电控单元、电控系统的制作方法

[0001]
本公开涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电控单元、电控系统。


背景技术：

[0002]
目前，现有电动汽车的电控单元均利用离散元器件构成模拟电路来实现，由于离散器件数量较多，导致成本较高；并且，当离散器件较多时，各离散器件的工作参数不同，导致电控单元的可靠性难以保证。


技术实现要素：

[0003]
本公开提供一种电控单元、电控系统，以解决相关技术的不足。
[0004]
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电控单元，包括电源芯片和指定芯片，以及电源端子；所述电源芯片和所述指定芯片连接，并分别通过所述电源端子与外部的车载电源连接；
[0005]
在所述电控单元与充电桩连接的情况下，所述指定芯片在所述电控单元处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号，并在所述信号为唤醒信号时控制所述电源芯片切换到工作状态；
[0006]
在所述电源芯片工作后，所述指定芯片采用所述车载电源和/或电压源供电；所述电压源包括电源芯片内部的电压源和/或电源芯片外部的电压源。
[0007]
可选地，所述指定芯片包括第一引脚；所述第一引脚通过所述电源端子与所述车载电源连接，所述车载电源通过所述第一引脚为所述指定芯片供电。
[0008]
可选地，所述指定芯片还包括第二引脚；所述第二引脚与所述电源芯片连接；所述指定芯片用于通过所述第二引脚控制所述电源芯片切换到工作状态。
[0009]
可选地，所述指定芯片用于在获得唤醒信号后使能所述电源芯片通电或工作。
[0010]
可选地，所述电控单元还包括开关电路，所述开关电路分别与所述电源芯片、所述第二引脚和所述电源端子连接；
[0011]
所述开关电路用于根据所述指定芯片的控制信号断开或者导通所述车载电源和所述电源芯片之间的连接。
[0012]
可选地，所述指定芯片还包括第三引脚；所述第三引脚与所述电控单元内的电压源连接，所述电压源与所述电源芯片连接或置于所述电源芯片内部；
[0013]
所述电压源用于在被所述电源芯片激活后通过所述第三引脚为所述指定芯片供电。
[0014]
可选地，第三引脚的数量为一个或者多个，所述电源源的数量为一个或者多个，分别与对应的电压源连接。
[0015]
可选地，所述电压源包括第一开关器件，所述第一开关器件的第一端与所述车载电源连接，所述第一开关器件的第二端分别与所述指定芯片的第三引脚和所述电源芯片连接，所述第一开关器件的第三端与所述电源芯片连接；
[0016]
所述电源芯片在被激活后控制所述第一开关器件开启，以使所述车载电源通过所述第一开关器件为所述指定芯片供电；同时，所述电源芯片在检测到所述第一开关器件的第三引脚存在电压时保持控制所述第一开关器件处于开启状态。
[0017]
可选地，所述电控单元还包括选择电路，所述选择电路分别与所述电控单元内的电压源、所述指定芯片和所述车载电源连接；
[0018]
所述选择电路用于在睡眠模式下选择所述车载电源为所述指定芯片供电，还用于在工作模式下选择所述车载电源或者所述电压源为所述指定芯片供电。
[0019]
可选地，所述选择电路包括第二开关器件、第一二极管和第二二极管；
[0020]
所述第一二极管的阳极与所述车载电源连接，所述第一二极管的阴极与所述第二开关器件的第一端连接；
[0021]
所述第二二极管的阳极与所述电压源连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关器件的第二端连接；
[0022]
所述第二开关器件的第三端与所述指定芯片的第四引脚连接。
[0023]
可选地，所述电控单元还包括微处理器，所述微处理或者所述指定芯片用于确定所述指定芯片的供电电源。
[0024]
可选地，所述电控单元还包括通信接口，所述指定芯片还包括通信引脚，所述通信引脚与所述通信接口连接，用于获取来自外部的充电桩的信号。
[0025]
可选地，所述指定芯片用于电动汽车与充电桩之间的通信，其中电动汽车包括纯电动汽车或者插电式混合动力汽车。
[0026]
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电控系统，包括第一方面所述的电控单元。
[0027]
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0028]
由上述实施例可知，本公开实施例中通过在电控单元中设置电源芯片和指定芯片以及电源端子，可以使电源芯片和指定芯片分别通过电源端子与外部的车载电源连接；指定芯片可以在电控单元处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号并在该信号为唤醒信号时控制电源芯片切换到工作状态；在所述电源芯片工作后，所述指定芯片采用所述车载电源和/或电压源供电，所述电压源包括电源芯片内部的电压源和/或电源芯片外部的电压源。这样，本实施例中采用指定芯片替代离散元件，可以提高电控单元的可靠性，并有利于降低成本；并且，通过选择车载电源和/或电源芯片为指定芯片供电，有利于降低指定芯片的功耗和散热量，进一步降低成本。另外，本实施例中指定芯片还可以采用廉价的封装方式，有利于降低生产成本。
[0029]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0030]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0031]
图1是根据一示例性实施例示出的一种电控单元的结构示意图。
[0032]
图2是根据一示例性实施例示出的另一种电控单元的结构示意图。
[0033]
图3是根据一示例性实施例示出的一种电源源的电路示意图。
[0034]
图4是根据一示例性实施例示出的又一种电控单元的结构示意图。
[0035]
图5是根据一示例性实施例示出的一种选择电路的电路示意图。
[0036]
图6是根据一示例性实施例示出的一种适于电控单元的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0037]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置例子。
[0038]
为解决相关技术存在的技术问题，本公开实施例提供了一种电控单元，其发明构思在于，将相关技术中电控单元的离散元器件采用指定芯片来替代，由于离散元器件采用统一的生产工艺制成，其可靠性可以得到较大提升，并且还可以降低生产成本。并且，本实施例中电控单元在睡眠模式下仅有指定芯片处于工作状态，指定芯片可以检测唤醒信号并在唤醒信号有效时控制电源芯片切换到工作状态，从而降低电控单元的功耗。
[0039]
需要说明的是，由于电源芯片可以是断电状态或者睡眠状态，因此切换工作状态可以是指从断电状态切换到工作状态，也可以是从睡眠状态切换到工作状态。
[0040]
本公开实施例提供了一种电控单元，包括电源芯片和指定芯片，以及电源端子；电源芯片和指定芯片连接，并分别通过电源端子与外部的车载电源连接。其中，指定芯片用于在电控单元处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号，并在唤醒信号为唤醒信号时控制电源芯片切换到工作状态；在所述电源芯片工作后，所述指定芯片采用所述车载电源和/或电压源供电，电压源包括电源芯片内部的电压源和/或电源芯片外部的电压源。
[0041]
需要说明的是，本实施例中“连接”是指信号能从连接双方的一方到达另一方，而并不限定双方之间信号通路的实现方式。以信号为控制信号为例，电源芯片与指定芯片连接可以包括电源芯片与指定芯片通过导线方式、光电方式或者磁电方式实现，在此不作限定；以信号为电平信号为例，电源芯片与车载电源连接为例，两者之间还可以包括开关器件，在此不作限定。考虑到指定芯片可以采用车载电源供电，也可以采用电压源供电，还可以采用车载电源和电压源同时供电，使得指定芯片中参与供电的引脚的数量可以为一条或者多条，下面分别以指定芯片采用1条引脚和2条引脚(表示多于1条的情况)参与供电为例描述电控单元的工作过程。图1是根据一示例性实施例示出的一种电控单元的结构示意图，且图1中指定芯片采用2条引脚，参见图1，一种电控单元1包括指定芯片2和电源芯片5，以及电源端子p0。指定芯片2和电源芯片5连接，并分别通过电源端子p0与外部的车载电源8连接。其中，指定芯片2在电控单元1处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号，并在该信号为唤醒信号时控制电源芯片5切换到工作状态。
[0042]
继续参见图1，电控单元1还包括通信接口3，指定芯片2还包括通信引脚，通信引脚与通信接口3通过总线4连接，这样可以获取来自外部的充电桩7的信号。其中，信号可以包括以下至少一种：通信接口中指定引脚的电位被下拉或者上拉到指定电压，或者充电桩7发送的握手信号。
[0043]
继续参见图1，指定芯片2包括第一引脚p1，该第一引脚p1通过电源端子与车载电
源8连接，这样车载电源可以通过第一引脚p1为指定芯片2供电。例如，在电控单元1处于睡眠模式下，则车载电源8可以通过第一引脚p1直接为指定芯片2供电，在电控单元处于工作模式下，车载电源8可以根据选择通过第一引脚p1为指定芯片2供电。
[0044]
继续参见图1，指定芯片2包括第二引脚p2，该第二引脚p2与电源芯片5连接，这样指定芯片2可以通过第二引脚控制电源芯片5切换到工作状态。其中控制方式可以包括：使能电源芯片，导通电源芯片和车载电源之间的连接。
[0045]
继续参见图2，电控单元1还包括开关电路9，该开关电路9分别与电源芯片5、第二引脚p2和电源端子连接，这样开关电路9可以根据指定芯片2的控制信号断开或者导通车载电源8和电源芯片5之间的连接。例如，在睡眠模式下，指定芯片2可以控制开关电路9断开车载电源8和电源芯片5之间的连接，从而使电源芯片5处于断电状态；例如，在工作模式下，指定芯片2可以控制开关电路9导通车载电源8和电源芯片5之间的连接，从而使电源芯片5处于通电状态即切换到工作状态。
[0046]
继续参见图1，指定芯片2包括第三引脚p3，该第三引脚p3与电控单元1内的电压源6连接，由该电压源6为指定芯片2供电。在一示例中，电压源6可以置于电源芯片5之内，也可以置于电源芯片5之外。以置于电源芯片5之外为例，参见图2，电压源6包括第一开关器件t1，第一开关器件t1的第一端61与车载电源8连接，第一开关器件t1的第二端分别与指定芯片2的第三引脚和电源芯片5连接，第一开关器件t1的第三端63与电源芯片5连接；电源芯片5在被激活后控制第一开关器件t1开启，以使车载电源8通过第一开关器件t1为指定芯片2供电；同时，电源芯片8在检测到第一开关器件t1的第三端63存在电压时控制第一开关器件处于开启状态。这样在电源芯片5被唤醒后可以激活该电压源6，由该电压源6为指定芯片2供电。
[0047]
需要说明的是，第三引脚p3的数量可以为一个或者多个，各第三引脚p3可以接收一种电压，例如5v/3.3v，即通过不同第三引脚可以为指定芯片2内的不同电路部分供电。为方便描述，后续实施例中以第三引脚p3为1个为例描述。相应地，本实施例中可以为各第三引脚p3设置一个电压源，连接形式可以参见图3。
[0048]
图1所示电控单元的工作原理包括：
[0049]
睡眠模式
[0050]
在睡眠模式下，电控单元1内的指定芯片2按照设定周期或者实时地与通信接口交互，从而获取来自外部的充电桩的信号。例如，当充电桩7的充电枪插入电动汽车的充电头之内，这样充电枪内的通信接口与电控单元内的通信接口3可以形成连接。在形成连接之后，通信接口内某一根指定的通信线上的电压会被下拉到低电平(例如0v)，或者被上拉到高电平(例如12v或者48v)，此时指定芯片2认为检测到唤醒信号。
[0051]
然后，指定芯片2可以确定该信号是否为唤醒信号，例如判断信号为低电平的宽度是否超过设定宽度或者判断信号为高电平的宽度是否超过设定宽度，技术人员可以根据唤醒信号的特点来确定判断方式，在此不作限定。例如，当信号中高电平的宽度超过0.2秒时，指定芯片2确定检测到唤醒信号。
[0052]
之后，指定芯片2向电源芯片5发送控制信号，以使能电源芯片5，或者使开关电路9导通车载电源和电源芯片5。由于电源芯片5通过电源端子与车载电源8连接，这样电源芯片5可以接收车载电源8的电能，从而唤醒电源芯片5。
[0053]
工作模式
[0054]
此模式下，电源芯片可以向预设的芯片、元器件或者模块等供电。需要说明的是，为简化电控单元的结构，电控单元1中未示出电源芯片5为之供电的器件及其连接关系，相关内容可以参考相关技术，在此不再赘述。
[0055]
在一示例中，在电源芯片5切换到工作状态后可以激活电压源6，并由该电压源6通过第三引脚p3为指定芯片2供电(例如5v或者3.3v)。由于车载电源8的电压(48v、36v或者24v)与电压源6的电压(5v或者3.3v)不同，因此通过降低电压为指定芯片2供电，可以降低指定芯片2的功耗。
[0056]
本示例中，在工作电流保持不变的情况下，降低输入电压可以大幅降低指定芯片2的输入功率，从而降低指定芯片2的功耗。例如，工作电流为30ma，车载电源8供电(48v)时，输入功率为1.44w；电压源6供电(5v)时，输入功率为0.15w。对比分析，指定芯片2的输入功率降低约89％。
[0057]
进一步分析，假如只采用车载电源8供电，由于指定芯片2的输入功率较大(1.44w)，此时指定芯片2的散热量也较大，需要为指定芯片2设置散热设备，从而保证指定芯片2或者电控单元1的工作不超过预设温度(如140摄氏度)。当指定芯片2采用电压源供电时，输入功率较小(0.15w)，指定芯片的散热量较小，此时无需设置散热设备，可以节省散热设备的成本和散热设备的功耗。
[0058]
本实施例中，通过上述内容可知，对于指定芯片2而言，仅有第一引脚p1和第二引脚p2参与了指定芯片2的供电。
[0059]
需要说明的是，在第一引脚p1和第二引脚p2同时供电时，可以分别为指定芯片2内的部分电路供电，即车载电源8为一部分电路供电，电压源6为另一部分电路供电，可以降低定芯片2的散热量，达到无需设置散热设备的效果。其中，车载电源和电压源为之供电的电路可以根据具体场景进行选择，在此不作限定。
[0060]
至此，本公开实施例中通过在电控单元中设置电源芯片和指定芯片以及电源端子，可以使电源芯片和指定芯片分别通过电源端子与外部的车载电源连接；指定芯片可以在电控单元处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号并在信号为唤醒信号时控制电源芯片切换到工作状态；在所述电源芯片工作后，所述指定芯片采用所述车载电源和/或电源芯片供电。这样，本实施例中采用指定芯片替代离散元件，可以提高电控单元的可靠性，并有利于降低成本；并且，通过选择车载电源和/或电源芯片为指定芯片供电，有利于降低指定芯片的功耗和散热量，进一步降低成本。
[0061]
图4是根据一示例性实施例示出的一种电控单元的结构示意图，且图4中指定芯片采用1条引脚参与供电，参见图4，一种电控单元1包括指定芯片2和电源芯片5，以及电源端子p0。指定芯片2和电源芯片5连接，并分别通过电源端子p0与外部的车载电源8连接。其中，指定芯片2用于在电控单元1处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号，并在信号为唤醒信号时控制电源芯片5切换到工作状态。
[0062]
继续参见图1，电控单元1还包括通信接口3，指定芯片2还包括通信引脚，通信引脚与通信接口3通过总线4连接，这样可以获取来自外部的充电桩7的信号。其中，信号可以包括以下至少一种：通信接口中指定引脚的电位被下拉或者上拉到指定电压，或者充电桩7发送的握手信号。
[0063]
继续参见图4，电控单元还包括选择电路10，该选择电路10分别与电源芯片5、指定芯片2和车载电源8连接。选择电路10用于在睡眠模式下选择车载电源为指定芯片2供电，还用于在工作模式下选择车载电源8或者电控单元1内的电压源6为指定芯片2供电。
[0064]
继续参见图4，指定芯片2包括第一引脚p1，该第一引脚p1与选择电路10连接，这样车载电源8可以通过第一引脚p1为指定芯片2供电。例如，在电控单元1处于睡眠模式下，则车载电源8可以通过第一引脚p1直接为指定芯片2供电；在电控单元处于工作模式下，选择电路10可以选择车载电源8或者电压源6通过第一引脚p1为指定芯片2供电。
[0065]
继续参见图4，指定芯片2包括第四引脚p4，该第四引脚p4与选择电路10连接。这样，指定芯片2可以控制选择电路来选择车载电源8或者电压源6为其供电。例如，在睡眠模式下，指定芯片2可以通过选择电路10选择车载电源8为自身供电；在工作模式下，指定芯片2可以通过选择电路10选择车载电源8或者电源芯片5中的一个来为自身供电。
[0066]
图5是根据一示例性实施例示出的一种选择电路的电路示意图，参见图5，该选择电路10包括第二开关器件t2、第一二极管d1和第二二极管d2。其中，第一二极管d1的阳极与车载电源8连接，第一二极管d1的阴极与第二开关器件t2的第一端连接；第二二极管d2的阳极与电压源7连接，第二二极管d2的阴极与第二开关器件t2的第二端连接；第二开关器件t2的第三端与指定芯片2的第四引脚p4连接。以第二开关器件t2采用nmos管为例，当第四引脚p4为高电平时，第二开关器件t2开启，此时车载电源8为指定芯片2供电；当第四引脚p4为低电平时，第二开关器件t2闭合，此时电压源7为指定芯片2供电。
[0067]
图5所示电控单元的工作原理包括：
[0068]
睡眠模式
[0069]
在睡眠模式下，电控单元1内的指定芯片2需要保持在工作状态，此时只能由车载电源8为该指定芯片2供电，因此指定芯片2可以控制选择电路10导通车载电源8和指定芯片2之间的连接，即实现车载电源3为指定芯片2供电。
[0070]
指定芯片2按照设定周期或者实时地与通信接口交互，从而获取来自外部的充电桩的信号。当指定芯片2确定获取的信号为唤醒信号时，指定芯片2通过第二引脚p2向电源芯片5发送控制信号，以使能电源芯片5(从断电状态切换到通电的工作状态，从睡眠状态切换到工作姿态)，或者使开关电路9导通车载电源和电源芯片5(图5未示出，可以参考图2)。由于电源芯片5通过电源端子与车载电源8连接，这样电源芯片5可以接收车载电源8的电能，从而唤醒电源芯片5。或者说，电控单元1从睡眠模式切换到工作模式。
[0071]
工作模式
[0072]
此模式下，电源芯片5可以向预设的芯片、元器件或者模块等供电。需要说明的是，为简化电控单元的结构，电控单元1中未示出电源芯片5为之供电的器件及其连接关系，相关内容可以参考相关技术，在此不再赘述。
[0073]
在一示例中，在电源芯片5切换到工作状态后可以激活电压源6。此时指定芯片2可以控制选择电路10导通电压源6和电源芯片5，此时由电压源为指定芯片2供电，达到降低指定芯片2的功耗的效果。
[0074]
本实施例中，通过上述内容可知，对于指定芯片2而言，仅有第一引脚p1参与了指定芯片2的供电。
[0075]
需要说明的是，图4和图5示出了指定芯片2的供电电源由指定芯片2控制的方案，
在另一示例中，电控单元1还包括微处理器。参见图4和图5，该微处理器11还可以替代指定芯片2为指定芯片2选择供电电源，具体方式与指定芯片2的选择方式相同，在此不再赘述。
[0076]
至此，本公开实施例中通过在电控单元中设置电源芯片和指定芯片以及电源端子，可以使电源芯片和指定芯片分别通过电源端子与外部的车载电源连接；指定芯片可以在电控单元处于睡眠模式时获取来自外部的充电桩的信号并在信号为唤醒信号时控制电源芯片切换到工作状态；在所述电源芯片工作后，所述指定芯片采用所述车载电源和/或电源芯片供电。这样，本实施例中采用指定芯片替代离散元件，可以提高电控单元的可靠性，并有利于降低成本；并且，通过选择车载电源和/或电源芯片为指定芯片供电，有利于降低指定芯片的功耗，进一步降低成本。
[0077]
在上述一种电控单元的基础上，本公开实施例还提供了一种适于电控单元的控制方法，适于电控单元内的指定芯片或者微处理器，参见图6，所述方法包括：
[0078]
在步骤61中，获取来自外部的充电桩的信号。
[0079]
在步骤62中，当所述信号为唤醒信号且电控单元处于睡眠模式时，控制电控单元的电源芯片切换到工作状态；
[0080]
在步骤63中，选择车载电源和/或电压源供电；所述电压源包括电源芯片内部的电压源和/或电源芯片外部的电压源。
[0081]
在一实施例中，控制电控单元的电源芯片切换到工作状态，包括
[0082]
向电控单元的开关电路发送控制信号，以使所述开关电路导通所述车载电源和所述电源芯片之间的连接。
[0083]
在一实施例中，控制电控单元的电源芯片切换到工作状态，包括
[0084]
向所述电源芯片发送控制信号。
[0085]
在一实施例中，控制电控单元的电源芯片切换到工作状态之后，所述方法还包括：
[0086]
向电控单元的选择电路发送控制信号，以使所述选择电路导通供电电源和所述指定芯片之间的连接，以选择所述供电电源为所述指定芯片供电。
[0087]
可理解的是，本公开实施例提供的装置与上述方法相对应，具体内容可以参考方法各实施例的内容，在此不再赘述。
[0088]
在上述一种电控单元的基础上，本公开实施例还提供了一种电控系统，包括图1～图5所述的电控单元。
[0089]
在示例性实施例中，还提供了一种包括可执行的计算机程序的非临时性可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述可执行的计算机程序可由处理器执行以实现上述控制方法。其中，可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0090]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0091]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

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