Устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства

Полезная модель, а именно устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства (далее ВАТС), относится к области автомобильной промышленности и предназначена для управления электроприводами электромобиля (подача питания на тяговый электродвигатель), питания слаботочных бортовых потребителей, заряда тяговой высоковольтной батареи, управления тормозной системой и сервоприводом поворота рулевой рейки.
Из уровня техники известно устройство электропитания, содержащее аккумуляторную батарею; блок конденсаторов, в котором первый конденсатор и второй конденсатор соединены последовательно между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумуляторной батареи; преобразователь мощности, включающий в себя U-фазу, V-фазу и W-фазу, соединенные с аккумуляторной батареей параллельно, причем U-фаза, V-фаза и W-фаза являются трехуровневыми инверторами соответственно, и каждый из трехуровневых инверторов включает в себя: первый переключающий элемент, второй переключающий элемент, третий переключающий элемент и четвертый переключающий элемент, соединенные последовательно; первый диод, катод которого соединен с меж соединением, соединяющим первый переключающий элемент и второй переключающий элемент, а анод которого соединен с меж соединением, соединяющим первый конденсатор и второй конденсатор; и второй диод, анод которого соединен с меж соединением, соединяющим третий переключающий элемент и четвертый переключающий элемент, а катод которого соединен с меж соединением, соединяющим первый конденсатор и второй конденсатор, при этом каждый из трехуровневых инверторов выполнен с возможностью выборочного вывода, к мотор-генератору, напряжения какого-либо одного из трех различных значений напряжения, включая и выключая каждый из первого переключающего элемента, второго переключающего элемента, третьего переключающего элемента и четвертого переключающего элемента; устройство управления, выполненное с возможностью управления включением и выключением каждого из первого переключающего элемента, второго переключающего элемента, третьего переключающего элемента и четвертого переключающего элемента преобразователя мощности; первую соединительную клемму, электрически соединенную с Р-клеммой зарядного устройства - постоянного тока и расположенную между первым переключающим элементом и вторым переключающим элементом в какой-либо одной из U-фазы, V-фазы и W-фазы; и вторую соединительную клемму, электрически соединенную с N-клеммой зарядного устройства постоянного тока и расположенную между третьим переключающим элементом и четвертым переключающим элементом в другой одной из U-фазы, V-фазы и W-фазы. (RU 2738965 С1, 21.12.2020).
Из уровня техники известно устройство управления для электрического транспортного средства с приводом на четыре колеса, в котором источник приведения в движение имеет электромотор-генератор, и сцепление с электронным управлением предоставляется в тракте передачи мощности приведения в движение, идущем от источника приведения в движение на передние и задние колеса, которое управляет распределением мощности передних и задних колес посредством команды извне, содержащее: - средство управления распределением мощности привода на четыре колеса, которое выводит в сцепление с электронным управлением значение команды управления передаваемым крутящим моментом, чтобы приводить к состоянию с приводом на четыре колеса, в соответствии с состоянием транспортного средства, при этом: - средство управления распределением мощности привода на четыре колеса имеет контроллер координирования вмешательства рекуперативного управления, который, когда рекуперативное управление посредством электромотора-генератора вмешивается во время состояния с приводом на четыре колеса, доводит передаваемый крутящий момент сцепления с электронным управлением до нуля перед инициированием рекуперативного управления (RU 2623284 С1, 23.06.2017).
Недостатком известного уровня техники является то, что известные устройства управления питанием и исполнительными механизмами не являются конструктивно обособленными и функционально законченными частями электронного оснащения беспилотного транспортного средства, что позволяло бы обеспечить интеграцию функций, предназначенных для автоматического управления или контроля исполнительных механизмов, обеспечивающих движение и функционирование ВАТС.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в создании устройства управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС является конструктивно обособленной и функционально законченной частью электронного оснащения беспилотного транспортного средства и позволяет обеспечить интеграцию функций, предназначенных для автоматического управления или контроля исполнительных механизмов, обеспечивающих движение и функционирование ВАТС.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в повышении надежности управления электросистемами высокоавтоматизированного транспортного средства, за счет реализации централизованного управления электросистемами выполненном в едином компактном корпусе.
Это достигается тем, что устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства характеризующееся тем, что содержит корпус, разделенный на 4 блока, первый блок содержит разъем для подключения тяговой аккумуляторной батареи, разъем для подключения водородных топливных элементом, разъем для подключения к инвертору тягового электродвигателя, блок питания 12 В и блок питания 24 В, блоки питания своими входами соединены с выходами разъемов для подключения тяговой аккумуляторной батареи и для подключения водородных топливных элементов, второй блок содержит литиевую аккумуляторную батарею и суперконденсаторный модуль для обеспечения резервного питания контроллера верхнего уровня, третий блок содержит контроллер верхнего уровня, четвертый блок содержит инвертор, имеющий выход для подключения пневмосистемы в составе ВАТС и вход для подключения бортового компьютера управления.
Также корпус выполнен водонепроницаемым.
Также на крышке первого блока расположен индикатор состояния блока и переключатель для его включения.
Техническое решение - устройство управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС является конструктивно обособленной и функционально законченной частью электронного оснащения беспилотного транспортного средства и позволяет обеспечить интеграцию функций, предназначенных для автоматического управления или контроля исполнительных механизмов, обеспечивающих движение и функционирование ВАТС.
Устройство управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС состоит из четырех соединенных между собой блоков, каждый модуль представляет собой корпус с крышкой, объединенных в единый корпус устройства, также корпуса блоков могут содержать выходы и входы для подключения электросистем в составе ВАТС, индикаторы, кнопки и рычаги для управления блоком.
Состав устройства управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС:
Первый блок в составе устройства содержит три внешних разъема, первый (1) для подключения тяговой аккумуляторной батареи, второй (2) для подключения водородных топливных элемента и третий (3) для подключения к инвертору тягового электродвигателя. На крышке первого блока расположен индикатор состояния блока и переключатель для его включения. Также внутри корпуса первого блока расположены два блока питания 12 В (4) и 24 В (5), и закреплена проводка. Данный блок предназначен для преобразования напряжения электрической энергии тяговой аккумуляторной батареи 400 В постоянного тока в 12 В и 24 В, для обеспечения питания электроэнергией потребителей в составе ВАТС.
Второй блок в составе устройства содержит литиевую аккумуляторную батарею (6). суперконденсаторный модуль (7), являющиеся резервными источниками питания, и два реле тля управления, выполняющих функцию расцепителей массы. Данный блок обеспечивает резервное питание контроллера верхнего уровня в составе третьего модуля, в случае неисправности подачи питания от тяговой аккумуляторной батареи в составе ВАТС.
Третий модуль содержит контроллер верхнего уровня (8) и по меньшей мере один блок предохранителей (9). Контроллер верхнего уровня в составе данного модуля обеспечивает:
задание момента тягового электродвигателя;
управление электропитанием всей системы ВАТС;
управление тормозной системой;
управление сервоприводом поворота рулевой рейки;
включение и выключение световых приборов;
контроль информации поступающей от датчиков в составе ВАТС и передача данных от датчиков в бортовой компьютер управления (автопилот ВАТС).
Четвертый блок в составе устройства содержит инвертор (10) позволяющий преобразовать 24 В постоянного тока в 220 В переменного тока, для обеспечения питанием пневмосистемы в составе ВАТС, а также два разъема для подключения бортового компьютера управления (далее БКУ) и пневмосистемы ВАТС.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства управления питанием и исполнительными механизмами в составе ВАТС.
Заявляемое техническое решение осуществляется следующим образом.
На вход первого блока подается напряжение от тягового аккумулятора, путем подключения тяговой аккумуляторной батареи к разъему (1), далее в блоках питания 2 и 3 осуществляется преобразование напряжения в 12 В и 24 В, которое подается на вход контроллера верхнего уровня 11, контроллер в соответствии с управляющими сигналами, порученными от БКУ и информацией, поступающей от датчиков в составе ВАТС, формирует соответствующие управляющие сигналы для управления исполнительными механизмами ВАТС и осуществляет контроль исполнения сформированных управляющих сигналов по информации, полученной от датчиков.
Таким образом, конструкцией заявляемой полезной модели обеспечивается повышение надежности управления электросистемами высокоавтоматизированного транспортного средства за счет реализации централизованного управления электросистемами, выполненного в едином компактном корпусе.