電池電源整合裝置以及具有該裝置的油電混合車電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池電源整合裝置，包括電源轉(zhuǎn)換器、電池控制模塊以及繼電器。該電源轉(zhuǎn)換器具有輸入側(cè)與輸出側(cè)，該輸入側(cè)連接高壓直流電壓。該電池控制模塊包括繼電器控制電路與預(yù)充電控制電路。該繼電器連接該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)與該電池控制模塊。其中該預(yù)充電控制電路接收該電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生預(yù)充電致能信號，以對該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)進行預(yù)充電。當(dāng)該繼電器控制電路控制該繼電器導(dǎo)通時，該電源轉(zhuǎn)換器降壓轉(zhuǎn)換該高壓直流電壓，且于該輸出側(cè)輸出低壓直流電壓，進而提供油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源。在系統(tǒng)發(fā)生異常時，繼電器控制電路快速地關(guān)斷繼電器，以實現(xiàn)快速保護，提高供電可靠度，還可以簡化設(shè)計復(fù)雜度及降低整體系統(tǒng)的成本。
【專利說明】
電池電源整合裝置以及具有該裝置的油電混合車電源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及車用電池電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池電源整合裝置以及具有該裝置的油電混合車電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在今日環(huán)保意識抬頭下，油電混合車(hybrid electric vehicle, HEV)可兼顧節(jié)能、低污染，更具體而言，油電混合車是一種結(jié)合引擎與電動馬達零污染特性所設(shè)計出輸出功率大、續(xù)航力佳與噪音低的一種節(jié)能、低污染且具環(huán)保概念的車輛，如此的優(yōu)勢，使得油電混合車更具有競爭力，有望成為未來市場的主流車種。
[0003]油電混合車上通常裝設(shè)有一組48伏特的高壓蓄電池組、一個12伏特的低壓電池、直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC converter)以及電池管理系統(tǒng)(battery management system, BMS)，該些部件組成車用電源控制系統(tǒng)。此車用電源控制系統(tǒng)通過該直流轉(zhuǎn)換器進行能量轉(zhuǎn)換，并利用該電池管理系統(tǒng)對高壓電池組進行管理。對車用電源控制系統(tǒng)而言，該直流轉(zhuǎn)換器為將48伏特的高壓直流電源轉(zhuǎn)換成12伏特的低壓直流電源，以提供低壓電池充電或車內(nèi)的低壓設(shè)備或電子裝置供電所需。該高壓蓄電池組是由多個電池芯(cell)串聯(lián)連接而成，通過該電池管理系統(tǒng)檢測與回報各電池芯的溫度與電壓狀態(tài)，并且依據(jù)所檢測到的不同電壓與溫度狀態(tài)對各電池芯進行充放電控制，以延長整體高壓電池組的使用壽命。
[0004]請參閱圖1為現(xiàn)有技術(shù)的車用電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電路方塊圖。該車用電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要包括一發(fā)電裝置50A、一低壓設(shè)備60A、一低壓電池40A、一電源轉(zhuǎn)換器20A、一風(fēng)扇30A以及一高壓電池控制管理整合裝置10A。值得一提，該高壓電池控制管理整合裝置1A主要包括一電池控制模塊101A、一高壓電池102A、一電池管理系統(tǒng)103A以及一繼電器104A。其中該電池控制模塊1lA更包括一繼電器控制電路1011A、一預(yù)充電控制電路1012A以及一風(fēng)扇控制電路1013A。
[0005]根據(jù)圖1可看出，現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)將該繼電器控制電路1011A、該預(yù)充電控制電路1012A以及該風(fēng)扇控制電路1013A與該電池管理系統(tǒng)103A整合，因此，需要在該電池管理系統(tǒng)端再額外設(shè)計該電池控制模塊1lA所需的電源。如此，將造成整體成本增加，不符合經(jīng)濟效益。
[0006]此外，對于現(xiàn)有的車用電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)架構(gòu)而言，該電源轉(zhuǎn)換器20A僅用于負責(zé)將電壓降壓轉(zhuǎn)換以充電該低壓電池40A或提供該低壓設(shè)備60A所需的電源。并且，該電源轉(zhuǎn)換器20A通過通信界面與該電池管理系統(tǒng)103A溝通，因此將容易受限于通信的延遲致該繼電器104A于故障發(fā)生時造成關(guān)斷過慢的狀況發(fā)生，如此將造成該高壓電池102A與該電源轉(zhuǎn)換器20A的損毀。
[0007]再者，由于高壓側(cè)的該繼電器104A的導(dǎo)通、關(guān)斷控制與預(yù)充電控制，以及該風(fēng)扇30A的控制，由該電池管理系統(tǒng)處理，因此將增加該電池管理系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。
[0008]因此，如何設(shè)計出一種電池電源整合裝置以及具有該電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)，通過整合電池控制模塊與電源轉(zhuǎn)換器，以減少零件數(shù)量、簡化設(shè)計復(fù)雜度，以及降低整體系統(tǒng)的成本，并且可于系統(tǒng)發(fā)生異常時，快速關(guān)斷繼電器，以達到快速保護，提高供電可靠度，為本發(fā)明的發(fā)明人所想要克服并加以解決的一大課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一目的在于提供一種電池電源整合裝置應(yīng)用于一油電混合車，以克服現(xiàn)有技術(shù)的問題。
[0010]因此本發(fā)明該電池電源整合裝置包括一電源轉(zhuǎn)換器、一電池控制模塊以及一繼電器。該電源轉(zhuǎn)換器具有一輸入側(cè)與一輸出側(cè)，該輸入側(cè)連接一高壓直流電壓。該電池控制模塊包括一繼電器控制電路與一預(yù)充電控制電路。該繼電器連接該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)與該電池控制模塊。其中該預(yù)充電控制電路接收該電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一預(yù)充電致能信號，以對該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)進行預(yù)充電；當(dāng)該繼電器控制電路控制該繼電器導(dǎo)通時，該電源轉(zhuǎn)換器以降壓轉(zhuǎn)換該高壓直流電壓，且于該輸出側(cè)輸出一低壓直流電壓，進而提供該油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的問題。因此本發(fā)明該具有電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)包括一電池電源整合裝置、一高壓電池模塊以及一低壓電池。該電池電源整合裝置包括一電源轉(zhuǎn)換器、一電池控制模塊以及一繼電器。該電源轉(zhuǎn)換器具有一輸入側(cè)與一輸出側(cè)，該輸入側(cè)連接一高壓直流電壓。該電池控制模塊包括一繼電器控制電路與一預(yù)充電控制電路。該繼電器連接該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)與該電池控制模塊。
[0012]該高壓電池模塊包括一高壓電池與一電池管理單元。該高壓電池通過該繼電器連接至該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)，以提供該高壓直流電壓。該電池管理單元連接該高壓電池，以管理該高壓電池的操作。該低壓電池連接至該電源轉(zhuǎn)換器的該輸出側(cè)；
[0013]其中該預(yù)充電控制電路接收該電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一預(yù)充電致能信號，以對該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入側(cè)進行預(yù)充電；當(dāng)該繼電器控制電路控制該繼電器導(dǎo)通時，該電源轉(zhuǎn)換器以降壓轉(zhuǎn)換該高壓直流電壓，且于該輸出側(cè)輸出一低壓直流電壓，進而提供該油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源以及對該低壓電池充電。
[0014]本發(fā)明提供的電池電源整合裝置及具有該整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)，對電源轉(zhuǎn)換器結(jié)合繼電器控制電路，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)以及通過繼電器控制電路的設(shè)計，可在系統(tǒng)發(fā)生異常時，快速地關(guān)斷繼電器，以實現(xiàn)快速保護，提高供電可靠度；利用該電源轉(zhuǎn)換器原有的輔助電源來供電，如此可使得該電池管理單元的設(shè)計集中于對該高壓電池的管理，并且可減少零件數(shù)量、省略通信界面、簡化設(shè)計復(fù)雜度，以及降低整體系統(tǒng)的成本。
[0015]為了能更進一步了解本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，當(dāng)可由此得一深入且具體的了解，然而說明書附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制者。
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的車用電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電路方塊圖；
[0017]圖2為本發(fā)明電池電源整合裝置的電路方塊圖；
[0018]圖3為本發(fā)明具有電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)的電路方塊圖；
[0019]圖4為本發(fā)明電池電源整合裝置的繼電器控制電路方塊圖；及
[0020]圖5為本發(fā)明電池電源整合裝置的預(yù)充電控制電路方塊圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]〔現(xiàn)有技術(shù)〕
[0023]1A高壓電池控制管理整合裝置
[0024]20A電源轉(zhuǎn)換器
[0025]30A 風(fēng)扇
[0026]40A低壓電池
[0027]50A發(fā)電裝置
[0028]60A低壓設(shè)備
[0029]1lA電池控制模塊
[0030]102A高壓電池
[0031]103A電池管理系統(tǒng)
[0032]104A 繼電器
[0033]1011A繼電器控制電路
[0034]1012A預(yù)充電控制電路
[0035]1013A風(fēng)扇控制電路
[0036]Vhv 高壓直流電壓
[0037]Vlv 低壓直流電壓
[0038]〔本發(fā)明〕
[0039]10 電池電源整合裝置
[0040]20 高壓電池模塊[0041 ]30 風(fēng)扇
[0042]40 低壓電池
[0043]101 電源轉(zhuǎn)換器
[0044]102 電池控制模塊
[0045]103 繼電器
[0046]1021 繼電器控制電路
[0047]1022 預(yù)充電控制電路
[0048]1023 風(fēng)扇控制電路
[0049]10211輔助電源
[0050]10212繼電器線圈電流檢測線路
[0051]10213第一輸入電壓檢測線路
[0052]10214第二輸入電壓檢測線路
[0053]10215控制信號產(chǎn)生電路
[0054]10221切換開關(guān)
[0055]10222 驅(qū)動電路
[0056]10223控制集成電路
[0057]201 高壓電池
[0058]202電池管理單元
[0059]Ql第一
[0060]Q2第二開關(guān)
[0061]Q3第三開關(guān)
[0062]Qh尚側(cè)晶體管
[0063]Ql低側(cè)晶體管
[0064]Re限流電阻
[0065]Sen預(yù)充電致能信號
[0066]Spcc預(yù)充電控制信號
[0067]Sqi第一開關(guān)控制信號
[0068]Sq2第二開關(guān)控制信號
[0069]Sq3第三開關(guān)控制信號
[0070]Vhv高壓直流電壓
[0071]Vlv低壓直流電壓
[0072]Lpl第一操作路徑
[0073]Lp2第二操作路徑
【具體實施方式】
[0074]現(xiàn)有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細說明，配合說明書【附圖說明】如下:
[0075]請參閱圖2為本發(fā)明電池電源整合裝置的電路方塊圖。該電池電源整合裝置10應(yīng)用于一油電混合車(hybrid electric vehicle, HEV)。該電池電源整合裝置10包括一電源轉(zhuǎn)換器101、一電池控制模塊102以及一繼電器103。該電源轉(zhuǎn)換器101具有一輸入側(cè)與一輸出側(cè)，該輸入側(cè)通過該繼電器103連接一高壓直流電壓VHV。其中該電源轉(zhuǎn)換器101為一直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器(DC-to-DC converter)。
[0076]該電池控制模塊102包括一繼電器控制電路1021與一預(yù)充電控制電路1022。該繼電器103連接該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)與該電池控制模塊102。
[0077]該預(yù)充電控制電路1022接收該電源轉(zhuǎn)換器101產(chǎn)生一預(yù)充電致能信號Sen，以對該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)進行預(yù)充電；當(dāng)該繼電器控制電路1021控制該繼電器103導(dǎo)通時，該電源轉(zhuǎn)換器101以降壓轉(zhuǎn)換該高壓直流電壓Vhv，且于該輸出側(cè)輸出一低壓直流電壓\、，進而提供該油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源。
[0078]換言之，在該繼電器控制電路1021控制該繼電器103導(dǎo)通之前，該預(yù)充電控制電路1022接收該預(yù)充電致能信號Sen，以對該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)進行預(yù)充電。因此，當(dāng)該預(yù)充電控制電路1022對該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)進行預(yù)充電時，該輸入側(cè)的電壓將提高，使得高壓電池201與該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)兩者間的電壓差降低，進而減小該繼電器103導(dǎo)通時，瞬間流入該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)的電流，以達到保護該繼電器103的接點，而延長該繼電器103的使用壽命。至于該電池電源整合裝置10應(yīng)用于該油電混合車的操作，將在后文中有詳細的說明。
[0079]請參閱圖3為本發(fā)明具有電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)的電路方塊圖。該具有電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)包括一電池電源整合裝置10、一高壓電池模塊20以及一低壓電池40。該電池電源整合裝置10包括一電源轉(zhuǎn)換器101、一電池控制模塊102以及一繼電器103。該電源轉(zhuǎn)換器101具有一輸入側(cè)與一輸出側(cè)，該輸入側(cè)連接一高壓直流電壓VHV。該電池控制模塊102包括一繼電器控制電路1021與一預(yù)充電控制電路1022。該繼電器103連接該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)與該電池控制模塊102。
[0080]該高壓電池模塊20包括一高壓電池201與一電池管理單元202。該高壓電池201通過該繼電器103連接至該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)，以提供該高壓直流電壓Vm。該電池管理單元202連接該高壓電池201，以管理該高壓電池201的操作。該低壓電池40連接至該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸出側(cè)。
[0081]其中該預(yù)充電控制電路1022接收該電源轉(zhuǎn)換器101產(chǎn)生一預(yù)充電致能信號Sen，以對該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)進行預(yù)充電；當(dāng)該繼電器控制電路1021控制該繼電器103導(dǎo)通時，該電源轉(zhuǎn)換器101以降壓轉(zhuǎn)換該高壓直流電壓Vhv，且于該輸出側(cè)輸出一低壓直流電壓\、，進而提供該油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源以及對該低壓電池40充電。
[0082]此外，該電池控制模塊102還包括一風(fēng)扇控制電路1023。該風(fēng)扇控制電路1023根據(jù)該電源轉(zhuǎn)換器101所檢測的系統(tǒng)溫度，以控制一風(fēng)扇30提供該電池電源整合裝置10的散熱。
[0083]請參閱圖4為本發(fā)明電池電源整合裝置的繼電器控制電路方塊圖。該繼電器控制電路1021主要包括一輔助電源10211、一繼電器線圈電流檢測線路10212、一第一輸入電壓檢測線路10213、一第二輸入電壓檢測線路10214、一控制信號產(chǎn)生電路10215、一第一開關(guān)Q1、一第二開關(guān)Q2、一第三開關(guān)Q3以及一限流電阻Re。其中該控制信號產(chǎn)生電路10215以產(chǎn)生一第一開關(guān)控制信號Stjl、一第二開關(guān)控制信號Stj2以及一第三開關(guān)控制信號Stj3分別對應(yīng)控制該第一開關(guān)Ql、一第二開關(guān)Q2、一第三開關(guān)Q3。再者，以本實施方式為例，該第一開關(guān)控制信號Stjl與該第二開關(guān)控制信號S 為ρηρ型雙極性晶體管，該第三開關(guān)控制信號S Q3為npn型雙極性晶體管，但不以此為限制。
[0084]該輔助電源10211為該電源轉(zhuǎn)換器101本身的輔助電源，亦即該輔助電源10211所提供的電壓大小為12伏特。該第二開關(guān)Q2與該限流電阻Re串聯(lián)后，再與該第一開關(guān)Ql并聯(lián)。該第一開關(guān)Q1、該第二開關(guān)Q2與該限流電阻Re連接后再連接于該繼電器103線圈的一端。再者，該第三開關(guān)Q3連接該繼電器103線圈的另一端。
[0085]當(dāng)該繼電器控制電路1021初始控制時，通過該控制信號產(chǎn)生電路10215產(chǎn)生該第一開關(guān)控制信號Stjl導(dǎo)通該第一開關(guān)Ql，該第二開關(guān)控制信號S ?2關(guān)斷該第二開關(guān)Q2，以及第三開關(guān)控制信號Stj3導(dǎo)通該第三開關(guān)Q3。因此，該輔助電源10211以通過一第一操作路徑Lpl，也就是經(jīng)由該第一開關(guān)Q1、該繼電器103線圈，以及該第三開關(guān)Q3的路徑，對該繼電器103提供初始導(dǎo)通。
[0086]等到該繼電器103完全導(dǎo)通之后，該控制信號產(chǎn)生電路10215先產(chǎn)生該第二開關(guān)控制信號Stj2導(dǎo)通該第二開關(guān)Q2，再使該第一開關(guān)控制信號Stjl關(guān)斷該第一開關(guān)Ql。因此，該輔助電源10211以通過一第二操作路徑Lp2，亦也就是經(jīng)由該第二開關(guān)Q2、該限流電阻Re、該繼電器103線圈，以及該第三開關(guān)Q3的路徑，使該繼電器103提供持續(xù)導(dǎo)通，并利用該限流電阻Re達到省電功能。也就是，等到該繼電器103完全導(dǎo)通之后，可由該第一操作路徑Lpl轉(zhuǎn)換為該第二操作路徑Lp2，改成具該限流電阻Re的操作路徑以降低功耗。
[0087]值得一提，該繼電器線圈電流檢測線路10212連接該第三開關(guān)Q3的射極，用于檢測該繼電器103的電流，并且當(dāng)該繼電器103的電流過大時，提供過電流保護(over-current protect1n)。此外，該限流電阻Re以限制流經(jīng)該第二操作路徑Lp2的電流大小，使得該繼電器103線圈上的電壓降低，以實現(xiàn)自我診斷、省電節(jié)能以及該繼電器103線圈過電壓與過電流保護的功效。
[0088]再者，該第一輸入電壓檢測線路10213與該第二輸入電壓檢測線路10214分別連接于該第一開關(guān)Ql與該第二開關(guān)Q2的射極與集極兩端。通過檢測該第一開關(guān)Ql與該第二開關(guān)Q2兩端電壓，并且與該電池管理單元202以及該電源轉(zhuǎn)換器101相互配合操作，可達成 ASIL-C (automotive safety integrity level-class C)車用功能安全性的要求。
[0089]請參閱圖5為本發(fā)明電池電源整合裝置的預(yù)充電控制電路方塊圖。該預(yù)充電控制電路1022主要包括一切換開關(guān)10221、一驅(qū)動電路10222。其中該高側(cè)晶體管Qh與該低側(cè)晶體管Ql為該電源轉(zhuǎn)換器101的兩晶體管開關(guān)。該切換開關(guān)10221具有兩輸入端、一控制端以及一輸出端。該兩輸入端分別接收一預(yù)充電控制信號Spcc與一控制集成電路10223 ;該控制端以接收該電源轉(zhuǎn)換器101內(nèi)的一微控制器所產(chǎn)生的該預(yù)充電致能信號Sen。
[0090]當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換器101產(chǎn)生高電平的該預(yù)充電致能信號Sen輸入至該控制端，啟動預(yù)充電操作，因此，該切換開關(guān)10221切換為該驅(qū)動電路10222接收該預(yù)充電控制信號Spcc。其中該預(yù)充電控制信號Spcc可由一微控制器單元(microcontroller, MCU)產(chǎn)生或控制集成電路(IC)產(chǎn)生，并不以此為限制。以本實施方式為例，當(dāng)該預(yù)充電操作啟動后，能夠通過將低壓側(cè)的12伏特電壓升壓至48伏特，經(jīng)由該驅(qū)動電路10222驅(qū)動該電源轉(zhuǎn)換器101的該高側(cè)晶體管Qh與該低側(cè)晶體管Ql，使得該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)的電壓提高，以降低該高壓電池201與該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)兩者間的電壓差，進而減小該繼電器103導(dǎo)通時，瞬間流入該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)的電流，以達到保護該繼電器103的接點，而延長該繼電器103的使用壽命。
[0091]反之，當(dāng)該預(yù)充電操作完成后，該電源轉(zhuǎn)換器101產(chǎn)生低電平的該預(yù)充電致能信號Sen輸入至該控制端，使得該切換開關(guān)10221切換為該驅(qū)動電路10222接收該控制集成電路10223所產(chǎn)生的PffM控制信號，以進行常態(tài)動作的控制。
[0092]綜上所述，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
[0093]1、整合該電池控制模塊102與該電源轉(zhuǎn)換器101，利用該電源轉(zhuǎn)換器101原有的輔助電源(auxiliary power)來供電，如此可使得該電池管理單元202的設(shè)計集中于對該高壓電池201的管理，并且可減少零件數(shù)量、省略通信界面(SPI界面)、簡化設(shè)計復(fù)雜度，以及降低整體系統(tǒng)的成本；
[0094]2、對該電源轉(zhuǎn)換器101結(jié)合該繼電器控制，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)以及通過該繼電器控制電路1021的設(shè)計，可于系統(tǒng)發(fā)生異常時，快速地關(guān)斷該繼電器103，以達到快速保護，提高供電可靠度；
[0095]3、通過先執(zhí)行預(yù)充電控制程序后，再執(zhí)行繼電器導(dǎo)通控制，使得該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)的電壓提高，以降低該高壓電池201與該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)兩者間的電壓差，進而減小該繼電器103導(dǎo)通時，瞬間流入該電源轉(zhuǎn)換器101的該輸入側(cè)的電流，以達到保護該繼電器103的接點，而延長該繼電器103的使用壽命，以及可利用該電源轉(zhuǎn)換器101的內(nèi)部元件來達成預(yù)充電的目的，因此可減少零件數(shù)量，降低整體成本；及
[0096]4、本發(fā)明的電路架構(gòu)可應(yīng)用在所有與電池整合的隔離型與非隔離型的直流轉(zhuǎn)換器，包括降壓式轉(zhuǎn)換器(buck converter)、升壓式轉(zhuǎn)換器(boost converter)以及升降壓式轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)。
[0097]然而，以上所述，僅為本發(fā)明較佳具體實施例的詳細說明與說明書附圖，本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)，凡合于本發(fā)明申請保護范圍的精神與其類似變化的實施例，皆應(yīng)包括于本發(fā)明的范疇中，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可容易想到的變化或修飾皆可涵蓋在以下本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電池電源整合裝置，應(yīng)用于一油電混合車，其特征在于，所述電池電源整合裝置包括: 一電源轉(zhuǎn)換器，具有一輸入側(cè)與一輸出側(cè)，所述輸入側(cè)連接一高壓直流電壓； 一電池控制模塊，包括: 一繼電器控制電路與一預(yù)充電控制電路；及 一繼電器，連接所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)與所述電池控制模塊； 其中所述預(yù)充電控制電路接收所述電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一預(yù)充電致能信號，以對所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)進行預(yù)充電；當(dāng)所述繼電器控制電路控制所述繼電器導(dǎo)通時，所述電源轉(zhuǎn)換器以降壓轉(zhuǎn)換所述高壓直流電壓，且于所述輸出側(cè)輸出一低壓直流電壓，進而提供所述油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源。2.如權(quán)利要求1所述的電池電源整合裝置，其特征在于，所述電池控制模塊還包括: 一風(fēng)扇控制電路，根據(jù)所述電源轉(zhuǎn)換器所偵測的系統(tǒng)溫度，以控制一風(fēng)扇提供所述電池電源整合裝置的散熱。3.如權(quán)利要求1所述的電池電源整合裝置，其特征在于，所述繼電器控制電路包括: 一第一開關(guān)，連接所述電源轉(zhuǎn)換器所提供的一輔助電源； 一第二開關(guān)，連接所述輔助電源； 一限流電阻，串聯(lián)連接所述第二開關(guān)形成一串聯(lián)支路，所述串聯(lián)支路并聯(lián)連接所述第一開關(guān)，再連接至所述繼電器的一端； 一第三開關(guān)，連接所述繼電器的另一端；及 一控制信號產(chǎn)生電路，產(chǎn)生一第一開關(guān)控制信號、一第二開關(guān)控制信號以及一第三開關(guān)控制信號對應(yīng)控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)以及所述第三開關(guān)； 其中所述第一開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第一開關(guān)，所述第二開關(guān)控制信號關(guān)斷所述第二開關(guān)，以及第三開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第三開關(guān)，對所述繼電器提供初始導(dǎo)通；當(dāng)所述繼電器完全導(dǎo)通后，所述第一開關(guān)控制信號關(guān)斷所述第一開關(guān)，所述第二開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第二開關(guān)，以及第三開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第三開關(guān)，對所述繼電器提供持續(xù)導(dǎo)通。4.如權(quán)利要求3所述的電池電源整合裝置，其特征在于，所述繼電器控制電路還包括: 一繼電器線圈電流檢測線路，連接所述第三開關(guān)，以檢測所述繼電器的電流，且當(dāng)所述繼電器的電流過大時，提供過電流保護。5.如權(quán)利要求3所述的電池電源整合裝置，其中所述繼電器控制電路還包括: 一第一輸入電壓檢測線路，連接所述串聯(lián)支路的一端，以檢測所述串聯(lián)支路的所述端電壓；及 一第二輸入電壓檢測線路，連接所述串聯(lián)支路的另一端，以檢測所述串聯(lián)支路的所述另一端電壓； 其中通過所檢測的多個端電壓大小，配合所述電池管理單元操作，達成車用功能安全性的要求。6.如權(quán)利要求1所述的電池電源整合裝置，其特征在于，所述預(yù)充電控制電路連接于具有一高側(cè)晶體管與一低側(cè)晶體管的所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)，所述預(yù)充電控制電路包括: 一切換開關(guān)，具有至少一輸入端、一控制端以及一輸出端；其中所述輸入端接收一預(yù)充電控制信號，所述控制端接收所述預(yù)充電致能信號；及一驅(qū)動電路，連接所述切換開關(guān)的所述輸出端； 其中當(dāng)所述電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生高電平的所述預(yù)充電致能信號輸入至所述控制端，啟動預(yù)充電操作時，所述切換開關(guān)切換為所述驅(qū)動電路接收所述預(yù)充電控制信號，經(jīng)由所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述高側(cè)晶體管與所述低側(cè)晶體管，使得所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)的電壓提高，以降低所述高壓電池與所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)兩者間的電壓差。7.一種具有電池電源整合裝置的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一電池電源整合裝置，包括: 一電源轉(zhuǎn)換器，具有一輸入側(cè)與一輸出側(cè)，所述輸入側(cè)連接一高壓直流電壓； 一電池控制模塊，包括: 一繼電器控制電路與一預(yù)充電控制電路；及 一繼電器，連接所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)與所述電池控制模塊； 一高壓電池模塊，包括: 一高壓電池，通過所述繼電器連接至所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)，以提供所述高壓直流電壓；及 一電池管理單元，連接所述高壓電池，以管理所述高壓電池的操作；及 一低壓電池，連接至所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸出側(cè)； 其中所述預(yù)充電控制電路接收所述電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一預(yù)充電致能信號，以對所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)進行預(yù)充電；當(dāng)所述繼電器控制電路控制所述繼電器導(dǎo)通時，所述電源轉(zhuǎn)換器以降壓轉(zhuǎn)換所述高壓直流電壓，且于所述輸出側(cè)輸出一低壓直流電壓，進而提供所述油電混合車內(nèi)的低壓設(shè)備所需的電源以及對所述低壓電池充電。8.如權(quán)利要求7所述的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 一發(fā)電裝置，連接所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)，以產(chǎn)生一輸入直流電源；其中所述電源轉(zhuǎn)換器以轉(zhuǎn)換所述輸入直流電源，且于所述輸出側(cè)提供一輸出直流電源。9.如權(quán)利要求7所述的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，所述電池控制模塊更包括: 一風(fēng)扇控制電路，根據(jù)所述電池管理單元或所述電源轉(zhuǎn)換器所檢測的系統(tǒng)溫度，以控制一風(fēng)扇，提供所述電池電源整合裝置的散熱。10.如權(quán)利要求7所述的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，所述繼電器控制電路包括: 一第一開關(guān)，接收所述電源轉(zhuǎn)換器所提供的一輔助電源； 一第二開關(guān)，接收所述輔助電源； 一限流電阻，串聯(lián)連接所述第二開關(guān)形成一串聯(lián)支路，所述串聯(lián)支路并聯(lián)連接所述第一開關(guān)，再連接至所述繼電器的一端； 一第三開關(guān)，連接所述繼電器的另一端；及 一控制信號產(chǎn)生電路，產(chǎn)生一第一開關(guān)控制信號、一第二開關(guān)控制信號以及一第三開關(guān)控制信號對應(yīng)控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)以及所述第三開關(guān)； 其中所述第一開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第一開關(guān)，所述第二開關(guān)控制信號關(guān)斷所述第二開關(guān)，以及第三開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第三開關(guān)，對所述繼電器提供初始導(dǎo)通；當(dāng)所述繼電器完全導(dǎo)通后，所述第一開關(guān)控制信號關(guān)斷所述第一開關(guān)，所述第二開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第二開關(guān)，以及第三開關(guān)控制信號導(dǎo)通所述第三開關(guān)，對所述繼電器提供持續(xù)導(dǎo)通。11.如權(quán)利要求10所述的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，所述繼電器控制電路還包括: 一繼電器線圈電流檢測線路，連接所述第三開關(guān)，以檢測所述繼電器的電流，且當(dāng)所述繼電器的電流過大時，提供過電流保護。12.如權(quán)利要求10所述的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，所述繼電器控制電路還包括: 一第一輸入電壓檢測線路，連接所述串聯(lián)支路的一端，以檢測所述串聯(lián)支路的所述端電壓；及 一第二輸入電壓檢測線路，連接所述串聯(lián)支路的另一端，以檢測所述串聯(lián)支路的所述另一端電壓； 其中通過所檢測的所述多個端電壓大小，配合所述電池管理單元操作，達成車用功能安全性的要求。13.如權(quán)利要求7所述的油電混合車電源系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)充電控制電路連接于具有一高側(cè)晶體管與一低側(cè)晶體管的所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)，所述預(yù)充電控制電路包括: 一切換開關(guān)，具有至少一輸入端、一控制端以及一輸出端；其中所述輸入端接收一預(yù)充電控制信號，所述控制端接收所述預(yù)充電致能信號；及一驅(qū)動電路，連接所述切換開關(guān)的所述輸出端； 其中當(dāng)所述電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生高電平的所述預(yù)充電致能信號輸入至所述控制端，啟動預(yù)充電操作時，所述切換開關(guān)切換為所述驅(qū)動電路接收所述預(yù)充電控制信號，經(jīng)由所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述高側(cè)晶體管與所述低側(cè)晶體管，使得所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)的電壓提高，以降低所述高壓電池與所述電源轉(zhuǎn)換器的所述輸入側(cè)兩者間的電壓差。
【文檔編號】H02J9/04GK105984353SQ201510067186
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月9日
【發(fā)明人】陳金火, 曹文昇, 黃宸斌, 詹睿騰
【申請人】臺達電子工業(yè)股份有限公司