支持车辆在不同电势下的电力输出的一体式电力转化器制造技术

本公开提供了“支持车辆在不同电势下的电力输出的一体式电力转化器”。一种车辆包括：电力转化器，所述电力转化器从发电机接收电力并且具有第一输出端和第二输出端；辅助电池，所述辅助电池经由所述第一输出端从所述电力转化器接收电力；以及加热元件，所述加热元件经由所述第二输出端从所述电力转化器接收电力，并且向排气系统的催化剂提供热。所述车辆还包括控制器，所述控制器根据所述催化剂的温度命令所述转化器经由所述第二输出端向所述加热元件提供电力。元件提供电力。元件提供电力。

【技术实现步骤摘要】
支持车辆在不同电势下的电力输出的一体式电力转化器


[0001]本公开涉及车辆排气系统。

技术介绍

[0002]采用碳排放推进系统的大多数车辆经由催化转化器来减少排放。升高催化转化器的温度可提高装置的效率。许多车辆使用电加热器来升高催化转化器的温度。车辆电池(包括牵引电池)容易随时间推移损失能量容量。电池所暴露于的电气参数的一些图案可能比其他图案更快地导致劣化。导致过早劣化的一种图案是持续切换，从而使电池暴露于大电流或电功率差。减小所述差将延长电池的寿命。

技术实现思路

[0003]一种车辆包括：电力转化器，所述电力转化器从发电机接收电力并且具有第一输出端和第二输出端；辅助电池，所述辅助电池经由所述第一输出端从所述电力转化器接收电力；以及加热元件，所述加热元件经由所述第二输出端从所述电力转化器接收电力，并且向排气系统的催化剂提供热。所述车辆还包括控制器，所述控制器根据所述催化剂的温度命令所述转化器经由所述第二输出端向所述加热元件提供电力，使得经由所述第二输出端提供给所述加热元件的所述电力的值随着所述温度降低而增加。
[0004]一种用于控制车辆电力系统的方法包括命令电力转化器经由第一输出端从发电机向辅助电池提供电力，并且根据催化剂的温度经由第二输出端从所述发电机向包括催化剂的排气系统的加热元件提供电力。
[0005]一种汽车电力系统包括高电压电气总线网络和冷却剂泵。高电压电气总线网络从发电机接收电能。发电机与内燃发动机机械连通。高电压电气总线网络还经由转化器与低电压电气总线网络和辅助电气总线网络两者电气连通。所述转化器具有至少一个输入端和多个输出端。所述辅助电气总线网络经由来自所述转化器的所述多个输出端中的一个向催化热调节器提供电能。冷却剂泵从发电机接收机械能以在泵与高电压电池之间泵送冷却剂。高电压电池与高电压电气总线网络电气连通。
附图说明
[0006]图1示出了车辆。
[0007]图2示出了第一加热执行算法。
[0008]图3示出了第二加热执行方法算法。
[0009]图4示出了第三加热执行方法算法。
具体实施方式
[0010]根据要求，本文公开了详细实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例性的，也可设想各种和替代形式。附图不一定按比例绘制。一些特征可能会被放大或最小化以示
出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员的代表性基础。
[0011]要满足某些排放要求，汽油和柴油内燃发动机动力传动系统都需要催化剂加热(eCAT)来辅助催化剂起燃。目标可能是使用48V轻度混合动力电动车辆(mHEV)系统在mHEV应用上向eCAT供电。eCAT本质上是具有低电感的电阻器。经由脉冲宽度调制(PWM)通过低频切换来调制其电力需求。这使48V电池激进地循环，并且有可能使电池激进地老化，以至于潜在地影响其寿命。需要一种解决方案来利用改变电力的方法使从48V mHEV电力网到eCAT的电力输出平稳。对eCAT电力变化的这种额外控制潜在地推动了对系统内的新部件的要求，从而随后增加了总体系统成本。
[0012]解决方案可能是将辅助输出整合在现有的48V至12V DC/DC内，所述DC/DC已经是mHEV系统的一部分以支持来自48V电力网的12V电力网。因此，DC/DC转化器将具有两个输出端，即现有的12V输出端和额外的48V输出端。组合式DC/DC转化器将被设计成支持改变至eCAT的电力。现有DC/DC的内部构件有可能被共享以支持两个输出，包括例如液体冷却系统、布线和控制器。这还可提高成本并潜在地改善包装空间挑战。
[0013]使用DC/DC转化器来支持eCAT电力需求是解决方案的一部分，而不是经由低频PWM来切换eCAT，这可能通过电池循环使电池激进地老化。
[0014]一般来说，车辆可使用电力源进行推进。例如，车辆可包括用于推进车辆的牵引电池。另外，车辆可由内燃动力源(诸如内燃发动机)部分地推进。在包含电力源和内燃动力源两者的实施例中，内燃动力源可与电力源电气连通，使得由内燃动力源生成的电力可用于对电力源充电。在此类实施例中，内燃动力源可使用电力部件来促进燃烧动力向电力的转化。例如，内燃动力源可与发电机机械连通。发电机可与电力源电气连通。在这种配置中，内燃动力源可使用燃烧来操作发电机，因此对电力源充电。车辆可包括其他电力部件。
[0015]车辆可包括传动系。传动系可与内燃发动机、电力源和再生制动系统中的至少一个呈电气连通、磁连通和机械连通中的至少一个。在一些实施例中，传动系可与内燃发动机流体连通。例如，车辆可在传动系与内燃发动机之间具有变矩器。替代地，车辆可在传动系与内燃发动机之间具有离合器。
[0016]传动系可包括再生制动系统。再生制动系统可与车轮呈机械连通。所述再生制动系统可与所述主电力源、所述辅助电力源和所述转化器中的一个电气连通，使得所述再生制动系统被配置成根据从与所述车轮的机械连通收集的惯性来产生电。从再生制动系统收集的电可由转化器转化，使得其电气参数适合于高电压电气总线网络和低电压电气总线网络中的任何一个。替代地，再生制动系统可被配置成产生电，其电气参数适合于高电压电气总线网络和低电压电气总线网络中的任何一个。
[0017]车辆可具有多个能量存储动力源。例如，车辆可包括牵引电池，所述牵引电池被配置成提供用于车辆推进的电流、电压和电力中的一个，其中所述电流、电压和电力值中的所述一个是第一预定值。除了牵引电池之外，车辆还可包括补充电池，所述补充电池被配置成向车辆提供电流、电压和电力中的一个，其中所述电流、电压和电力值中的所述一个是与所述第一预定值不同的第二预定值。来自补充电池的能量可用于推进之外的车辆需求。替代地，辅助电池可用作备用电池，或者补充用于推进的牵引电池。
[0018]车辆可具有车辆电力网络。车辆电力网络可包括多个电气总线网络。例如，电力网
络可包括高电压总线网络、低电压总线网络和辅助网络。在此类实施例中，车辆电力网络可包括与高电压总线网络直接电气连通的高电压电池。类似地，电力网络可包括与低电压总线网络直接电气连通的低电压电池。
[0019]电力网络还可包括在高电压总线网络与低电压总线网络之间的转化器。转化器可允许和调节高电压总线网络与低电压总线网络之间的电气连通。转化器可能是DC/DC转化器。为此，转化器可减小从高电压总线网络穿越到低电压总线网络的电的电势参数。此外，转化器可增加从低电压总线网络穿越到高电压总线网络的电的电势参数。转化器可允许和调节高电压总线网络与辅助总线网络之间的电气连通。在一些实施例中，转化器可调节从高电压总线网络穿越到辅助总线网络的电的电势参数。例如，转化器可确保辅助总线网络的电势与高电压总线网络的电势基本上相同。在一些实施例中，转化器可具有一个输入端和多个输出端。例如，转化器可经由输入端与高电压总线网络直接电气连通，同时经由第一输出端与低电压总线网络直接电气连通，并且经由第二输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆，其包括：电力转化器，所述电力转化器被配置成从发电机接收电力，并且具有第一输出端和第二输出端；辅助电池，所述辅助电池被配置成经由所述第一输出端从所述电力转化器接收电力；加热元件，所述加热元件被配置成经由所述第二输出端从所述电力转化器接收电力，并且向排气系统的催化剂提供热；以及控制器，所述控制器被编程以根据所述催化剂的温度命令所述转化器经由所述第二输出端向所述加热元件提供电力，使得经由所述第二输出端提供给所述加热元件的所述电力的值随着所述温度降低而增加。2.如权利要求1所述的车辆，其中经由所述第一输出端提供给所述辅助电池的所述电力处于至多12V的电势，并且其中经由所述第二输出端提供给所述加热元件的所述电力处于至多48V的电势。3.如权利要求1所述的车辆，其还包括牵引电池，所述牵引电池被配置成从所述发电机接收电力。4.如权利要求3所述的车辆，其中所述牵引电池是48V电池。5.如权利要求1所述的车辆，其还包括：牵引电池，所述牵引电池被配置成从所述发电机接收电力；以及泵，所述泵被配置成从所述发电机接收机械动力并将冷却剂驱动到所述牵引电池。6.如权利要求5所述的车辆，其中所述泵还被配置成将所述冷却剂驱动到所述电力转化器。7.如权利要求1所述的车辆，其还包括与所述发电机机械地联接的发动机。8.如权利要求1所述的车辆，其中所述电力转化器是DC/DC电力转化器。9.一种用于控制车辆电力系统的方法，其包括：命令电力转化器经由第一输出端从发电机向辅助电池提供电力，并且根据催化剂的温度经由第二输出端从所述发电机向包括所述催化剂的排气系统的加热元件提...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：