CN107458229A - 含有dc‑dc转换器的车用低压供电系统 - Google Patents

含有dc‑dc转换器的车用低压供电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有DC‑DC转换器的车用低压供电系统，该系统包括：动力电池组、DC‑DC转换器、整车控制器、钥匙开关、蓄电池和车载低压电器设备；动力电池组的供电端连接DC‑DC转换器的电源输入端，DC‑DC转换器的输出端与蓄电池并联，DC‑DC转换器的输出端与蓄电池通过钥匙开关连接整车控制器和车载低压电器设备的电源端，整车控制器的控制端连接动力电池组的控制端。采用本发明提出的低压供电系统，当实际使用车载低压电器设备功率小于DC‑DC转换器额度功率时，DC‑DC转换器给蓄电池充电；反之，蓄电池与DC‑DC转换器共同为车载低压电器设备供电，既降低产品成本，又减少产品的重量和体积。

Description

含有DC-DC转换器的车用低压供电系统
技术领域
本发明属于电子电路领域，更具体地，涉及一种含有DC-DC转换器的车用低压供电系统。
背景技术
目前车用供电系统由蓄电池作为启动电源；DC-DC转换器作为启动后车载低压电器设备的供电电源，同时给蓄电池充电。DC-DC转换器的功率大小设计，均根据车辆行驶过程中，车载低压电器设备工作时间长短不同，按长时工作、短时工作和随机工作的不同情况，给每一个电器设备赋予一个频度系数。然后，将各电器设备的额定功率乘以频度系数，再进行累计得到所需的DC-DC转换器额定功率。由于启动后所有车载低压电器设备的供电均由DC-DC转换器提供，故以频度系数方法设计的DC-DC转换器额定功率设计偏大，产品成本较高，因此有必要提供一种含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，降低产品成本。
发明内容
本发明的目的是解决目前现有的车用供电系统DC-DC转换器额定功率设计偏大，产品笨重而且成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，该系统包括：动力电池组、DC-DC转换器、整车控制器、钥匙开关、蓄电池和车载低压电器设备；所述动力电池组的供电端连接所述DC-DC转换器的电源输入端，所述DC-DC转换器的输出端与所述蓄电池并联，所述DC-DC转换器的输出端与所述蓄电池通过所述钥匙开关连接所述整车控制器和所述车载低压电器设备的电源端，所述整车控制器的控制端连接所述动力电池组的控制端。
优选地，所述DC-DC转换器包括：控制电路、电压反馈电路、电流反馈电路；所述控制电路的电压信号输入端连接所述电压反馈电路信号输出端，所述控制电路的电流信号输入端连接所述电流反馈电路信号输出端。
优选地，所述DC-DC转换器工作方式包括：当实际使用的所述车载低压电器设备的功率大于所述DC-DC转换器的额定功率时，由所述电流反馈电路采集输出电流，所述DC-DC转换器以恒流电源方式工作；当实际使用的所述车载低压电器设备的功率小于所述DC-DC转换器的额定功率时，由所述电压反馈电路采集输出电压，所述DC-DC转换器以稳压电源方式工作。
优选地，所述DC-DC转换器还设置有辅助电源，为所述控制电路供电。
优选地，所述DC-DC转换器的最大输出电压设计为所述车载低压电器设备额定电压的1.1-1.2倍。
优选地，所述DC-DC转换器的额定功率为600W-700W。
优选地，所述DC-DC转换器作为启动后所述车载低压电器设备的供电电源，同时给所述蓄电池充电。
优选地，所述DC-DC转换器的额定功率以车辆行驶过程中同时并且长时间工作的所述车载低压电器设备的额定功率进行累计获得。
优选地，所述蓄电池为车用供电系统的启动电源。
优选地，所述蓄电池能够为所述车载低压电器设备供电。
采用本发明提出的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，DC-DC转换器作为启动后车载低压电器设备的供电电源，同时给蓄电池充电；当实际使用车载低压电器设备功率大于DC-DC转换器设计额度功率时，DC-DC转换器和与之并联的蓄电池共同为车载低压电器设备供电，并且DC-DC转换器额定功率设计摈弃了常用的频度系数法，设计更加合理，既降低产品成本，又减少产品的重量和体积。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的DC-DC转换器的电路示意图。
附图标记说明
1、动力电池组；2、DC-DC转换器；3、蓄电池；4、整车控制器；5、车载低压电器设备；6、钥匙开关；7、滤波电路；8、第一开关管；9、开关变压器；10、辅助电源；11、控制电路；12、整流电路；13、电压反馈电路；14、电流反馈电路；15、输入端；16、输出端；17、第二滤波电路；18、第二开关管。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供一种含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，包括：动力电池组、DC-DC转换器、整车控制器、钥匙开关、蓄电池和车载低压电器设备；动力电池组的供电端连接DC-DC转换器的电源输入端，DC-DC转换器的输出端与蓄电池并联，DC-DC转换器的输出端与蓄电池通过钥匙开关连接整车控制器和车载低压电器设备的电源端，整车控制器的控制端连接动力电池组的控制端。
蓄电池启动车用供电系统，钥匙开关闭合，整车控制器开始工作并控制动力电池组内的接触器闭合，动力电池组输出高电压给DC-DC转换器，DC-DC转换器将动力电池组电压转换成适用于车载低压电器设备的直流电压，为车载低压电器设备供电的同时为蓄电池充电。
作为优选方案，DC-DC转换器包括：控制电路、电压反馈电路、电流反馈电路；控制电路的电压信号输入端连接电压反馈电路信号输出端，控制电路的电流信号输入端连接电流反馈电路信号输出端。DC-DC转换器通过控制电路控制第一开关管和第二开关管的导通和关断，切换工作方式。
作为优选方案，DC-DC转换器工作方式包括：当实际使用的车载低压电器设备的功率大于DC-DC转换器的额定功率时，由电流反馈电路采集输出电流，DC-DC转换器以恒流电源方式工作；当实际使用的车载低压电器设备的功率小于DC-DC转换器的额定功率时，由电压反馈电路采集输出电压，DC-DC转换器以稳压电源方式工作。
作为优选方案，DC-DC转换器还设置有辅助电源，为控制电路供电。控制电路需要DC-DC转换器中内置辅助电源，为其供电。
作为优选方案，DC-DC转换器的最大输出电压设计为车载低压电器设备额定电压的1.1-1.2倍，以便给蓄电池充电。
作为优选方案，DC-DC转换器的额定功率为600W-700W。
作为优选方案，DC-DC转换器的额定功率以车辆行驶过程中同时并且长时间工作的车载低压电器设备的额定功率进行累计获得，摈弃了常用的频度系数法，使得DC-DC转换器额定功率的设置能够更小，这样既降低产品成本，又减少了产品的重量和体积。
作为优选方案，蓄电池为车用供电系统的启动电源。
作为优选方案，蓄电池能够为车载低压电器设备供电，当实际使用的车载低压电器设备的功率大于DC-DC转换器的额定功率时，蓄电池辅助DC-DC转换器，为车载低压电器设备供电。
实施例1
图1示出了根据本发明的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统的示意图。图2示出了根据本发明的一个实施例的DC-DC转换器的电路示意图。
如图1至2所示，本发明提供了一种含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，该系统包括：动力电池组1、DC-DC转换器2、整车控制器4、钥匙开关6、蓄电池3和车载低压电器设备5；动力电池组1的供电端连接DC-DC转换器2的电源输入端15，DC-DC转换器2的输出端16与蓄电池3并联，DC-DC转换器2的输出端16与蓄电池3通过钥匙开关6连接整车控制器4和车载低压电器设备5的电源端，整车控制器4的控制端连接动力电池组1的控制端。
电动汽车的供电系统为12V供电系统，其车载低压电器设备5为12V电器设备，蓄电池3启动12V供电系统，钥匙开关6闭合，整车控制器4开始工作并控制动力电池组1内的接触器闭合，动力电池组1输出电压给DC-DC转换器2，DC-DC转换器2将电压转换成适用于12V电器设备的直流电压，为12V电器设备供电的同时为蓄电池3充电。
DC-DC转换器2包括：控制电路11、电压反馈电路13、电流反馈电路14；控制电路11的电压信号输入端连接电压反馈电路13信号输出端，控制电路11的电流信号输入端连接电流反馈电路14信号输出端。DC-DC转换器2通过控制电路11控制第一开关管8和第二开关管18的导通和关断，切换工作方式。
在电动汽车的12V供电系统中，DC-DC转换器2平时以稳压电源方式工作，当实际使用12V电器设备功率大于DC-DC转换器2设计额定功率时，DC-DC转换器2通过控制电路11控制第一开关管8和第二开关管18的导通和关断，降低输出电压，DC-DC转换器2切换为恒流电源工作方式。此时，所有使用的12V电器设备由DC-DC转换器2和与之并联的蓄电池3共同供电；当12V电器设备减少，DC-DC转换器2输出电压恢复到标定电压时，DC-DC转换器2切换为稳压电源工作方式。
DC-DC转换器2还设置有辅助电源10，为控制电路11供电；DC-DC转换器2的输入端15和输出端16还分别设置有第一滤波电路7和第二滤波电路17。
随着车载低压电器设备5的增加，会出现负载过重的情况，当此情况出现时回路电流会变大，于是DC-DC转换器2需要切换到恒流电源方式工作，降低电压保证车载低压电器设备5在标定电流下工作，控制电路11对第一开关管8和第二开关管18的导通和关断进行控制，开关变压器9即可改变输出电压的大小，第二滤波电路17与开关变压器9之间还设置有整流电路12，对开关变压器9输出电压整流。
DC-DC转换器2的最大输出电压设计为车载低压电器设备5额定电压的1.1-1.2倍，在电动汽车中将DC-DC转换器2的最大输出电压设计为13.5V，以便为蓄电池3充电。DC-DC转换器2的额定功率为600W-700W。
DC-DC转换器2作为启动后车载低压电器设备5的供电电源，同时给蓄电池3充电。
DC-DC转换器2的额定功率以车辆行驶过程中同时并且长时间工作的车载低压电器设备5的额定功率进行累计获得，摈弃了常用的频度系数法，目前以频度系数方法设计的DC-DC转换器2额定功率均在1000W以上，最大功率大于额定功率的1.2倍。
蓄电池3为车用供电系统的启动电源，还能够为车载电器5设备供电。当实际使用的车载低压电器设备5的功率大于DC-DC转换器2的额定功率时，蓄电池3辅助DC-DC转换器3，为车载低压电器设备5供电，本发明设计的DC-DC转换器额定功率大概在600W到700W，既降低产品成本，又减少产品的重量和体积。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其特征在于，该系统包括：动力电池组、DC-DC转换器、整车控制器、钥匙开关、蓄电池和车载低压电器设备；
所述动力电池组的供电端连接所述DC-DC转换器的电源输入端，所述DC-DC转换器的输出端与所述蓄电池并联，所述DC-DC转换器的输出端与所述蓄电池通过所述钥匙开关连接所述整车控制器和所述车载低压电器设备的电源端，所述整车控制器的控制端连接所述动力电池组的控制端。
2.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器包括：控制电路、电压反馈电路、电流反馈电路；
所述控制电路的电压信号输入端连接所述电压反馈电路信号输出端，所述控制电路的电流信号输入端连接所述电流反馈电路信号输出端。
3.根据权利要求2所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器工作方式包括：
当实际使用的所述车载低压电器设备的功率大于所述DC-DC转换器的额定功率时，由所述电流反馈电路采集输出电流，所述DC-DC转换器以恒流电源方式工作；
当实际使用的所述车载低压电器设备的功率小于所述DC-DC转换器的额定功率时，由所述电压反馈电路采集输出电压，所述DC-DC转换器以稳压电源方式工作。
4.根据权利要求2所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器还设置有辅助电源，为所述控制电路供电。
5.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器的最大输出电压设计为所述车载低压电器设备额定电压的1.1-1.2倍。
6.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器的额定功率为600W-700W。
7.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器作为启动后所述车载低压电器设备的供电电源，同时给所述蓄电池充电。
8.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述DC-DC转换器的额定功率以车辆行驶过程中同时并且长时间工作的所述车载低压电器设备的额定功率进行累计获得。
9.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述蓄电池为车用供电系统的启动电源。
10.根据权利要求1所述的含有DC-DC转换器的车用低压供电系统，其中，所述蓄电池能够为所述车载低压电器设备供电。
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