具有第二dc-dc轉(zhuǎn)換器的插電式車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及在連接到電動(dòng)車供電設(shè)備時(shí)向輔助電池供電。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車和插電式電動(dòng)車需要到外部充電裝置的接口。為了在車輛制造商和充電站制造商當(dāng)中促進(jìn)接口標(biāo)準(zhǔn)化，已開發(fā)了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)這樣的標(biāo)準(zhǔn)是SAE電動(dòng)車和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車傳導(dǎo)充電耦合器(J1772)標(biāo)準(zhǔn)。J1772標(biāo)準(zhǔn)對(duì)充電耦合器和將能量傳送到車輛所需的相關(guān)協(xié)議進(jìn)行了定義。所述標(biāo)準(zhǔn)定義了鼓勵(lì)所有車輛制造商和充電站制造商遵循的通用接口。
[0003]插電式混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車連接到電動(dòng)車供電設(shè)備(EVSE)以對(duì)牽引電池進(jìn)行充電。通過接觸器可切換地連接到牽引電池的DC-DC轉(zhuǎn)換器在充電期間向輔助電池供電。為了向輔助電池供電，必須向高電壓總線提供牽弓I電池的電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—種車輛包括:牽引電池；輔助電池；充電器；第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器,與輔助電池電連接，并被配置為與牽引電池選擇性地電連接。車輛還包括:第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器，電連接在輔助電池與充電器之間，其中，充電器被配置為在充電器正接收電力并且第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器與牽弓I電池?cái)嚅_連接時(shí)經(jīng)由第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。充電器還可被配置為與牽引電池選擇性地電連接。充電器還可被配置為在充電器與牽弓I電池?cái)嚅_連接時(shí)經(jīng)由第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。充電器還可被配置為在充電器與牽弓I電池連接并且第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器連接到牽引電池時(shí)向第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器供電。充電器還可被配置為調(diào)整第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的電壓輸出電平。充電器還可被配置為在使連接到輔助電池的電負(fù)載通電之前經(jīng)由第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)輔助電池進(jìn)行充電預(yù)定時(shí)間量。第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器可被配置為在與對(duì)輔助電池進(jìn)行充電相關(guān)聯(lián)的電力輸出的范圍內(nèi)在總體上使電力轉(zhuǎn)換效率最大化。
[0005]一種車輛包括:充電器；第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器，通過主接觸器可切換地連接到牽引電池，與輔助電池電連接，并被配置為在主接觸器閉合時(shí)對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。車輛還包括:第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器，電連接在輔助電池和充電器之間，被配置為在主接觸器斷開并且充電器正接收電力時(shí)對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。充電器可通過次接觸器可切換地連接到牽引電池。第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器還可被配置為在次接觸器斷開時(shí)對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。主接觸器可被配置為在存在車艙預(yù)調(diào)節(jié)請(qǐng)求的情況下在充電器可切換地連接到牽引電池時(shí)閉合。第二DC-DC轉(zhuǎn)換器可被配置為在與對(duì)輔助電池進(jìn)行充電相關(guān)聯(lián)的電力輸出的范圍內(nèi)在總體上使電力轉(zhuǎn)換效率最大化。
[0006]一種對(duì)輔助電池進(jìn)行充電的方法包括:響應(yīng)于電動(dòng)車供電設(shè)備(EVSE)連接到車輛充電端口以向車載充電器供電，在第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器沒有可切換地連接到牽引電池的情況下，由至少一個(gè)控制器操作電連接在輔助電池與車載充電器之間的第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。操作第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的步驟可包括:調(diào)節(jié)第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的電壓輸出電平。操作第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的步驟可包括:在激活連接到輔助電池的電負(fù)載之前對(duì)輔助電池進(jìn)行充電預(yù)定時(shí)間量。所述方法還可包括:當(dāng)?shù)谝?DC-DC轉(zhuǎn)換器可切換地連接到牽引電池時(shí)，操作第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。所述方法還可包括:當(dāng)車載充電器沒有可切換地連接到牽引電池時(shí)，操作第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)輔助電池進(jìn)行充電。
【附圖說明】
[0007]圖1是示出一般的傳動(dòng)系和能量存儲(chǔ)組件的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車的示圖。
[0008]圖2是示出車輛與EVSE之間的一般的連接接口的示圖。
[0009]圖3是不出車輛聞電壓和低電壓充電系統(tǒng)的配置的不例的不圖。
[0010]圖4是示出使用先導(dǎo)信號(hào)輸入的啟動(dòng)電路的示例的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，公開的實(shí)施例僅僅是示例，其它實(shí)施例可采用各種替代形式。附圖無(wú)需按比例繪制；可夸大或縮小一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式采用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，參照附圖中的任何一張附圖所示出和描述的各種特征可與在一張或更多張其它附圖中示出的特征進(jìn)行組合，以生成未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供針對(duì)一般應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，對(duì)于特定應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，可期望與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和修改。
[0012]圖1不出一般的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(HEV)。一般的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車12可包括:一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)14，機(jī)械連接到混合動(dòng)力變速器16。電機(jī)14能夠作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)而進(jìn)行操作。另外，混合動(dòng)力變速器16機(jī)械連接到引擎18?；旌蟿?dòng)力變速器16還機(jī)械連接到驅(qū)動(dòng)軸20，其中，驅(qū)動(dòng)軸20機(jī)械連接到車輪22。當(dāng)引擎18開啟時(shí)，電機(jī)14可提供推進(jìn)能力，當(dāng)引擎18關(guān)閉時(shí)，電機(jī)14可提供減速能力。電機(jī)14還充當(dāng)發(fā)電機(jī)，并可通過回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中通常會(huì)作為熱量損失掉的能量來(lái)提供燃料經(jīng)濟(jì)效益。由于混合動(dòng)力電動(dòng)車12可在某些條件下在電動(dòng)模式下操作，因此電機(jī)14還可減少污染物排放。
[0013]牽引電池或電池組24存儲(chǔ)可由電機(jī)14使用的能量。車輛電池組24通常提供高電壓DC輸出。電池組24電連接到一個(gè)或更多個(gè)電力電子模塊26。電力電子模塊26還電連接到電機(jī)14，并能夠在電池組24與電機(jī)14之間雙向地傳送能量。例如，一般的電池組24可提供DC電壓，而電機(jī)14可能需要三相AC電流來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。電力電子模塊26可將DC電壓轉(zhuǎn)換為電機(jī)14所需的三相AC電流。在再生模式下，電力電子模塊26可將來(lái)自充當(dāng)發(fā)電機(jī)的電機(jī)14的三相AC電流轉(zhuǎn)換為電池組24所需的DC電壓。這里的描述可同樣應(yīng)用于純電動(dòng)車。對(duì)于純電動(dòng)車而言，混合動(dòng)力變速器16可以是連接到電機(jī)14的變速箱，并且引擎18可不存在。
[0014]除了提供推進(jìn)能量以外，電池組24可為其它車輛電系統(tǒng)提供能量。一般的系統(tǒng)可包括:DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28，將電池組24的高電壓DC輸出轉(zhuǎn)換為與其它車輛負(fù)載兼容的低電壓DC電源。其它高電壓負(fù)載(諸如，壓縮機(jī)和電加熱器)可直接連接到高電壓而無(wú)需使用DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28。在一般的車輛中，低電壓系統(tǒng)電連接到12V輔助電池30。
[0015]車輛12可以是電動(dòng)車或插電式混合動(dòng)力車輛，在所述車輛中，可通過外部電源36對(duì)電池組24進(jìn)行再充電。外部電源36可以是到電源插座的連接。外部電源36可電連接到電動(dòng)車供電設(shè)備(EVSE)38。EVSE 38可提供用于規(guī)范和管理電源36與車輛12之間的能量傳送的電路和控制。外部電源36可向EVSE 38提供DC或AC電力。EVSE 38可具有用于插入車輛12的充電端口 34的充電連接器40。充電端口 34可以是被配置為將電力從EVSE38傳輸?shù)杰囕v12的任何類型的端口。充電端口 34可電連接到充電器或車載電力轉(zhuǎn)換模塊32。電力轉(zhuǎn)換模塊可調(diào)節(jié)從EVSE 38供應(yīng)的電力，以向電池組24提供適合的電壓電平和電流電平。電力轉(zhuǎn)換模塊32可與EVSE 38進(jìn)行交互，以協(xié)調(diào)對(duì)車輛的電力傳送。EVSE連接器40可具有與充電端口 34的相應(yīng)凹槽匹配的管腳。
[0016]EVSE 38可被設(shè)計(jì)為向車輛12提供AC或DC電力。連接器40和充電協(xié)議可能在AC式EVSE 38與DC式EVSE 38之間存在差異。提供DC電力會(huì)需要與AC連接不同的安全措施。EVSE 38還可被設(shè)計(jì)為提供這兩種類型的電力。EVSE 38能夠提供不同電平的AC電壓或DC電壓。
[0017]所討論的各種組件可具有:一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的控制器，用于控制并監(jiān)視組件的操作?？刂破骺山?jīng)由串行總線(例如，控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN))或者經(jīng)由分離的導(dǎo)體(conductor)進(jìn)行通信。
[0018]圖2示出根據(jù)J1772標(biāo)準(zhǔn)的充電系統(tǒng)的概要(high-level)圖。車輛12可具有:車載電力轉(zhuǎn)換或充電器模塊32，將EVSE 38所提供的電壓轉(zhuǎn)換為與電池24兼容的電壓。EVSE38可提供AC電壓，而電池24需要DC電壓。車載充電器32可將AC電壓轉(zhuǎn)換為電池24所需的DC電壓?？捎绍囕v12中的一個(gè)或更多個(gè)控制器114以及EVSE 38中的一個(gè)或更多個(gè)控制器112對(duì)所述操作進(jìn)行控制。在電池24和充電器32之間，可存在一個(gè)或更多個(gè)接觸器142。充電接觸器142可選擇性地連接充電器32的輸出線路144和牽引電池24的端子。當(dāng)不對(duì)牽引電池進(jìn)行充電時(shí)，充電接觸器142可使電池24與充電器32絕緣。當(dāng)需要連接到充電器輸出線路144時(shí)，接觸器142可閉合，以使電池24連接到充電器32?？赏ㄟ^由一個(gè)或更多個(gè)控制器114驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)152來(lái)斷開和閉合接觸器142。接觸器142可利用繼電器式接觸器或固態(tài)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述功能。當(dāng)充電連接器40沒有附接到充電端口34時(shí)，接觸器142可斷開。
[0019]EVSE連接器40連接到車輛充電端口 34。J1772標(biāo)準(zhǔn)定義了所述連接的物理屬性和操作屬性。EVSE 38可向車輛12提供一條或更多條高功率線路(high-power line) 106。高功率線路106可提供高電壓線路和回輸路徑來(lái)完成電路。EVSE 38能夠根據(jù)需要使AC輸入電力108連接到和不連接到高功率線路106。EVSE 38可具有用于選擇性地使高功率線路106連接到AC輸入電源108的接觸器110?？赏ㄟ^由EVSE控制器112驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)154來(lái)斷開和閉合EVSE接觸器110。接觸器110可利用繼電器式接觸器或固態(tài)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述功能?？刂菩盘?hào)154可驅(qū)動(dòng)繼電器線圈來(lái)控制繼電器。
[0020]除了高功率線路106以外，EVSE 38可經(jīng)由多條信號(hào)線路(116、120)與車輛12