包括电池充电器的自动车辆制造技术

本发明专利技术提供了一种自动车辆。该自动车辆包括：牵引电池；电池充电器，能够与配电电路电连接并且包括保险丝，所述电池充电器被构造成对牵引电池充电，并且所述电池充电器被构造成通过使无功功率与存在于配电电路上的经过保险丝的无功功率互补，来减小由与配电电路电连接的除电池充电器之外的至少一个负载造成的经过保险丝的无功功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动车辆，更具体地讲，涉及一种包括电池充电器的自动车辆。
技术介绍
有功功率是在特定的时间内电路用来做功的能力。视在功率是电路的电流和电压 的乘积。由于存储在负载中并返回至源的能量，或者由于使来自源的电流的波形失真的非 线性负载，使得视在功率会大于有功功率。AC电功率系统的功率因数可以被定义为流到负载的有功功率与视在功率的比值 (为0和1之间的数)。在电功率系统中，对于相同量的被传递的有效功率，功率因数低的负载得到的电 流比功率因数高的负载得到的电流多。较高的电流会增加配电系统中的能量损失，并且会 要求更大的布线和其它设备。由于较大设备的成本和浪费的能量，具有低功率因数的电气 设备可能使消费者支付更高的成本。在纯电阻式AC电路中，电压波形和电流波形同相，在每个周期中在同一瞬间改变 极性。在存在无功负载(例如具有电容器或电感器)的情况下，负载中的能量存储导致电 流波形和电压波形之间有时间差(相位差)。该存储的能量返回到源，并且不可用来在负载 处做功。因此，与功率因数高的电路相比，功率因数低的电路将用较高的电流来传递给定量 的有功功率。AC功率流具有三个分量以瓦特(W)为单位测量的有功功率⑵；以伏安(VA)为 单位测量的视在功率⑶和以无功伏安(VAr)为单位测量的无功功率(Q)。由此可以将功 率因数定义为P/S(1)。在理想的正弦波形的情况下，P、Q和S可以表示为形成向量三角形的向量，使得S2 = P2+Q2 (2)。如果e是电流和电压之间的相位角，则功率因数等于|cose |，并且P = SX cos e I (3)。当功率因数等于0时，能量流是完全无功的，并且负载中的存储能量在每个周期 返回到源。当功率因数等于1时，由源提供的所有能量被负载所消耗。功率因数可以被表 述为“超前”或“滞后”，以指示相位角的符号。如果纯电阻式负载连接到电源，则电流和电压将同相地改变极性，功率因数将为 整功率因数，并且电能将在每个周期中沿着单个方向在网络中流动。诸如变压器和电动机 的感性负载由于滞后于电压的电流波形消耗功率。诸如电容器组或埋入式电缆的容性负 载由于超前于电压的电流波形造成无功功率流。这两种类型的负载将在AC周期的一部分 期间吸收能量(该能量存储在装置的磁场或电场中)，从而仅仅在该周期的其它部分期间 使这部分能量返回至源。例如，为了得到lkW的有功功率，如果功率因数为整功率因数，则 需要传递lkVA的视在功率(lkW+1 = lkVA)。然而，为了以低值的功率因数得到相同的有功功率，需要传递更多的视在功率。为了以0. 2的功率因数得到lkW的有功功率，需要传递 5kVA 的视在功率(lkW+0. 2 = 5kVA)。
技术实现思路
一种电池充电器可以从包括保险丝的配电电路接收功率，并且可以被构造成减少 由与配电电路电连接的除电池充电器之外的至少一个负载造成的经过保险丝的无功功率。一种自动车辆可以包括牵引电池和电池充电器，所述电池充电器能够与配电电路 电连接并包括保险丝，并且与车辆分离。电池充电器可以被构造成(i)对牵引电池充电； (ii)通过使无功功率与存在于配电电路上经过保险丝的无功功率互补，来减小由与配电电 路电连接的除充电器之外的至少一个负载造成的经过保险丝的无功功率。根据本专利技术，所 述互补的无功功率基本上等于经过保险丝的无功功率。根据本专利技术的一个实施例，电池充电器还可以被构造成基本上消除经过保险丝的 无功功率。根据本专利技术的另一实施例，电池充电器还可以被构造成确定配电电路上的无功 功率，其中，所述确定步骤是基于配电电路上的电压波形和电流波形之间的相位差。一种电池充电器可以从包括保险丝的配电电路接收功率。除了充电器之外，配电 电路还可以具有至少一个与配电电路电连接的负载。充电器可以包括这样的电路，即，所述 电路被构造成通过使无功功率与存在于配电电路上经过保险丝的无功功率互补，来减小因 至少一个负载造成的经过保险丝的无功功率。虽然示出和公开了根据本专利技术的示例实施例，但是这样的公开不应被解释为限制 本专利技术。期望的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以做出各种修改和可替换的设计。附图说明图1是配电电路(power distribution circuit)的实施例的示意性框图。图2是图1中的电池充电器的实施例的框图。图3是配电系统的实施例的框图。图4是电池充电器的另一实施例的框图。具体实施例方式现在参照图1，配电电路10可以包括火线(线路，line)12、12'、零线(中性线， neutral) 14、14'和地线(接地线，ground) 16，在一些实施例中，配电电路10可以与住宅建 筑或商业建筑中见到的配电电路相似。保险丝盒18、电池充电器20和其它负载22与配电 电路10电连接。(电池充电器20例如可以是独立单元或者被集成在车辆内。)线路12和 中性线14是配电电路10的电连接在保险丝盒18和负载22之间的那部分。线路12'和中 性线14'是配电电路10的电连接在充电器20和负载22之间的那部分。保险丝盒18包括与线路12电连接的保险丝23。能量存储单元24(例如，车辆牵引电池(vehicle traction battery))可以与电 池充电器20电连接(且被电池充电器20充电)。如本领域普通技术人员所公知的，通过保险丝盒18将来自电源25 (例如，并网系 统(utility grid)等)的电力输送到配电电路10(并由此输送到电池充电器20和负载22)。 在图1的实施例中，负载22(例如，制冷机压缩机等)具有有功功率分量和无功功 率分量(导致滞后于AC电压的AC电流)。该滞后电流使无功功率在负载22和电源25之 间流动。(对于给定的有功功率，这样的无功功率流将使经过保险丝23的电流大于在不存 在这样的无功功率流的情况下经过保险丝23的电流。)因此，负载22降低了与配电电路 10相关联的功率因数，并使给定量的视在功率可用的有功功率减少。如下面所解释的，电池充电器20可以确定配电电路10的功率因数并进行工作以 减少和/或消除因负载22造成的电线12、14上的无功功率流。(如对于本领域技术人员明 显的是，这种减少/消除将伴随着电线12' ,14'上的无功功率流的增大。)现在参照图1和图2，电池充电器20的实施例可以包括桥式整流器26、功率因数 (PF)控制的升压调节器28、降压调节器30和微处理器32。当然，电池充电器20可以具有 任一适合的构造。桥式整流器26可以与配电电路10的线路12'、中性线14'和接地线16 电连接。PF控制的升压调节器28与桥式整流器26和降压调节器30电连接。降压调节器 30可以与能量存储单元24电连接。PF控制的升压调节器28和降压调节器30受微处理器 32的命令/控制。电池充电器20还可以包括电压传感器34、36和电流传感器38。电压传感器34测 量线路12'与中性线14'之间的电压。传感器36测量中性线14'和接地线16之间的电 压。(如对于本领域技术人员明显的是，该电压取决于经过中性线14、14'的电流。)传感 器38测量经过中性线14'的电流。传感器34、36和38与微处理器32通信。如果电池充电器20不工作，则由于负载22导致所有负载电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动车辆，所述自动车辆包括：牵引电池；电池充电器，能够与配电电路电连接并且包括保险丝，所述电池充电器被构造成对牵引电池充电，并且所述电池充电器被构造成通过使无功功率与存在于配电电路上的经过保险丝的无功功率互补，来减小由与配电电路电连接的除电池充电器之外的至少一个负载造成的经过保险丝的无功功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦罗伊盖尔，迈克尔W德格内尔，拉里迪安埃里，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]