一种双向车载电源系统论文和设计-刘宇

全文摘要

本实用新型提供了一种双向车载电源系统，涉及电动汽车技术领域，所述双向车载电源系统包括功率电路，第一绝缘监测点、第二绝缘监测点、开关模块和漏电检测模块；所述功率电路包括交流端口、PFC模块、电源变换模块和直流端口；所述第一绝缘监测点接在所述交流端口上，所述第二绝缘监测点接在所述直流端口上，所述开关模块接在所述漏电检测模块和所述第一绝缘监测点之间以及接在所述漏电模块和所述第二绝缘监测点之间，以切换第一绝缘监测点和第二绝缘监测点分别连接于所述漏电检测模块，达到对双向车载电源系统的交流端进行绝缘监测的作用。

主设计要求

1.一种双向车载电源系统，其特征在于，所述双向车载电源系统包括功率电路，第一绝缘监测点、第二绝缘监测点、开关模块和漏电检测模块；所述功率电路包括交流端口、PFC模块、电源变换模块和直流端口；所述第一绝缘监测点接在所述交流端口上，所述第二绝缘监测点接在所述直流端口上，所述开关模块接在所述漏电检测模块和所述第一绝缘监测点之间以及接在所述漏电模块和所述第二绝缘监测点之间，以切换第一绝缘监测点和第二绝缘监测点分别连接于所述漏电检测模块。

设计方案

1.一种双向车载电源系统，其特征在于，所述双向车载电源系统包括功率电路，第一绝缘监测点、第二绝缘监测点、开关模块和漏电检测模块；

所述功率电路包括交流端口、PFC模块、电源变换模块和直流端口；所述第一绝缘监测点接在所述交流端口上，所述第二绝缘监测点接在所述直流端口上，所述开关模块接在所述漏电检测模块和所述第一绝缘监测点之间以及接在所述漏电模块和所述第二绝缘监测点之间，以切换第一绝缘监测点和第二绝缘监测点分别连接于所述漏电检测模块。

2.如权利要求1所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述PFC单元为AC\/DC电路，所述AC\/DC电路的交流端为所述交流端口，所述AC\/DC电路的直流端耦接于所述电源变换模块。

3.如权利要求2所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述第一绝缘监测点设置在所述AC\/DC电路的交流端的火线上。

4.如权利要求2所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述直流端口包括高压直流端和低压直流端，所述电源变换模块包括第一DC\/DC电路和第二DC\/DC电路，所述第一DC\/DC电路的第一直流端于所述AC\/DC电路的直流端相连，所述第一DC\/DC电路的第二直流端为所述高压直流端；

所述二DC\/DC电路的第一直流端分别与所述AC\/DC电路的直流端和所述第一DC\/DC电路的第一直流端相连，所述第二DC\/DC电路的第二直流端为所述低压直流端。

5.如权利要求4所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述第二绝缘监测点设置在所述第一DC\/DC电路的第二直流端上。

6.如权利要求5所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述第二绝缘监测点设置在所述第一DC\/DC电路的第二直流端的正极。

7.如权利要求1所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述开关模块为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的一动端连接于所述第一绝缘监测点，所述单刀双掷开关的另一动端连接所述第二绝缘监测点，所述单刀双掷开关的不动端连接于所述漏电检测模块。

8.如权利要求1所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述开关模块包括继电器的线圈、常开触点和常闭触点，所述继电器的线圈的一端连接于控制单元，另一端接地；

所述控制单元用于控制所述继电器的线圈通电或失电；

所述继电器的常开触点的一端耦接于所述第一绝缘监测点，所述继电器的常闭触点的一端耦接于所述第二绝缘监测点，所述继电器的常开触点的另一端和所述继电器的常闭触点的另一端均耦接于所述漏电检测模块。

9.如权利要求1所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，包括第一光耦开关和第二光耦开关；

所述第一光耦开关的第一输入端输入第一控制电压，第二输入端接地，第一输出端耦接于所述第一绝缘监测点，第二输出端耦接于所述漏电检测模块；

所述第二光耦开关的第一输入端输入第二控制电压，第二输入端接地，第一输出端耦接于所述第二绝缘监测点，第二输出端耦接于所述漏电检测模块；

所述第一控制电压和所述第二控制电压由控制电路进行控制。

10.如权利要求1所述的一种双向车载电源系统，其特征在于，所述漏电检测模块包括检测单元、阻抗计算单元以及阻抗对比单元；

检测单元，用于获取所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的对车底的电流值；

阻抗计算单元，根据获取的所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的所述电流值根据所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的对车底的阻值计算出所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的绝缘阻抗值；

阻抗对比单元，将计算出的所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的绝缘阻抗值与预设阈值进行比较，若所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的绝缘阻抗值大于所述预设阈值，则输出安全信号；若所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的绝缘阻值小于所述预设阀值，则输出报警信号。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于新能源汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种双向车载电源系统。

背景技术

随着时代的进步，汽车已走入寻常百姓家，而人们在车上度过的时间越来越长，对于汽车的舒适性要求越来越高。开着车旅行，随意停靠在远离城市的沙滩、湖岸、草地、山坡和森林中，由于远离市电供电电网，此时人们难以维持在城市中的生活方式。在汽车内安装有动力电池和双向车载电源，双向车载电源与动力电池相连，双向车载电源用于将动力电池提供的直流电转换为工频交流电。在双向车载电源和动力电池的连接线路上设置有采样点，该采样点上连接有绝缘监测装置，以实现高压直流系统的绝缘监控。双向车载电源系统分为高压交流系统和高压直流系统。在双向车载电源系统的高压交流系统工作时，即对车外或者车内进行逆变放电时，由于需要逆变的交流电为浮地系统，且为非安全高压电。当高压交流系统的一极(正极或者负极)与车身之间绝缘阻抗下降时，人体接触车的高压交流系统的另一极(负极或者正极)，且人体与车身的绝缘措施不完善时，容易造成人身伤害，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双向车载电源系统，以解决现有技术中存在的当高压交流系统的一极(正极或者负极)与车身之间绝缘阻抗下降时，人体接触车的高压交流系统的另一极(负极或者正极)，且人体与车身的绝缘措施不完善时，容易造成人身伤害的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种双向车载电源系统，所述双向车载电源系统包括功率电路，第一绝缘监测点、第二绝缘监测点、开关模块和漏电检测模块；

本实用新型提供的一种双向车载电源系统的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的漏电检测模块通过开关模块分别对第一绝缘监测点和第二绝缘监测点进行检测，进而对功率电路的交流端口和直流端口进行绝缘监控，对车载电源系统进行安全监控，保证车载电源使用的安全性，保证使用者的人身安全。采用一个漏电检测模块便可以对第一绝缘监测点和第二绝缘监测点进行检测，降低了车载电源系统的成本。对功率电路的交流端口进行检测，使整车的安全使用得到了进一步的保障。

进一步地，所述PFC单元为AC\/DC电路，所述AC\/DC电路的交流端为所述交流端口，所述AC\/DC电路的直流端耦接于所述电源变换模块。

进一步地，所述第一绝缘监测点设置在所述AC\/DC电路的交流端的火线上。

进一步地，所述直流端口包括高压直流端和低压直流端，所述电源变换模块包括第一DC\/DC电路和第二DC\/DC电路，所述第一DC\/DC电路的第一直流端于所述AC\/DC电路的直流端相连，所述第一DC\/DC电路的第二直流端为所述高压直流端；

所述二DC\/DC电路的第一直流端分别与所述AC\/DC电路的直流端和所述第一 DC\/DC电路的第一直流端相连，所述第二DC\/DC电路的第二直流端为所述低压直流端。

进一步地，所述第二绝缘监测点设置在所述第一DC\/DC电路的第二直流端上。

进一步地，所述第二绝缘监测点设置在所述第一DC\/DC电路的第二直流端的正极。

进一步地，所述开关模块为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的一动端连接于所述第一绝缘监测点，所述单刀双掷开关的另一动端连接所述第二绝缘监测点，所述单刀双掷开关的不动端连接于所述漏电检测模块。

进一步地，所述开关模块包括继电器的线圈、常开触点和常闭触点，所述继电器的线圈的一端连接于控制单元，另一端接地；

所述控制单元用于控制所述继电器的线圈通电或失电；

进一步地，包括第一光耦开关和第二光耦开关；

所述第一光耦开关的第一输入端输入第一控制电压，第二输入端接地，第一输出端耦接于所述第一绝缘监测点，第二输出端耦接于所述漏电检测模块；

所述第二光耦开关的第一输入端输入第二控制电压，第二输入端接地，第一输出端耦接于所述第二绝缘监测点，第二输出端耦接于所述漏电检测模块；

所述第一控制电压和所述第二控制电压由控制电路进行控制。

进一步地，所述漏电检测模块包括检测单元、阻抗计算单元以及阻抗对比单元；

检测单元，用于获取所述第一绝缘监测点或所述第二绝缘监测点的对车底的电流值；

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种双向车载电源系统的系统示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的一种双向车载电源系统的系统示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的一种双向车载电源系统的开关模块的示意图一；

图4为本实用新型实施例提供的一种双向车载电源系统的开关模块的示意图二；

图5为本实用新型实施例提供的一种双向车载电源系统的开关模块的示意图三；

图6为本实用新型实施例提供的一种双向车载电源系统的漏电检测模块的示意图。

其中，图中各附图标记：

1、功率电路；11、交流端口；12、PFC模块；121、AC\/DC电路；13、电源变换模块；131、第一DC\/DC电路；132、第二DC\/DC电路；14、直流端口；141、高压直流端；142、低压直流端；2、第一绝缘监测点；3、第二绝缘监测点；4、开关模块；41、单刀双掷开关；42、第一光耦开关；43、第二光耦开关；44、第一控制电压；45、第二控制电压；5、漏电检测模块；51、检测单元；52、阻抗计算单元；53、阻抗对比单元；6、控制单元；7、控制电路；8、主控模块； 81、动力电池包；82、低压电池包。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的一种双向车载电源系统进行说明。一种双向车载电源系统，双向车载电源系统包括功率电路1，第一绝缘监测点2、第二绝缘监测点3、开关模块4和漏电检测模块5；

功率电路1包括交流端口11、PFC模块12、电源变换模块13和直流端口 14；第一绝缘监测点2接在交流端口11上，第二绝缘监测点3接在直流端口 14上，开关模块4接在漏电检测模块5和第一绝缘监测点2之间以及接在漏电模块和第二绝缘监测点3之间，以切换第一绝缘监测点2和第二绝缘监测点3 分别连接于漏电检测模块5。

本实用新型提供的一种双向车载电源系统，与现有技术相比，漏电检测模块5通过开关模块4分别对第一绝缘监测点2和第二绝缘监测点3进行检测，进而对功率电路1的交流端口11和直流端口14进行绝缘监控，对车载电源系统进行安全监控，保证车载电源使用的安全性，保证使用者的人身安全。采用一个漏电检测模块5便可以对第一绝缘监测点2和第二绝缘监测点3进行检测，降低了车载电源系统的成本。对功率电路1的交流端口11进行检测，使整车的安全使用得到了进一步的保障。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，PFC单元为AC\/DC电路121，AC\/DC电路121的交流端为交流端口11，AC\/DC电路121的直流端耦接于电源变换模块13。

交流端口11用于连接电网或充电盒。AC\/DC电路121能够将交流进行整流或直流进行逆变，便于车载电源系统的充电和放电。AC\/DC电路121具有提高车载电源系统功率因数的作用。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，第一绝缘监测点2设置在AC\/DC电路121的交流端的火线上。

当AC\/DC电路121的交流端的火线进行输出时，第一绝缘监测点2的电流、电压等参数变化较大，对线路的绝缘安全性要求较高。通过漏电检测模块5及时发现AC\/DC电路121的交流端的火线的异常，便于对车载电源系统进行检查，及时发现整车的安全隐患。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，直流端口14包括高压直流端141和低压直流端 142，电源变换模块13包括第一DC\/DC电路131和第二DC\/DC电路132，第一 DC\/DC电路131的第一直流端于AC\/DC电路121的直流端相连，第一DC\/DC电路131的第二直流端为高压直流端141；

二DC\/DC电路的第一直流端分别与AC\/DC电路121的直流端和第一DC\/DC 电路131的第一直流端相连，第二DC\/DC电路132的第二直流端为低压直流端 142。

电源变换模块13能够输出高压直流和低压直流，便于对整车的设备进行供电。

具体的，第一DC\/DC电路131的第二直流端连接动力电池包81，第二DC\/DC 电路132的第二直流端连接低压电池包82。第一DC\/DC电路131、第二DC\/DC 电路132和AC\/DC电路121受控于主控模块8。主控模块8通过对AC\/DC电路 121、第一DC\/DC电路131以及第二DC\/DC电路132进行控制以实现动力电池包 81充电功能、低压电池包82充电功能、动力电池包81逆变交流电功能、低压电池包82逆变交流电功能、动力电池包81输出低压带载功能中的任意一种。

优化的，主控模块8还用于对AC\/DC电路121、第一DC\/DC电路131以及第二DC\/DC电路132进行控制以实现动力电池包81充电功能和低压电池包82 充电功能、或者动力电池包81逆变交流功能和动力电池包81输出低压带载功能、或者动力电池包81逆变交流电功能和低压电池逆变交流电功能。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，第二绝缘监测点3设置在第一DC\/DC电路131 的第二直流端上。

当第一DC\/DC电路131的第二直流端输出直流电时，第二绝缘监测点3的电流、电压等参数变化较大，对线路的绝缘安全性要求较高。通过漏电检测模块5及时发现第二绝缘监测点3的异常，便于对车载电源系统进行检查，及时发现整车的安全隐患。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，第二绝缘监测点3设置在第一DC\/DC电路131 的第二直流端的正极。

第一DC\/DC电路131的第二直流端的正极为电路中输送电的电源线。对第一DC\/DC电路131的第二直流端的正极进行检测能够及时发现电路的异常，提高漏电检测模块5的检测的速度。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，开关模块4为单刀双掷开关41，单刀双掷开关41的一动端连接于第一绝缘监测点2，单刀双掷开关41的另一动端连接第二绝缘监测点 3，单刀双掷开关41的不动端连接于漏电检测模块5。

单刀双掷开关41便于手动切换第一绝缘监测点2和第二绝缘监测点3，根据用户的需求进行切换，非常方便。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，开关模块4包括继电器的线圈KM、常开触点km1和常闭触点km2，继电器的线圈KM的一端连接于控制单元6，另一端接地；

控制单元6用于控制继电器的线圈KM通电或失电；

继电器的常开触点km1的一端耦接于第一绝缘监测点2，继电器的常闭触点km2的一端耦接于第二绝缘监测点3，继电器的常开触点km1的另一端和继电器的常闭触点km2的另一端均耦接于漏电检测模块5。

通过继电器进行第一绝缘监测点2和第二绝缘监测点3的切换，反应速度快，重量轻，尺寸小，便于降低车载电源的重量和尺寸。控制单元6便于控制继电器，提高继电器的使用便利性。

进一步地，请参阅图5，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，包括第一光耦开关42和第二光耦开关43；

第一光耦开关42的第一输入端输入第一控制电压44，第二输入端接地，第一输出端耦接于第一绝缘监测点2，第二输出端耦接于漏电检测模块5；

第二光耦开关43的第一输入端输入第二控制电压45，第二输入端接地，第一输出端耦接于第二绝缘监测点3，第二输出端耦接于漏电检测模块5；

第一控制电压44和第二控制电压45由控制电路7进行控制。

第一光耦开关42和第二光耦开关43具有较好的抗干扰能力，提高了开关模块4控制的可靠性。控制电路7便于对第一光耦开关42和第二光耦开关43 进行分别控制，以便于分别对第一绝缘监测点2和第二绝缘监测点3进行检测。

进一步地，请参阅图6，作为本实用新型提供的一种双向车载电源系统的一种具体实施方式，漏电检测模块5包括检测单元51、阻抗计算单元52以及阻抗对比单元53；

检测单元51，用于获取第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的对车底的电流值；

阻抗计算单元52，根据获取的第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的电流值根据第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的对车底的阻值计算出第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的绝缘阻抗值；

阻抗对比单元53，将计算出的第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的绝缘阻抗值与预设阈值进行比较，若第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的绝缘阻抗值大于预设阈值，则输出安全信号；若第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的绝缘阻值小于预设阀值，则输出报警信号。

漏电检测模块5能够快速得出第一绝缘监测点2或第二绝缘监测点3的安全或异常，使用方便。

具体的，车底为车底盘。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种双向车载电源系统论文和设计

一种双向车载电源系统论文和设计-刘宇

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主设计要求

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设计说明书

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