CN105799515B - 一种电动汽车车载交流电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车车载交流电源，包括动力电池、电源分配盒、车载充电机、过流保护器和车载充电插座；所述动力电池通过所述电源分配盒连接于车载充电机的直流接口，车载充电机的交流接口连接于所述车载充电插座，过流保护器串联于车载充电机的交流接口连与车载充电插座之间。本发明电动汽车车载交流电源结构简单，成本低廉，且具有很高的输出功率。

Description

一种电动汽车车载交流电源
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种电动汽车车载交流电源。
背景技术
电动汽车是以动力电池为汽车的电源，因此，车内的电源系统都是直流电源，如果想要在电动汽车内使用外接的交流设备，则必需通过直流转交流设备将直流转换成相应电压的交流电。在公开号为CN201210593270A的中国专利，公开了一种“电动汽车向外供电的系统”，其中描述了电动汽车动力电池通过增加一双向DC/DC模块和双向DC/AC模块将直流高压转换为交流电输出系统。而目前市场上传统汽车或电动汽车车上使用的220V交流电源，都是使用如逆变器通过将车辆点烟器内12V直流电转化为220V交流电。以上现有技术存在以下问题：
1、在公开为CN201210593270A专利中所公开的电动汽车向外供电的系统，需额外增加双向DC/DC模块和双向DC/AC模块，从而大大增加成本；
2、现有的外接逆变器是连接于汽车的点烟器接口，逆变器和点烟接口的承载功率都很有限，一般只有100W～200W，如果使用大功率电器则会烧坏点烟器保险丝，更严重可能造成车辆故障。
发明内容
本发明要解决的技术问题，提供一种电动汽车车载交流电源，用于解决现有技术中存在的车载交流供电系统成本高、功率低的问题。
本发明是这样实现的：
一种电动汽车车载交流电源，包括动力电池、电源分配盒、车载充电机、车载充电插座和过流保护器；
所述动力电池通过所述电源分配盒连接于车载充电机的直流接口，车载充电机的交流接口连接于所述车载充电插座，过流保护器串联于车载充电机的交流接口连与车载充电插座之间；
所述过流保护器包括电流采样电路、参考电压产生电路、电压比较器和逻辑控制单元，所述电流采样电路和参考电压产生电路连接于电压比较器的输入端，电压比较器的输出端与逻辑控制单元连接；
所述电流采样电路用于采集车载充电机输出电流，并将采集的电流转换为采样电压输入至电压比较器；
电压比较器用于对所述采样电压和参考电压产生电路产生的基准电压进行比较；
所述逻辑控制单元用于根据电压比较器的输出状态控制过流保护器通断。
进一步的，所述动力电池包括动力电池组、电池管理系统和第一接触器，第一接触器受控于所述电池管理系统，第一接触器连接于动力电池组与动力电池的输入输出口之间；
所述电源分配盒内设置有第二接触器，所述车载充电机包括内部控制装置和双向AC/DC模块，双向AC/DC模块受控于内部控制装置；
第二接触器连于动力电池输入输出口与双向AC/DC模块的直流接口之间，双向AC/DC模块的交流接口连接于车载充电插座；
内部控制装置和电池管理系统通过通讯总线连接于电动汽车的整车控制器，第二接触器通过硬线连接于所述整车控制器。
进一步的，所述车载充电插座设置于电动汽车车厢内，在车厢内的仪表盘上设置有交流输出按钮，交流输出按钮通过硬线连接于整车控制器。
进一步的，所述车载充电插座包括插座本体和铰接于插孔处可翻转的保护盖。
进一步的，所述过流保护器的额定工作电流为5～8A。
本发明具有如下优点：本发明中所述包括的动力电池、电源分配盒以及车载充电机均为电动汽车的已有配备，无需增设双向DC/DC模块和双向DC/AC模块，大大降低装置的硬件成本；并且，车载充电机的额定功率高，从而使得本发明也具有很大的带负载能力。
附图说明
图1为本发明实施方式电动汽车车载交流电源的模块框图；
图2不本发明实施方式中过流保护器的模块框图；
图3为本发明实施方式电动汽车车载交流电源具体连接电路。
标号说明：
10、动力电池；20、电源分配盒；30、车载充电机；40、过流保护器；50、车载充电插座。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明公开了一种电动汽车车载交流电源，该电动汽车车载交流电源包括动力电池10、电源分配盒20(PDU)、车载充电机30、过流保护器40和车载充电插座50，所述动力电池10通过所述电源分配盒(PDU)20连接于车载充电机30的直流接口，车载充电机30的交流接口连接于所述车载充电插座50。因此，动力电池10的直流电经车载充电机30逆变为220V的交流电输出，供交流设备使用。在交流供电系统中，所述动力电池10、电源分配盒20和车载充电机30都是电动汽车现有的，其中，现有的车载充电机是用于交流电转换成直流电给动力电池充电，而在本交流供电系统中，则将车载充电机当作逆变器使用。因此，本实施方式电动汽车车载交流电源无需增设双向DC/DC模块和双向DC/AC模块，大大降低装置的硬件成本；并且，车载充电机的额定功率高，从而使得本发明也具有很大的带负载能力。
请参阅图2，为上述过流保护器的模块框图，所述过流保护器包括电流采样电路、参考电压产生电路、电压比较器和逻辑控制单元，所述电流采样电路和参考电压产生电路连接于电压比较器，电压比较器与逻辑控制单元连接；过流保护器内设置有功率管，通过控制功率管通断来实现过流保护；
所述电流采样电路用于采集车载充电机输出电流，即功率管的电流，并将采集的电流转换为采样电压输入电压比较器；
所述参考电压产生电路用于产生预设的参考电压，为电压比较器提供比较的基准电压；
用于当逻辑控制单元输出的栅控制信号使功率管开启时，对所述采样电压和参考电压进行比较，经过延时处理后在采样电压大于参考电压时，向逻辑控制单元输出过流指示信号；
所述逻辑控制单元，用于产生启动电压比较器的启动信号，并根据过流指示信号输出控制功率管开关的栅控制信号，当栅控制信号控制功率管开启则电压比较器启动进入工作状态，当栅控制信号控制功率管关断则电压比较器关闭退出工作状态。
当电流超过设定电流时候，过流保护器4使车载充电插座50与车载充电机30设备自动断电，以保护车载充电机30以及动力电池10。
请参阅图3，在本实施方式中，所述动力电池包括动力电池组、电池管理系统BMS和第一接触器，第一接触器受控于所述电池管理系统BMS，第一接触器连接于动力电池组与动力电池的输入输出口之间；
所述电源分配盒包括第二接触器，第二接触器串连于动力电池输入输出口与车载充电机的直流接口之间；
所述车载充电机包括内部控制装置和双向AC/DC模块，所述双向AC/DC模块即双向直流～交流模块，其可将直流电转换成交流电，也可将交流电转换成直流电，双向AC/DC模块通过高压保险丝连接于车载充电插座，所述高压保险丝的额定电流优选为5至8安；
所述内部控制装置和电池管理系统BMS通过CAN总线连接于电动汽车的整车控制器VCU，第二接触器通过硬线连接于所述整车控制器VCU。
所述车载充电插座设置于电动汽车车厢内，在车厢内的仪表盘上设置有交流输出按钮，交流输出按钮通过硬线连接于整车控制器VCU。
当用户需要使用220V交流电源时，通过按下驾驶室内的交流输出按钮；VCU接收到用户需求信号后通过检测车辆状况，如果车辆正常，VCU通过CAN总线将需求信息发给BMS、车载充电机内部控制模块，同时通过硬线控制PDU内部第二接触器吸合；BMS接收到需求信号后检测动力电池内部状态，若无故障则闭合第一接触器；高压直流电输出动力电池经PDB后输入至车载充电机，车载充电机的内部控制模块收到VCU发送的需求信号后控制双向AC/DC模块工作，将高压直流电转换为220V交流电输出至车载充电插座；用户即可从车载充电插座处取电使用。
整个使用过程中VCU都在实时监测整车状态，若车辆出现故障，VCU会将PDB内部第二接触器断开，同时通过CAN总线发出停止输出电源指令，从而断开第一接触器和停止双向AC/DC模块工作；目前车载充电机额定功率为3KW左右。故该系统输出220V交流电源功率也为3KW左右，基本可以满足用户家用电器要求，方便用户外出旅行等使用。
在本实施方式中，将高压保险丝设置于车载充电插座与双向AC/DC模块之间，因此，当负载过载时，高压保险丝熔断，可有效保护车载充电机、电源分配盒以及动力电池不受强电流损害。
在本实施方式中，所述双向AC/DC模块与电池管理系统BMS通过CAN总线连接于整车控制器VCU，而在其他实施方式，双向AC/DC模块与电池管理系统BMS可以通过其他常用的通讯总线与整车控制器VCU通讯连接。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种电动汽车车载交流电源，其特征在于，包括动力电池、电源分配盒、车载充电机、车载充电插座和过流保护器；
所述动力电池通过所述电源分配盒连接于车载充电机的直流接口，车载充电机的交流接口连接于所述车载充电插座，过流保护器串联于车载充电机的交流接口连与车载充电插座之间；
所述过流保护器包括电流采样电路、参考电压产生电路、电压比较器和逻辑控制单元，所述电流采样电路和参考电压产生电路连接于电压比较器的输入端，电压比较器的输出端与逻辑控制单元连接；
所述电流采样电路用于采集车载充电机输出电流，并将采集的电流转换为采样电压输入至电压比较器；
电压比较器用于对所述采样电压和参考电压产生电路产生的基准电压进行比较；
所述逻辑控制单元用于根据电压比较器的输出状态控制过流保护器通断；
所述动力电池包括动力电池组、电池管理系统和第一接触器，第一接触器受控于所述电池管理系统，第一接触器连接于动力电池组与动力电池的输入输出口之间；
所述电源分配盒内设置有第二接触器，所述车载充电机包括内部控制装置和双向AC/DC模块，双向AC/DC模块受控于内部控制装置；
第二接触器连于动力电池输入输出口与双向AC/DC模块的直流接口之间，双向AC/DC模块的交流接口连接于车载充电插座；
内部控制装置和电池管理系统通过通讯总线连接于电动汽车的整车控制器，第二接触器通过硬线连接于所述整车控制器。
2.根据权利要求1所述的电动汽车车载交流电源，其特征在于，所述车载充电插座设置于电动汽车车厢内，在车厢内的仪表盘上设置有交流输出按钮，交流输出按钮通过硬线连接于整车控制器。
3.根据权利要求1所述的电动汽车车载交流电源，其特征在于，所述车载充电插座包括插座本体和铰接于插孔处可翻转的保护盖。
4.根据权利要求1所述的电动汽车车载交流电源，其特征在于，所述过流保护器的额定工作电流为5～8A。
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