CN103010128B - 基于对原车发电机控制优化的车辆电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于对原车发电机控制优化的车辆电源系统。本发明通过另配的蓄电池组加大了原蓄电池组的容量，保证在汽车在停车熄火状态下，加载的用电设备长时间正常工作；通过空转转速控制器连接油门踏板处的位置传感器来控制节气门开度，进而调节汽车发动机在空档或驻车档的转速，使发电机输出电流增大，从而满足了设备在汽车空档或驻车档时的用电需求。本发明增大了蓄电池组的整体容量，延长了持续工作时间，增强用电系统稳定性。
Description
技术领域
本发明属于车辆工程技术领域，涉及一种基于对原车发电机控制优化的车辆电源系统。
背景技术
随着电子技术的日益发展和人们生活水平的不断提高，为了满足车辆的安全性、舒适性及娱乐性，车辆加载了大量电子设备；此外，为了满足车辆的特殊用途，尤其是专业用途的改装车，增加了大量用电设备，这样就对车辆电源提出了更高的要求，原车发电机已经很难满足用电负载，尤其是在发电机低转速（空档和驻车档）的情况下，因此，车辆电源系统显得十分重要。
传统的电源系统解决方案一般有两类，第一类是通过另配发电机（包括独立发电和安装取力器后发电两种形式）；第二类采用加装蓄电池组和UPS(不间断电源)控制器。第一类中采用独立发电形式需要消耗大量汽油或柴油，而且噪声大、占空间大、散热难于排除，发电机进排气系统难于在车内狭小的空间布置，因此，对车内环境及人的舒适性影响较大；第一类中安装取力器的形式一般用于大型商用车及工程机械领域，在变速器后端安装取力器，再通过传动轴传至另配发电机，这种形式下设备及控制系统比较复杂，对设备安装位置要求较高，而且此方式改变了传动轴的输出扭矩，因此，对整车性能有较大影响；第二类电源系统解决方案需要提前用市电对蓄电池组充好电才能满足工作需要，由于蓄电池组容量有限，不适合在无市电环境或不方便使用市电的条件下持续工作，此外，电池放电特性决定放电过程中电压衰减，蓄电池组容易造成过放，严重影响蓄电池组的循环寿命，电压衰减后设备工作也不稳定。因此，这两类电源系统解决方案都存在很大的缺点，无法满足用户要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于对原车发电机控制优化的车辆电源系统，该系统一方面通过另配的蓄电池组加大了原蓄电池组的容量，保证在汽车在停车熄火状态下，加载的用电设备长时间正常工作；另一方面通过空转转速控制器连接油门踏板处的位置传感器来控制节气门开度，进而调节汽车发动机在空档或驻车档的转速，使发电机输出电流增大，从而满足了设备在汽车空档或驻车档时的用电需求。
本发明采用的技术方案如下：
本发明针对车辆在空档或驻车档，发动机转速过低，而加载的用电设备往往工作在空档或驻车档状态下，尤其是专用用途的改装车，这样发电机输出电流无法满足设备用电要求，因此，提出一种基于对原车发电机控制优化的车辆电源系统。它包括启动按钮、起动机、发动机、原车发电机、电源开关、电压调节器、第一电流表、原车蓄电池组、第一二极管、第一另配蓄电池组、第二二极管、第二另配蓄电池组、第二电流表、原车用电设备、第三电流表、用户用电设备、手动开关、手刹、空转转速控制器和位置传感器。启动按钮的一端与起动机的正极接线柱连接；起动机的负极接线柱接地，当起动机工作时，起动机上的驱动齿轮与发动机上的飞轮啮合；发动机与原车发电机通过皮带传动连接；原车发电机输出接线柱与第一电流表的正极连接，同时与电源开关的一端连接；电源开关的另一端与电压调节器正极接线柱连接；原车发电机上的磁场接线柱与电压调节器的磁场接线柱相连；原车发电机上的搭铁接线柱和电压调节器上的搭铁接线柱都接地；第一电流表的负极与原车蓄电池组的正极接线柱连接，同时与第一二极管的正极连接；原车蓄电池组负极接地；第一二极管负极与第一另配蓄电池组正极接线柱连接，同时与第二二极管的正极连接；第一另配蓄电池组负极接地；第二二极管负极与第二另配蓄电池组正极接线柱连接；第二另配蓄电池组负极接地；第二另配蓄电池组的正极接线柱与第二电流表的正极连接，同时与手动开关的一端连接；第二电流表的负极与原车用电设备的一端连接；原车用电设备的另一端接地；第二电流表的正极与第三电流表的正极连接；第三电流表的负极与用户用电设备的一端连接；用户用电设备的另一端接地；手动开关的另一端与空转转速控制器的电源端口正极连接；空转转速控制器的电源端口负极接地；空转转速控制器的检测端口与手刹的信号线路连接；空转转速控制器的控制端口与油门踏板处的位置传感器连接；第三电流表的正极与启动按钮的另一端连接。空转转速控制器调节发动机在空档或驻车档时的转速，转速调节设有粗调档和微调档，调节范围800RPM至3500RPM。
本发明具有的有益效果是：
1. 通过另配蓄电池组与原蓄电池组并联，增大了蓄电池组的整体容量，延长了持续工作时间，增强用电系统稳定性；同时改善蓄电池组的均衡性，提高了蓄电池组的循环寿命。
2. 蓄电池组之间通过二极管连接实现电流单向导通，避免蓄电池组并联闲置时产生“环流”现象。
3. 通过加装空转转速控制器来调节发动机在空档或驻车档的转速，使发电机输出电流增大，通过电流表能检测各电流的大小，在拉起手刹状态由人工操作将发动机调到合适转数，满足汽车在空档或驻车档状态时所有用电设备的正常工作；同时还能给蓄电池组充电。
附图说明
图1为本发明的车辆电源系统原理图。
图中：1.启动按钮，2. 起动机，3.发动机，4.原车发电机，5.电源开关，6.电压调节器，7.第一电流表，8.原车蓄电池组，9.第一二极管，10.第一另配蓄电池组，11.第二二极管，12.第二另配蓄电池组,13.第二电流表，14.原车用电设备，15.第三电流表，16.用户用电设备，17.手动开关，18.手刹，19.空转转速控制器，20.位置传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明
通过对发电机控制优化车辆电源系统如图1所示：它包括启动按钮1，起动机2，发动机3，原车发电机4，电源开关5，电压调节器6，第一电流表7，原车蓄电池组8，第一二极管9，第一另配蓄电池组10，第二二极管11，第二另配蓄电池组12,第二电流表13，原车用电设备14，第三电流表15，用户用电设备16，手动开关17，手刹18，空转转速控制器19，位置传感器20。启动按钮1的一端与起动机2的正极接线柱连接；起动机2的负极接线柱接地，当起动机2工作时，起动机2上的驱动齿轮与发动机上的飞轮啮合；发动机3与原车发电机4通过皮带传动连接；原车发电机4输出接线柱B与第一电流表7的正极连接，同时与电源开关5的一端连接；电源开关5的另一端与电压调节器6正极接线柱连接；原车发电机4上的磁场接线柱F与电压调节器6的磁场接线柱相连；原车发电机4上的搭铁接线柱E和电压调节器上6的搭铁接线柱都接地；第一电流表7的负极与原车蓄电池组8的正极接线柱连接，同时与第一二极管9的正极连接；原车蓄电池组8负极接地；第一二极管负极9与第一另配蓄电池组正极10接线柱连接，同时与第二二极管11的正极连接；第一另配蓄电池组10负极接地；第二二极管负极11与第二另配蓄电池组12正极接线柱连接；第二另配蓄电池组12负极接地；第二另配蓄电池组12的正极接线柱与第二电流表13的正极连接，同时与手动开关17的一端连接；第二电流表13的负极与原车用电设备14的一端连接；原车用电设备14的另一端接地；第二电流表13的正极与第三电流表15的正极连接；第三电流表15的负极与用户用电设备16的一端连接；用户用电设备16的另一端接地；手动开关17的另一端与空转转速控制器19的电源端口正极连接；空转转速控制器19的电源端口负极接地；空转转速控制器19的检测端口与手刹18的信号线路连接；空转转速控制器19的控制端口与油门踏板处的位置传感器20连接；第三电流表15的正极与启动按钮1的另一端连接。空转转速控制器调节发动机在空档或驻车档时的转速，转速调节设有粗调档和微调档，调节范围800RPM至3500RPM。
汽车通过启动按钮1,瞬时间产生很大的电流通过起动机2，使起动机产生很大扭矩，通过驱动齿轮与发动机飞轮啮合传动，使发动机3转动起来，从而完成启动过程。发动机通过皮带传动与原车发电机4连接，使发电机转动起来发电，当ECU（电子控制单元）监测到点火开关信号时电源开关5闭合，电压调节器6开始调节通过发电机的励磁电流来改变磁通量，从而达到稳压的效果，有利于用电设备稳定工作；第一电流表7测量发电机的输出电流I0,第一二极管9和第二二极管11使电流单向导通，第一另配蓄电池组10和第二另配蓄电池组12须与原车蓄电池组8的额定电压一致，并与原车蓄电池组并联，第二电流表13测量通过原车用电设备14的电流I1，第三电流表15测量通过用户用电设备16的电流I2，手动开关17控制空转转速控制器19开启状态，空转转速控制器19与油门踏板位置传感器20连接，在检测到手刹18信号时由人工来控制节气门开度，从而控制发动机在空档或驻车档的转速。
另配蓄电池组按实际需要配相应个数；蓄电池组之间有二极管连接实现电流单向导通，避免蓄电池组并联闲置时产生“环流”现象；增大了蓄电池组整体容量，延长了持续工作时间，增强了用电系统的稳定性。
并联后蓄电池组充放电是根据各自荷电态来分配各自的充放电电流，能有效的改善蓄电池组的均衡性，提高了蓄电池组的循环寿命。
空转转速控制器调节发动机在空档或驻车档的转速，转速调节设有粗调档和微调档，调节范围800RPM至3500RPM, 空转转速控制器控制节气门开度，发动机的喷油量由ECU控制，是根据进气量喷油的，发动机转速提高，发电机转速也相应提高，使发电机输出的电流增大，从而满足车辆在空档或驻车档时的用电需求；空转转速控制器能检测手刹信号，只有在拉起手刹且由人工开启时才有效，其它情况下对原车的操作无任何影响，提高了使用的安全性；用户可以根据使用经验，通过调整发动机转数使发电机输出理想的电流值，从而使所有用电设备工作在稳定状态下，并对蓄电池组进行充电。
Claims (2)
1. 基于对原车发电机控制优化的车辆电源系统，它包括启动按钮、起动机、发动机、原车发电机、电源开关、电压调节器、第一电流表、原车蓄电池组、第一二极管、第一另配蓄电池组、第二二极管、第二另配蓄电池组、第二电流表、原车用电设备、第三电流表、用户用电设备、手动开关、手刹、空转转速控制器和位置传感器，其特征在于：启动按钮的一端与起动机的正极接线柱连接；起动机的负极接线柱接地，当起动机工作时，起动机上的驱动齿轮与发动机上的飞轮啮合；发动机与原车发电机通过皮带传动连接；原车发电机输出接线柱与第一电流表的正极连接，同时与电源开关的一端连接；电源开关的另一端与电压调节器正极接线柱连接；原车发电机上的磁场接线柱与电压调节器的磁场接线柱相连；原车发电机上的搭铁接线柱和电压调节器上的搭铁接线柱都接地；第一电流表的负极与原车蓄电池组的正极接线柱连接，同时与第一二极管的正极连接；原车蓄电池组负极接地；第一二极管负极与第一另配蓄电池组正极接线柱连接，同时与第二二极管的正极连接；第一另配蓄电池组负极接地；第二二极管负极与第二另配蓄电池组正极接线柱连接；第二另配蓄电池组负极接地；第二另配蓄电池组的正极接线柱与第二电流表的正极连接，同时与手动开关的一端连接；第二电流表的负极与原车用电设备的一端连接；原车用电设备的另一端接地；第二电流表的正极与第三电流表的正极连接；第三电流表的负极与用户用电设备的一端连接；用户用电设备的另一端接地；手动开关的另一端与空转转速控制器的电源端口正极连接；空转转速控制器的电源端口负极接地；空转转速控制器的检测端口与手刹的信号线路连接；空转转速控制器的控制端口与油门踏板处的位置传感器连接；第三电流表的正极与启动按钮的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的车辆电源系统，其特征在于：空转转速控制器调节发动机在空档或驻车档时的转速，转速调节设有粗调档和微调档，调节范围800RPM至3500RPM。
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