车辆低压系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆低压系统及车辆。


背景技术：

2.锂电池因其具有重量轻、使用寿命长的优点，被广泛作为电动汽车的低压电源来使用，但是由于其化学特质的特殊性，在车辆发生碰撞时，容易发生起火事故；另外，低压线路在正常工作时，mos管开关处于打开状态，以使锂电池能够正常为负载供电，而低压线路在发生碰撞短路时，会产生较大的瞬时电流，基于锂电池保护策略，mos管开关将断开，从而断开锂电池与负载之间的线路，以保证锂电池不被烧坏，但是这与汽车低压安全策略相悖，无法保证车辆在碰撞后持续进行低压供电，不能满足安全功能要求。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆低压系统，不仅能够保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏，而且能够保证低压电源能持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，满足低压安全要求。
4.本发明的第二个目的在于提出车辆。
5.为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆低压系统，车辆包括机舱区域和乘员舱区域，系统包括设于乘员舱区域的低压电源和主动保护模块，低压电源用于给乘员舱区域的第一低压负载供电，并通过主动保护模块给机舱区域的第二低压负载供电；主动保护模块用于响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接。
6.根据本发明实施例的车辆低压系统，通过将低压电源设于车辆的乘员舱区域，能够尽可能保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏；同时，低压电源用于给乘员舱区域的第一低压负载供电，并通过主动保护模块给机舱区域的第二低压负载供电，主动保护模块用于响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接，从而能够避免因机舱区域的低压线路在碰撞时短路而损坏低压电源，且保证了低压电源能够持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，以满足低压安全要求。
7.在一些实施例中，第一低压负载包括与车辆的安全功能相关的负载。
8.在一些实施例中，与车辆的安全功能相关的负载包括驾驶控制器、制动器、电动门模块和车灯中的一种或多种。
9.在一些实施例中，主动保护模块包括爆破单元，用于响应于碰撞保护信号进行爆破，以断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接。
10.在一些实施例中，车辆低压系统还包括：碰撞检测模块，用于在车辆发生碰撞时产生碰撞信号；安全气囊控制模块，安全气囊控制模块分别与碰撞检测模块和主动保护模块相连，用于根据碰撞信号生成碰撞保护信号。
11.在一些实施例中，安全气囊控制模块还通过供电开关与低压电源相连，供电开关
对应车辆的整车控制器设置且与整车控制器相连，其中，通过整车控制器控制供电开关闭合，以使低压电源给安全气囊控制模块供电。
12.在一些实施例中，安全气囊控制模块设于乘员舱区域，供电开关和整车控制器设于机舱区域。
13.在一些实施例中，车辆低压系统还包括至少一个被动保护单元，至少一个被动保护单元设于低压电源与机舱区域的供电回路之间。
14.在一些实施例中，被动保护单元为熔断器。
15.为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆，包括上述任一实施例的车辆低压系统。
16.根据本发明实施例的车辆，采用上述的车辆低压系统，不仅能够保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏，而且能够保证低压电源能持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，满足低压安全要求。
17.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
18.图1为根据本发明第一个实施例的车辆低压系统的结构示意图；
19.图2为根据本发明第二个实施例的车辆低压系统的结构示意图；
20.图3为根据本发明第三个实施例的车辆低压系统的结构示意图；
21.图4为根据本发明第四个实施例的车辆低压系统的结构示意图；
22.图5为根据本发明一个具体实施例的车辆低压系统的结构示意图。
具体实施方式
23.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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.下面参考附图描述本发明实施例的车辆低压系统及车辆。
25.图1为根据本发明一个实施例的车辆低压系统的结构示意图。参考图1所示，车辆包括机舱区域和乘员舱区域，车辆低压系统包括：设于乘员舱区域的低压电源110和主动保护模块120，低压电源110用于给乘员舱区域的第一低压负载130供电，并通过主动保护模块120给机舱区域的第二低压负载140供电；主动保护模块120用于响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开低压电源与直流-直流电压转换器150之间的供电回路的连接。
26.首先对电动车辆的电气系统进行介绍：电动车辆的电气系统分为高压系统和低压系统，高压系统是将动力电池的高压分配给电机控制器、驱动电机、电动空调压缩机、ptc加热器、直流-直流电压转换器(dcdc)等高压用电设备，同时将交流、直流充电接口高压充电电流分配给动力电池，以便为动力电池充电。
27.低压系统采用直流12v电源(即低压电源)，低压系统的12v电源主要由dcdc和蓄电池供给，蓄电池中的低压电由dcdc将高压直流电转换成低压存储于蓄电池中。通常情况下，车辆上的低压负载是由dcdc将高压转换为低压进行供电的，当整车高压未上电或者高压休
眠或者高压系统故障时，由蓄电池用于给车辆上的低压负载进行供电。
28.另外，需要说明的是，当车辆发生碰撞时，车辆上的高压系统在接收到碰撞信息之后，会即刻断开高压供电，此时，由车辆上的蓄电池(即低压电源)为车辆上的低压负载供电。
29.此外，传统的电动车辆的低压安全负载的保险，如制动器、车门和车灯等，一般都设置在机舱区域，如图1所示的第二低压负载140的位置，其中，第二低压负载140为一些的小电流负载，第三低压负载160为一些较大电流的负载。由于机舱区域靠近车辆前方的区域，在车辆发生碰撞时，机舱区域的dcdc与低压电源110之间供电线路极易受到碰撞的影响而发生短路，基于锂电池保护策略，车辆碰撞时，会断开锂电池与dcdc之间的供电回路，从而保护锂电池的安全，前述措施虽能保护锂电池的安全，但无法保证车辆在碰撞后持续为机舱区域的低压安全负载进行低压供电，不能满足安全功能要求，例如，当车辆碰撞时，当用户被困车内想要逃生，由于低压电源无法进行低压供电，可能会导致车门无法正常打开，从而对驾驶员的人身安全造成危害。
30.乘员舱区域由于位于车辆中间区域，相较于机舱区域，不容易优先受到碰撞，即便发生碰撞，乘员舱区域在设计上相较于机舱区域就相对安全。因此，基于安全性的考虑，在本实施例中，将车辆上的低压安全负载由机舱区域转移到乘员舱区域设置(即第一低压负载130)，并将低压电源设置在乘员舱区域，以及在乘员舱区域增加主动保护电路。在车辆碰撞时，主动保护模块120响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，即刻断开低压电源110与dcdc之间的供电回路，同时，车辆上的高压系统响应与碰撞信号，整车高压也会断电，停止为座舱的负载供电，这样，座舱区域便处于没电状态，也就不会在碰撞时发生短路现象，从而保证低压电源的安全。另外，由于乘员舱区域本身具备一定的安全性，车辆发生碰撞时，不会对乘员舱区域的供电回路造成影响，如此，在车辆发生碰撞时，低压电源110仍旧能够持续为设置在乘员舱区域的第一低压负载130供电，从而保证第一低压负载130持续有电，保证车辆上部分功能能够正常工作。
31.在本实施例中，通过将低压电源设于车辆的乘员舱区域，能够尽可能保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏；同时，低压电源用于给乘员舱区域的第一低压负载供电，并通过主动保护模块给机舱区域的第二低压负载供电；主动保护模块用于响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接，从而能够避免因机舱区域的低压线路在碰撞时短路而损坏低压电源，且保证低压电源能够持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，以满足低压安全要求。
32.在一些实施例中，第一低压负载130包括与车辆的安全功能相关的负载。
33.可以理解的是，当车辆发生碰撞时，若与车辆的安全功能相关的负载无法正常工作，极有可能对驾乘人员的人身安全造成危害。例如，当车辆发生碰撞时，车门无法正常打开，会造成驾乘受困于车内，从而耽误救援；又例如，当车辆发生碰撞事故后，双闪车灯无法打开，无法及时给予后方车辆以警示，会对后方车辆和人员造成较大安全隐患。因此，在本示例中，将一些与车辆的安全功能相关的负载设置在乘员舱区域，即第一低压负载130包括与车辆的安全功能相关的负载，从而在车辆发生碰撞时，保证低压电源能够持续为这些负载供电，以满足安全功能要求。
34.示例性的，与车辆的安全功能相关的负载包括但不限于是驾驶控制器、制动器、电
动门模块和车灯中的一种或多种。其中，驾驶控制器可以是自动驾驶控制器，是车辆的核心部件，能够使车辆具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制的能力，对车辆的正常行驶起着关键的作用；制动器是具有使车辆减速、停止或保持停止等功能的装置，制动器可以是行车制动器(脚刹)，驻车制动器(手刹)和平衡增力制动器；电动门模块用于自动控制车门开启和关闭；车灯可以包括前照灯、倒车灯、雾灯、制动灯和安全警告灯等等。
35.在一些实施例中，主动保护模块120包括爆破单元，用于响应于碰撞保护信号进行爆破，以断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接。
36.具体来说，爆破单元可以为断电安全保护开关pss，在车辆发生碰撞时，pss在接收到碰撞保护信号之后，即刻点爆，以断开低压电源与dcdc之间的供电回路的连接，从而保护低压电源不受影响。
37.在一些实施例中，车辆低压系统还包括：碰撞检测模块，用于在车辆发生碰撞时产生碰撞信号；安全气囊控制模块，安全气囊控制模块分别与碰撞检测模块和主动保护模块相连，用于根据碰撞信号生成碰撞保护信号。
38.具体来说，碰撞检测模块可以为碰撞传感器，可以在车辆前侧和车辆后侧至少一个位置处设置至少一个碰撞传感器。例如，参考图2所示，可以在车辆的机舱区域设置第一碰撞传感器(也可称为正面碰撞传感器180)，在车辆的两个侧面分别设置一个第二碰撞传感器(也可称为侧面碰撞传感器190)，在车辆发生正面碰撞时，正面碰撞传感器180输出车辆正面的碰撞信号，当车辆发生侧面碰撞时，侧面碰撞传感器190输出车辆侧面的碰撞信号。
39.另外，参考图2所示，车辆上还设置有安全气囊控制模块170，安全气囊控制模块170分别与碰撞检测模块和主动保护模块120相连，当车辆发生碰撞时，碰撞检测模块将碰撞信号传输给安全气囊控制模块170，此时安全气囊控制模块170根据碰撞信号生成碰撞保护信号，以开启安全气囊，同时将碰撞保护信号传输给主动保护模块120，以断开低压电源110与机舱区域的供电回路连接，从而保护低压电源110不受机舱区域供电线路的影响，保护低压电源110的正常使用。
40.在一些实施例中，参考图3所示，安全气囊控制模块170还通过供电开关210与低压电源110相连，供电开关210对应车辆的整车控制器200设置且与整车控制器200相连，其中，通过整车控制器200控制供电开关210闭合，以使低压电源110给安全气囊控制模块170供电。
41.需要说明的是，安全气囊包括正面安全气囊和侧面安全气囊，主驾驶座的正面气囊在方向盘里，副驾驶座的正面气囊在仪表板里，主驾驶座和副驾驶座的侧气囊会配置在顶棚边梁里或者座椅两侧。
42.此外，还需要说明的是，传统车辆的安全气囊控制模块170的供电开关210和保险是位于第二低压负载140区域的，通常情况下，第二低压负载布置在机舱靠前的位置，在车辆发生正面碰撞时，安全气囊控制模块170接收到碰撞信号之后，正面安全气囊爆破，但是，由于碰撞的影响，安全气囊控制模块170的供电开关和保险会在正面碰撞时发生损坏，导致安全气囊控制模块170发生断路，从而失去对安全气囊的控制功能，如果此时发生侧面碰撞，会导致侧面气囊无法打开，从而会对驾乘人员的人身安全造成二次伤害。
43.为解决上述问题，在本实施例中，参考图3所示，将供电开关210对应车辆的整车控
制器200设置且与整车控制器200相连，同时将安全气囊控制模块170的保险移至第一低压负载区域，由于整车控制器200及其供电线路在设计上本身就不容易因撞击而损坏，且整车控制器200设置在机舱区域靠后的区域，因此在车辆发生碰撞时，供电开关210不易被撞坏；另外，还将安全气囊控制模块170的保险移至第一低压负载区域，由于乘员舱区域的第一低压负载区域也属于安全区域，因此也能保证整车控制器200的保险的安全。故在车辆发生二次侧面碰撞后，整车控制器200能够正常控制供电开关210闭合，以使低压电源110给安全气囊控制模块170供电，保证安全气囊控制模块170的供电回路保持通电，从而在发生二次侧面碰撞时，能够支持安全气囊控制模块170正常打开侧面安全气囊，避免驾乘人员遭受二次伤害的可能。
44.在一些实施例中，安全气囊控制模块170设于乘员舱区域，供电开关210和整车控制器200设于机舱区域。
45.具体来说，考虑到乘员舱区域本身在设计上相对安全，因此，在本实施例中，可以将安全气囊控制模块170的保险设置在乘员舱区域，以便车辆在发生碰撞时，安全气囊控制模块170可以正常工作，保证驾驶员的驾驶安全；可以将供电开关210设置于强度较高的部件中，并设置于机舱区域靠后的区域，保证供电开关在车辆发生碰撞后能够正常使用。
46.在一些实施例中，车辆低压系统还包括至少一个被动保护单元，至少一个被动保护单元设于低压电源110与机舱区域的供电回路之间。
47.具体来说，被动保护单元用于在线路发生故障，被动切断线路以保证线路上的负载的安全；或在线路上的负载发生故障时，被动切断线路，防止负载被烧坏。其中，被动保护单元可以为熔断器。例如，参考图4所示，可以在主动保护模块120与低压电源110之间设置一个被动保护单元bfb1，并在第二低压负载140与主动保护模块120之间设置一个被动保护单元bfb2。其中，被动保护单元bfb1用于保护主动保护模块120与低压电源110之间线路的安全，被动保护单元bfb2用于保护主动保护模块120与机舱区域的供电回路之间的线路安全，具体来说，当机舱区域的低压线路发生短路时，被动保护单元bfb2可以熔断，在短时间内对乘员舱区域和机舱区域上的负载进行保护，避免短路瞬间对负载造成损坏。
48.下面通过一个具体实施例对本发明的车辆低压系统进行详细说明。参考图5所示，车辆低压系统包括设于乘员舱区域的低压电源(即锂电池)、主动保护模块(即pss)、被动保护单元bfb1和bfb2、乘员舱二级配电单元(cjb)、安全气囊控制模块(srs)和侧面碰撞传感器；还包括设于机舱区域的直流-直流变换器(diett current-direct current converter，dcdc)、主配电单元(main distribute unit，mdb)、机舱二级配电单元(engine junction box，ejb)以及整车控制器(power and chassis master unit，pcmu)和正面碰撞传感器。
49.车辆上的高压经直流-直流变换器(dcdc)转换为低压之后，传输至主配电单元，主配电单元一方面将低压分配给机舱二级配电单元，由机舱二级配电单元给机舱区域的第二低压负载供电，另一方面将低压分配给乘员舱区域的锂电池，以给锂电池充电。
50.而当整车高压未上电或者高压休眠或者高压系统故障时，可通过设置在车辆上的低压电源，如锂电池继续配电给机舱区域的ejb和mdb，以对机舱区域的第二低压负载供电，同时配电给乘员舱区域的cjb，以对乘员舱区域的第一低压负载供电。其中，ejb上配置有小电流的负载，mdb上配置有大电流的负载。
51.当车辆发生正面碰撞时，正面碰撞传感器将碰撞信号传输给srs，srs生成碰撞保护信号并传输给主动保护模块(即pss)，pss即刻爆破，以断开锂电池与dcdc之间的供电回路的连接，从而保护低压电源不受影响。
52.当车辆发生二次侧面碰撞时，由于srs的供电开关和保险均处于安全区域，srs的供电回路不受正面碰撞的影响，锂电池可以继续为pcmu供电，以使pcmu能够正常控制srs的供电开关打开，保护主副驾驶坐乘人员的人身安全。
53.综上，根据本发明实施例的车辆低压系统，通过将低压电源设于车辆的乘员舱区域，能够尽可能保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏；同时，低压电源用于给乘员舱区域的第一低压负载供电，并通过主动保护模块给机舱区域的第二低压负载供电，主动保护模块用于响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接，从而能够避免因机舱区域的低压线路在碰撞时短路而损坏低压电源，且保证了低压电源能够持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，以满足低压安全要求。
54.对应上述实施例，本发明实施例还提出了一种车辆，该车辆包括上述任一实施例的车辆低压系统。
55.根据本发明实施例的车辆，采用上述的车辆低压系统，不仅能够保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏，而且能够保证低压电源能持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，满足低压安全要求。
56.需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
57.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系统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。
58.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。
59.此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
60.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种车辆低压系统，其特征在于，所述车辆包括机舱区域和乘员舱区域，所述系统包括设于所述乘员舱区域的低压电源和主动保护模块，所述低压电源用于给所述乘员舱区域的第一低压负载供电，并通过所述主动保护模块给所述机舱区域的第二低压负载供电；所述主动保护模块用于响应于所述车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开所述低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接。2.根据权利要求1所述的车辆低压系统，其特征在于，所述第一低压负载包括与所述车辆的安全功能相关的负载。3.根据权利要求2所述的车辆低压系统，其特征在于，所述与所述车辆的安全功能相关的负载包括驾驶控制器、制动器、电动门模块和车灯中的一种或多种。4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆低压系统，其特征在于，所述主动保护模块包括爆破单元，用于响应于所述碰撞保护信号进行爆破，以断开所述低压电源与所述直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接。5.根据权利要求1-3任一项所述的车辆低压系统，其特征在于，所述系统还包括：碰撞检测模块，用于在所述车辆发生碰撞时产生碰撞信号；安全气囊控制模块，所述安全气囊控制模块分别与所述碰撞检测模块和所述主动保护模块相连，用于根据所述碰撞信号生成所述碰撞保护信号。6.根据权利要求5所述的车辆低压系统，其特征在于，所述安全气囊控制模块还通过供电开关与所述低压电源相连，所述供电开关对应所述车辆的整车控制器设置且与所述整车控制器相连，其中，通过所述整车控制器控制所述供电开关闭合，以使所述低压电源给所述安全气囊控制模块供电。7.根据权利要求6所述的车辆低压系统，其特征在于，所述安全气囊控制模块设于所述乘员舱区域，所述供电开关和所述整车控制器设于所述机舱区域。8.根据权利要求1-3任一项所述的车辆低压系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个被动保护单元，所述至少一个被动保护单元设于所述低压电源与所述机舱区域的供电回路之间。9.根据权利要求8所述的车辆低压系统，其特征在于，所述被动保护单元为熔断器。10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的车辆低压系统。

技术总结
本发明公开了一种车辆低压系统及车辆。其中，车辆包括机舱区域和乘员舱区域，系统包括设于乘员舱区域的低压电源和主动保护模块，低压电源用于给乘员舱区域的第一低压负载供电，并通过主动保护模块给机舱区域的第二低压负载供电；主动保护模块用于响应于车辆发生碰撞时产生的碰撞保护信号，断开低压电源与直流-直流电压转换器之间的供电回路的连接。由此，不仅能够保证低压电源在车辆发生碰撞后不被损坏，而且能够保证低压电源能持续为乘员舱区域的第一低压负载供电，满足低压安全要求。满足低压安全要求。满足低压安全要求。


技术研发人员：段燕燕 刘阳 周锦波 于洋 毛韵 潘福礼 张尧 赵小南 于腾龙 刘群 闫武德 王兵 东涛涛
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/6/26