本發(fā)明屬于電源制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車載電源系統(tǒng)及汽車。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，汽車的功能也越來越多樣化，汽車上的設(shè)備也越來越多，但是有很多設(shè)備只能在接入交流電的情況下才能使用從而限制了其應(yīng)用于汽車上。

另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及國(guó)民素質(zhì)的提高，無償獻(xiàn)血得到了迅速的發(fā)展，而采血模式也由固定模式向流動(dòng)形式轉(zhuǎn)變，給采血工作提出了更高的要求。

合適的環(huán)境對(duì)獻(xiàn)血者以及血液的分析和存儲(chǔ)很重要，所以流動(dòng)形式的采血多在采血車中進(jìn)行。采血車是特殊的設(shè)備，而采血車的電源系統(tǒng)也是一種特殊的電源系統(tǒng)。在采血和運(yùn)輸過程中，很多儀器都需要穩(wěn)定的交流電源供電，比如說根據(jù)要求血液應(yīng)保持在3-8℃，血漿須保持在-23℃的環(huán)境下儲(chǔ)存，因此需要專用的血液、血漿冷藏箱進(jìn)行保溫。但由于采血點(diǎn)的流動(dòng)性較大，給采血設(shè)備的供電電源接入帶來很大的困難，在一些發(fā)達(dá)城市還可以得到解決，而在一些偏遠(yuǎn)的采血點(diǎn)采血時(shí)，基本就沒有交流電源可以接入。

目前市售采血車解決此困難所采取的技術(shù)方案為在采血車的車體下方安裝有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，在到達(dá)采血點(diǎn)后，開啟柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電來提供交流電，但是此種方案帶來的缺點(diǎn)也是顯而易見的，一是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大量的廢氣，直接排到采血車附近的空氣中，造成空氣污染，不利于環(huán)保要求；二是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)噪聲大，直接影響附近居民、辦公樓及周圍環(huán)境。而且柴油可燃、易爆，在特殊情況或操作不當(dāng)，存在產(chǎn)生火災(zāi)或爆燃的事故隱患。

針對(duì)采血車?yán)貌裼蜋C(jī)提供電能所產(chǎn)生的環(huán)境污染和噪音污染問題，本領(lǐng)域內(nèi)已出現(xiàn)了采用可充放電的車載電源對(duì)采血儀器等進(jìn)行供電的技術(shù)。如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01420399804.9，專利名稱為“采血車及采血車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)”的實(shí)用新型專利，其公開了一種在采血車的車體內(nèi)安裝有對(duì)車用負(fù)載如空調(diào)壓縮機(jī)、采血設(shè)備等進(jìn)行供電的可充電鋰電池組，使采血車及車載設(shè)備可以在各種不同的環(huán)境下一般都可以穩(wěn)定地得到電力供應(yīng)，同時(shí)消除噪音的影響。但是其缺點(diǎn)在于：一是該采血車只能利用直流充電樁和自帶的太陽能充電板對(duì)可充電鋰電池組進(jìn)行充電，而無法利用普通的交流市電對(duì)其進(jìn)行充電，這樣造成很大的不便；二是其利用車載鉛酸蓄電池與bms（電池管理系統(tǒng)；batterymanagementsystem）連接并為bms供電，這樣設(shè)置所產(chǎn)生的問題是會(huì)導(dǎo)致車載鉛酸蓄電池耗電過多、電壓過低，影響車載鉛酸蓄電池的壽命，進(jìn)而使得整個(gè)供電結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種車載電源系統(tǒng)，其能夠直接采用交流市電對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，方便簡(jiǎn)單，且可以穩(wěn)定的輸出交流電；采用dc/dc模塊對(duì)電池管理系統(tǒng)進(jìn)行充電，保證了電池管理系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性，整個(gè)電源系統(tǒng)保護(hù)策略齊全，使用更加穩(wěn)定安全；該車載電源系統(tǒng)適用于汽車車內(nèi)負(fù)載需要交流電的情況下，適用范圍廣，尤其適用于采血車上。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種車載電源系統(tǒng)，包括控制柜以及與所述控制柜相連接的可充放電的蓄電池組，所述控制柜包括充電裝置、逆變電源裝置、電池管理系統(tǒng)以及與所述電池管理系統(tǒng)連接并對(duì)其進(jìn)行供電的dc/dc模塊，市電通過所述充電裝置連接所述蓄電池組并對(duì)所述蓄電池組進(jìn)行充電，所述蓄電池組通過所述逆變電源裝置連接車用負(fù)載并對(duì)所述車用負(fù)載進(jìn)行供電。充電裝置為充電機(jī)，其將交流電轉(zhuǎn)換成直流電以對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電；逆變電源裝置為逆變器，其將蓄電池組放出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電以對(duì)車用負(fù)載進(jìn)行供電。dc/dc模塊將直流電轉(zhuǎn)化為直流電，提供24v的電源以對(duì)電池管理系統(tǒng)提供電源。

優(yōu)選地，所述蓄電池組為多個(gè)并聯(lián)連接的電池包，多個(gè)所述電池包并聯(lián)連接后與所述控制柜連接。采用模塊化的電池包之間并聯(lián)連接，這樣不僅可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求進(jìn)行電池包的刪減，而且在其中的某一個(gè)電池包出現(xiàn)問題不能繼續(xù)使用時(shí)不會(huì)影響整個(gè)電源系統(tǒng)的工作，可以在方便的時(shí)候再進(jìn)行電池包的修理和更換。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述電池包通過can總線與所述電池管理系統(tǒng)相連。can（controllerareanetwork；控制器局域網(wǎng)絡(luò)）最初為德國(guó)bosch公司為汽車監(jiān)控和控制系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在的絕大多數(shù)汽車都采用can總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。

更加優(yōu)選地，每個(gè)所述電池包中設(shè)置多個(gè)串聯(lián)連接的鋰電池、對(duì)所述鋰電池進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的lmu、通過所述can總線連接所述lmu和所述電池管理系統(tǒng)的can收發(fā)器。lmu為本地電池監(jiān)控單元（localmanagementunit）。

還優(yōu)選地，所述dc/dc模塊與所述lmu相連接并對(duì)其進(jìn)行供電。所述dc/dc模塊提供的24v電源對(duì)每個(gè)lmu進(jìn)行供電。

進(jìn)一步優(yōu)選地，每個(gè)所述電池包都具有對(duì)所述電池包進(jìn)行控溫的恒溫系統(tǒng)。所述恒溫系統(tǒng)控制所述電池包保持在一定的溫度，由于采用的是鋰電池，其在溫度較高時(shí)具有較好的功效，所以所述恒溫系統(tǒng)在電池包低于0℃時(shí)提供加熱功能，且放電時(shí)由電池包進(jìn)行放電加熱，充電時(shí)由充電機(jī)供電加熱，當(dāng)加熱達(dá)到一定溫度后由于充放電電池的自升溫可以維持電池組溫度。

優(yōu)選地，所述車載電源系統(tǒng)還包括對(duì)所述車載電源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)通過can總線與所述控制柜相連接。所述監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)充電過程、放電過程以及充放電的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對(duì)所述電源系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)、故障報(bào)警等工作。

優(yōu)選地，所述逆變電源裝置和所述蓄電池組之間還設(shè)置有霍爾傳感器和熔斷器。所述霍爾傳感器具有檢測(cè)充放電電流方向、soc積分計(jì)算以及過流保護(hù)等的作用。soc為電池組荷電狀態(tài)（stateofcharge），其取值范圍為0-1，當(dāng)soc=0時(shí)表示電池放電完全，當(dāng)soc=1時(shí)表示電池完全充滿。所述熔斷器為100a/500v規(guī)格的熔斷絲，以在出現(xiàn)負(fù)載短路的情況下保護(hù)電源系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述控制柜中安裝有散熱裝置和報(bào)警裝置。所述散熱裝置為風(fēng)機(jī)，所述控制柜上開設(shè)有散熱孔；所述報(bào)警裝置為煙霧傳感器，其在檢測(cè)到煙霧時(shí)發(fā)出警報(bào)，杜絕安全事故的發(fā)生。

本發(fā)明還提供了一種汽車，包括如上所述的車載電源系統(tǒng)。若應(yīng)用于采血車，則還包括了位于采血車上的車用負(fù)載如采血儀器、對(duì)血液進(jìn)行分析的分析儀器以及對(duì)血液進(jìn)行保存的儲(chǔ)藏設(shè)備等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明的一種車載電源系統(tǒng)，其能夠直接采用交流市電對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，方便簡(jiǎn)單，且可以穩(wěn)定的輸出交流電；采用bms對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)進(jìn)行管理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用繼電器聯(lián)鎖或plc技術(shù)方案所產(chǎn)生的弊端；采用dc/dc模塊對(duì)電池管理系統(tǒng)進(jìn)行充電，保證了電池管理系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性，整個(gè)電源系統(tǒng)保護(hù)策略齊全，使用更加穩(wěn)定安全；該車載電源系統(tǒng)適用于汽車車內(nèi)負(fù)載需要交流電的情況下，適用范圍廣，尤其適用于采血車上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例中控制柜的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中蓄電池組的原理圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中電池包的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照?qǐng)D1至3，本實(shí)施例的車載電源系統(tǒng)包括控制柜以及與控制柜相連接的可充放電的蓄電池組，控制柜包括對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電的充電裝置、逆變電源裝置、電池管理系統(tǒng)（bms）以及與bms連接并對(duì)bms進(jìn)行供電的dc/dc模塊，充電裝置連接市電和蓄電池組，逆變電源裝置連接車用負(fù)載和蓄電池組。蓄電池組通過逆變電源裝置為車用負(fù)載提供電能，交流市電（220v，50hz）通過充電裝置對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電。本實(shí)施例中的充電裝置為充電機(jī)，其將交流電轉(zhuǎn)換成直流電以對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電；逆變電源裝置為逆變器，其將蓄電池組放出的直流電換成交流電以對(duì)車用負(fù)載進(jìn)行供電。dc/dc模塊將直流電轉(zhuǎn)化為直流電，提供24v的電源以對(duì)bms提供電源。

圖中j代表繼電器，由bms根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)以及程序預(yù)設(shè)的規(guī)格參數(shù)通過can總線控制繼電器進(jìn)而控制對(duì)應(yīng)的開關(guān)。圖中ac代表交流電，dc代表直流電。

本實(shí)施例的蓄電池組為多個(gè)并聯(lián)連接的電池包，多個(gè)電池包并聯(lián)連接后與控制柜連接。采用模塊化的電池包之間并聯(lián)連接，這樣不僅可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求進(jìn)行電池包的刪減，而且在其中的某一個(gè)電池包出現(xiàn)問題不能繼續(xù)使用時(shí)不會(huì)影響整個(gè)電源系統(tǒng)的工作，可以在方便的時(shí)候再進(jìn)行電池包的修理和更換。本實(shí)施例中的蓄電池組包括10個(gè)電池包，每5個(gè)電池包位于同一支架上為一組，共兩組，每個(gè)電池包24v，10個(gè)電池包共240v。

電池包通過can總線與bms相連。can（controllerareanetwork；控制器局域網(wǎng)絡(luò)）最初為德國(guó)bosch公司為汽車監(jiān)控和控制系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在的絕大多數(shù)汽車都采用can總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。

每個(gè)電池包中設(shè)置多個(gè)串聯(lián)連接的鋰電池、對(duì)鋰電池進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的lmu、通過can總線連接lmu和電池管理系統(tǒng)的can收發(fā)器。lmu為本地電池監(jiān)控單元（localmanagementunit），dc/dc模塊與每個(gè)lmu相連接并對(duì)其進(jìn)行供電。本實(shí)施例中每個(gè)電池包中設(shè)置有75塊串聯(lián)連接的鋰電池。每個(gè)電池包的正極總線路上還設(shè)置有50a的熔斷絲，以增強(qiáng)使用的安全性。

每個(gè)電池包都具有對(duì)電池包進(jìn)行控溫的恒溫系統(tǒng)。恒溫系統(tǒng)控制電池包保持在一定的溫度，由于采用的是鋰電池，其在溫度較高時(shí)具有較好的功效，所以恒溫系統(tǒng)在電池包低于0℃時(shí)提供加熱功能，且放電時(shí)由電池包進(jìn)行放電加熱，充電時(shí)由充電機(jī)供電加熱，當(dāng)加熱達(dá)到一定溫度后由于充放電電池的自升溫可以維持電池組溫度。本實(shí)施例的恒溫系統(tǒng)為在電池包的內(nèi)部設(shè)置有水管，通過循環(huán)水泵將帶有溫度的水通過水管在電池包和水箱之間循環(huán)以對(duì)電池包內(nèi)的鋰電池進(jìn)行控溫。

電源系統(tǒng)還包括對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)通過can總線與控制柜相連接。監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)充電過程、放電過程以及充放電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)、故障報(bào)警等工作。監(jiān)控系統(tǒng)包括位于汽車終端控制平臺(tái)上的本地監(jiān)控系統(tǒng)和位于控制中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。

逆變電源裝置和蓄電池組之間還設(shè)置有霍爾傳感器和熔斷器?；魻杺鞲衅骶哂袡z測(cè)充放電電流方向、soc積分計(jì)算以及過流保護(hù)等的作用。soc為電池組荷電狀態(tài)（stateofcharge），其取值范圍為0-1，當(dāng)soc=0時(shí)表示電池組放電完全，當(dāng)soc=1時(shí)表示電池組完全充滿。逆變電源裝置和蓄電池組之間的熔斷器為100a/500v規(guī)格的熔斷絲，以在出現(xiàn)負(fù)載短路的情況下保護(hù)電源系統(tǒng)。

控制柜中設(shè)置有散熱裝置，控制柜上開設(shè)有散熱孔，本實(shí)施例的散熱裝置為風(fēng)機(jī)?？刂乒裰羞€安裝有報(bào)警裝置，本實(shí)施例的報(bào)警裝置為煙霧傳感器，其在檢測(cè)到煙霧時(shí)發(fā)出警報(bào)，杜絕安全事故的發(fā)生。

本實(shí)施例的車載電源系統(tǒng)可適用于汽車車內(nèi)負(fù)載需要交流電的情況下，適用范圍廣，尤其適用于采血車內(nèi)。

本實(shí)施例還提供了一種采血車，包括采血車的車用負(fù)載以及對(duì)車用負(fù)載提供電能的上述車載電源系統(tǒng)，車用負(fù)載包括采血儀器、對(duì)血液進(jìn)行分析的分析儀器以及對(duì)血液進(jìn)行保存的儲(chǔ)藏設(shè)備等。

在具體的實(shí)施應(yīng)用中，當(dāng)位于采血車控制平臺(tái)的啟動(dòng)開關(guān)閉合后，控制系統(tǒng)啟動(dòng)，車載電瓶先對(duì)bms做啟動(dòng)喚醒，等到bms運(yùn)行后，dc/dc模塊為整個(gè)控制系統(tǒng)繼續(xù)供電，并及時(shí)斷開車載電瓶供電以避免車載電瓶過多耗電，維持bms的穩(wěn)定性。系統(tǒng)電壓默認(rèn)是10個(gè)電池包并聯(lián)，事實(shí)上是根椐用戶實(shí)際配置計(jì)算，bms會(huì)在上電5秒之內(nèi)檢測(cè)電池包的組合后自動(dòng)識(shí)別，bms會(huì)采樣總電壓與實(shí)際檢查到的電池包、模塊數(shù)量判斷組合的正確性，再自動(dòng)配置系統(tǒng)過壓、低壓、絕緣阻抗等報(bào)警參數(shù)。如果是不合法的組合，bms會(huì)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出最高級(jí)別報(bào)警。

在符合放電條件下，蓄電池組為逆變器、dc/dc模塊以及恒溫系統(tǒng)提供回路。蓄電池組放出的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)化為交流電并對(duì)車用負(fù)載供電。在符合充電條件下，交流市電為充電機(jī)、dc/dc模塊以及恒溫系統(tǒng)提供回路，且交流市電通過充電機(jī)將交流電轉(zhuǎn)化為直流電為蓄電池組進(jìn)行充電。在某些情況下，需要在蓄電池組中的電源不充足的情況下電源系統(tǒng)必須持續(xù)不間斷的工作，本實(shí)施例的電源系統(tǒng)可以保證蓄電池組在放電的過程中可持續(xù)的充電，該功能可使采血車進(jìn)行正常的采血工作，不受任何影響。同理，充電的過程中也可持續(xù)放電。

等到所有工作結(jié)束后，將控制平臺(tái)的啟動(dòng)開關(guān)斷開，中控臺(tái)開關(guān)斷開后，電源系統(tǒng)關(guān)閉逆變器的輸出，并斷開放電回路，整個(gè)電源系統(tǒng)停止工作。

無論是充電過程、放電過程或者是邊充電邊放電過程，只要控制系統(tǒng)啟動(dòng)，就會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。位于每個(gè)電池包內(nèi)的lmu進(jìn)行此電池包內(nèi)每塊鋰電池的電壓和溫度等的采集，并通過can總線反饋給bms和監(jiān)控系統(tǒng)。bms對(duì)單體電池電壓、電池組電壓、電池組電流、電池組直流內(nèi)阻、電池組荷電狀態(tài)（soc）、電池組健康狀態(tài)（soh）、電池局部溫度、附屬電路板溫度、單體電芯直流內(nèi)阻、對(duì)地絕緣電阻等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并通過can總線反饋給監(jiān)控系統(tǒng)，若其中有數(shù)據(jù)偏離預(yù)設(shè)值，便會(huì)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。

在具體的實(shí)施應(yīng)用中，蓄電池組中電池包的個(gè)數(shù)可以根據(jù)用戶的需求增加或刪減，控制柜和蓄電池組也可以根據(jù)實(shí)際情況整合到一起，并可拆卸的安裝于采血車上。

本發(fā)明的一種車載電源系統(tǒng)通過在控制柜中設(shè)置充電機(jī)，可直接由交流市電通過充電機(jī)對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，簡(jiǎn)單方便；設(shè)置逆變器可直接將蓄電池組放出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姽┸囉秘?fù)載使用；采用bms對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)進(jìn)行管理，解決了傳統(tǒng)采用繼電器聯(lián)鎖或plc技術(shù)方案所產(chǎn)生的弊端；采用dc/dc模塊與bms和lmu連接并對(duì)其進(jìn)行供電，減少了車載電瓶的耗電，保證了電池管理系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性，整個(gè)電源系統(tǒng)保護(hù)策略齊全，使用更加穩(wěn)定安全；該車載電源系統(tǒng)適用于汽車車內(nèi)負(fù)載需要交流電的情況下，適用范圍廣，尤其適用于采血車上。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。