一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，包括雙電源控制器，所述雙電源控制器設有高壓蓄電池組輸入端、使能信號輸入端和三相交流電輸出端，所述雙電源控制器還連接有低壓蓄電池組輸入端，所述雙電源控制器內部設有升壓單元。本實用新型與現有技術的相比的有益效果是：本實用新型既能保證實現直流高壓和直流低壓同時供電，也能保證實現直流高壓或者直流低壓單獨供電，同時保證輸出的三相交流電為180?400VAC，從而確保了在行車途中高壓蓄電池組突然斷開時也能夠通過所述低壓蓄電池組順利完成供電工作，進而確保新能源汽車的電動轉向系統、電動空壓機系統的正常工作，徹底消除了由于現有單電源控制系統工作不穩定而對車輛正常運行產生的不利影響和安全隱患。
【專利說明】
一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及新能源汽車的電源控制裝置，特別涉及一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置。
【背景技術】
[0002]現有新能源車的供電裝置是采用高壓蓄電池組供電，經單電源控制器(DCAC)逆變成三相交流電后再驅動電機運轉，該技術方案存在的技術缺陷是:當新能源車輛出現掉高壓(即高壓突然斷開)現象時，單電源控制器便不能正常工作，這會導致新能源車的電池及供電系統控制處于不穩定狀態，該技術缺陷極大地影響了車輛的正常運行并存在嚴重的安全隱患，亟待改進。
[0003]專利號為ZL03227512.9的中國實用新型專利公開了一種雙電源無軌電車的電控裝置。它主要是解決現有無軌電車無雙電源或雙電源控制不合理等技術問題。其技術方案要點是:主控電路采用邏輯控制器PLC2，由集電器SD經架線阻塞二極管VDl、濾波電抗器LF接由主逆變器VF、交流牽引電機Ml、制動電阻RZ組成主電氣傳動電路，在架線阻塞二極管VDl的輸出端并接由車載蓄電池BGl、蓄電池阻塞二極管VD2組成的蓄電池電源電路和由靜止逆變器SIVl、SIV2組成的輔助電路，靜止逆變器SIVl輸出低壓直流接車輛低壓供電電路，靜止逆變器SIV2輸出交流電壓接空壓機M2。它主要是用于雙電源的無軌電車。但該實用新型的所述電控裝置中并未設置升壓單元，無法實現將低壓電源升至高壓電源進而再通過逆變器轉換成三相交流電的技術效果，也無法實現現有新能源車的供電裝置在高壓突然斷開的情況下由低壓供電系統繼續正常工作的技術效果，該技術缺陷將進一步導致新能源車的電動轉向系統、電動空壓機系統無法正常工作，極大地影響車輛的正常運行并存在嚴重的安全隱患，亟待改進。
[0004]專利號為ZL200520128323.5的中國實用新型專利公開了一種用于不間斷供電的在線式雙電源控制裝置及電源裝置。在控制柜殼體上設有兩路或三路供電電源輸入接線端子，分別連接控制柜內兩組或三組整流電路的輸入端，兩組或三組整流電路的直流輸出經濾波后接入逆變電路?？刂乒駜仍O有含驅動電路的運算控制電路及與其連接的整流電路、濾波電路、逆變電路，電流、電壓檢測元件的輸出和控制面板均和運算控制電路連接，驅動電路的輸出連接逆變電路的功率元件的觸發控制端。該實用新型采用雙路供電電源同時供電、整流輸出并聯的方式，經逆變電路輸出單相或三相工頻或變頻交流電源，用以驅動電機或作為工業設備應用電源，不存在雙回路電源切換時的短時停電問題，并具有傳統變頻器的所有功能。但該實用新型的所述在線式雙電源控制裝置中并未設置升壓單元，無法實現將低壓電源升至高壓電源進而再通過逆變器轉換成三相交流電的技術效果，也無法實現現有新能源車的供電裝置在高壓突然斷開的情況下繼續由低壓供電系統進行正常工作的技術效果，該技術缺陷將進一步導致新能源車的電動轉向系統、電動空壓機系統無法正常工作，極大地影響車輛的正常運行并存在嚴重的安全隱患，亟待改進。
[0005]專利號為ZL201220251847.3的中國實用新型專利公開了一種變電站雙電源戶外供電裝置，至少包括主電源、備電源、連接在主電源和備電源之間的兩個真空斷路器、通過線路外接在兩個真空斷路器之間的用電設備;還包括連接在兩個真空斷路器之間且位于用電設備外接點兩端的隔離開關;所述兩個真空斷路器和兩個隔離開關均與雙電源控制器連接。該實用新型所述的變電站雙電源戶外供電裝置通過在兩個真空斷路器上分別增加兩個隔離開關，在操作過程中設置一個隔離開關閉合，另一個隔離開關斷開，保證了不會出現供電過程誤操作。但該實用新型的所述變電站雙電源戶外供電裝置中并未設置升壓單元，無法實現將低壓電源升至高壓電源進而再通過逆變器轉換成三相交流電的技術效果，也無法實現現有新能源車的供電裝置在高壓突然斷開的情況下繼續由低壓供電系統進行正常工作的技術效果，該技術缺陷將進一步導致新能源車的電動轉向系統、電動空壓機系統無法正常工作，進而極大地影響車輛的正常運行并存在嚴重的安全隱患，亟待改進。
【實用新型內容】
[0006]為了解決上述現有新能源汽車的電源控制裝置存在的技術缺陷，本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，包括雙電源控制器，所述雙電源控制器設有高壓蓄電池組輸入端、使能信號輸入端和三相交流電輸出端，所述雙電源控制器還連接有低壓蓄電池組輸入端，所述雙電源控制器內部設有升壓單元。
[0008]優選的是，所述升壓單元包括自舉升壓二極管和自舉升壓電容。
[0009]在上述任一方案中優選的是，所述低壓蓄電池組采用鉛酸蓄電池。
[0010]在上述任一方案中優選的是，所述低壓蓄電池組采用鎳氫蓄電池。
[0011]在上述任一方案中優選的是，所述低壓蓄電池組采用磷酸鐵鋰蓄電池。
[0012]在上述任一方案中優選的是，所述低壓蓄電池組采用超級蓄電池。
[0013]在上述任一方案中優選的是，所述高壓蓄電池組采用鉛酸蓄電池。
[0014]在上述任一方案中優選的是，所述高壓蓄電池組采用鎳氫蓄電池。
[0015]在上述任一方案中優選的是，所述高壓蓄電池組采用磷酸鐵鋰蓄電池。
[0016]在上述任一方案中優選的是，所述高壓蓄電池組采用超級蓄電池。
[0017]在上述任一方案中優選的是，所述鉛酸蓄電池采用普通鉛酸蓄電池。
[0018]在上述任一方案中優選的是，所述鉛酸蓄電池采用干荷鉛酸蓄電池。
[0019]在上述任一方案中優選的是，所述鉛酸蓄電池采用濕荷鉛酸蓄電池。
[0020]在上述任一方案中優選的是，所述鉛酸蓄電池采用免維護鉛酸蓄電池。
[0021]在上述任一方案中優選的是，所述低壓蓄電池組采用直流低壓12至28VDC。
[0022]在上述任一方案中優選的是，所述高壓蓄電池組采用直流高壓300至570VDC。
[0023]在上述任一方案中優選的是，所述使能信號采用24VDC為有效信號。
[0024]在上述任一方案中優選的是，所述三相交流電的輸出電壓為100-400VAC。
[0025]本實用新型與現有技術相比的有益效果是:本實用新型針對現有新能源汽車的單電源控制裝置采用高壓蓄電池組以及單電源控制器易產生供電不穩定的技術缺陷，除了將所述低壓蓄電池組接入所述雙電源控制器外，還在所述雙電源控制器內部設置有升壓單元，此舉既能保證實現直流高壓300-570VDC和直流低壓12-28VDC同時供電，也能保證實現直流高壓300-570VDC或者直流低壓12-28VDC單獨供電，同時保證輸出的三相交流電為180-400VAC。因此，本實用新型確保在行車途中高壓蓄電池組突然斷開時也能夠通過所述低壓蓄電池組順利完成供電工作，確保新能源汽車的電動轉向系統、電動空壓機系統的正常工作，徹底消除了現有技術中存在的由于高壓蓄電池組及單電源控制系統供電工作不穩定而對車輛的正常運行產生的不利影響和嚴重的安全隱患。
【附圖說明】

[0026]圖1為按照本實用新型的用于新能源汽車的雙電源控制裝置優選實施例的結構示意圖；
[0027]圖2為現有新能源汽車的單電源控制裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了更好地理解本實用新型，下面結合具體實施例對本實用新型作了詳細說明，但是，顯然可對本實用新型進行不同的變型和改型而不超出后附權利要求限定的本實用新型更寬的精神和范圍。因此，以下實施例僅具有示例性而沒有限制的含義。
[0029]實施例1:
[0030]如圖1所示，一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，包括雙電源控制器，所述雙電源控制器設有高壓蓄電池組輸入端、使能信號輸入端和三相交流電輸出端，所述雙電源控制器還連接有低壓蓄電池組輸入端，所述雙電源控制器內部設有升壓單元，所述升壓單元包括自舉升壓二極管和自舉升壓電容，所述低壓蓄電池組和所述高壓蓄電池組均采用鉛酸蓄電池，所述鉛酸蓄電池采用普通鉛酸蓄電池，所述低壓蓄電池組采用直流低壓12至28VDC，所述高壓蓄電池組采用直流高壓300至570VDC，所述使能信號采用24VDC為有效信號，所述三相交流電的輸出電壓為100-400VAC。
[0031]所述蓄電池(StorageBattery)是將化學能直接轉化成電能的一種裝置，是按可再充電設計的電池，通過可逆的化學反應實現再充電，通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理:充電時利用外部的電能使內部活性物質再生，把電能儲存為化學能，需要放電時再次把化學能轉換為電能輸出，比如生活中常用的手機電池等。所述普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構成，電解液是硫酸的水溶液，它的主要優點是電壓穩定、價格便宜;缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。
[0032]所述使能是指負責控制信號的輸入和輸出，通俗點說就是一個“允許”信號。比如:進給使能就是指允許進給的信號，也就是說當進給使能信號有效的時候電機才能轉動。一般的數控系統會將電機的進給使能信號跟急停開關和行程限位開關串聯起來，當按下急停開關或者機床運轉超出行程后，進給使能信號被斷開，電機不能繼續轉動，從而保護機床在安全的行程內運行。使能是芯片的一個輸入引腳或者電路的一個輸入端口，只有該引腳激活，例如置于高電平時，整個模塊才能正常工作，可以把使能想象成手槍或者滅火器的保險栓之類的東西。使能不僅僅是指控制，它也是指需要符合某種條件后所做出的一種需求反應。如TTL三態輸出門電路中使能端也就是控制端。使能端當為低電平有效時，電路實現與非門功能；當為高電平時，電路呈高阻態。所述使能信號就是加在邏輯電路的使能端的信號，它是可以改變邏輯電路功能的信號。所述使能信號類似一個觸發信號，它主要是為保證電路或者器件正常工作的開關，也就是說可以通過這個信號打開或關閉IC電路中的某個功能。
[0033]所述升壓單元又稱自舉電路，也叫升壓電路，是利用自舉升壓二極管、自舉升壓電容等電子元件使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高的電路，有的電路升高的電壓能達到數倍電源電壓。舉個簡單的例子:有一個12V的電路，電路中有一個場效應管需要15V的驅動電壓，這個15V的電壓就是通過自舉升壓而獲得的。通常用一個電容和一個二極管，電容存儲電荷，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量。如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流。如果這個通斷的過程不斷重復，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。
[0034]本實用新型的工作原理:將高壓300-570VDC蓄電池組電源與低壓12-28VDC蓄電池組電源同時接入所述雙電源控制器，當所述高壓電源正常供電(即直流電壓不低于300VDC)時，所述升壓單元無輸出；當所述高壓電源供電不正常(即直流電壓低于300VDC)時，所述升壓單元將自動無縫接入，從而保證所述雙電源控制器正常輸出三相交流電100-400VAC。
[0035]本實用新型包括以下三種供電工作狀態:
[0036]第一種:在所述雙電源控制器同時連接所述高壓蓄電組和所述低壓蓄電組，且24VDC使能有效的情況下，在所述高壓蓄電池組的輸出電壓大于300VDC時，所述雙電源控制器處于高壓蓄電池供電狀態并輸出180-400VAC三相電源，該輸出電流驅動電動機旋轉并能夠保證電動機在滿負荷工況下長時間正常運行;此時，所述低壓蓄電池組不工作并處于升壓狀態。
[0037]第二種:在所述雙電源控制器同時連接所述高壓蓄電組和所述低壓蓄電組，且24VDC使能有效的情況下，在所述高壓蓄電池組輸出電壓大于300VDC時，所述雙電源控制器處于低壓蓄電池組供電狀態并輸出100~300VAC三相電源，該輸出電流驅動電動機旋轉并能夠保證電動機在百分之五十負荷工況下短時間運行。
[0038]第三種:在所述雙電源控制器同時連接所述高壓蓄電組和所述低壓蓄電組，且24VDC使能有效的情況下，在所述高壓蓄電池組輸出電壓小于300VDC時，所述雙電源控制器處于所述低壓蓄電池組供電狀態并輸出100?300VAC三相電源，該輸出電流驅動電動機旋轉并能夠保證電機在百分之五十負荷工況下短時間運行；當所述高壓蓄電池組輸出電壓恢復至IJ300VDC以上時，所述雙電源控制器處于高壓蓄電池組供電狀態并輸出180-400VAC三相電源，該輸出電流驅動電動機旋轉并能夠保證電機在滿負荷工況下長時間運行;此時，所述低壓蓄電池組不工作并處于升壓狀態。
[0039]如圖2所示，現有新能源汽車的單電源控制裝置，包括單電源控制器，所述單電源控制器設有高壓蓄電池組輸入端、使能信號輸入端和三相交流電輸出端，由上述可知，該技術方案存在供電不穩定并對車輛的正常運行將會產生不利影響和嚴重的安全隱患，本實用新型的技術方案則徹底解決了該技術缺陷。
[0040]實施例2:
[0041]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，與實施例1相似，所不同的是:所述鉛酸蓄電池采用干荷鉛酸蓄電池。
[0042]所述干荷鉛酸蓄電池，全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點是負極板有較高的儲電能力，在完全干燥狀態下，能在兩年內保存所得到的電量，使用時，只需加入電解液，等過20?30分鐘就可使用。所謂干荷鉛酸蓄電池就是在出廠時沒有添加電解液，當使用時才開始添加電解液，其使用壽命開始的起點按實際使用時的時間計算，由于使用前沒有加電解液所以叫干荷式。
[0043]實施例3:
[0044]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，與實施例1相似，所不同的是:所述鉛酸蓄電池采用濕荷鉛酸蓄電池。
[0045]所述濕荷鉛酸蓄電池是指極板為荷電狀態，帶有少量電解液，而大部分電解液被吸入隔板和極板中貯存的一種蓄電池。
[0046]實施例4:
[0047]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，與實施例1相似，所不同的是:所述鉛酸蓄電池采用免維護鉛酸蓄電池。
[0048]所述免維護蓄電池由于自身結構上的優勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內基本不需要補充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護蓄電池有兩種:第一種在購買時一次性加電解液以后使用中不需要維護(添加補充液)；另一種是電池本身出廠時就已經加好電解液并封死，用戶根本就不能加補充液。
[0049]實施例5:
[0050]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，與實施例1相似，所不同的是:所述低壓蓄電池組和所述高壓蓄電池組均采用鎳氫蓄電池。
[0051]所述鎳氫蓄電池是指正極活性物質主要由鎳制成、負極活性物質主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。
[0052]實施例6:
[0053]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，與實施例1相似，所不同的是:所述低壓蓄電池組和所述高壓蓄電池組均采用磷酸鐵鋰蓄電池。
[0054]所述磷酸鐵鋰電池是鋰離子電池家族中最安全的高比能量電池。磷酸鐵鋰電池的放電電壓非常平穩，一般為3.2 V，放電后期(主要指剩余的10%容量)電壓變化較快，截止電壓一般為2.5 V。環境溫度特別是低溫會對磷酸鐵鋰電池的放電容量產生影響:-20°C的放電容量是常溫容量的45%，-10°C是常溫的65%，-5°C是常溫的80%，0°C是常溫的90%，0°C?20°(:的放電容量變化非常小。磷酸鐵鋰電池的低溫性能優于鉛酸蓄電池。
[0055]實施例7:
[0056]一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，與實施例1相似，所不同的是:所述低壓蓄電池組和所述高壓蓄電池組均采用超級蓄電池。
[0057]所述超級蓄電池(發動機啟動電源)是一種當內燃機配用的傳統蓄電池失效而無法實施啟動時，能通過快速儲能后向內燃機提供啟動電源的裝置。傳統蓄電池的工作原理及缺陷:以內燃機為動力的設備主要采用傳統蓄電池作為啟動電源，由于傳統蓄電池受使用壽命、存放時間、環境溫度等因素的限制，會導致儲量降低或內阻過大而失效，從而無法實施啟動。同時，由于這些因素難以預測和控制，內燃機無法啟動的情況隨時可能發生而令人束手無策，特別是當用于消防、救災、軍事、通訊等用途的裝備或體積龐大的工程機械遇到這種情況時，可能會造成極為嚴重的后果。傳統蓄電池環境溫度每降低10°c內阻約增大15%，蓄電池的內阻超過正常值25%，該容量已降低到其標稱容量的80%左右，如果蓄電池內阻超過正常值的50%，該蓄電池容量已降低到其標稱容量的80%以下。若有新型的蓄電池與傳統蓄電池設計為并聯配置的話，就可以瞬時釋放大電流，從而解決因低溫啟動設備困難問題，同時大大延長傳統蓄電池的使用壽命。
【主權項】
1.一種用于新能源汽車的雙電源控制裝置，包括雙電源控制器，所述雙電源控制器設有高壓蓄電池組輸入端、使能信號輸入端和三相交流電輸出端，其特征在于，所述雙電源控制器還連接有低壓蓄電池組輸入端，所述雙電源控制器內部設有升壓單元。2.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述升壓單元包括自舉升壓二極管和自舉升壓電容。3.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述低壓蓄電池組采用鉛酸蓄電池。4.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述低壓蓄電池組采用鎳氫蓄電池。5.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述低壓蓄電池組采用磷酸鐵鋰蓄電池。6.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述低壓蓄電池組采用超級蓄電池。7.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述低壓蓄電池組采用直流低壓12至28VDC。8.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述高壓蓄電池組采用直流高壓300至570VDC。9.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述使能信號采用24VDC為有效信號。10.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述三相交流電的輸出電壓為100-400VAC。11.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述高壓蓄電池組采用鉛酸蓄電池。12.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述高壓蓄電池組采用鎳氫蓄電池。13.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述高壓蓄電池組采用磷酸鐵鋰蓄電池。14.如權利要求1所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述高壓蓄電池組采用超級蓄電池。15.如權利要求3或11所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述鉛酸蓄電池采用普通鉛酸蓄電池。16.如權利要求3或11所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述鉛酸蓄電池采用干荷鉛酸蓄電池。17.如權利要求3或11所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述鉛酸蓄電池采用濕荷鉛酸蓄電池。18.如權利要求3或11所述的用于新能源汽車的雙電源控制裝置，其特征在于，所述鉛酸蓄電池采用免維護鉛酸蓄電池。
【文檔編號】B60R16/033GK205725143SQ201620653513
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】高攀, 楊志, 王小明, 王克亮
【申請人】瑞立集團瑞安汽車零部件有限公司