用于混合動(dòng)力車輛的維修斷電聯(lián)鎖系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于混合動(dòng)力車輛的維修斷電聯(lián)鎖系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2013年3月15日遞交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/788，367的優(yōu)先權(quán)，其通過引用方式結(jié)合到本申請(qǐng)中。
【背景技術(shù)】
[0003]在過去幾年中，由于二氧化碳水平的增加以及油料供應(yīng)的短缺，對(duì)全球氣候變化的關(guān)注日益增加。結(jié)果，一些汽車制造商和消費(fèi)者開始對(duì)具有低排放和較高燃料效率的汽車具有更大的興趣。一個(gè)可行的選擇是混合動(dòng)力電動(dòng)車(HEV)，其允許車輛由電動(dòng)馬達(dá)、內(nèi)燃機(jī)或兩者的結(jié)合來驅(qū)動(dòng)。
[0004]盡管多個(gè)特征對(duì)于整體HEV的設(shè)計(jì)是重要的，但是存儲(chǔ)車輛能使用的能量的系統(tǒng)是一項(xiàng)關(guān)鍵部件。在HEV中提供能量存儲(chǔ)系統(tǒng)以存儲(chǔ)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量，從而混合動(dòng)力系統(tǒng)能在隨后的一些時(shí)間使用這些能量。例如，所存儲(chǔ)的能量可用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)以獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)汽車或輔助內(nèi)燃機(jī)，因此降低汽油的消耗。
[0005]但是，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)面臨著多種設(shè)計(jì)問題，例如過熱、重量、復(fù)雜性、結(jié)合到車輛中的容易度、維護(hù)的容易度和成本，這里僅舉了幾個(gè)例子。此外，已知的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)僅使用特定和已知數(shù)量的設(shè)計(jì)為達(dá)到特定HEV設(shè)計(jì)規(guī)格的電池組或模塊。例如，電池組可特別設(shè)計(jì)為向300V的車輛提供特定量的能量。但是，當(dāng)要求不同量的電能時(shí)，例如600V的系統(tǒng)，必須設(shè)計(jì)不同的電池包以達(dá)到所述應(yīng)用的需求。沒有顯著量的再設(shè)計(jì)和翻修，已知的電池包和存儲(chǔ)系統(tǒng)不能使用或應(yīng)用到不同的設(shè)置中。
[0006]—些已知的系統(tǒng)允許單獨(dú)的電池包與單獨(dú)的控制箱電連接。盡管可向整體系統(tǒng)中加入或從中移除獨(dú)立的電池包，但是仍需要單獨(dú)的控制箱。但是，由于可用于HEV部件的空間很珍貴，因此應(yīng)當(dāng)避免包括單獨(dú)的控制箱。此外，在該單獨(dú)的控制箱出現(xiàn)故障的情況中，整個(gè)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)不能工作。因此，需要在此領(lǐng)域中進(jìn)行改進(jìn)。
[0007]一個(gè)可設(shè)想到的改進(jìn)領(lǐng)域涉及HEV的安全操作，包括在修理和維修期間的安全性。與混合動(dòng)力車輛的安全操作協(xié)同工作的診斷工具作為控制電路的一部分而被包括在內(nèi)了。優(yōu)選地，系統(tǒng)故障可被檢測(cè)到，從而可以及時(shí)的方式作出修理或維修的決策，避免損害車輛或車輛的部件的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]雖然一些混合動(dòng)力系統(tǒng)故障可造成對(duì)混合動(dòng)力部件的損害，但是其他的混合動(dòng)力系統(tǒng)故障會(huì)造成不受控制的能量的風(fēng)險(xiǎn)，例如如果接觸器以非固定式閉合的話。這些故障中的一些只有在嘗試啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)后才能被檢測(cè)到。
[0009]如果混合動(dòng)力系統(tǒng)在故障被真正地修理之前而啟用的話，那么一些故障會(huì)造成進(jìn)一步的損害，并且其中的一些會(huì)帶來不受控制的能量的風(fēng)險(xiǎn)。這些故障中的一些需要啟用(或指示啟用)混合動(dòng)力系統(tǒng)來檢測(cè)，這意味著確認(rèn)成功的維修程序需要嘗試啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)。如果沒有執(zhí)行維修程序的話，這種嘗試會(huì)使混合動(dòng)力系統(tǒng)隨時(shí)再次暴露于故障狀態(tài)。所公開的實(shí)施方案對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)控制提供了重要的信心，所述控制是已執(zhí)行維修程序并且后續(xù)的混合動(dòng)力系統(tǒng)啟用程序可能會(huì)成功。所公開的維修斷電互鎖系統(tǒng)和方法提供了允許檢測(cè)的布置，所述檢測(cè)指在啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)之前執(zhí)行修理或維修程序，因此避免對(duì)混合動(dòng)力部件的損害或減小不受控制的能量的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在所公開的維修斷電互鎖系統(tǒng)和方法的內(nèi)容中，對(duì)相關(guān)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和HEV的示例性實(shí)施方案的大致了解可能是有幫助的。針對(duì)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，示例性實(shí)施方案包括多個(gè)能量存儲(chǔ)模塊。能量存儲(chǔ)模塊至少包括適于存儲(chǔ)高壓能量的多個(gè)二次電池陣列。能量存儲(chǔ)控制器模塊與能量存儲(chǔ)模塊內(nèi)的多個(gè)部件電連接，所述部件例如但不限于電池陣列、低壓線束、熱敏電阻線束和/車輛信號(hào)連接器組件，這里僅舉了幾個(gè)例子。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的能量存儲(chǔ)模塊適于彼此通信。在每個(gè)能量存儲(chǔ)模塊之間提供有包對(duì)包CAN總線。當(dāng)采用多個(gè)能量存儲(chǔ)模塊來構(gòu)成能量存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)能量存儲(chǔ)模塊用作主能量存儲(chǔ)模塊，而其他的用作從屬能量存儲(chǔ)模塊。主能量存儲(chǔ)模塊內(nèi)的能量存儲(chǔ)控制器模塊適用于接收來自從屬能量存儲(chǔ)模塊的信息，并且作為單個(gè)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)與變速箱/混合動(dòng)力控制模塊和混合動(dòng)力系統(tǒng)的剩余部分通信。
[0011]能量存儲(chǔ)系統(tǒng)包括至少一個(gè)適于向混合動(dòng)力車輛提供電能的能量存儲(chǔ)模塊。能量存儲(chǔ)模塊包括基礎(chǔ)包殼、至少一個(gè)處于基礎(chǔ)包殼內(nèi)的電池陣列，以及位于基礎(chǔ)包殼內(nèi)且與電池陣列電連接的能量存儲(chǔ)控制器模塊。能量存儲(chǔ)控制器模塊還通過低壓連接器與混合動(dòng)力車輛的混合動(dòng)力控制模塊相連。高壓接線箱與基礎(chǔ)包殼的第一端部相連并且具有多個(gè)高壓連接端子。高壓接線箱具有相應(yīng)于基礎(chǔ)包殼的第二開口的第一開口，使得基礎(chǔ)包殼和高壓接線箱限定了密封的腔體。至少一個(gè)高壓連接端子構(gòu)造為接收可連接在能量存儲(chǔ)模塊和混合動(dòng)力車輛的逆變器之間的高壓導(dǎo)體。在高壓連接端子和至少一個(gè)電池陣列之間的電流路徑中連接有維修斷電開關(guān)。
[0012]能量存儲(chǔ)系統(tǒng)包括設(shè)置在電池陣列和基礎(chǔ)包殼的內(nèi)表面之間的散熱墊。在基礎(chǔ)包殼的外表面上設(shè)置有散熱片。散熱片包括多個(gè)可相對(duì)于基礎(chǔ)包殼的縱軸以對(duì)稱方式成角度地向外設(shè)置的翅片。安裝在基礎(chǔ)包殼的第一端部的外表面上的風(fēng)扇操作為引導(dǎo)空氣經(jīng)過翅片朝向基礎(chǔ)包殼的第二端部。翅片的高度或長(zhǎng)度可相對(duì)于風(fēng)扇的位置而變化，以提供經(jīng)過電池陣列內(nèi)的蓄電池組電池的均勻冷卻。在散熱片的外部安裝了包殼片體并且限定了空氣流腔體，其中包殼片體還引導(dǎo)空氣從風(fēng)扇經(jīng)過散熱片。
[0013]在混合動(dòng)力車輛和相應(yīng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)(包括所描述的能量存儲(chǔ)系統(tǒng))的操作中，已知一些混合動(dòng)力系統(tǒng)故障會(huì)造成對(duì)混合動(dòng)力部件的損害。還會(huì)有一些與這些故障相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)例如接觸器非固定地閉合時(shí)會(huì)有不受控制的能量的風(fēng)險(xiǎn)。這些故障中的一些僅可在嘗試啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)后才能被檢測(cè)到。
[0014]如果混合動(dòng)力系統(tǒng)在故障被真正地修理前而被啟用的話，那么一些故障會(huì)造成進(jìn)一步的損害，并且其中的一些會(huì)帶來不受控制的能量的風(fēng)險(xiǎn)。如“【背景技術(shù)】”部分所提到的那樣，這些故障中的一些需要啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)來檢測(cè)，這意味著確認(rèn)成功的維修程序需要嘗試啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)。如所指出的那樣，所公開的實(shí)施方案對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)控制提供了重要的信心，所述控制是已執(zhí)行維修程序并且后續(xù)的混合動(dòng)力系統(tǒng)啟用程序可能會(huì)成功。
[0015]所公開的實(shí)施方案旨在允許通過啟用混合動(dòng)力系統(tǒng)來執(zhí)行修理或維修程序的檢測(cè)。通過這種方式，應(yīng)當(dāng)能避免對(duì)混合動(dòng)力部件的損害，并減小不受控制的能量的風(fēng)險(xiǎn)。
[0016]通過詳細(xì)描述和隨之提供的附圖，本發(fā)明其他的形式、目的、特征、方面、好處、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施方案將變清楚。
【附圖說明】
[0017]圖1是混合動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0018]圖2是圖1的混合動(dòng)力系統(tǒng)中的電通信系統(tǒng)的總圖。
[0019]圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的能量存儲(chǔ)模塊的前部透視圖。
[0020]圖4是維修斷電互鎖電路的一個(gè)實(shí)施方案的原理圖。
[0021]圖5是維修斷電互鎖裝置的示意圖。
[0022]圖6是對(duì)應(yīng)于用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的維修斷電互鎖系統(tǒng)和方法的所公開的實(shí)施方案的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]出于更好地理解本發(fā)明原理的目的，現(xiàn)在將參照在附圖中說明的實(shí)施方案，并且使用詳細(xì)的語言來對(duì)其進(jìn)行描述。然而需要理解的是，本發(fā)明的范圍并不因此而受到限制。如同與本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域的技術(shù)人員所通常想到的那樣，可以構(gòu)思出對(duì)在此描述的實(shí)施方案的任何修改和進(jìn)一步的改進(jìn)，以及對(duì)此處所描述的本發(fā)明原理的進(jìn)一步應(yīng)用。這里非常詳細(xì)地顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，然而對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，為了簡(jiǎn)要起見，一些與本發(fā)明無關(guān)的特征也許不會(huì)顯示出來。
[0024]為了有助于理解示例性的實(shí)施方案，公開了代表性的混合動(dòng)力系統(tǒng)(參見圖1)。還公開了代表性的通信系統(tǒng)(參見圖2)和代表性的能量存儲(chǔ)模塊(參見圖3)。
[0025]繼續(xù)參照?qǐng)D1，說明了代表性的混合動(dòng)力系統(tǒng)100的示意圖?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)100適合用