СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, УСТАНОВЛЕННАЯ В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ Российский патент 2021 года по МПК B60R16/03 

Изобретение относится к бортовым сетям электропитания в транспортных средствах, в частности, в автомобилях.

В общем такие сети электропитания содержат одну или несколько коробок с плавкими предохранителями, подключенных на входе непосредственно или опосредовано к аккумуляторной батарее и генератору кабелями и подключенных на выходе к различным потребителям электроэнергии или группам потребителей электроэнергии с помощью других кабелей. Кроме того, многие бортовые компьютеры, в свою очередь, подключены к различным потребителям электроэнергии с помощью шинного или проводного соединения, чтобы контролировать и управлять их работой.

Известные архитектуры сетей электропитания обладают недостатком, заключающимся в том, что они требуют большого количества различных электрических проводов и кабелей. Еще один их недостаток заключается в том, что они не очень модульные. Например, добавление, удаление или изменение электрических потребителей может потребовать полного пересмотра электрических схем, если только все будущие модификации не были должным образом предвидены. Защитные предохранители также имеют недостаток, заключающийся в том, что их необходимо заменять после разрыва цепи из-за разрушения предохранителя. Замена предохранителей на автоматические выключатели сброса, как в жилых помещениях, будет иметь другие недостатки, такие как, например, с точки зрения громоздкости или с точки зрения управления распределением энергии, когда многие режимы работы автомобиля в настоящее время не обязательно требуют одного и того же распределения электрической энергии.

Чтобы преодолеть недостатки существующего уровня техники, объектом изобретения является бортовая сеть электропитания в транспортном средстве, содержащая один или несколько источников электрической энергии, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, две распределительные коробки, каждая из которых содержит, по меньшей мере, одну внутреннюю распределительную шину, которая может быть подключена к упомянутому одному или нескольким источникам электроэнергии, по меньшей мере, два выходных переключателя, каждый из которых предназначен для подачи энергии потребителю электроэнергии, отличному от транспортного средства, от внутренней распределительной шины, и процессор драйвера для управления упомянутыми выходными переключателями для распределения потребляемой нагрузки между потребителями электроэнергии в зависимости от различных режимов работы транспортного средства.

Распределительная сеть в соответствии с изобретением позволяет распределить управление потреблением электроэнергии транспортным средством по группам потребителей в непосредственной близости от каждой распределительной коробки, что позволяет уменьшить, упростить и лучше управлять электропроводкой.

Преимущественно, по меньшей мере один из выходных переключателей содержит по меньшей мере два параллельных пути переключения, соединенных с внутренней распределительной шиной первым общим электрическим проводником и подключенных вторым общим электрическим проводником к одному из потребителей электроэнергии.

В частности, по меньшей мере один из упомянутых выходных переключателей содержит по меньшей мере один путь переключения, образованный интеллектуальным МОП-транзистором.

Также предпочтительно, чтобы сеть электропитания содержала соединительную коробку, соединенную с каждым источником электрической энергии, и набор электрических проводов для соединения каждой распределительной коробки с каждой соединительной коробкой.

В частности, но не обязательно, если сеть электропитания содержит по меньшей мере два источника энергии, то каждая соединительная коробка содержит:

- селектор, содержащий множество путей переключения, которые подключены к одному и тому же полюсу источника энергии, и которые подключены к электрическому проводу, выходящему из соединительной коробки;

- управляющий процессор для управления селектором, чтобы контролировать и отслеживать состояние включения каждого пути, подключенного к тому из электрических проводов, с которым связан тот же полюс источника энергии.

Более конкретно, множество электрических проводов, выходящих из соединительной коробки, распределены обычным образом по меньшей мере по двум распределительным коробкам, и каждая из коробок содержит:

- входной переключатель с множеством параллельных путей переключения, которые подключены, каждый отдельно, к одному из упомянутых распределенных проводов, и подключены группами, подгруппами или по-отдельности к одной иди нескольким внутренним распределительным шинам, при этом состояние включения каждого пути контролируют и отслеживают с помощью упомянутого процессора драйвера.

В качестве альтернативы, каждый электрический провод, выходящий из соединительной коробки, подключен к одной и только одной внутренней распределительной шине.

Сеть электропитания примечательна тем, что рабочие режимы транспортного средства содержат все или некоторые из следующих режимов: режим парковки, режим обслуживания, режим логистики, режим движения, режим микрогибридизации, режим автономного вождения и режим неисправности.

Сеть электропитания также примечательна тем, что по меньшей мере одна распределительная коробка содержит память, которая содержит диагностические инструкции и к которой может обращаться процессор драйвера для выполнения диагностических операций.

Предпочтительно, сеть электропитания содержит бортовую коммуникационную шину и центральный бортовой компьютер, подключенный к бортовой коммуникационной шине, так что каждый процессор драйвера и/или каждый управляющий процессор имеет доступ к бортовой коммуникационной шине для обмена информацией с центральным бортовым компьютером.

В частности, каждый процессор драйвера и/или каждый управляющий процессор выполняет процедуру управления безопасностью в случае, если транспортное средство вовлечено в столкновение, или в случае потери связи с процессором драйвера.

Также, в частности, каждая из двух распределительных коробок содержит по меньшей мере один датчик напряжения для детектирования пониженного и/или повышенного напряжения на внутренней распределительной шине.

Еще одним предметом изобретения является автомобиль, содержащий сеть электропитания, которая воспроизводит основные признаки того, что описано в оставшейся части описания.

Другие преимущества и признаки изобретения станут очевидными при чтении подробного описания реализаций и вариантов осуществления, приведенных в виде иллюстративных и неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан автомобиль, содержащий первую реализацию сети электропитания в соответствии с изобретением;

на фиг. 2 показан автомобиль, содержащий вторую реализацию сети электропитания в соответствии с изобретением;

на фиг. 3 показан первый вариант сети электропитания в соответствии с изобретением;

на фиг. 4 показана первая распределительная коробка, которую можно использовать в первом варианте сети электропитания;

на фиг. 5 показан второй вариант сети электропитания в соответствии с изобретением;

на фиг. 6 показана вторая распределительная коробка, которую можно использовать во втором варианте сети электропитания;

на фиг. 7 показана третья распределительная коробка, которую можно использовать во втором варианте сети электропитания.

Со ссылкой на фиг. 1 транспортное средство, в частности автомобиль 100, содержит бортовую сеть 110 электропитания. Сеть 110 электропитания содержит источник 101 электрической энергии, который по существу состоит из батареи 12 В. Батарея 12 В представляет собой, например, свинцово-кислотную батарею или литий-ионную батарею. Бортовая сеть 110 электропитания содержит две распределительные коробки 111, 112.

Распределительная коробка 111, расположенная в моторном отсеке (CMO), подключена к батарее 101, к которой подключен стартер 103, который сам соединен с генератором 102, который может представлять собой другой источник электроэнергии. Распределительная коробка 111 расположена, например, спереди слева (AVG), если двигатель расположен в передней части транспортного средства. Распределительная коробка 111 распределяет напряжение от одного или нескольких источников электроэнергии, к которым она подключена, по потребителям электроэнергии, главным образом, расположенным в моторном отсеке.

Распределительная коробка 112, расположенная в пассажирском салоне, обычно в приборной панели (Pdb), соединена с распределительной коробкой 111, чтобы, в свою очередь, распределять электроэнергию по потребителям электроэнергии, главным образом расположенным в остальной части транспортного средства.

Со ссылкой на фиг. 2 автомобиль 200 содержит бортовую сеть 200 электропитания. Сеть 210 электропитания содержит три источника 201, 202, 204 электроэнергии, которые по существу состоят из основной батареи 12 В, вторичной батареи 12 В и генератора или стартера-генератора типа BSG. Источники энергии подключены к сети 12 В через две соединительные коробки источников, которые позволяют подключать источники энергии к бортовой сети 12 В или отключать от нее. Бортовая сеть 210 электропитания имеет шесть распределительных коробок 211, 212, 213, 221, 222, 223.

Основная батарея 201 и стартер 203 подключены к соединителю 205 первого источника. Вторичная батарея 204 и генератор или BSG 202 подключены к соединителю 206 второго источника. Распределительная коробка 211 расположена, например, спереди слева (AVG), если двигатель расположен в передней части транспортного средства.

Распределительная коробка 211 также подключена к распределительной коробке 221, чтобы распределять напряжение от одного или нескольких источников электроэнергии, к которым они подключены, по потребителям электроэнергии, главным образом, расположенным в моторном отсеке.

Распределительные коробки 212, 222, расположенные в пассажирском салоне, обычно в приборной панели (Pdb), соединены соответственно с распределительной коробкой 211 и распределительной коробкой 221, чтобы, в свою очередь, распределять электроэнергию по потребителям электроэнергии, главным образом расположенным в передней части транспортного средства.

Распределительные коробки 213, 223, расположенные в задней части транспортного средства, соответственно слева (ARG) и справа (ARD), соединены соответственно с распределительной коробкой 212 и распределительной коробкой 222, чтобы, в свою очередь, распределять электроэнергию по потребителям электроэнергии, главным образом расположенным в задней части транспортного средства.

Со ссылкой на фиг. 3, сети 110, 210 электропитания могут быть выполнены более точно в форме сети 310 электропитания, которая содержит, в качестве чисто иллюстративного примера, три распределительных коробки 311, 312, 313. Приведенные ниже пояснения остаются в силе для любого количества распределительных коробок от двух, как на фиг. 1, до шести, как на фиг. 2, или даже больше.

Распределительные коробки 311, 312, 313 подключены к источнику электроэнергии, который состоит из батареи 301, подключенной параллельно с источником энергии 12 В (генератором, стартером-генератором, преобразователем постоянного тока в постоянный и т.д.) 303 через комплект электрических проводов 81, 82, 83, 84, 85, 86, причем один или несколько проводов позволяют подключить каждую из коробок к источнику электроэнергии.

Распределительные коробки 312, 313 аналогичны распределительной коробке 311, описанной теперь со ссылкой на фиг. 4.

Распределительная коробка 311 содержит внутреннюю распределительную шину 401, которая должна быть подключена только к электрическому проводу 81, чтобы подключить его к источнику электроэнергии, образованному батареей 301, подключенной параллельно с источником 303 энергии 12 В.

Каждый из множество выходных переключателей 44, 45, 46, 48 содержит путь переключения, который подключен к внутренней распределительной шине 401 с помощью электрического проводника 430, 440 и подключен вторым электрическим проводом 431, 432, 433, 442 к отдельному разъему или клемме одного из потребителей электроэнергии. Например, на фиг. 3 видно, что переключатель 45 позволяет снабжать потребителя 35 энергией от внутренней распределительной шины 401.

Выходной переключатель 47 содержит два параллельных пути переключения, которые соединены с внутренней распределительной шиной 401 общим электрическим проводником 440 и подключены вторым общим электрическим проводником 441 к потребителю 37 электроэнергии. Таким образом, выходной переключатель 47 позволяет потребителю 37 электроэнергии питаться от внутренней распределительной шины 401 электрическим током, который больше, чем ток, допускаемый переключателем 45 для потребителя 35 электроэнергии.

Распределительная коробка 311 в этом примере также содержит внутреннюю распределительную шину 402, которая должна быть подключена только к электрическому проводу 82, чтобы подключить его к источнику электроэнергии, образованному батареей 301 и источником 303 энергии.

Выходные переключатели 41, 42 и 43 содержит по три или четыре параллельных пути переключения, которые соединены с внутренней распределительной шиной 402 первым общим электрическим проводником 410, 420 и подключены вторым общим электрическим проводником 411, 421 к отдельным потребителям электроэнергии. Имея на один путь переключения больше, чем у переключателя 42, выходной переключатель 41 позволяет потребителю 31 электроэнергии питаться от внутренней распределительной шины 402 электрическим током, который больше, чем ток, допускаемый переключателем 42 для потребителя 32 электроэнергии.

Размещение нескольких путей переключения параллельно для одного и того же переключателя особенно полезно для изготовления переключателей с помощью МОП-транзисторов (металл-оксид-полупроводник), например, полевых транзисторов с затвором из металла-оксида. Преимущество МОП-транзисторов заключается в том, что они имеют очень короткое время отклика, что очень важно в области автомобильной безопасности. Однако низкое напряжение питания порядка 12 В в автомобиле приводит к высоким значениям тока, чтобы удовлетворить потребности в пусковой мощности потребителя электроэнергии. Распределение тока по множеству параллельных путей переключения позволяет удовлетворить потребность в токе, пропуская меньший ток через каждый транзистор.

Процессор 403 драйвера управляет открытием и закрытием одиночного пути переключения каждого выходного переключателя 44, 45, 48 или одновременно всех путей переключения каждого из выходных переключателей 41, 42, 43, 47, чтобы распределять потребляемую нагрузку между потребителями электроэнергии в зависимости от различных режимов работы транспортного средства.

Создание пути переключения с помощью интеллектуального МОП-транзистора позволяет локально управлять температурами, значениями тока и напряжения, а также обмениваться данными с процессором драйвера, как с точки зрения управления/мониторинга, так и с точки зрения применения измерительных приборов.

Микросхема, связанная с силовым МОП-транзистором, может содержать датчик температуры для соединения МОП-транзистора и микропроцессора, способного считывать значение температуры, измеренное датчиком, и выключать МОП-транзистор, чтобы открыть путь переключения для защиты силового МОП-транзистора в случае перегрева его внутреннего перехода, например, как только измеренная температура достигает или превышает 150°C. Микросхема, связанная с силовым МОП-транзистором, может также содержать датчик электрического тока для электрического тока, проходящего через переход МОП-транзистора, который доступен для микропроцессора, который управляет МОП-транзистором, путем его выключения, чтобы открыть путь переключения для защиты силового МОП-транзистора от перегрузки по току, проходящему через его внутренний переход. Также можно запрограммировать микропроцессор так, чтобы на короткое время ограничить ток параметризуемым максимальным значением, чтобы разрешить определенные переходные режимы. Микросхема, связанная с силовым МОП-транзистором, может также включать в себя датчик напряжения на выходе перехода МОП-транзистора. Микропроцессор может открыть путь переключения, управляя МОП-транзистором таким образом, чтобы он находился в выключенном состоянии, чтобы защитить силовой МОП-транзистор в случае превышения параметризуемого порога напряжения. Микросхема оснащена цифровыми и/или аналоговыми интерфейсами для приема команд управления от процессора драйвера и для передачи данных, касающихся температуры, силы тока, напряжения, в реальном времени, а также для предупреждений о превышении порогового значения процессору драйвера.

Со ссылкой на фиг. 5, сети 110, 210 электропитания или другие бортовые сети электропитания также могут быть выполнены в форме сети 510 электропитания, которая содержит, так же в качестве чисто иллюстративного примера, три распределительных коробки 511, 512, 513.

Сеть 510 электропитания отличается от сети 310 электропитания по существу тем, что она содержит два источника электрической энергии. Первый источник электроэнергии состоит из основной батареи 503, подключенной параллельно со стартером 504 перед первой соединительной коробкой 506. Второй источник электроэнергии состоит из дополнительной батареи 503, подключенной параллельно со стартером 504 перед второй соединительной коробкой 506.

Каждая соединительная коробка 505, 506, соответственно, содержит селектор 507, 508, содержащий множество путей переключения, восемь в примере, показанном на фиг. 5, каждый из которых подключен к электрическому проводу, выходящему из соединительной коробки. Каждый из электрических проводов, выходящих из соединительной коробки 505, соединен, например, в данном случае путем сращивания, с электрическим проводом 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, который сам соединен с электрическим проводом соединительной коробки 506. Все пути переключения селектора 507 подключены к одному и тому же положительному полюсу батареи 501. Все пути переключения селектора 508 подключены к одному и тому же положительному полюсу батареи 503.

Управляющий процессор 509 для управления селектором 507 позволяет управлять и контролировать состояние включения или выключения, соответственно, каждого пути, соединенного с тем из электрических проводов, с которым связан или не связан положительный полюс источника энергии, образованный батареей 501 и/или источником 502 энергии, соответственно.

Управляющий процессор 520 для управления селектором 508 позволяет управлять и контролировать состояние включения или выключения, соответственно, каждого пути, соединенного с тем из электрических проводов, с которым связан или не связан положительный полюс источника энергии, образованный батареей 503, соответственно.

Два процессора 509, 520 обмениваются данными друг с другом посредством бортовой коммуникационной шины 90, чтобы управлять путями переключения каждого селектора 507, 508 так, чтобы на каждом электрическом проводе 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 предпочтительно создавался электрический потенциал самое большее одного источника электроэнергии. Например, в аварийном режиме работы транспортного средства процессор 509 управляет всеми путями селектора 507 так, чтобы они находились в выключенном состоянии, в то время как процессор 520 управляет всеми путями селектора 508 так, чтобы они находились в во включенном состоянии, так что в сеть 510 электропитания подают питание только от второго источника энергии. Например, в режиме распределения энергии транспортного средства процессор 509 управляет путями селектора 507, которые подключены к электрическим проводам 91, 92, 93 так, чтобы они находились во включенном состоянии, и путями селектора 507 которые подключены к электрическим проводам 94, 95, 96, 97, 98, так, чтобы они находились в выключенном состоянии, в то время как процессор 520 управляет путями селектора 508, которые подключены к электрическим проводам 91, 92, 93, так чтобы они находились в выключенном состоянии, а путями селектора 508, которые подключены к электрическим проводам 94, 95, 96, 97, 98, так, чтобы они находились во включенном состоянии, так что в сеть 510 электропитания подают питание совместно от первого источника энергии. Также можно предусмотреть управление всеми или некоторыми идентичными путями переключения двух селекторов 507, 508, чтобы они находились во включенном состоянии, например, для подзарядки дополнительной батареи 503 от источника 502 энергии.

На каждый из процессоров 509, 520 подают питание на входе соответственно от селектора 507, 508 с защитой посредством плавкого предохранителя 521, 522, и/или на выходе, соответственно, от селектора 507, 508 с защитой посредством одного из путей переключения.

В альтернативном варианте осуществления распределительные коробки 512, 513 аналогичны распределительной коробке 511, описанной теперь со ссылкой на фиг. 6.

Распределительная коробка 511 содержит одну или две внутренние распределительные шины 601, 602, сравнимые с одной или несколькими внутренними распределительными шинами 401, 402.

Каждый из множества выходных переключателей 64, 65, 66, 67, 68 содержит один или два пути переключения, которые подключены к внутренней распределительной шине 601 способом, сравнимым с выходными переключателями 44, 45, 46, 47, 48, чтобы подавать питание потребителю 54, 55, 56, 57, 58 от внутренней распределительной шины 601.

Распределительная коробка 511 в этом примере также содержит внутреннюю распределительную шину 602. Выходные переключатели 61, 62 и 63 содержат по три или четыре параллельных пути переключения, которые соединены с внутренней распределительной шиной 602 первым общим электрическим проводником 610, 620 и подключены вторым общим электрическим проводником 611, 621 к отдельным потребителям электроэнергии. Имея на один путь переключения больше, чем у переключателя 62, выходной переключатель 61 позволяет потребителю 51 электроэнергии питаться от внутренней распределительной шины 602 электрическим током, который больше, чем ток, допускаемый переключателем 62 для потребителя 53 электроэнергии.

Размещение нескольких путей переключения параллельно для одного и того же переключателя особенно полезно для изготовления переключателей с помощью МОП-транзисторов (металл-оксид-полупроводник), например, полевых транзисторов с затвором из металла-оксида или интеллектуальных МОП-транзисторов (Smart-MOS™), как в переключателях коробки 311.

Процессор 603 драйвера управляет открытием и закрытием одиночного пути переключения каждого выходного переключателя 64, 65, 68 или одновременно всех путей переключения каждого из выходных переключателей 61, 62, 63, 67, чтобы распределять потребляемую нагрузку между потребителями электроэнергии в зависимости от различных режимов работы транспортного средства.

Однако, хотя коробка 311 больше подходит для сети электропитания, в которой каждый электрический провод, выходящий из соединительной коробки 305, 505, 506, подключен к одной и только одной внутренней распределительной шине, коробка 511, показанная на фиг. 6, лучше подходит к сети электропитания, в которой множество электрических проводов, выходящих из соединительной коробки 305, 505, 506, распределено обычным образом по меньшей мере по двум аналогичным распределительным коробкам 511, 512, 513.

Коробки 512, 513, которые идентичны коробке 511, показанной на фиг. 6, существенно отличаются от коробки 311 тем, что каждая из них содержит входной переключатель 60 с множеством параллельных путей переключения, которые подключены по-отдельности к одному из распределенных проводов 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 и подключены группами, подгруппами или по-отдельности с одной или несколькими внутренними распределительными шинами 601, 602. Процессор 603 драйвера управляет и контролирует состояние включения и состояние выключения каждого пути, чтобы определить, какой провод из одного или нескольких проводов из первого комплекта электрических проводов 91, 92, 93 подключен или не подключен к внутренней распределительной шине 601, и какой провод из одного или нескольких из второго комплекта электрических проводов 94, 95, 96 подключен или не подключен к внутренней распределительной шине 602.

Коробки 311, 312, 313, идентичные коробке 511, показанной на фиг. 6, могут быть использованы в сети 310, чтобы совместно использовать каждый проводник 81-86 с каждой коробкой 311, 312, 313. Другими словами, можно также использовать коробки, идентичные коробке 511, при наличии единственного источника электроэнергии.

В альтернативном варианте осуществления распределительные коробки 211, 212, 213, 221, 222, 223 аналогичны распределительной коробке 221, описанной теперь со ссылкой на фиг. 7.

Распределительная коробка, показанная на фиг. 7, содержит единственную внутреннюю распределительную шину 701, к которой подключено множество переключателей 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 с разомкнутым и замкнутым состояниями, которые контролирует и отслеживает процессор 703. Некоторые переключатели 74, 75, 76, 78 имеют только один путь переключения. Некоторые переключатели 71, 72, 73, 77 имеют по меньшей мере два пути переключения. Например, выходной переключатель 71 содержит четыре параллельных пути переключения, соединенных с внутренней распределительной шиной 701 первым общим электрическим проводником 710 и подключенных вторым общим электрическим проводником 711 к одному из потребителей электроэнергии. Например, выходной переключатель 72 содержит три параллельных пути переключения, соединенных с внутренней распределительной шиной 701 первым общим электрическим проводником и подключенных вторым общим электрическим проводником 721 к другому потребителю электроэнергии.

Подобно коробке 511, показанной на фиг. 6, распределительная коробка 221, показанная на фиг. 7, содержит входной переключатель 70 с множеством параллельных путей переключения, которые подключают по-отдельности, например, к одному из распределенных проводов 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 и подключают группами к внутренней распределительной шине 701. Процессор 703 драйвера управляет и контролирует состояние включения и состояние выключения каждого пути, чтобы определить, какой провод из одного или нескольких проводов из комплекта электрических проводов 91, 92, 93, 94, 95, 96 подключен или не подключен к внутренней распределительной шине 701.

В отличие от коробки 511, показанной на фиг. 6, распределительная коробка 221, показанная на фиг. 7, содержит два входных разъема, каждый из которых соединен с каждым из путей переключения входного переключателя 70. Первый соединитель позволяет создавать на распределительной коробке 221 электрический потенциал, передаваемый источником электрической энергии или другой распределительной коробкой. Второй соединитель позволяет распределительной коробке 221 передавать электрический потенциал, созданный на ней, через первый соединитель на другую распределительную коробку. Двойной разъем позволяет избежать сращивания кабелей, соединяющих электрические распределительные коробки.

Распределительные коробки 311, 511, 221 соответственно содержат память 404, 604, 704, к которой обращается процессор 403, 603, 703 для записи в нее данных и для чтения данных из нее или для выполнения компьютерных инструкций, которые хранятся в ней.

Данные, которые должны быть записаны в память, могут поступать от бортовой коммуникационной шины 80, 90, к которой подключены процессоры соединительных коробок. Данные, которые должны быть записаны в память, также могут поступать в результате выполнения сохраненных компьютерных инструкций или из сигналов измерения, относящихся к сети электропитания. Например, каждая из двух распределительных коробок содержит датчик напряжения для детектирования пониженного и/или повышенного напряжения на внутренней распределительной шине. Память также может содержать диагностические инструкции, к которым может обращаться процессор драйвера для выполнения диагностических операций.

Центральный бортовой компьютер (не показан) может быть преимущественно подключен к бортовой коммуникационной шине 80, 90 для управления различными режимами работы транспортного средства, включая все или некоторые из следующих режимов: режим парковки, режим обслуживания, режим логистики, режим движения, режим микрогибридизации, режим автономного вождения и режим неисправности.

Каждый процессор 303, 503 драйвера в распределительной коробке 311, 511 и/или каждый управляющий процессор 509, 520 обращается к бортовой коммуникационной шине 80, 90 для обмена информацией с центральным бортовым компьютером, в частности, для получения инструкций для распределения электроэнергии между различными потребителями электроэнергии, подключенными к каждой распределительной коробке.

Каждый процессор 403, 603, 703 драйвера и/или каждый управляющий процессор 509, 520 может также принимать через бортовую коммуникационную шину или напрямую через выделенные провода предупреждение об обнаружении столкновения транспортного средства, чтобы выполнить процедуру управления безопасностью в случае, если автомобиль попал в аварию. Процедура управления безопасностью, например, сохраненная в памяти 404, 604, 704, может состоять в отключении всех или некоторых переключателей 41-48 или в отключении всех или некоторых путей переключения входного переключателя 60, 70. Микрореле 49, 69 с аварийным контактом, которое отключает концевую часть шины 401, 601 от электрических проводов 81, 91, 92, 93 на входе, чтобы соединить концевую часть шины с батареей или мини-батареей 405, 605, обеспечивает питание процессора 403, 603 при отсутствии потенциала от одного из источников электрической энергии. В процедуре безопасности можно предусмотреть, чтобы ограниченное количество выходных переключателей 47, 48, 67, 68, подключенных к концу шины 401, 601, оставались включенными.

Для выполнения модификаций программного обеспечения по беспроводной связи (FOTA) целесообразно расположить каждую распределительную коробку таким образом, чтобы проверять, подключены ли к ее выходам электрические потребители, затронутые модификацией программного обеспечения по беспроводной сети, или нет. Этот тип проверки можно реализовать с помощью ассоциативных таблиц, сохраненных в памяти 404, 604.

Группа изобретений относится к автомобилю и бортовой сети электропитания в транспортном средстве. Транспортное средство содержит несколько источников электрической энергии. Бортовая сеть содержит распределительные коробки, каждая из которых содержит внутреннюю распределительную шину, выходные переключатели, процессор драйвера. Внутренняя распределительная шина выполнена с возможностью подключения к источникам электрической энергии. Выходные переключатели предназначены для подачи питания потребителю электроэнергии, отличному от транспортного средства, от внутренней распределительной шины. Процессор драйвера служит для приведения в действие выходных переключателей, чтобы распределять потребляемую нагрузку между потребителями электроэнергии в зависимости от различных режимов работы транспортного средства. Соединительная коробка содержит селектор и управляющий процессор. Селектор содержит множество путей переключения, все из которых на входе подключены к одному и тому же полюсу (+) источника энергии и каждый из которых на выходе подключен к электрическому проводу, выходящему из соединительной коробки. Управляющий процессор служит для управления селектором, выполненный с возможностью отслеживания и управления состоянием включено/выключено каждого пути, подключенного к тому из электрических проводов, с которым связан указанный один и тот же полюс источника энергии. Достигается создание модульной архитектуры сети электропитания. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Бортовая сеть (110, 210, 310, 510) электропитания в транспортном средстве (100, 200), содержащем несколько источников (101, 102, 201, 202, 301, 302, 501, 502, 503) электрической энергии, содержащая по меньшей мере две распределительные коробки (111, 112, 211, 212, 213, 221, 222, 223, 311, 312, 313, 511, 512, 513), каждая из которых содержит:

- по меньшей мере одну внутреннюю распределительную шину (401, 402, 601, 602, 701), выполненную с возможностью подключения к упомянутым источникам электрической энергии;

- по меньшей мере два выходных переключателя (41, 42, 61, 62, 71, 72), каждый из которых предназначен для подачи питания по меньшей мере одному потребителю (31, 32, 51, 52) электроэнергии, отличному от транспортного средства, от внутренней распределительной шины;

- процессор (403, 603, 703) драйвера для приведения в действие упомянутых выходных переключателей, чтобы распределять потребляемую нагрузку между потребителями электроэнергии в зависимости от различных режимов работы транспортного средства, причем сеть содержит соединительную коробку (305, 505, 506), подключенную к каждому источнику электроэнергии, и комплект электрических проводов (81-86, 91-98) для соединения каждой распределительной коробки (311-313, 511-513) с каждой соединительной коробкой (305, 505, 506),

отличающаяся тем, что каждая соединительная коробка (505, 506) содержит:

- селектор (507, 508), содержащий множество путей переключения, все из которых на входе подключены к одному и тому же полюсу (+) источника (501, 503) энергии и каждый из которых на выходе подключен к электрическому проводу, выходящему из соединительной коробки;

- управляющий процессор (509, 520) для управления селектором, выполненный с возможностью отслеживания и управления состоянием включено/выключено каждого пути, подключенного к тому из электрических проводов, с которым связан указанный один и тот же полюс источника энергии.

2. Сеть электропитания по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из упомянутых выходных переключателей (41, 42, 61, 62, 71, 72) содержит по меньшей мере два параллельных пути переключения, соединенных на входе с внутренней распределительной шиной посредством первого общего электрического проводника (410, 420, 610, 620, 710, 720) и соединенных на выходе посредством второго общего электрического проводника (411, 421, 611, 621, 711, 721) с одним из электрических потребителей электроэнергии.

3. Сеть электропитания по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из упомянутых выходных переключателей содержит по меньшей мере один путь переключения, образованный интеллектуальным МОП-транзистором.

4. Сеть электропитания по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что каждый электрический провод, выходящий из соединительной коробки, соединен с одной и только одной внутренней распределительной шиной.

5. Сеть (510) электропитания по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что множество электрических проводов, выходящих из соединительной коробки, распределены обычным образом по меньшей мере по двум распределительным коробкам (511, 512, 513), и каждая из указанных по меньшей мере двух коробок содержит:

- входной переключатель (60, 70) с множеством параллельных путей переключения, которые подключены на входе, каждый отдельно, к одному из упомянутых распределенных проводов (91-98), и подключены на выходе группами, подгруппами или по отдельности к одной или нескольким внутренним распределительным шинам (601-602, 701), при этом состоянием каждого пути управляют и отслеживают состояние с помощью упомянутого процессора (603, 703) драйвера.

6. Сеть электропитания по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что рабочие режимы транспортного средства содержат все или некоторые из следующих режимов: режим парковки, режим обслуживания, режим логистики, режим движения, режим микрогибридизации, режим автономного вождения и режим неисправности.

7. Сеть электропитания по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна распределительная коробка (311, 511, 221) содержит память (404, 604, 704), содержащую диагностические инструкции и выполненную с возможностью обращения к ней процессора (403, 603) драйвера для выполнения диагностических операций.

8. Сеть электропитания по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит бортовую коммуникационную шину (80, 90) и центральный бортовой компьютер, подключенный к бортовой коммуникационной шине, при этом каждый процессор (403, 603, 703) драйвера и/или каждый управляющий процессор (509, 520) имеет доступ к бортовой коммуникационной шине для обмена информацией с центральным бортовым компьютером.

9. Сеть электропитания по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что каждый процессор (403, 603, 703) драйвера и/или каждый управляющий процессор (509, 520) выполнен с возможностью выполнения процедуры управления безопасностью в случае, если транспортное средство вовлечено в столкновение, или в случае повреждения коммуникационной шины.

10. Сеть электропитания по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что каждая из по меньшей мере двух распределительных коробок (311, 312) содержит датчик напряжения для детектирования пониженного и/или повышенного напряжения на внутренней распределительной шине (401, 402).

11. Автомобиль (100, 200), содержащий сеть электропитания (110, 210) по любому из предыдущих пунктов.