详情

原文传递一种汽车双电压供电系统及其控制方法

专利名称：	一种汽车双电压供电系统及其控制方法
摘要：	本发明提供一种汽车双电压供电系统及其控制方法，为汽车的低压负载提供48V和12V供电电源。本发明的系统中，48V负载由36V电池组与12V电池串联进行供电，12V负载由12V电池提供1/4的所需功率，剩余功率由36V电池组通过隔离DC/DC变换器提供。本发明能减小隔离DC/DC变换器的额定设计功率、降低输入电压等级，继而降低汽车双电压供电系统的成本和体积；此外，隔离DC/DC变换器能实现自动电压调整、自动输出功率限幅功能，提高了系统可靠性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	孙尧;陈孝莺;谢诗铭;许国;王辉;粟梅;但汉兵;刘永露;熊文静;林建亨
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910216695.X
公开号：	CN110027490A
代理机构：	北京旭路知识产权代理有限公司
代理人：	瞿卫军
分类号：	B60R16/02(2006.01);B;B60;B60R;B60R16
申请人地址：	410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种汽车双电压供电系统，其特征在于，所述双电压供电系统包括：36V电池组、12V电池、隔离DC/DC变换器、48V负载和12V负载；所述的36V电池组由3个12V电池串联得到，作为隔离DC/DC变换器的输入端，并与12V电池串联后作为48V负载的供电电源；所述的12V电池与12V负载并联；所述的隔离DC/DC变换器输入端接36V电池组，输出端接12V负载。 2.如权利要求1所述的双电压供电系统，其特征在于，所述的隔离DC/DC变换器包括钳位二极管电路、谐振电容电路、半桥电路、高频变压器、全桥电路、输出滤波电容；相互并联的钳位二极管电路、谐振电容电路、半桥电路位于高频变压器原边的一侧，相互并联的全桥电路、输出滤波电容位于高频变压器副边的一侧；高频变压器原边与副边的变比为3:1。 3.如权利要求2所述的双电压供电系统，其特征在于，所述钳位二极管电路包括串联的二极管D1和D2，且二极管D2阴极与二极管D1阳极相连；谐振电容电路包括串联的电容C1和C2，半桥电路包括串联的功率器件S1和S2，且S1的源极与S2的漏极相连；全桥电路包括两组并联的桥臂，功率器件S3和S4串联组成一组桥臂，功率器件S5和S6串联组成另一组桥臂，其中S3的源极与S4的漏极相连，S5的源极与S6的漏极相连。 4.如权利要求3所述的双电压供电系统，其特征在于，所述电容C1的一端与36V电池组的正极、功率器件S1的漏极和二极管D1的阴极相连，另一端与二极管D1的阳极相连；电容C2的一端与36V电池组的负极、功率器件S2的源极和二极管D2的阳极相连，另一端与二极管D2的阴极和二极管D1的阳极相连；高频变压器原边的一端与功率器件S1的源极相连，原边的另一端与二极管D1的阳极相连，副边一端与功率器件S3的源极相连，副边另一端功率器件S5的源极相连。输出滤波电容一端与功率器件S3和S5的漏极、12V电池的正极相连，另一端与全桥电路中功率器件S4和S6的源极、12V电池的负极相连。 5.如权利要求1所述的双电压供电系统，其特征在于，所述48V负载由36V电池组串联12V电池共同供电；12V负载由隔离DC/DC变换器传递功率所需的3/4的负载，另外1/4的负载功率由12V电池提供。 6.一种双电压供电系统控制方法，所述控制方法使用如权利要求1-5中任一项所述的汽车双电压供电系统来实现，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：汽车电池管理器采集36V电池组、12V电池的荷电状态，根据荷电状态发送隔离DC/DC变换器的工作指令；步骤2：驱动信号发生模块接收所述工作指令，实现自动电压均衡控制或停机；步骤3：当隔离DC/DC变换器输出功率大于隔离DC/DC变换器所设计限幅功率时，限制所述隔离DC/DC变换器的传递功率，实现自动功率限幅保护。 7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的工作指令包括间歇性工作的脉冲信号、使能信号和封锁信号。 8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：接收到封锁信号后，驱动信号发生模块封锁驱动信号，使得所有半导体功率器件停止动作，隔离DC/DC变换器实现停机；接收到使能信号后，驱动信号发生模块产生占空比为50％且带死区的PWM驱动信号。 9.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的隔离DC/DC变换器所设计限幅功率P限幅具体为: 其中，C为隔离DC/DC变换器的谐振电容容值，Vin为输入电压平均值，fs为开关频率。
所属类别：	发明专利