用于控制DC/DC功率转换器的方法和设备技术

本发明专利技术描述了一种包括高压蓄电池组件的车辆，高压蓄电池组件包括第一蓄电池单元模块和第二蓄电池单元模块以及DC/DC电力转换器组件。DC/DC电力转换器组件选择性地转换来自第一蓄电池单元模块和第二蓄电池单元模块的电力。DC/DC电力转换器的第二端电连接至低压系统。低压系统包括被配置成提供临界车辆运行的第一子系统。控制器包括可执行用于监控高压蓄电池组件的算法代码，包括：一经检测到高压蓄电池组件的第一蓄电池单元模块中的故障便控制DC/DC电力转换器组件将来自第二蓄电池单元模块的电力电转换成传送至第一子系统的低压电力。

【技术实现步骤摘要】
用于控制DC/DC功率转换器的方法和设备
本公开涉及采用高压电力系统的动力系统和与其相关的控制例程。
技术介绍
车辆可采用结合非燃烧电机(例如，一个或多个高压电动机/发电机)从内燃机(发动机)产生推进动力的动力系统。高压电动机/发电机经由高压电力电路从车载高压电能存储装置(例如，高压蓄电池)获取电力。高压蓄电池可在车辆运行期间进行充电，并且/或者可利用来自车辆外电源的电力进行充电。高压蓄电池可支持临界车辆运行。在高压蓄电池的单元发生故障的情况下，可能需要将电力供应给临界车辆运行，包含将电力供应给不采用次级低压蓄电池备用系统的车辆中的临界车辆运行。
技术实现思路
本专利技术描述了包含高压蓄电池组件的车辆，所述高压蓄电池组件包含第一蓄电池单元模块和第二蓄电池单元模块，其中所述第一蓄电池单元模块和第二蓄电池单元模块均包含多个电连接单元。DC/DC电力转换器组件包含第一端和第二端，其中第一端接收来自高压蓄电池组件的电力，第二端以稳定的电压电平递送低压电力。将DC/DC电力转换器组件配置成选择性地转换来自第一蓄电池单元模块的电力，以及选择性地转换来自第二蓄电池单元模块的电力。DC/DC电力转换器的第二端电连接至低压系统。低压系统包含配置成提供临界车辆运行的第一子系统。控制器与高压蓄电池组件、DC/DC转换器和第一子系统进行通信。控制器包含的算法代码可用于执行监测高压蓄电池组件。在检测到高压蓄电池组件的第一蓄电池单元模块中发生故障后，控制器控制DC/DC电力转换器组件将来自第二蓄电池单元模块的电力电转换成传送至第一子系统的低压电力。结合附图，从对实施如所附权利要求书所限定的本专利技术的一些最佳方式和其他实施例进行的如下细节描述中，本专利技术的上述特征和优点以及其他特征和优点显而易见。附图说明现将通过示例的方式参照附图对一个或多个实施例进行描述，其中：图1示意性地示出了根据本公开的包含动力系统和高压电力系统的车辆的实施例；图2示意性地示出了根据本公开的临界车辆运行维持例程的实施例，在高压蓄电池发生故障时可执行该例程来控制参照图1进行描述的车辆的操作，以将来自高压蓄电池的电力供应给包含一个或多个与临界车辆运行相关联的低压系统的子系统；图3示意性地示出了根据本公开的包含动力系统和高压电力系统的车辆的另一个实施例；图4示意性地示出了根据本公开的临界车辆运行维持例程的实施例，在高压蓄电池发生故障时可执行该例程来控制参照图3进行描述的车辆的操作，以将来自高压蓄电池的电力供应给包含一个或多个与临界车辆运行相关联的低压系统的子系统；图5示意性地示出了根据本公开的包含动力系统和高压电力系统的车辆的另一个实施例；以及图6示意性地示出了根据本公开的临界车辆运行维持例程的实施例，在高压蓄电池发生故障时可执行该例程来控制参照图5进行描述的车辆的操作，以将来自高压蓄电池的电力供应给包含一个或多个与临界车辆运行相关联的低压系统的子系统。具体实施方式现参照附图，其中描述仅仅是为了示出某些示例性实施例，而不是为了限制这些示例性实施例。图1示意性地示出了包含动力系统20和由控制器90进行控制的高压电力系统30的车辆100的实施例。动力系统20可包含机械地联接至齿轮系24的内燃机(发动机)22和电机26，其中齿轮系24机械地联接至车辆动力传动系统60，以将推进动力提供给一个或多个车轮。在若干个附图中，相同的数字和术语表示相同或对应的元件。车辆100根据操作员命令和指示进行操作，包含根据通过用户界面装置传递的操作员命令控制车辆和动力系统的操作，其中用户界面装置可包含加速器踏板、制动器踏板、变速器档位范围选择器、点火开关和/或其他合适的装置。高压电力系统30包含高压电能存储装置(高压蓄电池)35和低压电力系统40。高压蓄电池35经由高压总线50将高压电力供应给电力部件。低压电力系统40电连接至高压蓄电池35，并包含经由可控开关电路46将电力选择性地提供给第一低压电力导体48和第二低压电力导体47的第一子系统42和第二子系统44。将第一子系统42和第二子系统44配置成提供低压电力，可经由可控开关电路46将该低压电力供应给第一低压电力导体48和/或第二低压电力导体47，其中可控开关电路46优选地包含功率晶体管或其他可由控制器90进行控制的装置。第一子系统42和第二子系统44可经由第一低压电力导体48电连接至一个或多个与临界车辆运行相关联的低压系统82、84和86。通过非限制性实例，与临界车辆运行相关联的低压系统82、84和86可包含电动制动系统82、电动转向系统84和辅助约束系统86。第一子系统42和第二子系统44可经由第二低压电力导体47连接至一个或多个与非临界车辆运行相关联的低压系统88，其包含各种装置，例如电动车窗、HVAC风机、座椅和其他附属装置。第一子系统42和第二子系统44均包含DC/DC转换器，该DC/DC转换器优选地为将直流电(DC)电力从较高的电压电平转换至较低的稳定电压电平的电子电路。第一子系统42和第二子系统44优选地配置成双重连用式DC/DC转换器，其中提供至第一子系统42的电力和提供至第二子系统44的电力具有相同的电势。在一个实施例中，第一子系统42和第二子系统44两者所输出的稳定电压电平为14.4V-DC，其在此通常被称为低压系统。高压总线50包含标称正母线(HV+)和标称负母线(HV-)。高压蓄电池35可为任何合适的多单元高压电能存储装置，例如，多单元锂离子装置。高压蓄电池35使用多个蓄电池单元31制造而成，且其包含由高压电中断熔丝33电间隔开的第一单元模块32和第二单元模块34。在一个实施例中，包含第一单元模块32和第二单元模块34的多个蓄电池单元31串联设置。可选地，第一单元模块32和第二单元模块34可并联设置。可选地，多个蓄电池单元、第一单元模块32和第二单元模块34可以以任何合适的包含并联和/或串联连接的组合的电设置方式进行设置。在一个实施例中，第一蓄电池单元模块32包含一定数量的蓄电池单元31，该数量等于第二蓄电池单元模块34中的单元31的数量，且高压蓄电池35中的单元的总数量可等于第一蓄电池单元模块32和第二蓄电池单元模块34中的单元31的总和。因此，第一蓄电池单元模块32上的电压电势等于第二蓄电池单元模块34上的电压电势。第一蓄电池单元模块32电连接至第一子系统42以向其提供电力，第二蓄电池单元模块34电连接至第二子系统44以向其提供电力。来自高压蓄电池35的电力可由电流传感器52和电压传感器54进行监测。可选地，输入至第一子系统42和第二子系统44两者的电力输入可采用合适的电流传感器和电压传感器来进行监测。发动机22可为任何合适的内燃机，其通过燃烧过程将烃基燃料或其他燃料转换成机械能。发动机22可通过机械的方式旋转地联接至齿轮系24或另一合适的机械联轴器。发动机22至电机26的机械联接如下：电机26可使发动机22旋转来作为发动机启动过程的一部分。如此，在一个实施例中，在此描述的发动机22可不配置低压电起动器系统。电机26可为任何包含转子和定子的电机，其将高压电力转换成机械能，并优选地将机械能转换成可存储在高压蓄电池35中的电能，且在一个实施例中，电机26为电连接至牵引功率逆变器模块(TPIM)28的高压多相电机/发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，其包括：包含第一蓄电池单元模块和第二蓄电池单元模块的高压蓄电池组件，其中所述第一蓄电池单元模块和所述第二蓄电池单元模块均包含多个电连接单元；直流/直流(DC/DC)电力转换器组件，其包含从所述高压蓄电池组件接收电力的第一端和以经调节的电压水平供应低压电力的第二端，其中所述直流/直流(DC/DC)电力转换器组件配置为选择性地转换来自所述第一蓄电池单元模块的电力并选择性地转换来自所述第二蓄电池单元模块的电力，并且其中所述第二端电连接至低压电力系统；其中所述低压电力系统包含配置为将低压电力提供至临界车辆运行的第一子系统；以及控制器，其与所述高压蓄电池组件、所述DC/DC电力转换器组件以及所述第一子系统相连通，其中所述控制器包含的算法代码可执行用于：监控所述高压蓄电池组件，在检测到所述蓄电池单元模块中的故障后：控制所述DC/DC电力转换器组件将来自所述高压蓄电池组件的所述第二蓄电池单元模块的电力电转换成低压电力，并且控制将低压电力传送至所述第一子系统。

【技术特征摘要】
2015.11.24 US 14/9500661.一种车辆，其包括：包含第一蓄电池单元模块和第二蓄电池单元模块的高压蓄电池组件，其中所述第一蓄电池单元模块和所述第二蓄电池单元模块均包含多个电连接单元；直流/直流(DC/DC)电力转换器组件，其包含从所述高压蓄电池组件接收电力的第一端和以经调节的电压水平供应低压电力的第二端，其中所述直流/直流(DC/DC)电力转换器组件配置为选择性地转换来自所述第一蓄电池单元模块的电力并选择性地转换来自所述第二蓄电池单元模块的电力，并且其中所述第二端电连接至低压电力系统；其中所述低压电力系统包含配置为将低压电力提供至临界车辆运行的第一子系统；以及控制器，其与所述高压蓄电池组件、所述DC/DC电力转换器组件以及所述第一子系统相连通，其中所述控制器包含的算法代码可执行用于：监控所述高压蓄电池组件，在检测到所述蓄电池单元模块中的故障后：控制所述DC/DC电力转换器组件将来自所述高压蓄电池组件的所述第二蓄电池单元模块的电力电转换成低压电力，并且控制将低压电力传送至所述第一子系统。2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述低压电力系统包含配置为将电力提供到非临界车辆运行的第二子系统；并且其中所述控制器包含的算法代码在一经检测到所述高压蓄电池组件的所述第一蓄电池单元模块中的故障便可执行用于停用所述第二子系统。3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述第一子系统包含电连接至所述高压蓄电池组件的所述第一蓄电池单元模块的第一DC/DC转换器；并且其中所述第二子系统包含电连接至所述高压蓄电池组件的所述第二分离的蓄电池单元模块的第二DC/DC转换器。4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述控制器包含的算法代码一经检测到所述第一蓄电池单元模块中的故障便可执行用于控制所述第二DC/DC转换器将来自所述第二蓄电池单元模块的电力电转换成低压电力。5.根据权利要求2所述的车辆，其中所述低压电力系统包含单个DC/DC转换器和电力选择器子系统，所述电力选择器子系统包含一些选择性地可控的控制开关，这些控制开关可以选择从一个所述第一蓄电池单元模块通过一个第一电子电路流向所述单个DC/DC转换器或从所述第二蓄电池单元模块通过第二电子电路流向所述单个DC/DC转换器的电力，以将低压电力提供至临界车辆运行。6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述第一蓄电池单元模块中单元的数量等于所述高压蓄电池组件的所述第二分离的蓄电池单元模块中单元的数量，并且其中所述第一蓄电池单元模块中单元的所述数量和所述第二蓄电池单元模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·斯蒂尔，J·F·克劳福德，A·比林斯基，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US