基于连接器的高压闭锁功能制造技术

一种电气系统，包括连接到可再充电能量存储系统(RESS)的高压母线和经由高压母线连接到可再充电能量存储系统(RESS)的高压部件。所述部件限定了由可移除盖跨接的服务开口。所述电气系统可以包括将盖连接到所述部件的紧固件，以及具有将可再充电能量存储系统(RESS)连接到高压母线的高压开关装置的电池断开单元(BDU)。高压开关装置响应于低压驱动电流而闭合，以将可再充电能量存储系统(RESS)连接到高压母线。驱动电路将电流传导到所述开关装置。电连接器具有多个连接器片，所述多个连接器片共同形成驱动电路中的开关。连接器片彼此的断开使开关断开以中断驱动电流并使高压开关装置断开，这将使可再充电能量存储系统(RESS)与高压母线断开。

High voltage locking function based on connector

【技术实现步骤摘要】
基于连接器的高压闭锁功能
电动汽车动力系统、动力装置或其他高压系统可包括具有分离的高压和低压母线的电气系统。虽然“高电压”和“低电压”是相对术语，“低电压”通常包括12-15伏的最高电压等级，即，辅助电压，术语“高电压”描述的电压等级远高于辅助电压等级。例如，电动车辆推进系统具有60-300伏的最高母线电压，而某些新型电池组的额定电压为500-800伏。不管额定电压等级如何，双母线电气系统的高压和低压母线分别连接到高压可再充电能量存储系统(RESS)，即，锂离子或镍金属氢化物电池组及相关的动力电子器件，以及铅酸或其他适合应用的辅助电池组。在高压母线上，策略性设置的大电流熔断器及高压开关有助于在故障发生时确保电压隔离，其中，开关在例行停机程序中也打开。熔断器为可替换的电路元件，其响应于阈值电池组电流而永久性地默认为开路状态。因此，维护工作可能涉及接入用于熔断器更换的高压部件。此外，一些电气系统使用称为“高压互锁(HVIL)”的基于软件的程序来监测对高压母线进行的尝试性接入，例如，尝试维护高压电气部件。通常，高压互锁过程涉及密切监视低压高压互锁电路的电连续性。低压控制器响应于检测到的电路中断而命令位于可再充电能量存储系统(RESS)内的一个或多个高压开关装置打开。其他用于降低双母线电气系统中的高电压暴露的风险的方法包括使用手动服务断开(MSD)，即，大型电池组熔断器，其在接入高压母线前由服务人员手动移除。物理移除手动服务断开将非常高的电阻引入到高压母线电路中，以有效地将可再充电能量存储系统(RESS)分成多个低压电池部分，从而降低高压母线上的最大电压。
技术实现思路
本专利技术公开了一种电气系统，该电气系统最大程度地降低对上述手动服务断开(MSD)和/或高压互锁(HVIL)监控程序的依赖，并且可能省去上述手动服务断开(MSD)和/或高压互锁(HVIL)监控程序。虽然这些方法有效地减少了在电气化动力系统中暴露于高压电源，但是通过消除预编程的高压互锁(HVIL)控制逻辑或与手动服务断开(MSD)相关联的封装空间和质量，可以享有某些性能优势。另外，服务断开(MSD)的内部熔断器结构和外部封装配置往往是与应用程序高度相关的。因此，公开的方法旨在提供一种简化且稳固的基于连接器的替代方法，本文中称为“高压系统闭锁”拓扑，其可以扩展到广泛的电气系统。一种根据示例性实施例的电气系统包括可再充电能量存储系统(RESS)、高压母线、高压部件和电池断开单元(BDU)，所述电池断开单元(BDU)具有一个或多个电高压开关装置，例如，接触器、固态/半导体开关或其他合适的开关配置。电池断开单元(BDU)位于可再充电能量存储系统(RESS)与高压母线的一个或两个母线段之间。高压开关装置的二进制打开/关闭开关状态由开关装置的通电状态决定。低压驱动电流经由低压驱动电路传导到高压开关装置使开关装置通电。通电的开关装置响应于低压驱动电流而闭合，在关闭状态下，可再充电能量存储系统(RESS)电连接到高压母线和电气系统的其余部分。同样，当高压开关装置打开时，可再充电能量存储系统(RESS)与电气系统电性断开。电池断开单元(BDU)的高压开关装置响应于驱动电路的开路状态而自动断开，使得低压驱动电流被物理断开或中断。虽然在一些实施例中，基于控制器的开关信号还可以命令高压开关装置打开或关闭，但是驱动电流的单独中断将导致可再充电能量存储系统(RESS)断开并且高压母线断电。例如，当高压开关装置实施为可选的螺线管驱动装置时，在没有产生的螺线管场时，接触器不能保持在闭合状态，并且因此在螺线管场衰减时弹开。高压部件定义服务开口，当盖处于安装位置时，服务开口被可移除盖跨接并关闭。一个或多个紧固件可以在安装位置将盖牢固地连接到高压部件。在此描述的电连接器具有多个连接器片，即，至少两个并且可能三个或更多个部件。当组装在一起时，连接器片在驱动电路内共同形成低电压电开关。各种连接器片彼此的断开打开了电开关，这又在低压驱动电路中产生了开路状态，这使得被驱动的高压开关装置开启。电连接器由此在所公开的电气系统内执行高压系统闭锁(HVSL)功能。关闭高压开关装置可能需要完成高压闭锁安全过程，例如，移除物理锁定装置，如挂锁。因此，如本领域普通技术人员所理解的，仅仅重新连接电连接器本身不足以对高压母线重新供电，还需要控制信号按照这种锁定程序来闭合。当电连接器连接到高电压部件时，电连接器以某种方式直接阻止接近可移除盖。例如，连接器可以与可移除盖的周边边缘重叠。在一些实施例中，紧固件用于将盖固定到高电压部件。在这样的实施例种，需要移除连接器，以便完全暴露一个或多个紧固件，从而使刀头能够与紧固件头部配合以移除盖。电连接器可以包括被配置为固定啮合所述高压部件的第一连接器片，以及彼此连接并且连接到第一连接器片以闭合低压驱动电路的第二和第三连接器片。同时，相连的第一、第二和第三连接器片可防止或阻止接近或移除固定盖的紧固件。在一些实施例中，低压驱动电路可以在高压开关装置和电连接器的第二和第三电连接器片之间布线。示例性实施例中的高压母线具有60伏的最低电压等级，而这种实施例中的低压驱动电路具有12-15伏的最高电压等级，即，低压/辅助电压。可选地，盖的周边边缘可以是矩形形状。这种实施例中的紧固件可以定位成固定盖的相应拐角。第二和第三连接器片可阻止接近紧固件，并因此防止移除紧固件，例如通过重叠至少一个紧固件。高压部件可以是辅助电源模块(APM)，即，在两个非限制示例实施例中的直流-直流转换器或空调控制模块(ACCM)。第一连接器片可包括一个或多个推入夹紧固件，以将第一连接器片牢固地固定到高压部件上。低压驱动电路可包括多导体电导线。第二或第三连接器片可包括U形短路棒，当第二和第三连接器片彼此连接时，该U形短路棒闭合多导体导线上的驱动电路。电气系统可以包括控制器(这里称为电池系统管理器(BSM))和经由功率逆变器模块连接到高压母线的多相电机。电池系统管理器(BSM)可以任选地被配置为响应于高压开关装置打开经由电机的开关控制自动地对高压母线放电。根据电连接器具有上述第一，第二和第三连接器片的另一示例配置，第一连接器片具有固定地接合高压部件的安装特征。第二连接器片可拆卸地连接到第一连接器片。第三连接器片可拆卸地连接到第一和第二连接器片。第一、第二和第三连接器片共同形成驱动电路中的电开关，使得连接器片彼此的断开打开电开关，从而导致高压开关装置打开。上述
技术实现思路
并不旨在表示本公开的每个可能的实施例或每个方面。相反，上述
技术实现思路
旨在示例本专利技术的一些创新方面和特征。当结合附图和所附权利要求书时，通过以下对用于实施本专利技术的代表性实施例和方式的详细描述，本专利技术的上述特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是具有可再充电能量存储系统(RESS)、高压和低压母线、高压部件以及提供所述高压闭锁功能的多片式电连接器的示例电气系统的示意图。图2是图1中电气系统的一部分的示意性电路图。图3是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气系统，包括：/n高压母线；/n连接到高压母线的可再充电能量存储系统(RESS)；/n电池断开单元(BDU)，其具有高压开关装置，所述高压开关装置被配置为响应于低压驱动电流而闭合，从而将可再充电能量存储系统(RESS)连接到高压母线；/n电连接到所述高压(HV)母线的高压部件，所述高压部件具有可移除的盖并且当所述盖处于安装位置时限定至少部分地由所述盖跨接的服务开口；/n紧固件，当所述盖处于安装位置时，所述紧固件将所述盖连接至所述高压部件；/n低压驱动电路，被配置为将低压驱动电流传导到所述高压开关装置，从而将所述高压开关装置激励到闭合状态；以及/n电连接器，其具有多个连接器片，所述多个连接器片共同形成所述低压驱动电路中的电接点或开关，其中，所述多个连接器片彼此断开使所述电接点或开关断开，以防止所述低压驱动电流到达所述高压开关装置，从而使所述高压开关装置从所述闭合状态转变到断开状态。/n

【技术特征摘要】
20180807 US 16/0570511.一种电气系统，包括：
高压母线；
连接到高压母线的可再充电能量存储系统(RESS)；
电池断开单元(BDU)，其具有高压开关装置，所述高压开关装置被配置为响应于低压驱动电流而闭合，从而将可再充电能量存储系统(RESS)连接到高压母线；
电连接到所述高压(HV)母线的高压部件，所述高压部件具有可移除的盖并且当所述盖处于安装位置时限定至少部分地由所述盖跨接的服务开口；
紧固件，当所述盖处于安装位置时，所述紧固件将所述盖连接至所述高压部件；
低压驱动电路，被配置为将低压驱动电流传导到所述高压开关装置，从而将所述高压开关装置激励到闭合状态；以及
电连接器，其具有多个连接器片，所述多个连接器片共同形成所述低压驱动电路中的电接点或开关，其中，所述多个连接器片彼此断开使所述电接点或开关断开，以防止所述低压驱动电流到达所述高压开关装置，从而使所述高压开关装置从所述闭合状态转变到断开状态。


2.根据权利要求1所述的电气系统，其中，所述电连接器包括作为所述多个连接器片的第一，第二和第三连接器片，其中，所述第三连接器片被配置成固定地接合所述电气部件，并且所述第一和第二连接器片被配置为可移除地彼此连接并且连接到所述第三连接器片，以闭合所述低压驱动电路并且还防止物理接近和移除所述紧固件。


3.根据权利要求2所述的电气系统，其中，所述高压开关装置是螺线管驱动的接触器，并且所述低压驱动电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·王，范悦，
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