交通工具电源供应系统技术方案

一种交通工具电源供应系统(10)，被配置用于为电动交通工具(1)或混合电动交通工具提供冗余的高压电源供应和低压电源供应。该电源供应系统包括具有正端子(11)和负端子(12)的第一高压电池单元(4a)，其中正端子(11)连接至正电源分配装置(20a)。该系统还包括具有正端子(14)和负端子(15)的第二高压电池单元(4b)，其中正端子(14)经由中间电源分配装置(16)连接至第一高压电池单元(4a)的负端子(12)，并且其中负端子(15)连接至负电源分配装置(20b)。此外，该系统包括连接正电源分配装置(20a)与中间电源分配装置(16)的第一旁路线路(13)以及连接负电源分配装置(20b)与中间电源分配装置(16)的第二旁路线路(25)，其中第一旁路线路(13)包括第一电路断路器(17)，并且其中第二旁路线路(25)包括第二电路断路器(26)。该系统还包括第一DC/DC转换器(31)和第二DC/DC转换器(32)，第一DC/DC转换器(31)连接至正电源分配装置(20a)和负电源分配装置(20b)并配置成用于提供第一低压直流输出(30)，第二DC/DC转换器(32)连接至正电源分配装置(20a)和负电源分配装置(20b)并配置成用于提供第二低压直流输出(33)。此外，该系统包括第一主接触器(21)和第二主接触器(22)，第一主接触器(21)连接至正电源分配装置(20a)，第二主接触器(22)连接至负电源分配装置(20b)，其中第一主接触器(21)和第二主接触器(22)在接合状态下配置成用于将第一高压电池单元(4a)和第二高压电池单元(4b)连接至第一高压直流输出(35)，并且第一主接触器(21)和第二主接触器(22)在接合断开状态下配置成用于使第一高压电池单元(4a)和第二高压电池单元(4b)与第一高压直流输出(35)断开连接。最后，该系统还包括连接至正电源分配装置(20a)的第三主接触器(23)和连接至负电(续)(续)[转续页]

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交通工具电源供应系统


[0001]本公开内容涉及用于向电动交通工具或混合电动交通工具提供冗余的高压电源和低压电源的交通工具电源供应系统和方法。
[0002]根据本公开内容的系统和方法可以例如在电动交通工具或混合电动交通工具中布置或实施。此外，虽然根据本公开内容的系统和方法将主要针对汽车来进行描述，但该系统和方法不受限于该特定交通工具，而是替代性地可以在需要高度冗余电源供应系统的另一类型的交通工具中进行安装或实施，诸如卡车、公共汽车、轨道交通工具、飞行交通工具、海上船只、越野车、采矿车、农业车辆、作业车辆(诸如轮式装载机或挖掘机)、森林车辆(诸如收割机或运输机)、摩托车，等等。

技术介绍

[0003]在配置成用于为电动交通工具提供冗余的高压电源供应和低压电源供应的交通工具电源供应系统领域中，始终需要提高的电源供应可靠性、较低的整体交通工具成本效益以及较低的交通工具重量。
[0004]例如，文献DE 102011011798 A1示出了用于电动车辆的冗余的高压电源供应和低压电源供应的冗余车辆电源供应系统。然而，尽管该车辆电源供应系统在电源供应方面提供了一定程度的冗余，但是仍然需要进一步提高的电源供应可靠性、较低的整体车辆成本效益以及较低的车辆重量。

技术实现思路

[0005]本公开内容的目的是提供一种用于向电动交通工具或混合电动交通工具提供冗余的高压电源和低压电源的交通工具电源供应系统和方法，其中避免了前面提及的问题。该目的至少部分地通过独立权利要求的特征实现。
[0006]根据本公开内容的第一方面，提供了一种交通工具电源供应系统，配置成用于为电动交通工具或混合电动交通工具提供冗余的高压电源(即高压功率)供应和低压电源(即低压功率)供应。该电源供应系统包括具有正端子和负端子的第一高压电池单元，其中正端子连接至正电源分配装置。该电源供应系统还包括具有正端子和负端子的第二高压电池单元，其中正端子经由中间电源分配装置连接至第一高压电池单元的负端子，并且其中负端子连接至负电源分配装置。交通工具电源供应系统还包括将正电源分配装置与中间电源分配装置连接的第一旁路线路；以及将负电源分配装置与中间电源分配装置连接的第二旁路线路，其中第一旁路线路包括第一电路断路器，并且其中第二旁路线路包括第二电路断路器。交通工具电源供应系统还额外地包括第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器，该第一DC/DC转换器连接至正电源分配装置和负电源分配装置并配置成用于提供第一低压直流输出，该第二DC/DC转换器连接至正电源分配装置和负电源分配装置并配置成用于提供第二低压直流输出。此外，电源供应系统包括连接至正电源分配装置的第一主接触器和连接至负电源分配装置的第二主接触器，其中第一主接触器和第二主接触器在接合状态下配置成用于
将第一高压电池单元和第二高压电池单元与第一高压直流输出连接，并且第一主接触器和第二主接触器在接合断开状态下配置成用于使第一高压电池单元和第二高压电池单元与第一高压直流输出断开连接。最后，电源供应系统还包括连接至正电源分配装置的第三主接触器和连接至负电源分配装置的第四主接触器，其中第三主接触器和第四主接触器在接合状态下配置成用于将第一高压电池单元和第二高压电池单元连接至第二高压直流输出，并且第三主接触器和第四主接触器在接合断开状态下配置成用于使第一高压电池单元和第二高压电池单元与第二高压直流输出断开连接。
[0007]根据本公开内容的第二方面，提供了一种用于向电动交通工具或混合电动交通工具提供冗余的高压电源和低压电源的方法。该方法包括第一步骤：提供串联连接的第一高压电池单元和第二高压电池单元，它们经由中间电源分配装置彼此相互连接并连接至正电源分配装置和负电源分配装置，提供包括第一电路断路器的第一旁路线路，其中该第一旁路线路连接至正电源分配装置且连接至中间电源分配装置，并且提供包括第二电路断路器的第二旁路线路，其中该第二旁路线路连接至负电源分配装置且连接至中间电源分配装置。该方法还包括第二步骤：经由连接至正电源分配装置和负电源分配装置的第一DC/DC转换器在第一低压直流输出处供应低压直流电，和/或经由连接至正电源分配装置和负电源分配装置的第二DC/DC转换器在第二低压直流输出处供应低压直流电，并且经由连接至正电源分配装置和负电源分配装置的第一主接触器和第二主接触器在第一高压直流输出处供应高压直流电，和/或经由连接至正电源分配装置和负电源分配装置的第三主接触器和第四主接触器在第二高压直流输出处供应高压直流电。
[0008]以该方式，获得了若干合乎期望的技术效果。例如，通过具有串联连接的第一高压电池单元和第二高压电池单元，各个高压电池单元与具有电路断路器的旁路线路并联，在第一电池单元或第二电池单元(例如由于能量存储故障、容量退化、高阻抗等)发生故障的情况下，都可以单独绕过第一电池单元和第二电池单元中的任一者，从而高效率地与电源供应系统断开连接并隔离(隔绝)。结果，尽管第一电池单元和第二电池单元中的一个最终发生故障，但仍然可以供应电电源。
[0009]此外，第一电池单元和第二电池单元的串联连接能够与低重量和低成本的特性相结合地实现相对高的电压输出。例如，如果第一电池单元和第二电池单元中的每一个具有例如大约400伏(V)的标称电压输出，则串联连接的电池单元提供接近800伏的输出电压，从而实现相对高的输出电源水平和较高的充电电源水平。此外，通过围绕仅两个串联连接的电池单元来设计电源供应系统，与包括多个并联连接的电池单元的传统电源供应系统相比，可以实现相对低的总重量和相对低的总成本。
[0010]此外，通常通过两个串联连接的电池单元来处理电池单元中的一个的短路可以比通过两个并联连接的电池单元来处理更好，因为两个串联连接的电池通常不会呈现通常在以并联构造布置时因电池短路引起的冲激电流(电流冲击)。
[0011]此外，通过使第一高压电池单元和第二高压电池单元以及第一旁路线路和第二旁路线路经由中间电源分配装置而连接至正电源分配装置和负电源分配装置，与将第一电池单元或第二电池单元与中间电源分配装置以及正电源分配装置和负电源分配装置连接的高压导体中的任一者相关联的单个故障(例如端子连接故障、电线缆或线断裂、导体绝缘故障等)仅会隔离与该单个故障相关联的高压电池。换言之，单个故障不会导致整个电源供应
故障，而仅仅是导致高压电源供应水平降低，从而能够持续供应电源，而不会导致通常与多个并联连接的电池单元相关联的非预期的成本和重量增加。
[0012]事实上，根据一些示例性实施方式，根据本公开内容的电源供应系统可以包括不多于或少于两个用于交通工具推进目的的高压电池单元。
[0013]连接至第一和/或第二高压直流输出的电动装备和装置可以例如配置成处理由绕过第一电池单元和第二电池单元中的一个而引起的电源供应系统的电压输出水平的降低。
[0014]此外，通过将第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器布置在第一至第四主接触器的内侧上，不仅实现了冗余的低压电源供应，还使得即使第一至第四主接触器中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交通工具电源供应系统(10)，其被配置用于为电动交通工具(1)或混合电动交通工具提供冗余的高压电源供应和低压电源供应，所述电源供应系统包括：具有正端子(11)和负端子(12)的第一高压电池单元(4a)，其中所述正端子(11)连接至正电源分配装置(20a)；具有正端子(14)和负端子(15)的第二高压电池单元(4b)，其中所述正端子(14)经由中间电源分配装置(16)连接至所述第一高压电池单元(4a)的负端子(12)，并且其中所述负端子(15)连接至负电源分配装置(20b)；连接所述正电源分配装置(20a)与所述中间电源分配装置(16)的第一旁路线路(13)，其中所述第一旁路线路(13)包括第一电路断路器(17)；连接所述负电源分配装置(20b)与所述中间电源分配装置(16)的第二旁路线路(25)，其中所述第二旁路线路(25)包括第二电路断路器(26)；第一DC/DC转换器(31)，所述第一DC/DC转换器(31)连接至所述正电源分配装置(20a)和所述正负电源分配装置(20b)，并配置成用于提供第一低压直流输出(30)；第二DC/DC转换器(32)，所述第二DC/DC转换器(32)连接至所述正电源分配装置(20a)和所述负电源分配装置(20b)，并配置成用于提供第二低压直流输出(33)；第一主接触器(21)和第二主接触器(22)，所述第一主接触器(21)连接至所述正电源分配装置(20a)，所述第二主接触器(22)连接至所述负电源分配装置(20b)，其中所述第一主接触器(21)和所述第二主接触器(22)在接合状态下被配置成用于将所述第一高压电池单元(4a)和所述第二高压电池单元(4b)与第一高压直流输出(35)连接，而在接合断开的状态下被配置成用于将所述第一高压电池单元(4a)和所述第二高压电池单元(4b)与所述第一高压直流输出(35)断开连接；第三主接触器(23)和第四主接触器(24)，所述第三主接触器(23)连接至所述正电源分配装置(20a)，所述第四主接触器(24)连接至所述负电源分配装置(20b)，其中，所述第三主接触器(23)和所述第四主接触器(24)在接合状态下被配置成用于将所述第一高压电池单元(4a)和所述第二高压电池单元(4b)与所述第二高压直流输出(36)连接，并且在接合断开的状态下被配置成用于断开所述第一高压电池单元(4a)和所述第二高压电池单元(4b)与所述第二高压直流输出(36)的连接。2.根据权利要求1所述的交通工具电源供应系统，其中，所述正电源分配装置(20a)和所述负电源分配装置(20b)中的每一个包括一个、两个、三个、四个、五个或六个独立的电源分配单元(61a、61b、62a、62b、63a、63b、64a、64b、68a、68b、70a、70b)，以用于连接：
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所述第一高压电池单元(4a)的正端子(11)或所述第二高压电池单元(4b)的负端子(15)；
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所述第一旁路线路(13)和所述第二旁路线路(25)中的一个；
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所述第一DC/DC转换器(31)和所述第二DC/DC转换器(32)；
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所述第一主接触器(21)和所述第二主接触器(22)中的一个；以及
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所述第三主接触器(23)和所述第四主接触器(24)中的一个。3.根据权利要求1或2所述的交通工具电源供应系统，其中，所述正电源分配装置(20a)和所述负电源分配装置(20b)中的每一个包括第一电源分配单元(61a、61b)，所述第一电源分配单元(61a、61b)连结：
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连接至所述第一高压电池单元(4a)的正端子(11)或所述第二高压电池单元(4b)的负端子(15)或与之相关联的高压线缆或高压导体；以及
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连接至所述第一DC/DC转换器(31)或与之相关联的高压线缆或高压导体，和/或连接至所述第一主接触器(21)或所述第二主接触器(22)或与之相关联的高压线缆或高压导体。4.根据权利要求3所述的交通工具电源供应系统，其中，所述正电源分配装置(20a)和所述负电源分配装置(20b)中的每一个包括第二电源分配单元(62a、62b)，所述第二电源分配单元(62a、62b)连结：
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与所述第一旁路线路(13)或所述第二旁路线路(25)相关联的高压线缆或高压导体；以及
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连接至所述第二DC/DC转换器(32)或与之相关联的高压线缆或高压导体，和/或连接至所述第三主接触器(23)或所述第四主接触器(24)或与之相关联的高压线缆或高压导体。5.根据权利要求4所述的交通工具电源供应系统，其中，所述正电源分配装置(20a)和所述负电源分配装置(20b)中的每一个包括第三电源分配单元(63a、63b)，所述第三电源分配单元(63a、63b)连结：
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连接至所述第一电源分配单元(61a、61b)或与之相关联的高压线缆或高压导体；以及
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连接至所述第一主接触器(21)或所述第二主接触器(22)或与之相关联的高压线缆或高压导体，或者连接至所述第一DC/DC转换器(31)或与之相关联的高压线缆或高压导体。6.根据权利要求5所述的交通工具电源供应系统，其中，所述正电源分配装置(20a)和所述负电源分配装置(20b)中的每一个包括第四电源分配单元(64a、64b)，所述第四电源分配单元(64a、64b)连结：
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连接至所述第三电源分配单元(63a、63b)或与之相关联的高压线缆或高压导体；
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连接至所述第二电源分配单元(62a、62b)或与之相关联的高压线缆或高压导体；以及
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【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：