用于混合车辆的电功率控制系统技术方案

一种车辆动力系控制系统，包括电动机驱动系统，耦合到该电动机驱动系统的第一电池，耦合到该第一电池的电子控制切换器，耦合到该电子控制切换器的第二电池，并且其中该电子控制切换器应用来自该第二电池的功率来补充第一电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合车辆的电功率控制系统
本专利技术涉及用于混合动力系的功率控制系统。更特别地，本专利技术涉及一种用于混合动力系的单电压电功率控制系统。
技术介绍
逐渐增加的关于提高燃料效率、消除辐射和减少噪音水平的要求已经推动汽车市场研发出了各种推进机构。作为传统内燃机(ICE)动力系的替代，工业上研发了通过电力牵引电动机和内燃机供电的混合电力系统。在改变驱动条件期间，混合电车(HEV)依赖于每个功率源最高效的操作方式而在各个功率源之间交替。HEV可以包含并联动力驱动机构或串联动力驱动机构。这些机构中的任一种都允许ICE比常规的ICE相对更高效地运行。在并联混合车辆中，电动机与ICE并行工作以将ICE的功率和范围优点与电动机的电再生性能相组合。ICE通过驱动轴驱动车轮。在串联混合车辆中，ICE驱动发电机为电动机产生电力，而电动机驱动该驱动轴。这使得电动机承担了ICE的一些功率责任(power responsibilities)，从而允许使用更小和更高效的ICE。在题目为“System for Battery ModuleBalancing via Variable Voltage DC/DC Converter In aHybrid-Electric Powertrain(在混合电力动力系中通过可变电压DC/DC转换器进行电池模型平衡的系统)”的美国专利6275004和题目为“Torque Control System for a Hybrid Vehicle With anAutomatic Transmission(用于具有自动变速器的混合车辆的转矩控制系统)”的美国专利6616569中描述了一种示例性混合车辆，这里通过引用全文而将二者结合在此。在并联或串联结构中，当ICE不工作时，电动机/发电机(MoGen)使用蓄电池组来推进或驱动车辆。在停止或空转状态期间，混合车辆将关闭ICE，以允许电动机推进该车辆并且最终重启ICE。具有二次/可充电电池的电池组是混合车辆系统的重要组成部分，因为它们使得MoGen能够在通过ICE再生和充电期间存储制动能量。为了执行发动机停止/启动功能，需要相对较高的电功率以从停-->止状态发动ICE。为了实现这一功能，对于MoGen总线可以实施相对较高的电压系统(例如36V)，与分离的常规12V系统耦合以支持存在的附加负载。然而，为了减少复杂性、车辆修改和可能的部件/系统成本，可以考虑单电压混合系统。该单电压可以是12V或42V，依赖于HEV及其配件的电压/功率需求。如果一个混合系统被实施为常规的12V电力系统，则在动态的发动机-停止-启动(ESS)功能期间的电压摆动和发动机停止(空转)将会是不能令人满意的。例如，当执行ESS功能时，大功率牵引将导致大的电压摆动。这些电压突降和冲击导致用户干扰例如波动的前灯/仪表板灯和鼓风机速度(blower speed)。如果需要电池或电池组(已经由于ESS操作而变形)以支持配件例如电功率转向装置(EPS)，这些电压摆动还会导致性能问题。因而，对于一种可行的单电压混合系统，本专利技术使用包括辅助电池或与DC/DC转换器组合的辅助电池的附加功率源。
技术实现思路
本专利技术包括一种提高单电压混合系统的满意性和性能的方法和设备。该系统可以包括一种同时具有并联和串联混合驱动系统的车辆，该混合驱动系统结合了ICE、MoGen和电池组。本专利技术的混合驱动系统将使用ICE和MoGen在对于ICE或MoGen最高效的车辆条件下推进或推动车辆。在该车辆的正常操作期间，当ICE运行时，MoGen会作为发电机工作以向该车辆的电力设备(风扇，无线电设备，仪表，控制等)供给电功率以及对电池组进行再充电。在本专利技术的优选实施例中，该电池组包括两个单电压电池。第二电池与附加负载隔离器(ALI)并联连接以主动将涉及混合的功率流(power flow)与该电压敏感的附加功率流去耦。还可以使用DC/DC转换器在车辆巡航(cruising)/充电条件下分流功率以提高系统效率。该DC/DC转换器的输出电压可以被倾斜(ramped)以便在进行分流之前与该充电总线电压汇合。附图说明附图是本专利技术的混合车辆系统的概图。具体实施方式图1是本专利技术的混合车辆系统10的概图。电动发电机(MoGen)-->12动态耦合到内燃机(ICE)14并且作为推进车辆的电动机或者对电池组充电的发电机工作，依赖于该车辆的操作状态(例如制动，停止，或者在高速公路上匀速行驶)。MoGen 12优选为AC感应电机，但是可以包括任何已知的电动机/发电机技术，包括但不限于，DC电机、内部永磁电动机、无电刷电动机、同步电机、和变换磁阻电机。在优选实施例中，该电池组包括两个12伏电池。本专利技术中使用的电池类型包括但不限于，铅酸、镍金属氰化物、锂离子、锂聚合物或其他任何可以用于车辆中的电池技术。在本专利技术的优选实施例中，一个ESS 12伏16吸收剂铅酸玻璃垫(AGM，absorbent lead-acid glassmat)型电池16连接到功率电子箱(PEB)(未示出)的正极和接地端。然后，第二和优选为较小、较廉价、满溢式(flooded type)的辅助电池18通过切换器20和混杂负载28例如EPS而并联连接，并且利用导线制动。切换器20可以包括晶体管(FET，BJT，IGBT)、机电式继电器、闸流晶体管(SCR，Triac)或本领域已知的其他任何电切换设备，以将辅助电池18与ESS电池16隔离。该切换器通过监视系统电压和电流的电子控制模块(ECM)控制。在本专利技术中，切换器20被定义为ALI(附加负载隔离器)。在优选实施例中，对于电压敏感的负载例如车灯、风扇和其他附加负载26，仅使用相对较小的DC/DC转换器(~300W)。为了提高效率，可以在非ESS驱动中使用DC/DC分流支路。在可选实施例中，由于辅助电池18将为车辆配件供电，所以不需要DC/DC转换器。当需要相对较大的电池组放电的任何混合活动被呼叫时，或者如果ICE 14被停止时，ALI 20会开启，从而在电流急速或均匀在ESS电池16流出期间，配件的性能将不会下降或波动。依赖于该辅助电池特性18，ALI 20也可以被开启以用于相对较大的再生制动脉冲。在本专利技术的可选实施例中，可以在开启ALI 20之前使系统电压倾斜下降；从而可以通过以可接受的低频波动进行驱动而不是显著的尖峰，而感知到在空转-停止期间从生成(例如巡航期间的13.5V)到12.5的附加系统电压减少。本专利技术将允许从已经高度负载的12V ESS电池去耦较大的电流尖峰。由于两个启动器都是由ECM控制，所以仍然可以实施串联曲柄起动以用于冷起动。在冷或弱电池键曲柄的情况下，ALI 20将ECM与ESS-->/起动器电池的较大电压突降隔离。在本专利技术的可选实施例中，依赖于该车辆中的功率应用，辅助电池18的型号可以设置为最小化空转-停止期间的电压降，非电压敏感的附加负载可以被移动以流出该辅助电池18。可以理解，本专利技术并不限于上面举例和说明的特定结构，可以作出各种改变和修改而不脱离在以下权利要求中限定的本专利技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆动力系控制系统，包括：电动机驱动系统；耦合到所述电动机驱动系统的第一电池；耦合到所述第一电池的电子控制切换器；耦合到所述电子控制切换器的第二电池；和其中所述电子控制切换器应用来自所述第二电池的 功率来补充所述第一电池。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-20 10/691,3321.一种车辆动力系控制系统，包括：电动机驱动系统；耦合到所述电动机驱动系统的第一电池；耦合到所述第一电池的电子控制切换器；耦合到所述电子控制切换器的第二电池；和其中所述电子控制切换器应用来自所述第二电池的功率来补充所述第一电池。2.如权利要求1所述的车辆动力系控制系统，还包括耦合到所述电子控制切换器的DC/DC转换器，其中所述电子控制切换器应用来自所述DC/DC转换器的功率来补充所述第二电池。3.如权利要求1所述的车辆动力系控制系统，其中所述电动机驱动系统包括耦合到感应电机的变换器。4.如权利要求1所述的车辆控制系统，其中所述第一电池包括铅酸电池。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G塔梅，M雷诺，
申请(专利权)人：通用汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]