高电压预充电系统技术方案

本公开涉及高电压预充电系统。本公开包括高电压电气系统，其可以包括电源、可以与电源电连接的电源控制模块以及控制器。电源控制模块可以包括开关和变换器。变换器可以布置成与开关电力地并联。控制器可以配置成控制开关和变换器的运行。控制器可以配置成经由开关和变换器选择性地电连接电源与电气负载。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电气部件和电力系统，包括车辆高电压系统。背景在诸如那些可以存在于车辆之中的一些高电压系统中，可能需要限制在电气系统中的不同部件之间的电压差。例如，可以将电源配置成以相对高的电压提供能量和/或电力。可以连接于这种电源的电气部件可能与大的电压差(例如，从0伏特到几百伏特)和/或相应的高涌流不兼容。常规设计可以包括继电器和电阻器，以限制在电气部件相互连接时不同的电气部件之间的电压差造成的涌流。然而，这种继电器和电阻器对于容纳高电压来说可能相对大(例如，在体积上)和/或笨重。概述在实施例中，高电压电气系统可以包括电源和/或电源控制模块。电源控制模块可以电连接于电源。电源控制模块可以包括多个开关，可以将所述多个开关配置成将电源与电气负载电连接。电源控制模块可以包括可以电力地布置成与多个开关并联的DC/DC变换器。DC/DC变换器可以布置成将电源与所述电气负载电连接。电源控制模块可以包括控制器，可以将所述控制器布置成控制多个开关和DC/DC变换器的运行。在实施例中，可以将控制器配置成经由多个开关和DC/DC变换器选择性地将电源模块与所述电气负载电连接。在实施例中，控制与电气负载选择性地连接的电源的方法可以包括提供电源控制模块，其可以配置为控制电源。在实施例中，电源控制模块可以包括电气开关、可以电力地布置成与电气开关并联的DC/DC变换器和/或控制器，可以将控制器配置成控制电气开关和DC/DC变换器的运行。该方法可以包括确定电源的电压，确定所述电气负载的初始电压；将DC/DC变换器的输入端连接到电源；经由控制器控制DC/DC变换器的输出电压，使得输出电压的初始值在所述电气负载的所述初始电压的第一预定范围之内；向所述电气负载提供DC/DC变换器的输出电压；监控所述电气负载的当前电压；和/或经由控制器增加DC/DC变换器的输出电压，直至所述电气负载的实际电压在电源的电压的第二预定范围之内。在实施例中，DC/DC变换器可以限制提供给所述电气负载的电流，直至所述电气负载的实际电压在电源电压的第二预定范围之内。附图说明图1是根据本公开的教导的高电压电力系统的实施例的概要视图。图2是根据本公开的教导的高电压电力系统的实施例的概要视图。图3是根据本公开的教导的变换器的实施例的概要视图。图4是常规电力系统的概要视图。详细描述现在将对本公开的实施例进行详细的参考，本文描述了本公开的示例且在附图中示出了本公开的示例。虽然本公开是结合实施例和/或示例进行描述的，要理解的是这并非旨在将本公开限制于这些实施例和/或示例。相反，本公开意图覆盖可以包括本公开的精神和范围内的变更、修改及等同物。在诸如通常在图1中示出的实施例中，电气系统10可以是高电压电气系统，其可以包括电源20和/或可以包括电源控制模块30。可以将电气系统10连接于电气负载70。电气负载70可以包括高电压网络和/或可以在本文中被称作高电压网络70，但不限于高电压网络。在实施例中，可以至少部分地将电气系统10和/或电气负载70布置在车辆80之中。在实施例中，可以将电源20和电源控制模块30布置在共同的壳体24之中，诸如布置在电池接线盒(BJB)之中。在诸如通常在图2中示出的实施例中，可以将电源20配置为经由电源控制模块30向负载70提供能量和/或电力。在实施例中，电源20可以包括各种形状、尺寸、配置和/或材料中的一种或多种。例如而不限于，电源20可以包括一个或多个电池，其可以包括一个或多个单元(例如，单元22A、22B、22C)。可以将电源20配置为以某个电压和/或在某个范围的电压之内提供电能。例如而不限于，可以将电源20配置为以400伏特或400伏特左右提供电能。在其他实施例中，可以将电源20配置为以诸如12伏特(或者更低电压)的较低的电压和/或以较高的电压，诸如，例如，100伏特、500伏特、850伏特、2000伏特、3000伏特或者更高的电压，来提供电能。在实施例中，可以将电源控制模块30配置为控制电源20和负载70之间的能量流。电源控制模块30可以包括一个或多个电气开关32、34、诸如DC/DC(直流对直流)变换器的电气变换器40、控制器60和/或一个或多个其他电气部件。在诸如通常在图2中示出的实施例中，可以将开关32、34电力地布置(例如，在电通路和/或电路之中)在电源20和负载70之间，并且可以将开关32、34配置为将电源20和负载70选择性地连接(例如，在闭合位置之中)和/或将电源20和负载70选择性地断开连接(例如，在断开位置之中)。在实施例中，开关32、34可以非常快地连接和/或断开电源20与负载70(例如，在断开位置和闭合位置之间的转换)，这可以包括几乎立即地转换。在实施例中，开关32、34可以包括各种配置中的一种或多种，并且可以包括例如电气继电器和/或接触器。在实施例中，在电源电压和负载电压之间可以有初始电压差。如果电压上的差值大于预定量，将电源20与负载70立即连接可能造成负载70从电源20接收到大的涌流，这能造成负载70的失灵和/或造成对负载70之中的部件的损坏。在实施例中，可能并不针对大电压差和/或大涌流而对开关32、34进行配置，并且立即连接电源20与负载70可能造成开关32、34的失灵和/或对开关32、34的损坏。在实施例中，初始电压差可以是大约至少500伏特、至少800伏特或者可以更大。在实施例中，电气系统10和/或电源控制模块30可以包括分流器36(或其他电流感应元件)，可以例如将分流器36电力地布置在电源20和开关34之间。在诸如通常在图2和图3中示出的实施例中，可以针对预充电负载70而对变换器40进行配置，这可以包括对电源20和负载70之间的电压差进行限制和/或减少。另外地或可选地，可以将变换器配置为限制提供给负载70的电流，和/或将变换器配置为根据预定方式提供电流给负载70直到已经将负载70预充电为止。可以将变换器40电力地布置成与开关32、34之中的一个或多个并联，这可以允许变换器40提供在电源20与负载70之间替代的电连接。例如而不限于，如果开关32、34之中的一个或多个是断开的，变换器40可能仍然能够从电源20向负载70提供能量。在实施例中，可以将变换器40配置成以电源电压从电源20接收能量并且向负载70输出减小的电压(例如，可将变换器40配置成降压变换器)。例如而不限于，变换器40可以从电源20(例如，以400伏特或以上)接收高电压能量，并且可以将此高电压减小/降低到更接近于和/或基本等同于负载电压的电压。在实施例中，变换器40可以包括各种配置中的一种或多种。例如而不限于，如通常在图3中所示，变换器40可以包括DC/DC变换器，其可以包括脉宽调制(PWM)控制模块42、晶体管44(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))、变压器46、整流器48、电容器50和/或其他期望的部件。在实施例中，控制器60可以包括电子控制器和/或包括电子处理器，诸如可编程的微处理器和/或微控制器。在实施例中，控制器60可以包括例如专用集成电路(ASIC)。控制器60可以包括中央处理单元(CPU)、存储器和/或输入/输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源控制模块，其配置成与电源电连接，所述电源控制模块包括：开关，其配置成将所述电源与电气负载电连接；电气变换器，其布置成与所述开关电力地并联，所述电气变换器配置成将所述电源与所述电气负载电连接；以及控制器，其配置成控制所述开关和所述电气变换器的运行；其中，所述控制器配置成经由所述开关和所述电气变换器将所述电源与所述电气负载选择性地电连接。

【技术特征摘要】
2015.09.18 US 14/858,5741.一种电源控制模块，其配置成与电源电连接，所述电源控制模块包括：开关，其配置成将所述电源与电气负载电连接；电气变换器，其布置成与所述开关电力地并联，所述电气变换器配置成将所述电源与所述电气负载电连接；以及控制器，其配置成控制所述开关和所述电气变换器的运行；其中，所述控制器配置成经由所述开关和所述电气变换器将所述电源与所述电气负载选择性地电连接。2.根据权利要求1所述的电源控制模块，其中，所述电源配置成提供至少800伏特的电压。3.根据权利要求1所述的电源控制模块，其中，所述电源配置成提供至少2000伏特的电压。4.根据权利要求1所述的电源控制模块，其中，所述电气变换器包括DC/DC变换器，所述DC/DC变换器配置成降低所述电源的电压，并将所降低的电压提供给所述电气负载。5.根据权利要求4所述的电源控制模块，其中，所述控制器配置成增加提供给所述电气负载的所述降低的电压，直至所述电气负载的电压在所述电源的电压的预定范围之内。6.根据权利要求5所述的电源控制模块，其中，所述控制器配置成在所述电气负载的所述电压基本上等于所述电源的电压时，闭合所述开关。7.根据权利要求5所述的电源控制模块，其中，在所述电气负载的所述电压与所述电源的电压之间的初始电压差是至少500伏特。8.根据权利要求5所述的电源控制模块，其中，在所述电气负载的所述电压与所述电源的电压之间的初始电压差是至少800伏特。9.根据权利要求5所述的电源控制模块，其中，所述控制器配置成增加所述电气负载的所述电压，使得其在2秒或更少的时间内处于所述电源的电压的所述预定范围之内。10.根据权利要求5所述的电源控制模块，其中，所述控制器配置成增加所述电气负载的所述电压，使得其在少于300毫秒的时间内处于所述电源的电压的所述预定范围之内。11.根据权利要求1所述的电源控制模块，其中，所述控制器、所述电气变换器以及所述开关连同所述电源布置在共同的壳体之内。12.根据权利要求1所述的电源控制模块，其中，所述控制器与所述电气负载的电气特性传感器以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉法尔·希门尼斯·皮诺，里卡多·里亚索尔·吉尔，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US