一种智能保险盒及汽车的制作方法

1.本发明应用于汽车智能化领域，具体涉及一种智能保险盒及汽车。


背景技术：

2.目前汽车领域中保险盒仍然基于传统的保险丝4和线束实现汽车电源线等大电流线的保护，由于目前汽车智能化的需求不断增长，需要在整车电子电器架构的变革，改变现有的电子电器架构，构建全新的整车电子电器架构中，基于芯片公司的功率器件，设计一种智能保险的硬件架构方案是整车电子电器架构下的全新方案。
3.现有的电气保险盒是基于分布式电子电器架构下实现的，满足现有的按照功能进行分布ecu的电子电器架构。随着智能化，自动驾驶的发展，整车电子电器架构随之发生变化，基于新的整车电子电器架构，需要重新定义一种智能的电气盒。
4.传统模式的电气保险盒由前舱保险盒、仪表保险盒集中配电功能，ibcm集成控制功能，三者之间需要较多交互；智能电气保险盒基于全新的模式组成，由e-sjb和p-sjb分别集成配电及智能车身控制器的控制功能，可实现分区域控制的模式。
5.这种全新的智能化电气保险盒，可以实现智能保险丝4盒可实现车身控制功能与整车蓄电池管理的最优整合。按区域划分功能的方法可实现整车最短控制路径。按照线束用量最少，整车成本最低的原则，规划功能分配，充分考虑线束拓扑以及综合成本最优，进行功能的合理化分配。
6.随着整车智能化需求增加，ecu数量也随之增加。如果采用传统的电气保险盒，从线束分布的情况，安全等级的要求，电池监控的需求，功能诊断的需求都需要一个如下全新的智能保险盒来实现这些需求。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种智能保险盒及汽车，用于解决现有保险盒架构无法实现适用于新的电子电器架构的问题。
8.本发明的技术方案为：本发明提供了一种智能保险盒，包括：通过信号线相连接的mcu和mosfet管，mosfet管分别与整车蓄电池供电线束和负载线束连接，mcu通过can通信接口和车辆上其它控制器连接，mcu通过lin通信接口和整车蓄电池传感器连接；分压采集电路，用于采样来自各开关线束的开关信号，并将采样到的开关信号经过电压转换后发送至mcu；mcu通过分压采集电路发送的电压信号来控制相应mosfet管进行开或关，实现为对应负载供电或断电。
9.优选地，所述智能保险盒还包括：与整车蓄电池连接的电源转换芯片，通过电源转换芯片进行电压转换后为mcu和分压采集电路供电。
10.优选地，所述分压采集电路包括：并联布置的模拟信号输入电路、低边数字信号输入电路和高边数字信号输入电路，模拟信号输入电路、低边数字信号输入电路和高边数字信号输入电路均与mcu连接。
11.优选地，各整车蓄电池供电线束分别连接保险丝和电流采样电阻后与对应的mosfet管连接。
12.优选地，所述智能保险盒还包括：连接在电流采样电阻和对应的mosfet管之间的分压电路，所述分压电路还与mcu连接，mcu在电流采样电阻的采样电流异常时，控制对应的mosfet管关，停止为对对应负载供电。
13.本发明还提供了一种汽车，包括上述的智能保险盒。
14.本发明的有益效果为：1.智能保险盒是基于全新的汽车整车电子电器硬件架构产生的，主要解决目前传统架构无法实现的按区域分布功能的智能汽车的需求，由于新的架构整车ecu是根据功能区域分布，所使用的传统的保险电气盒从线束分布，成本优化，电源保护，诊断功能的完善性，都不能够满足现有分布式电子电器架构，这也就是导致需要新的电气保险盒来实现整个电子电气架构的全新搭建，满足汽车智能化发展的需求。
15.2. 整合智能化功能需求，聚焦车身控制部分，车身控制部分聚焦了整车电子电气控制的基础功能 ，大部分大功率负载。前舱sjb与电源管理功能结合，可实现功能的功能：双电源管理、碰撞断电、运输模式、暗电流管理、用电器电压调节。前舱sjb可通过can总线与仪表sjb通讯，节约大量硬线控制回路。新的智能保险盒可以满足用户的这些功能需求，从各个方面考虑，搭建智能保险盒硬件平台是新的电子电器架构全面实施的重要技术突破。
16.3.从智能保险盒硬件对整车电子电器架构影响上来分析，是顺应未来智能汽车发展趋势，满足自动驾驶需求，实现新的整车电子电器架构下的平台化，为汽车自动驾驶，汽车智能化发展准备了充分的条件。
附图说明
17.图1为现有汽车电子电器架构框图；图2为新型的基于分布式架构的电子电器架构框图；图3为传统电气保险盒架构与全新电气架构保险盒对比图；图4为本实施例中的智能保险盒硬件框图；图5为本实施例中智能保险盒的电流走向视图。
具体实施方式
18.图1是目前汽车电子电器架构图，是基于can网络的做种ecu共同存在的网络架构，适用现有汽车应用。该架构简单，适用于数据量不大，ecu不是太复杂的汽车环境，随着汽车智能化需求的越来越强，同时自动驾驶的发展越来越大，该架构就无法满足需求，需要重新定义架构，重新调整整车电子电器架构，并需要重新定义整车电气系统。
19.图2中展示了基于汽车运算平台的新的电子电器架构，该架构将执行器与处理器完全分离，是新的汽车电子电器架构。采用该架构，有利于执行器成为平台化标准件，从整车的平台化开发，降本，标准化角度，该架构是非常有优势的。
20.图3展示了传统的电气架构和智能电气架构的概述，从图2的电气架构来看，负载数量按照区域分布，数量众多，如果采用传统的保险盒及线束分布方式，会造成线束错乱复杂，整车电气结构混乱，线束成本大等诸多问题；新的架构，采用芯片智能控制，从安全角度，电池使用寿命，诊断功能，性能要求等多方面考虑，可以实现线束成本，线束重量的优化，可以实现电池状态的实时监测，可以实现整车线路上状态，并可以在出现故障实现自恢复，可以大大的减少线路回路。
21.如图4和图5，本实施例中的智能保险盒包括：通过信号线相连接的mcu1和mosfet管2，mosfet管2分别与整车蓄电池供电线束和负载线束连接，mcu1通过can通信接口和车辆上其它控制器连接，mcu1通过lin通信接口和整车蓄电池传感器连接；分压采集电路，用于采样来自各开关线束的开关信号，并将采样到的开关信号经过电压转换后发送至mcu1； mcu1通过分压采集电路发送的电压信号来控制相应mosfet管2进行开或关，实现为对应负载供电或断电。
22.所述智能保险盒还包括：与整车蓄电池连接的电源转换芯片6，通过电源转换芯片6进行电压转换后为mcu1和分压采集电路供电。
23.所述分压采集电路包括：并联布置的模拟信号输入电路、低边数字信号输入电路和高边数字信号输入电路，模拟信号输入电路、低边数字信号输入电路和高边数字信号输入电路均与mcu1连接。
24.各整车蓄电池供电线束分别连接保险丝4和电流采样电阻3后与对应的mosfet管2连接。
25.所述智能保险盒还包括：连接在电流采样电阻3和对应的mosfet管2之间的分压电路5，所述分压电路5还与mcu1连接，mcu1在电流采样电阻3的采样电流异常时，控制对应的mosfet管2关，停止为对对应负载供电。
26.该智能保险盒的硬件架构实现功能及设计策略采用如下设计思路；1、整车蓄电池vbat作为本实施例中智能保险盒的主电源，给整个智能保险盒控制器内部的芯片（mcu1）供电；电源转换芯片6选择可以根据内部mcu1及驱动芯片，通讯芯片（具体为lin通信接口、can通信接口）的需求进行选择。
27.2、模块中的开关信号，根据开关信号的类型（模拟信号，高边数字信号，低边数字信号），采用合适的分压采集电路（分压采集电路包括：并联布置的模拟信号输入电路、低边数字信号输入电路和高边数字信号输入电路，模拟信号输入电路、低边数字信号输入电路和高边数字信号输入电路均与mcu1连接），分压采集电路对所采集到的电压信号转换后进入到mcu1，mcu1可以采集到的对应的开关信号电平。
28.3、整车蓄电池传感器与整车lin通讯方式，智能保险盒的mcu1通过lin通信接口与整车蓄电池传感器连接，根据lin协议，实现对蓄电池状态的实施监控及分析。
29.4、智能保险盒的mcu1与整车其他控制器通过can总线通讯，智能保险盒的电源状态信息，电流信息等信号通过can总线与整车其他控制器交互；确保整车其余控制器能有效获取电源状态信息并实施相应的策略。
30.4、各整车蓄电池供电线束先连接到保险丝4，再通过保险丝4连接到电流采样电阻3，电流采样电阻3精度要求达到1%精度，电阻封装大小根据电源功率设计，计算功率30%预留。
31.5、对每一路负载的每一路输入电源，mcu1通过合适的分压电路5，对该路输入的电流进行采样、诊断等信号采集及分析；对电流输入信号的诊断可以在该电路模块实现；分压电路5的选择，可以根据输入的电压和电流大小，以及mcu1的adc模块精度进行合适的电路选择。
32.6、每一路电源输入，通过在第5点中实现电流采样，同时，每一路输入后，通过mosfet管2，实现对每一路负载电源的控制；通过选择合适的mosfet管2，可以实现每一路负载的电源输出，满足不同的功率大小；同时， mosfet管2与mcu1进行通讯，通选方式可以选择io通讯，spi通讯等通讯方式，可以实现对输出控制的负责的电流大小，电路短路，开路，电压过大，欠压，过温信息的采集，实现驱动输出的电源管理及诊断。
33.7、该智能保险盒设计是基于整车蓄电池控制，诊断等实现，在设计中，需要对电路板进行散热设计。