ZHDA289 August   2026 TPS552892-Q1 , TPS61383-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1碰撞电源模块简介
  4. 2CPM 系统方框图和设计要求
    1. 2.1 系统方框图
    2. 2.2 设计要求
    3. 2.3 系统架构
  5. 3超级电容器参数和门锁负载曲线
    1. 3.1 超级电容器参数
    2. 3.2 充电时间要求
    3. 3.3 门锁负载曲线
  6. 4电源管理设计
    1. 4.1 5s 超级电容器设计
    2. 4.2 3s 超级电容器设计
    3. 4.3 1s 超级电容器设计
    4. 4.4 不同设计方案的比较与总结
  7. 5总结
  8. 6参考资料

系统架构

CPM 根据其安装位置可分为三种架构:集中式、半分布式和分布式,分别如图 2-2、图 2-3 和图 2-4 所示

TPS61383-Q1 TPS552892-Q1 集中式图 2-2 集中式
TPS61383-Q1 TPS552892-Q1 半分布式图 2-3 半分布式
TPS61383-Q1 TPS552892-Q1 分布式图 2-4 分布式

如果 CPM 布置在汽车中央,并使用一个模块解锁四个车门,则称为集中式架构。集中式架构结构简单、易于开发、成本低,可布置在车内任意位置而不受空间限制,并且在碰撞中不易损坏。但是,CPM 离车门较远,导致响应速度较慢。发生碰撞后电缆容易损坏,单点故障风险较高,冗余度较低。

如果 CPM 布置在每个车门上,则称为分布式架构。在分布式架构中,模块靠近车门,响应速度很快。当一个模块因碰撞损坏时,其他模块仍可正常工作,因此分布式架构具有高可靠性和高冗余度。但由于需要四个 CPM,因此成本会增加。此外,四个门锁需要相互协调,使得协同逻辑较为复杂。

最后是半分布式架构。半分布式架构分为左域和右域,每个域包含一个控制锁的模块。其成本和冗余度均介于集中式和分布式架构之间,是一种折中方案。

表 2-1 对这三种架构进行了比较。集中式架构适合对成本敏感且系统集成要求较高的汽车。分布式架构更适合需要高响应速度和高冗余度,以及车辆配置多样化的场景。

表 2-1 CPM 的不同系统架构比较
架构 集中式 半分布式 分布式
优势 结构简单。
开发难度低
成本低
布置灵活
碰撞概率低。
成本适中
可靠性适中。
冗余度高
可靠性高。
响应速度快。
劣势 响应速度慢。
单点故障率高。
可扩展性差。 成本高。
协调控制困难。