汽车的电源分配系统及汽车的制作方法

1.本公开涉及汽车电源领域，特别涉及一种汽车的电源分配系统及汽车。


背景技术：

2.汽车电源分配系统主要用于在汽车使用过程中对整车负载进行用电分配。随着人们对用车安全度及舒适度的要求不断提高，整车负载也在不断增加。因此，对汽车进行合理的电源分配是保障整车所有负载安全可靠运行的基础。
3.相关技术中，汽车电源分配系统包括蓄电池、前舱电器盒和室内电器盒。其中，前舱电器盒的输入端、室内电器盒的输入端分别与蓄电池正极的第一输出端、第二输出端连接；前舱电器盒的输出端、室内电器盒的输出端分别与前舱区、室内区的负载连接。电流可以从蓄电池分别流入到前舱电器盒、室内电器盒，再流入到前舱电器盒、室内电器盒对应连接的多个负载，从而实现整车的电源分配。
4.在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：
5.通过前舱电器盒和室内电器盒对汽车所有负载进行电源分配，当前舱电器盒和室内电器盒对应的供电电路出现故障时，例如前舱电器盒的输入端电路断路时，前舱电器盒的输出端连接的所有负载都没有办法运行。对于行车突发故障的紧急情况，故障无法得到及时处理，安全性低。


技术实现要素：

6.本公开实施例提供了一种汽车的电源分配系统及汽车，使汽车在突发故障时，仍能正常行驶，提高行车的安全性。所述技术方案如下：
7.一方面，提供了一种汽车的电源分配系统，所述电源分配系统包括：第一蓄电池、第一总保险盒、第二蓄电池、第二总保险盒和发动机舱电器盒。
8.所述第一总保险盒的输入端与所述第一蓄电池的正极连接。
9.所述第二总保险盒的输入端与所述第二蓄电池的正极连接。
10.所述发动机舱电器盒包括第一输入端、第二输入端、单向充电限制器、第一供电电路、电源切换开关和第二供电电路，所述第一输入端与所述第一总保险盒的输出端连接，所述单向充电限制器的输入端及所述第一供电电路的输入端与所述第一输入端连接，所述第一供电电路的输出端用于与汽车的第一负载集合中的负载连接，所述第二输入端与所述第二总保险盒的输出端连接，所述单向充电限制器的输出端及所述电源切换开关的一端与所述第二输入端连接，所述电源切换开关的另一端与所述第二供电电路的输入端连接，所述第二供电电路的输出端用于与所述汽车的第二负载集合中的负载连接，所述第二负载集合为所述第一负载集合的子集。
11.可选地，所述第二负载集合包括至少一个第一类负载和至少一个第二类负载，所述第二供电电路包括并联的第一子供电电路和第二子供电电路，所述第一子供电电路包括串联在各个所述第一类负载和所述电源切换开关之间的保险丝，所述第二子供电电路包括
串联在各个所述第二类负载和所述电源切换开关之间的保险丝和驱动开关。
12.可选地，所述第一总保险盒的输出端还用于与汽车的发电机连接，所述第二总保险盒的输出端还用于与汽车的启动机连接。
13.可选地，所述第一总保险盒的输出端还用于与第三负载集合中的负载连接，所述第二总保险盒的输出端还用于与第四负载集合中的负载连接，所述第三负载集合和所述第四负载集合的合集包括主用电动助力转向器、冷却风扇、机电制动助力器和备用电动助力转向器。
14.可选地，所述第三负载集合包括主用电动助力转向器和冷却风扇，所述第四负载集合包括备用电动助力转向器和机电制动助力器。
15.可选地，所述电源分配系统还包括至少一个扩展电器盒，所述扩展电器盒的输入端与所述第一总保险盒的输出端连接，所述扩展电器盒的输出端用于与第五负载集合中的负载连接，所述扩展电器盒靠近所连接的负载布置。
16.可选地，所述扩展电器盒包括：前风挡电加热电器盒和前照灯电器盒中的至少一种，所述前风挡电加热电器盒的输入端直接与所述第一总保险盒的输出端连接，所述前照灯电器盒的输入端与所述发动机舱电器盒的输出端连接，以通过所述发动机舱电器盒与所述第一总保险盒的输出端连接。
17.可选地，所述电源分配系统还包括室内电器盒，所述室内电器盒的输入端与所述第一总保险盒的输出端连接；所述扩展电器盒包括后照灯电器盒和门模块电器盒，所述后照灯电器盒的输入端和所述门模块电器盒的输入端分别与所述室内电器盒的输出端连接，以通过所述室内电器盒与所述第一总保险盒的输出端连接。
18.可选地，所述电源分配系统还包括仪表电器盒，所述仪表电器盒的输入端与所述第一总保险盒的输出端连接；所述扩展电器盒包括空调电加热电器盒，所述空调电加热电器盒的输入端与所述仪表电器盒的输出端连接，以通过所述仪表电器盒与所述第一总保险盒的输出端连接。
19.另一方面，提供了一种汽车，所述汽车包括前述任一种的汽车的电源分配系统。
20.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
21.当第一蓄电池正常工作时，能够通过第一总保险盒，对发动机舱电器盒中的第一供电电路对应的第一负载集合中的负载供电。当第一蓄电池对应的供电电路出现故障，导致汽车无法正常行驶时，电源切换开关关闭，第二蓄电池能够通过第二总保险盒以及发动机舱电器盒中的第二供电电路为第二负载集合中影响汽车正常行驶的负载供电，使得汽车能够继续行驶一段时间。当汽车所处情况紧急时，驾驶员有足够的时间将故障的汽车开至安全地带，及时送去维修处理，提高了汽车的安全性和可靠性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本公开实施例提供的一种汽车的电源分配系统的结构示意图；
24.图2是本公开实施例提供的另一种汽车的电源分配系统的结构示意图；
25.图3为本公开实施例提供的第一供电电路和第二供电电路的电路结构示意图；
26.图4是本公开实施例提供的第一总保险盒内的电路结构示意图；
27.图5是本公开实施例提供的第二总保险盒内的电路结构示意图。
具体实施方式
28.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
29.图1为本公开实施例提供的一种汽车的电源分配系统，用于在汽车发电机21不正常工作时，对发动机舱区域负载进行电源分配。参见图1，该电源分配系统包括：第一蓄电池11、第二蓄电池12、第一总保险盒13、第二总保险盒14、发动机舱电器盒15、第一负载集合16、第二负载集合17。其中，发动机舱电器盒15包括第一输入端15a、第二输入端15b、单向充电限制器151、第一供电电路152、电源切换开关153和第二供电电路154。
30.第一总保险盒13的输入端与第一蓄电池11的正极连接；第二总保险盒14的输入端与第二蓄电池12的正极连接。
31.发动机舱电器盒15的第一输入端15a与第一总保险盒13的输出端连接，单向充电限制器151的输入端及第一供电电路152的输入端与发动机舱电器盒15的第一输入端15a连接，第一供电电路152的输出端与汽车的第一负载集合16中的负载连接。
32.发动机舱电器盒15的第二输入端15b与第二总保险盒14的输出端连接，单向充电限制器151的输出端、电源切换开关153的一端与发动机舱电器盒15的第二输入端15b连接，电源切换开关153的另一端与第二供电电路154的输入端连接，第二供电电路154的输出端与第二负载集合17中的负载连接。
33.其中，第二负载集合17为第一负载集合16的子集。也即是，第二负载集合17中的负载为第一负载集合16中的负载的一部分。
34.可选地，第一蓄电池11和第二蓄电池12位于汽车车头发动机舱内的发动机旁边。可选地，在本公开实施例中，第一蓄电池11和第二蓄电池12的类型和性能参数相同，用于在汽车的发电机21不工作时，对整车的负载进行供电。可选地，第一蓄电池11与第二蓄电池12的类型为铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锂聚合物电池、镍镉电池中的一种。示例性地，第一蓄电池11、第二蓄电池12均为12v电池。
35.可选地，第一总保险盒13、第二总保险盒14分别固定在第一蓄电池11正极桩头处、第二蓄电池12的正极桩头处，第一总保险盒13的输入端、第二总保险盒14的输入端通过螺母分别与第一蓄电池11的正极桩头、第二蓄电池12的正极桩头紧固连接。可选地，第一总保险盒13和第二总保险盒14内部包括多条并联的子供电电路，每条子供电电路中均设有保险丝，当子供电电路中的电流超过对应保险丝的额定电流时，保险丝熔断，达到保护对应连接的负载的目的。可选地，发动机舱电器盒15位于整车发动机舱中左轮罩前方。发动机舱电器盒15的第一输入端15a及发动机舱电器盒151的第二输入端15b通过螺母或接插件分别与第一总保险盒13的输出端及第二总保险盒14的输出端连接。
36.可选地，单向充电限制器151用于限制电流的流向，即仅允许电流从单向充电限制器151的输入端流向单向充电限制器151的输出端。
37.可选地，该单向充电限制器151包括电压比较器和功率开关管，电压比较器的一个输入端与发动机舱电器盒15的第一输入端15a连接，电压比较器的另一个输入端接参考电压提供端，电压比较器的输出端与功率开关管的控制极连接，功率开关管的第一极与发动机舱电器盒15的第一输入端15a连接，功率开关管的第二极与发动机舱电器盒15的第二输入端15b连接。当第一输入端15a的电压大于参考电压提供端提供的电压时，电压比较器的输出信号控制功率开关管打开，使得第一输入端15a的电压能够通过功率开关管传递至第二输入端15b，进而传递至第二总保险盒14所连接的负载以及第二供电电路154所连接的负载。
38.示例性地，该参考电压提供端为第二总保险盒14的一个输出端，即参考电压由第二蓄电池12提供。
39.可选地，电源切换开关153是继电器或者其他具有通断电流功能的可控开关元件。
40.可选地，第一供电电路152与第二供电电路154集成在相互独立设计的电路板上，使得第一供电电路152和第二供电电路154相互隔离，工作时互不影响。
41.可选地，第一负载集合16中的负载为发动机舱区域内的负载，例如，油泵、发动机控制单元、空气滤新器、制动防抱死系统、车身控制系统、喷油器、氧传感器、节气门等。第二负载集合17中的负载为发动机舱区域内影响汽车正常行驶的负载，例如，发动机控制单元、喷油器、节气门等，若第二类负载没有被供电，汽车将无法运行。
42.在本公开实施例中，当第一蓄电池11正常工作时，电源切换开关153为断开状态，第二供电电路154未导通。第一蓄电池11正极流出的电流经过第一总保险盒13以及发动机舱电器盒151中的第一供电电路152，为第一负载集合16中的负载供电。此外，当的电量高于第二蓄电池12的电量时，第一总保险盒13流出的电流还能经过发动机舱电器盒15中的单向充电限制器151、第二总保险盒14，再流入到第二蓄电池12，从而给第二蓄电池12充电。
43.当第一蓄电池11无法正常供电时，电源切换开关153转换为闭合状态，第二蓄电池12正极流出的电流能够经过第二总保险盒14、发动机舱电器盒15中的电源切换开关153以及第二供电电路154，为第二负载集合17中的负载供电。第一蓄电池11无法正常供电的原因包括但不限于以下原因：第一总保险盒13的输入端到第一蓄电池11的正极之间的电路故障(例如第一总保险盒13的输入端接口故障)或者发动机舱电器盒15的第一输入端15a到第一总保险盒13的输出端之间的电路出现故障(例如发动机舱电器盒15的第一输入端15a接口故障)或者第一蓄电池11故障或者第一蓄电池11电量不足。
44.可见，在本公开实施例中，第二蓄电池12为第一蓄电池11的备份电池，电源切换开关153和第二供电电路154相当于第一供电电路152的备份电路。当第一蓄电池11能够通过第一供电电路152正常为第一负载集合16中的各负载供电时，电源切换开关153处于断开状态，使得第二供电电路154不对第二负载集合17中的各负载供电。
45.当第一蓄电池11不能为其对应的负载供电时，电源切换开关153处于闭合状态，使得第二蓄电池12能够及时通过电源切换开关153和第二供电电路154为相应的负载供电，使得汽车能够继续行驶一段时间。当汽车所处情况紧急时，驾驶员有足够的时间将故障的汽车开至安全地带，及时送去维修处理，提高了汽车的安全性和可靠性。
46.图2为本公开实施例提供的另一种汽车的电源分配系统，用于汽车发电机21故障时，对整车负载进行合理的电源分配及安全控制。参见图2，该电源分配系统包括：第一蓄电
池11、第二蓄电池12、第一总保险盒13、第二总保险盒14、发动机舱电器盒15。其中，发动机舱电器盒15包括第一输入端15a、第二输入端15b、单向充电限制器151、第一供电电路152、电源切换开关153和第二供电电路154。相关的内容与图1所示实施例相同，在此省略详细描述。
47.可选地，第一总保险盒13的输出端还用于与汽车的发电机21连接，第二总保险盒14的输出端还用于与汽车的启动机20连接。
48.其中，启动机20用于启动汽车；发电机21用于汽车启动后给整车所有负载供电。
49.汽车正常工作时，第二蓄电池12通过第二总保险盒14向启动机20供电，启动机20启动汽车后，发电机21通过第一总保险盒13向第一蓄电池11充电，同时向整车负载供电，且发电机21还通过发动机舱电器盒15中的单向充电限制器151、第二总保险盒14向第二蓄电池12充电。
50.当第二蓄电池12无法正常给启动机20供电时，第一蓄电池11可以通过第一总保险盒13、发动机舱电器盒15中的单向充电限制器151和第二总保险盒14向启动机20供电，以启动车辆。
51.图3为本公开实施例提供的第一供电电路152和第二供电电路154的电路结构示意图。可选地，如图3所示，第一负载集合16和第二负载集合17均包括第一类负载171和第二类负载172。第一供电电路152包括并联的第一子供电电路1521和第二子供电电路1522，第一子供电电路1521包括串联在各个所述第一类负载171和所述第一输入端15a之间的保险丝152a，第二子供电电路1522包括串联在各个所述第二类负载172和所述第一输入端15a之间的保险丝152a和驱动开关152b。
52.相应地，所述第二供电电路154包括并联的第一子供电电路1541和第二子供电电路1542，第一子供电电路1541包括串联在各个所述第一类负载171和所述电源切换开关153之间的保险丝154a，第二子供电电路1542包括串联在各个所述第二类负载172和所述电源切换开关153之间的保险丝154a和驱动开关154b。
53.此外，本公开实施例中的电源分配系统还包括控制器，控制器相应的输出端分别与发动机舱电器盒15中的电源切换开关153的控制端、第一类负载的驱动开关控制端和第二类负载的驱动开关控制端连接。
54.示例性地，第一类负载包括油泵控制模块、发动机控制单元、制动防抱死系统、车身控制系统、变速箱控制系统、油轨加热系统、电子转向柱锁模块等，第二类负载包括喷油器、氧传感器、节气门、油泵、真空泵、电子水泵、高低音喇叭、防盗喇叭等。
55.在一些示例中，当控制器检测到第一负载集合16中的所有负载均无法正常工作或者设定的部分负载无法正常工作时，控制电源切换开关153关闭，使发动机舱电器盒15的第二供电电路154导通，此时，第二负载集合17中的第一类负载能够正常工作，同时，控制器控制第二负载集合17中第二类负载驱动开关的导通，使得第二负载集合17中的第二类负载继续正常工作，从而使汽车能够继续正常行驶。
56.需要说明的是，本公开实施例对切换至采用第二供电电路154为第二负载集合17中的负载供电的条件不做限制，切换条件可以根据实际需要设置。例如，可以在第一蓄电池11正极到第一总保险盒13的输入端之间、第二蓄电池12正极到第二总保险盒13的输入端之间以及各电器盒的输入端设置电压或电流传感器，当电路发生故障时，电压或电流传感器
可以将变化的电信号发送到控制器接收端，控制器基于接收到的电信号控制电源切换开关153的通断。
57.在一些示例中，汽车上的负载还包括主用电动助力转向器222、冷却风扇221、机电制动助力器231和备用电动助力转向器232。所述第一总保险盒13的输出端还用于与第三负载集合22中的负载连接，所述第二总保险盒14的输出端还用于与第四负载集合23中的负载连接，所述第三负载集合22和所述第四负载集合23的合集包括主用电动助力转向器222、冷却风扇221、机电制动助力器231、备用电动助力转向器232。
58.示例性地，第三负载集合22包括主用电动助力转向器222、冷却风扇221，第四负载集合23包括备用电动助力转向器232、机电制动助力器231。
59.启动机20、第三负载集合22中的负载及第四负载集合23中的负载均为发动机舱内的负载，连接在第一总保险丝盒13、第二总保险丝盒14的输出端，不连接在发动机舱电器盒15的输出端好处是，与其他发动机舱内的负载相比，这些负载在工作时，对应的供电电路中的电流较大，若将这些负载连接在发动机舱电器盒15的第一供电电路152或第二供电电路154的输出端，会使发动机舱电器盒15中第一供电电路152、第二供电电路154对应的子供电电路发热，给发动机舱电器盒15带来温升问题，影响其他子供电电路对连接的相应的负载供电。
60.并且，启动机20与第四类负载集合25中的机电制动助力器231、备用电动助力转向器232均为汽车正常行驶时必要的负载，将这些负载连接在第二总保险盒14的输出端，能够在第一蓄电池11对应的供电电路出现故障使得汽车无法正常行驶时，通过第二蓄电池12为这些负载提供电流，与第二负载集合17中的负载一起帮助汽车继续行驶一段时间，从而减少汽车故障时发生交通事故的可能性。
61.可选地，电源分配系统还包括室内电器盒24，室内电器盒24的输入端与第一总保险盒13的输出端连接，室内电器盒24的输出端用于与整车中后部的负载连接。
62.示例性地，室内电器盒24位于汽车地板上，用于管理整车中后部区域的负载的供电电路。示例性地，整车中后部区域的负载包括天窗、大灯、倒车灯、后除霜、鼓风机、空调压缩机、座椅加热设备。
63.可选地，电源分配系统还包括仪表电器盒25，仪表电器盒25的输入端与所述第一总保险盒13的输出端连接，仪表电器盒25的输出端用于与仪表台区域的负载连接。
64.示例性地，仪表电器盒25位于汽车乘客舱仪表台区域，用于管理仪表台区域负载的供电电路。仪表台区域的负载包括发动机转速表、车速表、充电指示灯、故障指示灯、制动系统警告灯、驾驶员座椅安全带指示灯、车门未关指示灯。
65.可选地，室内电器盒24的输入端、仪表电器盒25的输入端通过螺母或接插件与第一总保险盒13的输出端连接。
66.可选地，电源分配系统还包括至少一个扩展电器盒26，扩展电器盒26的输入端与第一总保险盒13的输出端或室内电器盒24的输出端或仪表电器盒25的输出端或发动机舱电器盒15的输出端连接，扩展电器盒26的输出端用于连接汽车中的第五负载集合27中的负载，扩展电器盒26靠近所连接的负载布置。这里，靠近是指所述扩展电器盒26相对于其他电器盒靠近所连接的负载布置，所述其他电器盒包括室内电器盒24、仪表电器盒25、发动机舱电器盒15。
67.可选地，扩展电器盒26包括：前风挡电加热电器盒261、后照灯电器盒262、门模块电器盒263、空调电加热电器盒264、前照灯电器盒265中的至少一种。
68.示例性地，前风挡电加热电器盒261位于发动机舱内靠近前风挡玻璃处，后照灯电器盒262位于汽车后备箱靠近尾灯处，门模块电器盒263位于汽车车门上，门模块电器盒263的数量与车门的数量相同，空调电加热电器盒264位于汽车座椅附近，前照灯电器盒265位于车头靠近大灯处，例如左前大灯后面。
69.第五负载集合27中的负载为整车中供电电路线需两根及以上的负载，包括前风挡电加热器、后照灯、门模块、空调电加热器、前照灯。其中，前风挡电加热器、空调电加热器位于发动机舱区域；前照灯位于汽车车头、后照灯位于汽车车尾。供电电路线为两根及以上的负载，与直接连接在第一保险盒13的输出端或第二保险盒14的输出端或发动机舱电器盒15的输出端或室内电器盒24的输出端或仪表电器盒25的输出端相比，用扩展电器盒管理可以减短总供电电路线的长度。
70.扩展电器盒26布置在靠近所连接的负载的位置，且可不与室内电器盒24、仪表电器盒25、发动机舱电器盒15的第一输出端或第二输出端连接。例如，前风挡电加热设备虽然位于发动机舱区域，与连接至发动机舱电器盒15的第一供电电路的输出端15a相比，连接至第一总保险盒13的输出端能使前风挡电加热设备供电电路的长度更短。
71.图4为第一总保险盒内的电路结构示意图。如图4所示，第一总保险盒13内包括并联的多条子供电电路131，每条子供电电路均设有保险丝14a。每条子供电电路131的输入端均与第一总保险盒13的输入端连接，每条子供电电路131的输出端分别与第一总保险盒13的多个输出端连接。
72.图5为第二总保险盒内的电路结构示意图。如图5所示，本公开实施例中第二总保险盒14内包括并联的多条子供电电路141，每条子供电电路均设有保险丝14a。每条子供电电路141的输入端均与第二总保险盒14的输入端连接，每条子供电电路141的输出端分别与第二总保险盒14的多个输出端连接。
73.本公开实施例提供的汽车的电源分配系统中，一方面，设计第一蓄电池11及第二蓄电池12辅助发电机21供电，并在第二蓄电池12对应的供电电路中，对影响汽车正常行驶的负载的供电电路作了备份，当汽车的发电机21不能正常工作时，第一蓄电池11对整车负载供电，第一蓄电池11对应的供电电路故障时，第二蓄电池12对影响汽车正常行驶的负载供电，使汽车出现故障后，还能正常行驶一段时间，减少汽车因突发故障，不能正常行驶而发生交通事故的可能；另一方面，对整车负载中，供电电路线较多的负载，用扩展电器盒26进行管理，减少了供电线路长度，同时也一定程度上改善了室内电器盒24、仪表电器盒25、发动机舱电器盒15因负载供电电路线较多而带的温升问题。
74.本公开实施例还提供了一种汽车，所述汽车包括图1和图2中任一项幅所述的汽车的电源分配系统。
75.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。