CN105720653A - 一种电动汽车、dc/dc转换器及其控制系统 - Google Patents

一种电动汽车、dc/dc转换器及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电动汽车、DC\DC转换器及其控制系统，其中，所述DC/DC转换器控制系统包括：供电电源、第一分压单元、第二分压单元、电压比较单元和控制单元；当代表所述低压供电电池电量的参考电压小于基准电压时，所述控制单元控制所述DC/DC转换控制器在预设时间内工作，既利用电动汽车的动力电池在预设时间内为低压供电电池充电，实现了只要所述电动汽车的动力电池有电就可以保证所述低压供电电池的电量能够满足所述电动汽车的启动需求，从而降低了当电动汽车放置一定时间后，电动汽车的常电零部件将所述低压供电电池的电量消耗至较低水平，而使得所述电动汽车无法启动的可能。

Description

一种电动汽车、DC/DC转换器及其控制系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车、DC/DC转换器及其控制系统。
背景技术
近年来，随着机动车辆的普及，机动车辆的尾气排放对环境造成了很大影响，雾霾成为了许多城市常见的天气现象，而雾霾会对人们的身体健康状况产生非常不利的影响。因此开发更加节能、环保的机动车辆已经成为社会各界的共识。在这种趋势下，电动汽车以较低的废气排放成为取代传统汽车的选择。
电动汽车的能源系统通常包括动力电池、低压供电电池及DC/DC转换器；其中，所述低压供电电池在当电动汽车处于非启动状态时，为其内部的常电零部件(例如组合仪表、整车控制器、动力电池控制器和远程控制系统等)提供工作电源；当所述电动汽车处于启动状态时，所述DC/DC转换器内部的DC/DC转换控制器开始工作，控制与所述DC/DC转换器连接的动力电池为所述低压供电电池充电，以保证所述低压供电电池的电量充足。
但是当所述电动汽车放置一定时间后，电动汽车的常电零部件可能会将所述低压供电电池的电量消耗至一个较低的水平，使得所述电动汽车无法启动，影响用户的使用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车、DC/DC转换器及其控制系统，以实现降低当电动汽车放置一定时间后，电动汽车的常电零部件将所述低压供电电池的电量消耗至较低水平，而使得所述电动汽车无法启动的可能的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种DC/DC转换器控制系统，应用于电动汽车，所述电动汽车包括：动力电池、低压供电电池和DC/DC转换器，所述DC/DC转换器的电压输入端与所述动力电池的正负极连接，所述DC/DC转换器内部的DC/DC转换控制器工作时控制所述动力电池为所述低压供电电池充电，所述DC/DC转换器控制系统包括：供电电源、第一分压单元、第二分压单元、电压比较单元和控制单元；其中，
所述供电电源与所述第一分压单元、电压比较单元和控制单元各自的电压输入端连接，用于为所述第一分压单元、电压比较单元和控制单元提供驱动电压；
所述第一分压单元的信号输出端与所述电压比较单元的第一信号输入端连接，用于为所述电压比较单元提供基准电压；
所述第二分压单元的信号输入端与所述低压供电电池的正极连接，其信号输出端与所述电压比较单元的第二信号输入端连接，用于为所述电压比较单元提供参考电压，所述参考电压与所述低压供电电池的电压成正比；
所述电压比较单元的信号输出端与所述控制单元的信号输入端连接，用于比较所述基准电压和参考电压的大小，当所述参考电压小于所述基准电压时，向所述控制单元发送第一使能信号；
所述控制单元用于在接收到所述第一使能信号后，在预设时间内向所述DC/DC转换控制器持续发送第二使能信号，以驱使所述DC/DC转换控制器工作。
优选的，所述DC/DC转换器控制系统还包括：常闭继电器；
所述常闭继电器的输入线圈的一端接于所述DC/DC转换控制器与控制单元的连接节点，另一端接地；
所述常闭继电器的动断触点的一端接于所述第二分压单元一端，另一端与所述低压供电电池正极连接。
优选的，所述第一分压单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和稳压二极管；其中，
所述第一电阻的一端与供电电源连接，另一端同时与所述第二电阻的第一端和第三电阻的第一端连接；
所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与所述电压比较单元的第一信号输入端连接；
所述稳压二极管的一端接于所述第三电阻与电压比较单元的连接节点，另一端接地。
优选的，所述第二分压单元包括第四电阻和第五电阻；其中，
所述第四电阻的一端与所述低压供电电池的正极连接，作为所述第二分压单元的信号输入端，另一端与所述第五电阻的一端连接；
所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻和第五电阻的连接节点与所述电压比较单元的第二信号输入端连接。
优选的，所述电压比较单元为电压比较器。
优选的，所述控制单元为单片机或微处理器。
优选的，所述预设时间的取值范围为1min-180min，包括端点值。
优选的，所述供电电源为铅蓄电池或锂电池或光伏电池。
一种DC/DC转换器，包括至少一个如上述任一实施例所述的DC/DC转换器控制系统。
一种电动汽车，包括至少一个如上述任一实施例所述的DC/DC转换器控制系统。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种电动汽车、DC/DC转换器及其控制系统；其中，所述DC/DC转换器控制系统通过所述第一分压单元为所述电压比较单元提供基准电压，并通过所述第二分压单元为所述电压比较单元提供参考电压，所述参考电压与所述低压供电电池的电压成正比；所述电压比较单元对所述参考电压和基准电压进行比较，当所述参考电压小于所述基准电压时，向所述控制单元发送第一使能信号；所述控制单元接收到所述第一使能信号后，在预设时间内向所述DC/DC转换控制器持续发送第二使能信号，以驱使所述DC/DC转换控制器工作，为所述低压供电电池充电。通过上述流程可以发现，当代表所述低压供电电池电量的参考电压小于基准电压时，所述控制单元控制所述DC/DC转换控制器在预设时间内工作，既利用电动汽车的动力电池在预设时间内为低压供电电池充电，实现了只要所述电动汽车的动力电池有电就可以保证所述低压供电电池的电量能够满足所述电动汽车的启动需求，从而降低了当电动汽车放置一定时间后，电动汽车的常电零部件将所述低压供电电池的电量消耗至较低水平，而使得所述电动汽车无法启动的可能。
进一步的，所述DC/DC转换器控制系统内部包含供电电源，不需要所述低压供电电池在电动汽车未启动时为其提供工作电压，不会增加所述低压供电电池的负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种DC/DC转换器控制系统的结构示意图；
图2为本申请的一个优选实施例提供的一种DC/DC转换器控制系统的结构示意图；
图3为本申请的一个具体实施例提供的一种DC/DC转换器控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种DC/DC转换器控制系统，应用于电动汽车，所述电动汽车包括：动力电池、低压供电电池和DC/DC转换器，所述DC/DC转换器的电压输入端与所述动力电池的正负极连接，所述DC/DC转换器内部的DC/DC转换控制器工作时控制所述动力电池为所述低压供电电池充电，如图1所示，所述DC/DC转换器控制系统M11包括：供电电源100、第一分压单元200、第二分压单元300、电压比较单元400和控制单元500；其中，
所述供电电源100与所述第一分压单元200、电压比较单元400和控制单元500各自的电压输入端连接，用于为所述第一分压单元200、电压比较单元400和控制单元500提供驱动电压；
所述第一分压单元200的信号输出端与所述电压比较单元400的第一信号输入端连接，其接地端接地，用于为所述电压比较单元400提供基准电压；
所述第二分压单元300的信号输入端与所述低压供电电池的正极连接，其信号输出端与所述电压比较单元400的第二信号输入端连接，其接地端接地，用于为所述电压比较单元400提供参考电压，所述参考电压与所述低压供电电池的电压成正比；
所述电压比较单元400的信号输出端与所述控制单元500的信号输入端连接，用于比较所述基准电压和参考电压的大小，当所述参考电压小于所述基准电压时，向所述控制单元500发送第一使能信号；
所述控制单元500的接地端接地，用于在接收到所述第一使能信号后，在预设时间内向所述DC/DC转换控制器持续发送第二使能信号，以驱使所述DC/DC转换控制器工作。
需要说明的是，在本实施例中，所述基准电压大于所述电动汽车启动时所需要的电压；所述参考电压与所述低压供电电池的电压成正比，代表所述低压供电电池的可用电量的大小。当所述参考电压小于所述基准电压时，可以认为所述低压供电电池的电量不足，此时所述电压比较单元400向所述控制单元500发送第一使能信号；所述控制单元500接收到所述第一使能信号后，在预设时间内向所述DC/DC转换控制器持续发送第二使能信号，以驱使所述DC/DC转换控制器工作，既利用所述动力电池为所述低压供电电池充电。具有所述DC/DC转换器控制系统M11的电动汽车只要其动力电池有电，就可以保证所述低压供电电池的电量可以满足电动汽车的启动需要，从而降低了当电动汽车放置一定时间后，电动汽车的常电零部件将所述低压供电电池的电量消耗至较低水平，而使得所述电动汽车无法启动的可能。
还需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第一使能信号和第二使能信号分别为幅值大于10V的高电平信号。在本申请的一个实施例中，所述第一使能信号为幅值取值为12V的高电平信号。在本申请的另一个实施例中，所述第二使能信号为幅值取值为12V的高电平信号。但本申请对所述第一使能信号和第二使能信号幅值的具体取值并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图2所示，所述DC/DC转换器控制系统M11还包括：常闭继电器J；
所述常闭继电器J的输入线圈J1的一端接于所述DC/DC转换控制器与控制单元500的连接节点，另一端接地；
所述常闭继电器J的动断触点J2的一端接于所述第二分压单元300一端，另一端与所述低压供电电池正极连接。
需要说明的是，所述常闭继电器J在其输入线圈J1中未通过电流时，其动断触点J2闭合；当所述常闭继电器J的输入线圈J1中通过电流时，其动断触点J2断开。在本实施例中，当所述DC/DC转换控制器工作时，所述常闭继电器J的输入线圈J1过电，其动断触点J2断开，所述电压比较器停止工作，以避免所述DC/DC转换控制器在工作时较大电流对所述DC/DC转换器控制系统M11造成损坏。
还需要说明的是，在本申请的一个优选实施例中，所述常闭继电器J的输入线圈J1并联一个二极管，所述二极管的正极接地，负极接于所述DC/DC转换控制器与控制单元500之间。在本实施例中，所述二极管的作用是避免当所述电动汽车处于启动状态时，所述DC/DC转换控制器输出的电流流经所述DC/DC转换器控制系统M11内部，避免因此对所述DC/DC转换器控制系统M11造成损坏的可能。
在上述实施例的基础上，本申请的另一个实施例提供了一种第一分压单元200和第二分压单元300的具体构成，如图3所示，所述第一分压单元200包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和稳压二极管D；其中，
所述第一电阻R1的一端与供电电源100连接，另一端同时与所述第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端连接；
所述第二电阻R2的第二端接地，所述第三电阻R3的第二端与所述电压比较单元400的第一信号输入端连接；
所述稳压二极管D的一端接于所述第三电阻R3与电压比较单元400的连接节点，另一端接地。
所述第二分压单元300包括第四电阻R4和第五电阻R5；其中，
所述第四电阻R4的一端与所述低压供电电池的正极连接，作为所述第二分压单元300的信号输入端，另一端与所述第五电阻R5的一端连接；
所述第五电阻R5的另一端接地，所述第四电阻R4和第五电阻R5的连接节点与所述电压比较单元400的第二信号输入端连接。
需要说明的是，在本实施例中，所述参考电压为：
U ( y ) = R 41 × U ( Y ) R 41 + R 51 - - - ( 1 ) ;
公式(1)中，U(y)表示所述参考电压，R4表示所述第四电阻R4的阻值，R5表示所述第五电阻R5的阻值。
在本实施例中，所述基准电压为：
U ( b ) = R 41 × U ( L ) R 41 + R 51 - - - ( 2 ) ;
公式(2)中，U(b)表示所述基准电压，U(L)表示所述低压供电电池的最低工作电压，其值大于所述电动汽车启动时所需要的电压。
通过上述公式可以发现，所述基准电压为一个固定不变的值，在得到所述基准电压的数值后，通过选择合适的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的阻值以及所述稳压二极管D的参数，将所述第二分压单元300向所述电压比较单元400输入的基准电压值稳定在一个固定的数值，保证所述DC/DC转换器控制系统M11的正常运行。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述电压比较单元400为电压比较器。但本申请对所述电压比较单元400所采用的具体器件类型并不做限定，只要能够实现电压比较的功能即可，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的再一个实施例中，所述控制单元500为单片机或微处理器。本申请对所述控制单元500所采用的具体器件类型并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，所述预设时间的取值范围为1min-180min，包括端点值。
需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述预设时间为15min。在本申请的另一个实施例中，所述预设时间为10min。本申请对此并不做限定，具体视所述低压供电电池与所述供电电池的具体参数而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个优选实施例中，所述供电电源100为铅蓄电池或锂电池或光伏电池。
需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述供电电源100的电压为12V。本申请对所述供电电源100的电压的具体取值范围并不做限定，具体视所述电动汽车的类型和配置而定。
相应的，本申请实施例还提供了一种DC/DC转换器，所述DC/DC转换器包括至少一个如上述实施例所述的DC/DC转换器控制系统M11。
相应的，本申请实施例还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括至少一个如上述实施例所述的DC/DC转换器控制系统M11。
综上所述，本申请提供了一种电动汽车、DC/DC转换器及其控制系统；其中，所述DC/DC转换器控制系统M11通过所述第一分压单元200为所述电压比较单元400提供基准电压，并通过所述第二分压单元300为所述电压比较单元400提供基准电压，并通过所述第二分压单元300为所述电压比较单元400提供参考电压，所述参考电压与所述电压供电电池的电压成正比；所述电压比较单元400对所述参考电压和基准电压进行比较，当所述参考电压小于所述基准电压时，向所述控制单元500发送第一使能信号；所述控制单元500接收到所述第一使能信号后，在预设时间内向所述DC/DC转换控制器持续发送第二使能信号，以驱使所述DC/DC转换控制器工作，为所述低压供电电池充电。通过上述流程可以发现，当代表所述电压供电电池电量的参考电压小于基准电压时，所述控制单元500控制所述DC/DC转换控制器在预设时间内工作，既利用电动汽车的动力电池在预设时间内为低压供电电池充电，实现了只要所述电动汽车的动力电池有电就可以保证所述低压供电电池的电量能够满足所述电动汽车的启动需求，从而降低了当电动汽车放置一定时间后，电动汽车的常电零部件将所述低压供电电池的电量消耗至较低水平，而使得所述电动汽车无法启动的可能。
进一步的，所述DC/DC转换器控制系统M11内部包括供电电源100，不需要所述低压供电电池在电动汽车未启动时为其提供工作电压，不会增加所述低压供电电池的负荷。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种DC/DC转换器控制系统，应用于电动汽车，所述电动汽车包括：动力电池、低压供电电池和DC/DC转换器，所述DC/DC转换器的电压输入端与所述动力电池的正负极连接，所述DC/DC转换器内部的DC/DC转换控制器工作时控制所述动力电池为所述低压供电电池充电，其特征在于，所述DC/DC转换器控制系统包括：供电电源、第一分压单元、第二分压单元、电压比较单元和控制单元；其中，
所述供电电源与所述第一分压单元、电压比较单元和控制单元各自的电压输入端连接，用于为所述第一分压单元、电压比较单元和控制单元提供驱动电压；
所述第一分压单元的信号输出端与所述电压比较单元的第一信号输入端连接，用于为所述电压比较单元提供基准电压；
所述第二分压单元的信号输入端与所述低压供电电池的正极连接，其信号输出端与所述电压比较单元的第二信号输入端连接，用于为所述电压比较单元提供参考电压，所述参考电压与所述低压供电电池的电压成正比；
所述电压比较单元的信号输出端与所述控制单元的信号输入端连接，用于比较所述基准电压和参考电压的大小，当所述参考电压小于所述基准电压时，向所述控制单元发送第一使能信号；
所述控制单元用于在接收到所述第一使能信号后，在预设时间内向所述DC/DC转换控制器持续发送第二使能信号，以驱使所述DC/DC转换控制器工作。
2.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述DC/DC转换器控制系统还包括：常闭继电器；
所述常闭继电器的输入线圈的一端接于所述DC/DC转换控制器与控制单元的连接节点，另一端接地；
所述常闭继电器的动断触点的一端接于所述第二分压单元一端，另一端与所述低压供电电池正极连接。
3.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述第一分压单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和稳压二极管；其中，
所述第一电阻的一端与供电电源连接，另一端同时与所述第二电阻的第一端和第三电阻的第一端连接；
所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与所述电压比较单元的第一信号输入端连接；
所述稳压二极管的一端接于所述第三电阻与电压比较单元的连接节点，另一端接地。
4.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述第二分压单元包括第四电阻和第五电阻；其中，
所述第四电阻的一端与所述低压供电电池的正极连接，作为所述第二分压单元的信号输入端，另一端与所述第五电阻的一端连接；
所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻和第五电阻的连接节点与所述电压比较单元的第二信号输入端连接。
5.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述电压比较单元为电压比较器。
6.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述控制单元为单片机或微处理器。
7.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述预设时间的取值范围为1min-180min，包括端点值。
8.根据权利要求1所述DC/DC转换器控制系统，其特征在于，所述供电电源为铅蓄电池或锂电池或光伏电池。
9.一种DC/DC转换器，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-8任一项所述的DC/DC转换器控制系统。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-8任一项所述的DC/DC转换器控制系统。
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