车载备用供电系统及机动车的制作方法

本发明涉及车辆设备技术领域，具体而言，涉及一种车载备用供电系统及机动车。

背景技术：

随着信息技术的发展和普及，机动车上使用的各类用电设备也越来越多，现有大多数用电设备需要直流电源供电，其需要直流电压等级可能与机动车本身提供的直流电源电压等级不符。现有常规做法是将机动车提供的直流输出经逆变器转化为220v的交流输出，再将220v的交流输出转换为用电设备额定电压等级的直流输出。多次转换导致电能转换效率低下，且由于逆变器本身不带电池，汽车发动机需要一直工作，才能在停车时维持向用电设备输出电能，长时间低转速运行会损害发动机。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种车载备用供电系统，应用于机动车，所述机动车包括输出电压为第一电压等级的主用电池，所述车载备用供电系统包括：备用电池、检测单元、第一继电器、电压转换单元及第一输出接口；

所述第一继电器的第一控制触点与所述主用电池的正极连接，第二控制触点与所述备用电池的正极连接，线圈触点与所述检测单元连接；

所述检测单元的检测端口与所述主用电池连接，用于检测所述主用电池的当前电压值；在检测到所述主用电池的电压高于第一预设电压阈值时，控制所述第一继电器的第一控制触点与第二控制触点导通；在检测到所述主用电池的电压低于第二预设电压阈值时，控制所述第一继电器的第一控制触点与第二控制触点断开；所述第一预设电压阈值大于所述第二预设电压阈值；

所述电压转换单元的正极输入端与所述备用电池的正极或所述第一继电器的第二控制触点连接，所述电压转换单元的负极输入端接地；所述电压转换单元用于将所述主用电池或备用电池输出的第一电压等级的电能转换为第二电压等级的电能；所述备用电池的负极接地；

所述第一输出接口的正极输入端和负极输入端分别与所述电压转换单元的正极输出端和负极输出端连接，所述第一输出接口的输出端用于向其他车载负载输出第二电压等级的电能。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述检测单元在检测到所述主用电池的电压高于第一预设电压阈值时，控制所述第一继电器的第一控制触点与第二控制触点导通；

所述检测单元在检测到所述主用电池的电压低于第二预设电压阈值时，控制所述第一继电器的第一控制触点与第二控制触点断开并；

所述检测单元在检测到所述主用电池的电压介于所述第一预设电压阈值与第二预设电压阈值之间时，控制所述第一继电器保持当前状态。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述第一电压等级为12v，所述第二电压等级为48v。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述第一电压等级为12v，所述第一预设电压阈值为13.3v，所述第二预设电压阈值为12.7v。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述第一继电器为常开继电器，所述检测单元还与机动车的启动信号端口连接；

所述机动车处于启动状态时，所述检测单元从所述启动信号端口获得电能开始工作，根据所述主用电池的电压控制所述第一继电器；

所述机动车处于非启动状态时，所述检测单元失电不工作，不对所述第一继电器进行控制，所述第一继电器维持断开状态。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述车载备用供电系统还包括电压显示单元；

所述电压显示单元的正极与所述备用电池的正极连接，所述电压显示单元负极接地，所述电压显示单元用于检测并显示所述备用电池的电压。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述车载备用供电系统还包括第一手动开关；所述第一手动开关包括第一按键及第二继电器；

所述第二继电器设置于所述电压转换单元的输出端与所述第一输出接口的输入端之间，用于根据所述第一按键的状态控制所述电压转换单元与所述第一输出接口接通或断开；

所述第一按键设置于所述机动车的中控台。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述车载备用供电系统还包括第二输出接口；

所述第二输出接口的正极输入端与所述备用电池的正极连接，所述第二输出接口的负极输入端接地，所述第二输出接口的输出端用于向其他车载负载输出第一电压等级的电能。

进一步地，在上述车载备用供电系统中，所述车载备用供电系统还包括第二手动开关；所述第二手动开关包括第二按键及第三继电器；

所述第三继电器设置于所述备用电池的正极与所述第二输出接口的正极输入端之间，用于根据所述第二按键的状态控制所述备用电池与所述第二输出接口接通或断开；

所述第二按键设置于所述机动车的中控台。

本发明的另一目的在于提供一种机动车，所述机动车包括输出电压为第一电压等级的主用电池及本发明提供的所述车载备用供电系统。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的车载备用供电系统及机动车，通过所述检测单元检测机动车本身的主用电池的电压，在所述主用电池电量不足的情况下可以通过所述备用电池向电压转换单元供电，由所述电压转换单元将电能转换为用电设备需要的电压等级后输出。如此，避免了电能的多次转换，并可以在机动车熄火状态下持续提供电能输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的车载备用供电系统示意图之一；

图2为本发明实施例提供的车载备用供电系统示意图之二；

图3为本发明实施例提供的检测单元控制逻辑示意图；

图4为本发明实施例提供的车载备用供电系统示意图之三。

图标：100-车载备用供电系统；111-检测单元；112-备用电池；113-第一继电器；114-电压转换单元；115-第一输出接口；116-充放电保护模块；117-电压显示单元；1181-第一按键；1182-第二继电器；119-第二输出接口；1201-第二按键；1202-第三继电器；211-主用电池；212-发电机；213-启动信号端口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，图1是本发明较佳实施例提供的车载备用供电系统100的示意图，所述车载备用供电系统100应用于所述机动车，所述机动车包括输出电压为第一电压等级的主用电池211。所述车载备用供电系统100包括检测单元111、备用电池112、第一继电器113、电压转换单元114及第一输出接口115。

在本实施例中，所述第一电压等级为12v，所述主用电池211的正极还与所述机动车的发电机212连接，在所述机动车启动状态下，可以通过所述发电机212为所述主用电池211充电。

所述第一继电器113的第一控制触点与所述主用电池211的正极连接，第二控制触点与所述备用电池112的正极连接，线圈触点与所述检测单元111连接。

在本实施例中，所述第一继电器113可以为常开继电器，额定通过电流能力大于200a，其线圈触点的控制电压为12v。所述线圈触点得电时，所述第一控制触点与所述第二控制触点接通，所述线圈触点失电时，所述第一控制触点与所述第二控制触点断开。

所述备用电池112的正极与所述第一继电器113的第二控制触点连接，负极接地。在所述第一控制触点与所述第二控制触点接通时，可以由所述机动车的发电机212为所述备用电池112充电。

可选地，在本实施例中，所述备用电池112可以由4个单体磷酸铁锂电池串联构成，所述备用电池112的标称电压12.8v，最大充电限制电压14.6v，最低放电限制电压8v，容量为12v/80ah。

进一步地，请参照图2，在本实施例中，所述车载备用供电系统100还包括充放电保护模块116所述充放电保护模块116连接于所述第一继电器113的第二控制触点与所述备用电池112之间。

所述充放电保护模块116可以由输入输出控制mos管和mcu组成，其设定电池最大充电和放电电流为100a，充电截止电压为14.5v，放电截止电压为10v，以对所述备用电池112进行充放电保护。

所述检测单元111的检测端口与所述主用电池211连接，用于检测所述主用电池211的当前电压值。所述主用电池211的电压可以反映其电量，当所述主用电池211电量充足时，其电压值较高，当所述主用电池211电量不足时，其电压值较低。所述检测单元111根据所述主用电池211当前的电压值向所述第一继电器113的线圈触点输出控制信号，以控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点接通或断开。

所述电压转换单元114的正极输入端与所述备用电池112的正极或所述第一继电器113的第二控制触点连接，所述电压转换单元114的负极输入端接地。所述电压转换单元114用于将所述主用电池211或备用电池112输出的第一电压等级的电能转换为第二电压等级的电能。在本实施例中，所述第二电压等级可以为48v，所述电压转换单元114的输入电压范围可以为9～18v，输出电压可以为48v，输出功率可以为300w。

在所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点接通时，所述电压转换单元114可以从所述主用电池211或者所述备用电池112获得电能。在所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点接通时，所述电压转换单元114可以从所述备用电池112获得电能。

所述第一输出接口115的正极输入端和负极输入端分别与所述电压转换单元114的正极输出端和负极输出端连接，所述第一输出接口115的输出端用于向其他车载负载输出第二电压等级的电能。

基于上述设计，即使在所述第一继电器113断开，所述主用电池211不向所述电压转换单元114输出电能的情况下，可以通过所述备用电池112向所述电压转换单元114提供持续的电能。

在本实施例中，设计在所述主用电池211电量充足时，可以接通所述第一继电器113，由所述主用电池211向所述电压转换单元114提供电能。在所述主用电池211电量不足时，可以断开所述第一继电器113，由所述备用电池112向所述电压转换单元114提供电能。

具体地，在本实施例中，所述检测单元111在检测到所述主用电池211的电压高于第一预设电压阈值时，控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点导通。在检测到所述主用电池211的电压低于第二预设电压阈值时，控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点断开。其中，所述第一预设电压阈值大于所述第二预设电压阈值；

进一步地，为了防止所述主用电池211的电压在临界阈值波动时，所述第一继电器113反复通断，故在本实施例中，请参照图3，所述检测单元111在检测到所述主用电池211的电压高于第一预设电压阈值时，控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点导通。其中，所述第一预设电压阈值可以设置为13.3v，所述检测单元111控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点导通的方式为向所述线圈触点输出12v电压。

所述检测单元111在检测到所述主用电池211的电压低于第二预设电压阈值时，控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点断开。其中，所述第二预设电压阈值可以设置为12v。所述检测单元111控制所述第一继电器113的第一控制触点与第二控制触点断开的方式为向所述线圈触点输出0v电压。

所述检测单元111在检测到所述主用电池211的电压介于所述第一预设电压阈值与第二预设电压阈值之间时，控制所述第一继电器113保持当前状态。

如此，在可以在确定所述主用电池211电量充足时，在接通第一继电器113。在确定所述主用电池211电量不足时，断开第一继电器113，防止在电压临界点波动时，所述第一继电器113反复通断造成电路不稳定。

进一步地，请再次参照图2，所述检测单元111还可以与机动车的启动信号端口213连接。所述机动车处于启动状态时，所述检测单元111从所述启动信号端口213获得电能开始工作，根据所述主用电池211的电压控制所述第一继电器113。

所述机动车处于非启动状态时，所述检测单元111失电不工作，不向所述第一继电器113的线圈触点送电，即不对所述第一继电器113进行控制。此时，由于所述第一继电器113为常开继电器，在其线圈触点失电的情况下维持断开状态。检测单元111主用电池211第一继电器113检测单元111第一继电器113主用电池211备用电池112电压转换单元114如此，防止了在所述机动车没有启动时所述主用电池211过渡放电，导致所述机动车在需要启动时所述主用电池211电量不足，无法打火启动。

进一步地，请再次参照图2，所述车载备用供电系统100还包括电压显示单元117。

所述电压显示单元117的正极与所述备用电池112的正极连接，所述电压显示单元117负极接地，所述电压显示单元117用于检测并显示所述备用电池112的电压。如此，用户可以方便的从中控台获知所述备用电池112的电量情况。

进一步地，请再次参照图2，所述车载备用供电系统100还包括第一手动开关；所述第一手动开关包括第一按键1181及第二继电器1182。所述第二继电器1182设置于所述电压转换单元114的输出端与所述第一输出接口115的输入端之间，用于根据所述第一按键1181的状态控制所述电压转换单元114与所述第一输出接口115接通或断开。所述第一按键1181设置于所述机动车的中控台。

在本实施例中，第一手动开关可以为自锁开关，所述第一按键1181被按下后接通并自锁，控制所述第二继电器1182持续接通，所述第一按键1181被再次按下后恢复断开，控制所述第二继电器1182断开。所述第二继电器1182可以是常开继电器，输入控制电压为12v，额定过流能力为20a。

进一步地，请参照图4，所述车载备用供电系统100还包括第二输出接口119。

所述第二输出接口119的正极输入端与所述备用电池112的正极连接，所述第二输出接口119的负极输入端接地，所述第二输出接口119的输出端用于向其他车载负载输出第一电压等级的电能。如此，所述车载备用供电系统100除了可以输出48v的电压，同样也可以输出12v的电压，以满足各种不同用电设备的需求。

进一步地，请再次参照图4，所述车载备用供电系统100还包括第二手动开关，所述第二手动开关包括第二按键1201及第三继电器1202。所述第三继电器1202设置于所述备用电池112的正极与所述第二输出接口119的正极输入端之间，用于根据所述第二按键1201的状态控制所述备用电池112与所述第二输出接口119接通或断开。所述第二按键1201设置于所述机动车的中控台。

在本实施例中，第二手动开关可以为自锁开关，所述第二按键1201被按下后接通并自锁，以控制所述第三继电器1202持续接通，所述第二按键1201被再次按下后回复断开，以控制所述第三继电器1202断开。所述第三继电器1202可以是常开继电器，输入控制电压为12v，额定过流能力为100a。

本实施例还提供一种机动车，所述机动车包括输出电压为第一电压等级的主用电池211及本实施例提供的所述车载备用供电系统100。

综上所述，本发明提供的车载备用供电系统100及机动车，通过所述检测单元111检测机动车本身的主用电池211的电压，在所述主用电池211电量不足的情况下可以通过所述备用电池112向电压转换单元114供电，由所述电压转换单元114将电能转换为用电设备需要的电压等级后输出。如此，避免了电能的多次转换，并可以在机动车熄火状态下持续提供电能输出。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段或代码的一部分，所述单元、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个单元单独存在，也可以两个或两个以上单元集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，在本文中，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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。