利用降压转换器的总线预充电控制制造技术

公开了一种车辆和利用降压转换器的总线预充电控制。所述车辆具有通过接触器连接的牵引电池和电阻抗。公开了一种预充电电路，所述预充电电路被构造为控制从牵引电池经过预充电电路流到电阻抗的电流的流动，以增大电阻抗处的电压，使得随着电阻抗处的电压接近牵引电池的电压，预充电电路的占空比接近于最大值，并且流经所述预充电电路的电流接近于最小值。响应于所述电流降低到低于预定值，闭合接触器。公开了一种电流传感器，所述电流传感器布置在所述预充电电路中。公开了一种操作所述预充电电路的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了一种车辆和利用降压转换器的总线预充电控制。所述车辆具有通过接触器连接的牵引电池和电阻抗。公开了一种预充电电路，所述预充电电路被构造为控制从牵引电池经过预充电电路流到电阻抗的电流的流动，以增大电阻抗处的电压，使得随着电阻抗处的电压接近牵引电池的电压，预充电电路的占空比接近于最大值，并且流经所述预充电电路的电流接近于最小值。响应于所述电流降低到低于预定值，闭合接触器。公开了一种电流传感器，所述电流传感器布置在所述预充电电路中。公开了一种操作所述预充电电路的方法。【专利说明】利用降压转换器的总线预充电控制
本申请涉及从牵引电池对车辆的电力负载进行预充电，以延长接触器的寿命。
技术介绍
使用高压电池组(battery pack)的车辆通常包括主接触器，以切换通往电力电子组件的电池电力。通常存在与电力电子电路相关联的特定电容。当闭合主接触器时，所述电容可产生大的涌流(inrush current)。所述大的涌流可在接触器两端产生电弧,对接触器造成损坏或者减少接触器的操作寿命并产生火花。为了消除所述大的涌流并保护主接触器，预充电电路经常与主接触器并联使用。 典型的预充电电路可包括预充电接触器和与之串联的电阻器，预充电接触器和电阻器连接在主接触器两端。在车辆通电期间，预充电接触器闭合，并且电流流经预充电接触器和电阻器。选择电阻器以限制流动的电流的量。当总线已经达到期望的电压或者在期望的范围内时，主接触器可被接通，并且预充电接触器可被断开。尽管所述预充电电路在主接触器接通期间会降低主接触器两端的电压，但是在主接触器两端仍然会有一些低电压，所述低电压会随着时间损坏接触器。 通过利用分压器电路测量电池输出和主接触器输出之间的电压差来结束典型的预充电事件。对于典型的汽车温度范围内的高电压，需要高精度分压器电路来测量接近于零的电压。另外，在电池输出和主接触器输出可能需要这一类型的电路，这将对车辆增加额外的成本。
技术实现思路
一种车辆包括:牵引电池；接触器，被构造为连接牵引电池与电阻抗；预充电电路。所述预充电电路被构造为:响应于接触器的闭合信号，控制从牵弓I电池经过预充电电路流到电阻抗的电流的流动，以增大电阻抗处的电压，使得随着电阻抗处的电压接近于牵引电池的电压，预充电电路的占空比接近于100%，并且流经预充电电路的电流接近于零。所述预充电电路被构造为响应于所述电流的幅值降低到低于预定值而闭合接触器。所述预充电电路可被构造为:测量流经所述预充电电路的电流，并且基于所述电流的测量将流经所述预充电电路的电流控制在预定的范围内。所述预充电电路还可被构造为:将流经所述预充电电路的电流控制在实质小于所述电阻抗的额定电流的预定的范围内。所述预充电电路可包括电流传感器，所述电流传感器具有一量程，使得小于电阻抗的额定电流的电流将导致电流传感器在最大值处饱和。所述预充电电路可包括电感器和开关器件，所述开关器件被构造为将牵引电池连接到电感器，其中，电感器将开关器件连接到电阻抗。所述车辆还可包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为:基于测量的流经预充电电路的电流和期望的电流之间的差而输出预充电电路的占空比。所述预充电电路还可被构造为:控制电流的流动，使得随着电阻抗处的电压接近于牵引电池的电压，所述预充电电路的频率接近于零。 一种车辆包括:接触器，被构造为连接牵引电池与电阻抗；预充电电路。所述预充电电路被构造为:(i)响应于接触器的闭合信号，控制流经预充电电路的电流的流动，使得随着电阻抗处的电压接近牵引电池的电压，预充电电路的频率接近于零，并且流经预充电电路的电流接近于最小值；(ii)响应于所述电流降低到低于预定值，闭合接触器。所述预充电电路还可被构造为:测量流经预充电电路的电流，并且基于所述测量将流经预充电电路的电流控制到预定的范围。所述预充电电路还可被构造为:控制电流流动，使得随着电阻抗处的电压接近牵引电池的电压，预充电电路的占空比接近于100 %。所述车辆可包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为:响应于测量时间处于预定的范围之外，设置诊断代码，其中，所述测量时间是流经预充电电路的电流降到低于所述预定值的持续时间。所述预充电电路可包括电流传感器，所述电流传感器具有最大值，使得小于所述电阻抗的额定电流的电流将导致电流传感器在最大值处饱和。所述预充电电路可包括电感器和开关器件，所述开关器件被构造为将牵引电池连接到电感器，其中，电感器将开关器件连接到电阻抗。 —种用于从电池对电力负载进行预充电的方法包括:接收信号，以闭合接触器；测量流经连接到接触器的两端的电感器的电流；操作开关器件，以基于所测量的电流来控制流经电感器的电流；响应于当开关器件被触发时所测量的电流降低到低于预定值，闭合接触器。操作开关器件以控制流经电感器的电流的步骤可包括:基于期望电流和所测量的电流之间的误差而产生开关器件的频率和占空比。操作开关器件以控制流经电感器的电流的步骤可包括:产生开关器件的频率和占空比，以将所测量的电流控制在预定的范围内。所述预定的范围可以基于电力负载的电容和期望的预充电时间。流经电感器的电流可以被控制至实质小于电力负载的额定电流的值。操作开关器件以控制流经电感器的电流的步骤可包括:当所测量的电流降低到低于第一预定阈值时使开关器件导通，当所测量的电流超过第二预定阈值时使开关器件截止，从而产生开关器件的占空比和开关频率，其中，第二预定阈值大于第一预定阈值。所述方法还可包括:测量所测量的电流降低到低于所述预定值所需的时间，如果所测量的时间超过第一预定时间或低于第二预定时间，则储存诊断代码。 一种用于从电池对电力负载进行预充电的方法包括:通过至少一个控制器执行以下步骤:接收信号，以闭合接触器；测量流经连接到接触器的两端的电感器的电流；操作开关器件，以基于所测量的电流来控制流经电感器的电流；响应于当开关器件被触发时所测量的电流降低到低于预定值，闭合接触器。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出典型的动力传动系和能量储存组件的插电式混合动力电动车辆的示意图。 图2是在车辆内用于将高压电池组连接到电力负载的可能的布置的示意图。 图3是可能的预充电电路布置的示意图。 图4是可能的预充电电路电流控制方案的流程图。 【具体实施方式】 在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例，并且其他实施例可以采取多种和替代的形式。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式实施本专利技术的代表性基础。如本领域的技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的多个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。 图1描绘了典型的混合动力电动车辆。典型的混合动力电动车辆2可包括机械地连接至混合动力传动装置6的一个或更多个电动机4。此外，混合动力传动装置6机械地连接至发动机8。混合动力传动装置6还可被机械地连接至驱动轴10，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，包括：接触器，被构造为连接牵引电池与电阻抗；预充电电路，被构造为：(i)响应于接触器的闭合信号，控制流经预充电电路的电流的流动，使得随着电阻抗处的电压接近牵引电池的电压，预充电电路的频率接近于零，并且流经预充电电路的电流接近于最小值；(ii)响应于所述电流降低到低于预定值，闭合接触器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：哈斯迪·R·哈希姆，布鲁斯·卡维·布雷克蒙，阿诺德·维库·门萨布朗，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US