车辆及其低压电源系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆的低压电源系统以及一种车辆。


背景技术：

2.随着科技发展，整车配置越来越高，相应的整车电气零部件越来越多，车辆的耗电量越来越大。常规的12v铅酸蓄电池由于其放电特性无法支撑整车长时间的电流消耗，因此开发出12v锂电池和12v超级电容。但是12v锂电池具有低温放电能力弱等问题，而12v超级电容具有储电量少且价格昂贵等问题，所以无法完全替代12v铅酸蓄电池。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种车辆的低压电源系统，通过不同储能组件为不同负载供电，能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，同时可延长储能组件的使用寿命。
5.本实用新型的第二个目的在于提出一种车辆。
6.为达到上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种车辆的低压电源系统，包括：第一储能组件和第二储能组件，第一储能组件和第二储能组件中的一个用于分别给高功率负载和低功率负载供电，第一储能组件和第二储能组件中的另一个用于至少给高功率负载供电；控制组件，控制组件分别与第一储能组件和第二储能组件相连，以对第一储能组件和第二储能组件的供电回路进行控制。
7.根据本实用新型实施例的车辆的低压电源系统，通过与储能组件相连的控制组件对供电回路通断的控制，可以使得第一储能组件和第二储能组件中的一个用于分别给高功率负载和低功率负载供电，第一储能组件和第二储能组件中的另一个用于至少给高功率负载供电，从而能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，同时可延长储能组件的使用寿命。
8.根据本实用新型的一个实施例，控制组件包括第一开关，第一储能组件的供电输出端连接到低功率负载，且通过第一开关连接到高功率负载，第二储能组件的供电输出端连接到高功率负载，其中，第一开关在环境温度大于等于第一预设温度且第一储能组件的电量大于等于第一预设值时被控制成闭合状态，第一储能组件分别给低功率负载和高功率负载供电，第二储能组件与第一储能组件共同给高功率负载供电。
9.根据本实用新型的一个实施例，第一开关在环境温度小于第一预设温度或者第一储能组件的电量小于第一预设值时被控制成断开状态，第一储能组件给低功率负载供电，第二储能组件给高功率负载供电。
10.根据本实用新型的一个实施例，第一储能组件包括锂电池，第二储能组件包括超级电容。
11.根据本实用新型的另一个实施例，控制组件包括第二开关、第三开关和第四开关，第一储能组件的供电输出端连接到低功率负载，且通过第二开关连接到高功率负载，第二储能组件的供电输出端通过第三开关连接到高功率负载，且通过第四开关连接到低功率负载，其中，第二开关在环境温度大于等于第一预设温度时被控制成闭合状态，第一储能组件分别给低功率负载和高功率负载供电，第三开关和第四开关被控制成断开状态。
12.根据本实用新型的一个实施例，第二开关在第一储能组件的电量小于第一预设值时被控制成断开状态，第三开关在第一储能组件的电量小于第一预设值时被控制成闭合状态，第一储能组件给低功率负载供电，第二储能组件给高功率负载供电。
13.根据本实用新型的一个实施例，第四开关在环境温度小于第一预设温度且第一储能组件的电量小于第一预设值时被控制成闭合状态，第二储能组件给高功率负载供电，第一储能组件和第二储能组件共同给低功率负载供电。
14.根据本实用新型的一个实施例，第一储能组件包括锂电池，第二储能组件包括铅酸蓄电池。
15.根据本实用新型的一个实施例，还包括充电组件，充电组件分别与第一储能组件和第二储能组件相连，以根据第一储能组件的电量和第二储能组件的电量给第一储能组件和/或第二储能组件充电。
16.为达上述目的，本实用新型第二方面实施例提出了一种车辆，该车辆包括上述实施例描述的车辆的低压电源系统。
17.根据本实用新型实施例的车辆，通过上述实施例中的车辆的低压电源系统，通过不同储能组件为不同负载供电，能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，同时可延长储能组件的使用寿命。
附图说明
18.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是本实用新型一个实施例的车辆的低压电源系统的方框示意图；
20.图2是本实用新型另一个实施例的车辆的低压电源系统的方框示意图；
21.图3是本实用新型一个实施例的车辆的结构框图。
22.附图标记：
23.车辆的低压电源系统1；
24.车辆2；
25.第一储能组件10，锂电池101，bms 102；
26.第二储能组件20，超级电容201，bms 202，铅酸蓄电池203，ebs 204
27.控制组件30，第一开关301，第二开关302，第三开关303，第四开关304；
28.充电组件40，充电器401，电压转换器402。
具体实施方式
29.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公
开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
30.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
31.需要说明的是，本技术的车辆的低压电源系统可应用于传统燃油动力、混合动力、纯电动以及燃料电池等车型，具体这里不做限制。
32.参考图1-图2所示，本技术的车辆的低压电源系统可包括：第一储能组件10、第二储能组件20和控制组件30。其中，第一储能组件10和第二储能组件20中的一个用于分别给高功率负载和低功率负载供电；第一储能组件10和第二储能组件20中的另一个用于至少给高功率负载供电。控制组件30分别与第一储能组件10和第二储能组件20相连，以对第一储能组件10和第二储能组件20的供电回路进行控制。
33.在该低压电源系统中，由于存在不同的储能组件，如第一储能组件10和第二储能组件20，且不同的储能组件可以为不同的负载供电，如第一储能组件10和第二储能组件20中的一个可以给高功率负载和低功率负载供电，另一个可以至少给高功率负载供电，并且在控制组件30的控制下可以实现各储能组件为相应负载供电，从而能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，同时可延长储能组件的使用寿命。
34.可选的，作为第一种示例，参考图1所示，控制组件30包括第一开关301，第一储能组件10的供电输出端连接到低功率负载，且通过第一开关301连接到高功率负载，第二储能组件20的供电输出端连接到高功率负载。
35.需要说明的是，在该示例中，第一储能组件10包括锂电池101，锂电池101可以在非低温情况下给负载提供短时间的大电流，或者在任何温度下给负载提供长时间的小电流，用于负载工作使用；第二储能组件20包括超级电容201，超级电容201可在任何温度下给负载提供短时间的大电流，用于负载工作使用。可选的，锂电池101和超级电容201的电压均为12v。
36.在实际应用中，锂电池101和超级电容201可在车辆发动机熄火或者高压电池包处于下电状态时，为车辆上的负载供电。进一步的，在供电时，在环境温度大于等于第一预设温度且第一储能组件10的电量大于等于第一预设值时，第一开关301被控制成闭合状态，此时第一储能组件10分别给低功率负载和高功率负载供电，第二储能组件20与第一储能组件10共同给高功率负载供电；在环境温度小于第一预设温度或者第一储能组件10的电量小于第一预设值时，第一开关301被控制成断开状态，第一储能组件10仅给低功率负载供电，第二储能组件20给高功率负载供电。
37.具体地，可在锂电池101上或附近设置温度传感器，通过温度传感器获取环境温度，同时在锂电池101上设置电压检测装置，通过电压检测装置检测第一储能组件10的输出电压，进而得到第一储能组件10的电量，以便根据环境温度以及第一储能组件10的电量对第一开关301进行控制。进一步的，可选的，第一储能组件10还可包括对应锂电池101设置的bms(battery management system，电池管理系统)102，bms 102可以通过对应锂电池101设置的温度传感器、电压检测装置检测获得环境温度以及锂电池101的电量，其中，当检测到环境温度大于等于第一预设温度且锂电池101的电量大于等于第一预设值时，bms 102输出检测信号至外部控制器或集成在电压转换器上的控制器，上述控制器接收到此检测信号
后，发送数字信号控制第一开关301闭合，锂电池101与高功率负载之间的电路连通，锂电池101分别给低功率负载和高功率负载供电；当检测到环境温度小于第一预设温度或者锂电池101的电量小于第一预设值时，bms 102输出检测信号至外部控制器或集成在电压转换器上的控制器，上述控制器接收到此检测信号后，发送数字信号控制第一开关301断开，锂电池101与高功率负载之间的电路断开，锂电池101仅给低功率负载供电。在整个供电过程中，超级电容201可以持续给起动机或其它高功率负载供电。
38.由此，基于储能组件的温度与电量，控制储能组件为不同负载供电，能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，延长储能组件的使用寿命。
39.可选地，作为第二种示例，参考图2所示，控制组件30包括第二开关302、第三开关303和第四开关304，第一储能组件10的供电输出端连接到低功率负载，且通过第二开关302连接到高功率负载，第二储能组件20的供电输出端通过第三开关303连接到高功率负载，且通过第四开关304连接到低功率负载。
40.需要说明的是，在该示例中，第一储能组件10包括锂电池101，锂电池101可以在非低温情况下给负载提供短时间的大电流，或者在任何温度下给负载提供长时间的小电流，用于负载工作使用；第二储能组件20包括铅酸蓄电池203，铅酸蓄电池203可以在低温情况下给负载提供短时间的大电流或者提供长时间的小电流，用于负载工作使用。可选的，锂电池101和铅酸蓄电池203的电压均为12v。
41.在实际应用中，锂电池101和铅酸蓄电池203可在车辆发动机熄火或者高压电池包处于下电状态时，为车辆上的负载供电。进一步的，在供电时，在环境温度大于等于第一预设温度时，第二开关302被控制成闭合状态，第三开关303和第四开关304被控制成断开状态，此时第一储能组件10分别给低功率负载和高功率负载供电；在第一储能组件10的电量小于第一预设值时，第二开关302被控制成断开状态，第三开关303被控制成闭合状态，此时第一储能组件10给低功率负载供电，第二储能组件20给高功率负载供电；在环境温度小于第一预设温度且第一储能组件10的电量小于第一预设值时，第四开关304被控制成闭合状态，第二储能组件20给高功率负载供电，第一储能组件10和第二储能组件20共同给低功率负载供电。
42.具体地，可在锂电池101上或附近设置温度传感器，通过温度传感器获取环境温度，同时在锂电池101上设置电压检测装置，通过电压检测装置检测第一储能组件10的输出电压，进而得到第一储能组件10的电量，以便根据环境温度以及第一储能组件10的电量对第二开关302、第三开关303和第四开关304进行控制。进一步的，可选的，第一储能组件10还可包括对应锂电池101设置的bms 102，bms 102可以通过对应锂电池101设置的温度传感器、电压检测装置检测获得环境温度以及锂电池101的电量，其中，当检测到环境温度大于等于第一预设温度时，bms 102输出检测信号至外部控制器或集成在电压转换器上的控制器，上述控制器接收到此检测信号后，发送数字信号控制第二开关302闭合，并控制第三开关303和第四开关304均断开，此时锂电池101分别给低功率负载和高功率负载供电；当检测到锂电池101的电量小于第一预设值时，bms 102输出检测信号至外部控制器或集成在电压转换器上的控制器，上述控制器接收到此检测信号后，发送数字信号控制第二开关302断开以及第三开关303闭合，此时锂电池101给低功率负载供电，铅酸蓄电池203给高功率负载供电。当检测到环境温度小于第一预设温度且锂电池101的电量小于第一预设值时，bms 102
输出检测信号至外部控制器或集成在电压转换器上的控制器，上述控制器接收到此检测信号后，发送数字信号控制第四开关304闭合，此时铅酸蓄电池203给高功率负载供电，锂电池101和铅酸蓄电池203共同给低功率负载供电。
43.由此，基于储能组件的温度和电量，控制储能组件为不同的负载供电，能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，延长储能组件的使用寿命。
44.可选地，参考图1和图2所示，车辆的低压电源系统还可包括充电组件40，充电组件40分别与第一储能组件10和第二储能组件20相连，以根据第一储能组件10的电量和第二储能组件20的电量给第一储能组件10和/或第二储能组件20充电。
45.具体地，充电组件40可包括充电器401和电压转换器402，充电器401与电压转换器402相连，充电器401用于将其他形式的能量转化成电能，以恒压的形式进行发电，例如充电器401为燃油车的发动机或者新能源车的dcdc变换器。电压转换器402分别与第一储能组件10和第二储能组件20相连，用于根据第一储能组件10的电量和第二储能组件20的电量给第一储能组件10和/或第二储能组件20充电。
46.例如，在图1所示示例中，电压转换器402分别与锂电池101和超级电容201相连，其中，bms 102可将检测到的锂电池101的电量发送给电压转换器402，以便电压转换器402根据锂电池101的电量对充电器401输出的电压进行转化，对锂电池101进行充电；同时，在超级电容201上设置电压检测装置，通过该电压检测装置检测超级电容201的电压，基于该电压得到超级电容201的电量，且第二储能组件20还可包括bms 202，bms202通过电压检测装置可获得超级电容201的电量，并将该电量发送给电压转换器402，以便电压转换器402根据超级电容201的电量对充电器401输出的电压进行转化，以对超级电容201进行充电。
47.在充电时，当bms 102检测到锂电池101的电量小于第二预设值且bms 202检测到超级电容201的电量小于第三预设值时，充电器401以电压u1进行发电，电压转换器402以电压u11为锂电池101供电，以电压u12为超级电容201供电；当bms 102检测到锂电池101的电量小于第二预设值且bms 202检测到超级电容201的电量大于等于第三预设值时，充电器401以电压u2进行发电，此时电压转化器402为以电压u2为锂电池101进行供电，电压转化器402断开为超级电容201进行供电的回路；当bms 102检测到锂电池101的电量大于等于第二预设值且bms 202检测到超级电容201电量小于第三预设值时，充电器401以电压u3进行发电，此时电压转化器402为以电压u31为锂电池101进行供电，以电压u32为超级电容201进行供电；当bms 102检测到锂电池101的电量大于等于第二预设值且bms 202检测到超级电容201的电量大于等于第三预设值时，充电器401以电压u4进行发电，此时电压转化器402为以电压u4为锂电池101进行供电，电压转化器402断开为超级电容201进行供电的回路。具体充电策略如表1所示：
48.表1
49.[0050][0051]
又如，在图2所示示例中，电压转换器402分别与锂电池101和铅酸蓄电池203相连，其中，bms 102可将检测到的锂电池101的电量发送给电压转换器402，以便电压转换器402根据锂电池101的电量对充电器401输出的电压进行转化，对锂电池101进行充电；同时，在铅酸蓄电池203上设置电压检测装置，通过该电压检测装置检测铅酸蓄电池203的电压，基于该电压得到铅酸蓄电池203的电量，且第二储能组件20还可包括ebs(electronically controlled brake system，电子制动控制系统)204，ebs 204通过电压检测装置可获得铅酸蓄电池203的电量，并将该电量发送给电压转换器402，以便电压转换器402根据铅酸蓄电池203的电量对充电器401输出的电压进行转化，以对铅酸蓄电池203进行充电。
[0052]
在充电时，当bms 102检测到锂电池101的电量小于第二预设值且ebs 204检测到铅酸蓄电池203的电量小于第四预设值时，充电器401以电压u5进行发电，电压转换器402以电压u51为锂电池101供电，以电压u52为铅酸蓄电池203供电；当bms 102检测到锂电池101的电量小于第二预设值且ebs 204检测到铅酸蓄电池203的电量大于等于第四预设值时，充电器401以电压u6进行发电，此时电压转化器402为以电压u61为锂电池101进行供电，以电压u62为铅酸蓄电池203供电；当bms 102检测到锂电池101的电量大于等于第二预设值且ebs 204检测到铅酸蓄电池203的电量小于第四预设值时，充电器401以电压u7进行发电，此时电压转化器402为以电压u71为锂电池101进行供电，以电压u72为铅酸蓄电池203进行供电；当bms 102检测到锂电池101的电量大于等于第二预设值且ebs 204检测到铅酸蓄电池203的电量大于等于第四预设值时，充电器401以电压u8进行发电，此时电压转化器402为以电压u81为锂电池101进行供电，以电压u82为铅酸蓄电池203进行供电。具体充电策略如表2所示：
[0053]
表2
[0054]
[0055][0056]
需要说明的是，通过上述的充电策略，可以有效减小能量损耗，使储能组件处于最佳电量范围内。
[0057]
综上所述，根据本实用新型实施例的车辆的低压电源系统，通过与储能组件相连的控制组件对供电回路通断的控制，可以使得第一储能组件和第二储能组件中的一个用于分别给高功率负载和低功率负载供电，第一储能组件和第二储能组件中的另一个用于至少给高功率负载供电，从而能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，同时可延长储能组件的使用寿命。
[0058]
如图3所示，本实用新型实施例还提供了一种车辆2，该车辆2包括上述实施例描述的车辆的低压电源系统1。
[0059]
本实用新型实施例的车辆，通过上述实施例中的车辆的低压电源系统，通过不同储能组件为不同负载供电，能够更好的适用于当前复杂的整车用电环境，同时可延长储能组件的使用寿命。
[0060]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0061]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0062]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0063]
应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在
上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0064]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0065]
此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0066]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。