一种多级电池合路器及控制方法与流程

1.本发明涉及电源技术领域，更具体涉及储能系统中的一种多级电池合路器及控制方法。


背景技术：

2.电池供电系统通常用于移动设备或者固定设备的备用电源中。目前用于移动供电系统的电池有铅酸蓄电池和锂离子电池等。随着用电系统的功率越来越大，经常需要对电池进行扩容。而新增加的电池和原有电池的容量、特性，或者种类完全不同，因此就需要合路器将相同的或者不同的电池进行并联工作。
3.在现有技术中，电池合路电路均是同时给负载供电，当电池电力不足时，所有负载均无法用电，例如中国专利cn 109831018 a公开了一种电源合路为车载无线通讯终端供电的电源合路电路；cn 211239413 u公开了一种多路电池合路给负载供电。但在实际使用时，负载有重要负载和非重要负载之分，而往往对重要负载的供电是要求连续并稳定的，因此这种供电方法不适用于对重要负载供电。
4.综上所述，为了使用不同的电池为系统供电，必须优先保障重要负载的供电需求，与此同时还要保护电池，提高系统的可靠性和安全性。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的缺陷，提出了一种多级电池合路器及控制方法，目的在于将重要负载和非重要负载分开，在电力不足的情况下优先给重要负载供电。通过分级合路可以有效提高供电系统的保障能力。同时要保护第一蓄电池和第二蓄电池，提高系统的可靠性和安全性。由于发电系统状态复杂，同时负载工况多样，因此要保障所有电池在不同工况下操持最优供电保障能力，需要对电池合路装置的控制逻辑进行优化。
6.本发明采取的技术方案为：一种多级电池合路器，包括：起动/发电机、合路器、第一蓄电池、第二蓄电池、辅助电源、控制器、驱动电路、重要负载、非重要负载、电流传感器、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻。
7.所述第一蓄电池与电流传感器串联后并联在直流母线的正负端，起动/发电机、重要负载、辅助电源也并联在直流母线的正负端，电流传感器的输出端与控制器的电流输入端相连。
8.所述第一分压电阻与第二分压电阻串联后并联在直流母线的正负端用于检测第一蓄电池的电压，其分压端与控制器的第一电压输入端相连。
9.所述辅助电源的输出端与控制器的电源端相连，控制器的输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与合路器的控制端相连。
10.所述合路器的输入端a与直流母线的正端相连，合路器的输出端c与非重要负载的正极相连，合路器的合路端b与第二蓄电池的正极相连，第二蓄电池的负极与电池负端g和
直流母线的负端相连，非重要负载的负极连接到电池负端g。
11.所述第三分压电阻、第四分压电阻串联后并联在第二蓄电池的正负端用于检测第二蓄电池的电压，其分压端与控制器的第二电压输入端相连。
12.所述合路器包括：第一开关q1、第二开关q2、输入端a，合路端b，输出端c、电池负端g，第一二极管，第一电容，第一吸收电阻，第二二极管，第二电容，第二吸收电阻，续流二极管。
13.所述第一开关q1漏极与输入端a相连，源极与合路端b相连，第二开关q2漏极与合路端b相连，源极与输出端c相连，第一蓄电池正极与输入端a相连，负极与电池负端g相连，第二蓄电池正极与合路端b相连，负极与电池负端g相连。
14.所述合路器中第一二极管的阴极与第一电容串联，第一吸收电阻并联在第一二极管两端组成第一吸收电路，第一吸收电路与第一开关q1并联，其中第一电容与第一开关q1的源极相连；所述合路器中第二二极管的阴极与第二电容串联，第二吸收电阻并联在第二二极管两端组成第而吸收电路，第二吸收电路与第二开关q2并联，其中第二电容与第二开关q2的源极相连；所述续流二极管的阴极接输出端c、阳极接电池负端g，当第二开关q2关断时为负载电流提供续流通路。
15.所述合路器将第一蓄电池与第二蓄电池的电压合路到一起向所有负载供电。
16.为了对第一蓄电池和第二蓄电池进行逻辑控制，从低到高设置了1个电流设定值和6个电压设定值：第一设定电流，最低电压，第一设定电压，第二设定电压，第三设定电压，第四设定电压 ，最高电压，所述最低电压 《 第二设定电压 《 第三设定电压 《 第一设定电压 《 第四设定电压 《 最高电压；其中，最低电压为放电截止电压，最高电压为充电截止电压，第三设定电压为电池的平台电压，第四设定电压接近最高电压，作为浮充电压，通过检测电池电压与所设定的电压进行比较并结合设定的电流进行优化逻辑控制。
17.通过第一分压电阻和第二分压电阻(12)分压测得第一蓄电池的电压u1，通过第三分压电阻和第四分压电阻分压测得第二蓄电池的电压u2，电流传感器测得流入第一蓄电池的电流i1。
18.所述第一蓄电池的电压u1大于第一设定电压时，判定第一蓄电池电量较高；第二蓄电池的电压u2大于第二设定电压时，判定第二蓄电池电量较高；第二蓄电池的电压u2大于第三设定电压并且流入第一蓄电池正极的电流i1大于第一设定电流时，判定第二蓄电池电量较较高，且有外部输入电能，能够向非重要负载供电；第二蓄电池的电压u2大于第四设定电压时，判定第二蓄电池处于浮充状态。
19.辅助电源负责整个系统的起停控制，当辅助电源上电后，多级电池合路器才能够正常工作；如果辅助电源停机，第一蓄电池与第二蓄电池仍然能够通过合路器共同向起动/发电机和重要负载供电。
20.在发动机起动时起动/发电机起动后转入发电状态，可以根据合路器的控制逻辑向第一蓄电池与第二蓄电池提供充电电流。
21.第一开关q1、第二开关q2为带有反并联体二极管的mosfet。
22.合路器不工作时，可以通过第一开关q1和第二开关q2反并联体二极管向起动/发电
机和重要负载供电，提高系统的供电可靠性和安全性。
23.所述的一种多级电池合路器的控制方法，控制策略如下：策略1：初始上电时，第一蓄电池和第二蓄电池状态不明，为了保证安全，此时使第一开关q1和第二开关q2处于断开状态，第一开关q1内部反向并联体二极管能够保证第一蓄电池和第二蓄电池同时给起动/发电机、重要负载和辅助电源供电，不给非重要负载供电；如果此时起动/发电机起动，即工作在电动机状态，第一蓄电池和第二蓄电池也给起动/发电机供电； 辅助电源给控制器供电，控制器判断所检测到的 第一蓄电池的电压u1和 第二蓄电池的电压u2。
24.如果第一蓄电池的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2大于第二设定电压，判定第一蓄电池电量低、第二蓄电池高，则使第二开关q2导通导通，第一开关q1仍然处于断开状态，此时第一蓄电池和第二蓄电池给起动/发电机、辅助电源和重要负载供电，第二蓄电池同时给非重要负载供电，而第一蓄电池不给非重要负载供电。
25.如果第一蓄电池的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池电量较高、第二蓄电池电量低，则使第一开关q1导通导通，第二开关q2仍然处于断开状态，此时第一蓄电池给起动/发电机、辅助电源和重要负载供电，同时给第二蓄电池充电， 第二蓄电池不给非重要负载供电，但是第二蓄电池可以给起动/发电机、辅助电源、 重要负载供电。
26.如果第一蓄电池的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2大于第二设定电压，判定第一蓄电池电量较高、第二蓄电池电量高，则使第一开关q1和第二开关q2导通导通，此时第一蓄电池给起动/发电机、辅助电源和 重要负载供电，同时给第二蓄电池充电，第二蓄电池给所有负载供电。
27.如果第一蓄电池的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池电量 低、第二蓄电池电量低，则使第一开关q1和第二开关q2保持导通状态不变，第一蓄电池和第二蓄电池可以共同为起动/发电机、辅助电源和重要负载供电。
28.策略2：当第一开关q1处于断开状态， 第二开关q2处于导通状态时，控制器判断所检测到的第一蓄电池的电压u1和第二蓄电池的电压u2，如果第一蓄电池的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池电量较高、第二蓄电池电量低，则使第一开关q1导通，第二开关q2断开，此时第一蓄电池给起动/发电机、辅助电源和重要负载供电，同时给 第二蓄电池充电，第二蓄电池仅为除了非重要负载以外的其他负载供电。
29.如果第一蓄电池的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2仍然大于第二设定电压，判定第一蓄电池电量较高、第二蓄电池电量高，则使第一开关q1导通，第二开关q2仍然处于导通状态，此时第一蓄电池和第二蓄电池一起给所有负载供电。
30.如果第一蓄电池的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池电量 低、第二蓄电池电量低，则使第一开关q1和第二开关q2都断开，此时第一蓄电池给起动/发电机、辅助电源和 重要负载供电， 第二蓄电池仅为除了非重要负载以外的其他负载供电。
31.策略3：当第一开关q1处于导通状态，第二开关q2处于断开状态时，控制器判断所检测到的第一蓄电池的电压u1和第二蓄电池的电压u2，如果第二蓄电池的电压u2大于第三设
定电压，流入第一蓄电池正极的电流i1大于第一设定电流，判定第一蓄电池电量较高、第二蓄电池接近充满状态，且有外部电源给电池充电，则使第二开关q2导通，第一开关q1仍然处于导通状态，因此使第一蓄电池给起动/发电机、辅助电源和 重要负载供电，同时允许第二蓄电池向非重要负载供电。
32.如果第一蓄电池的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池的电压u2仍然小于第二设定电压，判定第一蓄电池和第二蓄电池的容量均低，则使第一开关q1断开，第二开关q2仍然处于断开状态，第一蓄电池和第二蓄电池共同给重要负载和辅助电源供电，不给非重要负载供电。
33.策略4：当第一开关q1和第二开关q2同时处于导通状态时，控制器判断所检测到的第一蓄电池的电压u1和第二蓄电池的电压u2。
34.如果第一蓄电池的电压u1小于第三设定电压，第二蓄电池的电压u2仍然大于第二设定电压，判定第一蓄电池电量较低、第二蓄电池电量高，则使第一开关q1断开，第二开关q2仍然处于导通状态，此时第一蓄电池给起动/发电机、辅助电源和 重要负载供电，第二蓄电池同时给非重要负载供电，而第一蓄电池不给非重要负载供电。
35.如果第二蓄电池的电压u2大于第四设定电压，判定第二蓄电池处于浮充状态，则使第一开关q1间歇性导通，此时 第一蓄电池和 第二蓄电池给所起动/发电机、述辅助电源和重要负载供电，第二蓄电池同时给非重要负载供电，第一蓄电池间歇性给第二蓄电池充电。
36.策略5：当第一开关q1处于间歇性导通状态，第二开关q2处于导通状态时， 控制器判断所检测到的第一蓄电池的电压u1和第二蓄电池的电压u2，如果第二蓄电池的电压u2小于第四设定电压，判定第二蓄电池结束浮充状态，则使第一开关q1从间歇性导通状态转为导通状态，第二开关q2仍然处于导通状态，第二蓄电池不再处于浮充状态，此时第一蓄电池和第二蓄电池给起动/发电机、辅助电源和重要负载供电，第二蓄电池同时给非重要负载供电，第一蓄电池处于正常给第二蓄电池充电状态。
37.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：本发明的一个效果在于，通过合路器将重要负载和非重要负载区分开，正常供电时可以同时向所有负载供电，当电力不足时，优先给重要负载供电。
38.本发明的一个效果在于，当第二蓄电池电力不足时，第一蓄电池给第二蓄电池充电，当第一蓄电池电力不足时，不再给第二蓄电池充电，保护了第一蓄电池和第二蓄电池。
39.本发明的一个效果在于，起动时第一蓄电池和第二蓄电池同时向起动/发电机供电，使起动更可靠。
40.本发明的一个效果在于，第一蓄电池和第二蓄电池可以同时给重要负载和非重要负载供电，提高了系统的可靠性。
41.本发明的一个效果在于，电量不足时，第二蓄电池可以向第一蓄电池（即重要负载供电的蓄电池）供电，而第一蓄电池不能反向给第二蓄电池和非重要负载供电。当电量充足或者发电机工作时，第一蓄电池的电能允许向第二蓄电池供电，保障了系统的使用灵活和最佳充电状态。
42.本发明的一个效果在于，多级电池合路器不工作时，仍然可以通过第一开关q1和第二开关q2反并联体二极管向起动/发电机和重要负载供电，提高系统的供电可靠性和安
全性。
附图说明
43.图1现有技术公开的一种电源合路方案的示意图；图2是本发明中一种多级电池合路器的结构示意图；图3是本发明中合路器示意图；图4是本发明中多级电池合路器详图；图5是本发明中电池充放电曲线图；图6是本发明中控制策略及状态转换图；图7是本发明中多级电池合路器的一种应用方案；图8是本发明中多级电池合路器的另一种应用方案。
44.附图中，各标号所代表的部件：1、起动/发电机；2、合路器；3、第一蓄电池；4、第二蓄电池；5、辅助电源；6、控制器；7、驱动电路；8、重要负载；9、非重要负载；10、电流传感器；11、第一分压电阻；12、第二分压电阻；13、第三分压电阻；14、第四分压电阻；201、第一开关q1；202、第二开关q2；203、重要负载端a；204、合路端b；205、非重要负载端c；206、电池负端g；207、第一二极管；208、第一电容；209、第一吸收电阻；210第二二极管；211、第二电容；212、第二吸收电阻；续流二极管213。
具体实施方式
45.下面结合附图对本发明做进一步的介绍。
46.现有公开的合路器技术，通常是将主电源和备份电源通过两个二极管隔离后并联，然后给后级单元供电，如图1所示。由于采用二极管对不同电源和电池进行合路，因此无法对电池的能流进行控制。因此，本技术实施例公开了一种多级电池合路器及其控制方法，图2为一种多级电池合路器的结构示意图。该多级电池合路器包括起动/发电机1、合路器2、第一蓄电池3、第二蓄电池4、辅助电源5、控制器6、驱动电路7、重要负载8、非重要负载9、电流传感器10、第一分压电阻11、第二分压电阻12、第三分压电阻13、第四分压电阻14。图2所示供电系统有第一蓄电池3和第二蓄电池4，通过合路器2并联在一起，系统直流母线的负极接所有设备的负极，直流母线的正极被合路器2分为两段，其中合路器2与起动/发电机1之间的第一直流母线正极接第一蓄电池3、起动/发电机1、辅助电源5、重要负载8；经过合路器之后的第二直流母线正极接非重要负载9。第二蓄电池4接在合路器2中的合路端b 204和直流母线负极之间。第一分压电阻11和第二分压电阻12用于检测第一蓄电池3电压，第三分压电阻13和第四分压电阻14用于检测第二蓄电池4电压。电流传感器10与第一蓄电池3串联，用于检测第一蓄电池3的电流。当电流i1为正时，第一蓄电池3是充电状态，当电流i1为正时，第一蓄电池3是放电状态。
47.由图2可知，辅助电源5将直流母线不稳定的电压变换为控制器6和驱动电路7所需的稳定电压。检测得到的第一蓄电池3电压u1，第二蓄电池4电压u2，以及第一蓄电池3的电流i1均输入给控制器6。控制器6中为全数字化控制系统，经过cpu的逻辑分析和运算，输出控制信号经过驱动电路7后分别控制第一开关q
1 201和第二开关q
2 202的导通和关断。
48.图3为本发明中合路器2的详细电路，合路器2包括第一开关q
1 201、第二开关q
2 202、重要负载端a 203，合路端b 204，非重要负载端c 205、电池负端g 206，第一二极管（207），第一电容（208），第一吸收电阻（209），第二二极管（210），第二电容（211），第二吸收电阻（212）。第一开关q
1 201和第二开关q
2 202由带有反并联体二极管的mosfet组成，见图3。
49.第一开关q
1 201与第二开关q
2 202首尾串联，其中第一开关q
1 201的漏极与重要负载端a 203相连，第二开关q
2 202的源极与非重要负载端c 205相连。第一开关q
1 201与第二开关q
2 202的连接点为合路端b 204，该点也是第二蓄电池4正极的接入点。
50.重要负载端a 203接第一直流母线正极和第一蓄电池3的正极，第一直流母线上的负载都是较为重要的负载。非重要负载端c 205连接第二直流母线正极，第二直流母线上的负载都是非重要的负载，在电池电量低的情况下可以暂停工作，以便确保起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8的正常工作。
51.第一二极管207、第一电容208、第一吸收电阻209组成一个rdc吸收电路并联在第一开关q
1 201两端，在第一开关q
1 201关断时起到吸收线路感应电压的作用。如图3所示，第一二极管207阴极与第一电容208串联，第一吸收电阻209并联在第一二极管207两端。当第一开关q
1 201关断时，线路上寄生电感的能量通过第一二极管207阴极充入第一电容208，防止在第一开关q
1 201上感应出高电压影响电路的安全。当第一开关q
1 201导通时，充入第一电容208的能量经过第一吸收电阻209消耗掉。第二二极管210、第二电容211、第二吸收电阻212所起的作用与上述功能类似。
52.如图3所示，续流二极管213的阴极接输出端c 205、阳极接电池负端g 206，当第二开关q
2 202关断时，第二直流母线正极接非重要负载9上的感性电流需要一个续流通道，因此，续流二极管213可以为第二直流母线正极接非重要负载9上的感性提供续流通路。而当第一开关q
1 201关断时，第二蓄电池4充当了续流通道的作用，因此不会因为感性电流的关断而在母线上感应出高电压。
53.图4为本发明中多级电池合路器详图，其中电流传感器10采样第一蓄电池3的电流i1，规定充入第一蓄电池3的电流为正，从第一蓄电池3的放电电流为负。
54.驱动电路7受控制器6的控制，其输出两个驱动信号分别与第一开关q
1 201和第二开关q
2 202的门极相连，并分别控制第一开关q
1 201和第二开关q
2 202的导通与关断。
55.图5为本发明中电池充放电曲线，该图分别定义了：最低电压《第二设定电压《第三设定电压《第一设定电压《第四设定电压《最高电压。
56.其中最低电压是电池放电的截止电压，最高电压是电池充电的完成电压，第四设定电压为浮充电压，第三电压为电池的平台电压。
57.第一电压为第一蓄电池3的状态判定电压，因为第一蓄电池3必须保证重要负载的供电，因此在一种可能的设计中，第一设定电压比第三设定电压高。
58.第二设定电压为第二蓄电池4的状态判定电压，因为第二蓄电池4主要负责非重要负载的供电，因此在一种可能的设计中，第二设定电压比第三设定电压低。
59.当第一蓄电池3的电压u1高于第三设定电压时，判定第一蓄电池3电量高；当第一蓄电池3的电压u1高于第一设定电压时，判定第一蓄电池3电量较高；
当第一蓄电池3的电压u1低于第三设定电压时，判定第一蓄电池3电量较低；当第二蓄电池4的电压u2高于第二设定电压时，判定第二蓄电池4电量高；当第二蓄电池4的电压u2高于第三设定电压时，判定第二蓄电池4电量较高；当第二蓄电池4的电压u2高于第四设定电压时且第一蓄电池3的电流i1大于第一设定电流（大于零）时，判定第二蓄电池4为浮充状态；当第二蓄电池4的电压u2低于第二设定电压时，判定第二蓄电池4电量低。
60.在一种可能的设计中，可取第一设定电压范围为：12v～14v，第二设定电压为8v～12v，第三设定电压为12v
±
1v，第四设定电压为13.8v～14v，第一设定电流为0~0.2a。
61.图6为本发明中的状态转换图，状态转换图体现了本发明对多级合路器的控制方法，可以看出本发明有5种基本的开关状态组合：第一状态，第一开关q
1 201和第二开关q
2 202均断开；第二状态，第一开关q
1 201断开第二开关q
2 202导通；第三状态，第一开关q
1 201导通第二开关q
2 202断开；第四状态，第一开关q
1 201和第二开关q
2 202均导通；第五状态，第一开关q
1 201间歇导通第二开关q
2 202导通；图6中还标出了所有状态之间可能的转换条件。未标出的状态转换通常不会出现，因此不做考虑。
62.根据检测的蓄电池的电压和电流信息，既可以对合路器进行优化控制：控制策略如下：策略1：初始上电时，第一蓄电池3和第二蓄电池4状态不明，为了保证安全，此时使第一开关q
1 201和第二开关q
2 202处于断开状态，第一开关q
1 201内部反向并联体二极管能够保证第一蓄电池3和第二蓄电池4同时给起动/发电机1、重要负载8和辅助电源5供电，不给非重要负载9供电；如果此时起动/发电机1起动，即工作在电动机状态，第一蓄电池3和第二蓄电池4也给起动/发电机1供电；辅助电源5给控制器6供电，控制器6判断所检测到的第一蓄电池3的电压u1和第二蓄电池4的电压u2。
63.如果第一蓄电池3的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2大于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量低、第二蓄电池4高，则使第二开关q
2 202导通导通，第一开关q
1 201仍然处于断开状态，此时第一蓄电池3和第二蓄电池4给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，第二蓄电池4同时给非重要负载9供电，而第一蓄电池3不给非重要负载9供电。
64.如果第一蓄电池3的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量较高、第二蓄电池4电量低，则使第一开关q
1 201导通导通，第二开关q
2 202仍然处于断开状态，此时第一蓄电池3给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，同时给第二蓄电池4充电，第二蓄电池4不给非重要负载9供电，但是第二蓄电池4可以给起动/发电机1、辅助电源5、重要负载8供电。
65.如果第一蓄电池3的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2大于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量较高、第二蓄电池4电量高，则使第一开关q
1 201和第二开关q
2 202导通导通，此时第一蓄电池3给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，同时给第二蓄电池4充电，第二蓄电池4给所有负载供电；
如果第一蓄电池3的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量低、第二蓄电池4电量低，则使第一开关q
1 201和第二开关q
2 202保持导通状态不变，第一蓄电池3和第二蓄电池4可以共同为起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电。
66.策略2：当第一开关q
1 201处于断开状态，第二开关q
2 202处于导通状态时，控制器6判断所检测到的第一蓄电池3的电压u1和第二蓄电池4的电压u2，如果第一蓄电池3的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量较高、第二蓄电池4电量低，则使第一开关q
1 201导通，第二开关q
2 202断开，此时第一蓄电池3给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，同时给第二蓄电池4充电，第二蓄电池4仅为除了非重要负载9以外的其他负载供电。
67.如果第一蓄电池3的电压u1大于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2仍然大于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量较高、第二蓄电池4电量高，则使第一开关q
1 201导通，第二开关q
2 202仍然处于导通状态，此时第一蓄电池3和第二蓄电池4一起给所有负载供电。
68.如果第一蓄电池3的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2小于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量低、第二蓄电池4电量低，则使第一开关q
1 201和第二开关q
2 202都断开，此时第一蓄电池3给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，第二蓄电池4仅为除了非重要负载9以外的其他负载供电。
69.策略3：当第一开关q
1 201处于导通状态，第二开关q
2 202处于断开状态时，控制器6判断所检测到的第一蓄电池3的电压u1和第二蓄电池4的电压u2，如果第二蓄电池4的电压u2大于第三设定电压，流入第一蓄电池3正极的电流i1大于第一设定电流，判定第一蓄电池3电量较高、第二蓄电池4接近充满状态，且有外部电源给电池充电，则使第二开关q
2 202导通，第一开关q
1 201仍然处于导通状态，因此使第一蓄电池3给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，同时允许第二蓄电池4向非重要负载9供电。
70.如果第一蓄电池3的电压u1小于第一设定电压，第二蓄电池4的电压u2仍然小于第二设定电压，判定第一蓄电池3和第二蓄电池4的容量均低，则使第一开关q
1 201断开，第二开关q
2 202仍然处于断开状态，第一蓄电池3和第二蓄电池4共同给重要负载8和辅助电源5供电，不给非重要负载9供电。
71.策略4：当第一开关q
1 201和第二开关q
2 202同时处于导通状态时，控制器6判断所检测到的第一蓄电池3的电压u1和第二蓄电池4的电压u2。
72.如果第一蓄电池3的电压u1小于第三设定电压，第二蓄电池4的电压u2仍然大于第二设定电压，判定第一蓄电池3电量较低、第二蓄电池4电量高，则使第一开关q
1 201断开，第二开关q
2 202仍然处于导通状态，此时第一蓄电池3给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，第二蓄电池4同时给非重要负载9供电，而第一蓄电池3不给非重要负载9供电。
73.如果第二蓄电池4的电压u2大于第四设定电压，判定第二蓄电池4处于浮充状态，则使第一开关q
1 201间歇性导通，此时第一蓄电池3和第二蓄电池4给所起动/发电机1、述辅助电源5和重要负载8供电，第二蓄电池4同时给非重要负载9供电，第一蓄电池3间歇性给第二蓄电池4充电。
74.策略5：当第一开关q
1 201处于间歇性导通状态，第二开关q
2 202处于导通状态时，控制器6判断所检测到的第一蓄电池3的电压u1和第二蓄电池4的电压u2，如果第二蓄电池4
的电压u2小于第四设定电压，判定第二蓄电池4结束浮充状态，则使第一开关q
1 201从间歇性导通状态转为导通状态，第二开关q
2 202仍然处于导通状态，第二蓄电池4不再处于浮充状态，此时第一蓄电池3和第二蓄电池4给起动/发电机1、辅助电源5和重要负载8供电，第二蓄电池4同时给非重要负载9供电，第一蓄电池3处于正常给第二蓄电池4充电状态。
75.图7为本发明中多级电池合路器的一种应用方案，重要负载8为车载通讯系统，非重要负载9为车载空调，当第一蓄电池3和第二蓄电池4电力充足时，第一蓄电池3和第二蓄电池4同时给重要负载8和辅助电源5供电，同时经过合路器2合路后给非重要负载9供电，当电力不足时，第一蓄电池3和第二蓄电池4会优先选择给车载通讯系统8辅助电源5供电，暂停对非重要负载9供电，实现了负载分优先级供电的功能。
76.图8为本发明中多级电池合路器的一种应用方案，重要负载8为车载网络系统，非重要负载9为车载冰箱当第一蓄电池3和第二蓄电池4电力充足时，第一蓄电池3和第二蓄电池4同时给重要负载8和辅助电源5供电，同时经过合路器2合路后给非重要负载9供电，当电力不足时，第一蓄电池3和第二蓄电池4会优先选择给车载网络系统8辅助电源5供电，暂停对非重要负载9供电，实现了负载分优先级供电的功能。
77.本发明的实施例公开的电源合路电路，可以用于车载供电系统。目前越来越多的大型货车为了增加车载电气负载，特别是在停车时为大量电气系统供电，都额外增加了蓄电池。而增加大容量电池一般都直接并在汽车直流母线端，因此所有负载均挂在直流母线上。汽车的原有电池，即第一蓄电池3和所增加的大容量蓄电池，即第二蓄电池4并联供电。当停车状态时，如果一直为负载供电，就有可能影响重要负载，比如汽车的起动/发电机1的起动，这样就会影响到车辆的正常运行。为此可以将本发明的一种多级电池合路器用于汽车供电系统，将原车的第一蓄电池3和所增加第二蓄电池4合路供电。将重要负载8接在第一蓄电池3侧，将非重要负载9接在第二蓄电池4侧，中间通过合路器2相连接。利用合路器2的优化控制逻辑和控制策略，可以在保证重要负载8正常工作的条件下，例如可以保障车辆正常起动的条件下，同时保障非重要负载9能够正常使用更长的时间。
78.对所公开的实施例的上述说明，仅用于本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现，因此本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创新点相一致的最宽的范围。