CN110149000A - 车载取力行车发电系统防掉电补偿系统 - Google Patents

车载取力行车发电系统防掉电补偿系统 Download PDF

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李俊
梁栋
彭松柏
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • Y04S20/20—End-user application control systems

Abstract

本发明的一种车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，可解决发动机转速低下导致发电机输出功率不足进而导致系统电力不足不能满足需求的技术问题。包括发电机和发电机控制器，所述发电机控制器包括发电机控制模块和逆变模块，发电机、发电机控制模块、逆变模块、交流负载依次连通；所述发电机控制模块与逆变模块之间通过公共母线连通；还包括高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块、公共母线依次连通；其中DC/DC升压变换模块通过CAN总线分别与发电机控制模块和逆变模块连通。本发明采用高压的电池或者超级电容，设计合适，利用低压小功率充电通道给电池或者超级电容补偿能量，可以减小直流变换器的体积重量，降低变换的复杂程度。

Description

车载取力行车发电系统防掉电补偿系统
技术领域
本发明涉及车载取力行车发电系统技术领域，具体涉及一种车载取力行车发电系统防掉电补偿系统。
背景技术
车载取力行车发电系统的出现与发展已有较长时间，其大多数用在军事作战车辆中，为雷达、计算机以及通讯等设备提供充足的电能，而随着电力电子技术的不断进步和汽车产业及装配技术的高速发展，一些民用的大型车辆比如抢险救灾车、临时通讯辅助车甚至是房车等一些装载较多电气设备的车型，都装配上了车载取力行车发电系统。目前取力行车发电系统在车辆行驶过程中，通过皮带或者轴带带动发电机，发电机控制模块控制发电机运行输出直流或交流电，一般场合输出220V/50Hz交流电，为用电设备提供稳定可靠的电能，而车辆底盘及其部分设备用电仍然采用直流供电。另外一些场合行车发电系统也需要提供直流电源供给负荷使用。一般应用场合均要求车辆启动后系统供电不允许掉电状况发生。
可当前存在的问题是，车辆正常行驶时，发电机输出功率能够满足设备使用；但当车辆换挡、刹车时，有短时发动机转速过低，发电机输出功率不足。若不采用一定的措施，该情况会导致电力中断。目前有部分变换是将低压电池的电能通过DC/DC变换器提升到高压直流母线，这样导致变换器电流大、效率低，通道耦合在一起控制复杂。
发明内容
本发明提出的一种车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，可解决发动机转速低下导致发电机输出功率不足进而导致系统电力不足不能满足需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，包括发电机和发电机控制器，所述发电机控制器包括发电机控制模块和逆变模块，发电机、发电机控制模块、逆变模块、交流负载依次连通；
所述发电机控制模块与逆变模块之间通过公共母线连通；
还包括高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块，高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块、公共母线依次连通；
其中DC/DC升压变换模块通过CAN总线分别与发电机控制模块和逆变模块连通。
进一步的，所述DC/DC升压变换模块为双向DC/DC升压变换模块。
进一步的，还包括直流发电机和隔离DC/DC升压变换充电用模块，其中，直流发电机、隔离DC/DC升压变换充电用模块、高压超级电容或电池模块依次连通。
由上述技术方案可知，本发明的车载取力行车发电系统防掉电补偿系统采用高压的电池或者超级电容，设计合适，能够有效避免系统掉电。
本发明采用双向DCDC变换器解决超级电容或电池的充电问题，利用低压小功率充电通道给电池或者超级电容补偿能量，可以减小直流变换器的体积重量。
与现有的技术比较，本发明的优点是:
1、通道统一减少变换器的体积重量；
2、变换简单，可靠性高；
3、采用高压的电池或超级电容能减少变换器的体积；
4、利用低压充电方案可以减少充电通道变换器的体积重量、降低变换的复杂程度。
附图说明
图1是本发明的一种方式结构示意图；
图2是本发明的另一种方式的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本实施例的一种车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，包括发电机和发电机控制器，发电机控制器包括发电机控制模块和逆变模块，发电机、发电机控制模块、逆变模块、交流负载依次连通；所述发电机控制模块与逆变模块之间通过公共母线连通；还包括高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块，高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块、公共母线依次连通；其中DC/DC升压变换模块通过CAN总线分别与发电机控制模块和逆变模块连通。
本实施例具体给出两种方式，一种方式如图1所示，其中所述DC/DC升压变换模块为双向DC/DC升压变换模块。
另一种方式如图2所示还包括直流发电机和隔离DC/DC升压变换充电用模块，其中，直流发电机、隔离DC/DC升压变换充电用模块、高压超级电容或电池模块依次连通。
具体如图1和图2所示，本实施例所述的车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，采用交流发电机和直流发电机，利用发动机带动发电机发电(一般采用皮带或者轴带连接方式)。
当车辆在正常行驶时发动机转速不小于一定转速，交直流发电机发电能力能发出足够的电力。当发动机转速较低，交流发电机输出功率有缺额，需要通过增功模块进行功率补偿。双向DC/DC将电池或超级电容者的直流电通过DC/DC变换后供给电机控制模块到直流公共母线，补偿交流发电机因转速低造成的功率输出缺额。
电池或者超级电容能量不足时，一种方式利用双向DC/DC变换器将母线的直流电补偿给电池或者超级电容，如图1所示；另外一种方式采用单独的通道利用车载28V硅整流发电机给电池或者电池升压充电，如图2所示。由于发动机转速低下持续的时间不长，消耗的能量都不多，因此充电的通道并不需要大功率。
控制模块之间采用CAN通讯方式，进行数据交互。
综上，本发明实施例采用双向DCDC变换器解决超级电容或电池的充电问题，利用低压小功率充电通道给电池或者超级电容补偿能量，可以减小直流变换器的体积重量，降低变换的复杂程度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，包括发电机和发电机控制器，其特征在于：
所述发电机控制器包括发电机控制模块和逆变模块，发电机、发电机控制模块、逆变模块、交流负载依次连通；
所述发电机控制模块与逆变模块之间通过公共母线连通；
还包括高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块，高压超级电容或电池模块、DC/DC升压变换模块、公共母线依次连通；
其中DC/DC升压变换模块通过CAN总线分别与发电机控制模块和逆变模块连通。
2.根据权利要求1所述的车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，其特征在于：所述DC/DC升压变换模块为双向DC/DC升压变换模块。
3.根据权利要求1所述的车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，其特征在于：还包括直流发电机和隔离DC/DC升压变换充电用模块，其中，直流发电机、隔离DC/DC升压变换充电用模块、高压超级电容或电池模块依次连通。
4.根据权利要求2所述的车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，其特征在于：还包括发动机，所述发动机采用皮带或者轴带与高压交流发电机连接。
5.根据权利要求3所述的车载取力行车发电系统防掉电补偿系统，其特征在于：还包括发动机，所述发动机采用皮带与直流发电机连接。
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