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【发明授权】备份电源_福特全球技术公司_201710622323.8 

申请/专利权人:福特全球技术公司

申请日:2017-07-27

公开(公告)日:2023-05-23

公开(公告)号:CN107681757B

主分类号:H02J7/34

分类号:H02J7/34;H02H3/087;H02H3/32

优先权:["20160801 US 15/224,722"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.05.23#授权;2019.08.23#实质审查的生效;2018.02.09#公开

摘要:本发明涉及一种备份电源。车辆系统包括多个DC‑DC转换器电路、车辆电池和车辆配电总线。每个车辆电池与DC‑DC转换器电路中的每个并联地电连接。每个车辆电池也彼此并联地电连接。此外,DC‑DC转换器电路中的每个和车辆电池中的每个电连接到多个车辆配电总线。

主权项:1.一种车辆系统,包含:多个DC-DC转换器电路;和多个车辆电池,所述多个车辆电池中的每个与所述多个DC-DC转换器电路中的每个并联地电连接,其中所述车辆电池中的每个彼此并联地电连接,其中所述多个DC-DC转换器电路中的每个和所述多个车辆电池中的每个电连接到多个车辆配电总线。

全文数据:备份电源技术领域[0001]本发明涉及车辆技术领域,并且更具体地涉及一种备份电源。背景技术[0002]某些车辆部件依靠电力来适当地操作。这种部件的示例包括电动马达、传感器、致动器和电子控制单元。用于这些和其他部件的电力通常来自车辆电池、车辆发电机等。发明内容[0003]根据本发明,提供一种车辆系统,包含:[0004]多个DC-DC转换器电路;和[0005]多个车辆电池,多个车辆电池与多个DC-DC转换器电路中的每个并联地电连接,其中车辆电池中的每个彼此并联地电连接,[0006]其中多个DC-DC转换器电路中的每个和多个车辆电池中的每个电连接到多个车辆配电总线。[0007]根据本发明的一个实施例,多个车辆配电总线包括:[0008]主配电总线,主配电总线电连接到多个DC-DC转换器电路中的每个和多个车辆电池中的每个;和[0009]辅助配电总线,辅助配电总线电连接到多个DC-DC转换器电路中的每个和多个车辆电池中的每个。[0010]根据本发明的一个实施例,主配电总线和辅助配电总线中的每个进一步包括过载保护电路,过载保护电路在与多个车辆配电总线中的至少一个相关联的电流消耗超过预定阈值时关闭多个车辆配电总线中的至少一个。[0011]根据本发明的一个实施例,主配电总线和辅助配电总线各自包括多个可单独中断的输出终端。[0012]根据本发明的一个实施例,车辆系统进一步包含处理器,处理器编程为检测与多个DC-DC转换器电路中的至少一个相关联的故障,并且响应于检测到故障来关闭多个车辆配电总线中的至少一个的可单独中断的输出终端中的一个或多个。[0013]根据本发明的一个实施例,处理器进一步编程为根据连接到相应的可单独中断的输出终端的每个负载的电流消耗、连接到相应的可单独中断的输出终端的负载的安全水平以及与检测到的故障相关联的DC-DC转换器电路中的该至少一个的功率水平,来选择所关闭的可单独中断的输出终端中的一个或多个。[0014]根据本发明的一个实施例,可单独中断的输出终端中的每个进一步包括过载保护电路,过载保护电路至少部分地基于可单独中断的输出终端的电流消耗超过预定阈值来选择性地中断可单独中断的输出终端中的至少一个。[0015]根据本发明的一个实施例,车辆系统进一步包含具有第一电源输入终端和第二电源输入终端的负载,其中第一电源输入终端连接到主配电总线的可单独中断的输出终端中的一个,并且其中第二电源输入终端连接到辅助配电总线的至少一个输出端。[0016]根据本发明的一个实施例,负载进一步包括连接到第一电源输入终端和第二电源输入终端的电流泄漏保护电路。[0017]根据本发明的一个实施例,电流泄漏保护电路包括多个晶体管和多个二极管中的至少一个,多个二极管中的每个具有阳极和阴极,其中阳极中的每个连接到第一电源输入终端和是第二电源输入终端中的一个。[0018]根据本发明的一个实施例,DC-DC转换器电路中的每个进一步包括输入终端,其中DC-DC转换器电路的输入终端彼此连接。[0019]根据本发明的一个实施例,多个车辆电池包括第一电池、第二电池和第三电池,其中第一电池和第二电池并联地电连接到多个DC-DC转换器电路中的每个并且并联地电连接到彼此,并且其中第三电池电连接到DC-DC转换器电路中的每个的输入终端。[0020]根据本发明,提供一种车辆系统,包含:[0021]多个DC-DC转换器电路;[0022]多个车辆电池,多个车辆电池并联地电连接到多个DC-DC转换器电路中的每个,其中车辆电池中的每个彼此并联地电连接;[0023]主配电总线,主配电总线电连接到多个DC-DC转换器电路中的每个和多个车辆电池中的每个,其中主配电总线进一步包括多个可单独中断的输出终端;[0024]辅助配电总线,辅助配电总线电连接到多个DC-DC转换器电路中的每个和多个车辆电池中的每个,其中辅助配电总线进一步包括多个可单独中断的输出终端;和[0025]处理器,处理器编程为检测与多个DC-DC转换器电路中的至少一个相关联的故障,并且响应于检测到故障来关闭主配电总线和辅助配电总线中的至少一个的可单独中断的输出终端中的一个或多个。[0026]根据本发明的一个实施例,故障与多个DC-DC转换器电路中的至少一个相关联。[0027]根据本发明的一个实施例,故障与主配电总线和辅助配电总线中的至少一个相关联。[0028]根据本发明的一个实施例,多个DC-DC转换器电路中的每个进一步包括诊断电路,并且其中检测故障进一步包括从诊断电路中的至少一个接收信号。[0029]根据本发明的一个实施例,车辆系统进一步包含多个监测传感器,其中检测故障进一步包括从多个监测传感器中的至少一个接收信号。[0030]根据本发明的一个实施例,多个监测传感器包括至少一个分流电阻器。[0031]根据本发明的一个实施例,多个监测传感器中的每一个电连接到DC-DC转换器电路中的一个的输出终端。[0032]根据本发明的一个实施例,多个监测传感器包括多个电池监测传感器,其中多个电池监测传感器中的每个电连接到多个车辆电池中的一个。附图说明[0033]图1示出了包括车辆系统的示例性车辆;[0034]图2示出了结合在车辆中的车辆系统的电气示意图;[0035]图3示出了结合在车辆中的车辆系统的控制和监测图;[0036]图4是可以由车辆系统的处理器执行的示例过程的流程图。具体实施方式[0037]为了确保车辆的正常操作,车辆电源需要抵抗安全关键故障的弹性。自主车辆包括部分自主的车辆具有比非自主车辆显著更高的电力负载,因为自主和部分自主车辆比它们非自主版本依赖更多的传感器和计算设备。自主车辆依靠电源为这些附加的传感器和计算设备供电。电源架构可以被设计为容许某些故障,这意味着即使部分故障,电源允许车辆完成某些安全关键功能,例如以跛行回家模式操作车辆。[0038]容错架构的示例包括并行连接的多个直流-直流DC-DC转换器电路和多个电池。也就是说,DC-DC转换器电路的输出彼此连接并且连接到车辆电池的正极。该架构还包括多个配电总线,每个配电总线连接到并联的DC-DC转换器电路并且连接到车载电池。在故障状态下,例如当DC-DC转换器电路或车辆电池出现故障时,其他备份元件(即其他可操作的电池或DC-DC转换器电路可以可用于提供操作车辆所需的电力的至少一部分。[0039]所示的元件可以采取许多不同的形式,并且包括多个和或替代的部件和设施。所示的示例部件不旨在限制。实际上,可以使用附加的或替代的部件和或实施方式。此外,除非明确陈述,所示的元件不一定按比例绘制。[0040]图1示出了具有车辆系统102的车辆100。车辆系统102允许车辆100操作,例如加速、减速、转向和制动。车辆系统102可以包括电源部件和电动车辆负载。如下面更详细地讨论的,电源部件为至少一些车辆电气负载提供电力。电源部件可以指诸如车辆电力发电机、DC-DC转换器电路和电池这样用于提供和存储电能的部件。车辆负载可以指消耗由电源部件提供的功率的部件,例如致动器、传感器、电子电路和灯。电源部件可以被冗余地设置为例如当一个或多个其它电源部件部分地或完全发生故障时提供备用功率。通过提供备用功率,即使电源部件出现故障,某些车辆操作可以是可能的。[0041]尽管被示为轿车,车辆100可以包括任何乘客或商业汽车,例如小轿车、卡车、运动型多功能车、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等。在一些可能的方法中,车辆100是以自主例如,无驾驶员模式、部分自主模式和或非自主模式操作的自主车辆。[0042]图2示出了具有电力线104、电力连接元件106、电力发电机108、车辆负载110、DC-DC转换器电路112、车辆电池114和车辆配电总线116的车辆系统102的一个实施方式。如图所示,每个车辆电池114并联地电连接到DC-DC转换器电路112中的每个。每个车辆电池114也彼此并联地电连接。此外,每个DC-DC转换器电路112和每个车辆电池114电连接到多个车辆配电总线116AC-DC转换器电路112、车辆电池114和车辆配电总线116可以位于在整个车辆100处,例如在车辆100的发动机室或行李箱中。[0043]车辆系统102部件诸如车辆电力发电机108、DC-DC转换器电路112、车辆电池114和车辆配电总线116经由电力线104和电力连接元件106电连接。电力线104是指车辆100中用于传送电力的电气连接件。电力线104可以包括诸如铜或铝的导电材料,并且可以实施为线、板等。电力线104通常被绝缘体覆盖以使电力线104与车辆100的其它导电部件电绝缘。在一些情况下,电力线104可以被捆扎在车辆线束中。电力连接元件106可以指两个或多个电力线104之间的导电连接件。例如,电力连接元件106可以包括连接到电力线104的铜板。在一种可能的方法中,电力线104可以被焊接到铜板。电力连接元件106还可以包括覆盖铜板的导电部分的壳体。或者,电力连接元件106可以指通过例如作为线束的一部分的螺钉附接到相应连接器的导电电缆连接器。[0044]电力发电机108例如,交流发电机将机械能转化为电能。例如,电力发电机108可以将来自旋转轴的机械能转换成电能。所产生的电能可以是直流DC能量或交流AC能量的形式。因此,在一种可能的方法中,车辆系统102中的电力发电机108可以实现为直流电力发电机108。如果使用AC电力发电机108,则可以使用整流电路将产生的交流电转换成直流电。或者,具有AC车辆负载110的车辆例如用于驱动电动小汽车的电动马达可以具有将DC能量转换成交流电的逆变器电路。另外,车辆电力发电机108可以在车辆100的外部。外部电力发电机108的示例可以包括连接到混合动力或电动车辆100的车辆系统102的充电站电池109。在一个示例中,电力发电机108可以由车辆例如混合动力车辆的发动机机械地驱动,并且可以产生高交流电电压,例如300V交流电。电力发电机108可以包括可以将产生的高压交流电转换成高压直流电(例如300V直流电)的逆变器电路。然后可以将高电压直流电馈送到DC-DC转换器电路112。[0045]车辆负载110可以包括从车辆电池114、电力发电机108等获取电力的电子设备。车辆负载110的示例可以包括诸如电动马达的电致动器以及诸如芯片和传感器的电子部件。车辆负载Iio可以根据车辆负载Iio如何对车辆100的操作做出贡献而分类。例如,车辆负载Iio可以分类为标准车辆负载Iio或关键车辆负载110。标准车辆负载Iio类别可以应用于对整个车辆操作不太关键的车辆负载110。例如,空调可以被认为是标准车辆负载110,因为对乘客舒适性来说重要的空调不是适当地操作车辆100所必需的。关键负载类别可以应用于执行车辆100正确操作所需的某些车辆动作的车辆负载110。因此,关键车辆负载Iio类别可以应用于制动控制器。如果DC-DC转换器电路112中的一个发生故障,则可以根据负载的类别重新分配电力。例如,如果可用的电能例如,与所有DC-DC转换器电路112的额定功率相关的总额定功率减去故障DC-DC转换器电路112的额定功率不足以操作所有车辆负载110,则可以关闭至少一些标准车辆负载110,使得某些关键车辆负载110可以保持可操作。[0046]DC-DC转换器电路112是能够将直流DC能量从一个电压水平转换到另一个电压水平的一种类型的电力转换器。例如,混合动力车辆即具有用于驱动动力传动系统部件的内燃机和电池114两者的车辆)中的DC-DC转换器电路112可以将由车辆电力发电机108输出的高压直流电转换为用于车辆100中的电子部件的低压直流电。DC-DC转换器可以具有连接到输入电力线104的输入终端118和连接到输出电力线104的输出终端120。在一些可能的方法中,DC-DC转换器电路112可以具有多于一个的输入终端118、输出终端120或者两者。例如,如果由于与电力线104的松动接触而导致一个输入终端118的电力供应发生故障,则第二输入终端118可以维持对DC-DC转换器电路112的电力供应。类似地,如果第一输出终端120发生故障,则第二输出终端120可以维持从DC-DC转换器电路112到第二电力线104的电力供应。DC-DC转换器电路112可以各自进一步包括具有电力电子部件例如绝缘栅双极晶体管(IGBT和控制电路的转换器电路。控制电路可以监测转换器电路的操作并且检测DC-DC转换器电路112中的故障。例如,控制电路可以编程为检测损坏的电力电子部件、到DC-DC转换器终端的断开或松动的接线等。此外,DC-DC转换器电路112可以包括编程为诊断DC-DC转换器电路112、控制电路或两者中的故障的处理器。DC-DC转换器电路112的控制电路可以通过通信接口122与另一个电路进行通信,通信接口122可以允许外部电路例如处理器接收指示关于DC-DC转换器电路112的内部信息的诸如故障代码的信号。[0047]车辆电池114被实现为能量存储设备,例如吸附式玻璃纤维隔板AGM电池114。每个车辆电池114可以在不同的电压和功率水平下操作。例如,向车辆100的电子部件提供电力的电池114可以具有12VDC的额定电压,而与混合动力车辆的车辆电力发电机108连接的高压电池114可以输出大约数百伏的电能。这样的高压电池114可以通过串联地电连接多个低压电池114来制造。每个电池114可以具有通过地线124连接到车辆100的金属车身的接地极、以及通过电力线连接到例如电力接合元件106的正极。[0048]车辆配电总线116各自将来自电源的电力分配到多个车辆负载110。车辆系统102可以包括多个车辆配电总线116。例如,图2中示出了主车辆配电总线116a和辅助车辆配电总线116b。在一个示例中,主车辆配电总线116可以向所有车辆负载110提供电能,并且辅助车辆配电总线可以用作仅关键车辆负载110例如,属于关键负载类别的车辆负载110的备份能量源。换句话说,辅助车辆配电总线和主车辆配电总线116a二者都可以向关键车辆负载110提供电能。[0049]每个车辆配电总线116包括通过电力线104连接到电能源的一个或多个输入终端126例如连接到车辆电池114、DC-DC转换器电路112或者二者的电力连接元件106。每个车辆配电总线116还可以包括多个输出终端128以将电能输出到车辆负载110中的一个或多个。每个输出终端128可以连接到一个或多个车辆负载110的电源输入终端130。输出终端128可以单独中断。也就是说,可以独立于主车辆配电总线116的其他输出终端128独立地接通或断开主车辆配电总线116的可单独中断的输出终端128。可单独中断的输出终端128可以包括过载保护电路132,例如当流过输出终端128的电流超过预定阈值时断开的保险丝。一些可单独中断的输出终端128可以包括诸如继电器的可控开关134,其可以通过诸如电池管理系统138的处理器的外部电路被控制(例如,接通、断开或调暗)。因此,当DC-DC转换器电路112发生故障时,导致车辆系统102中的可用电能的下降,处理器136可以向连接到标准车辆负载110的可单独中断的输出终端128的可控开关134发送信号以断开开关。这样做可以减少与可操作的车辆负载110中的全部或子集有关的总电能消耗。[0050]车辆配电总线116中的每个可以包括过载保护电路132,该过载保护电路132在车辆配电总线116的电流消耗超过预定阈值时断开车辆配电总线116。作为一个示例,每个车辆配电总线116的过载保护电路132可以监测连接到相应的车辆配电总线116的输出终端128的所有车辆负载110所消耗的集合电流、将电流消耗与预定阈值进行比较、以及在电流消耗超过预定阈值的情况下切断例如,断开输出终端128。替代地或附加地,车辆系统102可以包括过载保护电路132,例如位于连接车辆电池114或DC-DC转换器电路112的电力线104上的保险丝,当电流消耗超过预定阈值时,过载保护电路132断开一个或多个配电总线。[0051]—些车辆负载110例如关键车辆负载110可以具有多于一个的电源输入终端130以从多个车辆配电总线116诸如主车辆配电总线116和辅助车辆配电总线116接收电能。例如,车辆负载11〇可以具有连接到主车辆配电总线116的输出终端128的第一电源输入终端130和连接到辅助车辆配电总线116b的输出终端128的第二电源输入终端130。当提供给第一电源输入终端130的电力发生故障时,车辆负载110可以使用提供给第二电源输入终端130的电力继续运行。[0052]向车辆负载110提供电力的一个车辆配电总线116在另一车辆配电总线116已经发生故障的情况下可能导致电流泄漏。例如,当主车辆配电总线116的过载保护电路132断开或者将主车辆配电总线116连接到电力连接元件106的电力线104断开时,车辆负载110可以仅通过辅助车辆配电总线116提供。也就是说,电流可以从辅助车辆配电总线116流到车辆负载110的第二电源输入终端130。然而,非预期的电流可以从车辆负载110的第一电源输入终端130返回到主车辆配电总线116,并且输出到其他车辆负载110,包括应当关闭以减少电力消耗的标准车辆负载110。此外,这种电流泄漏可能通过例如电气过载各种部件而导致电路损坏。[0053]车辆负载110中的至少一些还可以包括电流泄漏保护电路140,其用于阻止非预期的电流流向车辆配电总线116。在一个示例中,电流泄漏保护电路140可以包括一个或多个二极管142,其用于防止电流从车辆负载110流到车辆配电总线116。二极管142的阳极144可以连接到车辆负载110的电源输入终端130,并且二极管142的阴极146可以连接到车辆负载110的内部电路148。因此,电能可以仅从车辆配电总线116的输出终端128流到车辆负载110,而不是从相反的方向(即,从车辆负载110到车辆配电总线116。或者,作为另一示例,电流泄漏保护电路140可以通过例如在车辆配电总线116的输出终端128处放置二极管以仅允许来自输出终端的输出电流而被包括到车辆配电总线116中。替代地或附加地,作为另一示例,电流泄漏保护电路140可以包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管MOSroT。与二极管相比,MOSFET可以提供更低的电压降,其可以具有0.5伏特到1.0伏特的电压降。MOSFET可以接收控制信号以接通对车辆负载110的电力供应,例如施加到MOSFET的栅极引脚的电压。作为一个示例,车辆负载110可以包括单独的低电流电源以激活接通电流泄漏保护电路140中的MOSFET。在另一示例中,电流泄漏保护电路140可以包括串联连接的两个MOSroT,即第一MOSroT的漏极引脚连接到第二MOSroT的源极引脚。[0054]图3示出了涉及某些车辆控制和监测操作的车辆系统102的部件。如图3所示,车辆系统102包括通过一个或多个通信总线通信的处理器、电子电路等。通信总线150可以实现为控制器局域网CAN总线、本地互连网络LIN总线、串行外设接口(SPI总线等。[0055]电池管理系统BMS138通过可以监视和控制车辆系统102部件(例如车辆配电总线116、DC-DC转换器电路112、车辆电池114等)的操作的电路、芯片或者其他电子部件来实现。电池管理系统138可以包括编程为检测与例如DC-DC转换器电路112相关联的故障并处理检测到的故障的处理器136。例如,电池管理系统138可以编程为在DC-DC转换器电路112故障期间切断标准车辆负载110以减少总电能消耗。[0056]每个传感器152通过可以向电池管理系统138提供信息的电路、芯片或其他电子部件来实现。传感器152可以是连接到电力线104或者车辆电力发电机108的终端、DC-DC转换器电路112等的电流或电压测量传感器。附加地或替代地,传感器152可以实现为包括在DC-DC转换器电路112、配电总线等中的诊断电路,其中传感器152可以向电池管理系统提供信号以报告相关部件的操作状态。例如,实现为DC-DC转换器电路112的诊断电路的传感器152可以向电池114管理系统提供关于DC-DC转换器电路112内的松动接触或损坏的电路的信息。每个传感器152可以通过DC-DC转换器电路112的通信接口122或者通过诸如控制区域网络CAN、本地互连网络LIN通信总线或串行外围接口(SPI总线的通信总线来传送诊断信息。[0057]—些传感器152可以实现为从车辆电池114提供精确的电流、电压和温度测量值的电池监测传感器。电池监测传感器152可以包括连接到电池114的极的分流电阻器。由电池114提供的电流流过分流电阻器。传感器152测量分流电阻器两端的电压降,以测量由电池114提供的电流。电池监测传感器152可以包括处理器136和通信接口154例如本地互连网络LIN,以经由通信总线150与车辆系统处理器例如电池管理系统138中的处理器136通信。处理器136可以至少部分地基于所测量的电流量来访问和执行用于计算诸如温度、健康状况等的电池参数的指令。[0058]包括在电池管理系统138或其他车辆部件中的处理器136可以编程为检测与DC-DC转换器电路112相关联的故障,选择一个或多个车辆配电总线116的要切断的一个或多个可单独中断的输出终端128并且切断一个或多个可单独中断的输出终端128。当DC-DC转换器电路112发生故障时,车辆系统102的可用电力量可能下降。检测故障并切断一个或多个可单独中断的输出终端128可以帮助关键车辆负载110维持运行,而不管可用功率的下降。[0059]处理器136可以编程为确定故障是否是诸如芯片的电子电路中的损坏部件的结果。例如,处理器136可以编程为通过电子诊断技术例如循环地向被测电路发送请求并接收预期的响应来验证电子电路的正常操作。如果未接收到响应或者未按预期接收到响应,则处理器136可以确定电子电路已经发生故障。或者,诸如包括在DC-DC转换器电路112中的处理器136的另一个处理器136可以检测与DC-DC转换器电路112中的一部分相关联的故障,并且经由通信总线将该故障报告给处理器136。作为另一个示例,故障可能由已熔断的保险丝或松动的电源线接触引起。处理器136可以编程为通过例如循环地测量通过电力线104的电流来检测松动的接触。测量电流的一种方式是测量电子通路中的分流电阻器两端的电压降。测量电流的另一种方法是测量电力线104的一部分上的电压降。在该示例中,处理器136可以至少部分地基于电力线104的一部分的电阻来测量电流。松动的连接可能具有较大的电阻,并且因此,高电流脉冲相对于电流电阻可能具有显著的电压降。如果电压下降到零,则处理器136可以检测到已熔断的电阻丝或松动的电力线104。[0060]如果故障导致可用电力降低,则可以使用各种策略来选择切断哪些车辆负载110如果有的话)。这些策略可以取决于例如负载的类别级别标准、关键等和负载消耗的电力量等参数。例如,可以首先关闭具有较低类别级别和较高电流消耗的车辆负载110。这些策略还可以进一步取决于可用的电力以及例如基于由车辆传感器152例如电流传感器提供的数据或者诸如所需的最小速度和最小扭矩的车辆操作状态来操作关键车辆负载110所需的电能量。[0061]处理器136可以编程为切断被选择用于切断的任何车辆负载110。也就是说,处理器136可以输出信号以切断与输出终端128相关联的可控开关134,以向所选择的车辆负载110提供能量。作为示例,开关驱动电路156可以经由车辆通信总线150从处理器136接收用于所选择的车辆负载110的切断信号,并且将脉冲输出到与连接到所选择的车辆负载110的电源输入端子130的单独可中断的输出端子128相关联的可控开关134。为了决定切断哪个负载,处理器136可以依赖存储在处理器136存储器中的用于指示哪个输出终端128连接到车辆负载110中的哪一个的信息。[0062]图2和图3示出了各种示例故障场景。在第一示例场景下,DC-DC转换器电路112a中的一个发生故障。来自其他DC-DC转换器电路112b的可用电能可能不足以操作所有车辆负载110。因此,处理器136可以选择至少一些标准车辆负载110以进行切断,使得某些关键车辆负载110可以保持可操作的。在该示例中,处理器136可以根据由车辆传感器152输出的数据来检测DC-DC转换器电路112a的故障。例如,如上所述,处理器136可以通过测量放置在电力线104a中的分流电阻器两端的电压降或者电力线104的一部分两端的电压降,来确定通过连接到DC-DC转换器电路112的输出终端120的电力线104a的电流量。处理器136可以至少部分地基于检测到的故障的性质来选择要切断的车辆负载110。例如,处理器136可以基于估计到的可用电力量和操作每个车辆负载110所需的电力量来选择要切断的标准车辆负载110a。处理器136可以选择性地继续向连接到主车辆配电总线116a的输出终端128b的关键车辆负载IlOa和连接到辅助车辆配电总线116的输出终端128c的标准车辆负载IlOc提供电力。另外,处理器136还可以编程为根据车辆电池114的可用电力来选择要关闭的车辆负载110。处理器136可以从测量电池114的实际电池荷电和健康状况的电池传感器来确定可用功率,并将该信息输出到处理器136。来自车辆电池114的可用电力可以补偿DC-DC转换器电路112a的一些损失的电力。响应于确定所选择的车辆负载110s应该切断,处理器136可以将信号输出到开关驱动电路156以切断主车辆配电总线116a的输出终端128a的可控开关134〇[0063]在第二示例场景中,电力发电机108和一个或多个DC-DC转换器电路112可能发生故障,导致没有电力从DC-DC转换器电路112输出到车辆电池114和车辆配电总线116。在这种情况下,处理器136可以基于从DC-DC转换器电路112、车辆传感器152或者两者接收的数据来检测类似的故障。在该示例场景中的可用电力可以定义为存储在车辆电池114中的电力。处理器136可以从电池传感器152接收指示电池存储状态的数据。在该示例场景中,由于较少可用的电能,处理器136可以切断一个或多个车辆负载110。例如,处理器136可以选择切断标准车辆负载IlOa和车辆负载110c。为此,处理器136可以向输出终端128a和输出终端128d的可控开关134发送切断信号。[0064]在第三示例场景下,由于将电力连接元件106a连接到主车辆配电总线116a的输入终端126a的电力线104b断开,主车辆配电总线116a的电力供应发生故障。在这种情况下,主车辆配电总线116的所有输出终端128将关闭。因此,具有备份电源例如由辅助车辆配电总线116b经由第二电源输入终端130b备份地供电的关键负载b的关键车辆负载110将继续运行。由主车辆配电总线116单独提供电力的其他车辆负载110例如车辆负载IlOa可能会关闭。电流泄漏保护电路140可以防止通过关键车辆负载IlOb的第一电源输入终端130a的电流泄漏。如前所述,电流泄漏保护电路140可以包括二极管142,该二极管142防止电流以非预期的方向(例如进入主车辆配电总线116流动。在一种可能的方法中,电流泄漏保护电路140可以包括一个或多个MOSroT以防止电流在非预期的方向流动。[0065]在第四示例场景中,由于将电力连接元件106b连接到主车辆配电总线116a的输入终端126b的电力线104c断开,辅助车辆配电总线116b的电力供应发生故障。在这种情况下,辅助车辆配电总线116b的所有输出终端128将关闭。因此,仅通过辅助车辆配电总线116b供应的车辆负载110将不能够运行。此外,诸如关键车辆负载IlOb的车辆负载110将不经由辅助车辆配电总线116b供应,然而只要主车辆配电总线116a是可操作的,则车辆负载110可以是可操作的。[0066]图4示出了用于监测和控制车辆配电总线116的示例过程400。当处理器136被打开时,可以初始化该过程,并且可以继续操作,直到处理器136被关闭。[0067]在框405,处理器136从车辆传感器152诸如分流电阻器和电池传感器152、DC-DC转换器电路112和包括在车辆负载110中的处理器136接收数据。例如,如果数据表示分流电阻器两端的电压降,则处理器136可以基于该电压降来确定通过电力线104的电流量。在一些可能的方法中,在框405接收的数据可以表示诸如故障代码的诊断信息。处理器136可以经由车辆通信总线从DC-DC转换器电路112接收故障代码。另外,处理器136可以从车辆负载110例如电子控制器接收指示车辆状态例如速度的数据。操作关键车辆负载110所需的能量的量可以取决于车辆状态。[0068]在框410,处理器136可以检测与车辆系统102部件相关联的故障。例如,处理器136可以检测与DC-DC转换器电路112、电力连接元件106或电力线104中的一个或多个相关联的故障。处理器136可以根据接收到的数据来确定故障。例如,由DC-DC转换器电路112中的一个输出并由处理器136接收的信号可以指示在相应DC-DC转换器电路112处的故障。替代地或附加地,处理器136可以基于从车辆传感器152接收的用于测量电压、电流或者两者的数据来检测故障。例如,指示电力线104a上没有电流的数据可以指示DC-DC转换器电路112a的故障或者断开的电力线a。[0069]在框415,处理器136可以根据接收到的数据来选择一个或多个车辆负载110来切断。例如,处理器136可以根据检测到的故障来确定可用的电能的量。此外,处理器136可以基于车辆状态和每个关键车辆负载110可能消耗的电能的量来确定至少操作关键车辆负载110所需的电能的量。在一个可能的方法中,处理器136可以基于可用的电能、足以操作每个车辆负载110的电能以及每个车辆负载110的类别标准、关键等来选择车辆负载110中的一个或多个。也就是说,处理器136可以选择足够的标准车辆负载110来切断以确保足够的电力可用于关键车辆负载110的操作。[0070]在框420,处理器136可以输出信号以关闭所选择的车辆负载110。例如,处理器136可以经由车辆通信总线将信号发送到开关驱动电路156,以指定要切断哪个输出终端128。开关驱动电路156可以接收来自处理器136的信号,并根据接收到的信号切断相应的车辆配电总线116的所选择的输出终端128。在框420之后,过程400可以结束或者可以返回到框405,使得处理器136可以监视车辆系统102的附加的故障。[0071]通常,所描述的计算系统和或设备可以采用任意数量的计算机操作系统,包括但不限于各种版本和或各种变体的福特同步FordSync®应用、应用程序链接AppLink智能设备连接中间件、微软Windows⑯操作系统、Unix操作系统(例如由加利福尼亚州的红木海岸甲骨文公司发行的Solaris·®操作系统)、由纽约阿蒙克IBM发行的AIXUNIX系统、Linux操作系统、由加利福尼亚州的苹果公司发行的MacOSX以及iOS操作系统、由加拿大滑铁卢RIM公司发行的黑莓OS以及由谷歌公司(G〇〇gle,InC.和开放手机联盟开发的Android操作系统、或者由QNX软件系统公司提供的QNX®车辆信息娱乐平台。计算设备的示例包括但不限于车载计算机、计算机工作站、服务器、桌面、笔记本电脑、便携式电脑或掌上电脑或一些其他的计算系统和或装置。[0072]计算设备通常包括电脑可执行指令,其中该指令可以由一个或多个例如上述类型的计算设备执行。计算机可执行指令可以由计算机程序编译或解释,计算机程序采用多种编程语言和或技术创建,这些编程语言和或技术包括但并不限于单独地或组合的Java™、C、C++、VisualBasic、JavaScript、Perl、HTML等。通常,处理器(例如微处理器例如从存储器、计算机可读介质等接收指令,并且执行这些指令,由此完成一个或多个程序,包括这里所描述的一个或多个程序。这样的指令或其他数据可以采用各种计算机可读介质存储和传送。[0073]计算机可读介质(也简称为处理器可读介质)包括任意非暂时性例如有形的)的参与提供数据例如指令)的介质,该数据可以由计算机例如计算机处理器读取。这样的介质可以采用多种形式,包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘或其他永久性存储器。易失性介质可以包括例如典型地构成主存储器的动态随机存取存储器DRAM。这样的指令可以通过一种或多种传输介质,包括同轴线缆、铜线和光纤,包括内部包含耦接于计算机处理器的系统总线线缆。计算机可读介质的常规形式包括,如软盘、柔性盘、硬盘、磁盘、任何其他磁性介质、CD-R0M、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM随机存取存储器)、PR0M可编程只读存储器)、EPR0M可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPR0M闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其他存储器芯片或盒,或者任何其他计算机可读取的介质。[0074]数据库、数据仓库或本发明所公开的其他数据存储可以包括用于存储、访问和检索各种数据的各种机构,该数据包括分层数据库、系统文件的文件组、具有专有格式应用程序的应用数据库、关系数据库管理系统RDBMS等。每一个这样的数据库存储通常包括在采用了例如上述之一的计算机操作系统的计算设备内,并且通过网络以任意一种或多种方式被访问。文件系统可以从计算机操作系统访问,并且包括以多种形式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑、执行存储程序的语言,RDBMS通常采用结构化查询语言(SQL,例如前面所述的PLSQL语言。[0075]在一些示例中,系统元件是在一个或多个计算装置例如服务器、私人电脑等)上实施的计算机可读指令例如软件),该指令存储在与此相关例如盘、存储器等)的计算机可读介质上。计算机程序产品可以包括这样存储于计算机可读介质用于实施上述功能的指令。[0076]关于这里所述的过程、系统、方法、启发式等,应理解的是虽然这样的过程等的步骤描述为按照一定的顺序排列发生,但这样的过程可以采用以这里描述的顺序之外的顺序完成的描述的步骤实施操作。进一步应该理解的是,某些步骤可以同时执行,可以添加其他步骤,或者可以省略这里所述的某些步骤。换言之,这里的过程的描述提供用于说明某些实施例的目的,并且不应该以任何方式解释为限制要求保护的发明。[0077]相应地,应理解的是上面的描述的目的是说明而不是限制。在阅读上面的描述时,除了提供的示例外许多实施例和应用都是显而易见的。本发明的范围应参照所附权利要求以及与权利要求所要求的权利等效的全部范围而确定,而不是参照上面的说明而确定。可以预期的是这里所讨论的技术将出现进一步的发展,并且所公开的系统和方法将可以结合到这样的进一步的实施例中。总之,应理解的是本发明能够进行修正和变化。[0078]在权利要求中所使用的所有术语旨在给予其最宽泛的合理的解释以及应被本领域的技术人员理解为其最常用的意思,除非在这里做出了明确的相反的指示。特别地,单数冠词“一”、“该”、“所述”等的使用应该理解为表述一个或多个所示元件,除非作出了与此相反的明确限制。[0079]公开内容的摘要提供容许读者快速确定技术公开的实质。应该理解的是其不是用于解释或限定权利要求的范围或含义。此外,在前述具体实施方式中,可以看出在各种实施例中各种特征组合在一起,其目的为更简要地说明所要公开的内容。然而,该公开方法不应被解释为反映所要求保护的实施例需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反地,如下面的权利要求所反映的,发明性的主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此,下面的权利要求书在此结合到具体实施方式中,且每一权利要求都依靠其自身作为单独的要求保护的主题。

权利要求:1.一种车辆系统,包含:多个DC-DC转换器电路;和多个车辆电池,所述多个车辆电池与所述多个DC-DC转换器电路中的每个并联地电连接,其中所述车辆电池中的每个彼此并联地电连接,其中所述多个DC-DC转换器电路中的每个和所述多个车辆电池中的每个电连接到多个车辆配电总线。2.根据权利要求1所述的车辆系统,其中所述多个车辆配电总线包括:主配电总线,所述主配电总线电连接到所述多个DC-DC转换器电路中的每个和所述多个车辆电池中的每个;和辅助配电总线,所述辅助配电总线电连接到所述多个DC-DC转换器电路中的每个和所述多个车辆电池中的每个。3.根据权利要求2所述的车辆系统,其中所述主配电总线和所述辅助配电总线中的每个进一步包括过载保护电路,所述过载保护电路在与所述多个车辆配电总线中的至少一个相关联的电流消耗超过预定阈值时关闭所述多个车辆配电总线中的至少一个。4.根据权利要求2所述的车辆系统,其中所述主配电总线和所述辅助配电总线各自包括多个可单独中断的输出终端。5.根据权利要求4所述的车辆系统,进一步包含处理器,所述处理器编程为检测与所述多个DC-DC转换器电路中的至少一个相关联的故障,并且响应于检测到所述故障来关闭所述多个车辆配电总线中的至少一个的所述可单独中断的输出终端中的一个或多个。6.根据权利要求5所述的车辆系统,其中所述处理器进一步编程为根据连接到相应的可单独中断的输出终端的每个负载的电流消耗、连接到相应的可单独中断的输出终端的所述负载的安全水平以及与所述检测到的故障相关联的所述DC-DC转换器电路中的所述至少一个的功率水平,来选择所关闭的所述可单独中断的输出终端中的一个或多个。7.根据权利要求4所述的车辆系统,其中所述可单独中断的输出终端中的每个进一步包括过载保护电路,所述过载保护电路至少部分地基于所述可单独中断的输出终端的电流消耗超过预定阈值来选择性地中断所述可单独中断的输出终端中的至少一个。8.根据权利要求4所述的车辆系统,进一步包含具有第一电源输入终端和第二电源输入终端的负载,其中所述第一电源输入终端连接到所述主配电总线的所述可单独中断的输出终端中的一个,并且其中所述第二电源输入终端连接到所述辅助配电总线的至少一个输出端。9.根据权利要求8所述的车辆系统,其中所述负载进一步包括连接到所述第一电源输入终端和所述第二电源输入终端的电流泄漏保护电路。10.根据权利要求9所述的车辆系统,其中所述电流泄漏保护电路包括多个晶体管和多个二极管中的至少一个,所述多个二极管中的每个具有阳极和阴极,其中所述阳极中的每个连接到所述第一电源输入终端和第二电源输入终端中的一个。11.根据权利要求1所述的车辆系统,其中所述DC-DC转换器电路中的每个进一步包括输入终端,其中所述DC-DC转换器电路的所述输入终端彼此连接。12.根据权利要求11所述的车辆系统,其中所述多个车辆电池包括第一电池、第二电池和第三电池。13.根据权利要求12所述的车辆系统,其中所述第一电池和所述第二电池并联地电连接到所述多个DC-DC转换器电路中的每个并且并联地电连接到彼此。14.根据权利要求12或13所述的车辆系统,其中所述第三电池电连接到所述DC-DC转换器电路中的每个的所述输入终端。15.—种车辆系统,包含:多个DC-DC转换器电路;多个车辆电池,所述多个车辆电池并联地电连接到所述多个DC-DC转换器电路中的每个,其中所述车辆电池中的每个彼此并联地电连接;主配电总线,所述主配电总线电连接到所述多个DC-DC转换器电路中的每个和所述多个车辆电池中的每个,其中所述主配电总线进一步包括多个可单独中断的输出终端;辅助配电总线,所述辅助配电总线电连接到所述多个DC-DC转换器电路中的每个和所述多个车辆电池中的每个,其中所述辅助配电总线进一步包括多个可单独中断的输出终端;和处理器,所述处理器编程为检测与所述多个DC-DC转换器电路中的至少一个相关联的故障,并且响应于检测到所述故障来关闭所述主配电总线和所述辅助配电总线中的至少一个的所述可单独中断的输出终端中的一个或多个。

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