接線束32可以傳輸48伏功率輸出，并且低壓連接線束34可以傳輸12伏功率輸出?；蛘?，高壓連接線束32可以傳輸300伏功率輸出，并且低壓連接線束34傳輸12伏功率輸出或24伏功率輸出。應(yīng)當(dāng)理解的是任何要求的高壓輸出和低壓輸出可以由模塊化電池組26產(chǎn)生，且高壓和低壓之間具有至少24伏的差值。例如，低壓可以是24伏或更少，并且高壓可以是48伏或更高。在另一實施例中，模塊化電池組26的高和低壓輸出是電池30的基本單元電壓的倍數(shù)，在上述電壓范圍內(nèi)。
[0034]在說明的實施例中，模塊化電池組26通過高壓連接線束32和低壓連接線束34與包括配置為總體顯示為36的轉(zhuǎn)換開關(guān)的開關(guān)單元的電力開關(guān)系統(tǒng)連接。在一個實施例中，轉(zhuǎn)換開關(guān)36配置為有選擇地將模塊化電池組26與混合動力車輛電力系統(tǒng)24連接的雙極雙擲(DTOT)開關(guān)。
[0035]轉(zhuǎn)換開關(guān)36包括總體顯示為38的高/低電壓接觸部以及總體顯示為40的低壓接觸部。這里使用的術(shù)語“高/低”指的是“高和低”電壓。可以連接高/低電壓接觸部38以驅(qū)動混合動力電動動力傳動系統(tǒng)功能，尤其操作EAM 16或EDM 16a，或者連同操作低壓功率需求一起操作任何高壓需求的要求(也就是，電壓大于低壓需求)。低壓接觸部40提供電源來驅(qū)動低壓電力需求而沒有與高壓電路連接。轉(zhuǎn)換開關(guān)36也可以將模塊化電池組26與包括或者可選擇地配置為交流發(fā)電機的DC/DC變換器42連接。
[0036]模塊化BPC系統(tǒng)22也可以包括緊急斷電開關(guān)(未顯示)。在一個實施例中，交流發(fā)電機42可以配置為與混合動力車輛電力系統(tǒng)24連接的常規(guī)的汽車型(例如倫德爾或緊湊型)交流發(fā)電機。可選擇地，交流發(fā)電機42可以是任何發(fā)電設(shè)備，例如燃料電池、太陽電池板、發(fā)電機等等。
[0037]轉(zhuǎn)換開關(guān)36包括總體上表示為44的螺線管部，螺線管部44驅(qū)動高/低壓接觸部38以及低壓接觸部40中的一個以有選擇地將模塊化電池組26與車輛負載需求連接。螺線管部44可以與點火開關(guān)模塊46或其它可以確定車輛的電力需求狀態(tài)的控制模塊連接。點火開關(guān)模塊46給螺線管部44提供用戶需求信號以有選擇地接合高/低壓接觸部38或低壓接觸部40。一個輸入端是“啟動”位置，其可以配置為傳統(tǒng)鑰匙/開關(guān)裝置或智能開關(guān)，例如具有傳輸啟動編碼信號的這種類型，兩者能夠驅(qū)動或禁止驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)36。點火開關(guān)模塊46可以包括基于開關(guān)的次序和/或位置確定用戶需求的算法。例如，如圖3所示，用戶何時輸入啟動位置；例如“輔助”啟動位置僅僅能夠提供選擇的輔助裝置一一例如收音機、風(fēng)扇和電動車窗；點火開關(guān)模塊46以驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)36的螺線管部44來連接低壓接觸部40和斷開高/低壓接觸部38的方式進行響應(yīng)。如果使用者占用“運行”啟動位置，則轉(zhuǎn)換開關(guān)36連接高/低壓接觸部38使得高和低壓連接線束32和34在模塊化電池26和各自的高和低壓回路24a和24b之間接通。高壓回路連接件使得EAM 16或EDM 16a能夠操作。
[0038]現(xiàn)在參照圖4，參照圖1和2，描述了總體上顯示為122的模塊化BPC系統(tǒng)的可選擇的實施例。模塊化BPC 122與混合動力車輛電力系統(tǒng)連接，混合動力車輛電力系統(tǒng)的一部分顯示為124，其是高和低壓需求電力系統(tǒng)。模塊化BPC系統(tǒng)122通過高壓總線系統(tǒng)124a與高壓電源需求——例如EAM 16或EDM 16a——連接。模塊化BPC系統(tǒng)122也通過低壓總線系統(tǒng)124b連接來提供混合動力車輛的低壓電源需求。
[0039]模塊化BPC系統(tǒng)122包括具有由一個或多個產(chǎn)生基本單元電壓的電池130形成的模塊128的模塊化電池組126。例如，當(dāng)模塊128由鉛酸電池形成時，每個電池的基本單元電壓大約是2伏。模塊128可以由任何適當(dāng)組分的電池形成，例如鋰離子、鎳氫、鎳鎘、液流電池以及其它的電池。電池130可以配置為產(chǎn)生任何要求的基本單元電壓。所描述的電池130串聯(lián)連接以形成每個模塊128的輸出電壓?？蛇x擇地，電池130可以并聯(lián)連接以在基本單元電壓提供高電流輸出。電池130可以以任何合適的數(shù)量和方式連接以提供模塊128任何所需要的電壓輸出。
[0040]參照圖3如上所述，然后模塊128以任何適合數(shù)量設(shè)置并連接在一起一一例如串聯(lián)和并聯(lián)布置一一來產(chǎn)生模塊化電池組126的需要的電壓和電流輸出。任何數(shù)量的模塊128可以以并聯(lián)或串聯(lián)連接布置連接在一起來提供需要的電壓輸出。
[0041]模塊化電池組126的模塊128通過高壓連接線束132和低壓連接線束134連接在一起來提供混合動力車輛的各自的高和低電壓功率需求。高壓連接線束132可以具有配置為與混合動力車輛電力系統(tǒng)124的高壓需求部連接的正電部132a和負電部132b。低壓連接線束134也可以具有配置為與混合動力車輛電力系統(tǒng)的低壓需求部連接的正電部134a和負電部134b。高壓連接線束132和低壓連接線束134傳輸任何需要的可以由模塊化電池組126產(chǎn)生的高壓輸出和低壓輸出。
[0042]模塊化BPC系統(tǒng)122包括總體上顯示為138的高/低壓連接器開關(guān)，和總體上顯示為140的低壓連接器開關(guān)。高/低和低壓連接器開關(guān)138和140為雙極單擲(DPST)開關(guān)?？蛇x擇地，連接器開關(guān)138和140可以配置為多個單極單擲(SPST)開關(guān)。高/低壓連接器開關(guān)138包括接觸部138a和螺線管部138b。類似地，低壓連接器開關(guān)140包括接觸部140a和螺線管部140b。高/低壓接觸部138a與高壓總線系統(tǒng)124a和低壓總線系統(tǒng)124b有選擇地電連接來提供車輛的高壓電力需求和低壓電力需求。HV/LV連接器開關(guān)138和LV連接器開關(guān)140的螺線管部138b和140b分別可以是單獨的螺線管部或單一集成的螺線管部，如果需要的話。高/低壓連接器開關(guān)138的螺線管部138b和低壓連接器開關(guān)140的螺線管部140b驅(qū)動各自的開關(guān)接觸部138a和140a作為對系統(tǒng)狀態(tài)輸入或系統(tǒng)電力需求輸入——例如點火開關(guān)模塊142的位置——的響應(yīng)。
[0043]點火開關(guān)模塊142可以包括基于開關(guān)次序和/或位置或基于來自用戶的電壓需求輸入確定用戶需求的算法。點火開關(guān)模塊142驅(qū)動HV/LV螺線管部138b對例如驅(qū)動點火開關(guān)模塊142至使得EAM 16或EDM 16a能夠操作的“運行”位置作出響應(yīng)。在操作模塊化BPC系統(tǒng)122的實施例中，當(dāng)點火開關(guān)模塊被驅(qū)動至“運行”位置時，HV/LV螺線管部138b導(dǎo)致接觸部138a使得高壓連接線束132與高壓總線系統(tǒng)124a電連接，這提供高壓電力需求。
[0044]相應(yīng)地，高壓總線系統(tǒng)124a也通過DC/DC變換器144與低壓總線系統(tǒng)124b電連接。然后，DC/DC變換器144逐步降低由模塊化電池組126提供的高壓電力至低壓水平，并將該低壓電力傳輸給與低壓連接器124b連接的合適的車輛系統(tǒng)。LV連接器開關(guān)140沒有被驅(qū)動并與混合動力車輛電力系統(tǒng)124斷開電連接。
[0045]當(dāng)點火開關(guān)模塊142移至限定操作某些低壓電力需求系統(tǒng)的“輔助”位置時，LV連接器開關(guān)140的螺線管部140b通電。螺線管部140b導(dǎo)致接觸部140a使得低壓連接線束134與低壓總線系統(tǒng)124b電連接。如圖4所示，低壓連接線束134與低壓總線系統(tǒng)124b的連接繞過DC/DC變換器144，并且直接提供車輛的低壓電力需求。在另一實施例中，與DC/DC變換器144類似，可以使用DC/DC變換器使得低壓電力逐步增大或降低至稍微較高或較低電壓電平，如果需要的話。
[0046]以優(yōu)選的實施例已經(jīng)解釋和說明了本發(fā)明的原理和操作模式。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下本發(fā)明可以實施為與具體的解釋和說明不同。
【主權(quán)項】
1.一種車輛電氣控制系統(tǒng)，包含: 電池，具有提供高壓輸出給高壓線束以及提供低壓輸出給低壓線束的連接的電池單元; 開關(guān)系統(tǒng)，包含: 電觸頭，其有選擇地將高壓總線與高壓線束和低壓線束中的至少一個連接； 螺線管； 點火模塊，其配置為控制螺線管以有選擇地將電池與高壓總線和低壓總線中的至少一個電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，電池單元連接是串聯(lián)單元連接，同樣設(shè)置串聯(lián)連接的電池以形成多個模塊，每個模塊串聯(lián)連接在一起以與高壓線束電連接，并且每個模塊并聯(lián)連接在一起以與低壓線束電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，點火模塊配置為確定運行啟動位置和輔助啟動位置中的一個，運行啟動位置提供高壓和低壓電力需求，輔助啟動位置僅僅提供低壓電力需求輔助。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)點火模塊驅(qū)動至運行啟動位置時，點火模塊將高壓線束與提供低壓電力需求的DC/DC變換器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，開關(guān)系統(tǒng)包括與高和低壓線束連接的高/低壓開關(guān)，以及與低壓線束連接的低壓開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，螺線管具有高/低壓螺線管和低壓連接器螺線管，點火模塊控制高/低壓螺線管以及低壓螺線管，使得高/低壓開關(guān)與混合動力車輛電力系統(tǒng)電連接，并且低壓開關(guān)與混合動力車輛電力系統(tǒng)斷開。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，開關(guān)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換開關(guān)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中，螺線管是單轉(zhuǎn)換開關(guān)螺線管，點火模塊控制單轉(zhuǎn)換開關(guān)螺線管，使得高/低壓開關(guān)與混合動力車輛電力系統(tǒng)電連接，并且低壓開關(guān)與混合動力車輛電力系統(tǒng)斷開。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)點火模塊驅(qū)動至運行啟動位置時，點火模塊將高壓線束與高壓電力需求連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)點火模塊驅(qū)動至輔助啟動位置時，點火模塊斷開高壓線束與高壓電力需求的連接。
【專利摘要】模塊化電池和電力控制系統(tǒng)為混合動力車輛中的高壓和低壓電力需求系統(tǒng)提供一系列電力。模塊化電池和電力控制系統(tǒng)提供用于提供高壓輸出和低壓輸出的雙電壓模塊化電池組。模塊化電池組通過開關(guān)系統(tǒng)有選擇地與高壓和低壓需求系統(tǒng)連接。開關(guān)系統(tǒng)由確定混合動力車輛的電氣需求的點火開關(guān)模塊控制。
【IPC分類】B60L11/18, B60K6/28
【公開號】CN104972886
【申請?zhí)枴緾N201510158147
【發(fā)明人】蘇里亞普拉卡什·A·賈納塔納姆
【申請人】福特全球技術(shù)公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年4月3日
【公告號】DE102015104003A1, US20150283964