一种具备健康管理功能的电源系统的制作方法

本发明属于直流电源，具体涉及了一种具备健康管理功能的电源系统。

背景技术：

1、随着电动汽车、无人机、无人车等的蓬勃发展，上述使用载体中不可缺少具备动力系统、多控制系统、各类机电系统的电源系统。为了实现电动汽车、无人机、无人车等载体的安全停靠、回收、归巢等，需要提高载体的供能电源和各控制系统的可靠性。

2、传统电源系统需要对每一个子控制系统进行电源状态监测才能完成各子控制系统的状态判断，电路结构较复杂，造成成本较高。对每一个子控制系统的输入电流都进行检测，通过健康管理模块对不同控制系统进行处理判别，系统信息处理量大，io端口需求量大，对健康管理模块性能要求高，增加了健康管理模块成本，同时为检测n个控制系统输入电压、电流，需要n套电流电压检测装置，大幅增加电路的功耗和成本。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即电源系统电路结构复杂，成本高的问题，本发明提供了一种具备健康管理功能的电源系统，不需要对每一个子控制系统进行电源状态监测才能完成各子控制系统的状态判断，仅对主控制系统供电模块的一路输出电流进行监测，就能够完成对各子控制系统的状态判断，简化了电路结构，因此减少了制造和维护成本。

2、上述具备健康管理功能的电源系统包括主控制系统、电源健康管理系统、多个子控制系统和多个直流变换器；

3、主控制系统的供电模块输入端连接直流电源，供电模块输出端连接集总母线，每个直流变换器输入端分别连接所述集总母线，直流变换器和子控制系统一一对应，每个直流变换器输出端连接对应子控制系统输入端；

4、电源健康管理系统，用于监测所述供电模块输出端电流，得到主控输出电流，当主控输出电流对比稳态下主控输出电流的变化值超过变化波动界值，且所述变化值处于任一子控制系统的故障电流变化区间时，确定对应子控制系统存在故障或退化，当所述变化值不超过变化波动界值时，确定距所述变化值最近的不含所述变化值的电流波动范围对应子控制系统存在退化；所述变化波动界值为判断控制系统故障电流变化区间和电流波动范围的分界值。

5、在一些具体的实施方式中，当确定任一子控制系统存在故障或退化时，所述电源健康管理系统，对所述主控制系统发送立即执行安全停靠或返回的控制信号，并停止对每个直流变换器发送电源使能信号。

6、在一些具体的实施方式中，子控制系统的故障电流变化区间最大值，为所述子控制系统对应直流变换器输入过流保护电流值；子控制系统的故障电流变化区间最小值，为所述子控制系统器件在产生热烧毁或者辐射导通时的最小故障电流与稳态下所述子控制系统输入电流的差值。

7、在一些具体的实施方式中，至少一个子控制系统为单片机，单片机调用模块包括两路pwm，根据两路pwm的信号工作频率，确定所述子控制系统的电流波动范围。

8、在一些具体的实施方式中，根据所述变化值处于故障电流变化区间的历史数据和对应的故障或退化判断情况，在每个子控制系统的故障电流变化区间的并集内，划分故障区间和退化区间；当所述变化值超过变化波动界值，且所述变化值处于故障区间时，确定对应子控制系统存在故障；当所述变化值超过变化波动界值，且所述变化值处于退化区间时，确定对应子控制系统存在退化。所述变化波动界值为根据每个控制系统的故障电流变化区间和电流波动范围的历史数据，进行聚类而确定。

9、在一些具体的实施方式中，所述变化波动界值为故障电流变化区间聚类值和电流波动范围聚类值的平均值；其中，根据每个控制系统的故障电流变化区间的历史数据，分别确定每个故障电流变化区间的中间数，根据每个故障电流变化区间的中间数的平均数，确定故障电流变化区间聚类值；根据每个控制系统的电流波动范围的历史数据，分别确定每个电流波动范围的中间数，根据每个电流波动范围的中间数的平均数，确定电流波动范围聚类值。

10、在一些具体的实施方式中，所述直流电源为蓄电池，主控制系统的供电模块输入端连接蓄电池；所述电源健康管理系统，还用于监测所述供电模块输入端电压，得到主控输入电压，根据所述主控输入电压，判断所述蓄电池电量，当所述蓄电池电量低于预设阈值时，所述电源健康管理系统对所述主控制系统发送电量不足的控制信号，并停止对每个直流变换器发送电源使能信号。

11、在一些具体的实施方式中，所述直流电源还连接动力系统，用于动力系统供电；所述直流电源还连接中高压dcdc模块输入端，中高压dcdc模块输出端连接中高压用电模块输入端。

12、在一些具体的实施方式中，至少一个子控制系统存在备份，当存在备份的子控制系统存在故障或退化时，所述电源健康管理系统将故障或退化的子控制系统切换为对应的备份子控制系统。

13、在一些具体的实施方式中，主控制系统的供电模块为隔离式dcdc模块；至少一个直流变换器为线性稳压器ldo或dcdc模块。

14、本发明的有益效果至少包括：

15、本文公开的技术方案，仅需要一套电流检测装置，就能实现同时为检测多个控制系统，有助于减少系统信息处理量，减少了对io端口需求量的占用，有利于释放电源健康管理系统更多性能，降低了电源健康管理成本，大幅降低了电路的功耗和成本。

技术特征：

1.一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

10.根据权利要求1至9任一所述的一种具备健康管理功能的电源系统，其特征在于，

技术总结本发明属于直流电源技术领域，具体涉及了一种具备健康管理功能的电源系统，旨在解决电源系统电路结构复杂，成本高的问题。电源系统包括：包括主控制系统、电源健康管理系统、子控制系统和直流变换器；主控制系统的供电模块输入端连接直流电源，供电模块输出端连接集总母线，每个直流变换器输入端分别连接集总母线，每个直流变换器输出端连接对应子控制系统输入端；电源健康管理系统，用于监测供电模块输出端电流，得到主控输出电流，根据主控输出电流相对稳态下主控输出电流的变化值，确定对应子控制系统存在故障或退化。本发明简化了电路结构，检测多个控制系统仅需要一套电流检测装置，大幅降低了电路的功耗和成本。技术研发人员：孙世凯,陈雷,陆振林,任永正,赵轩,李鑫,吕玥,沈洁,胡芳芳受保护的技术使用者：北京微电子技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/23