CN111688491B - 一种供电自动切换***及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种供电自动切换***及电动汽车，其包括移动电源、动力电池、检测电路、控制器、继电器和切换电路，动力电池的高电压值高于移动电源的高电压值；检测电路用于测试移动电源的电能值；控制器获取检测得到的移动电源的电能值，并判断移动电源的电能值是否充足；继电器控制端与控制器连接，其线圈第一端与动力电池连接；切换电路一端与继电器的线圈第二端连接，另一端与移动电源连接。本申请提供的车载移动电源，当移动电源供电不足或需切换供电电源时，电动汽车的用电设备可自动切换为动力电池供电，且切换供电电源时，不会出现断电情况，对车辆使用性能没有任何影响。

Description

一种供电自动切换***及电动汽车

技术领域

本申请涉及移动电源和电动汽车技术领域，特别涉及一种供电自动切换***及电动汽车。

背景技术

随着社会的高速发展，汽车已然成为人们出行的必备工具，汽车的普及推动了人类社会经济和现代文明的发展，同时也带来了严峻的能源与环境问题，在国家的大力支持与人们的环保意识逐渐增强的趋势下，节能与环保的新能源汽车即将成为行业的新宠，越来越获得各个汽车制造厂的青睐。电动汽车相较于传动汽车最大的不同时采用交流电机作为牵引电机，减少了废气排放。由于充电基础设施的普及尚待时日，新能源汽车行车途中的里程焦虑是目前难以攻克的技术难题。

因供电电源本身特性，北方地区在使用新能源汽车中，空调及加热器耗费电能巨大，导致供电电源续航急剧缩短。当电动汽车的电机***中的低压电源故障或低压电源线束脱落时，低压电源电压快速下降，此时高压电源需要安全下电，通过采用低压转高压备份供电的方案，在低压供电出现故障时，能够切换至备份的高压电源以保证电机***的正常运作。相关技术中，使用拖车形式增加动力电池电能，双节车安装箱结构，或在电动汽车上加装动力电池，但是，不能自动实现电源切换，使用极其不便。

发明内容

本申请实施例提供一种供电自动切换***及电动汽车，以解决相关技术中不能自动实现电源切换，使用极其不方便的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种供电自动切换***，其包括移动电源、动力电池、检测电路、控制器、继电器和切换电路，动力电池的高电压值低于移动电源的高电压值；检测电路与移动电源连接，用于测试移动电源的电能值；控制器获取检测得到的移动电源的电能值，并将其与预设电能值相比较，判断移动电源的电能值是否充足；继电器控制端与控制器连接，其线圈第一端与动力电池连接；切换电路一端与继电器的线圈第二端连接，另一端与移动电源连接，当移动电源的电能值不充足时，控制器控制继电器导通，切换电路切换至动力电池为用电设备供电；当移动电源的电能值充足时，控制器控制继电器断开，切换电路切换至移动电源为用电设备供电。

一些实施例中，所述切换电路包括第一MOS管、第二MOS管和放大器，所述第一MOS管其输入端与继电器的线圈第二端连接，其输出端与用电设备连接；第二MOS管输入端与移动电源连接，其输出端和第一MOS管的输出端以及用电设备连接；放大器正相输入端与继电器的线圈第二端连接，其反相输入端与第一MOS管的栅极连接，其输出端与第二MOS管的栅极连接。

一些实施例中，所述第一MOS管为NMOS管或PMOS管。

一些实施例中，所述第二MOS管为PMOS管。

一些实施例中，所述移动电源为一种多模组组成的电源。

一些实施例中，用电设备包括空调、PTC、12v蓄电池、助力转向、电子刹车。

一些实施例中，所述动力电池可拆卸地安装于汽车内。

一些实施例中，还包括充电电路，所述动力电池为可充电电池，所述充电电路的输出端与动力电池连接，所述充电电路的输入端与供电电源连接。

一些实施例中，所述移动电源包括镍铬电源、锂离子电池。

另一方面，本申请还提供了一种电动汽车，包括如上所述的供电自动切换***。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：在行驶过程中，其他用电设备所耗电能均可由移动电源即备用电源提供，大大提高了电动汽车续航能力。当移动电源供电不足或需切换供电电源时，电动汽车的用电设备可自动切换为动力电池供电，且切换供电电源时，不会出现断电情况，对车辆使用性能没有任何影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的车载移动电源的功能模块框图；

图2为本申请另一实施例提供的车载移动电源的功能模块框图；

图3为本申请实施例提供的车载移动电源供电模式切换的方法流程图；

图4为本申请实施例提供的切换电路的电路图；

图5为本申请另一实施例提供的切换电路的电路图；

图6为本申请实施例提供的供电自动切换***的用电设备多种实现方式示意图；

图7为电动汽车内移动电源的安装箱和动力电池的结构布置示意图；

图8为安装箱内的移动电源布置结构示意图。

图中：VCC1、移动电源；20、检测电路；30、控制器；M、继电器；S、放大器；VDD、用电设备；50、切换电路；VCC2、动力电池；70、充电电路；PMOS1、第一PMOS管；PMOS2、第二PMOS管；80、安装箱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种供电自动切换***及电动汽车，以解决相关技术中不能自动实现电源切换，使用极其不方便的问题。

一方面，请参考图1和图3，本申请实施例提供了一种供电自动切换***，其包括移动电源VCC1、动力电池VCC2、检测电路20、控制器30、继电器M和切换电路50，动力电池VCC2的高电压值低于移动电源VCC1的高电压值；检测电路20与移动电源VCC1连接，用于测试移动电源VCC1的电能值；控制器30获取检测得到的移动电源VCC1的电能值，并将其与预设电能值相比较，判断移动电源VCC1的电能值是否充足；继电器M控制端与控制器30连接，其线圈第一端与动力电池VCC2连接；切换电路50一端与继电器M的线圈第二端连接，另一端与移动电源VCC1连接，当移动电源VCC1的电能值不充足时，控制器30控制继电器M导通，切换电路50切换至动力电池VCC2为用电设备VDD供电；当移动电源VCC1的电能值充足时，控制器30控制继电器M断开，切换电路50切换至移动电源VCC1为用电设备VDD供电。

在行驶过程中，其他用电设备VDD所耗电能均可由移动电源VCC1即备用电源提供，大大提高了电动汽车续航能力。当移动电源VCC1供电不足或需切换供电电源时，电动汽车的用电设备VDD可自动切换为动力电池VCC2供电，且切换供电电源时，不会出现断电情况，对车辆使用性能没有任何影响。

在另一技术方案中，所述切换电路50包括第一MOS管、第二MOS管和放大器S，所述放大器S的正相输入端与继电器M连接，所述放大器S的反相输入端与第一MOS管的栅极连接，所述放大器S的输出端与所述第二MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的输入端连接放大器S和继电器M的连接节点，所述第一MOS管的输出端与第二MOS管的输出端连接，所述第二MOS管的输入端与移动电源VCC1连接，所述第一MOS管的输出端和第二MOS管的输出端连接，用电设备VDD与第一MOS管输出端和第二MOS管输出端的节点连接。

如上所述，所述放大器S用于起到增压或降压的作用。

如上所述，根据本申请，所述切换电路50上均设置有MOS管，以防止动力电池VCC2倒流到移动电源VCC1中，造成危险。

通过设置两个MOS管，相比于采用单个MOS管加二极管实现低压转高压备份供电功能的装置，可以有效避免二极管高电流电压易发高温危险的情况的发生。

在另一种技术方案中，请参考图4，所述第一MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。

当接入移动电源VCC1，检测电路20对移动电源VCC1的电能值进行检测，控制器30获取检测的电能值，并将其与预设的电能值进行对比，判断移动电源VCC1是否电能充足，当移动电源VCC1的电能充足时，控制器30控制继电器M断开，此时PMOS管控制极G极电压为0V，PMOS管S极输入电压为移动电源VCC1电压U3，PMOS管导通，PMOS管通过D极输出电能给用电设备VDD。

当移动电源VCC1电能不足或需切换供电电源时，控制器30控制继电器M导通，此时NMOS管S极输入电压为动力电池VCC2电压U1，NMOS管控制极G极电压为通过放大器S放大后的电压U2，NMOS管导通，与此同时，PMOS管控制极G极电压为动力电池VCC2电压U1，PMOS管S极输入电压为移动电源VCC1电压U3，PMOS管断开，动力电池VCC2通过NMOS管D极输出电能给用电设备VDD。

在另一种技术方案中，请参考图5，所述第一MOS管为第一PMOS管PMOS1，所述第二MOS管为第二PMOS管PMOS2。

当移动电源VCC1接入，检测电路20检测移动电源VCC1的电能值，控制器30获取检测的电能值，并将其与预设电能值相比，判断移动电源VCC1的电能是否充足，当移动电源VCC1的电能充足时，控制器30控制继电器M断开，此时PMOS1管控制极G1极电压为0V，PMOS1管S1极输入电压为移动电源VCC1电压U3，PMOS1管导通，通过D1极输出电能给用电设备VDD。

当移动电源VCC1电能不足或需切换供电电源时，控制器30控制继电器M导通，此时PMOS2管S2极输入电压为动力电池VCC2电压U1，PMOS2管控制极G2极电压为通过放大器S降低后的电压U2，PMOS2管导通，与此同时，PMOS1管控制极G1极电压为动力电池VCC2电压U1，PMOS1管S1极输入电压为移动电源VCC1电压U3，PMOS管断开，动力电池VCC2通过PMOS管D2极输出电能给用电设备VDD。

在行驶过程中，其他用电设备VDD所耗电能均可由移动电源VCC1即备用电源提供，大大提高了电动汽车续航能力。当移动电源VCC1供电不足或需切换供电电源时，电动汽车的用电设备VDD可自动切换为动力电池VCC2供电，且切换供电电源时，不会出现断电情况，同时不会出现高电流电压出现高温危险的情况发生，对车辆使用性能没有任何影响。

在另一技术方案中，所述供电自动切换***还包括第一供电自动切换***和第二供电自动切换***，分别用于测试移动电源VCC1和动力电池VCC2的温度，第一供电自动切换***和第二供电自动切换***的控制端均与控制器30连接，在移动电源VCC1的运行温度超过安全温度值时，控制器30控制继电器M导通，切换电路50切换至动力电池VCC2为用电设备VDD供电，当动力电池VCC2的运行温度超过安全温度值时，控制器30控制继电器M断开，切换电路50切换至动力电池VCC2为用电设备VDD供电。

在另一种技术方案中，所述移动电源VCC1为一种多模组组成的电源，供电效率更高。

在另一种技术方案中，请参考图6，用电设备VDD包括空调、PTC、12v蓄电池、助力转向、电子刹车和其他用电设备，实现为可以为电动汽车内的多种用电设备VDD供电。

在另一种技术方案中，请参考图7，所述动力电池VCC2可拆卸地安装于汽车内，方便将所述动力电池VCC2从电动汽车中拆除出来，具体地，所述动力电池VCC2放置于移动电源VCC1的安装箱内，拆装动力电池VCC2时，更加方便。

在另一技术方案中，请参考图8，安装箱放置于电动汽车的后备箱位置，安装箱较轻，可轻松拆除。当电动汽车需要增加续航里程时，将安装箱安装在后备箱处，并且移动电源VCC1可从安装箱中取出，携带至充电位进行充电。当电动汽车无续航需求时，又可将安装箱从后备箱中取出，将安装箱放置在安全位置，实用方便安全可靠。

在另一种技术方案中，请参考图2，本申请实施例提供的供电自动切换***还包括充电电路70，所述动力电池VCC2为可充电电池，所述充电电路70的输出端与动力电池VCC2连接，所述充电电路70的输入端与供电电源连接。

在另一种技术方案中，所述移动电源VCC1包括镍铬电源、锂离子电池。

具体地，所述移动电源VCC1自带充电口，可通过外部充电，也可同动力电池VCC2同时充电。

另一方面，本申请还提供了一种电动汽车，请参考图7，其包括如上所述的供电自动切换***。

在行驶过程中，电动汽车内的其他用电设备VDD所耗电能均可由此移动电源VCC1提供，大大提高了电动汽车续航能力。当移动电源VCC1供电不足或需切换供电电源时，电动汽车的用电设备VDD可自动切换为动力电池VCC2供电，且切换用电电源时，不会出现断电情况，同时不会出现高电流电压出现高温危险的情况发生，对车辆使用性能没有任何影响。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种供电自动切换***，其特征在于，其包括：

移动电源(VCC1)；

动力电池(VCC2)，其高电压值高于移动电源(VCC1)的高电压值；

检测电路(20)，其与移动电源(VCC1)连接，用于测试移动电源(VCC1)的电能值；

控制器(30)，其获取检测电路(20)得到的移动电源(VCC1)的电能值，并将其与预设电能值相比较，判断移动电源(VCC1)的电能值是否充足；

继电器(M)，其控制端与控制器(30)连接，其线圈第一端与动力电池(VCC2)连接；

切换电路(50)，其一端与继电器(M)的线圈第二端连接，另一端与移动电源(VCC1)连接，当移动电源(VCC1)的电能值不充足时，控制器(30)控制继电器(M)导通，切换电路(50)切换至动力电池(VCC2)为用电设备(VDD)供电；当移动电源(VCC1)的电能值充足时，控制器(30)控制继电器(M)断开，切换电路(50)切换至移动电源(VCC1)为用电设备(VDD)供电；所述切换电路(50)包括：

第一MOS管，其输入端与继电器(M)的线圈第二端连接，其输出端与用电设备(VDD)连接；

第二MOS管，其输入端与移动电源(VCC1)连接，其输出端和第一MOS管的输出端以及用电设备(VDD)连接；

放大器(S)，其正相输入端与继电器(M)的线圈第二端连接，其反相输入端与第一MOS管的栅极连接，其输出端与第二MOS管的栅极连接。

2.如权利要求1所述的供电自动切换***，其特征在于，所述第一MOS管为NMOS管或PMOS管。

3.如权利要求1所述的供电自动切换***，其特征在于，所述第二MOS管为PMOS管。

4.如权利要求1所述的供电自动切换***，其特征在于，所述移动电源(VCC1)为一种多模组组成的电源。

5.如权利要求1所述的供电自动切换***，其特征在于，用电设备(VDD)包括空调、PTC、12v蓄电池、助力转向和电子刹车。

6.如权利要求1所述的供电自动切换***，其特征在于，所述动力电池(VCC2)可拆卸地安装于汽车内。

7.如权利要求6所述的供电自动切换***，其特征在于，还包括充电电路(70)，所述动力电池(VCC2)为可充电电池，所述充电电路(70)的输出端与动力电池(VCC2)连接，所述充电电路(70)的输入端与供电电源连接。

8.如权利要求1所述的供电自动切换***，其特征在于，所述移动电源(VCC1)包括镍铬电源、锂离子电池。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的供电自动切换***。

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