CN104578282A - 一种车载电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载电源电路,属于车辆领域。本发明提供的车载电源电路,通过设置第一开关和第二开关对第一电池和第二电池的连接状态进行控制,使第一电池和第二电池根据工作状态在并联状态和串联状态之间切换,第一电池和第二电池并联时输出12V电压、串联时输出24V电压,可以使车载电源电路在无需使用升压电路的情况下就可以使输出电压在12V和24V之间进行切换,简单便捷且不会增加车载电源电路的使用成本,还避免了使用升压电路所带来的电磁干扰情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域,特别涉及一种车载电源电路。
背景技术
在现有的车辆中,车载电源电路用于在车辆上使用一些用电设备,如:便携式导航设备和音乐播放器等设备。这些设备通过电源线与车载电源电路相连接,就可以在车辆上进行使用。通常的汽油车的车载电源电路输出的电压是12V,电压较低,在驱动车辆上的大功率负载如:车辆的底盘***及发动机辅助***时,由于车载电源电路的输出电压达不到底盘***及发动机辅助***的额定电压24V,所以需要提升车载电源电路输出电压的电压等级,将车载电源电路输出的电压从12V转换为24V。
通常情况下,车载电源电路中会装配一个升压电路,来将车载电源电路输出的电压从12V转换为24V。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
由于在车载电源电路中增加了升压电路,所以造成车载电源电路的使用成本增加;而且,升压电路设置在车辆的发动机舱中,会在工作过程中对周围的电气元件产生电磁干扰,从而影响车辆中其他电气元件的工作;再者,升压电路对电压的提升效率在90%左右,所以经过升压电路后,车载电源电路的输出电压在22V左右,仍然不能达到底盘***及发动机辅助***的额定电压24V。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种车载电源电路。所述技术方案如下:
本发明实施例提供了一种车载电源电路,所述车载电源电路包括:第一电池、第二电池、第一开关和第二开关;
所述第一开关,具有第一动触头,所述第一动触头能够在第一位置和第二位置切换,所述第一动触头处于第一位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于并联状态,所述第一动触头处于第二位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于串联状态;
所述第二开关,与所述第一开关协同动作,具有第二动触头,所述第二动触头能够在第三位置和第四位置切换,所述第二动触头处于第三位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于并联状态,所述第二动触头处于第四位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于串联状态,其中,当所述第一动触头处于第一位置的同时所述第二动触头处于第三位置,当所述第一动触头处于第二位置的同时所述第二动触头处于第四位置;
所述第一电池的输出端分别与所述第一开关的第一位置和所述第二开关的第四位置连接,输入端与所述第二开关的第三位置连接;
所述第二电池的输出端与所述第一开关的第一动触头连接,输入端与所述第二开关的第二动触头连接。
优选地,所述车载电源电路还包括:第一采样电路和第二采样电路,
所述第一采样电路,连接在所述第一电池的输出端,用于采集所述第一电池的输出电压;
所述第二采样电路,连接在所述第二电池的输出端,用于采集所述第二电池的输出电压。
优选地,所述车载电源电路还包括:第一保险单元和第二保险单元;
所述第一保险单元设置在所述第一电池的输出端,用于断开所述第一电池与所述车载电源电路的连接;
所述第二保险单元设置在所述第二电池的输出端,用于断开所述第二电池与所述车载电源电路的连接。
优选地,所述车载电源电路还包括:第三开关;
所述第三开关,处于常开状态,与所述第一开关的第二位置连接,用于在所述第一电池和所述第二电池串联时闭合,输出所述第一电池和所述第二电池产生的电压。
优选地,所述车载电源电路还包括:第三采样电路;
所述第三采样电路,与所述第一开关的第二位置连接,用于采集所述第一电池河第二电池串联时输出的电压。
优选地,所述第一电池和所述第二电池为12V铅酸电池。
优选地,第一开关、第二开关和第三开关为继电器。
优选地,所述第一保险单元和所述第二保险单元为熔断器。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明实施例提供了一种车载电源电路,通过设置第一开关和第二开关对第一电池和第二电池的连接状态进行控制,使第一电池和第二电池根据工作状态在并联状态和串联状态之间切换,第一电池和第二电池并联时输出12V电压、串联时输出24V电压,可以使车载电源电路在无需使用升压电路的情况下就可以使输出电压在12V和24V之间进行切换,简单便捷且不会增加车载电源电路的使用成本,还避免了使用升压电路所带来的电磁干扰情况的发生,再者第一电池和第二电池串联时输出的电压就是24V,就达到了车辆的底盘***及发动机辅助***的额定电压,提高了车载电源电路的电压输出效率;在第一电池和第二电池并联时,车载电源电路输出12V的电压,此时第二电池作为第一电池的辅助电池,在第一电池出现故障时也可以保证车载电源电路正常工作,降低电池亏电引起车辆不能启动的风险,改善车辆冷启动的性能;也可以和第一电池交替使用,延长车载电源电路的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的车载电源电路的结构示意图;
图2是本发明实施例二提供的车载电源电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
实施例一
参见图1、本实施提供一种车载电源电路,该车载电源电路包括:第一电池10、第二电池11、第一开关12和第二开关13;
具体地,第一开关12,具有第一动触头,第一动触头能够在第一位置(图1中第一开关闭合处)和第二位置(图1中第一开关断路处)切换,第一动触头处于第一位置时,使第一电池10和第二电池11处于并联状态,第一动触头处于第二位置时,使第一电池10和第二电池11处于串联状态;
与第一开关协同动作的第二开关13,具有第二动触头,第二动触头能够在第三位置(图1中第二开关闭合处)和第四位置(图1中第二开关断路处)切换,第二动触头处于第三位置时,使第一电池10和第二电池11处于并联状态,第二动触头处于第四位置时,使第一电池10和第二电池11处于串联状态,其中,当第一动触头处于第一位置的同时第二动触头处于第三位置,当第一动触头处于第二位置的同时第二动触头处于第四位置;
第一电池10的输出端分别与第一开关12的第一位置和第二开关13的第四位置连接,输入端与第二开关13的第三位置连接;
第二电池11的输出端与第一开关12的第一动触头连接,输入端与第二开关13的第二动触头连接。
本实施例提供的车载电源电路,通过设置第一开关和第二开关对第一电池和第二电池的连接状态进行控制,使第一电池和第二电池根据工作状态在并联状态和串联状态之间切换,第一电池和第二电池并联时输出12V电压、串联时输出24V电压,可以使车载电源电路在无需使用升压电路的情况下就可以使输出电压在12V和24V之间进行切换,简单便捷且不会增加车载电源电路的使用成本,还避免了使用升压电路所带来的电磁干扰情况的发生。
实施例二
参见图2、本实施提供一种车载电源电路,该车载电源电路包括:第一电池100、第二电池101、第一开关102、第二开关103、第一采样电路104、第二采样电路105、第一保险单元106、第二保险单元107、第三开关108和第三采样电路109。
具体地,第一开关102,具有第一动触头,第一动触头能够在第一位置(图2中第一开关闭合处)和第二位置(图2中第一开关断路处)切换,第一动触头处于第一位置时,使第一电池100和第二电池101处于并联状态,第一动触头处于第二位置时,使第一电池100和第二电池101处于串联状态。
第二开关103,与第一开关协同动作,具有第二动触头,第二动触头能够在第三位置(图2中第二开关闭合处)和第四位置(图2中第二开关断路处)切换,第二动触头处于第三位置时,使第一电池100和第二电池101处于并联状态,第二动触头处于第四位置时,使第一电池100和第二电池101处于串联状态,其中,当第一动触头处于第一位置的同时第二动触头处于第三位置,当第一动触头处于第二位置的同时第二动触头处于第四位置。
其中,第一电池100和第二电池101为12V铅酸电池。
第一电池100的输出端分别与第一开关102的第一位置和第二开关103的第四位置连接,输入端与第二开关103的第三位置连接。
第二电池101的输出端与第一开关102的第一动触头连接,输入端与第二开关103的第二动触头连接。
第一采样电路104,连接在第一电池100的输出端,用于采集第一电池100的输出电压。
第二采样电路105,连接在第二电池100的输出端,用于采集第二电池101的输出电压。
通过在车载电源电路中设置第一采样电路104和第二采样电路105,利用第一采样电路104和第二采样电路105将采样结果反馈给电子控制单元(英文:Electronic Control Unit,缩写:ECU),ECU在得到的反馈电压在工作范围内时,说明第一电池100和第二电池101状态正常,可以进行后续的工作,当ECU得到的反馈电压不在工作范围内时,说明第一电池100和第二电池或者车载电源电路的状态异常,此时ECU仍然控制第一开关100的第一动触头处于第一位置且第二开关101的第二动触头处于第三位置,使第一电池100和第二电池101并联进行工作,但不能控制第一开关100的第一动触头从第一位置切换到第二位置,且第二开关101的第二动触头从第三位置切换到第四位置,使第一电池100和第二电池101从并联状态转换到串联状态,对第一电池100和第二电池101进行保护。
第一保险单元106,设置在第一电池的输出端,用于断开第一电池与车载电源电路的连接。
第二保险单元107,设置在第二电池的输出端,用于断开第二电池与车载电源电路的连接。
其中,第一保险单元106和第二保险单元107为熔断器。
通过在车载电源电路中设置第一保险单元106和第二保险单元107,在ECU确认车载电源电路发生短路等异常状态时,控制第一保险单元106和第二保险丝107及时熔断,使第一电池100和第二电池101与车载电源电路的其他电路断开,防止第一电池和第二电池发生损坏,对第一电池和第二电池起到了保护作用。
第三开关108,处于常开状态,与第一开关的第二位置连接,用于在第一电池和第二电池串联时闭合,输出第一电池和第二电池产生的电压。
其中,第三开关闭合时,将第一电池和第二电池串联时输出的24V电压发送给相应的负载,使得24V电压的负载开始工作。
通过在车载电源电路中加入第三开关108,可以避免第一电池100和第二电池101在并联时产生的静态电流对第二电池101产生消耗,也防止第一电池100和第二电池101之间在静态时电量转换引起的不必要损耗。
第三采样电路109,与第一开关100的第二位置连接,用于采集第一电池100和第二电池101串联时输出的电压。
其中,第三采样电路109将采样到的电压反馈给ECU。
车载电源电路的工作原理如下:
车载电源电路上电时,第一电池100和第二电池101会输出电压,第一采样电路104和第二采样电路105会对第一电池100和第二电池101输出的电压进行采集,然后将采集到的电压反馈给ECU,ECU会根据获取到的电压对第一电池100和第二电池101的输出电压进行检测,在第一电池100和第二电池101输出的电压满足工作条件时,如:电压在11.5V至14.5V时,控制第一开关100的第一动触头处于第一位置且第二开关101的第二动触头处于第三位置,使得第一电池100和第二电池101并联输出12V电压,使车载电源电路开始工作。
当需要向24V负载输出电压启动24V负载工作时,ECU会获取第二采样电路105采集的第二电池101输出的电压,检测第二电池101输出的电压是否满足工作条件,在第二电池101输出的电压满足工作条件时,控制第二开关101的第二动触头从第三位置切换到第四位置,在第二开关101的第二动触头从第三位置切换到第四位置后,ECU分别获取第二采样电路105和第三采样电路109的反馈电压,确定第二采样电路105和第三采样电路109的反馈电压的电压差值是否在0.5V之内且第二采样电路105和第三采样电路109的反馈电压是否满足工作条件,在以上两个条件同时满足时,ECU控制第一开关100的第一动触头从第一位置切换到第二位置,此时ECU再次分别获取第二采样电路105和第三采样电路109的反馈电压,确定第二采样电路105和第三采样电路109的反馈电压的电压差值是否在0.5V之内且第二采样电路105和第三采样电路109的反馈电压是否在22V至29V的范围内,在以上两个条件同时满足时,控制第三开关闭合,向24V负载输出电压,使24V负载进行工作。
本实施例提供了一种车载电源电路,通过设置第一开关和第二开关对第一电池和第二电池的连接状态进行控制,使第一电池和第二电池根据工作状态在并联状态和串联状态之间切换,第一电池和第二电池并联时输出12V电压、串联时输出24V电压,可以使车载电源电路在无需使用升压电路的情况下就可以使输出电压在12V和24V之间进行切换,简单便捷且不会增加车载电源电路的使用成本,还避免了使用升压电路所带来的电磁干扰情况的发生,再者第一电池和第二电池串联时输出的电压就是24V,就达到了车辆的底盘***及发动机辅助***的额定电压,提高了车载电源电路的电压输出效率;在第一电池和第二电池并联时,车载电源电路输出12V的电压,此时第二电池作为第一电池的辅助电池,在第一电池出现故障时也可以保证车载电源电路正常工作,降低电池亏电引起车辆不能启动的风险,改善车辆冷启动的性能;也可以和第一电池交替使用,延长车载电源电路的使用寿命。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,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,或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种车载电源电路,其特征在于,所述车载电源电路包括:第一电池、第二电池、第一开关和第二开关;
所述第一开关,具有第一动触头,所述第一动触头能够在第一位置和第二位置切换,所述第一动触头处于第一位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于并联状态,所述第一动触头处于第二位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于串联状态;
所述第二开关,与所述第一开关协同动作,具有第二动触头,所述第二动触头能够在第三位置和第四位置切换,所述第二动触头处于第三位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于并联状态,所述第二动触头处于第四位置时,使所述第一电池和所述第二电池处于串联状态,其中,当所述第一动触头处于第一位置的同时所述第二动触头处于第三位置,当所述第一动触头处于第二位置的同时所述第二动触头处于第四位置;
所述第一电池的输出端分别与所述第一开关的第一位置和所述第二开关的第四位置连接,输入端与所述第二开关的第三位置连接;
所述第二电池的输出端与所述第一开关的第一动触头连接,输入端与所述第二开关的第二动触头连接。
2.根据权利要求1所述的车载电源电路,其特征在于,所述车载电源电路还包括:第一采样电路和第二采样电路,
所述第一采样电路,连接在所述第一电池的输出端,用于采集所述第一电池的输出电压;
所述第二采样电路,连接在所述第二电池的输出端,用于采集所述第二电池的输出电压。
3.根据权利要求1所述的车载电源电路,其特征在于,所述车载电源电路还包括:第一保险单元和第二保险单元;
所述第一保险单元设置在所述第一电池的输出端,用于断开所述第一电池与所述车载电源电路的连接;
所述第二保险单元设置在所述第二电池的输出端,用于断开所述第二电池与所述车载电源电路的连接。
4.根据权利要求1所述的车载电源电路,其特征在于,所述车载电源电路还包括:第三开关;
所述第三开关,处于常开状态,与所述第一开关的第二位置连接,用于在所述第一电池和所述第二电池串联时闭合,输出所述第一电池和所述第二电池产生的电压。
5.根据权利要求4述的车载电源电路,其特征在于,所述车载电源电路还包括:第三采样电路;
所述第三采样电路,与所述第一开关的第二位置连接,用于采集所述第一电池河第二电池串联时输出的电压。
6.根据权利要求1-4任一项所述的车载电源电路,其特征在于,所述第一电池和所述第二电池为12V铅酸电池。
7.根据权利要求1任一项所述的车载电源电路,其特征在于,第一开关、第二开关和第三开关为继电器。
8.根据权利要求3任一项所述的车载电源电路,其特征在于,所述第一保险单元和所述第二保险单元为熔断器。
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