CN207074883U - 一种便携直流输入设备的辅源供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携直流输入设备的辅源供电电路，包括外供直流低压电源、高压/低压开关电源、高压/低压电源输出及外接电源防反二极管、外供电源切换开关、便携设备内部低压/低压开关电源、便携设备控制单元、辅源输出端口等部分；本实用新型利用外供直流低压电源，如前级直流充电桩提供的BMS辅源先将便携设备控制单元启动，后通过使用便携设备内部的高压转低压DC/DC开关电源，利用前级提供的高压直流电，为整个设备及后级充电车辆提供足够容量的BMS辅源，同时将直流桩提供的BMS辅源切除，防止前级直流桩辅源过载故障，提高充电安全。
Description
【技术领域】
本实用新型属于电动汽车充电技术领域，涉及一种便携直流输入设备的辅源供电电路。
【背景技术】
随着科技的发展，环保消费的理念逐步深入百姓的消费观念中，再加上政策的导向，电动汽车正扮演着逐步取代燃油车的角色。但是因现阶段技术的限制，在电动车普及和使用中还存在不少问题。尤其是受现阶段行业规模的影响充电站的布局密度还相对较低，同时由于2016年新国标颁布实施，市面上存在大量的旧国标版车辆与已安装的充电桩，导致电动汽车车主在充电中经常遇到充电桩不好找，找到的充电桩因新老国标不兼容无法给自己车辆充电的窘境，这样就给电动车使用带来了不便。
随着电动物流车、大巴车逐步普及，车辆运行路线、里程不固定，与充电桩不兼容、充电难的问题日益突出，市场上迫切需要一种可随车携带的便携充电设备，有人提出可以使用现有直流充电桩，通过特定外接设备(如可随车携带的便携充电设备)改变充电接口的一些参数使现有直流充电桩兼容各种车辆充电需求(诸如充电电压、BMS辅源电压需求)，这样充电功率可以与现有直流充电桩一致，同时直流充电桩的数量随着市场的发展有了长足的补充，既可以保证充电速度，同时又能解决供电电源难找的问题。
这种应用存在的问题是：充电过程中BMS辅源由充电桩提供，为被充电车辆BMS电池管理***进行供电，保证车辆BMS与充电桩正常通信，确保充电过程安全；同时也为被充电车辆内部诸如电池散热、加热、电气回路各组件等供电，需要一定的功率，但根据新国标充电桩提供的单枪BMS功率为12V@10A，共计120W，老国标中很多车辆的BMS电压为24V@20A，共计480W，加之外接设备内部消耗、电压转换设备效率损失，会导致现有直流充电桩BMS供电能力不能满足被充电车辆BMS功率需求。综上所述，便携直流输入设备充电速度与使用便利性兼顾好，但是辅源容量问题没有良好的解决方案。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种便携直流输入设备的辅源供电电路。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种便携直流输入设备的辅源供电电路，包括便携设备控制单元、高压直流供电电源和外供直流低压电源；高压直流供电电源连接高压/低压开关电源，高压/低压开关电源连接高压/低压电源输出防反二极管的阳极，高压/低压电源输出防反二极管的阴极连接便携设备内部低压/低压开关电源，便携设备控制单元与便携设备内部低压/低压开关电源相交互，便携设备内部低压/低压开关电源与辅源输出端口相连；便携设备控制单元与外供电源切换开关的控制端相连；外供直流低压电源通过外供电源切换开关与外接电源防反二极管的阳极相连，外接电源防反二极管的阴极连接至便携设备内部低压/低压开关电源。
本实用新型进一步的改进在于：
外供直流低压电源为前级充电桩BMS辅源、外置充电宝、车载蓄电池或内置于设备中可充电的锂电池组。
外供电源切换开关为由便携设备控制单元控制的继电器常闭节点。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型利用外供直流低压电源，如前级直流充电桩提供的BMS辅源先将便携设备控制单元启动，后通过使用便携设备内部的高压转低压DC/DC开关电源，利用前级提供的高压直流电，为整个设备及后级充电车辆提供足够容量的BMS辅源，同时将直流充电桩提供的BMS辅源切除，防止前级直流充电桩辅源过载故障，提高充电安全。本实用新型为直流-直流便携充电设备(即便携直流输入设备)提供了一种可靠的辅源解决方案，解决了这种直流-直流便携充电设备在使用过程中存在的一大技术问题，为这种充电速度与使用便利性兼顾的便携充电设备推广提供了有力的支撑。
【附图说明】
图1是本实用新型的***组成及电气连接图；
图2是本实用新型控制逻辑图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1，本实用新型便携直流输入设备的辅源供电电路，包括外供直流低压电源、高压/低压开关电源、高压/低压电源输出及外接电源防反二极管、外供电源切换开关、便携设备内部低压/低压开关电源、便携设备控制单元、辅源输出端口等部分。
外供直流低压电源：可以为前级充电桩BMS辅源，通过前级充电桩BMS辅源为便携设备控制单元提供启动所需的能量，让控制单元与前级高压直流供电电源控制***建立通信，使便携设备与前级高压直流供电电源建立正常的电气连接；同时也可以为12V或24V充电宝(外置的)、车载蓄电池或(内置于设备中可充电的)锂电池组；
高压/低压开关电源：通过该开关电源将前级高压直流供电电源提供的高压电能转变为具备一定容量的12V或24V电能替代小容量低压电源(即上述的外供直流低压电源)为便携设备供电；具体伏值可以根据小容量低压电源伏值确定；
高压/低压电源输出及外接电源防反二极管(即高压/低压电源输出防反二极管和外接电源防反二极管)：因外接小容量低压电源多数为电池组提供，其供电电压伏值存在波动且与开关电源输出伏值存在差异，故而在两个电源的输出端口均设置防反二极管，保证两个电源输出端口相互独立；
外供电源切换开关：此开关可以为由便携设备控制单元控制的继电器常闭节点，便携设备控制单元正常工作前，常闭节点闭合保证外供直流低压电源为便携设备控制单元及其他组件供电，当控制单元工作正常时，通过继电器将常闭节点断开，切除外供直流低压电源为便携设备供电回路；
便携设备内部低压/低压开关电源：通过一组开关电源将高压/低压开关电源输出的低压电能转换成便携设备内部各组件及后级车辆BMS所需的各电压电能；如5V，3.3V等；
便携设备控制单元：为便携设备核心单元，与前级高压直流供电电源控制***通信、控制便携设备内部各组件正常工作、设备正常运行、与后级车辆BMS进行通信保证为后级车辆正常充电；
辅源输出端口：通过该端口将便携设备内部的辅源为后级车辆BMS提供电能。
如图2所示，本实用新型的工作过程如下：
1)设备安放连接确认，即用户将便携设备与前级高压直流供电电源及后级被充电车辆完成电气可靠连接；
2)用户将外接电源(即外供直流低压电源)与便携设备完成电气可靠连接，此时外供电源切换开关状态为闭合，即外接电源控制继电器触点常闭，外接电源为控制单元供电，并通过便携设备内部低压/低压开关电源转变为设备内部各组件正常供电的电能；
3)便携设备与前级高压直流供电电源控制***建立通信，设备控制单元上电、初始化，让高压直流供电电源启动高压电能输出；
4)便携设备内部高压/低压开关电源启动，输出低压电能；
5)控制单元检测到高压/低压开关电源输出正常后，通过外供电源切换开关切除外接电源供电，即控制单元将外接电源控制继电器触点转为开路，便携设备内部辅源由高压/低压开关电源供电，并通过便携设备内部低压/低压开关电源转变为设备内部各组件正常供电的电能；
实施例1：
本实施例为一种固定直流充电桩便携设备提供内部辅源，该固定直流充电桩便携设备可以扩大已有固定直流桩的充电适用范围，诸如充电电压范围扩大、BMS辅源电压转换等相关指标。通过本实施例可以为便携设备提供具备足够容量的适合的辅源，在本实施例中外供直流低压电源为固定桩提供的BMS辅源，待固定直流桩通过直流枪头BMS辅源端子为便携设备提供外接电源后，其后的所有逻辑均与图2中的逻辑相同。
实施例2：
本实施例为一种车对车紧急救援便携直流充电设备提供内部辅源，该车对车紧急救援便携直流充电设备可以利用救援车辆内部电池的电能为被救援车辆进行充电，在这种应用场合中没有任何可以为一般辅源供电的交流供电电源，在本实施例中，外供直流低压电源为车载蓄电池或外置充电宝，可以先利用救援车辆内部低压蓄电池(或者外置充电宝)为便携设备控制单元提供启动电能，待便携设备控制单元与救援车辆建立通信，高压直流供电电源正常输出后由便携设备内部的高压/低压开关电源为整个便携设备及充电活动提供稳定的辅源。在整个辅源供电逻辑中，与实施例1的逻辑不同在于，用户接入外供直流低压电源，即接入救援车辆内部低压蓄电池(或者外置充电宝)之后，设备控制单元先上电初始化，设备与高压直流供电电源控制***建立通信，然后进行正常逻辑。该方案摆脱了现有充电桩辅源多由AC/DC开关电源提供的思路，提供了无交流供电场合辅源解决方案，为DC-DC这种高效率、高功率密度的充电拓扑提供应用拓展的辅源方案。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种便携直流输入设备的辅源供电电路，其特征在于，包括便携设备控制单元、高压直流供电电源和外供直流低压电源；高压直流供电电源连接高压/低压开关电源，高压/低压开关电源连接高压/低压电源输出防反二极管的阳极，高压/低压电源输出防反二极管的阴极连接便携设备内部低压/低压开关电源，便携设备控制单元与便携设备内部低压/低压开关电源相交互，便携设备内部低压/低压开关电源与辅源输出端口相连；便携设备控制单元与外供电源切换开关的控制端相连；外供直流低压电源通过外供电源切换开关与外接电源防反二极管的阳极相连，外接电源防反二极管的阴极连接至便携设备内部低压/低压开关电源。
2.根据权利要求1所述的便携直流输入设备的辅源供电电路，其特征在于，外供直流低压电源为前级充电桩BMS辅源、外置充电宝、车载蓄电池或内置于设备中可充电的锂电池组。
3.根据权利要求1所述的便携直流输入设备的辅源供电电路，其特征在于，外供电源切换开关为由便携设备控制单元控制的继电器常闭节点。
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