[發明專利]一種特種車輛集成式270V高壓直流負載配電系統

在審

• 申請號: 202110381285.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113119889A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 高峰;喬鳳普;李艷明;王志遠;蘇勰;王道燦;孫德帥;呂清
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B60R16/023
• 分類號: B60R16/023;H02H3/00;H02H3/08
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種特種車輛集成式270V高壓直流負載配電系統，包括：MCU微控制器、配電電路、預充電電路、配電驅動電路、預充電驅動電路、電源電路、放電電路；上位機通過CAN總線發送接通指令到MCU微控制器，MCU微控制器控制配電驅動電路，驅動配電電路實現配電功能；或者，上位機通過CAN總線發送接通指令到MCU微控制器，MCU微控制器控制預充電驅動電路對負載進行充電，同時判斷輸出電壓，輸出電壓達到設置電壓后，關斷預充電驅動電路，打開配電驅動電路，實現配電；配電關斷后，MCU微控制器控制放電電路對負載放電。本發明能夠滿足車輛270V高壓直流負載配電的使用要求，目前正在隨某車輛進行效果驗證。

技術領域

本發明屬于特種車輛高壓直流負載配電及安全保護領域，涉及一種特種車輛集成式270V高壓直流負載配電系統。

背景技術

隨著特種車輛用電需求的增加，傳統28V單一供電體制已經不滿足未來特種車輛的發展需求。一方面，用電功率的增加會導致線纜的截面積的增加，進而導致車輛重量的增加，會拖累車輛的機動性指標；另一方面，傳統的28V直流發電機已經不適用于特種車輛動力艙緊湊的空間。因此，特種車輛的供電體制會向高壓供電體制轉變，高壓供電對各個用電設備提出更高的要求，同時，高壓直流負載配電對車內人員的安全構成了極大危險；現迫切需要設計一種高壓直流負載配電方法，既滿足車輛的使用需要，又能安全可靠地供電，還能對負載的運行狀態進行實施監控和總線信息上傳。

傳統的高壓直流負載配電技術主要采用保險絲、保險絲+高壓接觸器的配電方式，該模式結構簡單、技術門檻較低、易于實現，但同時主要存在如下缺點：

a、可靠性較低，無法實現在配電異常時及時切斷輸出；

b、集成度較低，需要配合外部電壓、電流傳感器、溫度傳感器實現對接觸器的控制，導致其體積較大，成本偏高；

c、信息化程度較低，無法實現對負載用電狀況的實時監控；

d、功能單一，無法同時給容性負載和阻性負載配電、無法實現斷電后對負載進行快速放電。

為解決上述問題，通過翻閱大量文獻、參考相關技術資料，并結合在項目實踐中遇到的問題，針對高壓供電系統中的容性和阻性負載進行專門研究，采用恒流源預充電和放電電路，設計出了一種高可靠性的集成式270V高壓直流負載配電系統。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種特種車輛集成式270V高壓直流負載配電系統，實現對高壓負載的智能配電與實時狀態檢測，對于容性負載，具有較短的預充電時間，關斷輸出后，可以通過控制恒流源實現對負載電容的放電；通過CAN總線實現對配電的實時控制和參數讀取；當負載出現過流、短路、開路時，能夠及時切斷輸出，實現對負載的保護。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種特種車輛集成式270V高壓直流負載配電系統，其包括：MCU微控制器、配電電路、預充電電路、配電驅動電路、預充電驅動電路、電源電路、放電電路以及相關保護電路；MCU微控制器分別通過配電驅動電路、預充電驅動電路對應連接配電電路、預充電電路，MCU微控制器連接放電電路，配電電路、預充電電路和放電電路連接負載；上位機通過CAN總線發送接通指令到MCU微控制器，MCU微控制器控制配電驅動電路，驅動配電電路實現配電功能；或者，上位機通過CAN總線發送接通指令到MCU微控制器，MCU微控制器控制預充電驅動電路對負載進行充電，同時判斷輸出電壓，輸出電壓達到設置電壓后，關斷預充電驅動電路，打開配電驅動電路，實現配電功能；配電關斷后，MCU微控制器控制放電電路對負載進行放電。

(三)有益效果

上述技術方案所提供的特種車輛集成式270V高壓直流負載配電系統，經過了某項目臺架聯調試驗，能夠滿足車輛270V高壓直流負載配電的使用要求，目前正在隨某車輛進行效果驗證。

附圖說明