CN211942986U - 车辆电气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆电气系统。该车辆电气系统具备，用于储蓄驱动车辆行驶用的电机所需的电力的第1电池、用于储蓄第1辅助装置所需的电力的第2电池、将第1电池的电压降压后用于第2电池的充电的转换器、用外部电源给第1电池充电用的充电器、和用于储蓄第2辅助装置所需的电力的电容器。充电器被构成为可用外部电源给电容器充电，第1辅助装置为车辆行驶中必需使用的辅助装置，第2辅助装置为车辆行驶中可使用也可不使用的辅助装置。基于本实用新型的上述结构，能够防止车辆重量增加。

Description

车辆电气系统

技术领域

本实用新型涉及一种车辆电气系统。

背景技术

现有技术中，适用于电动车或插电式混合动力车的车辆电气系统已被广泛采用。车辆电气系统具备，驱动车辆行驶的电机、用于储蓄电机所需的电力的高压蓄电池(第1电池)、在12V电压下工作的12V辅助装置(第1辅助装置)、用于储蓄12V辅助装置所需的电力的辅助电池(第2电池)、将高压蓄电池的电压降压后给辅助电池充电的DC/DC转换器、及使用外部电源给高压蓄电池充电的充电器。

然而，如果车辆中装载有在42V电压下工作的42V辅助装置(第2辅助装置)，则为了储蓄该42V辅助装置所需的电力，还需要另外装备电池，从而会导致车辆重量增加。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种能够抑制车辆重量增加的车辆电气系统。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种车辆电气系统，该车辆电气系统具备驱动车辆行驶的电机、用于储蓄电机所需的电力的第1电池、在第1电压下工作的第1辅助装置、用于储蓄第1辅助装置所需的电力的第2电池、将第1电池的电压降压后用于第2电池的充电的转换器、及用外部电源给第1电池充电用的充电器，其特征在于：还具备在与第1电压不同的第2电压下工作的第2辅助装置、及用于储蓄第2辅助装置所需的电力的电容器，充电器被构成为可用外部电源给电容器充电，第1辅助装置为车辆行驶中必需使用的辅助装置，第2辅助装置为车辆行驶中可使用也可不使用的辅助装置。

本实用新型的上述车辆电气系统的优点在于，通过设置用于储蓄第2辅助装置所需的电力的电容器，不用另外为第2辅助装置增设重量较大的电池，因此能够防止车辆重量增加。

本实用新型的上述车辆电气系统中，较佳为，充电器包含变压器，变压器具有铁芯、及缠绕在铁芯上的第1线圈、第2线圈、和第3线圈，第1线圈能与外部电源相连接，第2线圈能与第1电池相连接，第3线圈能与电容器相连接。在此情形下，充电器也可包含配置在变压器的外部电源侧的交流输出部。

附图说明

图1是用于说明本实用新型的一种实施方式的车辆电气系统的框图。

图2是用于说明图1中的车辆电气系统中的充电器的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。

首先，参照图1和图2对本实用新型的一种实施方式的车辆电气系统100的结构进行说明。

车辆电气系统100适用于电动车、插电式混合动力车。车辆电气系统100如图1所示，具备电机1a和电机1b、PCU(电力控制单元)2、高压蓄电池3、辅助电池4、12V辅助装置5、42V辅助装置6(参照图2)、和充电器7。

＜电机＞

电机1a和电机1b是驱动车辆行驶用的动力源，具有电机的功能的同时，还具有发电机的功能。

＜PCU＞

PCU2用于控制电机1a和电机1b。具体而言，PCU2被构成为，用高压蓄电池3的电力驱动电机1a和电机1b的同时，还用电机1a和电机1b发的电来给高压蓄电池3充电。PCU2包含升降压转换器21、逆变器22a和逆变器22b、及DC/DC转换器23。

升降压转换器21将高压蓄电池3的直流电升压后供给至逆变器22a和逆变器22b的同时，还将电机1a和电机1b所发的电降压后供给至高压蓄电池3。升降压转换器21被配置在电线51p与电线52p之间、及电线51n与电线52n之间。升降压转换器21可将电线51p和电线51n之间的电压升压后输出至电线52p和电线52n之间，也可将电线52p和电线52n之间的电压降压后输出至电线51p和电线51n之间。

逆变器22a与电线52p和电线52n以及电机1a相连接，用于控制电机1a。逆变器22a被构成为，能将升降压转换器21所供给的直流电流转换为交流电流以驱动电机1a，也能将电机1a发电产生的交流电流转换为直流电流并输出至电线52p和电线52n。

逆变器22b与电线52p和电线52n以及电机1b相连接，用于控制电机1b。逆变器22b被构成为，能将升降压转换器21所供给的直流电流转换为交流电流以驱动电机1b，也能将电机1b发电产生的交流电流转换为直流电流并输出至电线52p和电线52n。

DC/DC转换器23被设置在电线51p与电线53p之间、及电线51n与电线53n之间。DC/DC转换器23将电线51p和电线51n之间的电压降压后输出至电线53p和电线53n之间。在电线53p和电线53n上连接有辅助电池4和12V辅助装置5。因此，DC/DC转换器23可将电线51p和电线51n之间的电压(来自高压蓄电池3或者电机1a和电机1b的电压)降压后，给辅助电池4充电的同时，给12V辅助装置5供电。在此，DC/DC转换器23为本实用新型的「转换器」的一个例子。

＜高压蓄电池＞

高压蓄电池3例如为可充放电的锂离子电池，用于储蓄电机1a和电机1b所需的电力。高压蓄电池3与电线51p和电线51n相连接，在电线51p和电线51n上分别设置有继电器81。继电器81被构成为，可接通或断开高压蓄电池3与升降压转换器21之间的连接。另外，高压蓄电池3为本实用新型的“第1电池”的一个例子。

＜辅助电池＞

辅助电池4例如为可充放电的铅蓄电池，用于储蓄驱动12V辅助装置5所需的电力。辅助电池4可对12V辅助装置5供电，并可由来自DC/DC转换器23的电力进行充电。另外，辅助电池4为本实用新型的“第2电池”的一个例子。

＜12V辅助装置＞

12V辅助装置5是在12V电压下工作的、车辆行驶中必不可少的辅助装置。12V辅助装置5被构成为，由辅助电池4或DC/DC转换器23供电而工作。作为12V辅助装置5，例如有动力转向装置、制动器以及ECU等。另外，12V辅助装置5为本实用新型的“第1辅助装置”的一个例子，12V为本实用新型的“第1电压”的一个例子。

＜42V辅助装置＞

如图2所示，42V辅助装置6是在42V电压下工作的辅助装置，但并非是车辆行驶中必不可少的辅助装置。即，42V辅助装置6是与便利性和车室内舒适性相关的辅助装置。42V辅助装置6与电线56p和电线56n相连接。42V辅助装置6被构成为，由电容器78供电而工作。作为42V辅助装置6，例如有车室灯、车载音响、以及车载导航设备等。另外，42V辅助装置6为本实用新型的“第2辅助装置”的一个例子，42V为本实用新型的“第2电压”的一个例子。

＜充电器＞

如图1所示，充电器7是为了用外部电源150对高压蓄电池3进行充电而设置的。充电器7的一端与电线54p和电线54n相连接，电线54p和电线54n是分别从电线51p和电线51n分支出的电线。在电线54p和电线54n上分别设置有继电器82。继电器82被构成为，可接通或断开充电器7与电线51p和电线51n之间的连接。充电器7的另一端经由电线55a与接口9相连接。接口9被构成为，充电电缆151的接头151a可插可拔地与该接口9连接。充电电缆151的一端设置有接头151a，另一端与外部电源150相连接。外部电源150为商用交流电源。

并且，如图2所示，充电器7被构成为，一方面将外部电源150供给的交流电转换为直流电后输出至电容器78和42V辅助装置6；另一方面将外部电源150供给的交流电不转换为直流电而直接输出至交流负载160。充电器7包含抗浪涌电流部71、滤波部72、AC/DC变换部73、DC/AC变换部74、变压器75、整流部76和整流部77、电容器78、以及交流输出部79。另外，AC/DC变换部73、DC/AC变换部74、变压器75以及整流部76例如被构成为，可进行双向电力转换。

抗浪涌电流部71是为了防止充电器7在开始工作时浪涌电流流入而设置的。抗浪涌电流部71例如具有继电器和电阻。

滤波部72是为了去除由外部电源150供给的交流电中包含的噪音而设置的。滤波部72例如具有电感器和电容器。

AC/DC变换部73被构成为，将外部电源150供给的交流电整流为直流电并改善功率因数后向DC/AC变换部74输出。AC/DC变换部73例如为具有开关元件和二极管的全桥电路。

DC/AC变换部74被构成为，将AC/DC变换部73供给的直流电转换为交流电后向变压器75输出。DC/AC变换部74例如为具有开关元件和二极管的全桥电路。

变压器75具有铁芯、和第1线圈75a～第3线圈75c。第1线圈75a～第3线圈75c以分离的状态缠绕在铁芯上。第1线圈75a与DC/AC变换部74相连接，第2线圈75b与整流部76相连接，第3线圈75c与整流部77相连接。因此，第1线圈75a可与外部电源150相连接，第2线圈75b可与高压蓄电池3相连接，第3线圈75c可与电容器78相连接。变压器75被构成为，将由DC/AC变换部74供给的交流电变压后输出至整流部76和整流部77。整流部76和整流部77例如可输出与各自相应的不同电压等级的交流电。

整流部76被构成为，将变压器75供给的交流电整流为直流电之后输出至电线54p和电线54n之间。整流部76例如为具有开关元件和二极管的全桥电路。

整流部77被构成为，将变压器75供给的交流电整流为直流电后输出至电线56p和电线56n之间。整流部77例如为具有开关元件和二极管的全桥电路。

电容器78例如为双电层电容器，用于储蓄42V辅助装置6所需的电力。电容器78与电线56p和电线56n相连接，可向42V辅助装置6供电。电容器78可利用外部电源150的电力来充电。在电线56p和电线56n上分别设置有继电器83。继电器83被构成为，可接通和断开电容器78和42V辅助装置6与整流部77间的连接。

交流输出部79通过电线57a与滤波部72和AC/DC变换部73之间的电线58a相连接。即，交流输出部79被配置在变压器75的外部电源150侧。在电线57a上设置有继电器84。继电器84被构成为，可接通和断开交流输出部79与电线58a之间的连接。交流输出部79被构成为能与电器设备等的交流负载160连接。另外，交流输出部79被构成为，与交流负载160相连接的情况下，可用外部电源150的交流电对交流负载160供电。另外，交流输出部79也可以具有能变换交流电压等级的功能。

＜车辆电气系统的动作＞

下面，对本实施方式的车辆电气系统100的动作状况进行说明。首先，对充电电缆151的接头151a插在接口9中的状态，即，与外部电源连接的状态下的动作进行说明，然后，再对充电电缆151的接头151a未插在接口9中的状态，即，与外部电源非连接的状态下的动作进行说明。

与外部电源连接的状态

车辆电气系统100中，在与外部电源连接的状态下，利用外部电源150的电力来充电。具体而言，继电器82接通，充电器7将外部电源150供给的交流电转换为直流电后输出至电线51p和电线51n之间。如此，能通过充电器7用外部电源150的电力对高压蓄电池3充电。另外，通过使继电器81接通，也可通过DC/DC转换器23将电线51p和51n之间的电压降压后输出至电线53p和53n之间。从而，利用外部电源150的电力给辅助电池4充电的同时，还能给12V辅助装置5供电。

另外，在继电器83接通的情况下，充电器7将外部电源150供给的交流电转换为直流电后输出至电线56p和56n之间。从而，利用外部电源150给电容器78充电的同时，还能给42V辅助装置6供电。

另外，在交流输出部79与交流负载160连接、且继电器84接通的情况下，来自外部电源150的交流电可被输出至交流负载160。从而，能利用外部电源150来对交流负载160供电。

未连接外部电源的状态

车辆行驶中，无法连接外部电源。此时，继电器81接通，通过PCU2用高压蓄电池3的电力来驱动电机1a和电机1b。相反，车辆行驶中若电机1a和电机1b发电，则用所发的电给高压蓄电池3充电，并通过DC/DC转换器23将电线51p和电线51n之间的电压降压后输出至电线53p和53n之间，便能给辅助电池4充电的同时，给12V辅助装置5供电。

另外，在未连接外部电源的情况下，通过使继电器82和继电器83接通，能通过充电器7用高压蓄电池3储蓄的电力给电容器78充电的同时，还能给42V辅助装置6供电。并且，通过使继电器82和继电器84连接，还能通过充电器7用高压蓄电池3储蓄的电力给交流负载160供电。

＜效果＞

本实施方式中，如上所述那样，通过用电容器78对42V辅助装置6供电，不必再为42V辅助装置6另外增设重量较大的电池，因此，能够抑制车辆重量增加。并且，由于42V辅助装置6并非车辆行驶中必不可少的装置，因此，即便在电容器78无法给42V辅助装置6供电的情况下，也不会对车辆行驶造成影响。并且，相对于12V辅助装置5，42V辅助装置6能实现小型化和轻量化。

另外，本实施方式中，通过在滤波部72和AC/DC变换部73之间设置交流输出部79，用外部电源150充电时，能够更容易地引出交流电。

＜其它的实施方式＞

以上公开的实施方式只是对本实用新型的各方面的示例，不构成限定性解释的依据。因此，本实用新型的技术范围不能仅由上述实施方式中的记载来解释，而需根据本实用新型的权利要求书的记载来界定。并且，本实用新型的技术范围包括与本实用新型的权利要求书的记载范围等同的所有变更。

例如，上述实施方式中，示出了设置有两个电机1a、1b的例子，但本实用新型不局限于此，电机的个数不受限定。

另外，上述实施方式中，示出了第1电压为12V、第2电压为42V的例子，但本实用新型不局限于此，第1电压和第2电压的电压值不受限定。

Claims (3)

1.一种车辆电气系统，具备驱动车辆行驶的电机、用于储蓄所述电机所需的电力的第1电池、在第1电压下工作的第1辅助装置、用于储蓄所述第1辅助装置所需的电力的第2电池、将所述第1电池的电压降压后用于所述第2电池的充电的转换器、及用外部电源给所述第1电池充电用的充电器，其特征在于：

还具备在与所述第1电压不同的第2电压下工作的第2辅助装置、及用于储蓄所述第2辅助装置所需的电力的电容器，

所述充电器被构成为可用所述外部电源给所述电容器充电，

所述第1辅助装置为车辆行驶中必需使用的辅助装置，

所述第2辅助装置为车辆行驶中可使用也可不使用的辅助装置。

2.如权利要求1所述的车辆电气系统，其特征在于：

所述充电器包含变压器，

所述变压器具有铁芯、及缠绕在所述铁芯上的第1线圈、第2线圈、和第3线圈，

所述第1线圈能与所述外部电源相连接，所述第2线圈能与所述第1电池相连接，所述第3线圈能与所述电容器相连接。

3.如权利要求2所述的车辆电气系统，其特征在于：

所述充电器包含配置在所述变压器的所述外部电源侧的交流输出部。

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