本公开实施例对第一降压电路3和第二降压电路4与第一功能单元子模块11的供电对应关系不作具体限定，确保每个第一功能单元子模块11均有对应的降压电路向其供给电源即可。

可选地，如图1所示，可以设置第二功能单元2分别与电源10的输出端、第一降压电路3的使能控制端、第二降压电路4的使能控制端和第三降压电路6的使能控制端电连接，第二功能单元2监测电源10的输出电压，第二功能单元2根据电源10的输出电压控制第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6关闭或导通，以及根据电源10的输出电压控制输出电源电压异常报警信息。

具体地，第二功能单元2监测电源10的输出电压，当第二功能单元2监测到电源10的输出电压正常时，控制第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6导通，即控制第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6正常工作。第二功能单元2监测到电源10的输出电压异常，即监测到电源10的输出电压过高或过低时，第二功能单元2关闭所有降压电路的使能信号，即控制第一降压电路3，第二降压电路4和第三降压电路6关闭，避免车辆电源冗余***中器件的损坏。另外，当第二功能单元2监测到电源10的输出电压异常时，还可以控制输出电源电压异常报警信息，例如可以控制车辆的显示装置显示电源电压输出异常的字样，以提醒相关人员对有电源10进行及时的维修。同时，第二功能单元2还可以通过额外的比较器继续监控电源10的输出电压，当电源10的输出电压恢复正常后，第二功能单元2可以自动使能第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6，所有供电支路恢复供电。

可选地，如图1所示，可以设置第二功能单元2分别与第一降压电路3的输出端、第一降压电路3的使能控制端、第二降压电路4的输出端、第二降压电路4的使能控制端、第三降压电路6的输出端和第三降压电路6的使能控制端电连接。需要说明的是，图3仅示例性以虚线表示虚线两端的器件存在电连接关系，没有细化出两个器件之间具体的连接端口，一条虚线也并非限定两个器件之间的实际连接线仅有一条，也不限定器件之间电信号的传输方向。

如图1所示，可以设置第二功能单元2监测第一降压电路3的输出电压，第二功能单元2根据第一降压电路3的输出电压控制第一降压电路3导通或关闭，以及根据第一降压电路3的输出电压控制输出第一降压电路异常报警信息；第二功能单元2监测第二降压电路4的输出电压，第二功能单元2根据第二降压电路4的输出电压控制第二降压电路4导通或关闭，以及根据第二降压电路4的输出电压控制输出第二降压电路异常报警信息；第二功能单元2监测第三降压电路6的输出电压，第二功能单元2根据第三降压电路6的输出电压控制第三降压电路6导通或关闭，以及根据第三降压电路6的输出电压控制输出第三降压电路异常报警信息。

具体地，以第一降压电路3所在供电支路为例，第二功能单元2监测第一降压电路3的输出电压，当第二功能单元2监测到第一降压电路3的输出电压正常时，控制第一降压电路3导通，即控制第一降压电路3正常工作，第二功能单元2监测到第一降压电路3的输出电压异常，即监测到第一降压电路3的输出电压过高或过低时，第二功能单元2判断可能是第一降压电路3自身发生了故障，第二功能单元2关闭第一降压电路3的使能信号，即控制第一降压电路3关闭，避免车辆电源冗余***中器件的损坏。另外，当第二功能单元2监测到第一降压电路3的输出电压异常时，还可以控制输出第一降压电路异常报警信息，例如可以控制车辆的显示装置显示第一降压电路输出异常的字样，以提醒相关人员对第一降压电路3进行及时的维修。同样地，对第二降压电路4的输出电压以及第三降压电路6的输出电压的监测过程与第一降压电路3的输出电压的监测过程类似，这里不再赘述。

可选地，如图1所示，可以设置第二功能单元2监测第一降压电路3的输出电流，第二功能单元2根据第一降压电路3的输出电流控制第一降压电路3导通或关闭，以及根据第一降压电路3的输出电流控制输出负载异常报警信息；第二功能单元2监测第二降压电路4的输出电流，第二功能单元2根据第二降压电路4的输出电流控制第二降压电路4导通或关闭，以及根据第二降压电路4的输出电流控制输出负载异常报警信息；第二功能单元2监测第三降压电路6的输出电流，第二功能单元2根据第三降压电路6的输出电流控制第三降压电路6导通或关闭，以及根据第三降压电路6的输出电流控制输出负载异常报警信息。

具体地，以第一降压电路3所在供电支路为例，第二功能单元2监测第一降压电路3的输出电流，当第二功能单元2监测到第一降压电路3的输出电流正常时，控制第一降压电路3导通，即控制第一降压电路3正常工作，第二功能单元2监测到第一降压电路3的输出电流异常，即监测到第一降压电路3的输出电流过高或过低时，第二功能单元2判断可能是由车辆电源冗余***的负载故障所引起，第二功能单元2关闭第一降压电路3的使能信号，即控制第一降压电路3关闭。另外，当第二功能单元2监测到第一降压电路3的输出电流异常时，还可以控制输出负载异常报警信息，例如可以控制车辆的显示装置显示负载异常的字样。同样地，对第二降压电路4的输出电流以及第三降压电路6的输出电流的监测过程与第一降压电路3的输出电流的监测过程类似，这里不再赘述。

可选地，如图1所示，第二功能单元2分别与第一降压电路3的输出端、第二降压电路4的输出端以及第一选择电路5的选择控制端电连接，第二功能单元2根据第一降压电路3的输出信号以及第二降压电路4的输出信号通过第一选择电路5切换接入第一功能单元1的降压电路。需要说明的是，图2中未示出第二功能单元2与第一选择电路5之间的连接关系。

具体地，第二功能单元2通过监测第一降压电路3的输出信号以及第二降压电路4的输出信号统计第一降压电路3和第二降压电路4的使用情况，进而通过第一选择电路5选择第一降压电路3接入第一功能单元1或者选择第二降压电路4接入第一功能单元1，智能地调整第一降压电路3和第二降压电路4的供电优先顺，避免第一降压电路3或者第二降压电路4长时间高负载工作，进而降低第一降压电路3以及第二降压电路4发生故障的概率。

本公开实施例通过供电冗余度更高的第二功能单元2对电源的输出电压以及各路降压电路的输出电压和输出电流进行实时监控，可以及时发现车辆电源冗余***中的电源故障并控制通断以及发出报警，避免***在无冗余状态下持续工作，有效提高了车辆电源冗余***的安全性，即本公开实施例公开的车辆电源冗余***具备智能的电源监控和处理机制，通过供电冗余度更高的第二功能单元2对电源链路进行智能监控，尤其适用于对于自动驾驶域控制器这类包含多个功能单元的汽车ECU，实现了更安全的电源冗余，更智能的电源监控，更低的实现成本。

在上述实施例的基础上，可以设置第一功能单元1为环境感知单元，第二功能单元2为车辆控制单元。示例性地，车辆例如可以为自动驾驶车辆，环境感知单元可以用于处理车辆上的摄像头或激光雷达等器件获取到的车辆周围环境参数，车辆控制单元可以用于控制车辆的各项行驶参数，以保证车辆行驶安全以及车内的人身安全。环境感知单元的功耗大于车辆控制单元的功耗，车辆控制单元直接关乎车辆行驶安全以及车内人身安全，为自动驾驶域控制器的安全核心部件，因此车辆控制单元的功能安全要求较高。本公开实施例中，对于安全等级要求更高的车辆控制单元，最多可利用第一降压电路3、第二降压电路4和第三降压电路6实现对车辆控制单元的冗余供电，以提高车辆控制单元的安全等级。

图3为本公开实施例提供的另一种车辆电源冗余***的结构示意图。结合图1和图3，可以设置第一功能单元1包括第一环境感知处理器81、第二环境感知处理器82、第一电源管理电路91和第二电源管理电路92，第一电源管理电路91分别与第一选择电路5和第一环境感知处理器81电连接，第二电源管理电路92分别与第一选择电路5和第二环境感知处理器82电连接，第一电源管理电路91控制第一环境感知处理器81的上电时序，第二电源管理电路92控制第二环境感知处理器82的上电时序。第二功能单元2包括车辆控制处理器83和第三电源管理电路93，第三电源管理电路93分别与第二选择电路7和车辆控制处理器83电连接，第三电源管理电路93控制车辆控制处理器83的上电时序。

具体地，环境感知处理器例如可以为环境感知MPU(Main Processor Unit，主处理单元)，车辆控制处理器例如可以为车辆控制MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)，第一降压电路3和第二降压电路4对应环境感知单元实现一级降压，对于第一环境感知处理器81以及第二环境感知处理器82，均有多路电源对其进行电源的供给，因此设置第一电源管理电路91以控制第一环境感知处理器81的上电时序，设置第二电源管理电路92以控制第二环境感知处理器82的上电时序。

环境感知单元采用两路功能相似的处理器做功能冗余，即第一功能单元1包括两个第一功能单元子模块11，即环境感知单元包括第一环境感知处理器81和第二环境感知处理器82，第一环境感知处理器81和第二环境感知处理器82均正常工作时，第一环境感知处理器81和第二环境感知处理器82进行感知融合，以确保车辆的感知、识别以及测距等结果的准确性。当一路处理器故障时，例如当第一环境感知处理器81或者第二环境感知处理器82故障时，***的功能降级，但另一路处理器仍然可以保证车辆电源冗余***基本安全的需求，比如感知障碍物以及识别安全停车区域等。

环境感知单元很少有ASIL-D安全级别的SOC(System On Chip，***级芯片)方案，车辆控制单元有较多ASIL-D方案，即图3可以设置环境感知单元包括第一环境感知处理器81和第二环境感知处理器82这两个环境感知处理器，而车辆控制单元仅包括一个车辆控制处理器83。车辆控制单元的处理器可以选择高安全性的符合ASIL-D的MCU，车辆控制单元正常工作时运行车辆的控制算法以控制车辆正常行驶，同时车辆控制单元还可以获取环境感知单元的工作状态，当车辆控制单元监测到环境感知单元故障时，可以发出报警并安全停车。

环境感知单元的功耗高，电流大，车辆控制单元的功耗相对较小，电流相对较小，采用两路独立电源，即第一降压电路3和第二降压电路4进行或运算的方案，实现对环境感知单元的冗余供电，采用独立电源，即第三降压电路6给车辆控制单元供电，同时将第一降压电路3、第二降压电路4以及第三加压电路进行或运算，以使第一降压电路3和第二降压电路4的供电余量作为车辆控制单元的双份电源冗余，实现冗余度更高、安全性更强的电源冗余方案，以满足车辆控制单元的电源安全要求。

车辆控制单元监控电源10的输出电压、各路降压电路的输出电压和输出电流，并根据监测结果执行相应的安全机制，如果在车辆行驶时发现电源故障，车辆控制单元控制尽快将车辆停到安全区域后执行相关操作，如果在车辆停止时发现电源故障，车辆控制单元则直接执行操作并发出报警信号。

图4为本公开实施例提供的一种车辆电源冗余***的安全机制保护方法的流程示意图。如图4所示，车辆电源冗余***的安全机制保护方法包括：

S101、开始。

S102、判断电源的输出电压是否正常；若是，执行S103；若否，执行S106。

S103、判断降压电路的输出电压是否正常；若是，执行S104；若否，执行S108；

S104、判断降压电路的输出电流是否正常；若是，执行S105；若否，执行S110；

S105、智能地调整第一降压电路和第二降压电路的供电顺序。

S106、输出电源的输出电压异常报警信息。

S107、关闭所有的降压电路。

S108、输出对应的降压电路异常报警信息。

S109、关闭相应的降压电路。

S110、输出负载故障报警信息；

S111、关闭相应的降压电路。

S112、结束。

本公开实施例将不同功能单元的供电进行或运算，可在保证各功能单元正常工作的前提下，实现更低成本、更高安全性的电源冗余方案。本公开实施例还对电源链路进行智能监控，增加了车辆电源冗余***工作的安全性，即本公开实施例通过供电冗余度更高的第二功能单元对电源的输出电压、各路降压电源的输出电压和输出电流进行实时监控，可及时发现电源故障并控制通断以及发出报警信息，避免***在无冗余状态下持续工作，保障***安全性。由此，本公开实施例在保证各功能单元正常工作的基础上，将不同功能单元对应的降压电路进行选择运算，有效减少了车辆电源冗余***中降压电路的数量，实现了更低成本的电源冗余方案，对核心安全器件，实现了更高冗余度的电源冗余方案，具备智能的电源监控和处理机制。

本公开实施例还提供了一种车辆，车辆包括如上述实施例所述的车辆电源冗余***，因此本公开实施例提供的车辆具备上述实施例所述的有益效果。本公开实施例提供的车辆例如可以为自动驾驶车辆，针对不同的自动驾驶技术方案以及不同类型的汽车ECU，功能单元的数量以及组成可以不同，电源输入后，通过将不同功能单元的供电进行或运算以实现电源冗余方案。另外，本公开实施例的车辆可以为燃油汽车、纯电动车辆或者油电混合动力车辆等，本公开实施例对此不作具体限定。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆电源冗余***，其特征在于，包括：

电源、至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，所述第一功能单元的功耗大于所述第二功能单元的功耗；

所述第一功能单元对应设置有第一降压电路、第二降压电路以及第一选择电路，所述第一降压电路和所述第二降压电路均与所述电源电连接，所述第一选择电路分别与所述第一降压电路、所述第二降压电路和所述第一功能单元电连接，所述第一降压电路和所述第二降压电路通过所述第一选择电路交替接入所述第一功能单元；

所述第二功能单元对应设置有第三降压电路以及第二选择电路，所述第三降压电路与所述电源电连接，所述第二选择电路分别与所述第三降压电路和所述第二功能单元电连接，所述第一降压电路和/或所述第二降压电路接入所述第二选择电路，接入所述第二选择电路的降压电路通过所述第二降压电路交替接入所述第二功能单元。

2.根据权利要求1所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第一功能单元包括多个第一功能单元子模块，所述第一功能单元子模块之间互为备份；和/或，

所述第二功能单元包括多个第二功能单元子模块，所述第二功能单元子模块之间互为备份。

3.根据权利要求1所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第二功能单元分别与所述电源的输出端、所述第一降压电路的使能控制端、所述第二降压电路的使能控制端和所述第三降压电路的使能控制端电连接，所述第二功能单元监测所述电源的输出电压；

所述第二功能单元根据所述电源的输出电压控制所述第一降压电路、所述第二降压电路和所述第三降压电路关闭或导通，以及根据所述电源的输出电压控制输出电源电压异常报警信息。

4.根据权利要求1所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第二功能单元分别与所述第一降压电路的输出端、所述第一降压电路的使能控制端、所述第二降压电路的输出端、所述第二降压电路的使能控制端、第三降压电路的输出端和所述第三降压电路的使能控制端电连接。

5.根据权利要求4所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第二功能单元监测所述第一降压电路的输出电压，所述第二功能单元根据所述第一降压电路的输出电压控制所述第一降压电路导通或关闭，以及根据所述第一降压电路的输出电压控制输出第一降压电路异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第二降压电路的输出电压，所述第二功能单元根据所述第二降压电路的输出电压控制所述第二降压电路导通或关闭，以及根据所述第二降压电路的输出电压控制输出第二降压电路异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第三降压电路的输出电压，所述第二功能单元根据所述第三降压电路的输出电压控制所述第三降压电路导通或关闭，以及根据所述第三降压电路的输出电压控制输出第三降压电路异常报警信息。

6.根据权利要求4所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第二功能单元监测所述第一降压电路的输出电流，所述第二功能单元根据所述第一降压电路的输出电流控制所述第一降压电路导通或关闭，以及根据所述第一降压电路的输出电流控制输出负载异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第二降压电路的输出电流，所述第二功能单元根据所述第二降压电路的输出电流控制所述第二降压电路导通或关闭，以及根据所述第二降压电路的输出电流控制输出负载异常报警信息；

所述第二功能单元监测所述第三降压电路的输出电流，所述第二功能单元根据所述第三降压电路的输出电流控制所述第三降压电路导通或关闭，以及根据所述第三降压电路的输出电流控制输出负载异常报警信息。

7.根据权利要求1所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第二功能单元分别与所述第一降压电路的输出端、所述第二降压电路的输出端以及所述第一选择电路的选择控制端电连接，所述第二功能单元根据所述第一降压电路的输出信号以及所述第二降压电路的输出信号通过所述第一选择电路切换接入所述第一功能单元的降压电路。

8.根据权利要求1-7任一项所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第一功能单元为环境感知单元，所述第二功能单元为车辆控制单元。

9.根据权利要求8所述的车辆电源冗余***，其特征在于，所述第一功能单元包括第一环境感知处理器、第二环境感知处理器、第一电源管理电路和第二电源管理电路，所述第一电源管理电路分别与所述第一选择电路和所述第一环境感知处理器电连接，所述第二电源管理电路分别与所述第一选择电路和所述第二环境感知处理器电连接，所述第一电源管理电路控制所述第一环境感知处理器的上电时序，所述第二电源管理电路控制所述第二环境感知处理器的上电时序；

所述第二功能单元包括车辆控制处理器和第三电源管理电路，所述第三电源管理电路分别与所述第二选择电路和所述车辆控制处理器电连接，所述第三电源管理电路控制所述车辆控制处理器的上电时序。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的车辆电源冗余***。

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