一种智能车载电源壁盒的制作方法

1.本实用新型涉及车载壁盒技术领域，特别涉及一种智能车载电源壁盒。


背景技术：

2.在部分车辆上，例如特种车上220v、24v负载设备的供电、用电等需要集中分配管理和监控；公告号为cn213304973u的实用新型专利一种智能多功能车载电源壁盒及公告号为cn202783009u的实用新型专利一种多功能车载电源壁盒无法显示各支路电压、电流、温度或报警等信号，同时现有的电源壁盒不能直接通过人机界面进行直观操控，并且现有的壁盒结构不利于嵌入车体内部。


技术实现要素：

3.本实用新型目的是提供一种智能车载电源壁盒。
4.为实现以上目的，本实用新型技术方案为：
5.一种智能车载电源壁盒,所述的智能车载电源壁盒外面板上设置有交流电源输入接口、直流电源输入接口、直流负载支路输出接口、交流负载支路输出接口及空开；所述的智能车载电源壁盒内设置有安装板、整流器、逆变器、多个直流接触器、控制芯片、多个电流传感器、多个电压传感器及多个交流接触器；安装板固定在智能车载电源壁盒内部；整流器、逆变器、多个直流接触器、多个交流接触器分别固定在安装板上；控制芯片固定在支架上，所述支架固定在安装板上；多个电流传感器、多个电压传感器分别固定在智能车载电源壁盒内的侧壁上；智能车载电源壁盒的外面板上还设置有人机界面hmi、第一漏电保护器、第二漏电保护器及浪涌保护器；整流器、逆变器、多个直流接触器、控制芯片、多个电流传感器、多个电压传感器、多个交流接触器、人机界面hmi、第一漏电保护器、第二漏电保护器、空开、浪涌保护器与直流负载支路输出接口或交流负载支路输出接口之间电连接。
6.进一步的是，所述的交流电源输入接口、直流电源输入接口、直流负载支路输出接口及交流负载支路输出接口位于智能车载电源壁盒的同一个外面板上；人机界面hmi、空开、第一漏电保护器、第二漏电保护器及浪涌保护器位于智能车载电源壁盒的同一个外面板上；交流电源输入接口、直流电源输入接口、直流负载支路输出接口及交流负载支路输出接口所处的外面板与人机界面hmi、空开、第一漏电保护器、第二漏电保护器及浪涌保护器所处的外面板相对设置。
7.进一步的是，所述的智能车载电源壁盒内壁沿四周设置有凹槽，安装板固定在凹槽内。
8.进一步的是，所述的整流器、逆变器、多个直流接触器上有安装孔，安装板上设有过孔，整流器、逆变器、多个直流接触器经所述的安装孔及过孔及螺钉固定在安装板上。
9.进一步的是，所述的多个电流传感器、多个电压传感器分别固定在第一导轨上，所述第一导轨通过螺钉固定在智能车载电源壁盒内的侧壁上。
10.多个交流接触器固定在第二导轨上，固定交流接触器的第二导轨固定在安装板
上。
11.进一步的是，所述的多个电流传感器为五个，分别是第一至第五电流传感器，五个电流传感器在壁盒内部布置在一起；多个直流接触器为五个，分别是第一至第五直流接触器，五个直流接触器在壁盒内部布置在一起；多个电压传感器为四个，分别是第一至第四电压传感器，四个电压传感器在壁盒内部布置在一起；多个交流接触器为四个，分别是第一至第四交流接触器，四个交流接触器在安装板上布置在一起。
12.进一步的是，所述的控制芯片布置在直流接触器的正上方，控制芯片固定在支架上，所述支架通过螺钉固定在安装板上；支架下方为五个直流接触器；控制芯片层叠放置于五个交流接触器上方。
13.进一步的是，所述的智能车载电源壁盒内还设置有温度传感器，温度传感器固定在靠近整流器或逆变器的壁盒内壁，并且固定在与电流传感器及电压传感器相对的一侧的内壁；温度传感器与人机界面hmi电连接。
14.进一步的是，所述的交流电源输入接口包括市电220v输入接口及发电机输入接口，市电220v输入接口连接第一交流接触器，发电机输入接口连接第二交流接触器；第一交流接触器及第二交流接触器均连接浪涌保护器，第一交流接触器及第二交流接触器并联后与浪涌保护器连接；直流电源输入接口连接第四直流接触器，第四直流接触器输出电路上设置第五直流接触器，第四直流接触器及第五直流接触器之间的电路上设置第四电流检测器及第三电压检测器；浪涌保护器输出电路上设置第一漏电保护器；
15.第一漏电保护器同时连接整流器及第三交流接触器，整流器及第三交流接触器并联，第一漏电保护器与整流器及第三交流接触器串联，第一漏电保护器与整流器及第三交流接触器之间的电路上设置第一电压检测器及第一电流检测器；
16.整流器输出电路上设置第一直流接触器；
17.第一直流接触器及第五直流接触器并联后连接第二电压检测器，第二电压检测器连接第二直流接触器、第三直流接触器，第二、第三直流接触器并联。
18.进一步的是，所述的第二直流接触器连接第一直流负载支路的输出接口，第二直流接触器与第一直流负载支路输出接口之间的电路上设置第二电流检测器；
19.第三直流接触器连接第二直流负载支路的输出接口，第三直流接触器与第二直流负载支路输出接口之间的电路上设置第三电流检测器；
20.第四直流接触器输出电路上依次串联设置第四电流检测器、第三电压检测器、第五直流接触器、逆变器、第四交流接触器、第二漏电保护器，第二漏电保护器连接交流负载支路的输出接口；
21.第三交流接触器与第四交流接触器并联后连接第二漏电保护器。
22.本实用新型的有益效果：
23.1.本实用新型通过在支路上配置电压、电流等传感器，壁盒内壁设置温度传感器，可以在人机界面上直观显示各支路电压、电流、温度及报警信息，方便使用人员了解电路状况。
24.2.通过人机界面，使用人员可以操控电路开启或关闭，使用更加方便。
25.3.本实用新型车载电源壁盒结构及尺寸采用u型设计，方便嵌入车内。
26.4.在智能车载电源壁盒内部设置安装板，多个元器件固定在安装板上，与传统将
元器件固定在壁盒底板上相比，本实用新型更加美观并且安装各元器件更加方便。
27.5.本实用新型的智能车载电源壁盒控制芯片、人机界面、电压传感器、电流传感器、整流器、逆变器、漏电保护开关、空开等电子器件高度综合集成，结构紧凑，通过控制芯片可实现负载支路的自行开启和关闭动作，实现智能化运行；通过hmi可以对负载设备进行操控、监控各负载设备支路的电压电流信息、监控温度信息、显示报警信息等，使用更加方便。
附图说明
28.图1为本实用新型示意图。
29.图2为本实用新型示意图。
30.图3为本实用新型示意图。
31.图4为本实用新型电路示意图。
32.图5为本实用新型操控系统示意图。
33.其中：人机界面1；空开2；散热风扇3；第一漏电保护器4；第二漏电保护器5；市电220v输入接口6；发电机输入接口7；交流电输入接口8；备用交流电输入接口9；直流负载支路输出接口10；交流负载支路输出接口11；备用交流电输入接口12；浪涌保护器13。
具体实施方式
34.为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
35.如图1至图3所示，一种智能车载电源壁盒,所述的智能车载电源壁盒外面板上设置有交流电源输入接口、直流电源输入接口8、直流负载支路输出接口10、交流负载支路输出接口11及空开2；所述的智能车载电源壁盒内设置有安装板、整流器、逆变器、多个直流接触器、控制芯片、多个电流传感器、多个电压传感器及多个交流接触器；安装板固定在智能车载电源壁盒内部；整流器、逆变器、多个直流接触器、多个交流接触器分别固定在安装板上；控制芯片固定在支架上，所述支架固定在安装板上；多个电流传感器、多个电压传感器分别固定在智能车载电源壁盒内的侧壁上；智能车载电源壁盒的外面板上还设置有人机界面hmi(humanmachineinterface)1、第一漏电保护器4、第二漏电保护器5及浪涌保护器13；智能车载电源壁盒各元器件之间电连接，整流器、逆变器、多个直流接触器、控制芯片、多个电流传感器、多个电压传感器、多个交流接触器、人机界面hmi1、第一漏电保护器4、第二漏电保护器5、空开2及浪涌保护器与直流负载支路输出接口10或交流负载支路输出接口11之间通过导线实现电连接。
36.交流电源输入接口、直流电源输入接口8用于连接外部电源为整个智能车载电源壁盒供电；直流负载支路输出接口10及交流负载支路输出接口11用于连接外部负载。
37.智能车载电源壁盒内的外面板上还设置有备用交流电输入接口9及备用交流电输入接口12。
38.智能车载电源壁盒内的直流负载支路及交流负载支路都可以是一个或多个，每个负载支路对应一个输出接口；直流负载可以是灯光系统、警灯警闪、视频监控、强光照明或升降照明等，交流负载支路可以是手机或计算机等；本实施例中设置两条直流负载支路，因
交流负载使用较少，本实施例设置一个交流负载支路。
39.所述的人机界面1为触控屏；智能车载电源壁盒使用24v工作电压，所述空开2用于控制智能车载电源壁盒的断电及接电；智能车载电源壁盒箱体背后的壳体上设有散热风扇3及对应各个负载支路的输出接口，每个输出接口设有灯光系统、警灯警闪、笔记本电脑或手机接口等的标识。
40.交流电源输入接口、直流电源输入接口8、直流负载支路输出接口 10及交流负载支路输出接口11位于智能车载电源壁盒的同一个外面板上；人机界面hmi1、空开2、第一漏电保护器4及第二漏电保护器5位于智能车载电源壁盒的同一个外面板上；人机界面hmi1、空开2、第一漏电保护器4、第二漏电保护器5及浪涌保护器嵌入在外面板上；交流电源输入接口、直流电源输入接口8、直流负载支路输出接口10及交流负载支路输出接口11所处的外面板与人机界面hmi1、空开2、第一漏电保护器4、第二漏电保护器5及浪涌保护器所处的外面板相对设置。
41.智能车载电源壁盒内壁沿四周设置有凹槽，安装板固定在凹槽内；或者在智能车载壁盒内部底面固定螺丝，通过螺丝将安装板固定在智能车载壁盒内部。
42.安装板可以是镀锌板或铁板，2-3mm厚，距离电箱底板约15mm。
43.整流器、逆变器、多个直流接触器上有安装孔，安装板上设有过孔，整流器、逆变器、多个直流接触器经所述的安装孔及过孔及螺钉固定在安装板上；所述控制芯片可以是单片机或dsp28335。
44.多个电流传感器、多个电压传感器通过固定底座固定在智能车载电源壁盒内的侧壁上，所述的固定底座为第一导轨，固定多个电流传感器、多个电压传感的第一导轨通过螺钉固定在智能车载电源壁盒内的侧壁上。
45.多个交流接触器通固定底座固定在安装板上，所述固定交流接触器的固定底座为在第二导轨上，第二导轨通过螺钉固定在安装板上。
46.所述的多个电流传感器、多个直流接触器、多个电压传感器及多个交流接触器分别是五个、五个、四个及四个；五个电流传感器在壁盒内部布置在一起、五个在壁盒内部直流接触器布置在一起、四个电压传感器在壁盒内部布置在一起、四个交流接触器在安装板上布置在一起。
47.控制芯片固定在支架上，所述支架通过螺钉固定在安装板上；支架下方为五个直流接触器；控制芯片层叠放置于五个交流接触器上方。
48.如图4所示，交流电源输入接口包括市电220v输入接口6及发电机输入接口7，市电220v输入接口连接第一交流接触器，发电机输入接口 6连接第二交流接触器；第一交流接触器及第二交流接触器均连接浪涌保护器13，具体是第一交流接触器及第二交流接触器并联后与浪涌保护器连接；直流电源输入接口连接第四直流接触器，第四直流接触器输出电路上设置第五直流接触器，第四直流接触器及第五直流接触器之间的电路上设置第四电流检测器及第三电压检测器。
49.浪涌保护器13输出电路上设置第一漏电保护器4。
50.第一漏电保护器4同时连接整流器及第三交流接触器，整流器及第三交流接触器并联，第一漏电保护器4与整流器及第三交流接触器串联，第一漏电保护器4与整流器及第三交流接触器之间的电路上设置第一电压检测器及第一电流检测器，如第一电压检测器及
第一电流检测器检测正常，则接通整流器或第三交流接触器。
51.整流器输出电路上设置第一直流接触器。
52.第一直流接触器及第五直流接触器并联后连接第二电压检测器，第二电压检测器连接第二直流接触器、第三直流接触器，第二、第三直流接触器并联。
53.第二电压检测器用于检测第一直流接触器及第五直流接触器输出电路上的电压是否正常。
54.第二直流接触器连接第一直流负载支路的输出接口，第二直流接触器与第一直流负载支路输出接口之间的电路上设置第二电流检测器，第二电流检测器用于检测第二直流接触器输出电路上的电流是否正常。
55.第三直流接触器连接第二直流负载支路的输出接口，第三直流接触器与第二直流负载支路输出接口之间的电路上设置第三电流检测器，第三电流检测器用于检测第三直流接触器输出电路上的电流是否正常。
56.第四直流接触器输出电路上依次串联设置第四电流检测器、第三电压检测器、第五直流接触器、逆变器、第四交流接触器、第二漏电保护器5，第二漏电保护器5连接交流负载支路的输出接口，第二漏电保护器5与交流负载支路的输出接口之间设置有第四电压检测器及第五电流检测器；第四电压检测器及第五电流检测器用于检测第二漏电保护器5 输出电压及电流是否正常，如正常则交流负载支路的输出接口接通，可为交流负载支路供电；第三交流接触器与第四交流接触器并联后连接第二漏电保护器5。
57.在hmi界面上设置有与各负载支路相对应的on/off操控按钮，在 hmi界面上点击各负载支路的on/off操控按钮，相应负载支路的接触器吸合或断开，负载支路通电或断电。
58.使用时，通过空开使车载电源壁盒接电，智能电源壁盒自动判别电源输入类型，是市电输入，或者发电机输入，或者直流输入；具体过程是逻辑控制器检测“市电输入”有无电压，如有电压，将第一交流接触器接通；如无电压，检测“发电机输入”有无电压，如有电压，将第二交流接触器接通；如也无电压，检测“直流电源输入”有无电压，如有电压，将第四直流接触器接通；如也无电压，则车载电源壁盒无外电输入。
59.如图5所示，具体过程是在hmi点击“第一直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第二直流接触器”接通，如同时“第二电流检测器”正常，则“第一直流负载支路”开启；在hmi点击“第一直流负载支路”的off关闭按钮，“第二直流接触器”断开，“第一直流负载支路”关闭；在hmi点击“第一直流负载支路”on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第二直流接触器”接通，如同时“第二电流检测器”异常，则在hmi上报故障，并且“第一直流负载支路”不会开启；在hmi点击“第一直流负载支路”on开启按钮，如“第二电压检测器”异常，则在hmi上报故障，并且“第一直流负载支路”不会开启。
60.在hmi点击“第二直流负载支路”on开启按钮，如第二电压检测器正常，“第三直流接触器”接通，如同时“第三电流检测器”正常，则“第二直流负载支路”开启；在hmi点击“第二直流负载支路”off关闭按钮，“第三直流接触器”断开，“第二直流负载支路”关闭；在hmi 点击“第二直流负载支路”on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第三直流接触器”接通，如同时“第三电流检测器”异常，则在hmi 上报故障，并且“第二直流负载支路”不会开启；在hmi点击“第二直流负载支路”on开启按钮，如“第二电压检测器”异常，则在hmi上报故障，并且“第二直流负载支路”不会开启。
61.在hmi点击“交流负载支路”on开启按钮，如第四电压检测器及第五电流检测器检测正常，交流负载支路开启；在在hmi点击“交流负载支路”off关闭按钮，交流负载支路关闭；如在hmi点击“交流负载支路”on开启按钮，如第四电压检测器或第五电流检测器检测异常，则在 hmi上报故障，并且“交流负载支路”不会开启。
62.交流电源输入连接直流负载支路输出接口或交流负载支路输出接口；直流电源输入连接直流负载支路输出接口或交流负载支路输出接口；交流电源输入可以为直流负载支路或交流负载支路供电；直流电源输入可以为直流负载支路或交流负载支路供电。
63.如采用市电220v输入对直流负载支路供电，逻辑控制器检测到市电 220v输入有电压，将第一交流接触器接通，第一交流接触器输出电路上依次设置有浪涌保护器、第一漏电保护器4，第一漏电保护器4连接整流器，在第一漏电保护器4及整流器之间的电路上设置有第一电压检测器及第一电流检测器，如第一电压检测器及第一电流检测器检测正常，则将整流器接通，整流器输出电路上设置有第一直流接触器；在hmi界面上点击“第一直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第二直流接触器”接通，如同时“第二电流检测器”正常，则“第一直流负载支路”开启；在hmi界面上点击“第二直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第三直流接触器”接通，如同时“第三电流检测器”正常，则“第二直流负载支路”开启。
64.如采用市电220v输入对交流负载支路供电，逻辑控制器检测到市电 220v输入有电压，将第一交流接触器接通，第一交流接触器输出电路上依次设置有浪涌保护器、第一漏电保护器4，第一漏电保护器4连接第三交流接触器，第一漏电保护器4与第三交流接触器之间的电路上设置有第一电压检测器及第一电流检测器，如第一电压检测器及第一电流检测器检测正常，则接通第三交流接触器，第三交流接触器输出电路上依次设置第二漏电保护器5、第四电压检测器、第五电流检测器，在hmi 界面上点击“交流负载支路”的on开启按钮，如第四电压检测器及第五电流检测器检测正常，则交流负载支路开启。
65.如采用发电机输入对直流负载支路供电，逻辑控制器检测到发电机输入有电压，将第二交流接触器接通，第二交流接触器输出电路上依次设置有浪涌保护器、第一漏电保护器4，第一漏电保护器4连接整流器，在第一漏电保护器4及整流器之间的电路上设置有第一电压检测器及第一电流检测器，如第一电压检测器及第一电流检测器检测正常，则将整流器接通，整流器输出电路上设置有第一直流接触器；在hmi界面上点击“第一直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第二直流接触器”接通，如同时“第二电流检测器”正常，则“第一直流负载支路”开启；在hmi界面上点击“第二直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第三直流接触器”接通，如同时“第三电流检测器”正常，则“第二直流负载支路”开启。
66.如采用发电机输入对交流负载支路供电，逻辑控制器检测到发电机输入有电压，将第二交流接触器接通，第二交流接触器输出电路上依次设置有浪涌保护器、第一漏电保护器4，第一漏电保护器4连接第三交流接触器，第一漏电保护器4与第三交流接触器之间的电路上设置有第一电压检测器及第一电流检测器，如第一电压检测器及第一电流检测器检测正常，则接通第三交流接触器，第三交流接触器输出电路上依次设置第二漏电保护器5、第四电压检测器、第五电流检测器，在hmi界面上点击“交流负载支路”的on开启按钮，如第四电压检测器及第五电流检测器检测正常，则交流负载支路开启。
67.如采用直流电源输入对直流负载支路供电，逻辑控制器检测到直流电源输入有电压，将第四直流接触器接通，第四直流接触器及第五直流接触器之间的电路上设置有第四电流检测器及第三电压检测器，如第四电流检测器及第三电压检测器检测正常，则第五直流接触器接通，第五直流接触器连接第二电压检测器；在hmi界面上点击“第一直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，则“第二直流接触器”接通，如同时“第二电流检测器”正常，则“第一直流负载支路”开启；在hmi界面上点击“第二直流负载支路”的on开启按钮，如“第二电压检测器”正常，“第三直流接触器”接通，如同时“第三电流检测器”正常，则“第二直流负载支路”开启。
68.如采用直流电源输入对交流负载支路供电，逻辑控制器检测到直流电源输入有电压，将第四直流接触器接通，第四直流接触器及第五直流接触器之间的电路上设置有第四电流检测器及第三电压检测器，如第四电流检测器及第三电压检测器检测正常，则第五直流接触器接通，第五直流接触器输出电路上依次设置有逆变器、第四交流接触器、第二漏电保护器5、第四电压检测器、第五电流检测器，在hmi界面上点击“交流负载支路”的on开启按钮，如第四电压检测器及第五电流检测器检测正常，则交流负载支路开启。
69.市电220v输入、发电机输入、直流电源输入三者中通常仅使用其中一种电源输入方式，当车辆附近有市电接口时，采用市电220v输入，当车辆处于野外环境时，可采用发电机输入，当既无市电接口、又无发电机时，可采用蓄电池直流电源输入；每一种电源输入能给所有的直流负载支路及交流负载支路供电。
70.如存在市电、发电机、直流电源三者同时接通的情形，逻辑控制器可按照优先级顺序选择其中一种电源输入，例如优先使用市电220v输入。
71.本实用新型采用可编程实现逻辑功能的电子控制芯片对电路工作进行控制，通过软件程序对电路工作进行控制，实现车载电源壁盒电路的智能化运行；各支路电压、电流信号采集到逻辑控制器，由控制器与hmi 进行通讯，通过对控制器编程，控制各支路接触器通断；电路中电压、电流信号采集到逻辑控制器，控制器通过rs232\rs485等与hmi进行通讯；通过控制器和hmi编程，检测电压电流状态，实现对各支路的通断控制。
72.电压检测器或电流检测器可以是电压传感器或电流传感器；也可以是集成电路板；当检测电压或电流超过10％，控制程序会将相关支路的接触器断掉，起到保护电路的作用；然后人工检查电路，查找原因。
73.在车载电源壁盒内部设置温度传感器，温度传感器通过螺钉及支架固定在车载电源壁盒的内壁，考虑到整流器或逆变器工作中产生的热量较高，温度传感器可固定在靠近整流器或逆变器的壁盒内壁，并且固定在与电流传感器及电压传感器相对的一侧的内壁；温度传感器与hmi界面电连接，温度传感器的数据可在触控屏上显示；当温度传感器检测数据高于设定数据的10％，制程序会将相关支路的接触器断掉，起到保护电路的作用；然后人工检查电路，查找原因。
74.本实用新型中电压检测数据、电流检测数据及温度传感器数据可以在hmi上显示。
75.本实用新型电源壁盒结构和尺寸，参照服务器机架的u型设计，壁盒尺寸为4u，本实用新型壁盒结构及尺寸更利于嵌入车体内部。
76.最后应说明的是：本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参
照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
77.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。