CN218920055U - 支持电网重构的电源***及自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持电网重构的电源***及自动驾驶车辆，涉及车辆技术领域，具体可应用于自动驾驶等领域。具体实现方案包括：主电源模块、冗余电源模块、电网重构模块、主负载模块、冗余负载模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，主负载模块和冗余负载模块均包括至少一种负载以及至少一个第四开关，第四开关与负载一一对应串联连接；电网重构模块分别与第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的控制端连接，以对第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的通断状态进行控制。采用上述方案的本实用新型可以提高电源***的故障容错性。

Description

支持电网重构的电源***及自动驾驶车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术和自动驾驶领域，尤其涉及一种支持电网重构的电源***及自动驾驶车辆。

背景技术

随着科学技术的发展，车辆的发展也越来越迅速。相关技术中，自动驾驶车辆可以通过采用双低压电源冗余设计的低压供电***对整车低压用电器进行低压供电。然而，该低压供电***故障容错性较低，一旦出现电源***故障，就快速隔离主、辅电源回路，控制车辆进入紧急状态并靠边停靠，无法适应多维度电源故障。

实用新型内容

本实用新型提供了一种支持电网重构的电源***及自动驾驶车辆，主要目的在于提高电源***的故障容错性。

根据本实用新型的一方面，提供了一种支持电网重构的电源***，包括：主电源模块、冗余电源模块、电网重构模块、主负载模块、冗余负载模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，所述主负载模块和所述冗余负载模块均包括至少一种负载以及至少一个第四开关，所述第四开关与所述负载一一对应串联连接；其中，

所述主电源模块的输出端与所述第一开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第二端分别与所述主负载模块的输入端和所述第三开关模块的第一端连接，所述第三开关模块的第二端分别与所述第二开关模块的第一端和所述冗余负载模块的输入端连接，所述第二开关模块的第二端与所述冗余电源模块的输出端连接；

所述电网重构模块分别与所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述第三开关模块和所述至少一个第四开关的控制端连接，以对所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述第三开关模块和所述至少一个第四开关的通断状态进行控制。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种自动驾驶车辆，包括前述一方面中任一项所述的支持电网重构的电源***。

综上，本实用新型提供的支持电网重构的电源***，可以提高电源***的故障容错性。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本实用新型的限定。其中：

图1示出本实用新型实施例提供的一种L3级别自动驾驶车型的供电***的结构示意图；

图2是根据本实用新型第一实施例的支持电网重构的电源***的结构示意图；

图3是根据本实用新型第二实施例的支持电网重构的电源***的结构示意图；

图4是根据本实用新型第三实施例的支持电网重构的电源***的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的整车电源故障处理框图；

图6是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的故障场景处理架构图；

图7是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的故障场景处理架构图；

图8是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的故障场景处理架构图；

图9是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的故障场景处理架构图；

图10是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的故障场景处理架构图。

附图标记说明：第一开关-SW1；第二开关-SW2；第三开关-SW3。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型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。

随着自动驾驶技术的发展，从L2开始的辅助驾驶***到L3的有限自动驾驶***均受到了广泛的关注。从自动驾驶功能安全角度出发，除开对环境中极限工况(如落石、施工路或车祸等)的危险场景处理外，在自动驾驶领域中，更需要进行重点关注的场景集中于控制器和执行器的失效问题处理上。供电***作为自动驾驶关键***，其架构、拓扑、控制策略、关键零部件等与非自动驾驶车辆有巨大差异。

针对无人驾驶运营车辆，若供电***出现故障导致低压电源失效，导致转向助力、驱动控制、制动控制等功能的失控或是功能降级，车辆出现失控或是紧急停车，会导致乘客恐慌并带来不便，严重情况会威胁乘客生命安全。

若在自动驾驶工况低压电源失效，可导致转向助力、驱动控制、制动控制等功能的失控，严重的情况下会对驾乘人员造成人身的伤害时，车辆危险状态对应分析的车辆安全完整性等级(Automotive Safety Integration Level，ASIL)如表(1)所示：

表(1)

图1示出本实用新型实施例提供的一种L3级别自动驾驶车型的供电***的结构示意图。如图1所示，其采用单耦合器+冗余蓄电池进行双低压电源冗余设计，在传统供电架构基础上增加主、辅助电源回路耦合器、辅助蓄电池、辅助蓄电池智能传感器(IBS)、辅助蓄电池电器盒等部件，其中主、辅助电源回路耦合器负责监控主、辅电源回路状态，当某一电源回路出现欠压、过压、短路等电源***故障时，快速可靠隔离主、辅电源回路，保证车辆进入紧急状态。此时，紧急状态下的车辆基础负载及舒适性负载功能丧失，仅保留一半制动及转向能力，支持车辆在短时间(100-300s)内安全停靠。

需要说明的是，无人驾驶运营车要求整车电源***具备堪比飞机电源***的高可靠性要求，对于供电***的容错要求极高，要适应多维度电源故障，保障供电不中断。电源***应能具有控制器检测、监控、管理和保护功能。

具体而言，L4自动驾驶车辆，尤其是无人驾驶运营车，若出现供电***故障，需保障车辆能顺利护送乘客安全抵达，允许部分舒适性负载功能降级。继续完成订单过程中，车辆除自动驾驶、转向***、制动***、动力***之外的正常行驶基本功能也需要满足，比如必要的热管理、车门解锁、车辆紧急呼叫***(eCall)等等。

易于理解的是，L3级别自动驾驶车型的供电***出现供电***故障时仅能支持车辆靠边停靠，故障容错性较低，不适用于L4及以上无人驾驶运营车辆，供电***功能安全低，无法达到ASIL D。同时，两路低压蓄电池接一路直流直流(Direct Current-DirectCurrent，DCDC)变换器，不能分别进行变电压控制，存在蓄电池均衡问题，当两路蓄电池压差大(如单一蓄电池亏电)时，存在电流倒灌等问题，只能采用同充同放策略，可能导致某一电池的过充，导致降低蓄电池寿命。

下面结合具体的实施例对本实用新型进行详细说明。

图2是根据本实用新型第一实施例的支持电网重构的电源***的结构示意图。

如图2所示，该支持电网重构的电源***，包括：主电源模块、冗余电源模块、电网重构模块、主负载模块、冗余负载模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，主负载模块和冗余负载模块均包括至少一种负载以及至少一个第四开关，第四开关与负载一一对应串联连接；其中，

主电源模块的输出端与第一开关模块的第一端连接，第一开关模块的第二端分别与主负载模块的输入端和第三开关模块的第一端连接，第三开关模块的第二端分别与第二开关模块的第一端和冗余负载模块的输入端连接，第二开关模块的第二端与冗余电源模块的输出端连接；

电网重构模块分别与第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的控制端连接，以对第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的通断状态进行控制。

根据一些实施例，电网重构模块又称二级配电中心，是实现电网重构、电源管理和故障监测的关键部件，其可以依靠自身的电路和程序，对整车电源的状态进行检测和监控，并对故障进行检测和隔离，具备电压电流监测、短路断路故障监测及相应、电网重构等功能。支持单路电源故障时，重构供电网络，隔离故障源对电网的影响的同时，另一路电源自动接入电网，满足整车正常供电。

在一些实施例中，该电网重构模块例如可以为电源配电器(PNG)。PNG在工作过程中，可以根据整车功率分配及故障的实际情况，选择适当的供电结构布局。具体来说，PNG搭载电源管理***，电源管理***作为逻辑指挥中心，通过收集的参数加载或卸载，可以避免大负载集中突加或突卸所引起的电压波动，因而改善并保护了供电质量。同时，电源管理***在主电源故障时，可以根据负载优先等级程序、电源现有功率条件和无人驾驶运营任务的要求，接通优先等级程度较高的负载，重构电网，保证车辆在最佳的限电条件下安全到达订单终点，功能安全等级高。

在一些实施例中，电网重构模块可以根据第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关对应的开关状态信息，分别对第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的通断状态进行控制。

根据一些实施例，主电源模块负责整车上全部基础电气负载的能源，和安全负载的主电源。

在一些实施例中，冗余电源模块作为一个独立的电源***，起到辅助电源的作用。当主电源模块对应的主电源回路***失效时冗余电源模块向整车重要基础负载及全部安全负载供电，其余时间则作为安全负载的辅助电源。

可选地，在本实用新型实施例中，图3是根据本实用新型第二实施例的支持电网重构的电源***的结构示意图。如图3所示，支持电网重构的电源***还包括动力电池，主电源模块包括主直流直流变换器和主蓄电池，冗余电源模块包括冗余直流直流变换器和冗余蓄电池，第一开关模块包括第一开关子模块和第五开关，第二开关模块包括第二开关子模块和第六开关，其中，

动力电池的输出端分别与主直流直流变换器的输入端和冗余直流直流变换器的输入端连接；

主直流直流变换器的输出端与第一开关子模块的第一端连接，第一开关子模块的第二端分别与主负载模块的输入端、第五开关的第一端和第三开关模块的第一端连接，第五开关的第二端与主蓄电池的正极连接，主蓄电池的负极接地；

冗余直流直流变换器的输出端与第二开关子模块的第一端连接，第二开关子模块的第二端分别与冗余负载模块的输入端、第六开关的第一端和第三开关模块的第二端连接，第六开关的第二端与冗余蓄电池的正极连接，冗余蓄电池的负极接地；

电网重构模块分别与主蓄电池的正极、冗余蓄电池的正极、第五开关和控制端和第六开关的控制端连接。

根据一些实施例，如图3所示，电网重构模块包括微控制单元和第一线性稳压器和第二线性稳压器；其中，

主蓄电池的正极与第一线性稳压器的输入端连接，第一线性稳压器的输出端与微控制单元连接；

冗余蓄电池的正极与第二线性稳压器的输入端连接，第二线性稳压器的输出端与微控制单元连接；

微控制单元分别与第五开关和控制端和第六开关的控制端连接。

在一些实施例中，微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，其为芯片级的计算机，其内部可以运行有电源管理***。

在一些实施例中，线性稳压器(第一线性稳压器和第二线性稳压器)指的是从输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压的器件。该线性稳压器例如可以为低压差线性稳压器(low dropout regulator，LDO)。

根据一些实施例，主直流直流变换器(主DCDC)和冗余直流直流变换器(冗余DCDC)，可以将动力电池的高压电转换为12V低压电，其作为大功率供电直流电源可以为整车持续供电。冗余DCDC既可以作为辅助电源工作也作为电网重构后的电源供电来源，单独给冗余电源回路供电，还可以独立控制冗余蓄电池充放电，具有良好的可控性。

根据一些实施例，主蓄电池和冗余蓄电池可以将化学能转变成电能为整车启动提供低压直流电能，在DCDC(主DCDC和冗余DCDC)未输出时给整车用电器供电，并储存DCDC输出的多余电能，在整车电压出现较大幅度电压波动时起到稳定整车电压的作用。该主蓄电池和冗余蓄电池例如可以为12V蓄电池。

在一些实施例中，还可以给该主蓄电池和冗余蓄电池分别配置蓄电池智能传感器IBS、蓄电池电器盒等部件。此时，PNG配合传感器监控以及电源管理***，可以保证两块电池之间的电平衡。

易于理解的是，通过设置两个蓄电池作为电源架构中的稳压部件，协同电源管理***(ERM软件策略)可以保障整车电网供电平衡。同时，整车供电***正常工作时，PNG可以控制第三开关模块将两路电源隔离，此时两路电源隔离互不影响，主蓄电池和冗余蓄电池可独立的进行电源管理(如变电压控制)，提高充电效率，提高蓄电池寿命，可以减少两块电池之间存在均衡问题的情况。

可选地，在本实用新型实施例中，第一开关子模块包括串联连接的第一开关和第一电流采集模块，第二开关子模块包括串联连接的第二开关和第二电流采集模块，第三开关模块包括串联连接的第三开关和第三电流采集模块；其中，

微控制单元分别与第一开关的控制端、第二开关的控制端、第三开关的控制端、至少一个第四开关的控制端、第一电流采集模块的输出端、第二电流采集模块的输出端和第三电流采集模块的输出端连接。

易于理解的是，通过设置第一电流采集模块、第二电流采集模块和第三电流采集模块，使得第一开关子模块、第二开关子模块和第三开关模块均具备电流检测能力以及电压检测能力，其电流检测精度例如可以≤±(50mA+1％)，其采样分辨率例如可以为±0.02V。

根据一些实施例，图4是根据本实用新型第三实施例的支持电网重构的电源***的结构示意图。如图4所示，第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3为第一MOSFET。该第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3在无故障情况下为常闭状态。

在一些实施例中，第一MOSFET为大功率MOSFET(MOS Matrix)。该第一MOSFET对应的功率范围为2500W至3000W。因此，该第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3具备温度检测能力，温度检测精度对应的采样分辨率可以为±3℃。

在一些实施例中，如图4所示，第五开关和第六开关为第二MOSFET，第二MOSFET对应的功率范围为800W至1200W。

根据一些实施例，如图4所示，该MCU为ASIL D安全(safety)MCU，该支持电网重构的电源***具备过压保护、欠压保护、过流(短路)保护、过温保护功能。

在一些实施例中，当第一开关SW1和/或第二开关SW2对应的电压超过第一电压阈值的时长大于第一分断时长，或MCU判断该第一开关SW1和/或第二开关SW2对应的电压超过第一电压阈值的时长大于第二分断时长时，该第一开关SW1和/或第二开关SW2将进行过压分断。其中，第一分断时长例如可以为100us，第二分断时长例如可以为100ms。

在一些实施例中，当第一开关SW1和/或第二开关SW2对应的电压超过第二电压阈值的时长大于第三分断时长，或MCU判断该第一开关SW1和/或第二开关SW2对应的电压超过第二电压阈值的时长大于第四分断时长，该第一开关SW1和/或第二开关SW2将进行欠压分断。其中，第三分断时长例如可以为100us，第四分断时长例如可以为100ms。

在一些实施例中，当第一开关SW1和/或第二开关SW2对应的电流超过第一电流阈值的时长大于第五分断时长，或MCU判断第一电流采集模块和/或第二电流采集模块采集的电流超过第一电流阈值的时长大于第六分断时长时，该第一开关SW1和/或第二开关SW2将进行分断保护。其中，第五分断时长例如可以为100us，第六分断时长例如可以为100ms。该第一电流阈值例如可以为1200A，该电流为电流源流向主回路的电流。

在一些实施例中，当OUT1至OUT7对应的电路支路中任一第四开关对应的电流超过第二电流阈值的时长大于第七分断时长，该任一第四开关将进行分断保护。其中，第七分断时长例如可以为100ms。该第二电流阈值例如可以为100A，该电流为电流源流向主回路的电流。

在一些实施例中，当第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3以及至少一个第四开关中任一开关温度超出温度阈值，该任一开关将进行分断保护。该温度阈值例如可以为135摄氏度。

根据一些实施例，支持电网重构的电源***还包括通讯模块；其中，

通讯模块与冗余负载模块连接。

在一些实施例中，如图4所示，该通讯模块例如可以为CAN通讯模块。当CAN通讯模块接收到上位机发送的针对任一开关输入的分断指令时，MCU可以控制该任一开关断开，断开时长例如可以为100ms。

可选地，在本实用新型实施例中，如图4所示，第四开关为第二MOSFET或电子保险丝。主负载模块对应的至少一种负载包括车身负载、前舱负载、电控制动***IPU和电动助力转向EPS Main1，冗余负载模块对应的至少一种负载包括冗余负载、冗余制动***RBU和冗余助力转向EPS Main2；其中，

车身负载、前舱负载和冗余负载对应的第四开关为第二MOSFET，电控制动***IPU、电动助力转向EPS Main1、冗余制动***RBU和冗余助力转向EPS Main2对应的第四开关为电子保险丝E-fuse。

易于理解的是，设置电控制动***IPU、电动助力转向EPS Main1、冗余制动***RBU和冗余助力转向EPS Main2对应的第四开关为E-fuse，因此可以减少大功率(100A)安全负载(电控制动***IPU、电动助力转向EPS Main1、冗余制动***RBU和冗余助力转向EPSMain2)对普通负载(车身负载、前舱负载和冗余负载)电网的影响，当任一安全负载出故障时，可以通过断开该故障安全负载对应的E-fuse来隔离该故障安全负载对电网的影响。

根据一些实施例，车身负载、前舱负载和冗余负载均包括至少一个第七开关和至少一种子负载，第七开关与子负载一一对应串联连接；其中，

至少一个第七开关的控制端与电网重构模块连接。

根据一些实施例，该子负载包括但不下限于自驾主机(ADC)、车身域控制器(BDCU)、坐舱主机(CDC)、热管理、三电、雷达(Lider)、灯光、定位设备等。

需要说明的是，对于子负载和负载来说，对于冗余供电节点有所需求的主要分为两类：一种如转向灯和制动灯，需要为功能相同的2个模块分配不同的独立供电节点，以避免2个模块同时失效的工况出现。另一种如EPS、电子制动***、自动驾驶***ADAS，这类与智能驾驶强相关的零件，其本身的功能安全等级较高，其单个零件就需要2个独立的供电节点作为冗余设计。

在一些实施例中，该至少一个第七开关为E-fuse，因此，当任一子负载出现故障时，可以通过断开该故障子负载对应的E-fuse来减少对安全负载(电控制动***IPU、电动助力转向EPS Main1、冗余制动***RBU和冗余助力转向EPS Main2)产生影响。

易于理解的是，如图4所示，本实用新型实施例提供的支持电网重构的电源***可以对整车供电***进行全方位多参数监控，当任一电源分回路发生故障时，可以迅速作出反应，将故障点与整车进行隔离，可以适配无人驾驶运营场景，更加适应无人运营车场景。同时，除考虑传统私家车自驾场景外，针对性进行整改，***容错性提高。

可选地，在本实用新型实施例中，基于车辆自动驾驶目标为L4及以上，针对运营车辆，本实用新型实施例提供支持电网重构的电源***的设计指标可达成：

功能安全需求：动力电池故障等一级故障，可支持车辆执行应急车道靠边停车，功能安全等级ASIL D；以供电***功能安全等级为ASIL D为设计目标；

功能容错需求：任一单路电源发生故障，车辆继续行驶至订单结束前往维修点。

根据一些实施例，本实用新型实施例提供支持电网重构的电源***的***功能安全等级如表(2)所示：

在一些实施例中，针对车辆可能存在的集中电源故障进行分析，结果表明具体包括以下几种电源故障：

主电源故障：动力电池故障、DCDC故障、蓄电池故障；

供电主回路故障：回路短路、回路断路、线束阻抗高、回路欠压/过压；

功能安全负载回路故障：零部件短路故障引起电网欠压、保险丝非预期熔断；

关键/普通负载回路故障：保险丝盒短路故障引起电网欠压、保险丝非预期熔断。

针对上述故障，任一单路电源发生故障，车辆继续行驶至订单结束前往维修点时，具体电源功能如表(3)所示：

表(3)

可选地，在本实用新型实施例中，图5是根据本实用新型实施例的支持电网重构的电源***的整车电源故障处理框图，具体电网重构过程可根据需要进行调整。

以一个场景举例，如图6所示，当主回路电压拉低直至负载欠压死机导致主DCDC(DCDC1)故障时，PNG检测电压欠压，PNG动作电网重构，整车低压供电由冗余DCDC(DCDC2)提供，同时根据电平衡调节，关闭舒适性负载，主回路开关(第一开关模块)断开，跨电网开关(第三开关模块)闭合，以使整车行驶至订单结束，在舒适性负载功能降级的情况下前往维修点。

以一个场景举例，如图7所示，当主蓄电池接地短路导致供电主回路故障时，PNG检测电压欠压，PNG动作电网重构，整车低压供电由冗余DCDC(DCDC2)提供，同时根据电平衡调节，关闭舒适性负载，主回路开关(第一开关模块)断开，跨电网开关(第三开关模块)闭合，以使整车行驶至订单结束，在舒适性负载功能降级的情况下前往维修点。

以一个场景举例，当零部件故障，例如电机堵转时，由于电流持续增大，保险熔断速度慢，主回路电压拉低直至负载欠压死机，导致安全负载回路故障，例如电动助力转向(主EPS)回路故障，如图8所示。此时，电动助力转向(主EPS)对应的E-fuse检测电流超出第二电流阈值时，该E-fuse将断开以切断故障件供电回路，不影响其他负载正常工作，以使供电***可支持整车行驶至订单结束，在转向***功能降级的情况下前往维修点。

以一个场景举例，如图9所示，当关键/普通负载回路短路导致关键/普通负载回路故障时，该故障分支回路保险熔断，不影响其他供电回路电压。具体来说，当子负载对应的E-fuse(或迷你保险丝)检测到电流超出第三电流阈值时，该子负载对应的E-fuse将断开以切断故障件供电回路，从而不影响其他负载正常工作，供电***可支持整车行驶至订单结束，在故障零部件相关功能降级的情况下前往维修点。

以一个场景举例，如图10所示，当动力电池故障时，整车动力丢失，依靠蓄电池进行应急供电。此时，三电***报故障，PNG检测电压欠压，PNG动作电网重构，控制主回路开关(第一开关模块)和冗余回路开关(第二开关模块)保持闭合，控制跨电网开关(第三开关模块)保存断开，此时，主蓄电池与冗余蓄电池并联供电。同时根据电平衡调节，关闭舒适性负载，车辆安全停靠，支持车辆在舒适性负载功能降级的情况下执行300s安全停车和60mins等待救援操作。

需要说明的是，功能降级指的是负载对应的相关功能降低。例如，助力转向功能包括主EPS和冗余EPS，当车辆正常工作时，该主EPS和冗余EPS均正常工作，助力转向功能为最高级，若主EPS故障，则主EPS处于非工作状态，仅有冗余EPS工作，从而导致助力转向功能不完全造成助力转向功能将降级。

易于理解的是，本实用新型实施例提供的支持电网重构的电源***，对于无人驾驶L4及以上等级的车型来说，车辆不需要驾驶员介入整车控制，当车辆低压供电***出现故障的情况下，可以无人介入且保证车辆继续护送乘客完成订单，并支持自主前往停车场。整车供电***除满足低压电源故障容错外，还可以保障长时间(30-120mins)的供电。

同时，功能安全等级(针对电网欠压，过压故障)可达到ASIL D，为整车提供两路互为冗余互相补偿的电源，每路电源功能安全等级可达到ASIL B(针对电网欠压，过压故障)，适用于L4及以上无人驾驶运营车型，运营场景下，整车供电网络故障下的订单完成率可以提高9倍，可以减少供电网络的低压电源单点失效工况引起的安全风险(碰撞风险)，可以保障乘客安全及感受，保证护送乘客前往目的地，减少人为介入的成本。

另外，通过容错的冗余电网***实现高等级安全供电，可以应对高等级自动驾驶应用场景，可以保证冗余***的持续供电，可以进一步将相关故障诊断和处理需求分配到除隔离器之外的零部件上，比如DCDC避免过压。同时，还可以降低运营车辆的平均修复时间、平均订单延误时间、提高***的平均故障间隔时间，因而使***的可用性得到提高，维护费用得到降低，维修活动得到减少。

综上，本实用新型实施例提供的支持电网重构的电源***，包括：主电源模块、冗余电源模块、电网重构模块、主负载模块、冗余负载模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，主负载模块和冗余负载模块均包括至少一种负载以及至少一个第四开关，第四开关与负载一一对应串联连接；其中，主电源模块的输出端与第一开关模块的第一端连接，第一开关模块的第二端分别与主负载模块的输入端和第三开关模块的第一端连接，第三开关模块的第二端分别与第二开关模块的第一端和冗余负载模块的输入端连接，第二开关模块的第二端与冗余电源模块的输出端连接；电网重构模块分别与第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的控制端连接，以对第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和至少一个第四开关的通断状态进行控制。因此，当出现电源***故障，可以无需隔离主、辅电源回路，控制车辆进入紧急状态并靠边停靠，可以根据不同故障类型对***中开关的通断状态进行控制，可以适应多维度电源故障。

根据本实用新型实施例，本实用新型还提供了一种自动驾驶车辆。

具体的，该自动驾驶车辆，包括：如前述实施例所示的支持电网重构的电源***。

综上，本实用新型实施例提供的自动驾驶车辆，包括支持电网重构的电源***。因此，当出现电源***故障，可以无需隔离主、辅电源回路，控制车辆进入紧急状态并靠边停靠，可以根据不同故障类型对***中开关的通断状态进行控制，可以适应多维度电源故障。

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实用新型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可以针对不同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种支持电网重构的电源***，其特征在于，包括：主电源模块、冗余电源模块、电网重构模块、主负载模块、冗余负载模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，所述主负载模块和所述冗余负载模块均包括至少一种负载以及至少一个第四开关，所述第四开关与所述负载一一对应串联连接；其中，

所述主电源模块的输出端与所述第一开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第二端分别与所述主负载模块的输入端和所述第三开关模块的第一端连接，所述第三开关模块的第二端分别与所述第二开关模块的第一端和所述冗余负载模块的输入端连接，所述第二开关模块的第二端与所述冗余电源模块的输出端连接；

所述电网重构模块分别与所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述第三开关模块和所述至少一个第四开关的控制端连接，以对所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述第三开关模块和所述至少一个第四开关的通断状态进行控制。

2.根据权利要求1所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述支持电网重构的电源***还包括动力电池，所述主电源模块包括主直流直流变换器和主蓄电池，所述冗余电源模块包括冗余直流直流变换器和冗余蓄电池，所述第一开关模块包括第一开关子模块和第五开关，所述第二开关模块包括第二开关子模块和第六开关，其中，

所述动力电池的输出端分别与所述主直流直流变换器的输入端和所述冗余直流直流变换器的输入端连接；

所述主直流直流变换器的输出端与所述第一开关子模块的第一端连接，所述第一开关子模块的第二端分别与所述主负载模块的输入端、所述第五开关的第一端和所述第三开关模块的第一端连接，所述第五开关的第二端与所述主蓄电池的正极连接，所述主蓄电池的负极接地；

所述冗余直流直流变换器的输出端与所述第二开关子模块的第一端连接，所述第二开关子模块的第二端分别与所述冗余负载模块的输入端、所述第六开关的第一端和所述第三开关模块的第二端连接，所述第六开关的第二端与所述冗余蓄电池的正极连接，所述冗余蓄电池的负极接地；

所述电网重构模块分别与所述主蓄电池的正极、所述冗余蓄电池的正极、所述第五开关和控制端和所述第六开关的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述电网重构模块包括微控制单元和第一线性稳压器和第二线性稳压器；其中，

所述主蓄电池的正极与所述第一线性稳压器的输入端连接，所述第一线性稳压器的输出端与所述微控制单元连接；

所述冗余蓄电池的正极与所述第二线性稳压器的输入端连接，所述第二线性稳压器的输出端与所述微控制单元连接；

所述微控制单元分别与所述第五开关和控制端和所述第六开关的控制端连接。

4.根据权利要求3所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述第一开关子模块包括串联连接的第一开关和第一电流采集模块，所述第二开关子模块包括串联连接的第二开关和第二电流采集模块，所述第三开关模块包括串联连接的第三开关和第三电流采集模块；其中，

所述微控制单元分别与所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端、所述第三开关的控制端、所述至少一个第四开关的控制端、所述第一电流采集模块的输出端、所述第二电流采集模块的输出端和所述第三电流采集模块的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为第一MOSFET，所述第一MOSFET对应的功率范围为2500W至3000W。

6.根据权利要求2所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述第五开关和所述第六开关为第二MOSFET，所述第二MOSFET对应的功率范围为800W至1200W。

7.根据权利要求1所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述第四开关为第二MOSFET或电子保险丝。

8.根据权利要求7所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述主负载模块对应的至少一种负载包括车身负载、前舱负载、电控制动***和电动助力转向，所述冗余负载模块对应的至少一种负载包括冗余负载、冗余制动***和冗余助力转向；其中，

所述车身负载、所述前舱负载和所述冗余负载对应的第四开关为所述第二MOSFET，所述电控制动***、所述电动助力转向、所述冗余制动***和所述冗余助力转向对应的第四开关为电子保险丝。

9.根据权利要求8所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述车身负载、所述前舱负载和所述冗余负载均包括至少一个第七开关和至少一种子负载，所述第七开关与所述子负载一一对应串联连接；其中，

所述至少一个第七开关的控制端与所述电网重构模块连接。

10.根据权利要求1所述的支持电网重构的电源***，其特征在于，所述支持电网重构的电源***还包括通讯模块；其中，

所述通讯模块与所述冗余负载模块连接。

11.一种自动驾驶车辆，包括如权利要求1-10所述的电源***。

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