一种车载自供电电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及车载自供电领域，具体地讲，涉及一种车载自供电电源系统。
【背景技术】
[0002] 目前，现有的汽车车载电源大多采用汽车本身所带蓄电池或另加所蓄电池做为输 入源，然后通过DC/AC逆变器为车载设备提供电能。这种方案存在的主要问题是电能功率 受蓄电池容量的限制，所能提供的电能最大功率一般情况下只有1~3kW，而且额定负载 时，电能的供电维持的时间也较短，无法为额定负载长时间运行提供充足的电能；另一种方 案是使用一台外型尺寸相近的较大功率发电机（功率约为2kW~4kW)替代原有车辆自带 的发电机。这种方案中，车辆必需的耗电单元（如车灯、空调、循环水泵、液压油泵等）所消 耗的能量，占到了发电机功率的40%以上，剩余的电能无法满足其他车载电子设备的用电 需求，特别是随着各种专业车辆（如大型冷藏运输车、军用通讯指挥车等）的日益增多，用 电需求问题更加突出。
[0003] 同时，汽车变速过程中，如果发电机取力器安装在变速箱后端发电机的取力会暂 时中断，造成变流控制器输出暂时中断；如果发电机取力是在变速箱前端取力，由于发动机 附近零部件较多，空间有限，安装取力器及发电机必然改变整车的原有结构，整车的性能会 受到一定的影响。为了解决这一问题，现有的车载电源系统，一般不采用变速箱后端的取力 方式，而直接采用变速箱前端取力的方式，并通过采用提高发动机怠速保证发电机的正常 输出，解决变流控制器输入暂时中断并停止输出的问题。
[0004] 现有技术就是在原有车辆自带发电机的位置上，重新安装一台跟原有车辆自带发 电机外型尺寸相同的高效大功率的发电机，通过车载自发电系统所用的变流控制器，输出 恒压、恒频交流电，来满足专业车辆的作业需求。这种方式依然采用原有车辆自带发电机的 安装方式及动力传递方式，受限于此，更换后的发电机，比原有车辆自带发电机功率的增幅 有限，大多数情况下不能满足专业车辆的作业需求。此外，现有车载电源技术还需要增加蓄 电池等储能器件，不仅占用空间，而且无法长时间持续输出额定功率，无法满足车上相关电 子设备对电量的需求，特别是专业车辆需要车载电源的功率很大的情况下。
[0005] 现有技术中，为提高车载自发电系统的功率而增大发电机的功率，如果发电机取 力在变速箱前端，受安装空间的影响，容易导致发电机取力方式和安装位置发生改变，进而 引起整车的原有结构和整车性能的改变；而如果发电机取力在变速箱后端，虽然有足够的 安装空间，而且不改变原有整车结构，但是存在汽车变速的过程中导致车辆发动机转速低 于怠速，使发电机转速急剧下降，从而导致的变流控制器暂时中断并停止输出的问题。 【实用新型内容】：
[0006] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种载自供电电源系统，同时具有交流电压 和直流电压输出功能，可以充分满足车载设备对电源的需求，能量消耗低、能源利用率高、 维护简单、经济性好、不污染环境。
[0007] 本实用新型采用如下技术手段实现实用新型目的：
[0008] -种车载自供电电源系统，包括车辆发动机，其特征是：所述车辆发动机连接交流 发电机，所述交流发电机连接电气控制装置，所述电气控制装置包括整流滤波逆变单元，所 述电气控制装置连接功率补偿单元。
[0009] 作为对本技术方案的进一步限定，所述交流发电机包括永磁发电机和电励磁发电 机，所述整流滤波逆变单元包括永磁整流滤波逆变电路和电励磁整流滤波逆变电路。
[0010] 作为对本技术方案的进一步限定，所述永磁整流滤波逆变电路包括三相电压输 入端，所述三相电压输入端连接稳压电路，所述稳压电路两端并接有电容Cl，所述电容Cl 连接功率模块IGBTQ1，所述功率模块IGBTQl连接储能电感L1，所述电容Cl和功率模块 IGBTQl输出端连接二极管D7,所述储能电感Ll和二极管D7两端并接有功率模块IGBTQ2， 所述功率模块IGBTQ2连接有二极管D8,所述二极管D8和功率模块IGBTQ2两端并接有电容 C2,所述电容C2两端还连接直流电压输出端V和所述功率补偿单元的输出端ab，所述电容 C2两端并接有三相四桥臂电路，所述三相四桥臂电路的零线输出端连接滤波电感L2'，所 述三相四桥臂电路的A桥输出端连接滤波电感L3'，所述三相四桥臂电路B桥输出端连接 滤波电感L4'，所述三相四桥臂电路的C桥输出端连接滤波电感L5'，所述滤波电感L3'、 滤波电感L4'和滤波电感L5'分别通过电容C3'、C4'和C5'连接零线滤波电感L2'，所述 滤波电感L3'和电容C3'之间、滤波电感L4'和电容C4'之间、滤波电感L5'和电容C5'之 间分别设置有交流电压输出端。
[0011] 作为对本技术方案的进一步限定，所述电励磁整流滤波逆变电路包括三相电压输 入端，所述三相电压输入端连接稳压电路，所述稳压电路两端并接有电容Cl和电容C2,所 述电容C2两端还连接直流电压输出端V和所述功率补偿单元的输出端ab，所述电容C2两 端并接有三相四桥臂电路，所述三相四桥臂电路的零线输出端连接滤波电感L2,所述三相 四桥臂电路的A桥输出端连接滤波电感L3,所述三相四桥臂电路B桥输出端连接滤波电感 L4,所述三相四桥臂电路的C桥输出端连接滤波电感L5,所述滤波电感L3、滤波电感L4和 滤波电感L5分别通过电容C3、C4和C5连接零线滤波电感L2,所述滤波电感L3和电容C3 之间、滤波电感L4和电容C4之间、滤波电感L5和电容C5之间分别设置有电压输出端。
[0012] 作为对本技术方案的进一步限定，所述功率补偿单元包括直流电压输入端、充电 检测保护电路和升压稳压电路，所述直流电压输入端连接变阻器R3,所述变阻器R3连接功 率模块IGBTQ3,所述功率模块IGBTQ3连接电感LI 1，所述电感LI 1连接充电电流检测器Nl， 所述充电电流检测器Nl连接蓄电池正端，所述蓄电池正端通过电感L12连接放电电流检测 器N2,所述放电电流检测器N2还连接功率模块IGBTQ4和二极管D2,所述功率模块IGBTQ4 和二极管D2两端并接有电容C1，所述二极管D2连接继电器开关K1，所述继电器开关Kl 通过二极管D5连接功率补偿单元输出端，所述蓄电池正端还通过电阻R5和电阻R4连接运 算放大器UIA的负端，所述运算放大器UIA的正端通过变阻器Pl接地，所述运算放大器ΠΑ 的输出端通过电阻R6连接三极管Q33的基极，所述三极管Q33集电极通过并接的二极管D6 和继电器开关K3连接12V电源，所述继电器开关K3连接继电器Kl，所述继电器Kl与继电 器开关K3配合使用。
[0013] 作为对本技术方案的进一步限定，所述三相电压输入端输入电压为AC100-AC800。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的输入适应性好， 从车辆发动机的怠速到发动机的最高转速系统均能正常工作，即车辆无论处于驻车状态下 还是在各种路况行驶状态下均能实现满功率不间断输出，且性能指标不受发动机转速的影 响，即输出电压和频率将不会受发动机转速的瞬间变化或持续变化的影响。系统采用加装 方式安装在车辆上，不影响车辆的整体状态和性能，假如系统出现问题时车辆还可以正常 行驶。系统同时具有交流电压和直流电压输出功能，可以充分满足车载设备对电源的需求。 保护功能全。车载式自供电系统的发电机具有过热保护，变流控制器具有输出过热、过流