CN114475253A - 一种动力电池内部控制器的供电系统及供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种动力电池内部控制器的供电系统及供电方法。通过取消铅酸电池，优化内部线路，使动力电池为内部控制器供电，提高电池内部控制器供电电源可靠性，延长整车下电待机时间，降低整车成本、故障率及维修成本。为实现上述目的，本发明提出了一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，包括：动力电池、基础供电支路、电压转换支路、整车钥匙开关。动力电池用于供电。基础供电支路包括与动力电池输出端连接的内部控制器，内部控制器还包括内部转换电路。电压转换支路包括与动力电池输出端连接的DC‑DC转换器。DC‑DC转换器与内部控制器连接。整车钥匙开关设置在内部控制器与DC‑DC转换器之间。

Description

一种动力电池内部控制器的供电系统及供电方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车供电系统技术领域，尤其涉及一种动力电池内部控制器的供电系统及供电方法。
背景技术
随着地球环境的日益恶化，如何节能减排，降低环境污染，已经成为世界关注的焦点问题，而传统交通运输业的迅速发展也是导致环境污染的重要因素之一。传统的汽车发动机在给汽车提供强大动力的同时也消耗了大量的能源，并排放大量尾气而导致严重的大气污染，而发展新能源汽车，采用清洁能源，已成为交通运输领域的发展方向。
在新能源汽车上，动力电池内部的控制器供电电源一般为12V或者24V的铅酸电池。在整车下电停车状态下，运行的电器件会持续消耗铅酸电池的电量。较长时间停车后，铅酸电池的电量会被完全消耗，导致控制器无法正常运行，从而无法启动车辆，造成整车瘫痪，严重影响对车辆的正常使用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种动力电池内部控制器的供电系统及供电方法。通过取消铅酸电池，优化内部线路，使动力电池为内部控制器供电，提高电池内部控制器供电电源可靠性，延长整车下电待机时间，降低整车成本、故障率及维修成本。
为实现上述目的，本发明提出了一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，包括：动力电池、基础供电支路、电压转换支路、整车钥匙开关。动力电池用于供电。基础供电支路包括与动力电池输出端连接的内部控制器，内部控制器还包括内部转换电路，内部转换电路可将动力电池的电压转换为内部控制器可用的电压，用于内部控制器的基础供电。
电压转换支路包括与动力电池输出端连接的DC-DC转换器。DC-DC转换器与内部控制器连接，DC-DC转换器将动力电池的电压转换为内部控制器的正常工作电压，唤醒内部控制器，并使其正常工作。
整车钥匙开关设置在内部控制器与DC-DC转换器之间。
内部转换电路将动力电池的高电压转换为内部控制器的基础供电电压，供内部控制器的一小部分元件运行，由于动力电池容量远远大于铅酸电池的容量，延长了整车下电待机的时间。DC-DC转换器将动力电池的电压转换为内部控制器的正常工作电压，唤醒内部控制器，并使其正常工作。代替铅酸电池，由于动力电池容量远远大于铅酸电池的容量，避免了频繁更换、维修铅酸电池，降低整车成本、故障率及维修成本。
进一步的，电压转换支路还包括DC-DC回路接触器。DC-DC回路接触器设置在动力电池与DC-DC转换器之间。可以控制电压转换支路的断开和接通，在电压转换支路发生故障时，能够及时断开回路，保护电路元器件免受损害。
进一步的，一种动力电池内部控制器的供电系统还包括驱动电机负载回路。驱动电机负载回路与与动力电池输出端连接。为驱动电机提供动力源。
进一步的，一种动力电池内部控制器的供电系统还包括主负载接触器。主负载接触器设置在驱动电机负载回路与动力电池之间。可以控制驱动电机负载回路与动力电池的断开和接通，在驱动电机负载回路与动力电池发生故障时，能够及时断开回路，保护电路元器件免受损害。
进一步的，一种动力电池内部控制器的供电系统还包括整车电器用电回路。整车电器用电回路与DC-DC转换器输出端连接。为车辆低压用电器等负载提供电源。
进一步的，DC-DC回路接触器为常闭型PMOS开关。当动力电池电压低或者其他故障出现时为了保护动力电池，常闭型PMOS开关在内部控制器控制下断开，此时外部的整车电器用电回路全部断开，对元器件也起到了保护作用。
进一步的，主负载接触器为常开型NMOS开关。可在电路出现故障的情况下，避免主负载元件受到损坏。
进一步的，一种动力电池内部控制器的供电方法，包括：基础供电支路为内部控制器提供基础供电，通过内部控制器的内部转换电路将动力电池的电压转换为内部控制器可用的电压，保证内部控制器的基础元器件工作。闭合整车钥匙开关，电压转换支路导通，通过DC-DC转换器将动力电池的电压转换为可供内部控制器正常工作的电压，并唤醒内部控制器。
基础供电支路中，内部转换电路将动力电池的高电压转换为内部控制器的基础供电电压，供内部控制器的一小部分元件运行，由于动力电池容量远远大于铅酸电池的容量，延长了整车下电待机的时间。DC-DC转换器将动力电池的电压转换为内部控制器的正常工作电压，唤醒内部控制器，并使其正常工作。代替铅酸电池，由于动力电池容量远远大于铅酸电池的容量，避免了频繁更换、维修铅酸电池，降低整车成本、故障率及维修成本。
进一步的，整车电器用电回路与DC-DC转换器输出端之间的回路导通，DC-DC转换器将动力电池的电压转换为可供整车电器用电回路正常工作的电压。去掉了铅酸电池，降低整车成本、故障率及维修成本。
进一步的，内部控制器正常工作，控制主负载接触器闭合，驱动电机负载回路与动力电池输出端之间的回路导通，为驱动电机负载回路提供正常工作电压。
附图说明
此处所说明的附图仅仅用来辅助本领域技术人员理解本发明的技术方案，本发明结合附图说明的示意性实施例仅仅用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中的动力电池内部控制器的供电系统的电路示意图；
图2为本发明实施例提供的一种动力电池内部控制器的供电系统的电路示意图。
附图标记列表：
1.动力电池及内部控制器；11.内部控制器；12.动力电池；
2.驱动电机负载回路；
3.DC-DC转换器；
4.整车电器用电回路；
5.铅酸电池；
6.主负载接触器；
7.DC-DC回路接触器；
8.整车钥匙开关。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。
图1为现有技术中的动力电池内部控制器的供电系统的电路示意图，如图1所示，动力电池12及内部控制器11集成在一起，但动力电池12与内部控制器11之间没有连通。驱动电机负载回路2与动力电池12输出端连接，二者之间设置有主负载接触器6，此处的主负载接触器6为常开型NMOS开关，内部控制器11控制主负载接触器6的闭合与断开。铅酸电池5产生电压为12V或者24V，适合内部控制器11的各项运行。铅酸电池5与内部控制器11连接，为内部控制器11的运行提供电源。DC-DC转换器3与动力电池12输出端连接，二者之间设置有DC-DC回路接触器7，此处的DC-DC回路接触器7为常开型NMOS开关，内部控制器11控制DC-DC回路接触器3的闭合与断开。整车用电回路4与DC-DC转换器3的输出端连接。当整车下电后，内部控制器11仍然与铅酸电池5接通，内部控制器11的一小部分元件仍处于待机状态，等待整车上电时被唤醒，此时内部控制器11仍然消耗铅酸电池5内部的电量。整车上电后，内部控制器11被唤醒，内部控制器11控制主负载接触器6和DC-DC回路接触器7闭合，动力电池12为驱动电机负载回路2提供动力，同时动力电池12产生的高电压经过DC-DC转换器3后，转化为整车电器用电回路4可用的低电压，此时整车全部启动，正常运行。在整车下电和整车启动运行的状态下，内部控制器11的电压都是由铅酸电池5提供的，电压为12V或者24V的铅酸电池5体积较小，储电量不多，长时间停车内部控制器11仍然消耗铅酸电池5内部的电量，常常会导致铅酸电池5电量耗尽，汽车汽车无法启动的情况。
图2为本发明实施例提供的一种动力电池内部控制器的供电系统的电路示意图，如图2所示，本发明提出了一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，包括：动力电池12、基础供电支路、电压转换支路、整车钥匙开关8。动力电池12用于供电。动力电池12产生的电压较高，不能直接用于内部控制器11和整车电器用电回路4的供电。基础供电支路包括与动力电池12输出端连接的内部控制器11，内部控制器11控制汽车各部分的运行与停止。内部控制器11还包括内部转换电路，动力电池12通过内部转换电路与内部控制器11连接。内部转换电路可将动力电池12的电压转换为内部控制器11可用的电压，用于内部控制器11的基础供电。基础供电只为内部控制器11一小部分元件提供电能，在整车下电后使内部控制器11保持一个待机状态。
电压转换支路包括与动力电池12输出端连接的DC-DC转换器3。DC-DC转换器3与内部控制器11连接，DC-DC转换器3将动力电池12的电压转换为内部控制器11的正常工作电压，此供电电压不同于内部控制器11的基础供电，基础供电只有一小部分内部控制器11的电器件在工作，经DC-DC转换器3转换后的电压是内部控制器11全面工作的供电电压。并且可以唤醒内部控制器11，并使其正常工作。
整车钥匙开关8设置在内部控制器11与DC-DC转换器3之间，控制整车上电。
内部转换电路将动力电池12的高电压转换为内部控制器11的基础供电电压，供内部控制器11的一小部分元件运行，由于动力电池12容量远远大于铅酸电池5的容量，延长了整车下电待机的时间。DC-DC转换器3将动力电池12的电压转换为内部控制器11的正常工作电压，唤醒内部控制器11，并使其正常工作。代替铅酸电池5，由于动力电池12容量远远大于铅酸电池5的容量，避免了频繁更换、维修铅酸电池5，降低整车成本、故障率及维修成本。
如图2所示，电压转换支路还包括DC-DC回路接触器7，此处的DC-DC回路接触器7为常闭型PMOS开关。当动力电池12电压低或者其他故障出现时为了保护动力电池12，常闭型PMOS开关在内部控制器11控制下断开，此时外部的整车电器用电回路4全部断开，对元器件也起到了保护作用。
如图2所示，一种动力电池内部控制器的供电系统还包括驱动电机负载回路2。驱动电机负载回路2需要高电压驱动。驱动电机负载回路2与与动力电池12输出端连接。
如图2所示，一种动力电池内部控制器的供电系统还包括主负载接触器6，此处的主负载接触器6为常开型NMOS开关。整车上电后，此主负载接触器6闭合，反之主负载接触器6断开。主负载接触器6设置在驱动电机负载回路2与动力电池12之间。可以控制驱动电机负载回路2与动力电池12的断开和接通，在驱动电机负载回路2与动力电池12发生故障时，能够及时断开回路，保护电路元器件免受损害。
内部控制器11与主负载接触器6、DC-DC回路接触器7是集成在一起的。DC-DC回路接触器7是常闭型PMOS，内部控制器11在a、b两点取电动力电池12的电压，经过内部转换为内部控制器11的可用电压，用于内部控制器11的基础供电。当动力电池12运行正常时，DC-DC回路接触器7正常对外输出电压至DC-DC转换器3，当动力电池12电压低或者其他故障出现时为了保护动力电池12，DC-DC回路接触器7在内部控制器11控制下断开，此时外部的低压用电回路全部断开，内部控制器11供电的回路此时失去电源，主负载接触器6也随之断开，整车处于全车断电状态，因为内部控制器11在a、b两点取电，基础供电还在，所以DC-DC回路接触器7不会在闭合。
如图2所示，一种动力电池内部控制器的供电系统还包括整车电器用电回路4。整车电器用电回路4为车辆低压用电器。整车电器用电回路4与DC-DC转换器3输出端连接。为车辆低压用电器等负载提供电源。
一种动力电池内部控制器的供电方法，包括：基础供电支路为内部控制器11提供基础供电，通过内部控制器11的内部转换电路将动力电池12的电压转换为内部控制器11可用的电压，基础供电只为内部控制器11一小部分元件提供电能，在整车下电后使内部控制器11保持一个待机状态，保证内部控制器11的基础元器件工作。闭合整车钥匙开关8，电压转换支路导通，通过DC-DC转换器3将动力电池12的电压转换为可供内部控制器11正常工作的电压，并唤醒内部控制器11。
基础供电支路中，动力电池12电压过高，不能直接供内部控制器11使用。内部转换电路将动力电池12的高电压转换为内部控制器11的基础供电电压，供内部控制器11的一小部分元件运行。由于动力电池12容量远远大于铅酸电池5的容量，延长了整车下电待机的时间。DC-DC转换器3将动力电池12的电压转换为内部控制器11的正常工作电压，即将高电压转化为低电压，可以唤醒内部控制器11，并使其正常工作。代替铅酸电池5，由于动力电池12容量远远大于铅酸电池5的容量，避免了频繁更换、维修铅酸电池5，降低整车成本、故障率及维修成本。
整车电器用电回路4与DC-DC转换器3输出端之间的回路导通，DC-DC转换器3将动力电池12的电压转换为可供整车电器用电回路4正常工作的电压。去掉了铅酸电池5，降低整车成本、故障率及维修成本。
内部控制器11正常工作，控制主负载接触器6闭合，驱动电机负载回路2与动力电池12输出端之间的回路导通，为驱动电机负载回路2提供正常工作电压。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，包括：
动力电池，所述动力电池用于供电；
基础供电支路，所述基础供电支路包括与所述动力电池输出端连接的内部控制器，所述内部控制器还包括内部转换电路，所述内部转换电路可将所述动力电池的电压转换为所述内部控制器可用的电压，用于所述内部控制器的基础供电；
电压转换支路，所述电压转换支路包括与所述动力电池输出端连接的DC-DC转换器，所述DC-DC转换器与所述内部控制器连接，所述DC-DC转换器将所述动力电池的电压转换为内部控制器的正常工作电压，唤醒所述内部控制器，并使其正常工作；
整车钥匙开关，所述整车钥匙开关设置在所述内部控制器与所述DC-DC转换器之间。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，所述电压转换支路还包括DC-DC回路接触器，所述DC-DC回路接触器设置在所述动力电池与所述DC-DC转换器之间。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，还包括驱动电机负载回路，所述驱动电机负载回路与与所述动力电池输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，还包括主负载接触器，所述主负载接触器设置在所述驱动电机负载回路与所述动力电池之间。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，还包括整车电器用电回路，所述整车电器用电回路与所述DC-DC转换器输出端连接。
6.根据权利要求2所述的一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，所述DC-DC回路接触器为常闭型PMOS开关。
7.根据权利要求4所述的一种动力电池内部控制器的供电系统，其特征在于，所述主负载接触器为常开型NMOS开关。
8.一种动力电池内部控制器的供电方法，其特征在于：
基础供电支路为内部控制器提供基础供电，通过内部控制器的内部转换电路将动力电池的电压转换为内部控制器可用的电压，保证内部控制器的基础元器件工作；
闭合整车钥匙开关，电压转换支路导通，通过DC-DC转换器将动力电池的电压转换为可供内部控制器正常工作的电压，并唤醒内部控制器。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池内部控制器的供电方法，其特征在于，整车电器用电回路与所述DC-DC转换器输出端之间的回路导通，DC-DC转换器将动力电池的电压转换为可供整车电器用电回路正常工作的电压。
10.根据权利要求8所述的一种动力电池内部控制器的供电方法，其特征在于，所述内部控制器正常工作，控制主负载接触器闭合，驱动电机负载回路与动力电池输出端之间的回路导通，为驱动电机负载回路提供正常工作电压。
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