供电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电气设备的供电系统，其包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】供电系统


[0001]本专利技术涉及一种改进的供电系统，其尤其可用于电动或混合动力车辆。

技术介绍

[0002]电动或混合动力车辆的牵引是通过使用若干个电能存储电池组合在一起的电池组来实现的。
[0003]电池组以已知的方式输送DC电压，直流/交流转换器的任务是转换该DC电压，以便在其两相或三相(根据马达的配置)上向车辆的电动马达输送控制电压。电池组可以包括若干个电池，每个电池本身包括若干个模块并且每个模块通常包括若干个电化学电池单元。该系统可以是可逆的，并且马达的机械制动也可以使得在能量再生模式下对电池组的电池进行充电成为可能。
[0004]此外，众所周知，为了向车辆的车载网络(即，例如，前灯、车窗、ABS、动力转向)以及更基本的功能(例如遥控集中打开/闭合)供电，常使用标准的12V(或24V)铅蓄电池。这种额外的铅蓄电池的存在是由于即使在车辆未启动时也需要具有12V的电压，并且需要具有不使牵引电池放电的独立12V电源。在电动或混合动力车辆的情况下，该辅助电池通过DC/DC转换器由车辆的电池组充电，或者在燃烧车辆的情况下由交流发电机充电。
[0005]在机动车辆以外的应用中，可能还需要额外的电池来启动系统。
[0006]出于重量、体积和成本节约的考虑，希望不使用这种DC/DC转换器(或在内燃机车辆的情况下不使用交流发电机)。在这种情况下，无论系统架构及其操作模式如何，即无论是正常供电模式、(再生)制动模式或在AC网络上充电或放电模式，都需要简单的解决方案来为辅助电池充电。
[0007]尤其是，辅助电池的安装必须能够适应通过DC电源总线永久地输送恒定DC电压(例如电动车辆中的48V DC或400V DC)的架构。
[0008]专利申请EP20798148A2已经描述了一种用于电动或混合动力车辆的架构，该种架构能够在不使用DC/DC转换器的情况下输送不同的电压水平。
[0009]专利申请US2018/043789A1也描述了一种无需DC/DC转换器的供电系统。
[0010]然而，这些先前的解决方案通常不适用于同时满足以下两种条件：
[0011]‑
在总线上保持恒定电压，并且
[0012]‑
还可以为辅助电池充电。
[0013]因此，本专利技术的目的是提出一种供电系统，该系统：
[0014]‑
能够在车辆运行时以基本恒定的水平(在5V以内)永久输送DC电压；
[0015]‑
将辅助电池集成到其架构中，且无需使用转换器即可为其充电；
[0016]‑
能够在外部AC网络上充电，同时保持输送DC电压(低压或高压)；
[0017]‑
能够输送AC电压，同时保持输送DC电压；
[0018]‑
尽可能避免使用电气转换器。
[0019]此系统将尤其适用于在电动或混合动力车辆中使用以参与车辆的牵引并且还为
车辆的各种设备供电。

技术实现思路

[0020]该目的通过一种用于电气设备的供电系统来实现，其包括：
[0021]‑
DC电源总线，
[0022]‑
第一电池，其能够在所述DC电源总线上输送第一DC电压，所述第一电池包括第一电池单元，每个第一电池单元可以在有源状态和无源状态之间切换，
[0023]‑
辅助电池，其被配置为输送不同于第一DC电压的第二DC电压，
[0024]‑
控制单元，
[0025]‑
第二电池，其能够在所述DC电源总线上输送所述第一DC电压，所述第二电池与所述第一电池并联连接，所述第二电池包括第二电池单元，每个第二电池单元可在有源状态和无源状态之间切换，
[0026]‑
第一切换装置，其被布置成用于使第一电池与DC电源总线连接或断开连接，
[0027]‑
第二切换装置，其被布置成用于使第二电池与DC电源总线连接或断开连接，
[0028]‑
第三切换装置，其被配置为是辅助电池与第一电池串联连接或断开连接和/或与第二电池串联连接或断开连接，
[0029]所述控制单元被配置为：
[0030]o从第一电池和第二电池中选择至少一个电池，以便通过将所述至少一个电池连接到DC电源总线来设定DC电源总线上的所述电压，
[0031]o命令将未选择的电池连接到DC电源总线，并通过将辅助电池与未选择的电池串联设置并通过切换所述未选择的电池的电池单元以便控制用于所述辅助电池的充电电流来命令为所述辅助电池充电。
[0032]本专利技术的架构具有完全对称的优点，因为它可以选择所述两个主电池中的一个或另一个来在总线上输送电压，并可使用未选择的电池为辅助电池充电。
[0033]根据一个特定特征，第一切换装置被布置成使第一电池与旨在连接到AC网络的充电/放电单元连接或断开连接。
[0034]根据另一特定特征，第二切换装置被布置成使第二电池与所述充电/放电单元连接或断开连接。
[0035]根据另一特定特征，控制单元被配置为通过使未选择的电池连接到所述充电/放电单元来命令为所述未选择的电池充电。
[0036]根据另一特定特征，控制单元被配置为通过将第一电池或第二电池连接到所述充电/放电单元来命令将可变电压输送到所述充电/放电单元。
[0037]根据另一特定特征，控制单元被配置为命令将辅助电池与第一电池和第二电池两者串联连接，以便使用存在于DC电源总线上的电流为辅助电池充电。
[0038]根据另一个特定特征，控制单元包括用于监测以下参量的装置：
[0039]o第一电池的端子间的电压，
[0040]o第二电池的端子间的电压，
[0041]o辅助电池的端子间的电压，
[0042]o流过具有第一电池的第一支路的电流，
[0043]o流经具有第二电池的第二支路的电流，
[0044]o用于辅助电池的充电电流，
[0045]o DC电源总线的电压。
[0046]根据另一特定特征，控制单元包括用于基于所监测参量的值来确定和监测第一电池的充电状态、第二电池的充电状态和辅助电池的充电状态的装置。
[0047]根据另一特定特征，控制单元包括通过应用辅助电池与所述未选择的电池之间的连接阶段和连接断开阶段来控制辅助电池的充电电流的装置。
[0048]根据另一特定特征，第一电池和第二电池均包括串并联连接的若干个电池单元，每个电池单元包括至少一个电容组件和一些切换装置。
[0049]本专利技术还涉及一种在上述供电系统的控制单元中实现的控制方法，所述方法包括以下步骤：
[0050]‑
从第一电池和第二电池中选择至少一个电池，以便通过将所述至少一个电池连接到DC电源总线来在DC电源总线上传输所述电压，
[0051]‑
命令将未选择的电池连接到DC电源总线，并通过将辅助电池与未选择的电池串联设置并通过切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电气设备的供电系统，其包括：
‑
DC电源总线，
‑
第一电池(BATT1)，其能够在所述DC电源总线上输送第一DC电压，所述第一电池包括第一电池单元，所述第一电池单元中的每一个能够在有源状态和无源状态之间切换，
‑
辅助电池(B_AUX)，其被配置为输送不同于所述第一DC电压的第二DC电压(U_AUX)，
‑
控制单元(UC)，其特征在于，所述供电系统包括：
‑
第二电池(BATT2)，其能够在所述DC电源总线上输送所述第一DC电压，所述第二电池与所述第一电池并联连接，所述第二电池包括第二电池单元，所述第二电池单元中的每一个能够在有源状态和无源状态之间切换，
‑
第一切换装置(C1)，其布置成使所述第一电池与所述DC电源总线连接或断开连接，
‑
第二切换装置(C2)，其布置成使所述第二电池与所述DC电源总线连接或断开连接，
‑
第三切换装置(C3、C4)，其被配置为使所述辅助电池与所述第一电池串联连接或断开连接和/或与所述第二电池串联连接或断开连接，所述控制单元(UC)被配置为：o从所述第一电池和所述第二电池中选择至少一个电池，以便通过将所述至少一个电池连接到所述DC电源总线来设定DC电源总线上的所述电压，o命令将未选择的电池连接到所述DC电源总线，并通过将辅助电池(B_AUX)与未选择的电池串联设置并通过切换所述未选择的电池的电池单元以便控制用于所述辅助电池的充电电流(I_aux)来命令为所述辅助电池(B_AUX)充电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一切换装置(C1)被布置成使所述第一电池与旨在连接到AC网络的充电/放电单元连接或断开连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二切换装置(C2)被布置成使所述第二电池与所述充电/放电单元连接或断开连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元(UC)被配置为通过使未选择的电池连接到所述充电/放电单元来命令为所述未选择的电池充电。5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制单元(UC)被配置为通过将所述第一电池或所述第二电池连接到所述充电/放电单元来命令将可变电压输送到所述充电/放电单元。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制单元(UC)被配置为命令将所述辅助电池(B_AUX)与所述第一电池(BATT1)和所述第二电池(BATT2)两者串联连接，以便使用存在于所述DC电源总线上的电流(I_R)为所述辅助电池充电。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉兰，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：