CN102412576B - 自行式中型房车电力系统及其实现供电的方法 - Google Patents

Abstract

一种自行式中型房车电力系统，包括蓄电池，车载交流发电机，用于连接岸电系统的岸电隔离器，智能电源控制面板，可供两路电源转换用的转换开关，交流配电面板，直流配电板，逆变器及其组成的电路，转换开关可动支架中的动触头与交流配电面板的输入端连接，交流配电面板的输出端与交流负载的插座连接；车载交流发电机与逆变器的交流电输入端连接，逆变器的交流电输出端与转换开关的静触头座Ⅱ连接；逆变器的直流电输出端Ⅰ通过直流配电板的输出端与直流负载的插座连接；岸电隔离器与转换开关的静触头座Ⅰ连接，智能电源控制面板控制转换开关和车载交流发电机并自动选择发电机工作、岸电模式或蓄电池+逆变器三种工作模式，为房车全天提供电力。

Description

自行式中型房车电力系统及其实现供电的方法

技术领域

本发明涉及一种房车的装备，特别是一种房车的电力系统装置及其用于实现供电的方法。

背景技术

旅居车，英文全称Recreational Vehicle，简称RV-房车；开着房车旅行，可以随意停靠在远离城市的沙滩、湖岸、草地、山坡、森林中；因此，房车热在我国也悄然走俏，国内房车市场开始发展。

按照行业通行的划分方式，一般把旅居车分为A级、B级、C级三种；在二类或三类大客车底盘上经过特殊设计后构建起来的豪华移动的车是A级旅居车，A级旅居车是旅居车中体积最大的一种；在A级旅居车内有大量的生活设施、家用电器等，要求房车配有完善的供电系统，使之无论是在行驶途中还是住宿时，全天都能供应电力，因此，如何解决房车整车电源电路的匹配及线路设计，在既能稳定系统电压，最大限度节省燃油的前提下，作好房车的交直流负载的供电问题，成为房车供电系统的主要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对A型旅居车的自行式中型房车电力系统，该系统在稳定系统电压，最大限度节省燃油的前提下，为车上的交流负载或直流负载提供电源，同时在有外接电源的情况下，外接电源取代发电机，较好地解决了房车整车电源电路的匹配及线路设计。

解决上述问题的技术方案是：一种自行式中型房车电力系统，用于为房车的交直流负载供电的系统装置，包括：车载交流发电机，岸电隔离器，蓄电池，交流配电面板，直流配电板，智能电源控制面板，逆变器，转换开关及其组成的电路；

所述车载交流发电机用于在行车状态时，为负载提供交流电；

所述岸电隔离器用于通过外接电源插座连接岸电系统；

所述蓄电池，包括作为车载电池的副蓄电池和作为发动机蓄电池的主蓄电池；用于在车载交流发电机不工作和没有外接电源的情况下，为房车内设备提供应急电源； 

所述逆变器用于将交流电转换为直流电向直流负载供电；或者是将直流电转换为交流电向交流负载供电；

所述转换开关用于转换两路以上电源或负载转换；

所述智能电源控制面板用于选择电力系统的工作模式、控制转换开关的接通位置，还可以自动调节发电机功率和稳定系统电压； 

所述转换开关可动支架中的动触头与交流配电面板的输入端连接，交流配电面板的输出端与交流负载的插座连接；所述岸电隔离器的一端与转换开关的静触头座Ⅰ连接，另一端与外接电源插座相连；所述车载交流发电机与逆变器的交流电输入端连接，逆变器的交流电输出端与转换开关的静触头座Ⅱ连接；逆变器的直流电输出端Ⅰ与直流配电板的输入端连接，直流配电板的输出端与直流负载的插座连接；所述副蓄电池与逆变器的直流电输出端Ⅱ连接，主蓄电池与副蓄电池之间通过电池隔离器连接；

所述智能电源控制面板与转换开关可动支架中的动触头连接，并同时与车载交流发电机连接，转换开关和车载交流发电机受控于该智能电源控制面板，所述智能电源控制面板自动选择电力系统的工作模式是：车载交流发电机工作模式、岸电工作模式或蓄电池+逆变器工作模式。

其进一步技术方案是：所述的交流负载包括空调、热水器、冰箱和电视机。

所述的直流负载包括照明灯具、卫星接收器、厨房电器和生活小家电。

其相关的技术方案是：本发明自行式中型房车电力系统实现供电的方法，在行车状态时，转换开关的动触头与静触头座Ⅱ连接，并通过智能电源控制面板自动调节车载交流发电机工作状态，所述的车载交流发电机工作状态包括以下三种：

①正常使用时，交流负载由车载交流发电机正常供电，并由智能电源控制面板自动调节车载交流发电机的转速及功率；同时，逆变器将车载交流发电机发出的交流电转换为直流电，一方面通过直流电输出端Ⅰ向直流负载供电，另一方面通过直流电输出端Ⅱ向主、副蓄电池充电，此时处于车载交流发电机工作模式；

②当车内突然开启大功率电器时，车载交流发电机将出现暂时供电不足状态，智能电源控制面板将紧急从副蓄电池经过逆变器向交流负载提供电源；同时智能电源控制面板自动判断车载交流发电机状态，提高发电机转速及功率；当车载交流发电机供电满足负载需求后，切断副蓄电池向交流负载供电线路；

③当车载交流发电机故障时，或在设置的安静时间内，车载交流发电机将停止工作，采用副蓄电池通过逆变器供电，此时处于蓄电池+逆变器工作模式；在安静时间到来前，智能电源控制面板会判断副蓄电池电量，启动车载交流发电机，对副蓄电池充电。

在岸电工作模式下，转换开关的可动支架中的动触头与静触头座Ⅰ连接，岸电隔离器通过外接电源插座连接岸电系统，岸电通过岸电隔离器、可动支架中的动触头输入到交流配电面板，通过交流配电面板向交流负载供电，并通过交流配电面板的岸电输送线连接逆变器，逆变器将交流电转换为直流电，一方面通过直流电输出端Ⅰ向直流负载供电，另一方面通过直流电输出端Ⅱ向主、副蓄电池充电。

在蓄电池+逆变器工作模式下，转换开关的动触头与静触头座Ⅱ连接，但车载交流发电机停止工作，系统通过蓄电池向直流负载供电，副蓄电池的电能通过逆变器给交流负载电器供电。

本发明自行式中型房车电力系统装置的有益效果是：该装置不仅做到了无论是在行驶途中还是住宿时，全天都能供应电力；而且是在稳定系统电压，最大限度节省燃油的前提下，为车上的交流负载或直流负载提供电源；同时在有外接电源的情况下，外接电源自动取代发电机，较好地解决了房车整车电源电路的匹配及线路设计，适用于作为车内有大量的生活设施、家用电器等的A级旅居房车供电系统。

下面结合附图和实施例对本发明之自行式中型房车电力系统及其实现供电的方法的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1：自行式中型房车电力系统的结构原理框图；

图2：自行式中型房车电力系统的配电系统结构示意图；

图3：车载交流发电机供电工作模式下的供电线路图；

图4：蓄电池+逆变器工作模式（包括车载交流发电机故障下应急供电工作模式下）的供电线路图；

图5：岸电供电工作模式下的供电线路图；

图6：自行式中型房车电力系统的交流电线路布局示意图； 

图7：自行式中型房车电力系统的直流电线路图。

图中：

1-岸电系统、2-外接电源插座，3-岸电隔离器，4-智能电源控制面板，5-转换开关，6-交流配电面板，7-交流负载，8-车载交流发电机，9-逆变器，10-直流配电板，11-直流负载，12-副蓄电池，13-电池隔离器，14-主蓄电池；15-三孔插座，16-空调器，17-照明灯，18-单联单控开关，19-双联三控开关，20-卫星接收器。 

其余标号参见实施例说明。

具体实施方式

一种自行式中型房车电力系统，作为为房车的交直流负载供电的系统装置，如图1、图2所示，该电力系统装置包括：车载交流发电机8，岸电隔离器3，蓄电池，智能电源控制面板4，交流配电面板6、直流配电板10，逆变器9，转换开关5及其组成的电路；

所述车载交流发电机8用于在行车状态时，为负载提供交流电；

所述岸电隔离器3用于通过外接电源插座2连接岸电系统1；

所述的蓄电池，包括作为车载电池的副蓄电池12和作为发动机蓄电池的主蓄电池14；用于在车载交流发电机不工作和没有外接电源的情况下，为房车内设备提供应急电源； 

所述的逆变器9用于将交流电转换为直流电向直流负载供电；或者是将直流电转换为交流电向交流负载供电；

所述转换开关5用于转换两路以上电源或负载转换；

所述智能电源控制面板4用于选择电力系统的工作模式、控制转换开关5的接通位置，还可以自动调节发电机功率和稳定系统电压； 

转换开关5可动支架中的动触头502 与交流配电面板6的输入端连接，交流配电面板6的输出端与交流负载7 的插座连接；

岸电隔离器3的一端与转换开关5的静触头座Ⅰ501连接，另一端与外接电源插座相连；

车载交流发电机8与逆变器9的输入端901连接，逆变器9的交流电输出端902与转换开关5的另一个静触头座Ⅱ503连接；逆变器9的直流电输出端Ⅰ903与直流配电板10的输入端连接，直流配电板10的输出端与直流负载11的插座连接；

副蓄电池12与逆变器器9的直流电输出端Ⅱ904连接，主蓄电池14与副蓄电池12之间通过电池隔离器13连接；

智能电源控制面板4与转换开关5可动支架中的动触头502连接，并同时与车载交流发电机8连接，转换开关5和车载交流发电机8受控于该智能电源控制面板4，所述智能电源控制面板自动选择的电力系统工作模式是：车载交流发电机工作模式、岸电工作模式或蓄电池+逆变器工作模式。

所述的交流负载7包括空调、热水器、冰箱和电视机等（参见图2）。

所述的直流负载11包括照明灯具、卫星接收器、厨房电器和其它家用小电器（参见图2、图6）。

本实施例中，所述逆变器采用OUTBACK公司型号为VFX3024的逆变电源，它可以将20～33 V直流电转换为220V、50Hz稳压、稳频、噪声小纯净正弦波交流电；同时，也能将110V/ 220V、50Hz的交流电转换为24V直流电； 作为本发明实施例的一种变换，本发明所述的逆变器9也可以采用市面上其他型号的具有能将12V/24V/48V直流电转换为220V、50Hz稳压、稳频、噪声小纯净正弦波交流电；同时，也能将110V/ 220V、50Hz的交流电转换为12V/24V/48V直流电的、具有双向供电能力的逆变电源。

所述智能电源控制面板4采用cummins onan公司现有HQDSB系列产品；作为本发明实施例的一种变换，所述智能电源控制面板也可以选用其他公司具有相同样功能的智能电源控制面板。

本发明自行式中型房车电力系统实现供电分为以下三种工作状态：

1.在行车状态时，开启车载交流发电机8，转换开关5处于接通车内交流发电机状态，即：转换开关5的动触头502与静触头座Ⅱ503连接，并通过智能电源控制面板4自动调节车载交流发电机工作状态，最大限度节省燃油，同时监测供电线路及蓄电池电量状态：

①正常使用时，交流负载由车载交流发电机正常供电，并由智能电源控制面板自动调节车载交流发电机的转速及功率；同时，逆变器将车载交流发电机发出的交流电转换为直流电，一方面通过直流电输出端Ⅰ903向直流负载供电，另一方面通过直流电输出端Ⅱ904向主、副蓄电池充电，此时处于车载交流发电机工作模式；供电线路图见图3，交流电接线图见图6，直流电接线图见图7。

②当车内突然开启大功率电器时，车载交流发电机将出现暂时供电不足状态，智能电源控制面板4将紧急从副蓄电池经过逆变器向交流负载提供电源，此时处于蓄电池+逆变器紧急供电工作方式；同时智能电源控制面板自动判断车载交流发电机状态，提高发电机转速及功率；当车载交流发电机供电满足负载需求后，切断副蓄电池12向交流负载供电线路，又自动转回车载交流发电机工作模式；

③)当车载交流发电机发生故障时，或在设置的安静时间（QUIET TIME）内，车载交流发电机将停止工作，采用副蓄电池12通过逆变器9供电，以避免因发电机工作而产生的噪音，此时处于蓄电池+逆变器工作模式，供电线路图见图4；在安静时间到来前，智能电源控制面板会判断副蓄电池电量，启动车载交流发电机，对副蓄电池充电，安静时间一般设置在需要休息或固定会议的时候。

2.当房车到达营地时，将通过营地外接电源提供电能；此时转换开关5将切换到岸电线路，即：转换开关5可动支架中的动触头502与静触头座Ⅰ501连接，岸电隔离器3通过外接电源插座2连接岸电系统1，岸电通过岸电隔离器3、可动支架中的动触头502输入到交流配电面板6，通过交流配电面板向交流负载供电，并通过交流配电面板6的岸电输送线连通（开关601闭合）逆变器9，逆变器将岸电送来的交流电转换为直流电，一方面通过直流电输出端Ⅰ903向直流负载供电，并通过直流电输出端Ⅱ904向主、副蓄电池充电，此时处于岸电工作模式，供电线路图见图5。

3.在发电机不工作和没有外接电源的情况下，房车内的照明系统和低耗电用电设备只能通过蓄电池供电，且主要是副蓄电池的电能通过逆变器给交流负载电器供电，供电线路图见图4。

电池隔离器13的主要功能是：将主、副蓄电池互相隔离并自动调整分配主、副蓄电池充电：A、当主蓄电池电量不足时，断开副蓄电池首先保证主蓄电池的充电与工作；B、自动切断主、副蓄电池并互相隔离，蓄电池不会因直接并联而产生内耗，延长蓄电池使用寿命。

作为本发明实施例的一种变换，所述的供电系统中也可以没有采用智能电源控制面板，而是用人工方式实现转换开关5的接通来选择供电系统的三种工作状态：但效果不如采用智能电源控制面板的好。

Claims (8)

1.一种自行式中型房车电力系统，用于为房车的交直流负载供电的系统装置，其特征在于：该电力系统包括：车载交流发电机，岸电隔离器，蓄电池，交流配电面板，直流配电板，智能电源控制面板，逆变器，转换开关及其组成的电路；

所述车载交流发电机（8）用于在行车状态时，为负载提供交流电；

所述岸电隔离器（3）用于通过外接电源插座（2）连接岸电系统（1）；

所述的蓄电池，包括作为车载电池的副蓄电池（12）和作为发动机蓄电池的主蓄电池（14）；用于在车载交流发电机不工作和没有外接电源的情况下，为房车内设备提供应急电源； 

所述的逆变器（9）用于将交流电转换为直流电向直流负载供电；或者是将直流电转换为交流电向交流负载供电；

所述转换开关（5）用于转换两路以上电源；

所述智能电源控制面板（4）用于选择电力系统的工作模式、控制转换开关（5）的接通位置，还可以自动调节发电机功率和稳定系统电压； 

所述转换开关（5）可动支架中的动触头（502） 与交流配电面板（6）的输入端连接，交流配电面板（6）的输出端与交流负载（7 ）的插座连接；所述岸电隔离器（3）的一端与转换开关（5）的静触头座Ⅰ（501）连接，另一端与外接电源插座相连；所述车载交流发电机（8）与逆变器（9）的交流电输入端（901）连接，逆变器（9）的交流电输出端（902）与转换开关（5）的静触头座Ⅱ（503）连接；逆变器（9）的直流电输出端Ⅰ（903）与直流配电板（10）的输入端连接，直流配电板（10）的输出端与直流负载（11）的插座连接；所述副蓄电池（12）与逆变器（9）的直流电输出端Ⅱ（904）连接，主蓄电池（14）与副蓄电池（12）之间通过电池隔离器（13）连接；

智能电源控制面板（4）与转换开关（5）可动支架中的动触头（502）连接，并同时与车载交流发电机（8）连接，转换开关（5）和车载交流发电机（8）受控于该智能电源控制面板（4），所述智能电源控制面板自动选择的电力系统工作模式是：车载交流发电机工作模式、岸电工作模式或蓄电池+逆变器工作模式。

2.根据权利要求1所述的自行式中型房车电力系统，其特征在于：所述的交流负载（7）包括空调、热水器、冰箱和电视机。

3.根据权利要求1所述的自行式中型房车电力系统，其特征在于：所述的直流负载（11）包括照明灯具、卫星接收器、厨房电器和生活小家电。

4.根据权利要求1所述的自行式中型房车电力系统实现供电的方法，其特征在于：在行车状态时，转换开关（5）的动触头（502）与静触头座Ⅱ（503）连接，并通过智能电源控制面板（4）自动调节车载交流发电机工作状态，所述的车载交流发电机工作状态包括以下三种：

①正常使用时，交流负载由车载交流发电机正常供电，并由智能电源控制面板自动调节车载交流发电机的转速及功率；同时，逆变器将车载交流发电机发出的交流电转换为直流电，一方面通过直流电输出端Ⅰ（903）向直流负载供电，另一方面通过直流电输出端Ⅱ904向主、副蓄电池充电，此时处于车载交流发电机工作模式；

②当车内突然开启大功率电器时，车载交流发电机将出现暂时供电不足状态，智能电源控制面板（4）将紧急从副蓄电池经过逆变器向交流负载提供电源；同时智能电源控制面板自动判断车载交流发电机状态，提高发电机转速及功率；当车载交流发电机供电满足负载需求后，切断副蓄电池（12）向交流负载供电线路；

③当车载交流发电机发生故障时，或在设置的安静时间内，车载交流发电机将停止工作，采用副蓄电池（12）通过逆变器（9）供电，此时处于蓄电池+逆变器工作模式；在安静时间到来前，智能电源控制面板会判断副蓄电池电量，启动车载交流发电机，对副蓄电池充电。

5.根据权利要求1所述的自行式中型房车电力系统实现供电的方法，其特征在于：在岸电工作模式下，转换开关（5）的可动支架中的动触头（502）与静触头座Ⅰ（501）连接，岸电隔离器（3）通过外接电源插座（2）连接岸电系统（1），岸电通过岸电隔离器（3）、可动支架中的动触头（502）输入到交流配电面板（6），通过交流配电面板向交流负载供电，并通过交流配电面板（6）的岸电输送线连接逆变器（9），逆变器将交流电转换为直流电，一方面通过直流电输出端Ⅰ（903）向直流负载供电，并通过直流电输出端Ⅱ（904）向主、副蓄电池充电。

6.根据权利要求1所述的自行式中型房车电力系统实现供电的方法，其特征在于：在蓄电池+逆变器工作模式下，转换开关（5）的动触头（502）与静触头座Ⅱ（503）连接，但车载交流发电机停止工作，系统通过蓄电池向直流负载供电，副蓄电池（12）的电能通过逆变器（9）给交流负载电器供电。

7.根据权利要求4、5或6所述的自行式中型房车电力系统实现供电的方法，其特征在于：所述的交流负载（7）包括空调、热水器、冰箱和电视机。

8.根据权利要求4、5或6所述的自行式中型房车电力系统实现供电的方法，其特征在于：所述的直流负载（11）包括照明灯具、卫星接收器、厨房电器和生活小家电。

Images