CN220934855U - 电网供电电路、智能电器盒、电网供电系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电网供电电路、智能电器盒、电网供电系统及汽车，包括：至少两路电网、第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路；至少一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路与供电端相连，第一隔离电路用于在供电端供电异常时，隔离电网和供电端；每一电网的输出端，通过一个第二隔离电路与储能电池端相连，第二隔离电路用于在储能电池端供电异常时，隔离电网和储能电池端；第三隔离电路，设置在相邻两路电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路电网。本技术方案通过第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路在供电端或储能电池端出现供电异常时，保证电网供电的可靠性。

Description

电网供电电路、智能电器盒、电网供电系统及汽车

技术领域

本实用新型涉及电力与能源技术领域，尤其涉及一种电网供电电路、智能电器盒、电网供电系统及汽车。

背景技术

随着汽车智能化和自动驾驶技术的不断发展，对整车行驶安全相关系统的可靠性和功能安全要求也越来越高。这也导致对供电系统和整车电网提出了更高的要求。

传统车辆通常只有单个电网，该单个电网由单个配电盒和单个蓄电池组成，简称为主电网或A电网。然而，在自动驾驶阶段，基于车辆系统冗余备份需求，需要引入冗余电网，即在主电网的基础上增加一个备份电网，用于给冗余负载供电，简称为副电网或B电网。从而形成了双电网模式，整车具备两个电网系统，可以同时为相关安全负载供电。如此，当一个电网失效时，另一个电网仍能够维持系统和负载的供电，从而保证系统和负载不会立即失效。

但是，现有的主电网与副电网之间无法形成有效的供电互补，从而导致供电系统的可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电网供电电路、智能电器盒、电网供电系统及汽车，以解决现有供电系统可靠性较差的问题。

一种电网供电电路，包括：至少两路电网、第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路；

至少一路所述电网的输入端，通过一个所述第一隔离电路与供电端相连，所述第一隔离电路用于在所述供电端供电异常时，隔离所述电网和所述供电端；

每一所述电网的输出端，通过一个所述第二隔离电路与储能电池端相连，所述第二隔离电路用于在所述储能电池端供电异常时，隔离所述电网和所述储能电池端；

所述第三隔离电路，设置在相邻两路所述电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路所述电网。

进一步地，所述供电端包括第一供电端；至少一路所述电网的输入端，通过一个所述第一隔离电路与所述第一供电端相连；

或者，所述供电端包括至少两个第二供电端；每一路所述电网的输入端，通过一个所述第一隔离电路，与一个所述第二供电端相连。

进一步地，所述储能电池端包括至少两个电池连接端，每一所述电池连接端用于连接一个储能电池；

每一所述电网的输出端，通过一个所述第二隔离电路与一个所述电池连接端相连。

进一步地，所述第一隔离电路和所述第三隔离电路为双向隔离电路；所述第二隔离电路为单向隔离电路。

进一步地，所述双向隔离电路包括第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管的第一端为所述双向隔离电路的第一连接端，所述第一晶体管的第二端与所述第二晶体管的第二端相连，所述第二晶体管的第一端为所述双向隔离电路的第二连接端，所述第一晶体管的第三端和所述第二晶体管的第三端为所述双向隔离电路的控制端。

进一步地，所述第二隔离电路包括第三晶体管，所述第三晶体管的第一端为所述单向隔离电路的第一连接端，所述第三晶体管的第二端为所述单向隔离电路的第二连接端，所述第三晶体管的第三端为所述单向隔离电路的控制端。

进一步地，所述电网供电电路还包括至少两个开关电路；

每一所述开关电路的第一端耦合至一所述电网，每一所述开关电路的第二端用于连接用电负载。

进一步地，所述电网供电电路还包括故障检测电路和控制模块；

所述故障检测电路，分别与所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路相连，用于对所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路执行故障检测，输出故障检测信号；

所述控制模块，分别与所述故障检测电路、所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路相连，用于根据所述故障检测电路输出的所述故障检测信号，控制所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路工作。

一种智能电器盒，包括上述的电网供电电路。

一种电网供电系统，包括电压转换电路、储能电池和上述的智能电器盒，所述电压转换电路与所述供电端相连，所述储能电池与所述储能电池端相连。

进一步地，所述电压转换电路的数量为一个；所述电压转换电路通过一个所述第一隔离电路与一所述电网相连，所述第一隔离电路的输出端通过一个所述第三隔离电路与另一所述电网相连。

进一步地，所述电压转换电路的数量为至少两个；每一所述电压转换电路通过一所述第一隔离电路与一所述电网相连。

一种汽车，包括上述的电网供电系统。

上述电网供电电路、智能电器盒、电网供电系统及汽车，电网供电电路包括至少两路电网、第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路。至少一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路与供电端相连，第一隔离电路用于在供电端供电异常时，隔离电网和供电端；每一电网的输出端，通过一个第二隔离电路与储能电池端相连，第二隔离电路用于在储能电池端供电异常时，隔离电网和储能电池端；第三隔离电路，设置在相邻两路电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路电网，从而通过第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路在供电端或储能电池端出现供电异常时，保证电网供电的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中电网供电电路的一电路示意图；

图2是本实用新型一实施例中电网供电电路的另一电路示意图；

图3是本实用新型一实施例中电网供电电路的另一电路示意图；

图4是本实用新型一实施例中电网供电系统的一电路示意图。

图中：10、智能电器盒；11、至少两路电网；12、第一隔离电路；13、第二隔离电路；14、第三隔离电路；15、至少两个开关电路；16、故障检测电路；17、控制模块；20、电压转换电路；30、储能电池；40、用电负载。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实施例提供一种电网供电电路，如图1所示，包括：至少两路电网11、第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14；至少一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路12与供电端相连，第一隔离电路12用于在供电端供电异常时，隔离电网和供电端；每一电网的输出端，通过一个第二隔离电路13与储能电池端相连，第二隔离电路13用于在储能电池端供电异常时，隔离电网和储能电池端；第三隔离电路14，设置在相邻两路电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路电网。

在一具体实施例中，该供电端可以是通过电压转换电路20与高压母线相连，通过电压转换电路20将高压母线的母线电压转换成合适的电网供电电压，也可以是直接与供电电源相连，保证该供电电源可以提供合适的电网供电电压即可。可以理解地，该电网供电电压是指用于向至少两路电网11供电的电压。该高压母线是与汽车中的高压电池相连的母线。

在一具体实施例中，该储能电池端用于连接储能电池30，该储能电池30用于在供电端供电异常时，向至少两路电网11提供电网供电电压。

在一具体实施例中，可以是只有一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路12与供电端相连，也可以是每一路电网的输入端，均通过一个第一隔离电路12与供电端相连，保证至少一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路12与供电端相连即可。在本实施例中，当供电端供电异常时，例如，出现短路、欠压、过压和过流等情况时，第一隔离电路12隔离电网和供电端，此时由储能电池端相连的储能电池30向电网提供电网供电电压。

在一具体实施例中，如图2所示，供电端包括第一供电端V1；至少一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路12与第一供电端V1相连。

在一具体实施例中，如图1所示，供电端包括至少两个第二供电端(V1和V2)；每一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路12，与一个第二供电端(V1或V2)相连。

在一具体实施例中，每一电网的输出端，通过一个第二隔离电路13与储能电池端相连，第二隔离电路13用于在储能电池端供电异常时，隔离电网和储能电池端。在本实施例中，当储能电池端异常时，例如出现短路、欠压和过流等情况时，第二隔离电路13隔离电网和储能电池端，此时，由供电端输入的电网供电电压向电网供电。

在一具体实施例中，如图1所示，储能电池端包括至少两个电池连接端(B1和B2)，每一电池连接端用于连接一个储能电池30；每一所述电网的输出端，通过一个第二隔离电路13与一个电池连接端(B1或B2)相连。

在一具体实施例中，每一路电网通过储能电池端连接一储能电池30。第三隔离电路14，设置在相邻两路电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路电网。在本实施例中，当第三隔离电路14隔离相邻两路电网时，能够防止不同电网连接的储能电池30出现互充电的情况。当不同电网连接的储能电池30中的其中一个出现电压过低或电量过低，不足以维持相应的电网正常供电时，可以通过该电压过低或电量过低的储能电池30对应的第二隔离电路13隔离该储能电池30和其相应的电网，同时根据实际经验判断是否导通第三隔离电路14，以通过其它电压正常或电量正常的储能电池30向至少两路电网11同时供电，从而提高电网供电电路供电过程中的可靠性。

在本实施例中，电网供电电路包括至少两路电网11、第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14。至少一路电网的输入端，通过一个第一隔离电路12与供电端相连，第一隔离电路12用于在供电端供电异常时，隔离电网和供电端；每一电网的输出端，通过一个第二隔离电路13与储能电池端相连，第二隔离电路13用于在储能电池端供电异常时，隔离电网和储能电池端；第三隔离电路14，设置在相邻两路电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路电网。从而通过第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14在供电端或储能电池端出现供电异常时，保证电网供电的可靠性。

在一实施例中，第一隔离电路12和第三隔离电路14为双向隔离电路；第二隔离电路13为单向隔离电路。

在本实施例中，将第一隔离电路12和第三隔离电路14设置为双向隔离电路，提高供电异常时隔离的可靠性。将第二隔离电路13设置为单向隔离电路，由于第二隔离电路13用于隔离电网和储能电池端，因此，当储能电池端出现供电异常时，进行进行单向隔离，即防止储能电池端出现供电异常时电网通过储能电池端向储能电池30供电即可，以减少成本。

在一实施例中，双向隔离电路包括第一晶体管和第二晶体管；第一晶体管的第一端为双向隔离电路的第一连接端，第一晶体管的第二端与第二晶体管的第二端相连，第二晶体管的第一端为双向隔离电路的第二连接端，第一晶体管的第三端和第二晶体管的第三端为双向隔离电路的控制端；第二隔离电路13包括第三晶体管，第三晶体管的第一端为单向隔离电路的第一连接端，第三晶体管的第二端为单向隔离电路的第二连接端，第三晶体管的第三端为单向隔离电路的控制端。

在一具体实施例中，第一晶体管和第二晶体管为场效应晶体管。第一晶体管的第一端为漏极，第一晶体管的第二端为源极，第一晶体管的第三端为栅极。第二晶体管的第一端为漏极，第二晶体管的第二端为源极，第二晶体管的第三端为栅极。在本实施例中，通过控制第一晶体管和第二晶体管的控制端，便能够在供电异常时，使双向隔离电路实现双向隔离效果。该双向隔离电路的第一连接端可以用于连接供电端，也可以用于连接电网。同样地，该双向隔离电路的第二连接端可以用于连接电网，也可以用于连接供电端。

在一具体实施例中，第三晶体管为场效应晶体管。第三晶体管的第一端为漏极，第三晶体管的第二端源极，该第三晶体管的第三端为栅极。在本实施例中，单向隔离电路的第一连接端用于连接电网，该单向隔离电路的第二连接端用于连接储能电池端。通过控制第三晶体管的控制端，便能在供电异常时，使单向隔离电路实现单向隔离效果。

在一实施例中，电网供电电路还包括至少两个开关电路15；每一开关电路的第一端耦合至一电网，每一开关电路的第二端用于连接用电负载40。

在一具体实施例中，可选地，每一开关电路包括至少一个开关管。作为优选地，该开关管为MOSFET。或者，每一开关电路包括至少一个电力开关(EPUSE)。

可选地，用于负载包括但不限于EPS(Electric Power Steering，电动助力转向系统，简称EPS)、IBCS(Intelligent Brake Control System，智能制动控制系统，简称IBCS)、ADC(Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制，简称ADC)、CCU(Central Control Unit，中央控制单元，简称CCU)、FAN(风扇)、BLOWER(鼓风机)、ZCUF(Zone Control Unit Front，零部件控制单元前，简称ZCUF)、ZCUR(Zone Control Unit Rear，零部件控制单元后，简称ZCUR)、ZCUL(Zone Control Unit Left，零部件控制单元左，简称ZCUL)和ZCUT(ZoneControl Unit Top，零部件控制单元上，简称ZCUT)。

在本实施例中，电网供电电路还包括至少两个开关电路15；每一开关电路的第一端耦合至一电网，每一开关电路的第二端用于连接用电负载40，通过控制开关电路的导通或关断，便能够控制电网是否向用电负载40供电。

在一实施例中，如图3所示，电网供电电路还包括故障检测电路16和控制模块17；故障检测电路16，分别与第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14相连，用于对第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14执行故障检测，输出故障检测信号；控制模块17，分别与故障检测电路16、第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14相连，用于根据故障检测电路16输出的故障检测信号，控制第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14工作。

在本实施例中，故障检测电路16，对第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14执行故障检测包括检测供电端或储能电池端是否出现供电异常，输出故障检测信号。需要说明的是，该故障检测电路16可以采用本领域技术人员公知的电路结构，保证故障检测电路16能够检测供电端或储能电池端是否出现供电异常，输出故障检测信号即可。控制模块17根据故障检测信号，进行逻辑判断，控制第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14工作。需要说明的是，控制模块17的判断逻辑，以及如何控制第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14的导通和关断可以根据实际经验进行配置，保证控制模块17能够输出控制信号控制第一隔离电路12、第二隔离电路13和第三隔离电路14工作即可，在此不做限制。

本实施例提供一种智能电器盒10，如图4所示，包括上述的电网供电电路。

本实施例提供一种电网供电系统，包括电压转换电路20、储能电池30和上述的智能电器盒10，电压转换电路20与供电端相连，储能电池30与储能电池端相连。

作为优选地，该电压转换电路20包括DC/DC转换器。可选地，该电压转换电路20的数量可以是一个，也可以是多个。可以根据实际经验选择。

在本实施例中，电压转换电路20与第一隔离电路12相连，储能电池30与第二隔离电路13相连，当电压转换电路20、储能电池30出现异常时，电压转换电路20能够提供电网供电的可靠性。

在一实施例中，电压转换电路20的数量为一个，电压转换电路20通过一个第一隔离电路12与一电网相连，第一隔离电路12的输出端通过和一个第三隔离电路14，与另一电网相连。

在本实施例中，当电压转换电路20的数量为一个时，述电压转换电路20通过一个第一隔离电路12与一电网相连，通过一个第一隔离电路12和一个第三隔离电路14，与另一电网相连，在故障检测电路16检测电压转换电路20工作异常，导致供电异常时，控制模块17控制第一隔离电路12断开，以隔离电压转换电路20和电网，控制第三隔离电路14断开，以隔离相邻电网，从至少两个电网对应的储能电池30供电。若相邻电网中的一个电网对应的储能电池30电压过低或电量过低时，控制模块17控制电压过低或电量过低的储能电池30对应的第二隔离电路13断开，控制相邻电网之间的第三隔离电路14导通，由电压或电量正常的储能电池30同时向相邻电网供电，从而保证供电可靠性，同时降低电压转换电路20的成本。

在一实施例中，如图4所示，电压转换电路20的数量为至少两个(DCDC1、DCDC2)，每一电压转换电路20通过一第一隔离电路12，一电网相连。

在本实施例中，电压转换电路20的数量为至少两个，每一电压转换电路20通过一第一隔离电路12，一电网相连，当至少两个电压转换电路20中的部分电压转换电路20异常时，可以通过其它正常的电压转换电路20进行供电，从而提高供电过程中的可靠性。

本实施例提供一种汽车，包括上述的电网供电系统。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电网供电电路，其特征在于，包括：至少两路电网、第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路；

至少一路所述电网的输入端，通过一个所述第一隔离电路与供电端相连，所述第一隔离电路用于在所述供电端供电异常时，隔离所述电网和所述供电端；

每一所述电网的输出端，通过一个所述第二隔离电路与储能电池端相连，所述第二隔离电路用于在所述储能电池端供电异常时，隔离所述电网和所述储能电池端；

所述第三隔离电路，设置在相邻两路所述电网的输入端之间，用于隔离或导通相邻两路所述电网。

2.如权利要求1所述的电网供电电路，其特征在于，所述供电端包括第一供电端；至少一路所述电网的输入端，通过一个所述第一隔离电路与所述第一供电端相连；

或者，所述供电端包括至少两个第二供电端；每一路所述电网的输入端，通过一个所述第一隔离电路，与一个所述第二供电端相连。

3.如权利要求1所述的电网供电电路，其特征在于，所述储能电池端包括至少两个电池连接端，每一所述电池连接端用于连接一个储能电池；

每一所述电网的输出端，通过一个所述第二隔离电路与一个所述电池连接端相连。

4.如权利要求1所述的电网供电电路，其特征在于，所述第一隔离电路和所述第三隔离电路为双向隔离电路；所述第二隔离电路为单向隔离电路。

5.如权利要求4所述的电网供电电路，其特征在于，所述双向隔离电路包括第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管的第一端为所述双向隔离电路的第一连接端，所述第一晶体管的第二端与所述第二晶体管的第二端相连，所述第二晶体管的第一端为所述双向隔离电路的第二连接端，所述第一晶体管的第三端和所述第二晶体管的第三端为所述双向隔离电路的控制端。

6.如权利要求4所述的电网供电电路，其特征在于，所述第二隔离电路包括第三晶体管，所述第三晶体管的第一端为所述单向隔离电路的第一连接端，所述第三晶体管的第二端为所述单向隔离电路的第二连接端，所述第三晶体管的第三端为所述单向隔离电路的控制端。

7.如权利要求1所述的电网供电电路，其特征在于，所述电网供电电路还包括至少两个开关电路；

每一所述开关电路的第一端耦合至一所述电网，每一所述开关电路的第二端用于连接用电负载。

8.如权利要求1所述的电网供电电路，其特征在于，所述电网供电电路还包括故障检测电路和控制模块；

所述故障检测电路，分别与所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路相连，用于对所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路执行故障检测，输出故障检测信号；

所述控制模块，分别与所述故障检测电路、所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路相连，用于根据所述故障检测电路输出的所述故障检测信号，控制所述第一隔离电路、所述第二隔离电路和所述第三隔离电路工作。

9.一种智能电器盒，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的电网供电电路。

10.一种电网供电系统，其特征在于，包括电压转换电路、储能电池和如权利要求9所述的智能电器盒，所述电压转换电路与所述供电端相连，所述储能电池与所述储能电池端相连。

11.如权利要求10所述的电网供电系统，其特征在于，所述电压转换电路的数量为一个；所述电压转换电路通过一个所述第一隔离电路与一所述电网相连，所述第一隔离电路的输出端通过一个所述第三隔离电路与另一所述电网相连。

12.如权利要求10所述的电网供电系统，其特征在于，所述电压转换电路的数量为至少两个；每一所述电压转换电路通过一所述第一隔离电路与一所述电网相连。

13.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求10至12任意一项所述的电网供电系统。