专利名称：适用于双电源供电系统的电能分配模块的制作方法
技术领域：
适用于双电源供电系统的电能分配模块技术领域[0001]本实用新型涉及能源技术，特别涉及一种适用于双电源供电系统的电能分配模 块。
背景技术：
[0002]随着全球车辆的增加，导致石油供不应求，价格与日俱增，环境污染也日趋严重， 人们渐渐把目光放到新能源汽车上。在“十大产业振兴规划”和“汽车产业纲要”中，我国把 节能与新能源汽车产业作为加快汽车结构调整，加快汽车产业升级的重要举措，并在北京、 上海、武汉、长沙等城市试点推广，给予财政补贴。这无疑对推动我国实现可持续发展，具有 极其深远的影响。[0003]随着电动车技术的发展，各种取代传统车也应运而生，对电动汽车的供电系统的 要求也越来越高，所以对供电系统的稳定性要求也更高。当前的新能源汽车供电系统都是 采用一路直流/直流(DC/DC)加蓄电池作为供电系统为整车供电，但是为了承担更多用电 器的功率与瞬间的大电流工况，往往选用功率较大的DC/DC，这无疑增加了 DC/DC开发的技 术难度并降低了 DC/DC的利用率。[0004]使用双电源供电系统并合理分配电器设备，能够大大降低单个DC/DC的功率,其 技术要求也大大降低，但是仍然做不到双电源供电系统的能量均衡分配、故障处理。实用新型内容[0005]本实用新型的目的在于提供一个电能分配模块，用以解决双电源供电的新能源汽 车在能源分配上的问题。[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提出一种适用于双电源供电系统的电能分配模 块，电能分配模块包含检测单元、电路导通单元、直流/直流变换单元以及控制单元，所述 检测单元用于和第一供电系统以及第二供电系统连接的检测单元，对所述第一供电系统以 及所述第二供电系统的电压和电流进行检测，并根据检测产生电压、电流信号输出，所述控 制单元与所述直流/直流变换单元、所述电路导通单元和所述检测单元相连，用于接收所 述检测单元的所述等电压、电流信号输出，并控制所述直流/直流变换单元的导通方向以 及输出电流和所述电路导通单元的导通模式实现所述两路供电系统与两路电器设备的供 电。[0007]较佳的是，所述电路导通单元包含至少三个电路切换元件，其中[0008]第一电路切换元件处于常断状态，用于将所述第一路供电系统与所述第二路供电 系统联通；第二电路切换元件处于常通状态，用于连接所述第一路供电系统与其相应的电 器设备；第三电路切换元件处于常通状态，用于连接所述第二路供电系统与其相应的电器 设备。[0009]较佳的是，所述等电路切换元件为继电器、断路器、MOSFET或IGBT。[0010]较佳的是，所述直流/直流变换单元用于将一路供电系统的电能通过升压后，给另一路供电系统供电以及充电。[0011]较佳地，所述直流/直流变换单元具有限电流输出功能。[0012]较佳地，所述直流/直流变换单元为双向Boost直流/直流变换单元。[0013]较佳地，所述控制单元用于确定供电系统的状态为正常、亏电或故障，并根据供电 系统的状态采用预定的工作模式。[0014]较佳地，所述控制单元用于接收所述检测单元的所述等电压、电流信号输出，根据 所述等电压、电流信号输出，所述控制单元驱动所述电路导通单元使所述第一路供电系统 给所述第二路供电系统充电；所述第二路供电系统给所述第一路供电系统充电；断开所述 第一路供电系统的供电，并将所述第一路供电系统相连的电器设备连接到所述第二路供电 系统上；断开所述第二路供电系统的供电，并将所述第二路供电系统相连的电器设备连接 到所述第一路供电系统上；或两路供电系统分别为各自电器设备供电。
[0015]图1为按照本实用新型所述电能分配模块的结构框图；[0016]图2为为按照本实用新型所述电路导通单元的结构框图；[0017]图3为按照本实用新型所述电能分配模块的运作流程图。
具体实施方式
[0018]现将详细参照于本实用新型实施例，其例示图解于附图之中，尽其可能，所有附图 中将依相同元件符号以代表相同或类似的部件，必须注意到所述等附图为简化的型式，且 未依精确比例绘制。[0019]图1为按照本实用新型所述用于双电源供电系统的电能分配模块10的实施例的 结构图。电能分配模块10至少包括检测单元200、电路导通单元400以及直流/直流变换 单元500和与所述检测单元200、电路导通单元400以及直流/直流变换单元500相连的控 制单元300。[0020]检测单元200用于和第一供电系统110以及第二供电系统120连接，检测单元200 包含四个输出端211、212、213、214 :第一个输出端211和第二个输出端212能够实现对第 一供电系统110以及第二供电系统120的电压进行检测,第三个输出端213和第四个输出 端214能够实现对第一供电系统110以及第二供电系统120的输出电流进行检测，根据两 路供电系统110、120电压与电流的不同状态，可以实现两路供电系统110、120的之间的充 电、并联操作。[0021]图2为按照本实用新型所述电路导通单元400的实施例的结构框图。电路导通单 元400包含三个电路切换元件410、420、430。第一电路切换元件410处于常断状态，用于将 第一路供电系统110与第二路供电系统120联通，两路供电系统可以一起为供电负载提供 电能，或者在其中一路供电系统故障，导致无法输出电能时，另一路供电系统可以同时为两 路供电系统供电；第二电路切换元件420处于常通状态，用于连接第一路供电系统110与其 相应的电器设备610 ;第三电路切换元件430处于常通状态，用于连接第二路供电系统120 与其相应的电器设备620。电路导通单元400中的电路切换元件410、420、430可为继电器、 断路器、MOSFET或IGBT。[0022]回到图1，直流/直流变换单元500用于将一路供电系统的电能通过升压后，给另 一路供电系统供电以及充电。直流/直流变换单元500具有限电流输出功能。直流/直流 变换单元500可为双向Boost直流/直流变换单元。[0023]控制单元300用于接收检测单元200的电压、电流信号输出，并根据所述等电压、 电流信号输出控制所述直流/直流变换单元500的导通方向以及输出电流、所述电路导通 单元400的导通模式，实现两路供电系统110/120与两路电器设备610/620的供电。[0024]控制单元300具有四路输入端311、312、313、314和六路输出端321、322、323、324、 325,3260第一输入端311和第二输入端312分别接收检测单元200的第一供电系统110 以及第二供电系统120的电压信号，第三输入端313和第四输入端314分别接收检测单元 200的第一供电系统110以及第二供电系统120的电流信号,根据两个供电系统110、120的 电压、电流情况，控制单元300可以实现以下五种工作模式1、由第一路供电系统110给第 二路供电系统120充电；2、由第二路供电系统120给第一路供电系统110充电；3、在第一路 供电系统110故障时，驱动电路导通单元400，断开第一路供电系统110的供电，并将第一 路供电系统110相连的电器设备610连接到第二路供电系统120上；4、在第二路供电系统 120故障时，驱动电路导通单元400，断开第二路供电系统120的供电，并将第二路供电系统 120相连的电器设备620连接到第一路供电系统110上；5、默认的工作模式，两路供电系统 分别为各自电器设备供电。[0025]控制单元300的输出端321、322、323、324、325、326分别能够实现以下功能其中 三路输出端321、322、323与电路导通单元400连接，驱动三个电路切换元件410、420、430， 两路输出端324、325与直流/直流变换单元500连接，控制升压型直流/直流变换单元500 的输出电流，以及一路输出端326实现与仪表700的通讯，可以在供电系统110/120出现故 障且可能影响到正常行驶时，对用户发出警报。[0026]其中，所述控制单元300根据下列方式确定工作模式将供电系统的状态分为正 常、亏电和故障。在两路供电系统都为正常时，采用上述第5种工作模式。在其中一路供电 系统亏电且另一路供电系统正常，采用上述第I或2种工作模式。在两路供电系统同时亏电 时，根据各自电器设备的重要性，采用上述第I或2种工作模式。当其中一路供电系统故障 且另一路供电系统不处于故障时，采用第3或4种工作模式，且向仪表700发出警告。当两 路供电系统同时处于故障状态时，根据各自电器设备的重要性，采用第I或2种工作模式， 且向仪表发700出警告。[0027]图3为按照本实用新型所述电能分配模块的运作的实施例的流程图。于步骤801， 控制单元300确定两路供电系统110/120是否都正常，若是，到步骤802采用上述第5种工 作模式，若不是，则于步骤803确定第一供电系统110或第二供电系统120是否故障，若是， 于步骤804近一步确定第一供电系统110是否故障，若第一供电系统110没有故障，表示故 障的是第二供电系统120，因此，于步骤805采用第4种工作模式，并向仪表700发出警告， 若在步骤804中确定第一供电系统110有故障，则进一步确定第二供电系统120是否也故 障，若是第二供电系统120没有故障，于步骤807采用第3种工作模式，并向仪表700发出 警告，若是第二供电系统120也故障，则于步骤808根据各自电器设备的重要性，采用第I 或第2种工作模式，并向仪表700发出警告。[0028]回到步骤803，若是确定第一供电系统110和第二供电系统120都没有故障，于步骤809近一步确定第一供电系统110是否无电,若第一供电系统110不是无电状态,表不第二供电系统120无电，因此，于步骤810采用第I种工作模式，若在步骤809中确定第一供电系统110无电，则进一步确定第二供电系统120是否也无电，若是第二供电系统120不是无电状态，于步骤812采用第2种工作模式，若是第二供电系统120也无电，则于步骤808 根据各自电器设备的重要性，采用第I或第2种工作模式，并向仪表700发出警告。[0029]所述控制单元300根据下列方式确定所述的供电系统110/120的亏电状态[0030]
权利要求1.一种适用于双电源供电系统的电能分配模块，其特征在于，包含用于和第一供电系统以及第二供电系统连接的检测单元，其对所述第一供电系统以及所述第二供电系统的电压和电流进行检测，并根据检测产生电压、电流信号输出；电路导通单元；直流/直流变换单元；以及控制单元，其与所述直流/直流变换单元、所述电路导通单元和所述检测单元相连，用于接收所述检测单元的所述等电压、电流信号输出，并控制所述直流/直流变换单元的导通方向以及输出电流和所述电路导通单元的导通模式实现所述两路供电系统与两路电器设备的供电。
2.根据权利要求1所述的电能分配模块，其特征在于，所述电路导通单元包含至少三个电路切换元件，其中第一电路切换元件处于常断状态，用于将所述第一路供电系统与所述第二路供电系统联通；第二电路切换元件处于常通状态，用于连接所述第一路供电系统与其相应的电器设备;第三电路切换元件处于常通状态，用于连接所述第二路供电系统与其相应的电器设备。
3.根据权利要求2所述的电能分配模块，其特征在于，所述等电路切换元件为继电器、断路器、MOSFET或IGBT。
4.根据权利要求1所述的电能分配模块，其特征在于，所述直流/直流变换单元用于将一路供电系统的电能通过升压后，给另一路供电系统供电以及充电。
5.根据权利要求1所述的电能分配模块，其特征在于，所述直流/直流变换单元具有限电流输出功能。
6.根据权利要求1所述的电能分配模块，其特征在于，所述直流/直流变换单元为双向Boost直流/直流变换单元。
7.根据权利要求1所述的电能分配模块，其特征在于，所述控制单元用于确定供电系统的状态为正常、亏电或故障，并根据供电系统的状态采用预定的工作模式。
8.根据权利要求1所述的电能分配模块，其特征在于，所述控制单元用于接收所述检测单元的所述等电压、电流信号输出，根据所述等电压、电流信号输出，所述控制单元驱动所述电路导通单元使所述第一路供电系统给所述第二路供电系统充电；所述第二路供电系统给所述第一路供电系统充电；断开所述第一路供电系统的供电，并将所述第一路供电系统相连的电器设备连接到所述第二路供电系统上；断开所述第二路供电系统的供电，并将所述第二路供电系统相连的电器设备连接到所述第一路供电系统上；或两路供电系统分别为各自电器设备供电。
专利摘要本实用新型涉及一种适用于双电源供电系统的电能分配模块，电能分配模块包含检测单元、电路导通单元、直流/直流变换单元以及控制单元，所述检测单元连接第一供电系统以及第二供电系统，并对所述第一供电系统以及所述第二供电系统的电压和电流进行检测，并根据检测产生电压、电流信号输出，所述控制单元与所述直流/直流变换单元、所述电路导通单元和所述检测单元相连，并接收所述检测单元的所述等电压、电流信号输出，并控制所述直流/直流变换单元的导通方向以及输出电流和所述电路导通单元的导通模式实现所述两路供电系统与两路电器设备的供电。
文档编号H02J9/04GK202856440SQ20122042599
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者邓恒 申请人:上海汽车集团股份有限公司