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1、(10)申请公布号 CN 102229327 A (43)申请公布日 2011.11.02 CN 102229327 A *CN102229327A* (21)申请号 201110107919.7 (22)申请日 2011.04.27 B60R 16/03(2006.01) H02H 3/08(2006.01) H02H 7/18(2006.01) (71)申请人 北京启明精华新技术有限公司 地址 100084 北京市海淀区荷清路 3 号润泽 嘉业大酒店 A 座 4 层 (72)发明人 曹发涛 白鹏飞 张剑 (74)专利代理机构 北京清亦华知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11201 代。
2、理人 张大威 (54) 发明名称 汽车供电系统 (57) 摘要 本发明提出一种汽车供电系统， 包括 ： 功率电 供电单元， 所述功率电供电单元与输入电源连接， 用于将所述输入电源提供的电压处理成功率电 ； 和控制器电供电单元， 所述控制器电供电单元与 所述输入电源连接， 用于将所述输入电源提供的 电压处理成控制器电， 其中所述功率电供电单元 和所述控制器电供电单元并联连接。根据本发明 的汽车供电系统， 能够实现控电分离， 为整车电 器的传统功率负载和电控单元提供分类的供电电 源， 供电系统连接规范， 使用安全。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请。
3、 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 102229328 A1/2 页 2 1. 一种汽车供电系统， 其特征在于， 包括 ： 功率电供电单元， 所述功率电供电单元与输入电源连接， 用于将所述输入电源提供的 电压处理成功率负载用电 ； 和 控制器电供电单元， 所述控制器电供电单元与所述输入电源连接， 用于将所述输入电 源提供的电压处理成控制器电， 其中所述功率电供电单元和所述控制器电供电单元并联连 接。 2. 根据权利要求 1 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述输入电源包括并联的发电 机和蓄电池。 3. 根据权利要求 2 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述功率电供。
4、电单元进一步包 括 ： 常通功率电输出模块， 所述常通功率电输出模块与所述发电机和蓄电池的输出端连 接， 用于输出常通功率电 ； 以及 可控功率电输出模块， 所述可控功率电输出模块与所述发电机和蓄电池的输出端可切 换地连接， 用于输出可控功率电。 4. 根据权利要求 2 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述功率电供电单元进一步包 括 ： 常通供电线路监测模块， 所述常通供电线路监测模块连接在所述发电机和蓄电池的输 出端与所述常通功率电输出模块之间， 用于检测所述常通功率电输出模块输出的电流 ； 以 及 可控供电线路监控模块， 所述可控供电线路监控模块连接在所述发电机和蓄电池的输 出端与所述。
5、可控功率电输出模块之间， 用于检测所述可控功率电输出模块输出的电流， 其 中当所述可控功率电输出模块输出的电流处于非正常状态时， 控制所述可控功率电输出模 块与所述发电机和蓄电池的输出端之间的连接断开。 5. 根据权利要求 2 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述功率电供电单元进一步包 括 ： 发电机电流监测模块， 所述发电机电流监测模块连接在所述发电机的输出端和所述常 通供电线路监测模块之间， 用于检测所述发电机输出的电流值 ； 以及 蓄电池监测模块， 所述蓄电池监测模块连接在所述蓄电池的输出端和所述可控供电线 路监控模块之间， 用于检测所述蓄电池的工作电压、 工作电流和工作温度以实时监。
6、测蓄电 池荷电状态， 进行亏电保护。 6. 根据权利要求 5 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述蓄电池监测模块根据所述 工作电压、 工作电流和工作温度计算所述蓄电池的荷电状态， 并当所述蓄电池处于亏电状 态时， 采用分级关断的方法以保护所述蓄电池。 7. 根据权利要求 1 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述控制器电供电单元进一步 包括 ： 电压转换模块， 所述电压转换模块的输入端与所述发电机和蓄电池的输出端连接， 用 于将所述发电机和蓄电池提供的电压转换成稳定的控制器电 ； 常通控制器电输出模块， 所述常通控制器电输出模块与所述电压转换模块的输出端连 接， 用于输出常通控制器电 ；。
7、 以及 权 利 要 求 书 CN 102229327 A CN 102229328 A2/2 页 3 可控控制器电输出模块， 所述可控控制器电输出模块与所述电压转换模块的输出端连 接， 用于输出可控控制器电。 8. 根据权利要求 7 所述的汽车供电系统， 其特征在于， 所述电压转换模块包括两个并 联的直流 / 直流转换器， 所述两个并联的直流 / 直流转换器在汽车上电和下电过程中自适 应地切换。 权 利 要 求 书 CN 102229327 A CN 102229328 A1/4 页 4 汽车供电系统 技术领域 0001 本发明涉及汽车电气技术领域， 特别涉及一种用于汽车供电系统。 背景技术 。
8、0002 传统的汽车电器系统使用蓄电池 - 发电机并联为整车电器提供供电， 从蓄电池正 极引出三条线 ： 一条线与起动机直接连接 ； 一条线经过熔断丝与发电机连接 ； 一条线作为 车身用电器的功率供电线。 车身用电器的功率供电线经过熔断丝之后， 又进一步分为三根 ： 常通功率电线、 ACC 功率电线及 ON 功率电线， 其通断通过钥匙档位控制相应继电器实现， 由 熔断丝来进行过流保护。 0003 传统电源供电方式的结构简单， 成本低廉， 目前在汽车上仍然大量使用， 为汽车电 器系统提供功率供电。电器的通断控制通过开关、 继电器、 分配器等元件实现。整车电器设 计几块配电板， 在配电板上安装有大。
9、量插片式熔断丝， 为各个电器供电， 导致配电板的接线 非常杂乱。 0004 而且， 电器的日益增多在带来供电连接复杂的同时， 为整车用电安全也带来了更 多的隐患， 传统的熔断丝保护方式对整车用电安全保护的作用非常有限。 此外， 汽车电器系 统的电控单元和电路越来越多， 蓄电池 - 发电机输出电压不稳定， 不适合给整车的控制器 电路直接供电， 电控单元的用电需要进行稳压转换。 0005 综上， 现有的汽车供电网络存在的问题是， 无良好的整车用电规划机制， 供电系统 连接杂乱， 无智能化功能对供电系统的用电安全进行监视保护。 发明内容 0006 本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。 0007。
10、 为达到上述目的， 本发明提出一种汽车供电系统， 包括 ： 功率电供电单元， 所述功 率电供电单元与输入电源连接， 用于将所述输入电源提供的电压处理成功率电 ； 和控制器 电供电单元， 所述控制器电供电单元与所述输入电源连接， 用于将所述输入电源提供的电 压处理成控制器电， 其中所述功率电供电单元和所述控制器电供电单元并联连接。 0008 根据本发明实施例的汽车供电系统， 能够实现控电分离， 为整车电器的传统功率 负载和电控单元提供分类的供电电源， 供电系统连接规范， 使用安全。 0009 在本发明的一个实施例中， 所述输入电源包括并联的发电机和蓄电池。 0010 在本发明的一个实施例中， 所。
11、述功率电供电单元进一步包括 ： 常通功率电输出模 块， 所述常通功率电输出模块与所述发电机和蓄电池的输出端连接， 用于输出常通功率电 ； 以及可控功率电输出模块， 所述可控功率电输出模块与所述发电机和蓄电池的输出端可切 换地连接， 用于输出可控功率电。 0011 在本发明的一个实施例中， 所述功率电供电单元进一步包括 ： 常通供电线路监测 模块， 所述常通供电线路监测模块连接在所述发电机和蓄电池的输出端与所述常通功率电 输出模块之间， 用于检测所述常通功率电输出模块输出的电流 ； 以及可控供电线路监控模 说 明 书 CN 102229327 A CN 102229328 A2/4 页 5 块，。
12、 所述可控供电线路监控模块连接在所述发电机和蓄电池的输出端与所述可控功率电输 出模块之间， 用于检测所述可控功率电输出模块输出的电流， 其中当所述可控功率电输出 模块输出的电流处于非正常状态时， 控制所述可控功率电输出模块与所述发电机和蓄电池 的输出端之间的连接断开。 通过对供电线路的输出进行电流监测， 当线路发生过流故障时， 可对线路进行相应的保护。 0012 在本发明的一个实施例中， 所述功率电供电单元进一步包括 ： 发电机电流监测模 块， 所述发电机电流监测模块连接在所述发电机的输出端和所述常通供电线路监测模块之 间， 用于检测所述发电机输出的电流值以控制所述发电机的电流输出 ； 以及蓄。
13、电池监测模 块， 所述蓄电池监测模块连接在所述蓄电池的输出端和所述可控供电线路监控模块之间， 用于检测所述蓄电池的工作电压、 工作电流和工作温度以实时检测蓄电池荷电状态， 进行 亏电保护。 0013 根据本发明的一个实施例， 根据所述工作电压、 工作电流和工作温度计算所述蓄 电池的荷电状态， 并当所述蓄电池处于亏电状态时， 采用分级关断的方法保护所述蓄电池。 0014 在本发明的一个实施例中， 所述控制器电供电单元进一步包括 ： 电压转换模块， 所 述电压转换模块的输入端与所述发电机和蓄电池的输出端连接， 用于将所述发电机和蓄电 池提供的电压转换成稳定的控制器电 ； 常通控制器电输出模块， 所。
14、述常通控制器电输出模 块与所述电压转换模块的输出端连接， 用于输出常通控制器电 ； 以及可控控制器电输出模 块， 所述可控控制器电输出模块与所述电压转换模块的输出端连接， 用于输出可控控制器 电。 0015 根据本发明的一个实施例， 所述电压转换模块包括两个并联的直流 / 直流转换 器， 所述两个并联的直流 / 直流转换器在汽车上电和下电过程中自适应地切换。 。 0016 本发明的汽车供电系统， 实现了控电分离， 供电系统连接规范， 并且通过对供电线 路进行电流监测， 能够在线路发生故障时进行相应的保护。 此外， 通过实时监测发电机和蓄 电池的工作参数， 能够为蓄电池提供亏电保护。 0017 。
15、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述中变 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 附图说明 0018 本发明上述的和 / 或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解， 其中 ： 0019 图 1 为本发明实施例的汽车供电系统的结构示意图 ； 0020 图 2 为本发明一个实施例的汽车供电系统的示意图 ； 0021 图 3 为本发明一个实施例的功率电供电单元的结构示意图 ； 0022 图 4 为本发明一个实施例的功率电供电单元的电路示意图 ； 0023 图 5 为本发明一个实施例的控制器电供电单元的结构示意图 ； 以及 0024 图 6 。
16、为本发明一个实施例的控制器电供电单元的电路示意图。 具体实施方式 0025 下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终 说 明 书 CN 102229327 A CN 102229328 A3/4 页 6 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能解释为对本发明的限制。 0026 如图 1 所示为本发明实施例的汽车供电系统的示意图， 该汽车供电系统包括 ： 功 率电供电单元 100 和控制器电供电单元 200。 0027 功率电供电单元 100 与输入电源 300 连接。
17、， 用于将输入电源 300 提供的电压处理 成功率大、 电流波动大的功率负载用电， 例如 12V/24V 的功率电。控制器电供电单元 200 也 与输入电源300连接， 用于将输入电源300提供的电压处理成功率小、 电压稳定性高的控制 器电， 例如 12V 的控制器电。显然地， 控制器电供电单元 200 与功率电供电单元 100 并联连 接。 0028 其中， 功率电供电单元 100 输出的功率电可提供至汽车用电器， 例如车大灯、 喇 叭、 风扇等。控制器电供电单元 200 输出的控制器电可提供至汽车控制器单元。 0029 在本发明的一个实施例中， 如图 2 所示， 输入电源 300 可包括并。
18、联的发电机 310 和 蓄电池 320。 0030 如图 3 所示为本发明一个实施例的功率电供电单元 100 的结构示意图， 该功率电 供电单元 100 可包括常通功率电输出模块 110 和可控功率电输出模块 120。常通功率电输 出模块 110 与发电机 310 和蓄电池 320 的输出端连接， 用于输出常通功率电。可控功率电 输出模块 120 与发电机 310 和蓄电池 320 的输出端可切换地连接， 用于输出可控功率电。 0031 具体地， 常通功率电输出模块 110 和可供功率电输出模块 120 可为线束。 0032 对于本领域技术人员而言， 很容易理解的是， 可在常通功率电输出模块 。
19、110 和可 供功率电输出模块 120 与发电机 310 和蓄电池 320 的输出端之间增加保险丝， 对用电安全 进行保护。 0033 上面提到的使用保险丝对用电安全进行保护的作用非常有限， 因此在本发明的一 些实施例中， 为了更好地对线路进行保护， 功率电供电单元 100 还可包括常通供电线路监 测模块 130 和可控供电线路监测模块 140。常通供电线路监测模块 130 连接在发电机 310 和蓄电池320的输出端与常通功率电输出模块110之间， 用于检测常通功率电输出模块110 输出的电流。可控供电线路监控模块 140 连接在发电机 310 和蓄电池 320 的输出端与可控 功率电输出模。
20、块120之间， 用于检测可控功率电输出模块120输出的电流， 当所述可控功率 电输出模块120输出的电流处于非正常状态时， 控制可控功率电输出模块120与发电机310 和蓄电池 320 的输出端之间的连接断开。这样， 可对供电线路的输出进行电流监测， 判断线 路的过流故障， 从而进行相应的保护， 防止发生危险。 0034 在本发明的另一些实施例中， 功率电供电单元 100 还可包括发电机电流监测模块 150和蓄电池监测模块160。 发电机电流监测模块150连接在发电机310的输出端和常通供 电线路监测模块 130 之间， 用于检测发电机 310 输出的电流值以控制发电机 310 的电流输 出。。
21、蓄电池监测模块 160 连接在蓄电池 320 的输出端和可控供电线路监控模块 140 之间， 用于检测蓄电池 320 的工作电压、 工作电流和工作温度以控制蓄电池的电流输出。 0035 具体地， 可根据蓄电池320的工作电压、 工作电流和工作温度计算出蓄电池320的 荷电状态， 当蓄电池 320 处于亏电状态时， 采用分级关断的方法以保护蓄电池 320。 0036 如图 4 所示为本发明一个实施例的功率电供电单元的电路示意图， 图 4 中示出了 两条常通功率电供电线路 q1 q2和四条可控功率电供电线路 q3 q6， 应理解， 这仅为一个 说 明 书 CN 102229327 A CN 102。
22、229328 A4/4 页 7 示意性的例子， 并不用于限制本发明， 本发明的功率电供电单元 100 可输出任意条数的常 通功率电和可控功率电。 0037 如图 5 所示为本发明一个实施例的控制器电供电单元 200 的结构示意图， 该控制 器电供电单元200可包括电压转换模块210、 常通控制器电输出模块220和可控控制器电输 出模块 230。 0038 电压转换模块 210 的输入端与发电机 310 和蓄电池 320 的输出端连接， 用于将发 电机 310 和蓄电池 320 提供的电压转换成稳定的控制器电。常通控制器电输出模块 220 与 电压转换模块 210 的输出端连接， 用于输出常通控。
23、制器电。可控控制器电输出模块 230 与 电压转换模块 210 的输出端连接， 用于输出可控控制器电。 0039 如图 6 所示为本发明一个实施例的控制器电供电单元 200 的电路示意图， 该电压 转换模块 210 包括两个并联的直流 / 直流转换器 DC/DC1 和 DC/DC2。在汽车上电和下电过 程中， DC/DC1和DC/DC2自适应地切换连通， 以节省耗电。 具体的实施方式可参见现有技术， 此处为了简单起见， 不再赘述。 0040 本发明的汽车供电系统， 实现了控电分离， 供电系统连接规范， 并且通过对供电线 路进行电流监测， 能够在线路发生故障时进行相应的保护。 此外， 通过实时监。
24、测发电机和蓄 电池的工作参数， 能够为蓄电池提供亏电保护。 0041 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 0042 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。 说 明 书 CN 102229327 A CN 102229328 A1/3 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102229327 A CN 102229328 A2/3 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102229327 A CN 102229328 A3/3 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102229327 A 。