一種車載自供電電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及車載自供電領(lǐng)域，具體地講，涉及一種車載自供電電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，現(xiàn)有的汽車車載電源大多采用汽車本身所帶蓄電池或另加所蓄電池做為輸 入源，然后通過DC/AC逆變器為車載設(shè)備提供電能。這種方案存在的主要問題是電能功率 受蓄電池容量的限制，所能提供的電能最大功率一般情況下只有1~3kW，而且額定負(fù)載 時，電能的供電維持的時間也較短，無法為額定負(fù)載長時間運(yùn)行提供充足的電能；另一種方 案是使用一臺外型尺寸相近的較大功率發(fā)電機(jī)（功率約為2kW~4kW)替代原有車輛自帶 的發(fā)電機(jī)。這種方案中，車輛必需的耗電單元（如車燈、空調(diào)、循環(huán)水泵、液壓油泵等）所消 耗的能量，占到了發(fā)電機(jī)功率的40%以上，剩余的電能無法滿足其他車載電子設(shè)備的用電 需求，特別是隨著各種專業(yè)車輛（如大型冷藏運(yùn)輸車、軍用通訊指揮車等）的日益增多，用 電需求問題更加突出。
[0003] 同時，汽車變速過程中，如果發(fā)電機(jī)取力器安裝在變速箱后端發(fā)電機(jī)的取力會暫 時中斷，造成變流控制器輸出暫時中斷；如果發(fā)電機(jī)取力是在變速箱前端取力，由于發(fā)動機(jī) 附近零部件較多，空間有限，安裝取力器及發(fā)電機(jī)必然改變整車的原有結(jié)構(gòu)，整車的性能會 受到一定的影響。為了解決這一問題，現(xiàn)有的車載電源系統(tǒng)，一般不采用變速箱后端的取力 方式，而直接采用變速箱前端取力的方式，并通過采用提高發(fā)動機(jī)怠速保證發(fā)電機(jī)的正常 輸出，解決變流控制器輸入暫時中斷并停止輸出的問題。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)就是在原有車輛自帶發(fā)電機(jī)的位置上，重新安裝一臺跟原有車輛自帶發(fā) 電機(jī)外型尺寸相同的高效大功率的發(fā)電機(jī)，通過車載自發(fā)電系統(tǒng)所用的變流控制器，輸出 恒壓、恒頻交流電，來滿足專業(yè)車輛的作業(yè)需求。這種方式依然采用原有車輛自帶發(fā)電機(jī)的 安裝方式及動力傳遞方式，受限于此，更換后的發(fā)電機(jī)，比原有車輛自帶發(fā)電機(jī)功率的增幅 有限，大多數(shù)情況下不能滿足專業(yè)車輛的作業(yè)需求。此外，現(xiàn)有車載電源技術(shù)還需要增加蓄 電池等儲能器件，不僅占用空間，而且無法長時間持續(xù)輸出額定功率，無法滿足車上相關(guān)電 子設(shè)備對電量的需求，特別是專業(yè)車輛需要車載電源的功率很大的情況下。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，為提高車載自發(fā)電系統(tǒng)的功率而增大發(fā)電機(jī)的功率，如果發(fā)電機(jī)取 力在變速箱前端，受安裝空間的影響，容易導(dǎo)致發(fā)電機(jī)取力方式和安裝位置發(fā)生改變，進(jìn)而 引起整車的原有結(jié)構(gòu)和整車性能的改變；而如果發(fā)電機(jī)取力在變速箱后端，雖然有足夠的 安裝空間，而且不改變原有整車結(jié)構(gòu)，但是存在汽車變速的過程中導(dǎo)致車輛發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低 于怠速，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降，從而導(dǎo)致的變流控制器暫時中斷并停止輸出的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種載自供電電源系統(tǒng)，同時具有交流電壓 和直流電壓輸出功能，可以充分滿足車載設(shè)備對電源的需求，能量消耗低、能源利用率高、 維護(hù)簡單、經(jīng)濟(jì)性好、不污染環(huán)境。
[0007] 本實(shí)用新型采用如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型目的：
[0008] -種車載自供電電源系統(tǒng)，包括車輛發(fā)動機(jī)，其特征是：所述車輛發(fā)動機(jī)連接交流 發(fā)電機(jī)，所述交流發(fā)電機(jī)連接電氣控制裝置，所述電氣控制裝置包括整流濾波逆變單元，所 述電氣控制裝置連接功率補(bǔ)償單元。
[0009] 作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述交流發(fā)電機(jī)包括永磁發(fā)電機(jī)和電勵磁發(fā)電 機(jī)，所述整流濾波逆變單元包括永磁整流濾波逆變電路和電勵磁整流濾波逆變電路。
[0010] 作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述永磁整流濾波逆變電路包括三相電壓輸 入端，所述三相電壓輸入端連接穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路兩端并接有電容Cl，所述電容Cl 連接功率模塊IGBTQ1，所述功率模塊IGBTQl連接儲能電感L1，所述電容Cl和功率模塊 IGBTQl輸出端連接二極管D7,所述儲能電感Ll和二極管D7兩端并接有功率模塊IGBTQ2， 所述功率模塊IGBTQ2連接有二極管D8,所述二極管D8和功率模塊IGBTQ2兩端并接有電容 C2,所述電容C2兩端還連接直流電壓輸出端V和所述功率補(bǔ)償單元的輸出端ab，所述電容 C2兩端并接有三相四橋臂電路，所述三相四橋臂電路的零線輸出端連接濾波電感L2'，所 述三相四橋臂電路的A橋輸出端連接濾波電感L3'，所述三相四橋臂電路B橋輸出端連接 濾波電感L4'，所述三相四橋臂電路的C橋輸出端連接濾波電感L5'，所述濾波電感L3'、 濾波電感L4'和濾波電感L5'分別通過電容C3'、C4'和C5'連接零線濾波電感L2'，所述 濾波電感L3'和電容C3'之間、濾波電感L4'和電容C4'之間、濾波電感L5'和電容C5'之 間分別設(shè)置有交流電壓輸出端。
[0011] 作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述電勵磁整流濾波逆變電路包括三相電壓輸 入端，所述三相電壓輸入端連接穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路兩端并接有電容Cl和電容C2,所 述電容C2兩端還連接直流電壓輸出端V和所述功率補(bǔ)償單元的輸出端ab，所述電容C2兩 端并接有三相四橋臂電路，所述三相四橋臂電路的零線輸出端連接濾波電感L2,所述三相 四橋臂電路的A橋輸出端連接濾波電感L3,所述三相四橋臂電路B橋輸出端連接濾波電感 L4,所述三相四橋臂電路的C橋輸出端連接濾波電感L5,所述濾波電感L3、濾波電感L4和 濾波電感L5分別通過電容C3、C4和C5連接零線濾波電感L2,所述濾波電感L3和電容C3 之間、濾波電感L4和電容C4之間、濾波電感L5和電容C5之間分別設(shè)置有電壓輸出端。
[0012] 作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述功率補(bǔ)償單元包括直流電壓輸入端、充電 檢測保護(hù)電路和升壓穩(wěn)壓電路，所述直流電壓輸入端連接變阻器R3,所述變阻器R3連接功 率模塊IGBTQ3,所述功率模塊IGBTQ3連接電感LI 1，所述電感LI 1連接充電電流檢測器Nl， 所述充電電流檢測器Nl連接蓄電池正端，所述蓄電池正端通過電感L12連接放電電流檢測 器N2,所述放電電流檢測器N2還連接功率模塊IGBTQ4和二極管D2,所述功率模塊IGBTQ4 和二極管D2兩端并接有電容C1，所述二極管D2連接繼電器開關(guān)K1，所述繼電器開關(guān)Kl 通過二極管D5連接功率補(bǔ)償單元輸出端，所述蓄電池正端還通過電阻R5和電阻R4連接運(yùn) 算放大器UIA的負(fù)端，所述運(yùn)算放大器UIA的正端通過變阻器Pl接地，所述運(yùn)算放大器ΠΑ 的輸出端通過電阻R6連接三極管Q33的基極，所述三極管Q33集電極通過并接的二極管D6 和繼電器開關(guān)K3連接12V電源，所述繼電器開關(guān)K3連接繼電器Kl，所述繼電器Kl與繼電 器開關(guān)K3配合使用。
[0013] 作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述三相電壓輸入端輸入電壓為AC100-AC800。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型的輸入適應(yīng)性好， 從車輛發(fā)動機(jī)的怠速到發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速系統(tǒng)均能正常工作，即車輛無論處于駐車狀態(tài)下 還是在各種路況行駛狀態(tài)下均能實(shí)現(xiàn)滿功率不間斷輸出，且性能指標(biāo)不受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影 響，即輸出電壓和頻率將不會受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的瞬間變化或持續(xù)變化的影響。系統(tǒng)采用加裝 方式安裝在車輛上，不影響車輛的整體狀態(tài)和性能，假如系統(tǒng)出現(xiàn)問題時車輛還可以正常 行駛。系統(tǒng)同時具有交流電壓和直流電壓輸出功能，可以充分滿足車載設(shè)備對電源的需求。 保護(hù)功能全。車載式自供電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)具有過熱保護(hù)，變流控制器具有輸出過熱、過流