冗余电源桥电池架构的制作方法

1.本文档总体上涉及控制车辆，并且特别地涉及维护半自主和自主车辆的可靠配电。


背景技术：

2.自主车辆导航是一种用于感测车辆的位置和运动并且基于感测自主地控制车辆向目的地导航的技术。自主车辆在人员、货物和服务的运输中有着重要应用。在车辆的操作期间确保恒定且可靠的配电对于车辆及其乘客以及车辆附近人员和财产的安全至关重要。


技术实现要素：

3.公开了用于在自主车辆中进行恒定且可靠的配电的设备、系统和方法。在一个示例中，这是通过使用电源桥和冗余电源桥来实现的，电源桥和冗余电源桥两者都具有智能控制开关，该智能控制开关可以监测车辆和/或系统的健康状况并且被配置为克服单点故障，从而使系统符合汽车安全完整性等级d(asil d)。
4.在一个方面，所公开的技术可以用于提供一种用于车辆中的配电的方法。该方法包括确定多个传感器中的每个传感器在相应传感器的标称范围内操作，以及基于该确定从至少一个交流(ac)电源或至少一个直流(dc)电源向至少一个配电单元配电，其中第一电源桥被耦合到至少一个ac电源和至少一个dc电源，并且第二电源桥被耦合到至少一个dc电源和至少一个配电单元，其中第一电源桥的控制器局域网(can)总线中的控制器开关包括开关和多个传感器，并且其中(a)多个传感器用于监测车辆的健康状况，以及(b)单点故障使用第一电源桥和第二电源桥能够被检测。
5.在另一方面，所公开的技术可以用于提供一种用于车辆中的配电的系统。该系统包括至少一个交流(ac)电源、至少一个直流(dc)电源、耦合到至少一个ac电源和至少一个dc电源的第一电源桥、至少一个配电单元、以及耦合到至少一个电池阵列和至少一个配电单元的第二电源桥，其中第一电源桥中的控制器开关包括多个传感器，并且其中(a)多个传感器用于监测系统的健康状况，以及(b)单点故障使用第一电源桥和第二电源桥被检测。
6.在又一方面，所公开的技术可以用于提供一种用于车辆中的配电的系统。该系统包括电源桥、交流发电机、岸电单元、第一电池和第二电池。电源桥包括多个传感器，多个传感器用于(a)监测系统的健康状况以及(b)检测配电中的单点故障。交流发电机与电源桥相距第一距离并且被耦合到电源桥。岸电单元与电源桥相距第二距离并且被耦合到电源桥，其中第二距离小于第一距离。第一电池与电源桥相距第三距离并且被耦合到电源桥，其中第三距离小于第二距离。第二电池与电源桥相距第四距离并且被耦合到电源桥，其中第四距离小于第三距离，并且其中电源桥被配置为监测系统的健康状况并且检测配电中的单点故障。
7.在另一方面，上述方法以处理器可执行代码的形式体现并且存储在计算机可读程序介质中。
8.在又一方面，公开了一种被配置为或可操作以执行上述方法的设备。该设备可以包括被编程为实现该方法的处理器。
9.在附图、说明书和权利要求中更详细地描述了所公开的技术的上述和其他方面和特征。
附图说明
10.图1示出了示例车辆生态系统的框图，在该系统中，位于车辆中的车载控制计算机包括可以配置和控制配电架构的电源控制器；
11.图2示出了用于车辆中的冗余配电的示例架构；
12.图3示出了电源桥的示例架构；
13.图4示出了控制图3所示的电源桥的操作的有限状态机(fsm)的示例；
14.图5示出了冗余电源桥的示例架构；
15.图6示出了用于图5所示的冗余电源桥的fsm的示例；
16.图7示出了用于车辆中的同步的示例方法的流程图；以及
17.图8示出了可以实现本文档中描述的一些方法和技术的硬件平台的示例。
具体实施方式
18.交通运输行业在使用技术来控制车辆操作的方式方面已经经历了相当大的变化。以汽车乘用车为例，在将更多的操作和导航决策从人类驾驶员转移到车载计算能力方面取得了普遍进步。众多正在开发的自主车辆就是一个极端的例证。当前实现处于中间阶段，诸如某些车辆的部分自主操作(例如，自主加速和导航，但需要在场和专心的驾驶员)、某些车辆的安全保护操作(例如，保持安全跟车距离和自主制动)、某些车辆的安全保护警告(例如，侧视镜中的盲点指示器和接近传感器)、以及易于使用的操作(例如，自主平行停车)。
19.任何级别的自主导航都依赖于一致且可靠的电源，并且该电源需要对安全关键故障具有弹性，以确保车辆的正确操作。自主车辆(包括部分自主车辆)的电力负载明显高于非自主车辆，因为自主车辆和部分自主车辆比非自主车辆依赖于更多的传感器和计算设备。自主车辆依赖于电源来为这些附加的传感器和计算设备供电。所描述的电源架构保持稳定的电源，持续监测车辆的健康状况，并且被配置为克服单点故障，从而使电源架构满足汽车安全完整性等级d(asil d)要求。
20.相反，现有系统没有实现满足asil d要求所必需的冗余硬件，因为它们需要持续的人工监督和间歇的人工干预。具有智能控制开关的冗余电源桥通常没有在现有系统中实现。
21.图1示出了示例车辆生态系统100的框图，在该系统100中，位于自主车辆105中的车载控制计算机150包括同步多个异构传感器的同步单元。如图1所示，自主车辆105可以是半挂卡车。车辆生态系统100包括若干系统和组件，该若干系统和组件可以生成和/或向可以位于自主车辆105中的车载控制计算机150递送一个或多个信息/数据源和相关服务。车载控制计算机150可以与多个车辆子系统140进行数据通信，所有这些车辆子系统140都可以驻留在自主车辆105中。车载计算机150和多个车辆子系统140可以称为自主驾驶系统(ads)。车辆子系统接口160被提供以促进车载控制计算机150与多个车辆子系统140之间的
数据通信。在一些实施例中，车辆子系统接口160可以包括用于与车辆子系统140中的设备通信的控制器局域网控制器。
22.自主车辆105可以包括支持自主车辆105的操作的各种车辆子系统。车辆子系统可以包括车辆驱动子系统142、车辆传感器子系统144和/或车辆控制子系统146。车辆驱动子系统142、车辆传感器子系统144和车辆控制子系统146的组件或设备作为示例示出。在一些实施例中，附加的组件或设备可以添加到各种子系统，或者一个或多个组件或设备可以移除。车辆驱动子系统142可以包括可操作以为自主车辆105提供动力运动的组件。在示例实施例中，车辆驱动子系统142可以包括引擎或电机、车轮/轮胎、变速器、电气子系统和电源。
23.车辆传感器子系统144可以包括多个传感器，该多个传感器被配置为感测关于自主车辆105正在其中操作的环境或自主车辆105的状况的信息。车辆传感器子系统144可以包括一个或多个相机或图像捕获设备、一个或多个温度传感器、惯性测量单元(imu)、全球定位系统(gps)设备、激光测距仪/lidar单元、radar单元和/或无线通信单元(例如，蜂窝通信收发器)。车辆传感器子系统144还可以包括被配置为监测自主车辆105的内部系统的传感器(例如，o2监测器、燃油表、引擎油温等)。在一些实施例中，车辆传感器子系统144可以包括除了图1所示的传感器之外的其他传感器。
24.imu可以包括被配置为基于惯性加速度来感测自主车辆105的位置和取向变化的传感器(例如，加速度计和陀螺仪)的任何组合。gps设备可以是被配置为估计自主车辆105的地理位置的任何传感器。为此，gps设备可以包括可操作以提供关于自主车辆105相对于地球的位置的信息的接收器/传输器。radar单元可以表示利用无线电信号来感测自主车辆105正在其中操作的环境内的对象的系统。在一些实施例中，除了感测对象之外，radar单元还可以被配置为感测靠近自主车辆105的对象的速度和航向。激光测距仪或lidar单元可以是被配置为使用激光来感测自主车辆105定位在其中的环境中的对象的任何传感器。lidar单元可以是旋转lidar单元或固态lidar单元。相机可以包括被配置为捕获自主车辆105的环境的多个图像的一个或多个相机。相机可以是静止图像相机或运动视频相机。
25.车辆控制子系统146可以被配置为控制自主车辆105及其组件的操作。因此，车辆控制子系统146可以包括各种元件，诸如油门和档位、制动单元、导航单元、转向系统和/或自主控制单元。油门可以被配置为控制例如引擎的操作速度，并且进而控制自主车辆105的速度。档位可以被配置为控制变速器的档位选择。制动单元可以包括被配置为使自主车辆105减速的机构的任何组合。制动单元可以使用摩擦来以标准方式使车轮减速。制动单元可以包括防抱死制动系统(abs)，当制动被施加时，该abs可以防止制动器抱死。导航单元可以是被配置为确定自主车辆105的行驶路径或路线的任何系统。导航单元还可以被配置为在自主车辆105操作时动态地更新行驶路径。在一些实施例中，导航单元可以被配置为结合来自gps设备的数据和一个或多个预定地图以便确定自主车辆105的行驶路径。转向系统可以表示可以可操作以在自主模式或驾驶员控制模式下调节自主车辆105的航向的机构的任何组合。
26.自主控制单元可以表示被配置为标识、评估和避免或以其他方式协商自主车辆105的环境中的潜在障碍物的控制系统。通常，自主控制单元可以被配置为控制自主车辆105以在没有驾驶员的情况下操作或在控制自主车辆105时提供驾驶员辅助。在一些实施例中，自主控制单元可以被配置为结合来自gps设备、radar、lidar、相机、和/或其他车辆子系
统的数据以确定自主车辆105的行驶路径或轨迹。
27.牵引力控制系统(tcs)可以表示被配置为防止自主车辆105在道路上突然转向或失去控制的控制系统。例如，tcs可以从imu和引擎扭矩值中获取信号，以确定它是否应当干预并且向自主车辆105上的一个或多个制动器发送指令以减轻自主车辆105的转弯。tcs是一种主动车辆安全特征，其旨在帮助车辆有效利用道路上的牵引力，例如在低摩擦路面上加速时。当没有tcs的车辆试图在如冰、雪或松散的砾石等光滑表面上加速时，车轮可能会打滑并且导致危险的驾驶情况。tcs也可以称为电子稳定控制(esc)系统。
28.自主车辆105的很多或全部功能可以由车载控制计算机150控制。车载控制计算机150可以包括执行存储在诸如存储器175等非暂态计算机可读介质中的处理指令的至少一个处理器170(其可以包括至少一个微处理器)。车载控制计算机150还可以表示可以用于以分布式方式控制自主车辆105的个体组件或子系统的多个计算设备。在一些实施例中，存储器175可以包含由处理器170可执行以执行自主车辆105的各种方法和/或功能(包括如本专利文档中解释的针对电源控制器165而描述的那些方法和/或功能)的处理指令(例如，程序逻辑)。例如，处理器170执行与电源控制器165相关联的操作，以使用功率桥和冗余功率桥中的智能控制器开关来确保恒定且可靠的配电。该专利文档中进一步描述了电源控制165、电源桥和冗余电源桥的操作。
29.存储器175也可以包含附加指令，包括用于向车辆驱动子系统142、车辆传感器子系统144和车辆控制子系统146中的一个或多个传输数据、从其接收数据、与其交互或控制其的指令。车载控制计算机150可以基于从各种车辆子系统(例如，车辆驱动子系统142、车辆传感器子系统144和车辆控制子系统146)接收的输入来控制自主车辆105的功能。
30.图2示出了冗余配电的示例架构。如其中所示，电源桥230将交流发电机210和岸电模块220(或更一般地，交流(ac)电源)耦合到主电池240和冗余电池250(或更一般地，直流(dc)电源)，并且冗余电源桥260将主电池240和冗余电池250耦合到第一配电单元270和第二配电单元280(在图2中分别表示为pdu#1和pdu#2))。
31.在一些实施例中，交流发电机210是车辆的主要电源，其中岸电模块220通常用于在车辆停放时向系统提供电力(例如，用于充电)。主电池阵列240和冗余电池阵列250保持被充电并且在交流发电机210和/或岸电模块220不能提供所需要的电力的情况下使用。ac电源和dc电源向配电单元270和280供电，配电单元270和280被配置为向车辆中的各种子系统和组件配电。在一些实施例中，配电单元270和280可以被配置为提供不同水平的电力。
32.ac电源与一系列电池阵列之间的电源桥、以及电池阵列与单独的配电单元之间的冗余电源桥有利地确保了可以保持稳定的电力，即使在单点故障的情况下，例如，电缆被切断、电池短路、组件短路、交流发电机停止操作等。在一些实施例中，冗余电源桥可以被配置为包括比电源桥更多特征，例如，感测主电池阵列和冗余电池阵列的状态的能力。
33.在一些实施例中，用于监测车辆的健康状况和检测任何单点故障的组件与交流发电机相距20英尺，与主电池阵列相距12英尺，与冗余电池阵列相距6英尺，并且与岸电相距15英尺。
34.图3示出了电源桥的示例架构。如其中所示，电源桥将交流发电机310(在第一端子处)和岸电模块320(在第二端子处)耦合到主电池阵列340(在第三端子处)和冗余电池阵列350(在第四端子处)，并且包括控制器局域网(can)总线，该can总线包括智能控制器开关。
电源桥包括三个智能控制器开关，该三个智能控制器开关位于上结点与第三端子之间(s1)、第四端子与下结点之间(s2)、下结点与第二端子之间(s3)。
35.在一些实施例中，智能控制器开关包括开关控件、电流传感器、电压传感器和温度传感器。在一个示例中，如图3所示，上结点与第三端子之间的智能控制器开关包括开关控件332-2、电流传感器338-2、电压传感器336-2以及温度传感器334-3和334-4。本文中，温度传感器334-3在can汇流条上，并且温度传感器334-4在开关上。第二端子与下结点之间的智能控制器开关包括开关控件332-1、电流传感器338-1、电压传感器336-1以及温度传感器334-1和334-2，分别位于can汇流条和开关上。下结点与第四端子之间的智能控制器开关包括开关控件332-3、电流传感器338-3、电压传感器336-3以及温度传感器334-5和334-6，分别位于can汇流条和开关上。此外，附加的温度传感器334-7和附加的电压传感器336-4被包括在下结点处，以确保提高电源中的任何故障的可检测性。在一个示例中，开关可以是场效应晶体管(fet)开关。
36.继续图3的描述，连接到can总线(例如，can1和can2)和通用输入/输出(gpio)端口的微控制器390可以被配置为监测系统的健康状况并且使用电源桥和冗余电源桥检测任何单点故障，从而使系统符合汽车安全完整性等级d(asil d)。此外，符合asil d是通过对电源桥和冗余电源桥的组件进行降额并且将硬件和软件设计为满足必要的行业认证来确保的。在一个示例中，降额操作包括以组件的50％的额定最大能力来操作组件。
37.在一些实施例中，主电池阵列340和冗余电池阵列可以被配置为提供不同功率电平(例如，12v或24v)。在其他实施例中，智能开关控制器中的开关可以处理数百安培(例如，400a)范围内的电流。例如，fet开关可以被配置为处理400a电流。
38.在一些实施例中，监测系统的健康状况和检测任何单点故障使用智能开关控制器中的传感器来执行。例如，每个传感器具有标称操作范围，并且只要所有传感器输出都在标称操作范围内，就认为系统正常操作。但是，一旦与该标称范围有偏差，就会采取措施以将硬件损坏降至最低并且确保持续供电。与标称范围的偏差可以是过电流、温度升高、持续的电压尖峰等。
39.图4示出了控制图3所示的电源桥的操作的有限状态机(fsm)的示例。如其中所示，fsm的状态包括：与车辆不工作并且未连接岸电相对应的“断开”状态(410，也称为“睡眠”模式)、“接通”状态(420，也称为“通电”模式或“无电源”模式，基于车辆的先前状态)、分别与车辆仅使用交流发电机(例如，图3中的310)或仅使用岸电(例如，图3中的320)作为其电源进行操作相对应的“仅交流发电机”状态(430，也称为“手动电源”模式)和“仅岸电”状态(450，也称为“充电”模式)、其中交流发电机和岸电两者都在运行的“combo_char”状态(460)、以及与岸电或交流发电机的短路或故障状况导致电池(例如，主电池330或冗余电池340)被断开相对应的“batt_disc”状态(440，也称为“电源错误”模式)。车辆的状态、以及从一种状态到另一种状态的转变基于三个开关(例如，s1、s2和s3)中的一个或多个是否连接、车辆的先前状态、以及与车辆相关联的其他操作条件和/或信号。
40.在一些实施例中，并且如图4所示，电源桥支持以下状态转变：
[0041]-在点火、连接岸电或can总线上的唤醒信号时，从睡眠模式(410)到通电模式(420)；
[0042]-每次执行内置自测(bist)时，保持在通电模式(420)，其中bist包括在预定时间
量内个体地瞬时切换每个开关；
[0043]-当所有三个开关(s1、s2和s3)都连接时，从通电模式(420)到充电模式(450)；
[0044]-当两个开关连接时，例如，s1和s2接通，s3断开，从通电模式(420)到手动电源模式(430)；
[0045]-当所有三个开关(s1、s2和s3)都断开并且警报消息被发送到车辆控制单元(vcu)时，从任何模式到电源错误模式(440)。当标识出任何错误情况(例如，任何传感器在标称操作范围之外操作)并且vcu被警告时，进入电源错误模式；
[0046]-当所有三个开关(s1、s2和s3)都断开但没有消息被发送到vcu时，从任何模式到无电源模式(420)；以及
[0047]-在预定时间过去之后并且在没有接收到点火消息、岸电激活消息或can唤醒信号并且车辆不工作的情况下，从无电源模式(420)到睡眠模式(410)。
[0048]
在一些实施例中，通电bist故障导致向vcu发送can分组并且将gpio引脚拉至低状态，并且断电bist故障导致保存故障模式并且将gpio引脚拉至低状态。
[0049]
在一些实施例中，可以在上述模式中的每个中传输can总线消息以反映模式的状态。
[0050]
图5示出了冗余电源桥的示例架构。该示例包括与图3所示和上面所述的那些相似的一些特征或组件。这些特征或组件中的至少一些可能不会在该示例的上下文中单独描述。如图5所示，冗余电源桥将主电池阵列540(在第一端子处)和冗余电池阵列550(在第二端子处)耦合到第一计算单元570(在第三端子处)和第二计算单元580(在第四端子处)，并且包括控制器局域网(can)总线，该can总线包括智能控制器开关。冗余电源桥包括五个开关，该五个开关位于第一端子与上结点之间(s1)、上结点与第三端子之间(s2)、第二端子与下结点之间(s3)、下结点与第四端子之间(s4)、以及下结点与上结点之间(s5)。开关s1、s2、s3和s4称为端子开关，并且s5称为交叉开关。
[0051]
第一开关、第二开关、第三开关和第四开关中的每个包括智能控制器开关，该智能控制器开关包括开关控件、电流传感器、电压传感器和温度传感器。例如，第一开关(在第一端子与上结点之间)包括开关控件532-1、温度传感器534-1、电压传感器536-1和电流传感器538-1。第五开关(在上结点与下结点之间)包括开关控件532-5和电流传感器538-5，并且附加的温度和电压传感器部署在上结点和下结点处。这种传感器配置有利地使得能够快速检测任何单点故障，因此可以采取预防措施。
[0052]
在一些实施例中，并且如图5所示，开关控件(532-1至532-5)由第一主控制单元(mcu)590-1和第二mcu 590-2控制。在一个示例中，冗余电源桥确保了如果岸电连接器或电缆接触车辆的框架(其接地)，则整个系统不会短路。在另一示例中，ac和dc电源的正常操作被监测以确保有足够但不会过多的电力被供应给车辆的组件。即，保持持续功率和防止灾难性故障部分地是所描述的实施例的关键目标中的一些。
[0053]
图6示出了用于图5所示的冗余电源桥的有限状态机(fsm)的示例。如其中所示，fsm的状态包括“断开”状态(610)、“正常”操作状态(620)、“主电池故障”状态(630)、“主pdu故障”状态(640)、“aux电池故障”状态(650)和“aux pdu故障”状态(660)，其中每个“故障”状态对应于相应组件或相关电缆中的故障或短路情况导致将该组件断开。
[0054]
在一些实施例中，并且如图6所示，冗余电源桥支持以下状态转变：
[0055]-当四个端子开关(s1、s2、s3和s4)接通并且交叉开关(s5)断开并且ads系统通电开关标志为真时，从断开状态(610)到正常操作状态(620)；
[0056]-每次执行内置自测(bist)时，保持在正常操作状态(620)，其中bist包括在预定时间量内个体地瞬时切换每个开关；
[0057]-当对应端子开关(分别为s1、s2、s3或s4)断开且其余开关接通时，从正常操作状态(620)到任何“故障”状态(630、640、650或660)，其对应于：
[0058]-当s2、s3、s4和s5接通并且s1断开时，从正常操作状态(620)到主电池故障状态(630)；
[0059]-当s1、s3、s4和s5接通并且s2断开时，从正常操作状态(620)到主pdu故障状态(640)；
[0060]-当s1、s2、s4和s5接通并且s3断开时，从正常操作状态(620)到aux电池故障状态(650)；以及
[0061]-当s1、s2、s3和s5接通并且s4断开时，从正常操作状态(620)到aux pdu故障状态(660)；
[0062]-当四个端子开关(s1、s2、s3和s4)接通并且交叉开关(s5)断开时，从任何“故障”状态(630、640、650或660)到正常操作状态(620)；以及
[0063]-当所有开关断开，ads系统通电开关标志为假，cu1断电完成标志为真，并且cu2断电完成标志为真，即，计算单元已经断电时，从正常操作状态(620)到断开状态(610)。
[0064]
在一些实施例中，冗余电源桥可以在以下操作模式之间转变：睡眠、通电、正常操作、看门狗(错误)、端子错误和断电。冗余电源桥支持以下状态转变和操作模式特性：
[0065]-睡眠模式是低功耗模式，并且对应于所有五个开关(s1、s2、s3、s4和s5)断开；
[0066]-当在两个唤醒信号中的一个上看到活动时或当在四个can总线中的一个上感测到流量时，从睡眠模式到通电模式；
[0067]-当所有传感器都在其标称范围内操作，端子开关(s1、s2、s3和s4)接通并且交叉开关(s5)断开时，从通电模式到正常操作模式；
[0068]-从通电模式到看门狗模式与转变到正常操作模式同时发生。即，看门狗模式持续操作并且监测系统是否存在错误，并且任何错误的检测都会将操作转变为看门狗错误模式；
[0069]-当任何传感器的输出偏离该传感器的标称操作范围，并且对应端子开关断开并且所有其他开关(包括交叉开关)接通时，从任何模式到端子错误模式；以及
[0070]-当唤醒信号解断言(de-assert)，所有can总线业务停止，并且预定持续时间已经过去时，从任何模式到睡眠模式。
[0071]
在一些实施例中，冗余电源桥可以传输反映其当前操作模式的状态的can总线消息。
[0072]
在一些实施例中，mcu软件可以被配置为处理电流和电压信号中的瞬变。检测到电压或电流的临时尖峰(这并不表示系统问题并且对应于错误警报)，但不会声明端子错误，并且操作以正常和/或看门狗模式继续。
[0073]
图7示出了用于车辆中的配电的示例方法700的流程图。方法700包括：在操作710处，确定多个传感器中的每个传感器在相应传感器的标称范围内操作。
[0074]
方法700包括：在操作720处，基于该确定从至少一个交流(ac)电源或至少一个直流(dc)电源向至少一个配电单元配电。在一些实施例中，第一电源桥耦合到至少一个ac电源和至少一个dc电源，并且第二电源桥耦合到至少一个dc电源和至少一个配电单元，第一电源桥的控制器局域网(can)总线中的控制器开关包括开关和多个传感器，并且(a)多个传感器用于监测车辆的健康状况，以及(b)单点故障使用第一电源桥和第二电源桥能够被检测。
[0075]
在一些实施例中，执行操作710和720使系统符合汽车安全完整性等级d(asil d)。
[0076]
在一些实施例中，多个传感器包括测量can汇流条温度的第一温度传感器和测量开关温度的第二温度传感器。
[0077]
在一些实施例中，方法700还包括对开关和多个传感器中的每个传感器进行降额的操作。
[0078]
在一些实施例中，方法700还包括在确定多个传感器中的至少一个传感器在相应传感器的标称范围之外操作时检测单点故障的操作，其中标称范围基于对至少一个ac电源或至少一个dc电源进行降额。
[0079]
在一些实施例中，开关的电流限值超过300安培。
[0080]
在一些实施例中，公开了一种用于车辆中的配电的系统。该系统包括至少一个交流(ac)电源、至少一个直流(dc)电源、耦合到至少一个ac电源和至少一个dc电源的第一电源桥、至少一个配电单元、以及耦合到至少一个电池阵列和至少一个配电单元的第二电源桥，其中第一电源桥中的控制器开关包括多个传感器，并且其中(a)多个传感器用于监测系统的健康状况，以及(b)单点故障使用第一电源桥和第二电源桥来检测。
[0081]
在一些实施例中，至少一个配电单元是装配有多个输出的设备，该多个输出被设计为分配电力。使用所描述的实施例监测至少一个配电单元提高了效率、正常操作时间和增长。
[0082]
在一些实施例中，多个传感器包括温度传感器、电压传感器和电流传感器。
[0083]
在一些实施例中，至少一个ac电源包括交流发电机。
[0084]
在一些实施例中，至少一个dc电源包括第一电池阵列和第二电池阵列。在一个示例中，第一电池阵列是主电池阵列，并且第二电池阵列是冗余电池阵列。
[0085]
在一些实施例中，第二电源桥包括经由第一控制器开关耦合到第一结点的第一端子、经由第二控制器开关耦合到第一结点的第二端子、经由第三控制器开关耦合到第二结点的第三端子、以及经由第四控制器开关耦合到第二结点的第四端子，其中第一端子和第二端子耦合到至少一个ac电源，其中第三端子和第四端子耦合到至少一个dc电源，并且其中第一结点和第二结点经由第五控制器开关被耦合。
[0086]
在一些实施例中，第一控制器开关、第二控制器开关、第三控制器开关、第四控制器开关和第五控制器开关中的每个控制器开关被断开对应于系统处于睡眠模式。
[0087]
在一些实施例中，第一控制器开关、第二控制器开关、第三控制器开关和第四控制器开关中的每个控制器开关被连接、第五控制器开关被断开、以及多个传感器中的每个传感器在相应标称范围内操作对应于系统处于正常操作模式。
[0088]
在一些实施例中，连续监测系统的健康状况对应于系统处于看门狗模式。
[0089]
在一些实施例中，看门狗模式被配置为检测单点故障，该单点故障包括以下项中
的恰好一项：系统中的电缆被切断、至少一个dc电源中的一个dc电源被短路、至少一个ac电源中的一个ac电源被短路、系统中的组件被短路、以及多个传感器中的传感器在相应标称范围之外操作。
[0090]
在一些实施例中，车辆是由铅酸电池供电的半挂式卡车，该铅酸电池以12v或24v的标称电池电压操作。在一个示例中，标称12v或24v电池电压是指电池在其放电周期中间的电压，这也是放电期间电压停留时间最长的地方。
[0091]
在一些实施例中，系统的上述配置和操作使系统符合汽车安全完整性等级d(asil d)。
[0092]
在一些实施例中，公开了另一种用于车辆中的配电的系统。该系统包括电源桥、交流发电机、岸电单元、第一电池和第二电池。电源桥包括多个传感器，多个传感器用于(a)监测系统的健康状况以及(b)检测配电中的单点故障。交流发电机与电源桥相距第一距离并且耦合到电源桥。岸电单元与电源桥相距第二距离并且耦合到电源桥，其中第二距离小于第一距离。第一电池与电源桥相距第三距离并且耦合到电源桥，其中第三距离小于第二距离。第二电池与电源桥相距第四距离并且耦合到电源桥，其中第四距离小于第三距离，并且其中电源桥被配置为监测系统的健康状况并且检测配电中的单点故障。
[0093]
在一些实施例中，第一电池是主电池并且第二电池是冗余电池或备用电池。
[0094]
在一些实施例中，第一控制器局域网(can)总线连接岸电单元和第一结点，第一can总线包括第一控制器开关，第一控制器开关包括多个传感器，第二can总线连接第一电池和第二结点，第二can总线包括第二控制器开关，第三can总线连接第一结点和第二电池，第三can总线包括第三控制器开关，第四can总线连接交流发电机和第二结点，并且第五can总线连接第一结点和第二结点。
[0095]
在一些实施例中，第一控制器开关、第二控制器开关和第三控制器开关中的每个控制器开关被断开对应于系统处于睡眠模式。
[0096]
在一些实施例中，系统从睡眠模式转变到选自由以下各项的模式组成的组：充电模式、手动电源模式、电源错误模式和无电源模式。
[0097]
在一些实施例中，系统被配置为在确定系统已经在无电源模式下运行预定持续时间时转变到睡眠模式。
[0098]
在一些实施例中，系统的上述配置和操作使系统符合汽车安全完整性等级d(asil d)。
[0099]
图8示出了可以用于实现本文档中描述的技术中的一些技术的硬件平台800的示例。例如，硬件平台800可以实现方法700，或者可以实现本文中描述的各种模块。硬件平台800可以包括可以执行代码以实现方法的处理器802。硬件平台800可以包括可以用于存储处理器可执行代码和/或存储数据的存储器804。硬件平台还可以包括传感器810、电源桥820和冗余电源桥830。在其他实施例中，存储器804可以包括多个存储器，其中一些存储器专门由导航单元和/或同步单元使用。
[0100]
本专利文档中描述的主题和功能操作的实现可以在各种系统、数字电子电路系统中实现，或者以计算机软件、固件或硬件来实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物，或者以其中的一种或多种的组合来实现。本说明书中描述的主题的实现可以实现为一个或多个计算机程序产品，例如，一个或多个计算机程序指令模块，该计算机程序产品编
码在有形且非暂态计算机可读介质上以供数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质组合物、或者它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理单元”或“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一种或多种的组合的代码。
[0101]
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且可以以任何形式部署，包括作为独立的程序或作为模块、组件、子程序、或适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在包含其他程序或数据的文件的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中、在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)中。计算机程序可以被部署为在一台计算机或多台计算机上执行，该多台计算机位于一个站点处或分布在多个站点中并且通过通信网络互连。
[0102]
本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行功能来执行。过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路系统执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路系统，例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。
[0103]
适合于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器、以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁、磁光盘或光盘)，或者可操作地耦合以从用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁、磁光盘或光盘)接收数据或向其传输数据或这两者。然而，计算机不需要有这样的设备。适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，例如包括半导体存储器设备，例如eprom、eeprom和闪存设备。处理器和存储器可以由专用逻辑电路系统补充或结合在专用逻辑电路系统中。
[0104]
虽然本专利文档包含很多细节，但这些不应当被解释为对任何发明的范围或可能要求保护的内容的限制，而是对可以特定于特定发明的特定实施例的特征的描述。本专利文档中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独实现，或者以任何合适的子组合来实现。此外，尽管特征可以在上面描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是在某些情况下，可以从要求保护的组合中去除一个或多个特征，并且要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
[0105]
类似地，虽然在附图中以特定顺序描述操作，但这不应当理解为要求以所示特定顺序或按顺序执行这样的操作，或者执行所有所示操作以实现期望结果。此外，本专利文献中描述的实施例中的各种系统组件的分离不应当理解为在所有实施例中都需要这种分离。
[0106]
仅描述了若干实现和示例，并且可以基于本专利文档中描述和说明的内容做出其
他实现、增强和变化。