一种车载电源的制作方法

本实用新型涉及一种车载电源,用于汽车或特种车辆大功率用电设备。

背景技术：

目前，车载供电电源多采用辅助发电机组，输出电压多为380V.AC/50Hz的交流电源，功率在30kW以内，具有用电方便、安全可靠等特点。但因机组功能要求，需专门配套发动机，易造成体积和噪声大、燃油利用率低、环境污染等问题；另外，由于配用的发电机多为工频发电机，易受发动机转速波动影响，造成电压频率精度差、能量转换效率低等；配用发电机AVR电压调节器多安装在发电机本体，易受电机热辐射影响，可靠性、寿命较低；整个发电机组价格高、结构复杂、体积大、重量超重。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，而提供一种高效率、高可靠的车载电源。

本实用新型的技术方案是：包括高压交流发电机、调压逆变单元，高压交流发电机由主输出发电机、励磁发电机、励磁单元、转速传感器模块组成；调压逆变单元包括与主输出发电机第一输出端连接的交/直流逆变单元、与主输出发电机第二输出端连接的检测单元、用于调整主输出发电机输出交流电压的DSP调压模块、与检测单元连接的通信模块、保护模块；检测单元经保护模块连接DSP调压模块；所述交/直流逆变单元包括逆变输出、交/直流逆变模块；所述检测单元包括用于检测漏电情况的漏电检测单元、用于检测输出电压的电压检测单元、用于检测输出电流的电流检测单元、用于检测励磁单元的励磁电流的励磁电流检测单元、用于检测主输出发电机的发电转速的转速检测单元。检测单元用于检测高压交流发电机、调压逆变单元的工作状态。

所述主输出发电机第一输出端连接交/直流逆变模块输入端，交/直流逆变模块输出端连接逆变输出输入端，逆变输出第一输出端连接车载电气设备负载，逆变输出第二输出端连接检测单元。

所述主输出发电机输入端连接外部车载发动机。

所述通信模块输入端与检测单元连接，通信模块输出端连接上位机。

本实用新型将高压交流发电机在各转速下的效率特性与调压逆变单元电压转换效率结合起来，实现在任何工作转速下以高效率点工作；其中调压逆变单元将高压交流发电机的电压调节与电压转换逆变集成在一起，既避免发电机温升对AVR电子元器件影响，又节省了器件、缩减了电气线路。

本实用新型取力汽车或特种车辆发动机，可输出直流600V.DC以内或交流380V.AC/400Hz以内的电压，具备宽转速工作、自适应电压调节及转换的交/直流逆变电源,主要应用于汽车或特种车辆电源，具有高功率密度、高效率、高逆变电压精度、高可靠、结构简单、体积小、重量轻、取力方便、安全环保等特点。

附图说明

图１是本实用车载电源组成框图。

图1中，车载电源1、高压交流发电机2、主输出发电机3、励磁发电机4、励磁单元5、转速传感器模块6、调压逆变单元7、交/直流逆变单元8、逆变输出9、交/直流逆变模块10、检测单元11、电压检测单元12、电流检测单元13、漏电检测单元14、励磁电流检测单元15、转速检测单元16、保护模块17、通信单元18、DSP调压模块19、上位机20、外部车载发动机21、车载电气设备负载22。

具体实施方式

下面结合附图提供的实施例分两个部分对本实用新型进一步说明。

第一，本实用新型的组成。

图1中，车载电源1由高压交流发电机2、调压逆变单元7构成。高压交流发电机2由主输出发电机3、励磁发电机4、励磁单元5、转速传感器模块6组成。调压逆变单元7由交/直流逆变单元8、DSP调压模块19、检测单元11、保护模块17、通信单元18组成。交/直流逆变单元8由逆变输出9、交/直流逆变模块10组成。检测单元11由电压检测单元12、电流检测单元13、漏电检测单元14、励磁电流检测单元15、转速检测单元16组成。

主输出发电机3、励磁发电机4、励磁单元5、转速传感器模块6独立结构设计，可通过检测单元11、DSP调压模块19实现主输出发电机3输出电压与工作转速、逆变输出9输出的交/直流逆变电压的最优匹对，保证高效大功率车载电源1以最高效率运行。

主输出发电机3输出的高压交流电、逆变输出9输出的交/直流逆变电可通过电压检测单元12、电流检测单元13、漏电检测单元14检测，主输出发电机3的转速可由转速检测单元16实时检测，励磁单元5可由励磁电流检测单元15实时检测。

通信单元18将电压检测单元12、电流检测单元13、漏电检测单元14、励磁电流检测单元15、转速检测单元16依次检测的数据实现数据传输。

保护模块17根据电压检测单元13、电流检测单元14、漏电检测单元15、励磁电流检测单元16、转速检测单元17的检测数据提供保护策略，控制DSP调压模块19工作状态，保证产品运行安全、可靠。

第二，工作原理。

图1中，外部车载发动机21启动带动主输出发电机3、励磁发电机4旋转分别产生交流电压，转速传感器模块6感应转速信号。漏电检测单元14、转速检测单元16、电压检测单元12、电流检测单元13、励磁电流检测单元15依次检测漏电情况、发电机工作转速、主输出发电机3输出交流电压及工作电流、励磁单元5的励磁电流，经通信单元18将检测单元检测的数据发送至上位机20。

当检测到主输出发电机3工作转速未达到工作转速范围时，保护模块17及DSP调压模块19不工作，主输出发电机3无电压输出；当检测到主输出发电机3工作转速达到额定转速范围时，若主输出发电机3输出交流电压不满足此工作转速下逆变输出9逆变所需的最佳匹对电压时， DSP调压模块19将按控制算法调节主输出发电机3输出交流电压至最佳匹对电压，逆变输出9、交/直流逆变模块10开始工作给车载电气设备负载22提供电源。此时，高压交流发电机2与调压逆变单元7为此转速下的最佳工作状态，车载电源1效率最高。当检测到发电机工作转速在额定范围内变化，其转速波动超出某一范围时，此时最佳匹对电压发生变化，DSP调压模块19将按控制算法调节主输出发电机3输出交流电压保证车载电源1效率最高。此过程最佳匹对电压一般在650V.AC以内，车载电源1正常工作。

当检测到高压交流发电机2工作转速过速，或主输出发电机3输出的高压交流电及逆变输出9输出的交/直流逆变电漏电、或电压及负载电流某一项超出阈值，或励磁单元5中励磁电流超出限制时，保护模块17工作，此时DSP调压模块19迅速中断停止工作，此时高压交流发电机2不发电、调压逆变单元7无输出，车载电源1自动保护。

通信单元18可实时检测电压检测单元12、电流检测单元13、漏电检测单元14、励磁电流检测单元15、转速检测单元获取的数据，并以通用串口进行数据传输至上位机20。