电动汽车备用升压供电装置及系统的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车备用升压供电装置及系统。

背景技术：

目前，电动汽车上的电池系统一般有高压电池组和低压电池组，高压电池组电压通常有几百伏，低压电池组常见的电压有12伏和24伏。电动汽车上的动力设备主要由高压电池组供电，车上仪表、娱乐设备等主要由低压电池组供电。其中高压电池组由多个电池单元组合而成，同时整个电池组由BMS来管理，可以说高压电池组是一个复杂的系统。当高压电池组中的某个电池单元故障、或者BMS运行出现问题时，整个高压电池组供电输出都会出现问题，那么由高压电池组供电的动力驱动、转向驱动、刹车气泵等都会瞬时停止工作。此时汽车将失去动力，转向无法控制，刹车无法正常运转。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，旨在解决现有的电动汽车中高压电池组发生故障时，与其连接的动力驱动、转向驱动、刹车气泵等都会瞬时停止工作的问题，本发明提供一种电动汽车备用升压供电装置及系统，当电动汽车的高压电池组发生故障时，也能使低电压电池组升压后给电动汽车的某些重要的动力设备提供短时间供电。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

电动汽车备用升压供电装置，包括低压电池组、可调升压电路以及整流电路；

可调升压电路的输入端与低压电池组连接，可调升压电路的输出端与整流电路的输入端连接；

可调升压电路将低压电池组的低电压转变成高电压，再经过整流电路整流后输出。

其中，可调升压电路包括变压器TR1、变压器TR2、开关器件Q1、开关器件Q2、开关器件Q3、开关器件Q4、输入电容C1、输入电容C2以及谐振电容C3。

所述变压器TR1原边第一引脚通过所述开关器件Q1接低压电池组负极，所述变压器TR1原边第三引脚通过所述开关器件Q2接低压电池组负极，所述变压器TR1原边第二引脚与所述低压电池组正极连接，所述变压器TR1原边第二引脚还通过所述输入电容C1连接到所述低压电池组负极；

所述变压器TR2原边第一引脚通过所述开关器件Q3接低压电池组负极，所述变压器TR2原边第三引脚通过所述开关器件Q4接低压电池组负极，所述变压器TR2原边第二引脚与所述低压电池组正极连接，所述变压器TR2原边第二引脚还通过所述输入电容C2连接到所述低压电池组负极；

所述变压器TR1副边第二引脚通过所述谐振电容C3和所述变压器TR2副边第一引脚连接。

所述整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4以及输出电容C4。

所述变压器TR1副边第一引脚分别与所述整流二极管D1的正极和所述整流二极管D3负极的连接。

所述变压器TR2副边第二引脚分别与所述整流二极管D2的正极和所述整流二极管D4负极的连接。

所述输出电容C4的一端分别与所述整流二极管D1的负极和所述整流二极管D2负极的连接。

所述输出电容C4的另一端分别与所述整流二极管D3的正极和所述整流二极管D4正极的连接。

作为优选方案，开关器件Q1、开关器件Q2、开关器件Q3、开关器件Q4分别采用金氧半场效晶体管或绝缘栅双极型晶体管。

作为优选方案，低压电池组的电压为12伏或24伏。

为实现上述目的，本发明还采用如下另一种技术方案：

一种电动汽车备用升压供电系统，包括高压电池组、升压电源模块、切换模块、动力设备、CAN总线以及整车控制器。

所述升压电源模块包括上述技术方案的电动汽车备用升压供电装置。

所述高压电池组和所述升压电源模块分别通过所述切换模块和所述动力设备连接。

所述整车控制器通过所述CAN总线分别与所述升压电源模块和所述动力设备连接。

其中，所述动力设备包括助力转向驱动系统、刹车气泵驱动系统。

切换模块包括二极管D5和二极管D6。

本发明所阐述的一种电动汽车备用升压供电装置，其有益效果在于：与现有技术相比，本发明的电动汽车备用升压供电装置采用可调升压电路，将低压电池组的低电压转变成高电压，再经过整流电路整流后输出给下一级设备，因此当电动汽车的高压电池组发生故障时，那么由高压电池组供电的转向驱动、刹车气泵等都会停止工作，本发明的电动汽车备用升压供电装置能够瞬时代替高压电池组提供高电压给转向驱动、刹车气泵等。

本发明所阐述的一种电动汽车备用升压供电系统，其有益效果在于：与现有技术相比，本发明的电动汽车备用升压供电系统通过对CAN总线通讯以及升压电源模块自身输出电流的变化情况判断高压电池组是否异常：如果高压电池组没有异常，则由高压电池组经切换模块给动力设备提供高电压；如果高压电池组存在异常，则通过切换模块断开高压电池组与动力设备的连接，而由升压电源模块提供高电压给动力设备，保证了电动汽车动力设备不间断的供电。

附图说明

图1是本发明实施例的电动汽车备用升压供电装置的结构框图。

图2是本发明实施例的电动汽车备用升压供电装置电路图。

图3是本发明实施例的电动汽车备用升压供电系统的结构框图。

图4是本发明实施例的电动汽车备用升压供电系统的另一结构框图。

附图标记说明：

100、低压电池组；200、可调升压电路；300、整流电路；400、高压电池组；500、升压电源模块；600、切换模块；700、动力设备；800、CAN总线；900、整车控制器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步描述。

请参照图1所示，其显示出了本发明电动汽车备用升压供电装置较佳实施例的具体框结构，其包括低压电池组100、可调升压电路200以及整流电路300；

可调升压电路200的输入端与低压电池组100连接，可调升压电路200的输出端与整流电路300的输入端连接；

可调升压电路200将低压电池组100的低电压转变成高电压，再经过整流电路300整流后输出。

将本发明实施例中的电动汽车备用升压供电装置采用可调升压电路200，将低压电池组100的低电压转变成高电压，再经过整流电路300整流后输出给下一级设备，因此当电动汽车的高压电池组发生故障时，那么由高压电池组供电的转向驱动、刹车气泵等都会停止工作，本发明的电动汽车备用升压供电装置能够瞬时代替高压电池组提供高电压给转向驱动、刹车气泵等。

请参照图2所示，其显示了本发明电动汽车备用升压供电装置的较佳实施例的电路图，其中可调升压电路200包括变压器TR1、变压器TR2、开关器件Q1、开关器件Q2、开关器件Q3、开关器件Q4、输入电容C1、输入电容C2以及谐振电容C3。

变压器TR1原边第一引脚11通过开关器件Q1连接低压电池组负极，变压器TR1原边第三引脚13通过开关器件Q2连接低压电池组负极，变压器TR1原边第二引脚12与低压电池组BAT1正极连接，变压器TR1原边第二引脚12还通过输入电容C1连接到低压电池组BAT1负极。

变压器TR2原边第一引脚21通过开关器件Q3连接低压电池组负极，变压器TR2原边第三引脚23通过开关器件Q4连接低压电池组负极，变压器TR2原边第二引脚22与低压电池组BAT1正极连接，变压器TR1原边第二引脚22还通过输入电容C2连接到低压电池组BAT1负极。

变压器TR1副边的第二引脚15通过谐振电容C3和变压器TR2副边第一引脚24连接，谐振电容C3放置于两个变压器中间，其优点是有利于PCB布局，从而降低了整体尺寸；同时还能减少回路面积，降低寄生参数，改善了输出特性。

作为优选方案，开关器件Q1、开关器件Q2、开关器件Q3、开关器件Q4分别采用金氧半场效晶体管或绝缘栅双极型晶体管。

作为优选方案，低压电池组的电压为12伏或24伏。

整流电路300包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4以及输出电容C4。

变压器TR1副边第一引脚14分别与整流二极管D1的正极和整流二极管D3负极的连接。

变压器TR2副边第二引脚25分别与整流二极管D2的正极和整流二极管D4负极的连接。

输出电容C4的一端分别与整流二极管D1的负极和整流二极管D2负极的连接。

输出电容C4的另一端分别与整流二极管D3的正极和整流二极管D4正极的连接。

整流电路300接输出电容C4，输出电容C4起到输出滤波作用。

可调升压电路200采用两组变压器副边电压串联输出的方式，相比只用一组变压器，其优点是单个变压器的功率只有总变压器功率的一半，单个开关器件功率需求也相应减半，有利于器件选型设计以及散热设计；同时因为单个变压器匝比也只相比只用一组变压器的一半，变压器原边、副边可以绕制得更加紧凑，从而降低了变压器原边漏感，进而降低开关器件的尖峰，提高电源效率。

请参照图3所示，其显示出了本发明电动汽车备用升压供电系统较佳实施例的具体框结构，其包括高压电池组400、升压电源模块500、切换模块600、动力设备700、CAN总线800以及整车控制器900。

升压电源模块500包括上述技术方案的电动汽车备用升压供电装置。

高压电池组400和升压电源模块500分别通过切换模块600和动力设备700连接。

整车控制器900通过CAN总线800分别与升压电源模块500和动力设备700连接。

本发明实施例阐述的一种电动汽车备用升压供电系统，其有益效果在于：与现有技术相比，本发明的电动汽车备用升压供电系统通过对CAN总线800通讯以及升压电源模块自身输出电流的变化情况判断高压电池组400是否异常：如果高压电池组400没有异常，则由高压电池组400经切换模块600给动力设备700提供高电压；如果高压电池组400存在异常，则通过切换模块600断开高压电池组400与动力设备700的连接，而由升压电源模块500提供高电压给动力设备700，保证了电动汽车动力设备700不间断的供电。

一般来讲，低压电池组100相对简单，出现故障几率较小；而高压电池组400与低压电池组100同时出现问题故障的几率则更小。本发明实施例的电动汽车备用升压系统中，当高压电池组400供电输出出现故障时，能将低压电池组100的低电压经过升压电源模块500升压后转化为高电压，给电动汽车上某些重要的动力设备700提供短时间供电，使得这些关键部件能运行一段时间，则行车安全会得到大大提高。

其中，动力设备700包括助力转向驱动系统、刹车气泵驱动系统。

请参照图4所示，其显示出了本发明电动汽车备用升压供电系统另一较佳实施例的具体框结构，其中切换模块600包括二极管D5和二极管D6。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。