专利名称：一种汽车低压电源充电装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车蓄电池技术领域，涉及一种汽车低压电源充电装置。
背景技术：
在整车低压电源中，DC/DC逆变电源和12V蓄电池电源是并接在整车用电器电路中。在车辆行驶时一般蓄电池不放电，用电器的电流全部由DC/DC逆变器供给，只有当用电器负载突然增大等情况下，蓄电池开始放电。ACC档位是“不发动车可以给车内部分电器供电电器”，ON档位是“给车内所有电器供电”，在ACC或ON档位状态下，工作时所用的电源均为低压蓄电池提供，如ACC档位时欣赏音乐所用电源。在ACC或ON档位状态下长时间使用电器，将会造成蓄电池过度放电，放电的结果是蓄电池极板表层的活性物质(Pb，Pb02)大部分反应成体积较大的PbSO4，堵塞了极板的孔隙，使内部的电解液密度快速下降，因此过度放电后蓄电池端电压很小。如果此时给蓄电池充电，大量的Pbso4很快还原成Pb和PbO2,同时在极板内由于硫酸骤增使电解液密度迅速增大，蓄电池的电流会异常的增大。综上所述充电电流过大，对蓄电池有很多危害，会造成大量的活性物质脱落，造成自放电甚至极板短路，缩短蓄电池使用寿命。蓄电池在充电过程中，还会存在发热的问题，特别是大电流充放电时最容易造成蓄电池发热。电池内部温度升高，会造成电池内阻下降，反过来充电电流又会进一步增加， 内阻则更进一步下降，如此恶性循环会出现热失控造成电池壳体严重变形甚至涨裂。现有技术是将12V蓄电池电路与整车用电器电路并接在一起，与DC/DC装置输出端连接。这样的电路结构缺点是如果限制DC/DC的输出电流，就有可能无法满足用电器出现大负荷电流的要求，如果不限制DC/DC的电流，就会出现蓄电池大电流充电的现象，对蓄电池造成危害。因此需要寻找一种即能满足蓄电池小电流充电的要求，又要满足大负荷用电器对电源的需求。
发明内容
本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车低压电源充电装置，该充电装置即能满足蓄电池以小电流方式充电又能满足汽车内大负荷用电器对电源的需求。本发明通过下列技术方案来实现一种汽车低压电源充电装置，包括汽车DC/DC 逆变电源和蓄电池，所述的汽车DC/DC逆变电源的输出端对车载用电器供电，其特征在于， 所述的汽车DC/DC逆变电源的输出端还通过稳压限流器对蓄电池充电，所述的稳压限流器与能够控制稳压限流器导通或者截止的控制单元连接，在稳压限流器的两端并联续流二极管使蓄电池对车载用电器供电。在汽车运行时，DC/DC逆变电源一路直接给车载用电器供电，另一支路由控制单元根据蓄电池的实际充电需求控制稳压限流器的导通和截止时长来控制蓄电池的充电电流的大小，确保蓄电池是小电流充电。同时当不发动车子需要给部分电器用电或是在负载忽然增大时，蓄电池通过二极管的反向导通原理，直接给车载用电器供电。
在上述的汽车低压电源充电装置中，所述的控制单元包括触发器、用于检测蓄电池温度的温度传感器和用于检测蓄电池充电电流的电流传感器，所述温度传感器的输出端和电流传感器的输出端分别与触发器的输入端连接，所述触发器的输出端与稳压限流器的输入端连接。温度传感器检测蓄电池用于放电产生的热量，且检测到的温度信号由触发器接收。根据检测到的温度触动触发器来控制与之连接的稳压限流器的输出电流来调整给蓄电池的充电电流，以及当检测到的蓄电池温度高于设定的极限温度，稳压限流器暂停给蓄电池充电。同时电流传感器检测蓄电池的实际需求电流并输送给触发器，触发器控制稳压限流器的输入电流来控制输出给蓄电池所需的电流，并限制最大充电电流。确保给蓄电池充电电流在当前温度和所需电流的内部环境下是最适合的充电电流，且达到实时调整，减少对蓄电池的伤害，延长蓄电池的使用寿命。 在上述的汽车低压电源充电装置中，所述的温度传感器设置在蓄电池的侧壁上， 且温度传感器的电源端与上述的蓄电池连接。通过蓄电池给温度传感器供电，且把温度传感器的检测端设置于蓄电池的侧壁上，能够近距离的检测蓄电池的实际温度。且由蓄电池本身供电，缩短电源和温度传感器的拉导线距离。在上述的汽车低压电源充电装置中，所述的电流传感器设置在蓄电池和稳压限流器之间导线上，且电流传感器的电源端与上述的蓄电池连接。由蓄电池给电流传感器供电， 电流传感器设置于蓄电池充电线路上，让充电线路穿过电流传感器内圈，当充电电流穿过电流传感器，通过磁感应效应检测到蓄电池所需充电电流。在上述的汽车低压电源充电装置中，所述的稳压限流器包括三极管，上述的触发器的输入端与三极管的基极连接，三极管的集电极与汽车DC/DC逆变电源的输出端连接， 三极管的发射极与蓄电池的正极连接。三极管具有给定基极一个电流，则可控制三极管的集电极向发射极导通，根据上述连接，触发器控制三极管的基极的电压供给，三极管的集电极和发射极的导通和关断时间，从而控制DC/DC逆变电源给蓄电池进行充电的电流是蓄电池当前最适合的小电流。作为稳压限流器的第二种方案，在上述的汽车低压电源充电装置中，所述的稳压限流器包括IGBT，上述的触发器的输入端与IGBT的门极连接，IGBT的集电极与汽车DC/DC 逆变电源的输出端连接，IGBT的发射极与蓄电池的正极连接。触发器控制向IGBT门极施加电压，从而控制IGBT的集电极和发射极的导通和关断时间变化来控制输出电流大小，保证了 DC/DC逆变电源给蓄电池进行充电的电流是蓄电池当前最适合的小电流。在上述的汽车低压电源充电装置中，所述续流二级管的阳极与蓄电池的正极连接，续流二极管的阴极与汽车DC/DC逆变电源连接。这样的连接方式是为了保证汽车DC/DC 逆变电源不能直接给蓄电池导通，当负载突然增大或DC/DC逆变电源停止供电时，连接蓄电池的二极管正极电压大于此时二极管负极电压，即为在二极管的外界有正向电压偏置， 外界电场和二极管自建内部电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加从而引起正向电流。由此蓄电池电流能够流过二极管的正极实现二极管正向导通的原理，给用电器供电。在上述的汽车低压电源充电装置中，所述触发器为D触发器或者JK触发器现有技术相比，本发明具有以下优点I、由于本装置通过触发器的输出电流变化来改变稳压限流器输入电流大小从而控制蓄电池的充电电流大小；当充电电流超过限定值时，电流将不在增大，而是稳定在限定值给蓄电池充电；满足蓄电池以小电流方式充电，减少蓄电池的伤害，延长蓄电池的使用寿命O2、由于本发明可以在负载突然加大时，蓄电池和DC/DC逆变电源一起给车载电器供电，在不发动汽车发动机时由蓄电池单独给车载电器供电的原因，满足汽车内大负荷用电器对电源的需求。 3、由于在蓄电池的侧壁上设有温度传感器和在蓄电池的充电电路上连接有电流传感器，根据蓄电池的当前温度和所需电流实时调整充电电流。
图I是本发明的结构示意图；图2是稳压限流器为三极管的结构示意图；图3是稳压限流器为IGBT的结构示意图；图4是稳压限流器为场效应管的结构示意图。图中，I、DC/DC逆变电源；2、续流二极管；3、稳压限流器；4、蓄电池；5、用电器；6、 控制单元；61、触发器；62、温度传感器；63、电流传感器。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。实施例一，如图I、2所示，本汽车低压电源充电装置包括汽车DC/DC逆变电源I和蓄电池4，汽车DC/DC逆变电源I的输出端对车载用电器5供电，汽车DC/DC逆变电源I的输出端还通过稳压限流器3对蓄电池4充电。在稳压限流器3的两端并联续流二极管2使蓄电池4对车载用电器5供电，续流二极管2的阳极与蓄电池4的正极连接，续流二极管2 的阴极与汽车DC/DC逆变电源I连接。稳压限流器3与能够控制稳压限流器3导通或者截止的控制单元6连接。控制单元6包括触发器61、用于检测蓄电池4温度的温度传感器62和用于检测蓄电池4充电电流的电流传感器63。温度传感器62设置在蓄电池4的侧壁上，且温度传感器62的电源端与蓄电池4连接。电流传感器63设置在蓄电池4和稳压限流器3之间导线上，且电流传感器 63的电源端与蓄电池4连接。温度传感器62的输出端和电流传感器63的输出端分别与触发器61的输入端连接。触发器61的输出端与稳压限流器3的输入端连接。稳压限流器 3包括三极管，触发器61的输入端与三极管的基极B连接，三极管的集电极C与汽车DC/DC 逆变电源I的输出端连接，三极管的发射极E与蓄电池4的正极连接。这里的触发器61为 D触发器61或者JK触发器61。本汽车低压电源充电装置的工作原理如下在汽车运行时，由DC/DC逆变电源I给车载用电器5供电，同时DC/DC逆变电源I 给蓄电池4充电，触发器61接收与之连接的温度传感器62和电流传感器63检测到的蓄电池4侧壁上的温度信号和充电电路上的电流信号，温度信号和电流信号分别启动触发器61 并控制触发器61的输出电流大小，触发器61输出电流的大小给与之连接的三极管基极B，由三极管基极B电流的变化来控制三极管集电极C流向发射极E的电流。从而满足蓄电池 4能够根据自身温度和所需电流进行充电，减少对蓄电池4的伤害。且当需要蓄电池4供电时，又可以通过反向并联在三极管集电极C和发射极E上的续流二极管2给车载用电器5 供电。即满足了蓄电池4以小电流方式充电，同时又满足汽车内大负荷用电器5对电源的需求。由蓄电池4给电流传感器63供电，同时把电流传感器63的检测端串联在蓄电池4 充电线路上，当充电电流穿过电流传感器63，电流传感器63就检测到所需的充电电流。电流传感器63检测蓄电池4的实际需求电流并输送给触发器61，触发器61内设置有限制最大充电电流，控制蓄电池4的充电电流范围可以更好的保护蓄电池4。当检测到的蓄电池 4温度高于设定的极限温度，触发器61控制稳压限流器3暂停给蓄电池4充电。确保给蓄电池4充电电流在当前温度和所需电流的内部环境下是最适合的充电电流，且达到实时调整，减少对蓄电池4的伤害，延长蓄电池4的使用寿命。实施例二，如图I、图3所示，作为稳压限流器3的第二种方案，在汽车低压电源充电装置中，稳压限流器3包括IGBT，触发器61的输入端与IGBT的门极G连接，IGBT的集电极C与汽车DC/DC逆变电源I的输出端连接，IGBT的发射极E与蓄电池4的正极连接。其余连接结构同实施例一。触发器61控制向IGBT门极G施加电压，从而控制IGBT的集电极 C和发射极E的导通和关断时间变化来控制输出电流大小，保证了 DC/DC逆变电源给蓄电池进行充电的电流是蓄电池当前最适合的小电流。实施例三，如图I、图4所示，上述的稳压限流器3内的三极管由场效应管代替，本实施例举例场效应管中的MOS管，所述MOS管的源极S通过导线与汽车DC/DC逆变电源I 连接，MOS管的栅极G与触发器61的输出端相连接，MOS管的漏极D连接蓄电池4，且MOS 管的源极S和漏极D之间反向连接有续流二极管2，其余连接结构同实施例一。触发器61 根据温度传感器62和电流传感器63的检测信号作为触发信号，输出控制电流来改变MOS 管栅极G电流，也就改变了栅源极之间的电压，从而改变输出给蓄电池4的电流，MOS管是电压控制电流式器件。且MOS管的源极S和漏极D绝缘不导通，在MOS管的源极S和漏极 D之间反向并联有续流二极管2，使得蓄电池4在汽车DC/DC逆变电源I不供电或负载突然增大时蓄电池4的电流通过二极管正向导通给车载用电器5供电。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了 DC/DC逆变电源I、续流二极管2、稳压限流器3、蓄电池4、 用电器5、控制单元6、触发器61、温度传感器62、电流传感器63等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种汽车低压电源充电装置，包括汽车DC/DC逆变电源(I)和蓄电池(4)，所述的汽车DC/DC逆变电源(I)的输出端对车载用电器(5)供电，其特征在于，所述的汽车DC/DC逆变电源⑴的输出端还通过稳压限流器⑶对蓄电池⑷充电，所述的稳压限流器⑶与能够控制稳压限流器(3)导通或者截止的控制单元(6)连接，在稳压限流器(3)的两端并联续流二极管(2)使蓄电池(4)对车载用电器(5)供电。
2.根据权利要求I所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述的控制单元(6)包括触发器(61)、用于检测蓄电池(4)温度的温度传感器(62)和用于检测蓄电池(4)充电电流的温度传感器(63)，所述温度传感器￠2)的输出端和温度传感器￠3)的输出端分别与触发器￠1)的输入端连接，所述触发器￠1)的输出端与稳压限流器(3)的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述的温度传感器 (62)设置在蓄电池(4)的侧壁上，且温度传感器￠2)的电源端与上述的蓄电池(4)连接。
4.根据权利要求2或3所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述的温度传感器(63)设置在蓄电池(4)和稳压限流器(3)之间导线上，且温度传感器(63)的电源端与上述的蓄电池⑷连接。
5.根据权利要求I或2或3所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述的稳压限流器(3)包括三极管，上述的触发器￠1)的输入端与三极管的基极连接，三极管的集电极与汽车DC/DC逆变电源(I)的输出端连接，三极管的发射极与蓄电池(4)的正极连接。
6.根据权利要求I或2或3所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述的稳压限流器(3)包括IGBT，上述的触发器(61)的输入端与IGBT的门极连接，IGBT的集电极与汽车DC/DC逆变电源(I)的输出端连接，IGBT的发射极与蓄电池(4)的正极连接。
7.根据权利要求I或2或3所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述续流二级管的阳极与蓄电池⑷的正极连接，续流二极管⑵的阴极与汽车DC/DC逆变电源⑴连接。
8.根据权利要求I或2或3所述的汽车低压电源充电装置，其特征在于，所述触发器 (61)为D触发器或者JK触发器。
全文摘要
本发明提供了一种汽车低压电源充电装置，属于汽车蓄电池技术领域。它解决了现有技术中如果限制DC/DC的输出电流，就有可能无法满足用电器出现大负荷电流的要求，如果不限制DC/DC的电流，就会出现蓄电池大电流充电的现象，对蓄电池造成危害的问题。本汽车低压电源充电装置包括汽车DC/DC逆变电源和蓄电池，汽车DC/DC逆变电源的输出端对车载用电器供电，汽车DC/DC逆变电源的输出端还通过稳压限流器对蓄电池充电，稳压限流器与能够控制稳压限流器导通或者截止的控制单元连接，在稳压限流器的两端并联续流二极管使蓄电池对车载用电器供电。本汽车低压电源充电装置即能满足蓄电池以小电流方式充电又能满足汽车内大负荷用电器对电源的需求。
文档编号H02J7/00GK102611157SQ20121006568
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者包寿红, 赵福全 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司