供电装置及供电方法

供电装置及供电方法
【专利摘要】本发明公开了一种供电装置及供电方法。供电装置包括：多个输入接口、多个输出接口、第一供电器、第二供电器和控制器，其中，所述多个输入接口与电源耦合；多个输出接口与负载耦合；第一供电器与多个输入接口和多个输出接口耦合；第二供电器与多个输入接口和多个输出接口耦合；控制器用于与第一供电器和第二供电器通讯，其中，控制器控制第一供电器和第二供电器的启用和禁用，并控制每个供电器的输出。本发明的供电装置及供电方法可降低成本，提高安全性能。
【专利说明】供电装置及供电方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电池领域，特别是涉及一种供电装置以及供电方法。
【背景技术】
[0002]现有的电动车(Electrical Vehicle，简称EV)都备有两个供电器:一个供电器(即主供电器)用于向电动车主电动系统供电，其中主电动系统不包括驱动电动车的电动机；另一个供电器(即备用供电器)用于向辅助电动系统供电。备用供电器通常为铅酸电池。图1所示为现有技术中向电动车提供备用电能的传统方案100的示意图。铅酸电池102与直流/直流转换器104的输出端耦合，作为备用供电器向电动车的电动装置106供电。直流/直流转换器104与电动车的主供电器(图1中未示出)耦合。
[0003]图1所示的传统方案有如下问题:(1)铅酸电池较重且价格昂贵，给电动车的设计带来麻烦；(2)如果电池在很长一段时间未充电，电池会由于静态电流而自动耗尽，此时电池的电压会过低而使电动车无法启动；(3)如果电池短路，将引起电动车的自燃。

【发明内容】

[0004]本发明提供一种供电装置及供电方法，可降低成本，提高安全性。
[0005]为解决上述问题，本发明公开了一种供电装置，该供电装置包括:多个输入接口，与电源稱合；多个输出接口，与负载稱合；第一供电器，与所述多个输入接口和所述多个输出接口耦合；第二供电器，与所述多个输入接口和所述多个输出接口耦合；以及控制器，用于与所述第一供电器和所述第二供电器通讯，其中，所述控制器控制所述第一供电器和所述第二供电器的启用和禁用，并控制每个供电器的输出。
[0006]本发明还公开了一种供电方法，用于给负载供能，所述供电方法包括:接收来自电源的电能；接收第一使能信号，所述第一使能信号指示是否将所述电源的所述电能输送至第一供电器；当所述电源的所述电能输送至所述第一供电器时，启用所述第一供电器以输出第一电压的电流；以及当所述电源的所述电能未输送至所述第一供电器时，启用第二供电器以输出第二电压的电流。
[0007]本发明还公开了一种供电装置，与电源耦合，用于向负载输出多个电压，所述供电装置包括:第一供电器，与所述电源耦合，用于向所述负载输出电压；第二供电器，与所述第一供电器并联；以及控制器，用于与所述第一供电器和所述第二供电器通讯，其中所述控制器控制所述第一供电器的输出电压和所述第二供电器的输出电压。
[0008]本发明的所述供电装置包括多个输入接口、多个输出接口、第一供电器、第二供电器以及控制器，所述控制器控制所述第一供电器和所述第二供电器的启用和禁用，并控制每个供电器的输出。采用本发明的供电装置及方法，无需使用铅酸电池即可满足电动车主、备用供电的需求，而且还降低了成本，提高了安全性能。
【专利附图】

【附图说明】[0009]以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。
[0010]图1所示为向电动车提供备用电能的传统方案的示意图；
[0011]图2所示为本发明的一个实施例的供电装置的示意图；
[0012]图3所示为本发明的另一个实施例的供电装置的示意图；
[0013]图4所示为本发明一个实施例的供电方法流程图；及
[0014]图5所示为本发明另一个实施例的供电方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
[0016]另外，为了更好的说明本发明，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0017]本发明提供了一种供电装置以及供电方法，无需使用铅酸电池，降低了成本，提高了安全性能。本发明提供的供电装置也称为双核直流/直流模块，该供电装置用于给电动车中的主电动系统和辅助电动系统供电。双核直流/直流模块与电源耦合，该双核直流/直流模块包括两个并联的供电器。每个供电器均与电源耦合。双核直流/直流模块还包括控制器，控制器接收来自电动车的第一使能信号，并根据该第一使能信号控制两个供电器的启用和禁用。此外，控制器还可调节每个供电器的输出电压。
[0018]本发明的实施例中，电动车也可以称为供电装置的负载。第一使能信号用于指示电动车是否处于工作状态。第一使能信号可以包括两种状态:激活状态和未激活状态，分别用于指示电动车处于工作状态和非工作状态。
[0019]图2所示为本发明的一个实施例的供电装置200的示意图。供电装置200包括两个输入接口、一个使能接口和两个输出接口。其中，两个输入接口 Pack+和Pack-与电动车的外接电源(图2中未示出)耦合，使能接口 Enable与电动车的控制系统(图2中未示出)耦合，两个输出接口 Output+和Output-与电动车的电动装置(图2中未示出)耦合。使能接口 Enable还与开关SWl耦合，用于控制开关SWl。在供电装置200的内部还包含两个供电器，分别为主供电器202 (即第一供电器)和备用供电器204 (即第二供电器)，主供电器202率禹合至供电装置的输入接口 Pack+和Pack-以及输出接口 Output+和Output-,备用供电器204耦合至供电装置的输入接口 Pack+和Pack-以及输出接口 Output+和Output-。供电装置200还包含控制器206。控制器206与两个供电器通讯，用于控制两个供电器的启用和禁用，并控制每个供电器的输出。每个供电器分别具有两个输入接口和两个输出接口，两个输入接口分别为IN+和IN-，两个输出接口分别为OUT+和OUT-。两个供电器的输入接口IN+耦合在一起，输入接口 IN-也耦合在一起。类似地，两个供电器的输出接口 OUT-耦合在一起。备用供电器204的输出接口 OUT+通过二极管Dl耦合至主供电器202的输出接口OUT+。两个供电器的输入接口 IN+均与供电装置200的输入接口 Pack+耦合在一起。两个供电器的输入接口 IN-均与供电装置200的输入接口 Pack-耦合在一起。两个供电器的输出接口 OUT+均与供电装置200的输出接口 Output+耦合在一起。两个供电器的输出接口OUT-均与供电装置200的输出接口 Output-耦合在一起。
[0020]当电动车未工作时，即电动车未行驶也未点火时，电动车的控制系统(图2中未示出)不激活第一使能信号，则保持开关SWl断开。当开关SWl断开时，输入接口 Pack+和输入接口 Pack-与备用供电器204耦合，并由外接电源向备用供电器204供电。备用供电器204在输出接口 Output+和输出接口 Output-输出低压电流。该低压电流驱动电动车的辅助电动系统中的电动装置，例如收音机或其他的电子仪器。
[0021 ] 当电动车工作时，即电动车在行驶中或已点火，电动车的控制系统(图2中未示出)激活第一使能信号，并闭合开关SW1，主供电器202接收电源的电能。即第一使能信号指示主供电器202是否接收电源的电能。当开关SWl闭合后，外接电源同时耦合至主供电器202和备用供电器204。控制器206也可以从电动车的控制系统接收激活的第一使能信号，该激活的第一使能信号表不电动车正处于工作中。可选择地，控制器206也可以从主供电器202接收用于指示主供电器202与外接电源耦合的激活的第一使能信号，以确认电动车正处于工作中。于是控制器206使得主供电器202接收来自电源的电能，并输出高压电流。该高压电流驱动电动车的主电动系统中的电动设备:例如雨刮器，电动窗，灯等。二极管Dl用于阻止主供电器202的高压电流流入备用供电器204。一旦电动车停止工作时，控制器206禁用主供电器202的输出，并启用备用供电器204的输出。
[0022]图3所示为本发明的另一个实施例的供电装置300的示意图。供电装置300包括两个输入接口、一个使能接口和两个输出接口。其中，两个输入接口 Pack+和Pack-与电动车的外接电源(图3中未示出)耦合，使能接口 Enable与电动车的控制系统(图3中未示出)耦合，两个输出接口 Output+和Output-与电动车的电动装置(图3中未示出)耦合。在供电装置300的内部包含两个供电器，分别为主供电器302 (第一供电器)和备用供电器304 (第二供电器)，主供电器302耦合至供电装置的输入接口 Pack+和Pack-以及输出接口 Output+和Output-,备用供电器304稱合至供电装置的输入接口 Pack+和Pack-以及输出接口 Output+和Output-。供电装置300还包含控制器306，控制器306与两个供电器通讯，用于从电动车的控制系统接收第一使能信号，并根据所述第一使能信号控制主供电器302和备用供电器304的启用和禁用。每个供电器分别具有两个输入接口和两个输出接口，两个输入接口分别为IN+和IN-，两个输出接口分别为OUT+和OUT-。两个供电器的输入接口 IN+耦合在一起，输入接口 IN-也耦合在一起。类似地，两个供电器的输出接口OUT-耦合在一起，两个供电器的输出接口 OUT+也耦合在一起。两个供电器的输入接口 IN+均与供电装置300的输入接口 Pack+耦合在一起。两个供电器的输入接口 IN-均与供电装置300的输入接口 Pack-耦合在一起。两个供电器的输出接口 OUT+均与供电装置300的输出接口 Output+耦合在一起。两个供电器的输出接口 OUT-均与供电装置300的输出接口 Output-稱合在一起。
[0023]在图3所示的实施例中，外接电源同时与主供电器302和备用供电器304耦合。当电动车未工作时，即电动车未行驶也未点火时，电动车的控制系统不激活第一使能信号。控制器306启用备用供电器304，并在输出接口 Output+和输出接口 Output-输出低压电流。
[0024]当电动车工作时，即电动车在行驶中或已点火，电动车的控制系统激活第一使能信号。控制器306从电动车的控制系统接收指示电动车处于工作状态的激活的第一使能信号。控制器306启用主供电器302，并输出高压电流。同时控制器306禁用备用供电器304，使得备用供电器304不输出任何电流。
[0025]尽管在上文的实施例中，主供电器和备用供电器在互斥模式下工作，本发明的供电装置中的两个供电器也可以在共存模式下工作。例如，在共存模式下，控制器接收指示共存模式的第二使能信号，并控制两个供电器以相同的预设电压在输出接口输出电流。假如主供电器可以传输40W的电能,备用供电器可以传输IOW的电能,那么两个供电器可以给电动车的电动装置传输共50W的电能。在共存模式下工作时，根据预设电压的不同，控制器可以控制降低主供电器输出电压或升高备用供电器输出电压。例如，如果预设电压等于备用供电器的输出电压，则控制器降低主供电器的输出电压，使其接近备用供电器的输出电压，并使备用供电器和主供电器共同驱动负载。可选择地，如果预设电压等于主供电器的电压，则控制器可以升高备用供电器的输出电压，使其接近主供电器的输出电压。
[0026]图4所示为本发明一个实施例的供电方法流程图400。
[0027]在步骤402中，供电装置接收来自电动车的控制系统的第一使能信号。
[0028]在步骤404中，接收到的第一使能信号指示电动车是否处于工作状态。
[0029]在步骤406中，如果电动车未工作，供电装置中的控制器禁用主供电器。
[0030]在步骤408中，供电装置中的控制器启用备用供电器。
[0031]在步骤410中，如果电动车处于工作状态，供电装置中的控制器启用主供电器。
[0032]在步骤412中，供电装置中的控制器禁用备用供电器。
[0033]图5所示为本发明另一个实施例的供电方法流程图500。
[0034]在步骤502中，供电装置接收来自电动车的控制系统的第二使能信号。第二使能信号指示供电装置中两个供电器以共存模式传输电能。
[0035]在步骤504中，供电装置向每个供电器发送控制信号，将每个供电器的输出电压调整至预设电压。
[0036]在步骤506中，供电装置启用主供电器以按照预设电压输出。
[0037]在步骤508中，供电装置启用备用供电器以按照预设电压输出。
[0038]两个供电器在供电装置的输出接口 Output+和Output-均输出电流，且总输出功率为两个供电器的输出功率之和。
[0039]在此使用之措辞和表达都是用于说明而非限制，使用这些措辞和表达并不将在此图示和描述的特性之任何等同物或部分等同物排出在发明范围之外，在权利要求的范围内可能存在各种修改。其他的修改、变体和替代物也可能存在。因此，权利要求旨在涵盖所有此类等同物。
【权利要求】
1.一种供电装置，其特征在于，所述供电装置包括: 多个输入接口，与电源耦合； 多个输出接口，与负载耦合； 第一供电器，与所述多个输入接口和所述多个输出接口耦合； 第二供电器，与所述多个输入接口和所述多个输出接口耦合；以及控制器，用于与所述第一供电器和所述第二供电器通讯，其中，所述控制器控制所述第一供电器和所述第二供电器的启用和禁用，并控制每个供电器的输出。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括: 开关，用于将所述多个输入接口中的一个连接至所述第一供电器；以及 使能接口，用于控制所述开关。
3.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述控制器接收第一使能信号，并根据所述第一使能信号控制所述第一供电器和所述第二供电器的启用和禁用。
4.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述控制器接收来自所述第一供电器的第一使能信号，所述第一使能信号指示所述第一供电器是否接收来自所述电源的电倉泛。
5.根据权利要求4所述的供电装置，其特征在于，当所述第一供电器接收来自所述电源的电能时，所述控制器禁用所述第二供电器。
6.根据权利要求4所述的供电装置，其特征在于，当所述第一供电器未接收来自所述电源的电能时，所述控制器禁用所述第一供电器并启用所述第二供电器。
7.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括: 二极管，耦合于所述第一供电器的输出端和所述第二供电器的输出端之间。
8.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置工作在共存模式下时，所述控制器控制所述第一供电器和所述第二供电器按照预设电压输出。
9.一种供电方法，用于给负载供能，其特征在于，所述供电方法包括: 接收来自电源的电能； 接收第一使能信号，所述第一使能信号指示是否将所述电源的所述电能输送至第一供电器； 当所述电源的所述电能输送至所述第一供电器时，启用所述第一供电器以输出第一电压的电流；以及 当所述电源的所述电能未输送至所述第一供电器时，启用第二供电器以输出第二电压的电流。
10.根据权利要求9所述的供电方法，其特征在于，所述第一使能信号来自负载的控制系统。
11.根据权利要求9所述的供电方法，其特征在于，所述第一使能信号来自所述第一供电器。
12.根据权利要求9所述的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括: 当所述电源的所述电能输送至所述第一供电器时，禁用所述第二供电器。
13.根据权利要求9所述的供电方法，其特征在于，所述供电方法还包括: 接收指示共存模式的第二使能信号；控制所述第一供电器按照预设电压输出；以及 控制所述第二供电器按照所述预设电压输出。
14.一种供电装置，与电源耦合，用于向负载输出多个电压，其特征在于，所述供电装置包括: 第一供电器，与所述电源I禹合，用于向所述负载输出电压； 第二供电器，与所述第一供电器并联；以及 控制器，用于与所述第一供电器和所述第二供电器通讯，其中所述控制器控制所述第一供电器的输出电压和所述第二供电器的输出电压。
15.根据权利要求14所述的供电装置，其特征在于，所述控制器控制由所述第一供电器或所述第二供电器向所述负载输出电压。
16.根据权利要求14所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括: 开关，耦合于所述第一供电器和所述电源之间；以及 使能接口，用于控制所述开关。
17.根据权利要求14所述的供电装置，其特征在于，所述控制器接收来自所述第一供电器的第一使能信号，所述第一使能信号指示所述第一供电器是否接收来自所述电源的电倉泛。
18.根据权利要求17所述的供电装置，其特征在于，当所述第一供电器接收来自所述电源的电能时，所述控制器禁用所述第二供电器。`
19.根据权利要求17所述的供电装置，其特征在于，当所述第一供电器未接收来自所述电源的电能时，所述控制器禁用所述第一供电器并启用所述第二供电器。
20.根据权利要求14所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置工作在共存模式下时，所述控制器控制所述第一供电器和所述第二供电器按照预设电压输出。
21.根据权利要求14所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括: 二极管，耦合于所述第二供电器和所述负载之间。
【文档编号】H02J9/04GK103516042SQ201210224028
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】张卫, 钟伟, 高思远 申请人:凹凸电子（武汉）有限公司