用于车辆的双电压单元制造技术

一种用于车辆的电压供应单元，设置有适于向第一负载供应第一电压的第一输出并且设置有适于向第二负载供应第二电压的第二输出，其中所述第二电压通过由第一电压供电的DC/DC转换器获得，其中所述DC/DC转换器的低电压侧连接到第二输出并且所述DC/DC转换器的高电压侧连接到第一输出。本发明专利技术的优点是能够通过一个电池的使用来供应两种不同的电压，这简化了封装并且减少了重量和成本。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的双电压单元
本专利技术涉及一种用于车辆的双电压单元，其适于向车辆的电气部件供应较高和较低的电压。
技术介绍
包括内燃发动机的车辆受到许多不同的立法要求和规定的约束。这些要求和规定中的一些是针对燃料消耗和废气排放。不同国家或市场可能有不同的要求。用于减少燃料消耗的一种措施是为车辆提供在车辆停止时(例如在红绿灯处或在队列中)允许关闭内燃发动机的起动/停止功能。由于所述起动/停止功能，需要更大且更大功率的电池以便能够更频繁地运行起动电机。尤其是在寒冷的天气状况下，起动/停止功能还可能导致电压降低到例如10.5伏以下，这可以是被认为是用于车辆电气系统的最低允许电压。需要10.5伏以上的电压以确保所有电子控制单元正常工作。这个问题通常是通过使用第二个较小的辅助电池解决，而不是使用更大且更大功率的电池，该辅助电池将仅在发动机的起动期间向车辆的电气系统供电使得起动电池的电压降低不会影响到电气系统。在现代汽车中，发动机舱中的封装情形使得电池不适合安装在发动机舱中，而发动机舱曾经是电池的常规位置。通常，主电池放置在车辆的后部，并且辅助支持电池放置在车辆的前部(例如在发动机舱中)。这需要长而粗的电缆来传输到主电池和来自主电池所需的电流。为了减少电损耗，对车辆的高电流部件(例如起动电机)使用附加的48伏系统变得越来越普遍。48伏电池也与主电池一起放置在车辆的后部，而高电流负载主要放置在车辆的前部。高电流负载包括例如起动电机、用于动力转向的伺服电机以及自动制动系统。这些负载将需要高电流以及高峰值电流。因此存在对用于车辆的电压供应单元改进的空间。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种改进的电压供应单元，其适于向车辆的电气系统供应多于一种电压。本专利技术的另一个目的是提供一种包括空气冷却的改进的电压供应单元。根据本专利技术的问题的解决方案描述于关于电压供应单元的权利要求1特征部分中、关于车辆的权利要求11中以及关于方法的权利要求13中。其它权利要求包含创造性的电压供应单元和车辆的有利的进一步发展。所述权利要求还包含计算机程序和用于执行这种方法的计算机程序产品。在用于车辆的电压供应单元中，设置有适于向第一负载供应第一电压的第一输出并且设置有适于向第二负载供应第二电压的第二输出，本专利技术的目的通过以下方式实现：所述第二电压通过由所述第一电压供电的DC/DC转换器获得，其中所述DC/DC转换器的低电压侧连接到所述第二输出并且所述DC/DC转换器的高电压侧连接到所述第一输出。通过根据本专利技术的电压供应单元的第一实施例，提供了具有两种不同输出电压的电压供应单元，其中较低电压从由较高电压供电的DC/DC转换器获得。以这种方式，可以从单个电池向车辆的电气系统提供两种不同的供应电压。在电压供应单元中使用单个电池有几个优点。空间是一个优点。单个电池比两个或三个不同的电池需要更少的空间，这允许了电压供应单元更紧凑的封装。因此将电压供应单元安装在车辆的前部、在发动机舱中将是可能的。另一个优点是功率损耗的减少。与具有在车辆后部的电池的传统解决方案相比，更短的电力电缆意味着更少的功率损耗。这将进一步减少电力电缆和系统的重量和成本。在一个示例中，车辆设置有48伏的较高供应电压和12伏的较低、常规的供应电压。在正常驾驶情况下，电池将向车辆的高电压负载供应较高的电压，例如48伏。DC/DC转换器将向车辆的低电压负载供应较低的电压，例如12伏。所述DC/DC转换器由所述电池供电。用作发电机的电机向48伏电池充电。所述电机还可用作电动机来驱动车辆或在起动驾驶时帮助加速车辆。所述电池适用于向高电压负载和向DC/DC转换器供应48伏电压。因此在正常情况下不需要单独的12伏电池。在某些情况下，当从12伏输出获取高电流峰值时，所述DC/DC转换器将没有时间来调节输出电压。如果所需电流超过来自DC/DC转换器的正常电流输出，则DC/DC转换器将又不能将输出电压调节到12伏。高峰值电流的一个例子可例如是当电动转向电机起动时。在DC/DC转换器能够调节输出电压之前所述高峰值电流可导致低电压降低到预定的电压安全水平以下，该安全水平可例如为10.5伏。低于该电压安全水平，车辆的电子控制单元可能无法正常工作并且可能会例如停止、重置或输出错误值。因此输出电压永远不低于电压安全水平是很重要的。所述电池包括多个串联布置的电池单元。通过将一些电池单元用作低电压电池组，可以向低电压负载提供高峰值电流。此低电压电池组在高电流负载被激活之前或同时连接到低电压输出。以这种方式，由低电压高电流负载获取的峰值电流能够由低电压电池组提供，这确保了输出电压将不会降低到电压安全水平以下。当已经输送了峰值电流并且DC/DC转换器稳定时，电池组能够被断开。所述电压供应单元进一步设置有开关，如果高电压负载获取过多电流，该开关适于从电池断开部分或全部高电压负载。这是为了确保电池能够始终向DC/DC转换器提供足够的电流使得能够供应低电压负载。由于安全系统运行于低电压，因此低电压系统处于优先是很重要的。在用于向车辆的电气系统供应电能的方法中，包括以下步骤：由电池向连接到第一输出的第一负载供应第一电压，由连接到电池的DC/DC转换器向连接到第二输出的第二负载供应第二电压，以及当预定的附加负载连接到第二输出时，将包括在电池中的第二电池组连接到第二输出。通过所述方法的此第一实施例，所述方法将能够由单个电池组向车辆电气系统供应两种不同的电压。所述电池组的一部分被用作辅助电池以便能够向低电压负载供应高峰值电流。以这种方式，能够确保低电压总是高于预定的电压安全水平。通过此方法，不需要使用多于一个电池。这将节省空间和重量，并且将减少功率损耗，因为不需要为车辆的后部使用长电力电缆。附图说明下面将参考附图更详细地描述本专利技术，其中：图1示出了根据本专利技术的示意性电压供应单元，图2示出了根据本专利技术的电压供应单元的示意性剖视图，图3示出了包括根据本专利技术的电压供应单元的示意性车辆，图4示出了用于向车辆供应电能的创造性方法的流程图。具体实施方式在下面描述的具有进一步发展的本专利技术的实施例仅被视为示例并且绝不限制本专利各权利要求所提供的保护的范围。图1示出了连接到第一负载10、第二负载11以及电机6的示意性电压供应单元1。所述电压供应单元1包括适于向第一负载10供应第一电压的第一输出7。在该示例中，所述第一电压将是48伏，但是其它系统中能够使用更高的电压(例如400伏)。所述电压供应单元进一步包括适于向第二负载11供应第二较低电压的第二输出8。在该示例中，所述第二电压将是标准的12伏电压。所述电压供应单元进一步包括接地端子9，其具有零伏电势。所述12伏电压是通过由48伏电压供电的DC/DC转换器5获得的。所述DC/DC转换器的12伏电压侧连接到第二输出8并且DC/DC转换器的48伏电压侧连接到第一输出7。用作为电池充电的发电机的电机6连接到第一输出7。电压供应单元能够因此供应两种不同的输出电压，其中较低电压是从由较高电压供电的DC/DC转换器获得的。以这种方式，可由单个电池向车辆的电气系统提供两种不同的供应电压。车辆的大多数部件将以12伏运行，但是一些高功率部件(例如用作起动电机或驱动电机的电机)将以48伏运行以便减少电流和功率损耗。当用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的电压供应单元(1)，设置有适于向第一负载(10)供应第一电压的第一输出(7)并且设置有适于向第二负载(11)供应第二电压的第二输出(8)，其中所述第二电压通过由所述第一电压供电的DC/DC转换器(5)获得，其中所述DC/DC转换器的低电压侧连接到所述第二输出(8)并且所述DC/DC转换器的高电压侧连接到所述第一输出(7)。

【技术特征摘要】
2017.05.04 EP 17169455.71.一种用于车辆的电压供应单元(1)，设置有适于向第一负载(10)供应第一电压的第一输出(7)并且设置有适于向第二负载(11)供应第二电压的第二输出(8)，其中所述第二电压通过由所述第一电压供电的DC/DC转换器(5)获得，其中所述DC/DC转换器的低电压侧连接到所述第二输出(8)并且所述DC/DC转换器的高电压侧连接到所述第一输出(7)。2.根据权利要求1所述的电压供应单元，其中所述电压供应单元(1)包括电池(2)，所述电池(2)包括串联连接的第一电池组(3)和第二电池组(4)，其中所述电池的输出电压等于第一电压并且第二电池组的输出电压等于第二电压。3.根据权利要求2所述的电压供应单元，其中所述电压供应单元包括第二开关(15)，该第二开关适于在预定的附加负载(12)连接到第二输出时与所述DC/DC转换器的低电压侧并联地将所述第二电池组(4)连接到所述第二输出(8)。4.根据权利要求2或3所述的电压供应单元，其中所述DC/DC转换器适于在所述第二电池组(4)的充电状态与所述第一电池组(3)的充电状态之间的比例低于预定量的情况下向第二电池组(4)充电。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电压供应单元，其中所述电压供应单元包括第一开关(14)，如果通过第二输出(8)提供的电流超过预定的极限，则该第一开关适于将所述第一负载(10)从所述第一输出(7)断开。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电压供应...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·福塞尔，P·阿尔姆哈根，R·埃里克松，J·斯耶格兰，P·本特松，T·斯托尔福什，J·穆勒，A·贝尔弗拉格，A·瓦纳尔哈弗，A·埃里克松，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE