CN201830015U - 一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置 - Google Patents
一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201830015U CN201830015U CN2010205923674U CN201020592367U CN201830015U CN 201830015 U CN201830015 U CN 201830015U CN 2010205923674 U CN2010205923674 U CN 2010205923674U CN 201020592367 U CN201020592367 U CN 201020592367U CN 201830015 U CN201830015 U CN 201830015U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- charge
- discharge
- voltage monitoring
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，包括安装在车内的车载蓄电池，其特征在于：该装置还包括电压监测及双电源切换模块、恒流充电模块、充放电逻辑判断及保护模块和备份供电模块，其中充放电保护模块由锂电池过放判断及通断模块和锂电池过充判断及通断模块组成。本实用新型的车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置具有抗电磁干扰、有效提高了车载设备工作的可靠性，确保在工程车辆电源波动和熄火的情况下电子系统的稳定工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及新的车载电源硬件设计技术，具体涉及一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置。
背景技术
由于车内的电气设备在运行时，会产生大量电磁干扰，这些干扰频带很宽，通过传导、耦合或者辐射的方式，传播到电源系统内，进而影响到电子设备的正常工作。所以，车载电子设备的安全和稳定供电成为一个关键问题。此电源装置不仅具有提供有效电压驱动的能力，并且还应具有在复杂的车载环境中稳定工作的能力。
现有的车载电子设备供电方式一般有两种：一是使用车内的直流电源适配器供电，二是利用普通电池供电。
车内直流电源适配器可基本满足供电功能，但是，由于车辆点火启动时会使输出电流增大，蓄电池可能在短时间内电压急剧下降到最低6-9V左右，或者最高33-34V左右，造成电源输出不稳定。其次，汽车直流电源在车辆熄火时无备份电源，而在要求工程车辆在熄火状态时仍需通过GPS返回车辆地理信息的系统中，需要车辆断电后仍能使用备份电池工作一段时间。普通电池虽然可以完全脱离车载电源的依赖，但由于其寿命短、利用率不高、带负载能力差等缺点，对于工程车辆在途状态的不间断监测不具备良好的可靠性。
发明内容
为了克服背景技术的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，该装置基于ISO7637电源抗干扰标准中的A类测试标准，具有抗电磁干扰、有效提高了车载设备工作的可靠性，确保在工程车辆电源波动和熄火的情况下电子系统的稳定工作。
为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，包括安装在车内的车载蓄电池，该装置还包括电压监测及双电源切换模块、恒流充电模块、充放电逻辑判断及保护模块和备份供电模块，其中充放电保护模块由锂电池过放判断及通断模块和锂电池过充判断及通断模块组成。
本实用新型的其他技术特点为：
所述的蓄电池和电压监测及双电源切换模块输入端连接；电压监测及双电源切换模块的输出端与恒流充电模块相连接。
所述的备份供电模块与充/放电逻辑判断切换模块连接，充/放电逻辑判断切换模块与充放电保护模块连接，充放电保护模块与恒流充电模块连接。
所述的备份供电模块由7节3.6V的锂电池串联组成，可提供25V的输出电压。
所述的恒流充电模块，采用电流控制型单端反激拓扑，由自绕线圈实现电压转换与隔离保护功能，并由U4脉宽调制实现恒流控制。
所述的充放电逻辑判断及保护模块采用四比较器实现备份供电模块充放电逻辑判断及过充/过放电保护功能。
所述的备份供电模块为锂电池。
本实用新型的车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置与现有技术相比具有以下优点：
1、电源装置采用双电源供电，车载蓄电池与备用电池的正常工作范围无交集，并可实现自动切换，从而有效的避免了干扰，为传感器不间断稳定供电。
2、利用四比较器简单巧妙而准确可靠地实现锂电池充放电逻辑判断，实现了过充及过放电保护功能。
3、采用电流控制型单端反激拓扑的稳压，恒流变换器，具有输入电压范围适应宽、电压调整率高、控制环路频带宽，负载动态调整率高、输出滤波电感小，电源体积小，成本低；双环路控制，易调试等优点。
4、对电源装置的功率开关器件电参数进行了一级降额或二级降额设计，提高了本装置在恶劣环境下工作的可靠性。
附图说明
图1、为本实用新型的电源装置设计结构示意图。
图2、为本实用新型的电路设计图，其中图（2a）为恒流充电模块的变换电路图；图（2b）为恒流充电模块中的变换器的变压器结构示意图；图（2c）为充放电逻辑判断及保护电路图；图（2d）为母线电压监测/判断/转电及变换器启动电路。
以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细说明：
参见图1一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，包括安装在车内的车载蓄电池，该装置还包括电压监测及双电源切换模块、恒流充电模块、充放电逻辑判断及保护模块和备份供电模块，其中充放电保护模块由锂电池过放判断及通断模块和锂电池过充判断及通断模块组成。
所述的蓄电池和电压监测及双电源切换模块输入端连接；电压监测及双电源切换模块的输出端与恒流充电模块相连接；
所述的备份供电模块与充/放电逻辑判断切换模块连接，充/放电逻辑判断切换模块与充放电保护模块连接，充放电保护模块与恒流充电模块连接。
本实用新型根据GB/T 21437.2-2008/ISO 7637-2:2004《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰》第2部分《沿电源线的电瞬态传导》标准要求，综合考虑而设计的。车载电源装置由双电源供电（车载24V蓄电池和备份供电模块，其中备份供电模块由7节3.6V的锂电池串联组成，可提供25V的输出电压），正常供电电源为蓄电池，首先检测进行输入电压监测，来判断是否要切换电源。当蓄电池供电母线电压高于30V或低于22V时，自动切换到锂电池供电状态。当蓄电池供电母线电压恢复为22V～30V时，由锂电池供电状态自动切换回蓄电池供电状态。蓄电池通过恒流充电模块为锂电池充电。同时，充放电保护模块监测锂电池电压并决定通断，当锂电池供电电压低至21V时，将自动停止放电以保护锂电池不被过放。而当锂电池充电电压达到28V时，将自动终止充电以保护锂电池不被过充；当系统母线接通供电瞬间，能为各个变换电路提供启动电流，以确保系统可靠启动并正常工作。
恒流充电变换电路如图（2a）所示，对于24V（额定）低压输入变换器，从电路复杂程度、成本、调试便利性等考虑，选用电流控制型单端反激拓扑由自绕线圈实现电压转换与隔离保护功能，并由U4脉宽调制实现恒流控制。图中，Vi为蓄电池输入或锂电池输入电压，C5~C7a为储能电容，通过D13二极管将输入电压变为脉冲电压，供变压器转换为5V的脉冲电压。L2 与C26~C35组成滤波电路，由+端输出。其余电路为过压过流保护电路。其中，U5A-B为U4提供稳压标准。T1为变压器，U4为PWM控制器，通过脉宽调制实现稳压控制。Vref为参考输出电压5V，Vaux为U4供电电压16V，R64和R63（这二个电阻为1%高精度）提供采样输出端电压，反馈给稳压管U8。同时U3A开始导通，从而在光耦U3B另一端反馈出输出端电压的值，与U4的1脚进行比较。从而从6脚输出控制信号，控制NM2导通程度来控制T1的2脚和4脚的电压，达到稳定输出的目的。U4的3脚和6脚为电流保护。通过检测3脚和6脚的电压来获取电流，若电流过大的，则关断NM1和输出端。D14的作用是防止突然断电后，假如输出端空载，会导致后面储能电容无法放电。
恒流充电变换器的变压器如图（2b）所示，开关频率也取为200kHz。根据开关频率和变换功率选变压器磁芯为PC44 EPC19。EPC19（插装骨架11Pins）；两个绕组，同名端关系P1——P4 为绕组W1，7匝，180℃漆包线Φ0.33mm×5根；P7/8——P10/11 为绕组W2，14匝，180℃漆包线Φ0.33mm×2根；中间屏蔽层接P2。
充放电逻辑判断及保护电路如图（2c）所示，利用四比较器简单巧妙而准确可靠地实现锂电池充放电逻辑判断及过充/过放电保护功能：锂电池充电状态下，其放电电路自动切断；锂电池供电状态下，其充电电路自动切断。在该电路中，输入接锂电池，输出接母线电压监测/判断/转电及变换器启动电路的输入Vi2，提供备用电源切换。锂电池充电电压达到28V时，自动终止充电以保护锂电池不被过充电；锂电池供电电压低至21V时，自动停止放电以保护锂电池不被过放电。在该电路中，锂电池正极接输入，由U2C和U2D构成一个窗口开关函数，通过R6、R7、R1和R4将电压钳位在14~21V，控制输出VIOVP以及VILVP。当输入锂电池电压小于14V时，通过U2D比较器与1.68V基准电压比较，PMOS管Pm1不工作，即断开对应的锂电池放电电路；当输入锂电池电压大于21V时，通过U2C比较器与2.5V基准电压比较，将断开U3A对应的U3B蓄电池充电电路。实现高低压保护充电电路。
母线电压监测/判断/转电及变换器启动电路如图（2d）所示，电路可以实现母线电压监测、判断及转电功能：当供电母线电压高于30V或低于22V时，自动切换到锂电池供电状态。当蓄电池供电母线电压恢复为22V～30V时，由锂电池供电状态自动切换回蓄电池供电状态。当系统母线接通供电瞬间，能为各个变换电路提供启动电流，以确保系统可靠启动并正常工作。输入“+（22V~29V）”连接车载蓄电池的正极，Vi2接锂电池。当系统母线接通供电瞬间，能为各个变换电路提供启动电流，以确保系统可靠启动并正常工作。由二极管D5和D6并联组成的过流保护。其输出Vi接到恒流充电变换电路。
Claims (5)
1.一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，包括安装在车内的车载蓄电池，其特征在于：该装置还包括电压监测及双电源切换模块、恒流充电模块、充放电逻辑判断及保护模块和备份供电模块，其中充放电保护模块由锂电池过放判断及通断模块和锂电池过充判断及通断模块组成；
所述的蓄电池和电压监测及双电源切换模块输入端连接；电压监测及双电源切换模块的输出端与恒流充电模块相连接；
所述的备份供电模块与充/放电逻辑判断切换模块连接，充/放电逻辑判断切换模块与充放电保护模块连接，充放电保护模块与恒流充电模块连接。
2.如权利要求1所述的车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，其特征在于：所述的备份供电模块由7节3.6V的锂电池串联组成，可提供25V的输出电压。
3.如权利要求1所述的车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，其特征在于：所述的恒流充电模块，采用电流控制型单端反激拓扑，由自绕线圈实现电压转换与隔离保护功能，并由U4脉宽调制实现恒流控制。
4.如权利要求1所述的车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，其特征在于：所述的充放电逻辑判断及保护模块采用四比较器实现备份供电模块充放电逻辑判断及过充/过放电保护功能。
5.如权利要求1所述的车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置，其特征在于：所述的备份供电模块为锂电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205923674U CN201830015U (zh) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | 一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205923674U CN201830015U (zh) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | 一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201830015U true CN201830015U (zh) | 2011-05-11 |
Family
ID=43968529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010205923674U Expired - Fee Related CN201830015U (zh) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | 一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201830015U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102427261A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-25 | 深圳市威康普科技有限公司 | 车载dvr设备铅酸蓄电池备用电源恒流恒压电路 |
| CN104836984A (zh) * | 2014-07-16 | 2015-08-12 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车辆监控方法、装置和系统 |
| CN105471083A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-06 | 王钦普 | 一种动力电池与电池模拟器的安全切换装置和方法 |
| CN107271817A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-20 | 深圳市昇伟电子科技有限公司 | 一种超级电容状态监测电路及监测方法 |
| WO2018103221A1 (zh) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | 华为技术有限公司 | 供电电路切换的装置及方法 |
-
2010
- 2010-11-04 CN CN2010205923674U patent/CN201830015U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102427261A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-25 | 深圳市威康普科技有限公司 | 车载dvr设备铅酸蓄电池备用电源恒流恒压电路 |
| CN102427261B (zh) * | 2011-12-09 | 2014-01-29 | 深圳市威康普科技有限公司 | 车载dvr设备铅酸蓄电池备用电源恒流恒压电路 |
| CN104836984A (zh) * | 2014-07-16 | 2015-08-12 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车辆监控方法、装置和系统 |
| CN105471083A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-06 | 王钦普 | 一种动力电池与电池模拟器的安全切换装置和方法 |
| CN105471083B (zh) * | 2015-11-25 | 2018-10-12 | 王钦普 | 一种动力电池与电池模拟器的安全切换装置和方法 |
| WO2018103221A1 (zh) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | 华为技术有限公司 | 供电电路切换的装置及方法 |
| CN109964385A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-02 | 华为技术有限公司 | 供电电路切换的装置及方法 |
| CN109964385B (zh) * | 2016-12-08 | 2021-07-16 | 华为技术有限公司 | 供电电路切换的装置及方法 |
| CN107271817A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-20 | 深圳市昇伟电子科技有限公司 | 一种超级电容状态监测电路及监测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108162989B (zh) | 一种城市轨道交通车辆用牵引辅助一体化车载储能系统 | |
| CN205901410U (zh) | 组合式应急保障电源 | |
| US11241975B2 (en) | Electric vehicle home microgrid power system | |
| KR20110131805A (ko) | 비접촉 충전 시스템 및 이를 포함한 에너지 저장 시스템 | |
| KR20130054754A (ko) | 태양광 발전 장치 연계형 전원공급시스템 | |
| CN101702530A (zh) | 一种电动汽车车载充电装置 | |
| CN203491707U (zh) | 基于电池梯次利用的储能系统 | |
| CN205945204U (zh) | 一种组合式应急保障电源 | |
| CN201830015U (zh) | 一种车载电源电压监测及备用电池充放电控制装置 | |
| CN100490274C (zh) | 蓄电池充放电集成管理器及其管理方法 | |
| CN110739741B (zh) | 高压动力电池在通讯基站中的低压直流耦合管理系统 | |
| CN101982919B (zh) | 危险品在途监测的车载传感器电源 | |
| CN109768561A (zh) | 一种电动汽车控制方法及系统 | |
| WO2021238068A1 (zh) | 一种储能式间歇性车辆供电系统及供电方法 | |
| CN106787045B (zh) | 直流电源系统及其控制方法 | |
| CN104993506A (zh) | 一种分布式发电系统的混合储能装置 | |
| CN216016528U (zh) | 一种不间断供电接入装置及使用该装置的发电车 | |
| CN215322084U (zh) | 一种储能式直流充电桩 | |
| CN205945101U (zh) | 组合式超级电池 | |
| CN210744757U (zh) | 一种弱区供电牵引储能变电站 | |
| CN210898547U (zh) | 电动汽车退役电池母线耦合双向充放电通讯基站电源设备 | |
| CN102820688A (zh) | 汽车电源系统 | |
| CN202931019U (zh) | 一种持续供电装置 | |
| CN216290262U (zh) | 一种新能源车动力电池的充放电控制电路 | |
| CN215120163U (zh) | 一种房车电源管理系统及房车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110511 Termination date: 20121104 |