CN211958860U - 一种电动助力转向电源切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电动助力转向电源技术领域，尤其涉及一种电动助力转向电源切换装置。在电动助力转向电源切换装置中，设置了高压蓄电池、升压DC‑DC电源模块、降压DC‑DC电源模块、低压铅酸电池、转向控制器和油泵转向电机。上述各器件之间通过连接形成了两路供电通路并且在高压供电异常状态时，可以实现对转向控制器的供电从第一供电通路无缝切换到第二供电通路的电源切换装置，避免了助力转向卡顿或中断的风险，保证行车的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动助力转向电源技术领域，尤其涉及一种电动助力转向电源切换装置。
背景技术
随着新能源电动车不断涌现和推进，对电动车的安全要求也越来越高，电动助力转向是电动车标配的一个部件，安全要求极高。正常情况下，电动汽车的电动转向控制器采用高压电池供电，并控制转向油泵电机工作，当高压电池或者其他设备异常导致高压突然异常断开的情况下，电动助力转向控制器将无法工作，方向盘没有助力，这将严重影响行车安全。
为了解决以上问题，现有比较常用的技术是使用双绕组助力转向电机来实现电动助力转向的切换，该双绕组助力转向电机有两个转向控制器，两个控制器分别由车载高压电池和车载低压电池供电，两个转向控制器分别控制双绕组助力电机的两个绕组，双绕组是由高压绕组和低压绕组组成，共用一个电机转子。正常情况下，使用高压电源供电，高压控制器驱动高压绕组工作，在高压非人为因素异常断开的情况下，低压控制器可以介入工作，保证助力转向***继续工作。这种方案存在的缺点，由于有两个控制器组成，在切换的时候存在时间间隔，会存在助力转向卡顿的风险。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种能够在高压供电异常状态时自动切换供电源的电动助力转向电源切换装置，避免了助力转向卡顿或中断的风险，保证行车的安全。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种电动助力转向电源切换装置，包括高压蓄电池、升压DC-DC电源模块、降压DC-DC电源模块、低压铅酸电池、转向控制器和油泵转向电机；
所述高压蓄电池的正极与转向控制器的正极电连接，作为第一供电通路为转向控制器供电；
所述高压蓄电池的正极与所述降压DC-DC电源模块的输入端电连接，所述降压DC-DC电源模块的输出端与低压铅酸电池的输入端电连接，所述低压铅酸电池的输出端与升压DC-DC电源模块的输入端电连接；所述升压DC-DC电源模块的正极与转向控制器的正极电连接，作为第二供电通路为转向控制器供电；
所述转向控制器与油泵转向电机电连接；
当高压蓄电池输出电压为0V时，由原来的第一供电通路切换成第二供电通路为转向控制器供电。
进一步的，还包括第一二极管和第二二极管，所述高压蓄电池的正极与第一二极管的正极电连接，第一二极管的负极与转向控制器的正极电连接；所述升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极电连接，第二二极管的负极与转向控制器的正极电连接；
当由第一供电通路为转向控制器供电时，第一二极管的负极的电压值大于第二二极管的正极的电压值；当由第二供电通路为转向控制器供电时，第一二极管的负极的电压值小于第二二极管的正极的电压值。
进一步的，所述高压蓄电池的输出电压为500V，所述升压DC-DC电源模块的输出电压为300V。
进一步的，还包括预充接触器和预充电阻，所述高压蓄电池的正极分别与预充接触器的一端和预充电阻的一端电连接，所述预充接触器的另一端和预充电阻的另一端分别与第一二极管的正极电连接。
进一步的，还包括第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器；
所述第一熔断器设置在预充接触器的另一端与第一二极管的正极之间；
所述第二熔断器设置在升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极之间；
所述第三熔断器设置在预充接触器的另一端与降压DC-DC电源模块的输入端之间。
进一步的，所述低压铅酸电池的输出电压为24V。
本实用新型的有益效果在于：通过在电动助力转向电源切换装置上设置两路供电通路来为转向控制器进行供电，在高压供电正常情况下，转向控制器由第一供电通路为其供电；第一供电通路的高压供电异常时，在升压DC-DC电源模块和二极管的作用下可以，转向控制器可以立即切换为由第二供电通路为其供电，保证转向控制器供电的无缝切换，避免了助力转向卡顿或中断的风险，保证行车的安全。
附图说明
图1所示为本实用新型的一种电动助力转向电源切换装置的电路连接图；
标号说明：
1、高压蓄电池；2、升压DC-DC电源模块；3、降压DC-DC电源模块；4、低压铅酸电池；5、转向控制器；6、油泵转向电机；7、第一二极管；8、第二二极管；9、预充接触器；10、预充电阻；11、第一熔断器；12、第二熔断器13、第三熔断器。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1所示，本实用新型提供了一种电动助力转向电源切换装置，包括高压蓄电池1、升压DC-DC电源模块2、降压DC-DC电源模块3、低压铅酸电池4、转向控制器5和油泵转向电机6。
所述高压蓄电池的正极与转向控制器的正极电连接，作为第一供电通路为转向控制器供电；
所述高压蓄电池的正极与所述降压DC-DC电源模块的输入端电连接，所述降压DC-DC电源模块的输出端与低压铅酸电池的输入端电连接，所述低压铅酸电池的输出端与升压DC-DC电源模块的输入端电连接；所述升压DC-DC电源模块的正极与转向控制器的正极电连接，作为第二供电通路为转向控制器供电；
所述转向控制器与油泵转向电机电连接；
当高压蓄电池输出电压为0V时，由原来的第一供电通路切换成第二供电通路为转向控制器供电。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过高压蓄电池向转向控制器提供高压供电以外，引入了升压DC-DC电源模块作为第二供电源为转向控制器供电，当高压蓄电池输出电压异常时，可以马上将第一供电通路切换成第二供电通路为转向控制器供电，避免了转向控制器存在断电的风险。其中低压铅酸电池的输入端通过降压DC-DC电源模块的作用可以从高压蓄电池不断地获取电源，保证切换后的第二供电通路的供电顺畅和充足。
进一步的，还包括第一二极管7和第二二极管8，所述高压蓄电池的正极与第一二极管的正极电连接，第一二极管的负极与转向控制器的正极电连接；所述升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极电连接，第二二极管的负极与转向控制器的正极电连接。
当由第一供电通路为转向控制器供电时，第一二极管的负极的电压值大于第二二极管的正极的电压值；当由第二供电通路为转向控制器供电时，第一二极管的负极的电压值小于第二二极管的正极的电压值。
从上述描述可知，第一供电通路的高压输电异常断开时，此时第一供电通路上的输出电压要小于第二供电通路上的输出电压，反之亦然。此时，连接于第一供电通路上的第一二极管输入的电压值要小于连接于第二供电通路上的第二二极管的输入电压。根据二极管单向导电的性能，一旦第一二极管的输出电压小于第二二极管的输出电压，第二二极管可以马上导通实现供电切换。
进一步的，所述高压蓄电池的输出电压为500V，所述升压DC-DC电源模块的输出电压为300V。
从上述描述可知，高压蓄电池在正常输电的情况下的输出电压为500V，而高压蓄电池输电异常断开后，通过升压DC-DC电源模块的转换可以将低压铅酸电池输出的24V低压升压到300V的高压，从而为转向控制器提供应急高压供电。
进一步的，还包括预充接触器9和预充电阻10，所述高压蓄电池的正极分别与预充接触器的一端和预充电阻的一端电连接，所述预充接触器的另一端和预充电阻的另一端分别与第一二极管的正极电连接。
从上述描述可知，预充接触器和预充电阻组成了预充回路，由于转向控制器和降压DC-DC电源模块有输入滤波电容，所以需要预充，防止高压蓄电池释放的高压电直接接通滤波电容，此时由于电压较高，而电容C上电压接近为0容易造成瞬间短路，而预充接触器作为一个可控开关可以分别在预充开始和结束时进行闭合和断开。
进一步的，还包括第一熔断器11、第二熔断器12和第三熔断器13；所述第一熔断器设置在预充接触器的另一端与第一二极管的正极之间；所述第二熔断器设置在升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极之间；所述第三熔断器设置在预充接触器的另一端与降压DC-DC电源模块的输入端之间。
从上述描述可知，设置第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器可防止高压电路发生故障或异常时，升高的大电流可能对电路中的器件造成损坏，并起到保护电路安全运行的作用。
进一步的，所述低压铅酸电池的输出电压为24V。
从上述描述可知，低压铅酸电池工艺成熟，成本较低，容易维修和更换，作为低压输出电源可以更好的跟升压DC-DC电源模块配合。
请参照图1所示，本实用新型的实施例一为：
一种电动助力转向电源切换装置，包括高压蓄电池、升压DC-DC电源模块、降压DC-DC电源模块、低压铅酸电池、转向控制器和油泵转向电机。
上述的高压蓄电池可以选用锂电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池等高压蓄电池。在高压蓄电池正常供电的情况下，高压蓄电池输出的电压为500V,输出的电压经过闭合的预充开关分别向两路回路输出，一路通过高压蓄电池的正极端与转向控制器的正极电连接作为第一供电通路为转向控制器供电；另一路则接到降压DC-DC电源模块，具体的，通过高压蓄电池的正极与降压DC-DC电源模块的输入端电连接，降压DC-DC电源模块的输出端与低压铅酸电池的输入端电连接，将高压蓄电池输出的高压电通过降压DC-DC电源模块降压输送给低压铅酸电池，此时低压铅酸电池处于充电状态。
高压蓄电池异常供电的情况下，高压蓄电池输出的电压为0V，这时第一供电通路对转向控制器的供电中断，转为升压DC-DC电源模块为转向控制器供电。升压DC-DC电源模块的输入端与低压铅酸电池的输出端连接，将低压铅酸电池输出的24V低压电升压到300V，此时升压DC-DC电源模块的正极与转向控制器的正极电连接并输出300V的电压通过第二供电通路为转向控制器供电。所以本实施例中的电动助力转向电源切换装置，可以在高压蓄电池输出电压异常时，马上将第一供电通路切换成第二供电通路让升压DC-DC电源模块为转向控制器供电，避免了转向控制器存在断电的风险。并且低压铅酸电池的输入端通过降压DC-DC电源模块的进行充电还可以从高压蓄电池不断地获取电源，保证切换后的第二供电通路的供电顺畅和充足。
在本实施例中，因为转向控制器与油泵转向电机连接，所以转向控制器可以持续输入电源，进而可以持续输出UVW三相交流电到油泵转向电机，油泵转向电机获得供电后可以使助力转向***保持持续工作。
在本实施例中，还包括第一二极管D1和第二二极管D2，并且，第一供电通路主要是由高压蓄电池的正极与第一二极管的正极电连接，第一二极管的负极与转向控制器的正极电连接形成；第二供电通路主要是由升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极电连接，第二二极管的负极与转向控制器的正极电连接形成。当由第一供电通路为转向控制器供电时，第一供电通路上输出500V的电压并经过二极管导通将电压输入到转向控制器，这时第二供电通路经过升压DC-DC电源模块的升压持续地输出300V的电压，由于第二供电通路上的输出电压小于第一供电通路上输出的电压，所以第二供电通路上的第二二极管处于不导通的状态，第二供电通路不会为转向控制器供电。但是，当高压蓄电池异常供电时，第一供电通路输出的电压为0V，小于第二供电通路上输出的300V电压，这时第二二极管会被立即导通切换为由第二供电通路为转向控制器供电。由于升压DC-DC电源模块不断地输出电压配合第二二极管的导通作用，一旦第一供电通路异常，可以马上切换第二供电通路为转向控制器供电，这个切换过程不存在切换时间间隔，避免了助力转向卡顿或中断的风险，保证了行车的安全。
在本实施例中，还包括预充接触器S1和预充电阻R1，预充接触器和预充电阻组成了预充回路。具体的，高压蓄电池的正极分别与预充接触器的一端和预充电阻的一端电连接，预充接触器的另一端和预充电阻的另一端分别与第一二极管的正极电连接。由于转向控制器和降压DC/DC电源模块上有输入滤波电容，所以需要在高压蓄电池上先进行预充，防止高压蓄电池释放的高压电直接接通滤波电容，导致滤波电容瞬间短路。而预充接触器作为一个可控开关可以控制预充的开始和结束。
在本实施例中，还包括第一熔断器F1、第二熔断器F2和第三熔断器F3；具体的，第一熔断器设置在预充接触器的另一端与第一二极管的正极之间；第二熔断器设置在升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极之间；第三熔断器设置在预充接触器的另一端与降压DC-DC电源模块的输入端之间。通过在每一条回路中设置熔断器可以防止高压电路发生故障或异常时，升高的大电流可能对电路中的器件造成损坏，保护电路安全运行。
综上所述，本实用新型提供的一种电动助力转向电源切换装置，通过设置两路供电通路，提供一种在高压供电异常状态时，可以实现对转向控制器的供电从第一供电通路无缝切换到第二供电通路的电源切换装置。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种电动助力转向电源切换装置，其特征在于：包括高压蓄电池、升压DC-DC电源模块、降压DC-DC电源模块、低压铅酸电池、转向控制器和油泵转向电机；
所述高压蓄电池的正极与转向控制器的正极电连接，作为第一供电通路为转向控制器供电；
所述高压蓄电池的正极与所述降压DC-DC电源模块的输入端电连接，所述降压DC-DC电源模块的输出端与低压铅酸电池的输入端电连接，所述低压铅酸电池的输出端与升压DC-DC电源模块的输入端电连接；所述升压DC-DC电源模块的正极与转向控制器的正极电连接，作为第二供电通路为转向控制器供电；
所述转向控制器与油泵转向电机电连接；
当高压蓄电池输出电压为0V时，由原来的第一供电通路切换成第二供电通路为转向控制器供电。
2.根据权利要求1所述的一种电动助力转向电源切换装置，其特征在于：还包括第一二极管和第二二极管，所述高压蓄电池的正极与第一二极管的正极电连接，第一二极管的负极与转向控制器的正极电连接；所述升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极电连接，第二二极管的负极与转向控制器的正极电连接；
当由第一供电通路为转向控制器供电时，第一二极管的负极的电压值大于第二二极管的正极的电压值；当由第二供电通路为转向控制器供电时，第一二极管的负极的电压值小于第二二极管的正极的电压值。
3.根据权利要求2所述的一种电动助力转向电源切换装置，其特征在于：所述高压蓄电池的输出电压为500V，所述升压DC-DC电源模块的输出电压为300V。
4.根据权利要求2所述的一种电动助力转向电源切换装置，其特征在于：还包括预充接触器和预充电阻，所述高压蓄电池的正极分别与预充接触器的一端和预充电阻的一端电连接，所述预充接触器的另一端和预充电阻的另一端分别与第一二极管的正极电连接。
5.根据权利要求4所述的一种电动助力转向电源切换装置，其特征在于：还包括第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器；
所述第一熔断器设置在预充接触器的另一端与第一二极管的正极之间；
所述第二熔断器设置在升压DC-DC电源模块的正极与第二二极管的正极之间；
所述第三熔断器设置在预充接触器的另一端与降压DC-DC电源模块的输入端之间。
6.根据权利要求2所述的一种电动助力转向电源切换装置，其特征在于：所述低压铅酸电池的输出电压为24V。
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| CN202020979100.4U CN211958860U (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 一种电动助力转向电源切换装置 |
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