CN207790585U - 乘用车电源供给智能控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乘用车电源供给智能控制***，包括智能电源控制单元、发电机、智能蓄电池单元以及发动机电子控制单元；发电机的电流输出端分别与智能电源控制单元、智能蓄电池单元相连；智能电源控制单元通过数据总线与发动机电子控制单元相连；智能电源控制单元通过供电通道分别与对应的用电设备的供电输入端相连。本实用新型根据蓄电池荷电量状态和车辆运行状态对发电机进行适度的智能化改造，从而调节输出电压，确保发电机始终处于最佳工作状态，并设计发电机控制策略，使发电机获得最优工作性能。

Description

乘用车电源供给智能控制***

技术领域

本实用新型涉及一种乘用车电源供给智能控制***。

背景技术

随着乘用车电控和数据总线技术的快速发展，大量娱乐性、舒适性电器应用到乘用车上，在增加用电设备功率的同时必然要求提高发电机的输出功率，否则会导致发电机负荷过大。

目前发电机多为励磁式，作为乘用车主要电源，其输出电压由电压调节器进行调节控制，而且发电机与发动机之间通过带传动，只要发动机运行，发电机始终处于运行状态，这必然在消耗发动机能源的同时导致对蓄电池的过充电，被迫缩短蓄电池的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种乘用车电源供给智能控制***。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：乘用车电源供给智能控制***，包括智能电源控制单元、发电机、智能蓄电池单元以及发动机电子控制单元，发电机的电流输出端分别与智能电源控制单元、智能蓄电池单元相连；智能电源控制单元通过数据总线与发动机电子控制单元相连；智能电源控制单元通过供电通道分别与对应的用电设备的供电输入端相连。

所述的乘用车电源供给智能控制***还包括智能蓄电池传感器，所述智能蓄电池传感器连接于所述智能电源控制单元的负极柱上。

所述的乘用车电源供给智能控制***还包括车辆运行状态传感器，所述车辆运行状态传感器与所述发动机电子控制单元的车辆运行状态参数输入口相连。

所述的乘用车电源供给智能控制***还包括智能断电器，所述智能电源控制单元的电流输出端经智能断电器与对应用电设备的供电输入端相连。

所述智能蓄电池单元包括蓄电池导线监控***、蓄电池电子控制器、安全蓄电池接线柱、普通蓄电池、智能蓄电池传感器以及乘客保护传感器，所述蓄电池导线监控***、蓄电池电子控制器以及安全蓄电池接线柱顺次相连；所述普通蓄电池的正极与安全蓄电池接线柱相连，负极与所述智能蓄电池传感器相连；所述安全蓄电池接线柱还与乘客保护传感器的事故信号输出口相连。

所述蓄电池导线监控***包括蓄电池监控传感器和启动机监控传感器，所述蓄电池监控传感器和启动机监控传感器通过屏蔽层相连。

所述智能电源控制单元包括励磁线圈智能控制模块、电压采集模块、电压比较模块以及功率三极管，所述发电机的正极通过电压采集模块与励磁线圈智能控制模块的输入端相连，电压采集模块还与电压比较模块的第一输入端相连，励磁线圈智能控制模块的输出端与电压比较模块的第二输入端相连，电压比较模块的比较信号输出端与功率三极管的基极连接，功率三极管的集电极与励磁线圈的火线相连，发射极与励磁线圈的搭铁端串联。

所述智能电源控制单元还包括二极管，所述二极管的正极与功率三极管的集电极相连，负极与发电机的正极相连。

所述数据总线为CAN总线和LIN总线。

本实用新型的有益效果是：

1）通过建立乘用车电源供给智能控制***，对发电机进行适度的智能化改造，从而实现适时、在线、全工况调节发电机的输出电压，确保发电机始终处于最佳工作状态，在满足乘用车用电设备使用安全和负荷需求前提下，以蓄电池荷电量状态参数和车辆运行状态参数为控制基础，设计发电机控制策略，使发电机获得最优工作性能，从而有效保护蓄电池，并进行能量回收。

2）发电机和智能蓄电池的供电控制模块采用分通道独立供电管理的方式，将各用电设备按重要性、功能、功率划分为多个不同的供电区域，从而对整车电器进行有效监控和分配，当电力不足时可以关闭部分电器供电以保证主要电器的使用，当有电器发生过流故障时也可及时关闭以保证电源***的安全，且不影响其他通道的供电工作。

3）在普通铅酸蓄电池结构上增加了安全蓄电池接线柱、智能蓄电池传感器、乘客保护传感器以及蓄电池导线监控***，若出现事故，会瞬间引爆安全蓄电池接线柱或者通过乘客保护传感器给安全蓄电池接线柱一个引爆信号，从而断开启动机、普通蓄电池、发电机三者之间的连接电路，将可能发生燃烧***的危险降至最低。

4）通过智能蓄电池传感器检测智能蓄电池的温度，确定充电电流，如果智能蓄电池温度过高，同样电压下电流就会变大，造成智能蓄电池过充电而提前被损坏，如果智能蓄电池温度过低，放电电流就会降低，有可能影响智能蓄电池的启动工作，点火***通过测试温度调节***的电阻，进而提高智能蓄电池的启动电流，从而保证乘用车正常启动。

附图说明

图1为本实用新型整体原理图；

图2为本实用新型智能蓄电池单元原理图；

图3为本实用新型发电机励磁线圈智能控制原理图；

图4为本实用新型电压采集模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：如图1所示，乘用车电源供给智能控制***，包括智能电源控制单元、发电机、智能蓄电池单元以及发动机电子控制单元。

所述发电机的电流输出端分别与智能电源控制单元、智能蓄电池单元相连，所述智能电源控制单元发出控制信号控制发电机对智能蓄电池单元的供电量，乘用车启动时，由智能蓄电池单元供电，启动以后，发动机带动发电机工作，一方面对智能蓄电池充电，另一方面供乘用车上的电器用电。

所述智能电源控制单元通过数据总线与发动机电子控制单元相连，智能电源控制单元是整个乘用车电源供给智能控制***的控制核心，用以控制各个部分有序工作，所述数据总线为CAN总线和LIN总线，LIN总线是针对乘用车分布式电子***而定义的一种低成本的串行通讯网络，是对控制器区域网络(CAN)等其它乘用车多路网络的一种补充，LIN总线与CAN总线相辅相成，对网络的带宽、性能以及容错功能没有过高要求，实用性强。

所述的乘用车电源供给智能控制***还包括智能蓄电池传感器，所述智能蓄电池传感器连接于所述智能电源控制单元的负极柱上。

所述智能蓄电池传感器主要用于连续测量智能蓄电池电压、智能蓄电池充电/放电电流和智能蓄电池电解液温度等参数，通过检测智能蓄电池的温度,确定充电电流，如果智能蓄电池温度过高，同样电压下电流就会变大，造成智能蓄电池过充电而提前被损坏，如果智能蓄电池温度过低，放电电流就会降低，有可能影响智能蓄电池的启动工作，点火***通过测试温度调节***的电阻，进而提高智能蓄电池的启动电流，从而保证乘用车正常启动。

所述的乘用车电源供给智能控制***还包括车辆运行状态传感器，所述车辆运行状态传感器与所述发动机电子控制单元的车辆运行状态参数输入口相连，车辆运行状态传感器采集车辆运行状态的参数数据后再传输给发动机电子控制单元，然后经发动机电子控制单元传输给智能电源控制单元。

所述智能电源控制单元通过供电通道分别与对应的用电设备的供电输入端相连，发电机和智能蓄电池的供电控制模块采用分通道独立供电管理的方式，将各用电设备按重要性、功能、功率划分为多个不同的供电区域，从而对整车电器进行有效监控和分配，当电力不足时可以关闭部分电器供电以保证主要电器的使用，当有电器发生过流故障时也可及时关闭以保证电源***的安全，且不影响其他通道的供电工作。

所述的乘用车电源供给智能控制***还包括智能断电器，所述智能电源控制单元的电流输出端经智能断电器与对应用电设备的供电输入端相连，智能电源控制单元输出的电流经智能断电器输送给对应的用电设备，每个供电通道由1个智能断电器模块进行监控和过载保护，以确保整车用电安全。

如图2所示，所述智能蓄电池单元包括蓄电池导线监控***、蓄电池电子控制器、安全蓄电池接线柱、普通蓄电池、智能蓄电池传感器以及乘客保护传感器。

所述蓄电池导线监控***、蓄电池电子控制器以及安全蓄电池接线柱顺次相连，蓄电池电子控制器将来自安全蓄电池接线柱的信号传输到蓄电池导线监控***。

所述蓄电池导线监控***包括蓄电池监控传感器和启动机监控传感器，所述蓄电池监控传感器和启动机监控传感器通过屏蔽层相连，主要对智能蓄电池、发电机以及启动机三者之间的连接导线进行在线监控，并将其动态参数信号传输给蓄电池电子控制器中的仪表ECU和发动机ECU，确保车辆更加安全可靠。

所述普通蓄电池的正极与安全蓄电池接线柱相连，若出现事故，瞬间引爆安全蓄电池接线柱，从而断开启动机、普通蓄电池、发电机三者之间的连接电路，将可能发生燃烧***的危险降至最低。

所述普通蓄电池的负极与所述智能蓄电池传感器相连，可准确测定智能蓄电池的荷电状态。

所述智能蓄电池的荷电状态控制主要是以智能蓄电池的电量分区来决定的，当智能蓄电池电量较充足位于回收区时，使智能蓄电池放电以保留制动能量回收的空间；当智能蓄电池处于循环区时，智能蓄电池处于充、放电循环状态，即当充电达到循环区电量上限时切换为放电状态，当放电达到循环区下限时切换为充电状态，使智能蓄电池电量保持在循环区；当智能蓄电池电量位于保留区时，在发动机运行状态下进行正常充电，当发动机关闭时关闭舒适和娱乐性设备；当智能蓄电池位于亏电区时，在发动机运行状态下进行快速充电，在发动机关闭时，关闭所有非必要性设备，尽量减少智能蓄电池放电量。

所述安全蓄电池接线柱还与乘客保护传感器的事故信号输出口相连，事故信号经乘客保护传感器采集后传输到安全蓄电池接线柱上，若出现事故，乘客保护传感器会给安全蓄电池接线柱一个引爆信号，同样也会断开启动机、普通蓄电池、发电机三者之间的连接电路。

在借鉴国内外乘用车发电机智能控制原理的基础上，剖析发电机控制现状，结合乘用车电源智能化控制***设计理念，本着实用、简化原则对发电机励磁线圈控制电路进行了适度的设计：

（1）不改变发电机驱动与连接方式，只对其励磁线圈电路进行电控；

（2）对其内部结构拆分：保留三相交流发电机和整流器作为发电部分不变，而将励磁线圈作为用电器进行智能化改造，确保发电机始终处于最佳工作状态和最优工作性能；

（3）取消原发电机电压调节器，增加励磁线圈智能控制模块，用励磁线圈智能控制模块对发电机的输出电压进行控制、调节，从而实现发电机全工况模式下工作模式的自动切换。

如图3所示，所述智能电源控制单元包括励磁线圈智能控制模块、电压采集模块、电压比较模块以及功率三极管。

所述发电机的正极通过电压采集模块与励磁线圈智能控制模块的输入端相连，电压采集模块还与电压比较模块的第一输入端相连，励磁线圈智能控制模块的输出端与电压比较模块的第二输入端相连，电压比较模块的比较信号输出端与功率三极管的基极连接，功率三极管的集电极与励磁线圈的火线相连，发射极与励磁线圈的搭铁端串联。

如图4所示，所述电压采集模块主要由电压采集电路完成数据的采集工作，所述电压采集电路可为：采用LM358组成的电压跟随器，起到缓冲电压、使输出电压与输入电压一致的作用，两个运算放大器通过电阻R3相连，所述电阻R3还与电阻R4串联，起到抑制干扰的作用，电阻R4接通电压源，电阻R3与电阻R4以及电压源组成电压偏移电路以达到下一级输入电压的要求。

所述电压比较模块主要由来电压比较器完成比较工作，电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路，可直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平，可采用切换速度快，延迟时间小的LM339、LM393电压比较器。

所述电压采集模块将采集到的发电机输出电压信号分别传输到励磁线圈智能控制模块和电压比较模块，经电压比较模块比较后的信号再传输到功率三极管的基极，然后再通过发射极传输到励磁线圈的搭铁端。

所述智能电源控制单元还包括二极管，所述二极管的正极与功率三极管的集电极相连，负极与发电机的正极相连，利用二极管的单向导电性控制电流方向。

智能电源控制单元以励磁线圈智能控制模块为核心，以参考电压原始数据为基础，将功率三极管串联在励磁线圈搭铁端从而控制励磁线圈电路的接通与断开，电压采集模块适时采集发电机的输出电压并将该电压反馈至上位控制器，同时将发电机输出电压送至电压比较模块，电压比较模块将反馈电压与上位机输出的参考电压进行比较，根据比较控制三极管基极电压，进而控制三极管通断，从而控制发电机励磁线圈电路的接通与断开。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：包括智能电源控制单元、发电机、智能蓄电池单元以及发动机电子控制单元；发电机的电流输出端分别与智能电源控制单元、智能蓄电池单元相连；智能电源控制单元通过数据总线与发动机电子控制单元相连；智能电源控制单元通过供电通道分别与对应的用电设备的供电输入端相连。

2.根据权利要求1所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：还包括智能蓄电池传感器，所述智能蓄电池传感器连接于所述智能电源控制单元的负极柱上。

3.根据权利要求1所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：还包括车辆运行状态传感器，所述车辆运行状态传感器与所述发动机电子控制单元的车辆运行状态参数输入口相连。

4.根据权利要求1所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：还包括智能断电器，所述智能电源控制单元的电流输出端经智能断电器与对应用电设备的供电输入端相连。

5.根据权利要求2所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：所述智能蓄电池单元包括蓄电池导线监控***、蓄电池电子控制器、安全蓄电池接线柱、普通蓄电池以及乘客保护传感器，所述蓄电池导线监控***、蓄电池电子控制器以及安全蓄电池接线柱顺次相连；所述普通蓄电池的正极与安全蓄电池接线柱相连，负极与所述智能蓄电池传感器相连；所述安全蓄电池接线柱还与乘客保护传感器的事故信号输出口相连。

6.根据权利要求5所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：所述蓄电池导线监控***包括蓄电池监控传感器和启动机监控传感器，所述蓄电池监控传感器和启动机监控传感器通过屏蔽层相连。

7.根据权利要求1所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：所述智能电源控制单元包括励磁线圈智能控制模块、电压采集模块、电压比较模块以及功率三极管，所述发电机的正极通过电压采集模块与励磁线圈智能控制模块的输入端相连，电压采集模块还与电压比较模块的第一输入端相连，励磁线圈智能控制模块的输出端与电压比较模块的第二输入端相连，电压比较模块的比较信号输出端与功率三极管的基极连接，功率三极管的集电极与励磁线圈的火线相连，发射极与励磁线圈的搭铁端串联；

还包括二极管，所述二极管的正极与功率三极管的集电极相连，负极与发电机的正极相连。

8.根据权利要求1所述的乘用车电源供给智能控制***，其特征在于：所述数据总线为CAN总线和LIN总线。