一种供电系统及车辆的制作方法

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种供电系统及车辆。

背景技术：

随着工业自动化的不断发展，各种用电设备不断增加，而某些关键设备突然断电或无法正常供电启动则会造成重大损失，例如，在汽车行业，车载用电器不断增加，特别是对于车辆启动电机以及各种安全系统用电器的稳定性供电尤为重要，若车辆的蓄电池亏电则将导致车辆无法正常启动。

因此有必要开发一种可持续供电的供电系统，以提高车辆供电系统的稳定性，增强用户的体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种供电系统及车辆，通过使供电系统中的蓄电池和不间断电源在不同的条件下互相充电，以使两者保持正常工作状态，提高供电系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种供电系统，作为其中一种实施方式，所述供电系统包括蓄电池、不间断电源和负载模块；所述蓄电池与所述不间断电源连接以进行充/放电，所述蓄电池与所述负载模块连接以进行供电；其中，在停车工况下，所述不间断电源的剩余电量值小于或等于第一电量阈值、所述不间断电源的电压值小于或等于第一电压阈值且所述蓄电池的剩余电量值大于或等于第一预设值时，所述蓄电池给所述不间断电源充电，同时所述不间断电源停止放电；在停车工况下，所述不间断电源的剩余电量值大于第二电量阈值、所述不间断电源的电压值大于第二电压阈值、且所述蓄电池的剩余电量值小于或等于第二预设值时，所述不间断电源给所述蓄电池进行充电；其中，所述第一电量阈值小于所述第二电量阈值，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值，所述第一预设值大于所述第二预设值。

作为其中一种实施方式，所述不间断电源与所述负载模块连接，以对所述负载模块进行供电。

作为其中一种实施方式，在所述不间断电源的剩余电量值大于第三电量阈值且所述不间断电源的电压值大于第三电压阈值时，或所述蓄电池的剩余电量值小于第三预设值时，所述不间断电源停止进行充电，其中所述第三电量阈值大于所述第二电量阈值，所述第三电压阈值大于或等于所述第二电压阈值，所述第三预设值小于或等于所述第一预设值。

作为其中一种实施方式，所述供电系统包括传感器模块，用于检测所述蓄电池的剩余电量值；所述不间断电源包括电源本体、监测模块、数据处理模块以及充放电控制模块，所述数据处理模块与所述监测模块和所述充放电控制模块连接；其中，所述监测模块用于实时监控所述电源本体的电压值和电流值；所述数据处理模块用于计算所述电源本体的剩余电量值，处理所述电源本体的各项数据以及监控所述充放电控制模块；所述充放电控制模块用于根据所述电源本体的剩余电量值和电压值以及所述蓄电池的剩余电量值控制所述电源本体充放电。

作为其中一种实施方式，所述充放电控制模块还包括应用算法模块，所述应用算法模块用于根据所述不间断电源的剩余电量值和电压值，采用bp遗传算法，输出最优的充电电流值。

作为其中一种实施方式，所述不间断电源还包括滤波模块，所述滤波模块与所述充放电控制模块连接，所述滤波模块采用电容电路对电流进行处理以使得所述不间断电源充放电的电流稳定。

作为其中一种实施方式，所述不间断电源还包括快速存储单元，其用于存储所述不间断电源的所述各项数据。

作为其中一种实施方式，所述不间断电源还包括adc模块，所述adc模块与所述监测模块和所述数据处理模块连接，用于将模拟信号转换为数字信号。

作为其中一种实施方式，所述负载模块包括碰撞传感器模块、安全气囊模块、车身控制模块、车门锁；所述碰撞传感器模块与所述安全气囊模块连接，用于在碰撞时产生碰撞信号；所述安全气囊模块与所述车身控制模块连接，用于接收所述碰撞信号，并基于所述碰撞信号确定是否发出安全控制信号；所述车身控制模块与所述车门锁连接，用于接收所述安全控制信号，发送解锁信号至所述车门锁。

为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，作为其中一种实施方式，所述车辆包括上述的供电系统。

综上，本发明提供的供电系统及车辆，通过在停车工况下，不间断电源的剩余电量值小于或等于第一电量阈值、不间断电源的电压值小于或等于第一电压阈值且蓄电池的剩余电量值大于或等于第一预设值时，蓄电池给所述不间断电源充电，同时不间断电源停止放电；并在停车工况下，不间断电源的剩余电量值大于第二电量阈值、不间断电源的电压值大于第二电压阈值、且蓄电池的剩余电量值小于或等于第二预设值时，不间断电源给蓄电池进行充电；其中，第一电量阈值小于第二电量阈值，第二电压阈值大于第一电压阈值，第一预设值大于第二预设值。从而使蓄电池和不间断电源在不同的条件下互相充电，以使两者保持正常工作状态，提高供电系统的稳定性，大大增强了产品的体验性和竞争力。

附图说明

图1示出本发明第一实施例提供的供电系统结构示意图。

图2示出本发明第二实施例提供的供电系统结构示意图。

图3示出本发明一实施例提供的不间断电源结构示意图。

图4示出本发明第三实施例提供的供电系统结构框图。

图5示出本发明一实施例提供的车辆的结构框图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将参考附图描述实现本发明各个实施例，对本发明的具体实施方式如所涉及的各个部分之间的连接关系，各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。

在此之前，为了便于理解本发明限定的条件，先对车辆运行时车载用电负载及蓄电池的状态进行说明。

现有车辆，在发动机和水箱之间有多条皮带连接的部位，其中一个连接的是车辆的发电机。在车辆运行时，随着车辆发动机的运转，皮带获得从发动机传输出来的动力，经过皮带带动发电机，产生电流，一部分提供给车辆的绝大多数车载用电负载使用，另一部分则是对车载蓄电池进行充电。因此，在车辆行驶时，车辆上的车载用电器由发电机进行供电，除非发电机的负荷过大，蓄电池才会介入辅助供电。而在停车工况下，车载用电负载则是由蓄电池进行供电，特别是在车辆启动时，需要蓄电池提供较大的电流对车辆的起动机进行供电，而在停车工况下，发电机不运作，蓄电池无法获得补充电源，进而出现蓄电池亏电的情况。因此，车辆蓄电池的可持续供电是非常重要的一个环节。

下面的实施例的描述则是主要基于车辆在停车工况时进行限定说明。请参考图1，图1示出本发明第一实施例提供的供电系统结构示意图。如图1所示，供电系统包括蓄电池10、不间断电源11和负载模块12。蓄电池10与不间断电源11连接以进行充/放电，蓄电池10与负载模块12连接以进行供电。其中，在停车工况下，不间断电源11的剩余电量值小于或等于第一电量阈值、不间断电源11的电压值小于或等于第一电压阈值且蓄电池10的剩余电量值大于或等于第一预设值时，蓄电池10给不间断电源11充电，同时不间断电源11停止放电；在停车工况下，不间断电源11的剩余电量值大于第二电量阈值、不间断电源11的电压值大于第二电压阈值、且蓄电池10的剩余电量值小于或等于第二预设值时，不间断电源11给蓄电池10进行充电；其中，第一电量阈值小于第二电量阈值，第二电压阈值大于第一电压阈值，第一预设值大于第二预设值。

具体地，首先在车辆行驶的情况下，不间断电源11和蓄电池10都是由车辆发电机进行电量补充，并且此时不间断电源11处于停止放电状态。直到不间断电源11的剩余电量大于95％(不难理解为总电量的百分比值)且不间断电源11的电压值大于12.8v时，发电机停止给不间断电源11充电，当然具体数值不局限于此，仅仅用作举例说明，数值之间的关系满足前述说明即可。

而在停车工况下，不间断电源11的剩余电量值小于或等于40％、不间断电源11的电压值小于或等于10.5v且蓄电池10的剩余电量值大于或等于70％时，蓄电池10给不间断电源11充电，同时不间断电源11停止放电；在停车工况下，不间断电源11的剩余电量值大于85％、不间断电源11的电压值大于12v、且蓄电池10的剩余电量值小于或等于40％时，不间断电源11给蓄电池10进行充电。

在一实施方式中，在不间断电源11的剩余电量值大于第三电量阈值且不间断电源11的电压值大于第三电压阈值时，或蓄电池10的剩余电量值小于第三预设值时，不间断电源11停止进行充电，其中第三电量阈值大于第二电量阈值，第三电压阈值大于或等于第二电压阈值，第三预设值小于或等于第一预设值。

具体地，例如，在不间断电源11的剩余电量值大于95％且不间断电源11的电压值大于12.8v时，或蓄电池10的剩余电量值小于70％时，不间断电源11停止进行充电。值得一提的是，此处不间断电源11停止进行充电指，停车工况时，蓄电池10给不间断电源11进行充电，或车辆行驶时，发电机给不间断电源11进行充电。

请参考图2，图2示出本发明另一实施例提供的供电系统结构示意图。如图2所示，在一实施方式中，不间断电源11与负载模块12连接，以对负载模块12进行供电。

具体地，在此实施方式中，通过蓄电池10和不间断电源11共同为负载模块12供电，以蓄电池10为主要供电电源，不间断电源11作为补偿电源，可以避免在蓄电池10出现故障时，负载模块12失去供电电源而无法正常工作，造成重大损失，值得一提的是，以蓄电池10和不间断电源11同时为负载模块12供电可以实现持续供电，为负载的正常工作提供双重保障，也为用户在使用包括该供电系统的装置时，提供有效的反应时间。

需要说明的是，图1和图2中的双向箭头线代表蓄电池10和不间断电源11之间互相充电，单向箭头线代表单向供电。

请参考图3，图3示出本发明一实施例提供的不间断电源11结构示意图。如图3所示，在一实施方式中，不间断电源11包括电源本体110、监测模块111、数据处理模块112以及充放电控制模块113，数据处理模块112与监测模块111和充放电控制模块113连接；其中，监测模块111用于实时监控电源本体110的电压值和电流值；数据处理模块112用于计算电源本体110的剩余电量值，处理电源本体110的各项数据以及监控充放电控制模块113；充放电控制模块113用于根据电源本体110的剩余电量值和电压值以及蓄电池10的剩余电量值控制电源本体110充放电,其中，供电系统还包括传感器模块，用于检测蓄电池10的剩余电量值；

具体地，传感器模块装配于蓄电池10负极极柱上方(图3未示出)，用于检测蓄电池10的剩余电量值，并发送至不间断电源11。数据处理模块112可以为16-bitμc模块，用于计算不间断电源11的剩余电量值，处理不间断电源11的剩余电量值/电压/电流等数据参数，并监控充放电控制模块113。其中，不间断电源11还包括存储模块，用于存储不间断电源11内部的各项数据参数。值得一提的是，不间断电源11的各项参数也即是本实施例中所说的电源本体110的各项参数。

在一实施方式中，充放电控制模块113还包括应用算法模块，应用算法模块用于根据不间断电源11的剩余电量值和电压值，采用bp遗传算法，输出最优的充电电流值。

具体地，利用遗传算法并行地优化bp网络的权值和阈值，即对不间断电源11的剩余电量值和电压值进行优化，从而避免了bp网络在优化权值和阈值时陷入局部最优的缺点，输出最优的充电电流值。

在一实施方式中，不间断电源11还包括滤波模块，滤波模块与充放电控制模块113连接，滤波模块采用电容电路对电流进行处理以使得不间断电源11充放电的电流稳定。

在一实施方式中，不间断电源11还包括adc模块，adc模块与监测模块111和数据处理模块112连接，用于将模拟信号转换为数字信号。

请参考图4，图4示出本发明第三实施例提供的供电系统结构框图。如图4所示，负载模块12包括碰撞传感器模块120、安全气囊模块121、车身控制模块122、车门锁123；碰撞传感器模块120与安全气囊模块121连接，用于在碰撞时产生碰撞信号；安全气囊模块121与车身控制模块122连接，用于接收碰撞信号，并基于碰撞信号确定是否发出安全控制信号；车身控制模块122与车门锁123连接，用于接收安全控制信号，发送解锁信号至车门锁123。

具体地，虽然在车辆行驶过程中，车载用电负载由发电机进行供电，但是不排除发电机发生故障的情况，以及在整车进行碰撞实验时，车载用电负载由蓄电池10进行供电，而在碰撞过程中蓄电池10存在10ms-90ms电压变低至2v现象，导致部分车辆存在车门无法自动解锁问题，若单独由蓄电池10进行供电，则在发生碰撞时部分车辆存在车门无法自动解锁的问题，影响车辆安全评级。本实施例中通过蓄电池10和不间断电源11共同供电，并且蓄电池10和不间断电源11之间能够互相充电以保持两者的正常工作状态，可以很好的解决该问题。为了更好的理解本实施例，下面对车辆碰撞过程进行具体说明。碰撞传感器模块120将碰撞信号通过硬线方式发送给安全气囊模块121，安全气囊模块121接收到碰撞信号后，通过硬线或者can线方式发送安全控制信号给车身控制模块122，而当蓄电池10因碰撞出现10ms-90ms电压变低至2v现象，此时安全气囊模块121和车身控制模块122因蓄电池10电压变低至2v导致两者无法正常工作，碰撞信号和解锁信号无法正常发送和接收，为了防止安全气囊模块121和车身控制模块122无法正常工作，不间断电源11同时对安全气囊模块121和车身控制模块122进行供电，确保碰撞信号和解锁信号能正常发送和接收，并且不间断电源11对车门锁123进行供电，确保车门锁123能自动解锁。

值得一提的是，本实施方式中，检测蓄电池10剩余电量值的传感器模块可以通过lin线与发动机控制器(图4未示出)连接以发送蓄电池10的剩余电量值数据信号，发动机控制器进一步通过动力can总线与车载网关连接，进而通过舒适can总线将剩余电量值数据信号通过车身控制模块122发送至不间断电源11。

需要说明的是，图4中各个负载之间的单向箭头线代表信号传递方向，无箭头线连接代表两者供电连接，可理解的是，此处蓄电池10和不间断电源11之间仍然是可以互相充放电，未示出双向箭头。

本实施例提供的供电系统，蓄电池10与不间断电源11均与负载模块12连接，同时进行供电，不仅仅可以解决因蓄电池10亏电导致的车辆无法正常启动的问题，还可以解决因碰撞过程中蓄电池10存在10ms-90ms电压变低至2v现象，导致部分车辆存在车门无法自动解锁问题，大大提升了车辆的稳定性，并且没有更改安全气囊模块121和车身控制模块122软件和硬件，涉及到更改零件最少，且更改成本低和开发周期短。

最后值得说明的是，本系统各种信号的传递方式不仅仅局限于上述实施方式中提到的，还包括本领域技术人员常用以及较容易想到的方式。

综上所述，本发明实施例提供的供电系统，通过在停车工况下，不间断电源的剩余电量值小于或等于第一电量阈值、不间断电源的电压值小于或等于第一电压阈值且蓄电池的剩余电量值大于或等于第一预设值时，蓄电池给所述不间断电源充电，同时不间断电源停止放电；并在停车工况下，不间断电源的剩余电量值大于第二电量阈值、不间断电源的电压值大于第二电压阈值、且蓄电池的剩余电量值小于或等于第二预设值时，不间断电源给蓄电池进行充电；其中，第一电量阈值小于第二电量阈值，第二电压阈值大于第一电压阈值，第一预设值大于第二预设值。从而使蓄电池和不间断电源在不同的条件下互相充电，以使两者保持正常工作状态，提高供电系统的稳定性，大大增强了产品的体验性和竞争力。

请参考图5，图5示出本发明一实施例提供的车辆的结构框图。如图5所示，本实施例提供的车辆100包括供电系统110，其中供电系统110为前述各实施方式所述的供电系统。具体地，供电系统110的具体结构图请参考图1至图4所示实施例中的供电系统及供电系统具体部件的描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的车辆，通过在停车工况下，不间断电源的剩余电量值小于或等于第一电量阈值、不间断电源的电压值小于或等于第一电压阈值且蓄电池的剩余电量值大于或等于第一预设值时，蓄电池给所述不间断电源充电，同时不间断电源停止放电；并在停车工况下，不间断电源的剩余电量值大于第二电量阈值、不间断电源的电压值大于第二电压阈值、且蓄电池的剩余电量值小于或等于第二预设值时，不间断电源给蓄电池进行充电；其中，第一电量阈值小于第二电量阈值，第二电压阈值大于第一电压阈值，第一预设值大于第二预设值。从而使蓄电池和不间断电源在不同的条件下互相充电，以使两者保持正常工作状态，提高供电系统的稳定性，大大增强了产品的体验性和竞争力。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。且本文中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。