车辆电源系统的制作方法

本发明涉及车辆电源技术，具体地涉及能够增强起停功能的车辆电源系统。

背景技术：

增强起停功能是指在车辆低速滑行、制动时停止发动机运行，以达到降低车辆油耗的目的。停机的状态下，整车12伏电源系统需要确保电动转向、制动等系统的稳定运行。

传统起停系统已经得到了广泛的应用。为克服传统起停系统在启动瞬间的电源压降问题，在车辆中配备了稳压单元，将部分影响客户体验及车辆行驶安全的负载（简称被保护负载）挂接至稳压单元，确保在整个车辆行驶过程中，被保护负载电压稳定。同时增加了ibs传感器（即智能电池传感器），用于判断蓄电池的热起动能力，在电池状态不佳时，禁止起停功能。具体可参见图1所示的现有技术的车辆电源系统。如图1所示，1表示发动机，2表示起动机，3表示蓄电池，4表示ibs，5表示负载，6表示稳压单元，7表示被保护负载。其中，稳压单元6的功率为400w。

针对增强起停系统，由于车辆在行驶中即停止发动机，对电源系统提出了更加高的技术要求：

（1）需要更多负载的起动电压保护。

相对传统起停车辆在完全静止或极低车速下发动机熄火，增强起停车辆在低速（20km/h）滑行、制动过程中发动机熄火，为确保滑行中电动转向、制动系统的正常工作，要求电源系统为电动转向系统、车辆制动系统（esc，abs等功能）提供稳定的电压，以克服车辆自动起动时的电压降。这一点，传统起停的稳压单元功率无法满足上述设计要求。

（2）蓄电池状态判断准确性。

基于传统起停系统的电源拓扑，单纯提高稳压单元及蓄电池容量可以克服车辆起动的电压降问题，但导致蓄电池起动能力的判断不准确。

蓄电池传感器是根据以往起动瞬间的电流、电压值以特定的算法估算下一次起动时的电压降。由于增强起停需要被稳压的负载功率增大，起动瞬间负载的不确定性提高，会导致电池状态判断误差大，售后出现车辆无法自动起动的问题。

（3）电源系统安全性。

对于起停系统，车辆进入自动停机后，发电机将不再工作，车辆蓄电池将作为唯一的能量来源。传统起停工作时的车速极低，不存在行驶安全的担心。但对于增强起停系统，蓄电池的失效将导致转向助力失效，极端情况下（制动真空度不足时）导致车辆制动助力失效。传统起停的电源系统无法提供可靠的电源。为此需要加强电源系统设计，为车辆提供后备电源。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明旨在提供一种能够增强起停功能的车辆电源系统。

本发明的车辆电源系统，其特征在于，包括：

蓄电池，用于提供车辆启动供电；

稳压单元，用于对车辆电源系统的被保护负载提供稳定的电压；以及

辅助蓄电池，用于对于所述稳压单元提供供电。

可选地，进一步包括：

第一电池传感器，用于检测所述蓄电池的电池状态；以及

第二电池传感器，用于检测所述辅助蓄电池的电池状态。

可选地，所述稳压单元还用于对所述蓄电池进行充电。

可选地，所述稳压单元用于控制所述蓄电池的充放电并且同时将所述蓄电池的输出电压钳制在规定值。

可选地，所述辅助蓄电池还用于在车辆制动滑行时回收多余的制动能量。

可选地，所述稳压单元采用双向升降压电路。

可选地，所述稳压单元包括短路开关。

可选地，所述短路开关采用双开关mos管阵列。

可选地，所述稳压单元具有以下四种工作模式：所述稳压单元判断车辆进入自动启动的情况下，所述稳压单元将辅助电池的输出电压钳制到整车电压，之后断开所述短路开关而为被保护负载提供稳定的电压；

所述稳压单元判断车辆进入能量回收模式的情况下，通过所述第二电池传感器的信号判断所述辅助电池的荷电状态，以判断是否需要对上述辅助蓄电池充电；

当车辆进入自动熄火模式下，稳压单元实时检测车辆电压，一旦所述蓄电池失效或状态下降导致车辆电压降低无法确保转向及制动系统工作时，所述稳压单元工作，以将所述辅助蓄电池端电压钳制到特定值后并断开所述短路开关，所述辅助电池为上述被保护负载供电，至车辆停止或钥匙熄火后退出此模式；

在车辆上电或上述三种模式条件不满足时，系统处于普通模式，所述短路开关常闭合，由所述蓄电池进行供电。

如上所述，根据本发明的车辆电源系统能够为电动转向系统、车辆制动系统等提供稳定的电压，能够克服车辆自动起动时的电压降，而且能够提高蓄电池状态判断的准确性。另一方面，通过增加备用的蓄电池，能够为车辆提供后备电源。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是表示现有技术的车辆电源系统。

图2是表示本发明一实施方式的车辆电源系统的结构框图。

图3是表示本发明一实施方式的车辆电源系统的工作模式的示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

图2是表示本发明一实施方式的车辆电源系统的结构框图。

如图2所示，本发明一实施方式的车辆电源系统包括：

发电机101，用于实现发电；

起动机102，用于实现起动；

蓄电池103，用于提供车辆启动供电并且也用于对负载100供电；

第一电池传感器104，用于检测所述蓄电池103的电池状态；

辅助蓄电池105，用于对于所述稳压单元提供供电；

第二电池传感器106，用于检测所述辅助蓄电池105的电池状态；以及

稳压单元107，用于对车辆电源系统的被保护负载108提供稳定的电压。

其中，稳压单元107，为适应电子转向、制动系统的负载要求，将最大功率提升至1.6kw，由辅助蓄电池105供电。同时稳压单元107也用于为蓄电池103充电。

辅助蓄电池105是容量约为13ah的铅酸蓄电池辅助蓄电池105，还可以在车辆制动滑行时通过能量回收系统回收多余的制动能量。另一方面，辅助电池105也能够为被保护负载108供电。

第二电池传感器106用于检测辅助蓄电池105的状态，为辅助蓄电池105的充放电及起停控制提供数据。第二电池传感器106通过lin总线与稳压单元107通信连接。

本发明一实施方式的车辆电源系统中，稳压单元107中包括短路开关s1。

本发明一实施方式的车辆电源系统的工作模式主要有以下四种。图3是表示本发明一实施方式的车辆电源系统的工作模式的示意图。如图3所示，本发明一实施方式的车辆电源系统的工作模式主要有：自动起动稳压模式、能量回收及充电模式、备用电源模式、普通模式。

（1）自动起动稳压模式。

稳压单元107通过总线信号及硬线起动信号判断车辆是否进入自动启动。在起动机工作前稳压单元107工作，将辅助电池105的输出电压钳制到整车电压，之后断开短路开关s1，为被保护负载108提供稳定的电压。起动时产生的整车电压下降不会影响到被保护负载108。待车辆起动成功或计时超时，退出此工作模式。

（2）能量回收及充电模式。

稳压单元107根据总线信号判断是否进入能量回收模式。通过第二电池传感器106的信号判断辅助电池105的荷电状态，当电量较低时，进入充电模式。当进入能量回收后或充电模式后，稳压单元107工作，将整车电压提高至特定值，为辅助蓄电池105充电。

（3）备用电源模式。

当车辆进入自动熄火状态，稳压单元107实时检测车辆电压。一旦作为主电池的蓄电池103失效或状态下降导致车辆电压降低无法确保转向及制动系统工作时，稳压单元107工作。将辅助蓄电池105端电压钳制到特定值后断开短路开关s1，辅助电池105为被保护负载108供电，直至车辆停止或钥匙熄火后退出此模式。

（4）普通模式。

车辆上电或上述三种模式条件不满足时，系统处于普通模式。短路开关s1常闭合，车辆负载均由作为主电池的蓄电池103及发电机101供电。

这里，对于稳压单元107的设计进行具体说明。

作为一个示例，稳压单元107采用双向升降压电路，可以满足工作模式的需求，其效率接近95%,能够降低热损耗。而且，由于稳压单元107需要同时满足1.6kw的高功率需求及105度环境温度的设计要求，为此作为一个示例，采用了四路稳压设计，由此能够提高电压的稳定性，同时可以降低单路稳压电路相关零件的热负荷。单路稳压电路损坏仍旧能够确保短时性能要求，提高系统稳健性。

另外，关于短路开关s1的安全性设计。短路开关s1在电源系统中承担着转向、制动系统的供电工作，为确保其设计可靠性，作为一个示例，设计为双开关mos管阵列，单开关即可确保负载的供电。在出现单开关失效时，系统仍可以工作正常。

根据本发明的车辆电源系统，使用了基于双蓄电池的技术方案，分别负责起动供电及稳压供电，这样的设计提搞了设计的冗余度，提高系统安全性。

在本发明中，起动电池的状态不再受到稳压电流的影响，提高了电池状态判断的准确性。

再者，在本发明中，双电池的设计提高了能量回收能力，实现更多的油耗降低。

进一步地，在本发明中，稳压单元能够用于控制稳压蓄电池的充放电，同时将蓄电池的输出电压钳制到需求的电压值。稳压器的存在允许降低稳压蓄电池的容量（为保证稳压蓄电池在大电流放电的情况下电压稳定在11v以上，通常需要接近60ah的蓄电池容量。使用稳压器后，可以降低至13ah），系统重量降低10公斤以上，而且能够降低成本。

以上例子主要说明了本发明的车辆电源系统。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。