电池电源管理系统技术方案

技术编号:8108784 阅读:123 留言:0更新日期:2012-12-21 18:46
车辆电气系统的负载通过自锁继电器连接至配电总线。强制负载被连接至第一自锁继电器的输出侧,一旦该第一自锁继电器打开,该强制负载将从配电总线处被切断。任选负载被连接至第二自锁继电器的输出侧,一旦自锁继电器打开,该任选负载将从配电总线处被切断。自锁继电器的打开和关闭取决于测得的电流和电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

大体涉及响应于在车辆底盘电池的输出端子监测的情况的选择性负载切断。问题描述基于机动车的内燃机的电系统包括负载、用于发电的交流发电机、用于以化学形式存储电势的可充电电池、以及包含电源总线的配电线路。负载和电池在特定情况下遭受损坏。例如,电池应该帮助调节车辆电系统电压。然而,交流发电机电压调节器可能失败导 致配电线路上过高的电压瞬变。这样的电压可减少诸如灯泡之类的负载的预期使用寿命。仅由电池进行负载的持续操作减少了电池的荷电状态,这被反映为减少的输出电压。较低的荷电状态可导致车辆被重新启动时的过高充电率,这缩短了电池的使用寿命,且较低的荷电状态可折衷电池支承发动机开动用于起动的能力。来自电池的电流浪涌可表示可快速减少电池的荷电状态的短路。
技术实现思路
机动车辆电源管理系统包括内燃机和耦合至该内燃机用作基础电源的交流发电机。底盘电池由该交流发电机充电并在引擎的操作过程中为配电系统提供电压调节功能,该配电系统将来自交流发电机和电池的电源进行分配。配电系统上的电流通过和导通电压被监测。负载通过第一或通过第一和第二自锁继电器连接至配电总线。一组车辆强制负载被连接至第一自锁继电器的输出侧,一旦该第一自锁继电器打开,该组车辆强制负载将从配电总线处被切断。一组车辆任选负载被连接至第二自锁继电器的输出侧,一旦该第一自锁继电器或该第二自锁继电器打开,该组车辆任选负载将从配电总线处被切断。第一和第二自锁继电器的打开和关闭取决于测得的电流和测得的电压的值。在有关第一和第二自锁继电器的打开和关闭的因素中有超过电压高阈值的测得电压,在这个情况下第一自锁继电器打开,所测得的电压低于低电压阈值,在这个情况下第二自锁继电器打开而第一自锁继电器仍处于关闭,以及正电流瞬变超过最小阈值,在这个情况下打开第一自锁继电器。附图说明图I是车辆电源发电、存储、和分配系统的高级示意图。详细描沭参看图1,示出了车辆电源系统10的高级示意图。所选择的用来说明在这个专利文献中所教导的管理系统的应用环境的车辆电源系统10包括底盘电池12、交流发电机20、起动马达26、起动马达螺线管24、和车辆强制和任选负载46、48。底盘电池12从其正端子12A提供电源来支承通过起动马达26的热机14的开动(cranking),且当热机14被关闭且不能从交流发电机20获得电源时,底盘电池12可被用于提供电源至车辆强制和任选负载46、48。交流发电机20,其由作为车辆原动力的热机14所驱动,通过其输出端子20A被连接至底盘电池12的正端子12A来用作用于维持底盘电池12的荷电状态的电源。当底盘电池12具有电荷充满状态、且引擎12正在运行时,交流发电机20通过电源总线16向车辆强制和任选负载46、48提供电源,其中电池12提供补充电压调节功能并在引擎14输出较低时提供电源。底盘电池12和交流发电机20被分别通过其负端子12B和20B连接至共用底盘地。电源总线16通过块状保险丝34连接至电池12的正端子12A。车辆电系统可包括多于一个的电源总线。将电系统分类为电源总线16上的第一和第二组车辆强制和任选负载46、48反映了给定负载对于车辆操作是如何可有可无的,且因此反映了负载基于在底盘电池12的电池正端子12A测得的变量值而切断的相对优先级。落在这个类别之外的一些负载,诸如起动马达螺线管24和起动马达26,依靠起动马达螺线管24的端子24A和电池12的电池正端子12A之间的直接连接,对于从底盘电池12可得到的所有电源具有完全受保护的获取权。一旦按键开关22转动至起动位置,电池正端子12A通过起动马达螺线管24直接连接至起动马达26。 当代的车辆一般配备有电控系统,其部件被图示于图中。引擎控制模块(ECM)32提供对于给引擎14的燃料喷射的控制时序、并监测诸如角速度(转速计信号)、油压等之类涉及引擎操作的多个操作变量,这允许ECM 32生成引擎启动(ON)信号。ECM 32被图示为连接至电压传感器36,该传感器监测底盘电池12的电池正端子12A上的电压。引擎启动信号和底盘电池电压可在SAE J1939兼容的串行数据链路40 (作为控制器局域网(CAN)的一部分)上被传播。按键启动信号取决于按键开关22的位置,该信号可被直接施加至本体控制器30。响应于车辆状态变化的输入呼叫(input calling),唤醒信号可来自本体控制器30定时器或任何其他控制器。本体控制器30是进一步的电控系统部件,其可被编程为使用通过串行数据链路40接收到的或直接应用于本体控制器30的引擎打开信号和底盘电池电压信号。本体控制器30进一步被连接至霍尔效应电流传感器38,其测量从电池正端子12A流出至车辆强制和任选负载46、48的电流。ECM 32和本体控制器30之间的功能分布例如,在特定控制器中可仅具有所描述的功能或具有更多或更少功能,然而,一般而言,ECM32将是引擎启动信号的源而本体控制器30对诸如灯之类的设备的操作提供控制开关,且这些开关可易于被采用以用于自锁继电器(LRl和LR2)42、44的控制。车辆强制负载46通过块状保险丝34和第一自锁继电器42 (LRl)连接至底盘电池12的电池正端子12A。车辆任选负载通过块状保险丝34、第一自锁继电器42、和第二自锁继电器44 (LR2)连接至电池正端子12A。第一和第二自锁继电器42、44的打开和关闭受控于本体控制器30。本体控制器,响应于电池正端子12A的所感测的电压、流出电池正端子12A的电流(以及电流随时间的变化)、和包括按键开关22位置、引擎启动信号和唤醒信号在内的涉及车辆状态的变量,来打开和关闭第一和第二自锁继电器42、44。如果本体控制器30检测或接收到指示在电池正端子12A上的所感测的电压(Vsmse)小于低设定点电压(VL),本体控制器30打开第二自锁继电器44,使得所有车辆任选负载48与正端子12A断开。除了其他结果之外,这减缓了底盘电池12在被持续消耗的情况下底盘电池12的放电。可在其中车辆任选负载48在使用且引擎14已经空转较长时间的情况下发生这个情形。空转时间受限于配备当代柴油机的商用车辆。如果本体控制器30检测或接收到指示Vsense大于高设置点电压(VH,高电压故障情况),本体控制器打开第一自锁继电器42,使得车辆强制负载46和车辆任选负载48均与底盘电池12断开。向车辆电组件引用高于额定的电压会缩短它们的使用寿命,且因此将负载与高压切断保护了车辆强制和任选负载46、48的构成组件由于过压的电源的应用可引起的损坏。如果本体控制器30检测到源自电池正端子12A的电流的瞬间上升(Λ I/AT〉极限),推测有短路情况,且本体控制器30打开第一自锁继电器42、切断车辆强制和任选负载46、48。这保护底盘电池12免于由于潜在短路引起的放电,且可能扩展保护之其中发生了可能的短路的负载。当引擎被开动时,本体控制器30检测事件并打开第一自锁继电器42来将电流移向起动马达26用于合适的开动操作。这可改进起动马达26的可靠性。 当车辆被关闭且停泊时,本体控制器30打开第一自锁继电器42并藉此将从中获得电源的所有负载断开。这减少了当车辆处于待机模式时来自底盘电池12的静止电流消耗并防止了电源损失。这减少了由于深度放电的影响引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:J·雅各布P·K·巴居瑞
申请(专利权)人:万国卡车知识产权有限公司
类型:
国别省市:

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