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1、(10)申请公布号 CN 103538486 A (43)申请公布日 2014.01.29 CN 103538486 A (21)申请号 201210241823.4 (22)申请日 2012.07.12 B60L 11/18(2006.01) (71)申请人 北汽福田汽车股份有限公司 地址 102206 北京市昌平区沙河镇沙阳路 (72)发明人 王野 张春淮 王可峰 杜晓佳 闫永亮 谢迪 (74)专利代理机构 北京清亦华知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11201 代理人 张大威 (54) 发明名称 电动汽车及电动汽车的电源管理装置 (57) 摘要 本发明提出一种电动汽车的电源管理装置。
2、， 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103538486 A CN 103538486 A 1/1 页 2 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。
4、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。
5、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。
6、 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。
7、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。 权 利 要 求 书 CN 103538486 A 2 1/6 页 3 电动汽车及电动汽车的电源管理装置 技术领域 0001 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 0002 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。
8、， 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系统中的核心 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。 0003 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。
9、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。 0004 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。
10、 0005 本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。 0006 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。 0007 本发明的第二目的在于提出一种电动汽车。 0008 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。
11、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。 0009 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 说 明 书 CN 103538486 A 3 2/6 页 4 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。 0010 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 。
12、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。 0011 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。
13、输出端输出关闭信号以控制所述第二 管理模块关闭。 0012 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。 0013 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。 0014 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。
14、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。 0015 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。 0016 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。 0017 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。
15、置。 0018 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。 0019 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 0020 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 ： 说 明 书 CN 103538486 A 4 3/6 页 5 0。
16、021 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 0022 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 0023 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。 0024 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。
17、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。 0025 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。
18、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。 0026 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。 0027 下面参照图1和图2描述根据本发明第一方面实施。
19、例提出的电动汽车的电源管理 装置。 0028 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。 0029 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。
20、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。 0030 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。 0031 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。
21、端 IO2， 说 明 书 CN 103538486 A 5 4/6 页 6 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。 0032 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。 0033 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 。
22、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。 0034 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。 0035 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。
23、二控制单元 204 启动和关闭。 0036 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。 0037 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。 0038 具体而言， 如图 2 所示， 本发明一个示例。
24、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 I。
25、N 相连， 为 POWER IC1 和 POWER IC2 提供电源。 0039 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 POWER IC1 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 POWER IC2。
26、 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。 0040 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 说 明 书 CN 103538486 A 6 5/6 。
27、页 7 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。 0041 当整车钥匙打到 OFF 档时， 点火开关 205 断开， 第一电源芯片 POWER IC1 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。
28、 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， 如果此时存在系统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。
29、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。 0042 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。 0043 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 。
30、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。 0044 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。 0045 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。
31、高的需要。 0046 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。 0047 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。
32、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。 0048 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 说 明 书 CN 103538486 A 7 6/6 页 8 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。 0049 上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。 0050 在。
33、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。 0051 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。 说 明 书 CN 103538486 A 8 1/1 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103538486 A 9 。