漏电流监测系统技术方案

本公开涉及漏电流监测系统。一种电池连接单元，包括：具有第一支路开关的第一支路，该第一支路适于将第一电池连接到第二电池和交通工具负载中的至少一者；以及具有第二支路开关的第二支路，该第二支路与第一支路并联。第一测量开关连接在第一支路和存储元件之间，以启用/禁用充电。第二测量开关连接在第二支路和存储元件之间。处理器被编程为：禁用第一支路和第二支路中的至少一条；启用第一测量开关和第二测量开关中的至少一者以用漏电流对存储元件充电；以及响应于与漏电流相关联的存储元件电压在预定时间段内超过参考电压，生成指示开关故障的输出信号。开关故障的输出信号。开关故障的输出信号。

【技术实现步骤摘要】
漏电流监测系统


[0001]一个或更多个实施例涉及用于监测漏电流的交通工具配电系统。
[0002]背景
[0003]交通工具包括配电系统，该配电系统具有用于将电源(例如电池)与交通工具电气系统连接和断开连接的开关。这种开关的性能会随着时间的推移而降低，导致开关断开时电流通过开关传导或泄漏。配电系统中的漏电流可能难以用传统的电流测量装备在交通工具上测量，因为漏电流比工作电流低得多。
[0004]专利技术概述
[0005]在一个实施例中，电池连接单元包括第一支路和第二支路。第一支路适于将第一电池连接到第二电池和交通工具负载中的至少一者，并且包括至少一个第一支路开关以启用/禁用沿着第一支路的电流流动。第二支路与第一支路并联连接，并且包括至少一个第二支路开关以启用/禁用沿着第二支路的电流流动。该系统还包括存储元件；连接在第一支路和存储元件之间以启用/禁用对存储元件的充电的第一测量开关；连接在第二支路和存储元件之间以启用/禁用对存储元件的充电的第二测量开关；以及处理器。处理器被编程为：禁用第一支路和第二支路中的至少一条；启用第一测量开关和第二测量开关中的至少一个以用来自至少一条被禁用支路的漏电流对存储元件充电；以及响应于与漏电流相关联的存储元件电压在预定时间段内超过参考电压，生成指示开关故障的输出信号。
[0006]在另一个实施例中，电池连接单元包括适于将第一电池连接到第二电池和交通工具负载中的至少一者的至少一条支路。该支路包括沿支路串联连接的第一开关和第二开关，以启用/禁用双向电流流动。第一测量开关连接在支路的第一开关和第二开关与存储元件之间，以启用/禁用利用第一支路漏电流对存储元件的充电。
[0007]在又一个实施例中，提供了一种监测配电系统的漏电流的方法。提供了一种电池连接单元，该电池连接单元具有：第一支路开关和第二支路开关，该第一支路开关用于启用/禁用在第一电池与第二电池和交通工具负载中的至少一者之间的双向电流流动，该第二支路开关用于启用/禁用在第一电池与第二电池和交通工具负载中的至少一者之间的双向电流流动。提供了一种监测电路，该监测电路具有：存储元件、第一测量开关和第二测量开关，该第一测量开关连接在第一支路开关和存储元件之间以启用/禁用对存储元件的充电，该第二测量开关连接在第二支路开关和存储元件之间以启用/禁用对存储元件的充电。第一支路开关和第二支路开关中的至少一个被禁用。第一测量开关和第二测量开关中的至少一者被启用，以用来自至少一个被禁用支路开关的漏电流对存储元件充电。响应于与漏电流相关联的存储元件电压在预定时间段内超过参考电压，生成指示开关故障的输出信号。
附图说明
[0008]图1是根据一个或更多个实施例的具有两个电源和配电系统的交通工具的示意性框图，该配电系统包括电池连接单元。
[0009]图2是图1的电池连接单元的示意图，包括开关单元和监测电路。
[0010]图3是示出了根据一个或更多个实施例的、用于监测图2的开关单元的漏电流的方法的流程图。
[0011]图4是图1的配电系统的电路图，示出了图3的用于监测漏电流的方法。
[0012]图5是根据一个或更多个实施例的具有一个电源和配电系统的另一交通工具的示意性框图，该配电系统包括电池连接单元。
[0013]图6是示出了根据一个或更多个实施例的、在图5的配电系统中实现的用于监测图2的开关单元的漏电流的方法的流程图。
[0014]图7A是图5的配电系统在第一配置中的电路图，示出了图6的用于监测漏电流的方法。
[0015]图7B是图7A的配电系统在第二配置中的电路图，进一步示出了图6的用于监测漏电流的方法。
具体实施方式
[0016]根据要求，本专利技术的详细实施例在本文被公开；然而，要理解的是，所公开的实施例仅为本专利技术的示例，其可以以各种各样的且可替代的形式呈现。附图不一定是按比例的；一些特征可能被放大或最小化，以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。
[0017]参考图1，交通工具配电系统根据一个或更多个实施例被示出，并且通常用数字110来引用。配电系统110被描绘为在交通工具112内，并且将一个或更多个电源电连接到交通工具电气系统114。根据所示实施例，配电系统110包括两个电源：主电池116和次级电池118。根据一个或更多个实施例，配电系统110还包括电池连接单元120和保险丝盒122。电池连接单元120包括开关单元124，开关单元124包括将电池116、118与交通工具电气系统114连接/断开连接的一个或更多个开关。电池连接单元120还包括用于控制开关单元124的控制器126(图2中示出)。在其他实施例中，配电系统110在具有单个电池116的交通工具中被实现(图5
‑
7B中示出)。
[0018]在交通工具工作期间，控制器126控制开关单元124，以从电池116、118向交通工具电气系统114的各种负载(例如，动力传动系统(powertrain)、加热和冷却系统)提供电能。当交通工具112怠速(idle)或未工作时，控制器126控制开关单元124断开，并将电池116、118与交通工具电气系统114断开连接。开关单元124的性能可能随着时间而降低，这最终可能导致开关不能正常起作用，例如断开或闭合。在这种功能丧失之前，当开关断开时，开关断开阻抗(即开关断开时的阻抗)可能减小并允许电流通过开关传导或泄漏。电池连接单元120监测该漏电流，并且如果漏电流超过预定的漏电流阈值，则通知其他交通工具系统，使得开关单元124可以在功能丧失或退化之前被维修。
[0019]配电系统110可以在工作条件期间向交通工具电气系统114提供高电流，例如超过100安培。然而，与工作电流相比，瞬时漏电流可能相对较低。例如，漏电流可能在微安培范围内。测量微安培范围内的电流的电流传感器可能是昂贵的，并且对于交通工具上的传感器不实用。电池连接单元120包括具有存储元件的监测电路128，该存储元件随时间充电以
监测漏电流，而不使用这种昂贵的传感器。控制器126和监测电路128可以统称为漏电流监测系统。
[0020]参考图2，电池连接单元120包括开关单元124、控制器126和监测电路128。根据一个或更多个实施例，开关单元124包括以背对背配置连接的一对开关。根据所示实施例，开关单元124包括两条互补的支路，第一支路130和第二支路132，它们执行类似的功能，即，将电池116、118连接到交通工具电气系统114。支路130、132共享功率传输，使得对于具有两条支路的实施例，每条支路130、132可以处理大约总电流的一半，这可以允许更便宜的开关。尽管被示出为一对并联支路，但是电池连接单元120的其他实施例包括单条支路或多于两条支路。
[0021]根据一个或更多个实施例，每条支路130、132包括串联布置的两个开关。第一支路130包括第一开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池连接单元，包括：第一支路，所述第一支路适于将第一电池连接到第二电池和交通工具负载中的至少一者，所述第一支路包括至少一个第一支路开关以启用/禁用沿着所述第一支路的电流流动；第二支路，所述第二支路与所述第一支路并联连接，所述第二支路包括至少一个第二支路开关以启用/禁用沿着所述第二支路的电流流动；存储元件；第一测量开关，所述第一测量开关连接在所述第一支路和所述存储元件之间以启用/禁用对所述存储元件的充电；第二测量开关，所述第二测量开关连接在所述第二支路和所述存储元件之间以启用/禁用对所述存储元件的充电；以及处理器，所述处理器被编程为：禁用所述第一支路和所述第二支路中的至少一条；启用所述第一测量开关和所述第二测量开关中的至少一个，以用来自至少一个被禁用支路的漏电流对所述存储元件充电；以及响应于与所述漏电流相关联的存储元件电压在预定时间段内超过参考电压，生成指示开关故障的输出信号。2.根据权利要求1所述的电池连接单元，其中，所述至少一个第一支路开关包括第一开关和第二开关，并且其中，所述第一测量开关连接在所述第一开关和所述第二开关之间。3.根据权利要求2所述的电池连接单元，其中，所述第一开关和所述第二开关包括以共源背对背配置布置的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。4.根据权利要求1所述的电池连接单元，其中，所述至少一个第二支路开关包括第三开关和第四开关，并且其中，所述第二测量开关连接在所述第三开关和所述第四开关之间。5.根据权利要求4所述的电池连接单元，其中，所述第三开关和所述第四开关包括以共源背对背配置布置的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。6.根据权利要求1所述的电池连接单元，还包括放电开关，所述放电开关被配置成当所述放电开关被启用时使所述存储元件放电，其中，所述处理器还被编程为在启用所述第一测量开关和所述第二测量开关中的至少一个之前，启用所述放电开关以释放存储在所述存储元件中的能量。7.根据权利要求1所述的电池连接单元，其中，所述第一支路适于将所述第一电池连接到所述第二电池，其中，所述处理器还被编程为：禁用所述第一支路和所述第二支路两者；启用所述第一测量开关和所述第二测量开关两者，以用来自被禁用的第一支路和被禁用的第二支路的漏电流对所述存储元件充电；以及响应于与来自被禁用的第一支路和被禁用的第二支路的漏电流相关联的存储元件电压在所述预定时间段内超过所述参考电压，生成指示开关故障的所述输出信号。8.根据权利要求7所述的电池连接单元，其中，所述处理器还被编程为：响应于生成指示开关故障的所述输出信号，禁用所述第二测量开关；以及响应于所述存储元件电压在所述预定时间段内超过第二参考电压，生成指示第一支路开关故障的第一输出信号。
9.根据权利要求8所述的电池连接单元，其中，所述处理器还被编程为：禁用所述第一测量开关；启用所述第二测量开关以用来自被禁用的第二支路的漏电流对所述存储元件充电；以及响应于所述存储元件电压在所述预定时间段内超过所述第二参考电压，生成指示第二支路开关故障的第二输出信号，其中，所述第二参考电压等于所述参考电压的一半。10.一种电池连接单元，包括：至少一条支路，所述至少一条支路适于将第一电池连接到第二电池和交通工具负载中的至少一者，所述至少一条支路包括：第一开关；以及第二开关，所述第二开关沿着所述至少一条支路与所述第一开关串联连接，以启用/禁用双向电流流动；存储元件；以及第一测量开关，所述第一测量开关连接在所述至少一条支路的所述第一开关和所述第二开关与所述存储元件之间，以启用/禁用利用第一支路漏电流对所述存储元件的充电。11.根据权利要求10所述的电池连接单元，其中，所述至少一条支路包括：第一支路，所述第一支路包括所述第一开关和所述第二开关；第二支路，所述第二支路与所述第一支路并联连接，所述第二支路包括沿着所述第二支路串联连接的第三开关和第四开关，以启用/禁用双向电流流动；以及所述电池连接单元还包括连接在所述第二支路的所述第三开关和所述第四开关与所述存储元件之间的第二测量开关，以启用/禁用利用第二支路漏电流对所述存储元...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
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