一种电动空调电源系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动空调电源系统，包括发电机、原装蓄电池、控制器、电压采样电路和与原装蓄电池并联的附加电源电路，原装蓄电池的正极与发电机的发电输出端和空调系统的电源输入端连接，附加电源电路包括串联连接的加装蓄电池和可控开关，控制器通过电压采样电路检测原装蓄电池两端的电压；控制器在发电机处于停机状态时，若接收到空调系统输出的空调开启信号，则控制可控开关闭合，并在检测到上述电压下降至启动车辆的最低电压后，向空调系统输出关闭空调控制信号。本发明一方面通过在检测到上述电压下降至启动车辆的最低电压时控制空调系统停止运行，可以防止原装蓄电池亏电，另一方面通过增加加装蓄电池可以保证空调系统的基本运行时间。
【专利说明】
—种电动空调电源系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及车载空调【技术领域】，尤其涉及一种电动空调电源系统。
【背景技术】
[0002]传统的车载空调是借助发动机实现制冷与制热，因此，其制冷制热效果会受到发动机转速的影响，尤其是在车辆怠速时，为了开启空调制冷，就必须启动发动机，这势必会造成一定的油耗，而且若乘员此时在车里休息，甚至有可能造成一氧化碳中毒，危害健康。而电动空调虽然可以摆脱发动机的束缚，提升空调系统的制冷效率、制冷性能，并改善整车动力性能，但由于电动空调需要由蓄电池供电，因此，若在车辆怠速时开启空调很有可能导致蓄电池亏电，进而影响车辆启动及其他用电电器的使用。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的是提供一种即可有效防止原装蓄电池亏电，又可保证电动空调系统可靠运行的电动空调电源系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种电动空调电源系统，包括发电机和原装蓄电池，所述原装蓄电池的正极与所述发电机的发电输出端和空调系统的电源输入端电性连接，所述电动空调电源系统还包括控制器、电压采样电路和与所述原装蓄电池并联连接的附加电源电路，所述附加电源电路包括串联连接的加装蓄电池和可控开关，所述加装蓄电池的标称电压与所述原装蓄电池的标称电压相同，所述控制器通过所述电压采样电路检测所述原装蓄电池两端的电压；
[0005]所述控制器在所述发电机处于停机状态时，若接收到所述空调系统输出的空调开启信号，则控制所述可控开关闭合，并在检测到所述电压下降至启动车辆的最低电压后，向所述空调系统输出关闭空调控制信号，使所述空调系统停止运行。
[0006]优选的是，所述控制器在所述发电机处于发电状态时，若检测到开关闭合事件，则控制所述可控开关闭合；若未检测到所述开关闭合事件，则控制所述可控开关断开；所述开关闭合事件包括:所述电压达到所述原装蓄电池的充电阈值。
[0007]优选的是，所述开关闭合事件还包括:接收到所述空调系统输出的空调开启信号。
[0008]优选的是，所述控制器在所述发电机处于停机状态时，若检测到所述电压下降至启动车辆的最低电压，则控制所述可控开关断开。
[0009]优选的是，所述附加电源电路还包括与所述可控开关串联连接的指示灯。
[0010]优选的是，所述可控开关为接触器的触点，所述控制器通过所述接触器的线圈控制所述触点的闭合与断开。
[0011]优选的是，所述电压采样电路包括串联连接于所述原装蓄电池的正极与负极之间的各分压电阻，相邻分压电阻间的分压点经滤波电路与所述控制器的电压检测端口连接，以使所述控制器通过所述电压采样电路检测所述原装蓄电池两端的电压。
[0012]优选的是，所述滤波电路为型RC滤波电路。
[0013]优选的是，所述空调系统的电源输入端包括用于为压缩机供电的高压电源输入端和用于为空调系统其他组件供电的标准电源输入端；所述电动空调电源系统还包括直流升压电路，所述原装蓄电池的正极一支路与所述空调系统的标准电源输入端电性连接，另一支路通过所述直流升压电路与所述空调系统的高压电源输入端电性连接。
[0014]优选的是，所述直流升压电路为推挽式直流升压电路。
[0015]本发明的有益效果在于，本发明电动空调电源系统通过在发电机处于停机状态时，使控制器在检测到原装蓄电池两端的电压下降至启动车辆的最低电压时控制空调系统停止运行，可有效防止原装蓄电池亏电；在此基础上，本发明电动空调电源系统通过增加与原装蓄电池标称电压相同的加装蓄电池可以有效保证空调系统在发电机处于停机状态期间的基本运行时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出了根据本发明电动空调电源系统的一种实施结构的方框原理图；
[0017]图2示出了根据本发明电动空调电源系统的另一种实施结构的方框原理图；
[0018]图3示出了图1和图2中电压采样电路的一种实施结构的电路原理图。
[0019]附图标记说明:
[0020]1:控制器；2:电压采样电路；
[0021]3:空调系统；4:直流升压电路；
[0022]B1:原装蓄电池；B2:加装蓄电池；
[0023]K:可控开关；L:指示灯；
[0024]Rl:第一分压电阻； R2:第二分压电阻；
[0025]Cl:第一滤波电容； C2:第二滤波电容；
[0026]R3:滤波电阻；D:保护器件；
[0027]B+:原装蓄电池的正极；Vout-电压输出端；
[0028]Vcc:参考电源。
【具体实施方式】
[0029]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0030]本发明为了解决现有电动空调电源系统存在的易导致蓄电池亏电的技术问题，提供一种即可有效防止原装蓄电池亏电，又可保证电动空调系统可靠运行的电动空调电源系统。如图1所示，该电动空调电源系统包括发电机M和原装蓄电池BI，该原装蓄电池BI的正极与发电机M的发电输出端电性连接，以使发电机M在原装蓄电池BI两端的电压低于发电机M的输出电压时,通过发电输出端为原装蓄电池BI充电,所以该发电机M的输出电压应该与该原装蓄电池BI的充电阈值相当，对于采用标称电压为24V的原装蓄电池供电的车辆，该充电阈值通常为28V ;该原装蓄电池BI与空调系统3的电源输入端电性连接，以为空调系统3提供工作电源。除此之外，本发明的电动空调电源系统还包括控制器1、电压采样电路2和与原装蓄电池BI并联连接的附加电源电路，该附加电源电路包括加装蓄电池B2和与加装蓄电池B2串联连接的可控开关K，该加装蓄电池B2至少是标称电压与原装蓄电池BI相同，例如原装蓄电池BI的标称电压为24V，则该加装蓄电池B2的标称电压也应该为24V，优选是容量也与原装蓄电池BI相同，特别是各项指标参数与原装蓄电池BI完全相同的蓄电池，以尽可能消除原装蓄电池BI与加装蓄电池B2之间的相互影响；该控制器I通过电压采样电路2检测原装蓄电池BI两端的电压。该控制器I与空调系统3通信连接，以使空调系统3在接收到用户触发的开启空调控制信号后，向控制器I输出反映空调系统处于运行状态的空调开启信号，及使空调系统3在接收到用户触发的关闭空调控制信号后，向控制器I输出反映空调系统处于关闭状态的空调关闭信号。该控制器I在发电机M处于停机状态时，若接收到空调系统3输出的空调开启信号，则控制可控开关K闭合，以使原装蓄电池BI与加装蓄电池B2并联形成双电源为空调系统3供电，以有效保证空调系统3在发电机M处于停机状态期间的基本运行时间，并在检测到原装蓄电池BI两端的电压下降至启动车辆的最低电压后，向空调系统3输出关闭空调控制信号，使空调系统3停止运行，以防止车辆因原装蓄电池BI亏电而无法正常启动。同时，该控制器I还可在发电机M处于停机状态时，在检测到电压下降至启动车辆的最低电压后，控制可控开关K断开，以进一步消除原装蓄电池BI与加装蓄电池B2之间的相互影响，对于采用标称电压为24V的蓄电池供电的车辆，该启动车辆的最低电压通常为21V。
[0031]由此可见，本发明电动空调电源系统不仅可以有效防止原装蓄电池亏电，还可以有效保证空调系统在发电机处于停机状态期间的基本运行时间。
[0032]为了避免因增加加装蓄电池B2影响原装蓄电池BI的充电速度，本发明的控制器I可在发电机处于发电状态时，判断是否检测到开关闭合事件，如是，则控制可控开关K闭合；如否，则控制可控开关K断开；而该开关闭合事件包括:原装蓄电池BI两端的电压达到原装蓄电池的充电阈值。这说明发电机M只有在原装蓄电池BI两端的电压达到充电阈值时，才会通过多余的能量为加装蓄电池B2充电，使原装蓄电池BI处于最高充电优先级，进而保证车辆各种用电器的正常使用。
[0033]由于发电机处于发电状态期间，会在原装蓄电池BI两端的电压低于发电机的输出电压时为原装蓄电池BI充电，因此，在该种情况下，可以采用单独由原装蓄电池BI为空调系统3供电的方案。但是，为了提高空调系统3的工作稳定性，也可在该种情况下，仍然采用由原装蓄电池BI和加装蓄电池B2并联形成双电源的结构为空调系统3供电，因此，上述开关闭合事件还可以包括:接收到所述空调系统输出的空调开启信号。对应地，控制器I在检测到原装蓄电池BI两端的电压达到原装蓄电池的充电阈值时，或者在接收到所述空调系统输出的空调开启信号时，控制可控开关K闭合。
[0034]为了进一步降低原装蓄电池BI与加装蓄电池B2间的相互影响，控制器I可在发电机M处于停机状态时，若检测到原装蓄电池BI两端的电压下降至启动车辆的最低电压，控制可控开关K断开。控制器I特别是在发电机M处于停机状态，且接收到空调开启信号时，若检测到原装蓄电池BI两端的电压下降至启动车辆的最低电压，控制可控开关K断开。
[0035]为了使驾驶员可以明确加装蓄电池B2的使用情况，进而判断本发明的电动空调电源系统是否正常工作，上述附加电源电路还可包括与可控开关K串联连接的指示灯L。这样，在控制器I控制可控开关K闭合使加装蓄电池B2与原装蓄电池BI并联形成双电源时，该指示灯L应该点亮，如果该指示灯L没有正常点亮，则说明本发明的电动空调电源系统可能出现故障，需要进行检修。
[0036]上述可控开关K可以为接触器的触点，而控制器I通过该接触器的线圈控制触点的闭合与断开，即将接触器的线圈连接在控制器I的开关控制端口与搭铁之间。由于可控开关K在大部分时间内均应处于断开状态，因此，为了减少电源损耗，该触点特别为常开触点。
[0037]上述可控开关K也可以为例如是三极管、场效应管的开关管，控制器I通过开关管的控制部(三极管的控制部为基极，场效应管的控制部为栅极)控制开关管的导通与断开。
[0038]如图3所示，上述电压采样电路2可包括串联连接于原装蓄电池BI的正极与负极(原装蓄电池BI的负极与搭铁连接)之间的各分压电阻，例如包括第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2，相邻分压电阻间的分压点经滤波电路形成电压输出端Vout，该电压采样电路2通过电压输出端Vout与控制器I的电压检测端口连接，即在控制器I的电压检测端口与搭铁之间连接滤波电路，以使控制器I通过该电压采样电路检测原装蓄电池BI两端的电压，可以有效提高电压检测的稳定性。
[0039]为了能够有效滤去经上述分压点输出的电压信号的纹波，该滤波电路例如可以采用如图3所示的π型RC滤波电路，该π型RC滤波电路具体包括连接于上述分压点与搭铁之间的第一滤波电容Cl，连接于上述电压检测端口与搭铁之间的第二滤波电容C2，及连接于第一滤波电容Cl与第二滤波电容C2之间的滤波电阻R3。该滤波电路也可以采用多节π型RC滤波电路，或者其他结构的RC滤波电路。
[0040]为了能够有效保护控制器I内部的AD采样电路，可在电压输出端Vout连接一保护器件D，该保护器件例如为BAV99，具体为BAV99的共端与电压输出端Vout连接，其余一个正极端与搭铁连接，一个负极端与参考电源Vcc连接，这样，经电压输出端Vout输出的电压信号中高于参考电源Vcc的部分会被释放到参考电源，低于地线的部分则会被释放到地线，进而可以钳位经控制器I的电压检测端口输入至AD采样电路的电压，防止AD采样电路损坏。
[0041]为了提高本发明电动空调电源系统驱动压缩机的能力，如图2所示，该电动空调电源系统还可以包括直流升压电路4，原装蓄电池BI的正极一支路与空调系统3的标准电源输入端电性连接，另一支路通过直流升压电路4与空调系统的高压电源输入端电性连接，其中，该空调系统3通过经高压电源输入端接入的高压直流电源驱动压缩机工作，并通过经标准电源输入端接入的直流电压驱动空调系统其他组件工作。该直流升压电路4的升压比可以根据压缩机的需要设计，该直流升压电路4例如设计为输出330V直流电源给高压电源输入端，该高压电源输入端将330V直流电源提供给压缩机驱动电路，进而通过压缩机驱动电路将330V直流电源转换为压缩机所需的交流电源。该直流升压电路4例如可以采用推挽式直流升压电路，也可以采用单端式、半桥式、全桥式直流升压电路。另外，也可将该直流升压电路4设计为属于空调系统的一部分，如果空调系统设计有该部分电路，则本发明电动空调电源系统可以通过统一的电源输入端为空调系统供电。
[0042]以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电动空调电源系统，包括发电机和原装蓄电池，所述原装蓄电池的正极与所述发电机的发电输出端和空调系统的电源输入端电性连接，其特征在于，所述电动空调电源系统还包括控制器、电压采样电路和与所述原装蓄电池并联连接的附加电源电路，所述附加电源电路包括串联连接的加装蓄电池和可控开关，所述加装蓄电池的标称电压与所述原装蓄电池的标称电压相同，所述控制器通过所述电压采样电路检测所述原装蓄电池两端的电压； 所述控制器在所述发电机处于停机状态时，若接收到所述空调系统输出的空调开启信号，则控制所述可控开关闭合，并在检测到所述电压下降至启动车辆的最低电压后，向所述空调系统输出关闭空调控制信号，使所述空调系统停止运行。
2.根据权利要求1所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述控制器在所述发电机处于发电状态时，若检测到开关闭合事件，则控制所述可控开关闭合；若未检测到所述开关闭合事件，则控制所述可控开关断开；所述开关闭合事件包括:所述电压达到所述原装蓄电池的充电阈值。
3.根据权利要求2所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述开关闭合事件还包括:接收到所述空调系统输出的空调开启信号。
4.根据权利要求1所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述控制器在所述发电机处于停机状态时，若检测到所述电压下降至启动车辆的最低电压，则控制所述可控开关断开。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述附加电源电路还包括与所述可控开关串联连接的指示灯。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述可控开关为接触器的触点，所述控制器通过所述接触器的线圈控制所述触点的闭合与断开。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述电压采样电路包括串联连接于所述原装蓄电池的正极与负极之间的各分压电阻，相邻分压电阻间的分压点经滤波电路与所述控制器的电压检测端口连接，以使所述控制器通过所述电压采样电路检测所述原装蓄电池两端的电压。
8.根据权利要求7所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述滤波电路为π型RC滤波电路。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述空调系统的电源输入端包括用于为压缩机供电的高压电源输入端和用于为空调系统其他组件供电的标准电源输入端；所述电动空调电源系统还包括直流升压电路，所述原装蓄电池的正极一支路与所述空调系统的标准电源输入端电性连接，另一支路通过所述直流升压电路与所述空调系统的高压电源输入端电性连接。
10.根据权利要求9所述的电动空调电源系统，其特征在于，所述直流升压电路为推挽式直流升压电路。
【文档编号】H02J7/34GK104410145SQ201410810079
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】刘健豪, 夏顺礼, 张彦辉, 程剑峰 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司