具有预充电功能的低成本充电器电路制造技术

一种具有预充电功能的低成本充电器电路，其可以包括设置为与充电器装置并联的DC/DC变换器。当用于电气化的车辆应用时，DC/DC变换器可以配置为在车辆驱动、可恢复的能量储存系统（RESS）充电过程中以及在仅仅DC/DC变换器需要被激励时运行。DC/DC变换器可以耦接至主接触器的负载侧上的第一高压总线，并耦接至主接触器的能量侧上的第二高压总线。预充电电路可以给电压总线可控制地充电并保护DC/DC变换器避免遭受高涌入电流。辅助接触器可以将DC/DC变换器可控制地耦接至高压总线的负载部分。还可以将充电器耦接到其上。充电器接触器可以将充电器装置可控制地耦接至高压总线的能量部分。

【技术实现步骤摘要】
具有预充电功能的低成本充电器电路
本专利技术总体上涉及用于高压电池，更具体地，涉及用于具有电气化驱动系统的车辆的高压电路的充电电路。
技术介绍
电动和混合动力电动车辆依赖可充电的能量储存系统(RESS)，如高压电池或电池组，来为电动驱动系统提供电能。虽然车辆运行过程中的再生制动可以在一定程度上重新激励高压(HV)电池，但是另外的电池充电也是必要的。相应地，典型的高压电池组可以与配置为将其耦接至如电力设施这样的电源的充电器装置配合。例如，充电器可以在住所或充电站插入电插座以允许电池组充电。充电过程典型地在车辆驻车并关闭时进行。在典型的电结构中，可充电能量储存系统(RESS)可以与一个或多个用于将可充电能量储存系统(RESS)耦接至车辆的高压电总线的主接触器以及一个或多个用于将可充电能量储存系统(RESS)耦接至电充电器装置的充电器接触器相关联。在车辆关闭时执行的典型的充电过程中，充电器接触器闭合而主接触器断开，允许能量传递至可充电能量储存系统(RESS)而阻止能量传递至耦接至高压总线的车辆系统和装置。类似地，在车辆运行过程中，主接触器闭合，将可充电能量储存系统(RESS)耦接至高压电能转换系统和其他电负载，而充电器接触器断开以便充电器装置在车辆运行过程中不被激励。车辆电系统可以包括配置为将可充电能量储存系统(RESS)的高压逐步降低至较低电压的直流/直流(DC/DC)变换器。理想的是将DC/DC变换器配置为在车辆运行过程中提供逐步降低的电压，以使可充电能量储存系统(RESS)可以激励低压车辆电池并支持多种低压车辆装置和配件。因此，DC/DC变换器通常耦接至主接触器的“车辆侧”的高压总线，以便当主接触器因车辆运行而闭合时其耦接至可充电能量储存系统(RESS)。然而，充电过程本身可以要求多种通过低压装置的通信和操作。此外，需要低压电池支持的预处理操作可能在车辆充电过程中执行。例如，消费者会希望使车辆舱室达到想要的温度。因为主接触器在充电过程中典型地断开，所以耦接至主接触器的车辆侧上的高压总线的DC/DC变换器不能在充电过程中被可充电能量储存系统(RESS)激励，因此也就不能支持与充电或预处理过程相关联的低压电池和车辆负载。因此，低压车辆电池会在可充电能量储存系统(RESS)的充电过程中支持预处理过程的同时耗尽。一种可能的解决方案可以包括闭合主接触器以激励将DC/DC变换器和其他车辆系统耦接至可充电能量储存系统(RESS)的高压总线。然而，除了耦接DC/DC变换器之外，该解决方案还在充电过程中耦接其他系统，如驱动系统、车辆采暖和通风系统以及其他多种系统。加入降低充电过程的效率的负载的解决方案一般是不想要的。另一解决方案可以包括将DC/DC变换器移至主接触器的可充电能量储存系统(RESS)侧；然而，在该配置中，除非增加了额外的接触器或保护装置，否则DC/DC变换器将一直被激励。这种情况通常是不想要的，因为DC/DC变换器的寄生负载会将高压电池的能量耗尽。此外，这种配置会将维修程序复杂化。最终，解决方案可以包含将专用DC/DC变换器包括在内，或许与充电器装置结合，该DC/DC变换器配置为在充电过程中运行。然而，该方法需要复杂的电路和控制的重复，其多余且不具有成本效益。
技术实现思路
本专利技术给出了系统和设备，其允许耦接至可充电能量储存系统(RESS)并配置为支持低压负载的DC/DC(DCDC)变换器在可充电能量储存系统(RESS)被充电的同时运行，并且在可充电能量储存系统(RESS)未被充电但支持高压(HV)负载的同时运行。同时，系统可以限制或防止DC/DC变换器、充电器和/或其他设备的不必要的激励以改进整体安全性和效率。举例来说，用于车辆的电路可以包括耦接至相反极性的第一和第二电压总线的可充电能量储存系统(RESS)、配置为在可充电能量储存系统(RESS)充电事件过程中将可充电能量储存系统(RESS)耦接至能量源的充电器以及耦接至第一和第二电压总线的DC/DC变换器，其中DC/DC变换器配置为在充电过程以及车辆驱动的过程中运行。示例性系统可以包括具有耦接至第一电压总线的第一极性端子以及耦接至第二电压总线的第二相反极性端子的可充电能量储存系统(RESS)；配置为将第一电压总线的第一部分耦接至第一电压总线的第二部分的第一主接触器；以及配置为将第二电压总线的第一部分耦接至第二电压总线的第二部分的第二主接触器。以此方式，每个主接触器都可以将电压总线的能量侧(第一)部分耦接至电压总线的负载侧(第二)部分。系统可以进一步包括配置为逐步降低可充电能量储存系统(RESS)的电压以支持低压负载的DC/DC变换器。在示例性系统中，DC/DC变换器可以耦接至一个电压总线的第一(能量)部分，并耦接至另一个电压总线的第二(负载)部分。举例来说，用于电动或混合动力电动车辆的系统可以包括耦接至一个HV电压总线的可充电能量储存系统(RESS)部分以及第二(相反极性)HV电压总线的车辆(负载)部分的DC/DC变换器。当两个主接触器都闭合时，HV电压总线的车辆侧可以被激励以支持各种HV车辆负载，并且DC/DC变换器可以支持低压负载。通过可控制地闭合所选的系统的接触器，DC/DC变换器可以在没有不必要地激励HV车辆负载的情况下支持低压负载。举例来说，但不作为限制，本专利技术允许DC/DC变换器在车辆预处理过程、低压电池维护以及HV电池充电时段的过程中支持低压系统。在示例性实施例中，DC/DC变换器可以通过辅助接触器可控制地耦接至两个电压总线中的一个的负载部分。举例来说，充电器还可以通过辅助接触器可控制地耦接至一个电压总线的负载部分，除此以外，可以通过充电器接触器可控制地耦接至另一个电压总线的能量部分。预充电电路可以配置为给电压总线的负载侧可控制地充电。在示例性实施例中，DC/DC变换器可以设置为受益于预充电电路以避免由高电荷涌入引起的对其组件的损坏。附图说明图1示出了本专利技术的示例性系统。图2A示出了本专利技术的示例性系统。图2B示出了本专利技术的示例性系统。图3示出了本专利技术的示例性电路。图4示出了关于本专利技术的实施例的多种运行模式的接触状态。图5示出了本专利技术的示例性电路。图6示出了本专利技术的示例性电路。具体实施方式根据要求，公开了本专利技术的示例性实施例。多个实施例意在作为实施本专利技术的多种方式的非限制性实例，并且应当理解，本专利技术可以以可选的形式具体实施。本专利技术将在下文参考附图做出更充分的说明，附图中相同的附图标记在各图中始终表示相同的元件，并且附图中示出了示例性实施例。附图不一定按比例绘制并且一些特征可能被放大或缩小以显示具体元件的细节，而相关的元件可能已被消除以防止遮掩新颖的方面。此处公开的具体结构性和功能性的细节不应视为限制，而仅仅是作为权利要求的基础，以及作为教导本领域技术人员从多方面使用本专利技术的代表性基础。例如，虽然在车辆的背景下说明了示例性实施例，但是应当理解，本专利技术不限于该具体布置。现在参考多幅附图，其中相同的附图标记始终指的是相同的元件，图1示出了具有配置为支持主负载14的可充电能量储存系统(RESS)12的示例性系统10的框图。DC/DC变换器28可以耦接至可充电能量储存系统(RESS)12来逐步降低它的电压以支持次级负载29。系统10配置为允许D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的电路，其特征在于，包含：配置为耦接至极性相反的第一和第二电压总线的可充电能量储存系统（RESS）；配置为在RESS充电过程中将所述RESS耦接至能量源的充电器装置；耦接至所述第一和第二电压总线的DC/DC变换器；并且其中所述DC/DC变换器配置为在所述充电过程和所述车辆的驱动模式过程中运行。

【技术特征摘要】
2012.07.23 US 13/555,4991.一种用于车辆的电路，其特征在于，包含：配置为耦接至极性相反的第一和第二电压总线、支持高压负载的可充电能量储存系统(RESS)，其中所述高压负载在所述第一电压总线通过第一主接触器并在所述第二电压总线通过第二主接触器耦接至所述可充电能量储存系统；配置为在可充电能量储存系统(RESS)充电过程中将所述可充电能量储存系统(RESS)耦接至能量源的充电器装置；耦接至所述第一和第二电压总线、支持低压负载的DC/DC变换器；并且其中所述DC/DC变换器配置为在所述充电过程和所述车辆的驱动模式过程中运行。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述DC/DC变换器设置为与所述充电器装置并联。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包含耦接至所述可充电能量储存系统(RESS)并配置为允许所述DC/...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·彼得·比莱兹克吉安，戴比·卡利科特，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：