CN113525169A - 一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆 - Google Patents

一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆 Download PDF

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CN113525169A CN202010310942.5A CN202010310942A CN113525169A CN 113525169 A CN113525169 A CN 113525169A CN 202010310942 A CN202010310942 A CN 202010310942A CN 113525169 A CN113525169 A CN 113525169A
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Abstract

本申请公开了一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆，其中，所述电源控制装置包括通路切换模块和单向导通模块，通过所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换，实现低压负载的供电电源在DC/DC模块和蓄电池之间的安全切换，避免DC/DC模块和蓄电池之间出现串电的情况，并且在所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换过程中，由所述单向导通模块、蓄电池和低压负载构成临时的导通回路，避免在切换过程中低压负载出现掉电的情况。

Description

一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆
技术领域
本申请涉及电路设计技术领域，更具体地说，涉及一种电源控制装置、电压电源系统及机动车辆。
背景技术
随着新能源车辆技术的不断成熟，以动力电池为驱动能量来源的电动车辆在机动车辆市场份额中的占比越来越高。
电动车辆中的低压负载主要由继电器、电流传感器和保险等器件构成。继电器、电流创拿起需要由低压电源供电维持工作，若低压电源突然掉电，则会存在继电器和电流传感器的工作状态突然中断，可能造成继电器带大电流切断以及电流传感器的数据突然丢失的现象，进而导致继电器损坏或整车突然丢失动力性能等情况。
在电动车辆中，低压负载主要由整车铅酸蓄电池或动力电池中的DC/DC模块供电，具体地，当电动车辆的工作模式为行车模式时，低压负载由整车铅酸蓄电池供电，当电动车辆的工作模式为驻车模式或充电模式时，低压负载由DC/DC模块供电。而DC/DC模块和整车铅酸蓄电池以并联方式与低压负载连接时，可能会出现两种电源之间出现串电的情况，造成电源损坏的不良后果。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆，以解决DC/DC模块和蓄电池之间串电的问题，并且避免低压负载的供电电源在DC/DC模块和蓄电池之间切换时出现掉电的问题。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种电源控制装置，应用于机动车辆，所述机动车辆包括蓄电池、动力电池和低压负载，所述动力电池包括DC/DC模块；所述电源控制装置包括：通路切换模块和单向导通模块；其中，
所述通路切换模块包括第一状态和第二状态，当所述通路切换模块处于第一状态时，所述蓄电池与所述低压负载直接导通，当所述通路切换模块处于第二状态时，所述DC/DC模块与所述低压负载直接导通；所述通路切换模块用于，在当所述DC/DC模块的引脚无电时，处于所述第一状态，在当所述DC/DC模块的引脚有电时，从所述第一状态向所述第二状态切换；
所述单向导通模块包括从蓄电池向单向负载的单向导通压降，所述单向导通模块用于在当所述通路切换模块从所述第一状态向所述第二状态切换时，使蓄电池、单向导通模块和低压负载构成导通回路。
可选的，所述通路切换模块包括第一输入端、第二输入端和第一输出端；
所述单向导通模块包括第三输入端和第二输出端；
所述第一输入端和第三输入端均与所述蓄电池的输出端连接，所述第二输入端与所述DC/DC模块连接，所述第一输出端和第二输出端均与所述低压负载连接。
可选的，所述通路切换模块包括单刀双掷继电器。
可选的，所述单刀双掷继电器包括固定连接端、第一动断触点和第二动断触点，其中，
所述固定连接端为所述通路切换模块的第一输出端，所述第一动断触点为所述通路切换模块的第一输入端，所述第二动断触点为所述通路切换模块的第二输入端；
当所述通路切换模块处于第一状态时，所述固定连接端与所述第一动断触点连接；
当所述通路切换模块处于第二状态时，所述固定连接端与所述第二动断触点连接。
可选的，所述单向单通模块包括二极管；
所述二极管的输入端为所述单向导通模块的第三输入端；
所述二极管的输出端为所述单向导通模块的第二输出端；
所述单向导通模块的单向导通压降为所述二极管的正向导通压降。
可选的，所述通路切换模块具体用于，当所述蓄电池的引脚无电，且所述DC/DC模块的引脚无电时，所述固定连接端与所述第一动断触点常闭吸合；
当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚无电时，所述固定连接端与所述第一动断触点常闭吸合，并将所述单向导通模块所在支路短路；
当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，所述固定连接端从与所述第一动断触点吸合的状态向与所述第二动断触点吸合的状态切换；
当所述蓄电池的引脚无电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，所述固定连接端从与所述第一动断触点吸合的状态向与所述第二动断触点吸合的状态切换。
可选的，所述固定连接端从与所述第一动断触点吸合的状态向与所述第二动断触点吸合的状态切换包括：
所述固定连接端与所述第一动断触点从吸合的状态断开；
所述固定连接端与所述第二动断触点吸合，当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，在所述固定连接端与所述第一动断触点断开到所述固定连接端与所述第二动断触点吸合的过程中，所述蓄电池、单向导通模块和低压负载构成导通回路。
可选的，当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，当所述固定连接端完成从与第一动断触点吸合的状态断开到与所述第二动断触点吸合的过程之后，所述DC/DC模块与所述低压负载直接连接，构成导通回路，所述蓄电池、单向导通模块和低压负载不构成导通回路。
可选的，还包括：用于封装所述单刀双掷继电器的封装外壳。
可选的，还包括：
与所述封装外壳连接的接地端。
一种低压电源系统，包括如上述任一项所述的电源控制装置。
一种机动车辆，包括如上述任一项所述的电源控制装置。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆，其中，所述电源控制装置包括通路切换模块和单向导通模块，通过所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换，实现低压负载的供电电源在DC/DC模块和蓄电池之间的安全切换，避免DC/DC模块和蓄电池之间出现串电的情况，并且在所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换过程中，由所述单向导通模块、蓄电池和低压负载构成临时的导通回路，避免在切换过程中低压负载出现掉电的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为现有技术中DC/DC模块和整车铅酸蓄电池与低压负载的连接关系示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种电源控制装置的结构示意图；
图3为本申请的另一个实施例提供的一种电源控制装置的结构示意图；
图4-图6为本申请的一个实施例提供的当DC/DC模块和蓄电池处于不同状态时，所述通路切换模块的状态示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，参考图1，当DC/DC模块20和整车铅酸蓄电池10以并联方式与低压负载30连接时，可能会出现两种电源之间出现串电的情况，即DC/DC模块20可能会受到来自整车铅酸蓄电池10的灌电流导致DC/DC模块20烧毁，而整车铅酸蓄电池10可能会受到来自DC/DC模块20的灌电流导致整车铅酸蓄电池10烧毁。图1中I1表示所述DC/DC模块20向所述整车铅酸蓄电池10的灌电流，I2表示所述整车铅酸蓄电池10向所述DC/DC模块20的灌电流。
为了解决这一问题，本申请实施例提供了一种电源控制装置，所述电源控制装置包括通路切换模块和单向导通模块，通过所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换，实现低压负载30的供电电源在DC/DC模块20和蓄电池之间的安全切换，避免DC/DC模块20和蓄电池之间出现串电的情况，并且在所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换过程中，由所述单向导通模块、蓄电池和低压负载30构成临时的导通回路，避免在切换过程中低压负载30出现掉电的情况。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种电源控制装置，如图2所示，应用于机动车辆，所述机动车辆包括蓄电池100、动力电池和低压负载500，所述动力电池包括DC/DC模块300；所述电源控制装置包括：通路切换模块200和单向导通模块400；其中，
所述通路切换模块200包括第一状态和第二状态，当所述通路切换模块200处于第一状态时，所述蓄电池100与所述低压负载500直接导通，当所述通路切换模块200处于第二状态时，所述DC/DC模块300与所述低压负载500直接导通；所述通路切换模块200用于，在当所述DC/DC模块300的引脚无电时，处于所述第一状态，在当所述DC/DC模块300的引脚有电时，从所述第一状态向所述第二状态切换；
所述单向导通模块400包括从蓄电池100向单向负载的单向导通压降，所述单向导通模块400用于在当所述通路切换模块200从所述第一状态向所述第二状态切换时，使蓄电池100、单向导通模块400和低压负载500构成导通回路。
在本实施例中，所述低压负载500是指额定工作电压不高于36V的负载，在机动车辆中，低压负载500具体可以是指额定工作电压为24V的负载。
所述DC/DC模块300的引脚有电，是指所述DC/DC模块300处于输出电能的状态(或称开启状态)，所述DC/DC模块300的引脚无电，是指所述DC/DC模块300处于未输出电能的状态(或称关闭状态)；类似的，所述蓄电池100的引脚有电，是指所述蓄电池100处于输出电能的状态(或称开启状态)，所述蓄电池100的引脚无电，是指所述蓄电池100处于未输出电能的状态(或称关闭状态)。
另外，在本实施例中，所述蓄电池100与所述低压负载500直接导通是指所述蓄电池100与所述低压负载500直接通过电阻可以忽略的导线连接，类似的，所述DC/DC模块300与所述低压负载500直接导通是指所述DC/DC模块300与所述低压负载500直接通过电阻可以忽略的导线连接。为了实现这一目的，所述通路切换模块200可以是多个开关构成的开关组，根据需求闭合对应的开关，或者也可以是由包括多个动断触点的继电器构成，根据需求闭合某一动断触点。
所述单向导通模块400可以包括具有单向导通特性的元件构成，导通方向为蓄电池100到低压负载500的方向。
在当所述通路切换模块200处于第一状态时，由于蓄电池100通过所述通路切换模块200直接与所述低压负载500连接，将所述单向导通模块400与所述低压负载500的支路短路，使得蓄电池100仅通过所述通路切换模块200为所述低压负载500供电。
当所述通路切换模块200从第一状态向第二状态切换时，所述通路切换模块200和单向导通模块400无法通过所述通路切换模块200与所述低压负载500连接，此时所述蓄电池100通过单向单通模块和低压负载500构成回路，为所述低压负载500临时供电，保证低压负载500不会因为电源间的切换而出现掉电的情况。
当所述通路切换模块200处于第二状态时，所述蓄电池100与所述低压负载500的连接通路被断开，而DC/DC模块300与所述低压负载500的连接通路被导通，实现利用DC/DC模块300为低压负载500进行供电的目的。
由于所述通路切换模块200不会同时处于所述第一状态和第二状态，避免了蓄电池100和DC/DC模块300之间串电的问题，从而避免了所述蓄电池100和DC/DC模块300由于灌电流过大而被烧毁的情况。
可选的，仍然参考图2，所述通路切换模块200包括第一输入端IN1、第二输入端IN2和第一输出端OUT1；
所述单向导通模块400包括第三输入端IN3和第二输出端OUT2；
所述第一输入端IN1和第三输入端IN3均与所述蓄电池100的输出端连接，所述第二输入端IN2与所述DC/DC模块300连接，所述第一输出端OUT1和第二输出端OUT2均与所述低压负载500连接。
下面以所述通路切换模块200为单刀双掷继电器，所述单向导通模块400为二极管Q1为例，对所述通路切换模块200和单向导通模块400的具体工作流程进行说明。
具体地，参考图3，所述单刀双掷继电器包括固定连接端D3、第一动断触点D1和第二动断触点D2，其中，
所述固定连接端D3为所述通路切换模块200的第一输出端OUT1，所述第一动断触点D1为所述通路切换模块200的第一输入端IN1，所述第二动断触点D2为所述通路切换模块200的第二输入端IN2；
当所述通路切换模块200处于第一状态时，所述固定连接端D3与所述第一动断触点D1连接；
当所述通路切换模块200处于第二状态时，所述固定连接端D3与所述第二动断触点D2连接。
所述二极管Q1的输入端为所述单向导通模块400的第三输入端IN3；
所述二极管Q1的输出端为所述单向导通模块400的第二输出端OUT2；
所述单向导通模块400的单向导通压降为所述二极管Q1的正向导通压降。
所述通路切换模块200具体用于，仍然参考图3，当所述蓄电池100的引脚无电，且所述DC/DC模块300的引脚无电时，所述固定连接端D3与所述第一动断触点D1常闭吸合；
参考图4，当所述蓄电池100的引脚有电，且所述DC/DC模块300的引脚无电时，所述固定连接端D3与所述第一动断触点D1常闭吸合，并将所述单向导通模块400所在支路短路；
参考图5和图6，当所述蓄电池100的引脚有电，且所述DC/DC模块300的引脚有电时，所述固定连接端D3从与所述第一动断触点D1吸合的状态向与所述第二动断触点D2吸合的状态切换；
当所述蓄电池100的引脚无电，且所述DC/DC模块300的引脚有电时，所述固定连接端D3从与所述第一动断触点D1吸合的状态向与所述第二动断触点D2吸合的状态切换。
在图4-6中，示出了为低压负载500供电的电流流向示意图。参考图5，当所述固定连接端D3与第一动断触点D1断开时，所述单向导通模块400、蓄电池100和低压负载500构成导通回路，避免低压负载500突然掉电的情况。
其中，所述固定连接端D3从与所述第一动断触点D1吸合的状态向与所述第二动断触点D2吸合的状态切换包括：
所述固定连接端D3与所述第一动断触点D1从吸合的状态断开；
所述固定连接端D3与所述第二动断触点D2吸合，当所述蓄电池100的引脚有电，且所述DC/DC模块300的引脚有电时，在所述固定连接端D3与所述第一动断触点D1断开到所述固定连接端D3与所述第二动断触点D2吸合的过程中，所述蓄电池100、单向导通模块400和低压负载500构成导通回路。
可选的，仍然参考图3，所述电源控制装置还包括：用于封装所述单刀双掷继电器的封装外壳500。
所述封装外壳500用于对所述单刀双掷继电器进行保护，也避免单刀双掷继电器与其他导电元件接触而短路的情况。
可选的，所述电源控制装置还包括：与所述封装外壳500连接的接地端GND，以将封装外壳500的静电从地泄放。
相应的，本申请实施例还提供了一种低压电源系统，包括蓄电池、DC\DC模块和如上述任一实施例所述的电源控制装置。
相应的，本申请实施例还提供了一种机动车辆，包括如上述任一实施例所述的电源控制装置。
综上所述，本申请实施例提供了一种电源控制装置、低压电源系统及机动车辆，其中，所述电源控制装置包括通路切换模块和单向导通模块，通过所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换，实现低压负载的供电电源在DC/DC模块和蓄电池之间的安全切换，避免DC/DC模块和蓄电池之间出现串电的情况，并且在所述通路切换模块在第一状态和第二状态的切换过程中，由所述单向导通模块、蓄电池和低压负载构成临时的导通回路，避免在切换过程中低压负载出现掉电的情况。
本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (12)

1.一种电源控制装置，其特征在于，应用于机动车辆，所述机动车辆包括蓄电池、动力电池和低压负载，所述动力电池包括DC/DC模块；所述电源控制装置包括：通路切换模块和单向导通模块；其中，
所述通路切换模块包括第一状态和第二状态，当所述通路切换模块处于第一状态时，所述蓄电池与所述低压负载直接导通，当所述通路切换模块处于第二状态时，所述DC/DC模块与所述低压负载直接导通；所述通路切换模块用于，在当所述DC/DC模块的引脚无电时，处于所述第一状态，在当所述DC/DC模块的引脚有电时，从所述第一状态向所述第二状态切换；
所述单向导通模块包括从蓄电池向单向负载的单向导通压降，所述单向导通模块用于在当所述通路切换模块从所述第一状态向所述第二状态切换时，使蓄电池、单向导通模块和低压负载构成导通回路。
2.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述通路切换模块包括第一输入端、第二输入端和第一输出端；
所述单向导通模块包括第三输入端和第二输出端；
所述第一输入端和第三输入端均与所述蓄电池的输出端连接，所述第二输入端与所述DC/DC模块连接，所述第一输出端和第二输出端均与所述低压负载连接。
3.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述通路切换模块包括单刀双掷继电器。
4.根据权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，所述单刀双掷继电器包括固定连接端、第一动断触点和第二动断触点，其中，
所述固定连接端为所述通路切换模块的第一输出端，所述第一动断触点为所述通路切换模块的第一输入端，所述第二动断触点为所述通路切换模块的第二输入端；
当所述通路切换模块处于第一状态时，所述固定连接端与所述第一动断触点连接；
当所述通路切换模块处于第二状态时，所述固定连接端与所述第二动断触点连接。
5.根据权利要求4所述的电源控制装置，其特征在于，所述单向单通模块包括二极管；
所述二极管的输入端为所述单向导通模块的第三输入端；
所述二极管的输出端为所述单向导通模块的第二输出端；
所述单向导通模块的单向导通压降为所述二极管的正向导通压降。
6.根据权利要求5所述的电源控制装置，其特征在于，所述通路切换模块具体用于，当所述蓄电池的引脚无电，且所述DC/DC模块的引脚无电时，所述固定连接端与所述第一动断触点常闭吸合；
当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚无电时，所述固定连接端与所述第一动断触点常闭吸合，并将所述单向导通模块所在支路短路；
当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，所述固定连接端从与所述第一动断触点吸合的状态向与所述第二动断触点吸合的状态切换；
当所述蓄电池的引脚无电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，所述固定连接端从与所述第一动断触点吸合的状态向与所述第二动断触点吸合的状态切换。
7.根据权利要求6所述的电源控制装置，其特征在于，所述固定连接端从与所述第一动断触点吸合的状态向与所述第二动断触点吸合的状态切换包括：
所述固定连接端与所述第一动断触点从吸合的状态断开；
所述固定连接端与所述第二动断触点吸合，当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，在所述固定连接端与所述第一动断触点断开到所述固定连接端与所述第二动断触点吸合的过程中，所述蓄电池、单向导通模块和低压负载构成导通回路。
8.根据权利要求7所述的电源控制装置，其特征在于，当所述蓄电池的引脚有电，且所述DC/DC模块的引脚有电时，当所述固定连接端完成从与第一动断触点吸合的状态断开到与所述第二动断触点吸合的过程之后，所述DC/DC模块与所述低压负载直接连接，构成导通回路，所述蓄电池、单向导通模块和低压负载不构成导通回路。
9.根据权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，还包括：用于封装所述单刀双掷继电器的封装外壳。
10.根据权利要求9所述的电源控制装置，其特征在于，还包括：
与所述封装外壳连接的接地端。
11.一种低压电源系统，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电源控制装置。
12.一种机动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电源控制装置。
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