用于车辆的集成扁平线配电系统技术方案

公开了用于具有包括集成电压转换器的扁平线束的车辆配电系统的系统装置和方法。一种示例性配电系统包括：具有标称电压的电池；多个电负载，每个电负载对应于相应的额定电压；以及扁平线束。所述扁平线束包括多个电线分支，每个电线分支被配置来将所述电池耦合到相应的电负载。所述扁平线束还包括多个电压转换器，每个电压转换器集成到相应的电线分支中、被配置来向每个电负载提供所述相应的额定电压。

Integrated Flat Line Distribution System for Vehicles

A system device and method for a vehicle distribution system with a flat harness including an integrated voltage converter are disclosed. An example distribution system includes: a battery with nominal voltage; multiple electrical loads, each corresponding to the corresponding rated voltage; and a flat wire harness. The flat wire harness comprises a plurality of wire branches, each of which is configured to couple the battery to a corresponding electrical load. The flat wire harness also includes a plurality of voltage converters, each of which is integrated into a corresponding wire branch and configured to provide the corresponding rated voltage to each electrical load.

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的集成扁平线配电系统
本公开总体涉及车辆配电，并且更具体地，涉及用于经由具有集成电压转换器的扁平线束向多个电负载提供额定电压的系统和装置。
技术介绍
现有车辆通常包括低电压配电系统，以对各种车辆部件和附件供电。例如，机动车辆应用可包括用于对车辆控制模块(诸如动力传动系统控制器、车身控制器、电池控制器等)供电的12伏配电系统、以及车辆灯光、暖通空调(HVAC)、车窗、后视镜、雨刷、信息娱乐系统、导航系统和无数的其他系统、马达、致动器、传感器和模块。对车辆配电系统日益增长的需求正在接近现有12V系统的实际限制。因此，汽车工业一直在朝着使用更高的电压水平(诸如48伏)方向发展。然而，某些车辆配件、部件或装置可能与新的更高电压不兼容。因此，任何新的配电系统必须能够适应更高的电压负载以及更低的电压负载。
技术实现思路
所附权利要求定义了本申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应该用于限制权利要求。根据本文所描述的技术设想了其他实现方式，如本领域普通技术人员在研究以下附图和详细描述后将明白的，并且这些实现方式旨在落入本申请的范围内。示例性实施例被示出来描述用于向一个或多个电负载提供额定功率的系统和装置。公开了一种示例性车辆配电系统，其包括具有标称电压的电池；多个电负载，每个电负载对应于相应的额定电压；以及扁平线束。所述扁平线束包括多个电线分支，每个电线分支被配置来将所述电池耦合到相应的电负载。所述扁平线束还包括多个电压转换器，每个电压转换器集成到相应的电线分支中、被配置来向每个电负载提供所述相应的额定电压。示例性公开的一种用于车辆配电的扁平线束，其包括多个电线分支，每个电线分支被配置来将具有标称电压的电池耦合到多个电负载的相应电负载。所述扁平线束还包括多个电压转换器，每个电压转换器集成到相应的电线分支中、被配置来向每个电负载提供相应的额定电压。附图说明为了更好地理解本专利技术，可参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可省略相关元件，或者可在一些情况下放大比例，以便强调和清楚地说明本文所描述的新颖特征。此外，系统部件可按各种方式进行布置，如本领域所周知。另外，在附图中，相同的附图标记在若干视图中指代对应的部分。图1示出了根据本公开的实施例的示例性车辆和配电系统。图2示出了根据本公开的实施例的示例性扁平线束。具体实施方式虽然本专利技术可以各种形式实施，但是在附图中示出并且将在下文中描述一些示例性和非限制性实施例，应当理解，应将本公开视为本专利技术的例证说明并非旨在将本专利技术限制于所示出的特定实施例。如上所述，许多车辆包括用于对低电压电负载供电的低电压配电系统。但随着车辆系统使用更高电压的日益增长，需要一种能够对高电压和低电压系统两者供电的有效配电系统。本文所公开的示例可提供能够利用高压电源对高电压负载和低电压负载两者供电的系统和装置。这能够降低制造成本、减少电力系统所占用的物理空间，并且通常创建更好、更有效的车辆系统。图1示出了根据本公开的实施例的示例性车辆100和配电系统。车辆100可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或任何其他移动性实现类型的车辆。车辆100可以是非自主的、半自主的或自主的。车辆100可包括与移动性相关的零件，诸如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。在所示出的示例中，车辆100可包括一个或多个电子部件(诸如本文所描述的那些)。如图1所示，车辆配电系统可包括电池或其他电源110、多个电负载120和扁平线束130。配电系统也可包括一个或多个另外的电子部件(未示出)。电池110可以是任何类型的储能装置。根据一些实施例，电池110可以是具有标称电压(诸如像48V或更高)的辅助电池。如本领域普通技术人员所理解，由电池110供应的实际电压将在操作期间根据多个环境条件和操作条件(诸如温度、电池充电、电流、电池寿命等)而变化。电池110例如在不具有高电压电池或高电压电源的车辆中还可称为低电压电池、起动器电池或者简称为车辆电池。电池110可用来对来自各种车辆系统和子系统的各种低电压部件、控制器、模块、马达、致动器、传感器、灯和其他电子器件供电。在图1中，这些各种装置通常表示为电负载120，所述电负载120可分散在整个车辆100中。每个电负载120可与额定电压或供电电压相关联，所述额定电压或供电电压与电池110的标称电压相同或不同。例如，多个电负载120可具有与标称电压相同的额定电压(例如，48V)，而剩余的电负载120可具有小于标称电压的额定电压(例如，6V、12V、24V等)。扁平线束130可以是被配置来从电源110向多个电负载120提供电力的电线总成、结构或其他电线设备。在一些示例中，扁平线束130可包括多个电线分支132，每个电线分支132被配置来向选择的电负载120或电负载的子集提供电力。在一些情况下，单个电线分支132可向两个或更多个电负载120提供电力。电线分支132中的一个或多个可包括集成电压转换器140。每个电压转换器140可集成到扁平线束130的相应电线分支132中，并且可被配置来向电负载120提供相应的额定电压。在一些示例中，多个电线分支中的一个或多个可具有耦合到电池的第一端部和耦合到相应电负载的第二端部，其中对应的集成电压转换器集成在第二端部附近。以此方式，可将电压转换器140放置或定位在电线分支的最靠近特定电负载的端部附近。这可允许在考虑到高电压特性的情况下选择配电系统的大部分布线(例如，线规、绝缘等)，从而在一个或多个电线分支的最靠近电负载的端部处仅留下相对小的部分，因为这需要低电压特性。在一些实施例中，电压转换器中的一个或多个可包括电路，所述电路用于提供故障保护、用于供应与对应于电压转换器140的电负载120相关联的额定电压、以及用于根据需要接通和断开电负载120。例如，每个电压转换器140可包括具有固态电源开关(例如，场效晶体管(FET))和集成故障感测电路的电子熔断器、用于根据需要将标称电压转换成更低额定电压的集成降压转换器、和/或用于设定降压转换器的输出电压和/或用于控制电子熔断器的操作的电子控制器。在一些示例中，电子熔断器可包括基于对应电负载的操作特性(例如，熔断器“跳闸”所处的电流水平)。在一些示例中，一个或多个电压转换器可包括单块固态结构，诸如固态集成电路。电压转换器140的数量可取决于电线分支132和/或电负载120的数量。在一些示例中，每个电压转换器140可包括脉冲宽度调制(PWM)电路，所述脉冲宽度调制(PWM)电路被配置来将标称电压降低至电负载的额定电压。PWM电路可以基于预期的输出额定电压的占空比进行操作。例如，如果电池提供48V输出，那么可将PWM电路的占空比设定为25％，其中对电负载的额定电压要求为12V。也可以使用其他占空比和额定电压。在一些示例中，电压转换器140的确切部件、电路和配置可根据一个或多个电负载120的规格而变化。例如，可基于相关联的电负载120的以下情况来选择每个电压转换器140的内件：(1)是否需要始终连接到电池110，(2)是否要求频繁的接通/断开周期，(3)是否要求恒定的输出电压，(4)是否具有小于电池110的标称电压的额定电压、或与确定电负载120的供电需求相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆配电系统，其包括：具有标称电压的电池；多个电负载，每个电负载对应于相应的额定电压；以及扁平线束，所述扁平线束包括：多个电线分支，每个电线分支被配置来将所述电池耦合到相应的电负载；以及多个电压转换器，每个电压转换器集成到相应的电线分支中、被配置来向每个电负载提供所述相应的额定电压。

【技术特征摘要】
2017.10.10 US 15/729,4441.一种车辆配电系统，其包括：具有标称电压的电池；多个电负载，每个电负载对应于相应的额定电压；以及扁平线束，所述扁平线束包括：多个电线分支，每个电线分支被配置来将所述电池耦合到相应的电负载；以及多个电压转换器，每个电压转换器集成到相应的电线分支中、被配置来向每个电负载提供所述相应的额定电压。2.如权利要求1所述的车辆配电系统，其中所述多个电负载中的至少一个的所述相应的额定电压小于所述标称电压。3.如权利要求1所述的车辆配电系统，其中所述多个电线分支中的至少一个具有耦合到所述电池的第一端部以及耦合到所述相应的电负载的第二端部，其中对应的集成电压转换器集成在所述第二端部附近。4.如权利要求1所述的车辆配电系统，其中所述多个电压转换器各自包括熔断器，所述熔断器具有基于对应电负载的操作特性。5.如权利要求1所述的车辆配电系统，其中所述多个电压转换器各自包括单块固态集成电路。6.如权利要求1所述的车辆配电系统，其中所述多个电压转换器各自包括脉冲宽度调制(PWM)电路，所述脉冲宽度调制(PWM)电路被配置来降低来自所述电池的所述标称电压。7.如权利要求1所述的车辆配电系统，其中所述多个电线分支包括：具有第一集成电压转换器的第一电线分支，所述第一电线分支耦合到具有第一额定电压的第一电负载；以及具有第二集成电压控制器的第二电线分支，所述第二电线分支耦合到具有第二额定电压的第二电负载，其中所述第一额定电压不同于所述第二额定电压。8.如权利要求7所述的车辆配电系统，其中：所述第一集成电压转换器被配置来以比转换成所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿明·埃姆兰尼，保罗·J·尼卡斯特里，森那提·加南，
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