用于电气化车辆的高电压总线系统技术方案

用于电气化车辆的高电压总线系统可包括直流(DC)总线。整流器可电耦合到DC总线。整流器可被配置为接收交流(AC)输入并且向DC总线提供第一DC电功率输出。能量存储系统(ESS)可电耦合到DC总线。转换器可电耦合到ESS。转换器可被配置为向DC总线提供第二DC电功率输出。负载可电耦合到DC总线以接收第二DC电功率输出。

【技术实现步骤摘要】
用于电气化车辆的高电压总线系统引言本专利技术总体上涉及用于电气化车辆的高电压总线系统，并且更具体地涉及使用车载电池充电器以在电气化车辆中供应辅助高电压总线。电气化车辆可包括由存储的或产生的电能供电的牵引电动机。牵引电动机可使用相对高电压电源来操作，而一些其它的车辆系统可以相对较低电压操作。车辆可使用分开的能量存储系统来提供不同的高电压和低电压。在诸如电气化车辆等应用中，直流(DC)和/或交流(AC)可用于可在多种变量下操作的各种应用和系统。因此，电气化车辆的功率需求可能是多样的。因此，期望提供用于提供期望电源的高效电气系统拓扑。还期望提供利用这种拓扑的方法、系统和车辆。另外，结合附图和前述
和引言，根据随后的具体实施方式和所附权利要求，其它期望的特征和特性将变得显而易见。
技术实现思路
本文提供的许多示例可涉及用于电气化车辆的可包括DC总线的高电压总线系统。整流器可电耦合到DC总线。整流器可被配置为接收AC输入，并且向DC总线提供第一DC电功率输出。能量存储系统(ESS)可电耦合到DC总线。转换器可电耦合到ESS。转换器可被配置为向DC总线提供第二DC电功率输出。负载可电耦合到DC总线以接收第二DC电功率输出。本文提供的附加示例可涉及用于电气化车辆的高电压总线系统。整流器可被配置为接收AC输入，并且提供第一DC电功率输出。转换器可电耦合到整流器以接收第一DC电功率输出。转换器可被配置为提供第二DC电功率输出。另一个转换器可电耦合到第一转换器以接收第二DC电功率输出，并且可被配置为提供第三DC电功率输出。ESS可电耦合到第二转换器以接收第三DC电功率输出。充电电路可包括整流器和转换器。充电电路可被配置为对ESS充电。负载可在第一转换器与第二转换器之间电耦合到充电电路。充电电路可向负载供应电功率输入。本文提供的另外的示例可涉及用于电气化车辆的高电压总线系统。整流器可被配置为接收AC输入，并且提供第一DC电功率输出。转换器可电耦合到整流器以接收第一DC电功率输出。转换器可被配置为提供第二DC电功率输出。另一个转换器可电耦合到第一转换器以接收第二DC电功率输出，并且提供第三DC电功率输出。ESS可电耦合到第二转换器以接收第三DC电功率输出。充电电路可包括整流器和转换器。充电电路可被配置为对ESS充电。辅助电源模块(APM)可在第一转换器与第二转换器之间电耦合到充电电路。ESS可通过第二转换器供应电功率输入并且向APM供应电功率输入。APM可被配置为提供第四DC电功率输出。附图说明下面将结合下面的附图描述许多示例，其中：图1是根据示例性实施例的电气化车辆的功能框图；并且图2是根据许多示例性变型的电气总线拓扑的示意图。具体实施方式以下详细描述本质上仅仅是示例性的，而并不意图限制应用或其用途。另外，不存在被前述
、背景、
技术实现思路
或者下面的详细描述中提出的任何表述的或暗示的理论约束的意图。如本文所使用，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或成组)以及执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能性的其它合适部件。在许多示例中，具有电池充电能力的DC总线可用在耗电电器中。该电器可为使用ESS的任何设备，其可能需要充电。在许多示例中，电器可为例如车辆、发电机、便携式电源或者任何ESS供电设备，无论是自推进式、便携式还是固定式。在许多示例中，耗电电器可为诸如图1中所指示的车辆22。车辆22可为许多不同类型陆上车辆、船只或飞机中的任何一种，并且在某些实施例中，可为例如任何配置的客车。如图1中所描绘，除了上文提及的电池充电器系统20之外，车辆22还可包括以下任何一个或任何组合：车身24、车轮26、电子控制系统或多个电子控制系统28、转向系统30、制动系统32、空调系统34和/或其它附件系统36。车轮26可各自旋转地耦合到车身24。在各种实施例中，车辆22可不同于图1中所描绘的车辆。例如，在某些实施例中，车轮26的数量可变化。作为另外的示例，在各种实施例中，车辆22可不具有反作用于道路上的车轮26，而是可包括例如通过针对流体操作的倾斜叶片将转矩转换为运动的另一种方法。在图1中所说明的示例中，车辆22可包括至少一个推进系统35，在这些示例中该推进系统可驱动车轮26。推进系统35可包括发动机和/或电动机，其可包括诸如电动机37等装置。推进系统35可通过一个或多个驱动轴46机械地耦合到至少一些车轮26。在一些示例中，推进系统35可包括发动机48和/或变速器49以提供可变输出。在许多示例中，电动机37可耦合到变速器49。在许多示例中，诸如对于全电动车辆而言，发动机48和/或变速器49可能不是必需的，并且可被省略或者被另一个适当的装置替换。在许多示例中，电动机37可为一个或多个电动发电机和/或可为一个以上的电动机。电动机37可由诸如能量存储系统(ESS)38等DC电源供电，该DC电源可为可再充电能量存储系统，并且在许多示例中可以是电池或多个电池。在该示例中，电动机37可为AC电动机，并且来自ESS38的功率供应可通过牵引功率逆变器模块(TPIM)41输送。在许多示例中，推进系统可包括诸如为与电动机37成混合动力布置或者以另一种配置的内燃机48。在许多示例中，ESS38可为高电压电池系统，诸如可以数十或数百伏操作并且可连接到DC总线39的高电压电池系统。在一个示例中，ESS38可为600伏DC(VDC)系统，并且因此，ESS38处的DC总线39可为高电压总线。低电压电池系统40(诸如具有12VDC电池的电池系统)可被包括用于车辆22的各种系统。在许多示例中，电子控制系统28可包括集成的或单独的操作系统。电子控制系统28可包括可被封装在一起的部件或模块的变型，或者可被分离并物理地安装在车辆22的各种分布位置处。电子控制系统28可包括发动机控制模块、车身控制模块、变速器控制模块、电池管理系统、车辆集成控制模块和/或一个或多个其它部件以控制车辆22的一个或多个系统。在许多示例中，空调控制模块(ACCM)42和附件功率模块(APM)44可如所示分开封装，或者在其它示例中作为电子控制系统28的一部分。ACCM42可控制空调系统34并且APM44可控制附件系统36。ACCM42和APM44可连接到总线，该总线可与电池充电器系统20电耦合。总线可被称为辅助高电压总线43。在许多示例中，电池充电器系统20的部分可被包括在电子控制系统28中或者可与其通信地耦合。在图1中所说明的示例中，转向系统30可控制至少一些车轮26的方向。在某些实施例中，车辆22可为自主的，利用由处理器(诸如在电子控制系统28中)产生的转向命令。制动系统32可为车辆22提供制动。制动系统32可经由制动踏板(未示出)从驾驶员接收输入，其可通过车轮制动器(未示出)控制车辆减速。驾驶员还可经由加速器踏板(未示出)提供输入以命令车辆具有期望的速度或加速度。车辆22对这些输入的响应可至少部分地通过电动机37的输出速度和/或转矩来实现。类似于上文关于车辆22的可能变型的描述，在某些实施例中，转向、制动和/或加速可由计算机而不是由驾驶员命令，诸如通过自主能力来命令。本文所述的电子控制系统28和/或其它模块、系统或控制器(诸如APM44本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电气化车辆的高电压总线系统，包括：直流(DC)总线；电耦合到所述DC总线的整流器，所述整流器被配置为接收交流(AC)输入并且向所述DC总线提供第一DC电功率输出；能量存储系统(ESS)，其电耦合到所述DC总线；电耦合到所述ESS的转换器，所述转换器被配置为向所述DC总线提供第二DC电功率输出；以及负载，其电耦合到所述DC总线以接收所述第二DC电功率输出。

【技术特征摘要】
2017.04.28 US 15/5818391.一种用于电气化车辆的高电压总线系统，包括：直流(DC)总线；电耦合到所述DC总线的整流器，所述整流器被配置为接收交流(AC)输入并且向所述DC总线提供第一DC电功率输出；能量存储系统(ESS)，其电耦合到所述DC总线；电耦合到所述ESS的转换器，所述转换器被配置为向所述DC总线提供第二DC电功率输出；以及负载，其电耦合到所述DC总线以接收所述第二DC电功率输出。2.根据权利要求1所述的高电压总线系统，包括：第二转换器，其在所述整流器与所述转换器之间电耦合到所述DC总线。3.根据权利要求2所述的高电压总线系统，包括：电容器，其在所述转换器与所述第二转换器之间电耦合在所述DC总线两端。4.根据权利要求1所述的高电压总线系统，包括：与所述DC总线电耦合的辅助DC总线，并且所述辅助DC总线与所述负载电耦合；其中所述ESS以第一电压提供第一DC电源，并且所述辅助DC总线以与所述第一电压不同的第二电压提供第二DC电源。5.根据权利要求4所述的高电压总线系统，包括：电池，其以比所述第一和第二电压两者低的第三电压提供第三DC电源；以及电耦合到所述电池的低电压DC总线，其中所述负载包括电耦合到所述低电压DC总线的辅助电源模块(APM)，所述APM向所述低电压DC总线提供第三DC电功率输出。6.根据权利要求1所述的高电压总线系...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·阿尔巴娜，M·N·安瓦尔，B·M·康伦，
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