CN212149000U - 一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，包括：高压电源和应急供电单元；应急供电单元包括：双向DC电源和超级电容PACK；高压电源内置有接触器K1和接触器K2；高压电源通过接触器K1和接触器K2分别与转向泵控制器的动力端和双向DC电源的高压端电性连接，转向泵控制器通过三相输出线连接转向泵；双向DC电源的低压端与超级电容PACK电性连接；高压电源、转向泵控制器、超级电容PACK和双向DC电源分别通过CAN总线和整车控制器进行通讯。本实用新型的有益效果是：解决了汽车转向的安全性。确保车辆行驶过程中的转向可靠性，避免了因高压异常断电后的转向助力突然失效造成的安全隐患。

Description

一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置。

背景技术

正常情况下，电动汽车的电动转向控制器采用整车高压电源(锂电、燃料电池等)供电从而驱动整车电动助力转向油泵电机持续、正常工作。然而车辆在因非人为因素导致的高压电源异常失效的情况下，电动转向系统会因电动转向控制器的高压断电而停止工作，车辆的助力转向会立即消失，导致方向回弹，发生危险。尤其是在车辆处于较高车速转向时，助力功能突然丢失将会严重影响行车安全。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，既可以在正常情况下优先使用高压电源供电，又可以在高压电源异常断电情况下实现应急供电系统供电的无缝切换，保证助力转向系统持续有效工作。

一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，应用于汽车电动助力转向系统中；所述汽车电动助力转向系统包括：转向泵控制器、转向泵和整车控制器VCU；

所述一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，具体包括：高压电源和应急供电单元；所述应急供电单元包括：双向DC电源和超级电容PACK；

所述高压电源内置有接触器K1和接触器K2；

高压电源通过接触器K1和接触器K2分别与转向泵控制器的动力端和双向DC电源的高压端电性连接，转向泵控制器通过三相输出线连接转向泵；双向DC电源的低压端与超级电容PACK电性连接；高压电源、转向泵控制器、超级电容PACK和双向DC电源分别通过CAN总线和整车控制器VCU进行通讯。

进一步地，接触器K1一端连接高压电源的正极，另一端分别连接转向泵控制器的动力端正极和双向DC电源的高压端正极；接触器K2一端连接高压电源的负极，另一端分别连接转向泵控制器的动力端负极和双向DC电源的高压端负极；转向泵控制器通过三相输出端与转向泵电性连接，转向泵控制器的通讯端口通过CAN总线与整车控制器保持通讯。

进一步地，所述高压电源内置有控制器；所述控制器分别和接触器K1与接触器K2的控制端电性连接，以控制接触器K1和接触器K2的闭合与断开。

进一步地，所述高压电源的电压范围为300～400V，所述超级电容PACK的电压范围为44V～76V(可以根据实际需求调整)。

进一步地，所述高压电源为燃料电池或者锂电池中的一种。

进一步地，所述接触器K1和所述接触器K2均为直流接触器。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提出的技术方案，解决了汽车转向的安全性。在车辆正常情况下，通过特定的控制方法，优先使用车辆的高压电源为转向控制器供电，确保转向系统的持续正常工作；同时，在高压电源异常断电的情况下，进行应急供电系统的无缝切入，可以利用超级电容PACK通过双向DC电源为转向控制器供电，以持续保持助力转向功能，从而确保车辆行驶过程中的转向可靠性，避免了因高压异常断电后的转向助力突然失效造成的安全隐患。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例中一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置的电路图；

图2是本实用新型实施例中高压电源异常状态下供电示意图；

图3是本实用新型实施例中超级电容放电状态示意图；

图4是本实用新型实施例中超级电容充电状态示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的实施例提供了一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，应用于汽车电动助力转向系统中。

请参考图1，图1是本实用新型实施例中一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置的电路图，所述一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，具体包括：高压电源100和应急供电单元140；所述应急供电单元140包括：双向DC电源141和超级电容PACK 142；所述汽车电动助力转向系统还包括：转向泵控制器110、转向泵120和整车控制器VCU 130；

所述高压电源100内置有接触器K1和接触器K2；

高压电源100通过接触器K1和接触器K2分别与转向泵控制器110的动力端和双向DC电源141的高压端电性连接，转向泵控制器110通过三相输出线连接转向泵；双向DC电源141的低压端与超级电容PACK142电性连接；高压电源100、转向泵控制器110、超级电容PACK142和双向DC电源141分别通过CAN总线和整车控制器VCU 130进行通讯；

高压电源100工作正常情况下，接触器K1和接触器K2均闭合，由高压电源100为转向泵控制器110供电，一旦高压电源100供电异常，接触器K1和接触K2均断开，以切断高压电源100和转向泵控制器110之间的供电回路，转而由超级电容PACK 141为转向泵控制器110供电，以保证转向泵控制器110的正常工作。

接触器K1一端连接高压电源100的正极，另一端分别连接转向泵控制器110的动力端正极和双向DC电源141的高压端正极；接触器K2一端连接高压电源100的负极，另一端分别连接转向泵控制器110的动力端负极和双向DC电源141的高压端负极；转向泵控制器110通过三相输出端(U相、V相、W相)与转向泵120电性连接，转向泵控制器110的通讯端口通过CAN总线与整车控制器130保持通讯。

所述高压电源100内置有控制器；所述控制器分别和接触器K1与接触器K2的控制端电性连接，以控制接触器K1和接触器K2的闭合与断开。

所述高压电源100为燃料电池或者锂电池中的一种。

所述高压电源100的电压范围为300～400V，所述超级电容PACK 142的电压范围为44V～76V(可以根据实际需求调整)。

所述接触器K1和所述接触器K2均为直流接触器。

工作原理如下：

高压电源100供电正常情况下：应急供电单元工作在间歇状态(超级电容PACK在放电和充电之间来回切换)，接触器K1和接触器K2均为闭合状态，双向DC电源的高压端输出电压x始终跟踪高压电源100的输出电压值，使双向DC电源的高压端输出电压x始终比高压电源100的输出电压y少z伏，以使高压电源100作为主要电源为转向泵控制器110单独供电；其中，z为预设值，本实用新型实施例中z的取值范围为[1-5]V，以保证高压电源100供电异常时应急供电单元能够立即响应，无缝切换给转向控制器110供电。

高压电源100供电异常情况下：接触器K1和接触器K2均断开，以切断高压电源100与转向泵控制器110之间的供电回路，双向DC电源切换为升压模式，超级电容PACK142通过双向DC电源141为转向泵110供电(如图2所示，箭头流向即为电能供应方向)，以保证转向泵控制器110的正常供电。

所述间歇状态为：当VCU检测到超级电容PACK 142的电量满电的时候，控制双向DC电源141为升压模式，以为超级电容PACK 142放电，但由于双向DC电源141的高压端输出电压x始终比高压电源100的输出电压y少z伏，所以超级电容PACK 142处于近似空载状态，不给转向控制器110提供大电流放电(如图3所示)；

当VCU检测到超级电容PACK142的电量达到满电量的百分之80的时候，则控制双向DC电源141为降压模式，以通过高压电源100为超级电容PACK 142充电。如图4所示，箭头反向即为电流流向。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的技术方案，解决了汽车转向的安全性。在车辆正常情况下，通过特定的控制方法，优先使用车辆的高压电源为转向控制器供电，确保转向系统的持续正常工作；同时，在高压电源异常断电的情况下，进行应急供电系统的无缝切入，可以利用超级电容PACK通过双向DC电源为转向控制器供电，以持续保持助力转向功能，从而确保车辆行驶过程中的转向可靠性，避免了因高压异常断电后的转向助力突然失效造成的安全隐患。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，应用于汽车电动助力转向系统中；所述汽车电动助力转向系统包括：转向泵控制器(110)、转向泵(120)和整车控制器(130)；其特征在于：

所述一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，具体包括：高压电源(100)和应急供电单元(140)；所述应急供电单元(140)包括：双向DC电源(141)和超级电容PACK(142)；

所述高压电源(100)内置有接触器K1和接触器K2；

高压电源(100)通过接触器K1和接触器K2分别与转向泵控制器(110)的动力端和双向DC电源(141)的高压端电性连接，转向泵控制器(110)通过三相输出线连接转向泵；双向DC电源(141)的低压端与超级电容PACK(142)电性连接；高压电源(100)、转向泵控制器(110)、超级电容PACK(142)和双向DC电源(141)分别通过CAN总线和整车控制器(130)进行通讯。

2.如权利要求1所述的一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，其特征在于：接触器K1一端连接高压电源(100)的正极，另一端分别连接转向泵控制器(110)的动力端正极和双向DC电源(141)的高压端正极；接触器K2一端连接高压电源(100)的负极，另一端分别连接转向泵控制器(110)的动力端负极和双向DC电源(141)的高压端负极；转向泵控制器(110)通过三相输出端与转向泵(120)电性连接，转向泵控制器(110)的通讯端口通过CAN总线与整车控制器(130)保持通讯。

3.如权利要求1所述的一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，其特征在于：所述高压电源(100)内置有控制器；所述控制器分别和接触器K1与接触器K2的控制端电性连接，以控制接触器K1和接触器K2的闭合与断开。

4.如权利要求1所述的一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，其特征在于：所述高压电源(100)的电压范围为300～400V，所述超级电容PACK(142)的电压范围为44V～76V。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，其特征在于：所述高压电源(100)为燃料电池或者锂电池中的一种。

6.如权利要求1～3任一项所述的一种用于汽车电动助力转向的应急供电装置，其特征在于：所述接触器K1和所述接触器K2均为直流接触器。

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