管理通過自身由電池供電的變換器來供電的負載的方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及裝備有電池的系統(tǒng)，特別涉及裝備有由串聯設置的電池模塊構成的電池的系統(tǒng)，特別是采用電動或混合動力的汽車。
【背景技術】
[0002]通常，在這些系統(tǒng)中，電源變換器可用于將來自電池可提供的直流電的電源供給負載。具體地，變換器可以用作逆變器，為電動機提供正弦電流，例如，三相電流。變換器和電動機構成傳動系統(tǒng)。
[0003]電池可以由串聯設置的多個電池模塊構成，并且這些模塊可以獨立地串聯或不串聯放置，即，可以是投切的。也就是說，根據期望被供給負載的電壓，來激活更多或更少數目的電池模塊。在系統(tǒng)的運行過程中，電池的兩端的電壓相應地改變。
[0004]通常，在電池和負載之間放置電容器，以平滑由變換器吸收的涌入電流和高頻電流。當電池(即模塊的組件)通過繼電器的方式連接到變換器時(例如，在啟動過程中的汽車內)，強的涌入電流出現并且可能損害部件，例如，所使用的繼電器、電容器、或者甚至是電源開關。另外，當電池的兩端的電壓變化時，可能出現電流，因為電池和電容器均充當電壓發(fā)生器。
[0005]此外，當電池的兩端的電壓變化時，可能出現由電動機產生的抖動(jerk)。
[0006]因此，在電池的兩端的電壓改變后，電容器一般被充電，使得該電容器的兩端的電壓等于電池的兩端的電壓。
[0007]可以參考歐洲專利申請EP2361799，其闡述了一種用于在連接傳動系統(tǒng)之前提升電容器的兩端的電壓的系統(tǒng)，即，一種用于電容器的預充電系統(tǒng)。具體而言，該文獻提出利用電阻器來構成RC型電路以對電容器充電。該系統(tǒng)的不足之處在于，它不能使電容器充電完全，充電的持續(xù)時間過長。該系統(tǒng)的另一不足之處是，增加了串聯在系統(tǒng)中的電阻器。由于該電阻器，該系統(tǒng)僅能用在汽車的啟動時。因此，該系統(tǒng)不適用于在汽車運行過程中激活或去激活電池模塊。
[0008]還參考美國專利申請US2012/0025768，其闡述了一種用于對電容器預充電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括低阻值的電阻器和用于改善電容器的預充電的一組開關。該系統(tǒng)也不能用在汽車的運行過程中。
[0009]國際專利申請W02009/077668闡述了一種用于電容器的預充電系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，將開關與電容器串聯連接，并且該開關由脈寬調制信號控制，該信號的占空比是變化的。該解決方案的不足之處在于它增加了包括電容器的支路的阻抗。
[0010]最后，可以參考法國專利申請FR2923962，其闡述了一種用于使用升壓型電力變換器來對電容器預充電的系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)的不足之處仍是增加了包括電容器的支路的阻抗。因此，該系統(tǒng)也不可能用于汽車的運行過程中，原因在于阻抗的增加所導致的過高損耗。

【發(fā)明內容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的是限制投切電池的模塊時高電流(有時也被稱作過電流)的出現，并且防止在這些投切過程中可能出現的抖動。
[0012]根據第一實施方式，本發(fā)明的主題是一種用于管理負載的方法，通過變換器對該負載供電，該變換器自身由包含可以被投切的模塊的電池來供電，電容器被放置于電池和變換器之間。
[0013]根據本方法的一般特征:
[0014]-檢測投切命令，
[0015]-如果檢測到投切命令，則變換器向負載提供低功率，
[0016]-執(zhí)行投切動作，
[0017]-如果執(zhí)行了投切動作，則變換器向負載提供正常功率。
[0018]所謂正常功率具體被理解為例如對于汽車不被限制并且對應于駕駛員的預期命令的功率。也就是說，當變換器向負載提供正常功率時，不再向負載提供低功率，除非變換器已經要運行在低功率(汽車以低速行駛)。
[0019]包括可投切的電池模塊的電池是在任何時候均可以將電池模塊串聯投入或斷開連接的電池。通過指示的方式，由電池管理系統(tǒng)(BMS)來控制這些投切。通過示例的方式，可以在任何時候在汽車中執(zhí)行這些投切，可以在汽車行駛時、充電時或者甚至再生制動階段期間執(zhí)行這些投切。
[0020]當應用投切命令時，電池兩端的電壓改變，并且發(fā)明人已經發(fā)現這對控制變換器使其向負載提供低功率以防止過電流和避免抖動的發(fā)生極其有利。通過向負載提供低功率，來限制在向電容充電的同時可流向負載的電流的量。在已經實施了對應于投切命令的投切后，可以提供不受限制的正常功率。
[0021 ] 此外，變換器可以向負載提供零功率。
[0022]為了向負載提供零功率，可以斷開所述變換器的多個開關，例如，逆變器的開關中的全部開關。
[0023]在變型中，可以斷開被放置于電容器和變換器之間的開關，以向負載提供零功率。該開關可以在完成對電容器充電之后閉合，以允許系統(tǒng)的正常運行。
[0024]該負載可以是采用電動或混合動力的汽車傳動系統(tǒng)的電機。
[0025]根據另一方面，本發(fā)明的主題是一種用于管理負載的系統(tǒng)，通過變換器對該負載供電，該變換器自身由包含可以被投切的模塊的電池來供電，電容器被放置于電池和變換器之間。
[0026]根據該方面的一般特征，該系統(tǒng)包括:
[0027]-被配置為用于檢測投切命令的裝置(9)，以及
[0028]-被配置為用于向負載提供低功率并且由所述被配置為用于檢測投切命令的裝置控制的裝置(11，12，15)。
[0029]所述被配置為用于向負載提供低功率的裝置可以被配置為用于向負載提供零功率。
[0030]所述被配置為用于向負載提供低功率的裝置被被配置為用于向負載提供零功率，并且包括被配置為用于斷開所述變換器的多個開關的裝置。
[0031 ] 該系統(tǒng)還可以包括被放置于電容器和變換器之間的開關。
[0032]根據又一方面，本發(fā)明的主題是一種采用電動或混合動力的汽車，其包括形成所述負載的傳動系統(tǒng)的電機并且包括所述系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0033]—旦閱讀了以非限制的示例的方式單獨給出并且參考附圖做出的以下描述，其它目的、特征及優(yōu)勢將顯而易見，在附圖中:
[0034]-圖1示意性地示出了根據現有技術的系統(tǒng)，
[0035]-圖2示意性地示出了根據實施本發(fā)明的一種模式的方法的各個步驟，
[0036]-圖3和圖4示意性地示出了本發(fā)明的兩個變型實施例。
【具體實施方式】
[0037]在圖1中，示意性地示出了根據現有技術的用于管理負載的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以被集成于采用電動或混合動力的汽車內。
[0038]該系統(tǒng)包括電池1，電池1包括例如多個電池模塊，可以將多個電池模塊串聯連接，從而使得該電池兩端的電壓等于所接入的模塊中的每個模塊兩端的電壓的和。該電池的這些模塊可以被投切。
[0039]該系統(tǒng)還包括電容器2，電容器2的兩個極板被連接至電池1的正負兩端。在現有技術的解決方案中，電容器2被預充電，從而例如在啟動汽車時(連接電池1時)或者接入或投切電池模塊時，保護電容器2以及其它部件。