CN219339388U - 车辆供电系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆供电系统及车辆，该车辆供电系统包括第一蓄电池、第二蓄电池、发电部和电源管理器。其中，第一蓄电池与电源管理器中的12V供电电路相连，第二蓄电池和发电部与电源管理器中的24V供电电路相连，且12V供电电路连接在电源管理中的双向DC/DC模块的第一接口，24V供电电路连接在双向DC/DC模块的第二接口。本实用新型所述的车辆供电系统，通过设置电源管理器和第一蓄电池以及第二蓄电池，在车辆或外接12V或24V负载需要用电时，第一蓄电池通过第一接口给12V负载供电，第二蓄电池通过第二接口给24V负载供电。电源管理器通过协调转换供电设备给第一蓄电池和第二蓄电池充电，实现整车12V负载与24V负载稳定供电。

Description

车辆供电系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆储能技术领域，特别涉及一种车辆供电系统。本实用新型还涉及一种设有该车辆供电系统的车辆。

背景技术

随着重卡车辆发展，重卡车辆开始出现多电压需求。在车辆行走和驻车的不同状态下，有例如对24V传统负载供电、12V乘用车复用资源供电、220VAC家电负载供电等需求。当前随着二次电池、光伏发电等储能技术的发展，如何利用太阳能储能技术降低车辆能耗的问题成为焦点。同时随着乘用车智能驾驶技术的发展，重卡车辆开始大量复用乘用车零部件，重卡24V的电源平台为乘用车12V电源平台零部件稳定供电成为制约重卡借用乘用车零部件的关键。

在现有技术上，车辆仅有一组蓄电池，通过转换装置为不同电压的零部件供电，受转换装置的限制，无法为不同电压的零部件提供稳定的供电。同时单组蓄电池储能有限，可能造成光伏能量无法存储。

此外，现有的转换装置大多与整车无通讯，无法判断车辆用电场景及用电需求。只能用于例如外部家电、手机、电脑等设备的辅助用电，而不能用于整车例如座舱域控供电的需求。并且，在转换装置失效后，负载立刻断电，无法保证负载的稳定供电。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆供电系统，能够为车辆负载包括24V负载与12V负载或外部负载包括24V负载与12V负载同时稳定供电，实现车辆的电源能力均衡。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆供电系统，包括第一蓄电池、第二蓄电池、发电部和电源管理器；

所述第一蓄电池与所述电源管理器中的12V供电电路相连，所述第二蓄电池和所述发电部与所述电源管理器中的24V供电电路相连，且所述12V供电电路连接在所述电源管理中的双向DC/DC模块的第一接口，所述24V供电电路连接在所述双向DC/DC模块的第二接口。

进一步的，还包括太阳能发电模组，所述太阳能发电模组通过所述电源管理器中的光伏MPPT模块与所述双向DC/DC模块相连。

进一步的，所述太阳能发电模包括设于车辆顶板上。

进一步的，所述电源管理器具有输出220VAC电源的输出电路，且所述输出电路通过所述电源管理器中的双向DC/AC逆变模块与所述双向DC/DC模块和所述光伏MPPT模块相连。

进一步的，所述电源管理器具有与所述输出电路连接的输入电路，所述输入电路用于输入市电。

进一步的，所述发电部包括发电机或动力电池，所述发电机与所述电源管理器中的24V供电电路相连，或，所述动力电池通过高压DC/DC与所述电源管理器中的24V供电电路相连。进一步的，所述双向DC/DC模块采用双向DC/DC变换器。

进一步的，所述双向DC/AC逆变模块采用双向DC/AC逆变器。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的车辆供电系统，通过设置电源管理器和第一蓄电池以及第二蓄电池，在车辆用电系统或外部12V或24V负载需要用电时，第一蓄电池通过第一接口给12V负载供电，第二蓄电池通过第二接口给24V负载供电，电源管理器协调转换供电设备将发电部的电能给第一蓄电池和第二蓄电池充电。同时第一蓄电池和第二蓄电池可以通过电源管理器相互充电，实现整车12V负载与24V负载稳定供电。

此外，通过设置太阳能发电模组，为整车24V和12V用电系统提供供电，同时，还通过电源管理器能够为第一蓄电池和第二蓄电池充电，为车辆供电系统提供能源，并降低车辆能耗。

另外，通过在电源管理器上设置双向DC/AC逆变模块，能够通过220VAC电源输出电路为外部的家电设备供电。还通过在电源管理器上设置用于输入市电的输入电路，能够在驻车并具有市电充电位置时，为第一蓄电池和第二蓄电池充电，并为驻车场景需要耗电的设备供电，降低车辆能耗。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，该车辆中设有如上所述的车辆供电系统。

本实用新型所述的车辆，通过设置如上所述的车辆供电系统，使整个车辆的电源能力均衡。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车辆供电系统的工作原理示意图。

附图标记说明：

1、电源管理器；2、第一蓄电池；3、第二蓄电池；4、12V负载；5、24V负载；6、220VAC电源；7、第一接口；8、第二接口；9、市电；10、发电部；11、光伏接口；

101、光伏MPPT控制器；102、双向DC/DC变换器；103、双向DC/AC逆变器；104、控制及通讯模块；

105、第一电路；106、第二电路；107、第三电路；108、第四电路；109、第五电路；110、第六电路；111、12V供电电路；112、24V供电电路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。另外，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。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种车辆供电系统，该车辆供电系统包括第一蓄电池2、第二蓄电池3、发电部10和电源管理器1。其中，第一蓄电池2与电源管理器1中的12V供电电路111相连，第二蓄电池3和发电部10与电源管理器1中的24V供电电路112相连，且12V供电电路111连接在电源管理中的双向DC/DC模块的第一接口7，24V供电电路112连接在双向DC/DC模块的第二接口8。

本实施例所述的车辆供电系统，通过设置电源管理器1和第一蓄电池2以及第二蓄电池3，能够通过电源管理器1转换外部输电设备给第一蓄电池2和第二蓄电池3充电。在车辆或外部12V负载4或24V负载5需要用电时，第一蓄电池2通过第一接口7给12V负载4供电，第二蓄电池3通过第二接口8给24V负载5供电，实现整车12V负载与24V负载同时稳定供电。

基于上述整体介绍，本实施例的车辆供电系统的示例性结构，本实施例的车辆供电系统用于重卡车辆的电源管理，由于车辆的行车和驻车时，因环境变化和需求的不同，使得不同的供电设备对该车辆供电系统进行供电。

本实施例的发电部包括发电机或动力电池，其中该车辆供电系统用于燃油车时，通过发电机与电源管理器1中的24V供电电路112相连。当车辆供电系统用于新能源车型时，将连接在动力电池上的高压DC/DC转换器与电源管理器1中的24V供电电路112相连。本实施例的高压DC/DC转换器把动力电池的高压转化成低压24V。

本实施例的双向DC/DC模块采用现有技术中的双向DC/DC变换器102，该变换器能够根据实际需要调节能量的流动方向，在功能上相当于两个单向直流-直流变换器。通过双向DC/DC模块实现24V电压和12V电压的升压或降压转换。

如图1所示，双向DC/DC变换器102设于电源管理器1内部，在电源管理器1外部设有与双向DC/DC变换器102电连接的第一接口7，该第一接口7为12V电源接口，并通过第一电路105与12V负载4电连接，能够使供电设备(发电机或高压DC/DC、光伏、市电)的电能通过该电源管理器1直接供应在12V负载4上。

同时，本实施例的第一蓄电池2为12V蓄电池，第一蓄电池2通过12V供电电路111与第一接口7电连接，且第一电路105与12V供电电路111并联设置。当供电装置没有足够的电量输送时，利用第一蓄电池2为12V负载4供电。

仍如图1所示，在电源管理器1外部还设有与双向DC/DC变换器102电连接的第二接口8，第二接口8与双向DC/DC变换器102通过第五电路109电连接。第二接口8为整车24V电源接口，第二接口8通过第二电路106与24V负载5电连接，能够使该电源管理器1对重卡车辆中的例如发动机电气系统10等需24V电压供电的负载供电。

并且，本实施例的第二蓄电池3为24V蓄电池，第二蓄电池3通过24V供电电路112与第二接口8电连接，且第二电路106与24V供电电路112并联设置。当供电装置没有足够的电量输送时，利用第二蓄电池3为24V负载5供电。

此外，本实施例的车辆供电系统还包括太阳能发电模组，太阳能发电模组通过电源管理器1中的光伏MPPT模块与双向DC/DC模块相连。具体地，如图1所示，光伏MPPT模块与双向DC/DC模块通过第三电路107电连接，且在电源管理器1外部设有与光伏MPPT模块电连接的光伏板接口。太阳能发电模组通过光伏接口11与光伏板电连接。

本实施例的光伏MPPT模块采用现有技术中的光伏逆变器MPPT，用于实时追踪到每一时刻条件下组件能够输出的最大功率，最大化提升发电量，以控制太阳能发电模组的充电电压，通过双向DC/DC模块为24V或12V蓄电池充电。

此外，本实施例的太阳能发电模组包括设于车辆顶板上。具体地，本实施例的太阳能发电模组采用现有技术中的光伏板。其中，对于没有箱货的重卡车辆，该光伏板设于驾驶舱的顶板上。对于设有箱货的重卡车辆，可以在箱货顶板以及驾驶舱的顶板上均设置光伏板。

本实施例中，电源管理器1具有输出220VAC电源6的输出电路，且输出电路通过电源管理器1中的双向DC/AC逆变模块与双向DC/DC模块和光伏MPPT模块相连。具体结构上，如图1所示，本实施例的电源管理器1内设有双向DC/AC逆变模块，该双向DC/AC逆变模块采用现有技术中的DC/AC逆变器，用于将低压(24V)直流电转变为220V交流市电，为例如笔记本电脑、厨具家电等负载供电。

仍如图1所示，本实施例的双向DC/AC逆变器103与双向DC/DC变换器102通过第四电路108电连接，且第四电路108与上述的第三电路107、第五电路109均并联设置。且电源管理器1外部设有供220VAC负载充电的第三接口，第三接口与双向DC/AC逆变器103电连接。

此外，本实施例的电源管理器1具有与输出电路连接的输入电路，输入电路用于输入市电9。具体地，如图1所示，本实施例的第三接口通过输入电路与市电9电连接。当车辆驻车状态下，能够通过市电9为例如电脑笔记本、厨具电器等220V负载供电。

另外，驻车状态时，市电9还能够通过双向DC/AC逆变器103以及第五电路109为24V蓄电池充电，并通过双向DC/DC变换器102和第四电路108降压后为12V蓄电池充电。如此设置，能够增加为24V蓄电池和12V蓄电池充电的途径，降低车辆能耗。

此外，本实施例的车辆供电系统还包括设于电源管理器1内的控制及通讯模块104，并信号连接在整车CAN总线，如图1中的点画线所示的连接线即为信号连接。控制及通讯模块104与整车进行数据交互，其使用的通讯手段可参照现有技术，在此不再赘述。

并且，控制及通讯模块104均与双向DC/AC逆变器103、光伏MPPT控制器101以及双向DC/DC变换器102信号连接，可根据使用场景控制光伏MPPT控制器101、220VAC电源6以及车辆发电机或高压DC/DC10为外部负载供电，以实现供电均衡稳定。并可以通过控制双向DC/DC变换器102实现对第一蓄电池2和第二蓄电池3充电。

另外，本实施例的电源管理器1通过第六电路110与车辆发电机或高压DC/DC10电连接，第六电路110和第二电路106以及24V供电电路112并联，以为24V负载5供电或直接为24V蓄电池充电。

根据重卡车辆具体的使用情况说明本实施例的车辆供电系统在以下四种情况的使用说明，

日间驻车电源分配说明：

首先，控制及通讯模块104读取整车状态信息，如日间驻车状态(发电机或高压DC/DC10不工作)，优先使用太阳能发电模组为整车提供电能。

并且，光伏MPPT控制器101优先为整车24V用电系统供电，同时为第二蓄电池3充电。

在12V系统负载有用电需求的情况下，可通过双向DC/DC变换器102将24V电压转换为12V电压，为整车12V系统供电，同时为第一蓄电池2充电。

在有220VAC用电需求的情况下，可通过双向DC/AC逆变器103将24V电压转换为220VAC为家用电器供电。

在光伏发电量不能满足整车低压负载用电需求的情况下，控制及通讯模块104通过监测第一蓄电池2和而第二蓄电池3电量状态，优先选用电量充足的蓄电池并通过控制双向DC/DC变换器102的升压或降压转换，为整车负载供电。

在光伏发电量不满足整车负载用电需求，且监测到第一蓄电池2或第二蓄电池3电量均不足时，控制及通讯模块104可发出整车上高压申请，通过高压DC/DC 10为整车24V用电系统供电，同时为第二蓄电池3充电。同时，通过双向DC/DC变换器102降压，为整车12V系统供电，同时为第一蓄电池2充电。(仅新能源车型适用)

在控制及通讯模块104检测到市电9输入接口时，可通过双向DC/AC逆变器103为24V蓄电池充电，并通过双向DC/DC变换器102降压为12V蓄电池充电。

日间行车电源分配说明：

首先，控制及通讯模块104读取整车状态信息，如日间行车状态(发电机或高压DC/DC10工作)，使用太阳能发电模组与发电机或高压DC/DC10同时为整车提供电能。

主要通过发电机或高压DC/DC10为整车24V用电系统供电，在整车12V用电系统有用电需求的情况下，通过双向DC/DC变换器102降压，为整车12V用电系统供电。

同时，光伏MPPT控制器101协助发电机或高压DC/DC优先为整车24V用电系统补能供电，降低车辆能耗。

当24V负载5或12V负载4有需求时，通过第一蓄电池2和第二蓄电池3供电。在有220VAC用电需求的情况下，可通过双向DC/AC逆变器103将24V电压转换为220VAC为家用电器供电。

夜间驻车电源分配说明：

主要通过第一蓄电池2给12V负载4供电，第二蓄电池3给24V负载5供电。在有220VAC用电需求的情况下，可通过双向DC/AC逆变器103将24V电压转换为220VAC为家用电器供电。

夜间行车电源分配说明：

主要通过发电机或高压DC/DC10为整车24V用电系统供电，在整车12V用电系统有用电需求的情况下，通过双向DC/DC变换器102降压，为整车12V用电系统供电。

在发电机或高压DC/DC10发电充足的情况下，为第二蓄电池3充电。同时，通过双向DC/DC变换器102降压，为第一蓄电池2充电。

本实施例还涉及一种车辆，该车辆设有如上所述的车辆供电系统。

本实施例的车辆，通过设置如上所述的车辆供电系统，能够使车辆的用电更加均衡，降低车辆能耗的情况下，满足整车24V用电系统和12V用电系统的用电，同时满足外部负载的用电需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种车辆供电系统，其特征在于：

包括第一蓄电池（2）、第二蓄电池（3）、发电部（10）和电源管理器（1）；

所述第一蓄电池（2）与所述电源管理器（1）中的12V供电电路（111）相连，所述第二蓄电池（3）和所述发电部（10）与所述电源管理器（1）中的24V供电电路（112）相连，且所述12V供电电路（111）连接在所述电源管理器（1）中的双向DC/DC模块的第一接口（7），所述24V供电电路（112）连接在所述双向DC/DC模块的第二接口（8）。

2.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于：

还包括太阳能发电模组，所述太阳能发电模组通过所述电源管理器（1）中的光伏MPPT模块与所述双向DC/DC模块相连。

3.根据权利要求2所述的车辆供电系统，其特征在于：

所述太阳能发电模组包括设于车辆顶板上。

4.根据权利要求2所述的车辆供电系统，其特征在于：

所述电源管理器（1）具有输出220VAC电源（6）的输出电路，且所述输出电路通过所述电源管理器（1）中的双向DC/AC逆变模块与所述双向DC/DC模块和所述光伏MPPT模块相连。

5.根据权利要求4所述的车辆供电系统，其特征在于：

所述电源管理器（1）具有与所述输出电路连接的输入电路，所述输入电路用于输入市电（9）。

6.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于：

所述发电部（10）包括发电机或动力电池，所述发电机与所述电源管理器（1）中的24V供电电路（112）相连，或，所述动力电池通过高压DC/DC与所述电源管理器（1）中的24V供电电路（112）相连。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆供电系统，其特征在于：

所述双向DC/DC模块采用双向DC/DC变换器（102）。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆供电系统，其特征在于：

所述双向DC/AC逆变模块采用双向DC/AC逆变器（103）。

9.一种车辆，其特征在于：

所述车辆中设有权利要求1至8中任一项所述的车辆供电系统。

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