CN205186269U - 一种车用双源低压电动助力转向*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车用双源低压电动助力转向***，包括高压储能单元、DCDC转换器、助力转向电机和低压蓄电池，其中DCDC转换器用于将高压储能单元的直流高压电能转化后，输出低压直流电，同时给助力转向电机和/或低压蓄电池供电；当高压储能单元故障时，DCDC转换器没有低压输出，此时自动由低压蓄电池给助力转向电机供电。供电具有两种供电模式，高压突然失效时，自动切换为低压蓄电池驱动，提高了电动助力转向***的可靠性，从而提高了车辆运行的安全性。本实用新型所提出的转向***与现有的DCAC+DCDC方案相比，省掉了一个DCAC，使得结构更简洁，整车布置更方便，转向安全性更高，成本更低。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆转向技术领域，具体地是涉及一种车用双源低压电动助力转向***。
背景技术
混合动力车型和纯电动车型都具有高压储能单元和低压蓄电池，高压储能单元用于驱动车辆，低压蓄电池用于给各种控制器、大灯、仪表等提供电能。在车上，通常把高压储能单元的电压叫做高压，把低压蓄电池的电压叫做低压。DCAC转换器，是指将直流电转换为交流电的模块；DCDC是指将直流电转换为另一电压平台的直流电的模块。DCAC和DCDC都是在混合动力车型和纯电动车型上常用到的部件。
传统车辆由发动机带动转向油泵来提供转向助力，现有混合动力车型和纯电动车型，由于存在发动机停机由电机单独驱动的工况，所以需要加入其他形式的助力转向***，大量使用的是高压电动助力转向***。所谓的“高压电动助力转向***”中的高压是指转向助力电机为高压电机，高压电机工作时带动泵头旋转，提供转向助力。此外，由于有发动机停机工况，若不给低压蓄电池补电，容易导致低压蓄电池亏电现象，所以往往通过DCDC转换器来对低压蓄电池进行补电。典型的结构如图1所示，DCAC转换器从高压储能单元获取高压直流电能，转换为交流电，用于驱动高压助力转向电机；同时DCDC转换器从高压储能单元获取高压直流电能，转换为低压直流电，接低压蓄电池；控制器分别控制DCAC和DCDC的工作。
高压电动助力转向***的电机供电由单一的高压储能单元经DCAC转换器将高压直流电转换成220V交流电，用于驱动转向电机，一旦高压***故障导致的DCAC转换器没有高压输入时，电动助力转向***将停止工作，如果此时车辆在高速运行，则可能影响车辆的行车安全。部分整车企业为了提高转向安全性，不得不再添加一套备用的低压助力转向***，当检测到高压助力转向***故障时，立刻启动备用的低压助力转向***，但是这种做法成本高，布置复杂。
所以在混合动力车型及纯电动车型上，所采用的如图1所示的典型的高压助力转向***和DCDC转换器这种结构，存在转向安全性低，成本高的问题。
因此，本实用新型的实用新型人亟需构思一种新技术以改善其问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可以改进现有技术缺陷，提高转向安全性的车用双源低压电动助力转向***。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种车用双源低压电动助力转向***，包括：高压储能单元、DCDC转换器、助力转向电机和低压蓄电池，其中所述DCDC转换器用于将所述高压储能单元的直流高压电能转化后，输出低压直流电，同时给所述助力转向电机和/或所述低压蓄电池供电；当所述高压储能单元故障时，所述DCDC转换器没有低压输出，此时自动由所述低压蓄电池给所述助力转向电机供电。
优选地，还包括一用于控制DCDC转换器和助力转向电机工作的控制器。
优选地，所述助力转向电机为低压助力转向电机。
优选地，所述低压助力转向电机的电压为24V或12V。
优选地，所述高压储能单元为高压电池包或超级电容组。
采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：
本实用新型所述的车用双源低压电动助力转向***，供电具有两种供电模式，高压突然失效时，自动切换为低压蓄电池驱动，提高了电动助力转向***的可靠性，从而提高了车辆运行的安全性。本实用新型所提出的集成***与现有的DCAC+DCDC方案相比，省掉了一个DCAC，使得结构更简洁，整车布置更方便，转向安全性更高，成本更低。
附图说明
图1为现有技术中所述的高压助力转向***的结构示意图；
图2为本实用新型所述的车用双源低压电动助力转向***的原理图；
图3为一优选实施例中控制器的原理图。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
如图2所示，为符合本实用新型的一种车用双源低压电动助力转向***，包括：高压储能单元、DCDC转换器、助力转向电机和低压蓄电池，其中所述DCDC转换器用于将所述高压储能单元的直流高压电能转化后，输出低压直流电，同时给所述助力转向电机和/或所述低压蓄电池供电；当所述高压储能单元故障时，所述DCDC转换器没有低压输出，此时自动由所述低压蓄电池给所述助力转向电机供电。
优选地，还包括一用于控制DCDC转换器和助力转向电机工作的控制器。其通常集成到车上其他控制器中，简单的做法也可以不用控制器，部件上电就工作。
优选地，所述助力转向电机为低压助力转向电机。
优选地，所述低压助力转向电机的电压为24V或12V。
优选地，所述高压储能单元为高压电池包或超级电容组。
本实施例所述的车用双源低压电动助力转向***属于电动助力转向***范畴。所采用的助力转向电机为低压转向电机，电压平台与低压蓄电池电压相同，24V或12V(乘用车为12V，商用车通常为24V，偶有12V)。“双源低压”中的低压是指助力转向电机所采用的是低压电机，“双源低压”中的双源是指低压电的来源，可以是低压蓄电池，也可以是车辆的高压储能单元。采用车辆的高压储能单元供电时，由DCDC转换器，将车辆的高压储能单元中的高电压转换成与低压蓄电池电压相同的24V或12V(根据车辆低压蓄电池电压不同，采用不同的DCDC模块即可)。由于该电动助力转向***既可以通过高压储能单元供电，也可以通过低压蓄电池供电，***的这种设计当高压失效时，电助力转向仍能正常工作，极大提高了车辆的转向安全性。
车用双源低压电动助力转向和DCDC转换集成***除了比现有高压助力转向***具有更高的安全性外，还自动具有DCDC转换器的功能，能够给低压蓄电池补电。车用双源低压电动助力转向和DCDC转换集成***，是通过DCDC将高压电转换为低压电，因此当电助力转向功率需求较小时，自动实现对低压蓄电池的补电。因此本实用新型所提出的集成***与现有的DCAC+DCDC方案相比，省掉了一个DCAC，使得结构更简洁，整车布置更方便，转向安全性更高，成本更低。本实用新型适用于混合动力车型和纯电动车型。
在一优选实施例中，如图3所示，所述控制器包括控制电路1和功率电路11，控制电路1包括单片机2、信号处理模块9、预驱动模块10和第二电源8四个功能模块，功率电路11包括第一电源12、电流采样模块13和功率H桥电路14，控制电路还包括SENT数字信号接口7。所述的单片机2与信号处理模块9、预驱动模块10、第二电源8、SENT数字信号接口7连接，所述的信号处理模块9与电流采样模块13连接，所述的预驱动模块10与功率H桥电路14连接，所述的SENT数字信号接口7与第二电源8、单片机2连接。
其工作原理如下：
SENT数字信号接口7用于接收数字式扭矩信号3，对信号进行解码后将扭矩信息通过板间内部总线传送至单片机2，单片机2也可通过板间内部总线对SENT数字信号接口7进行控制。信号处理模块9用于对功率电路11上的电流采样模块13进行相应处理，处理后信号传送给单片机2用以计算。单片机2分别接收扭矩信号3、车速信号4、发动机转速信号5、点火信号6、电流采样信号后根据助力模型进行运算，得到相应的电机控制信号，并将该信号传送给预驱动模块10，实现电机控制时序。预驱动模块10可按照输入逻辑为驱动功率H桥电路14提供必要的驱动电压。功率电路11着重于高功率的电流电路，其中包括：第一电源12、电流采样模块13、功率H桥电路14。第一电源12的作用是实现电源管理和分配。电流采样模块13使用大功率电阻或电流采样器将大电流转为电压信号，并传送给控制电路8进行信号处理。功率H桥电路14是实现控制电机的重要部分，其根据预驱动模块10提供的控制逻辑对流过电机电流方向和大小进行控制，其与助力转向电机进行连接。
与现有技术相比，其优点如下：
1)本控制器电路与智能型扭矩传感器基于SENT通讯协议进行数字通讯；
2)本控制器电路实现了完善的故障诊断功能；
3)本控制器电路对扭矩信号采集的抗干扰能力强；
4)本控制器电路可与智能型扭矩传感器连接使用。即通过该控制器电路可以实现对电机的力矩伺服控制，实现输出力矩与输入力矩成一定关系。最终实现使驾驶者在低速驾驶时方向盘操作简便轻巧之目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种车用双源低压电动助力转向***，其特征在于，包括：高压储能单元、DCDC转换器、助力转向电机和低压蓄电池，其中所述DCDC转换器用于将所述高压储能单元的直流高压电能转化后，输出低压直流电，同时给所述助力转向电机和/或所述低压蓄电池供电；当所述高压储能单元故障时，所述DCDC转换器没有低压输出，此时自动由所述低压蓄电池给所述助力转向电机供电。
2.如权利要求1所述的车用双源低压电动助力转向***，其特征在于：还包括一用于控制DCDC转换器和助力转向电机工作的控制器。
3.如权利要求2所述的车用双源低压电动助力转向***，其特征在于：所述助力转向电机为低压助力转向电机。
4.如权利要求3所述的车用双源低压电动助力转向***，其特征在于：所述低压助力转向电机的电压为24V或12V。
5.如权利要求1-4任一所述的车用双源低压电动助力转向***，其特征在于：所述高压储能单元为高压电池包或超级电容组。
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| CN201521027551.3U CN205186269U (zh) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | 一种车用双源低压电动助力转向*** |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105346594A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-02-24 | 苏州绿控传动科技有限公司 | 一种车用双源低压电动助力转向*** |
| DE102018220430A1 (de) | 2018-11-28 | 2020-05-28 | Robert Bosch Gmbh | Elektrochemisches Energiespeichersystem |
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