[发明专利]混合型高电压隔离接触器控制

说明书

背景

技术领域

本技术领域总的涉及电动车和混合型电动车，更具体地涉及对高电压电池隔离接触器的控制。

技术领域

电动和混合型电动车承载相对高电压的电池设备(牵引电池)，该电池设备用于向车辆牵引电机和其它车辆电气系统供电。牵引电池通常具有足以支持来自逆变器的340伏rms三相电力——在某些情形下700伏rms电力——的额定输出电压。相比而言，传统汽车电池在提供大约12伏DC的电压。

牵引电池设备通常被物理地隔离在其本身的隔室内以避免车上工作人员不利地暴露于高电压之下。功能上类似于断路器的接触器被提供在隔室内以将电池设备有选择地连接于车辆电气系统或与之断开。在一些情形下，通过断开隔室内的接触器而使电池设备电气隔离以防止高电压出现在电池隔室外的车辆电气系统的各个位置。

电动和混合型电动车比传统车辆对电力作出更为广泛的使用，从而支持例如来自电动机的动力转向或空调压缩机运作的车辆功能。在电动车上，这基本上是无法避免的。在混合型车辆上，使用电动机运行空调或动力转向泵使得这些功能在操作上与车辆内燃机无关。另外，当代车辆更为广泛地使用消耗电力的电子计算机。结果，车辆牵引电池上的电流负载可能变得非常高。

高电流负载可能危及牵引电池隔离接触器使用寿命。如果车辆的许多或全部可能的电气负载是工作的，则车辆会汲取高达几百安培的大电流。在断开和尤其是闭合期间的接触器起弧能导致隔离接触器劣化并在闭合期间导致焊连形成，这可能将接触器保持在闭合位置。这个结果危及到接触器的隔离功能。

概述

车辆用牵引电池的隔离系统包括具有闭合状态和断开状态的电池接触器。通过要么对降低工作电平要么对停止运作选择负载而管理在两种状态之间变换期间从牵引电池汲取的电流，从而减少总电流汲取。车辆工作状态——例如状态变换的方向——可控制在变换期间用于操作的负载选择。

附图简述

图1是混合型电动车的车辆传动链和车辆控制系统的高层示意图。

详细描述

在下面的详细说明例中，尺寸/模型/值/范围可参照特定实施例给出但并非将其概括地视为限定。尽管将并行混合型电动车用于阐述，然而这里教示的原理很容易延及电动车或串行混合型电动车。

参见图1，图中示出为车辆传动链20提供控制和能量使用管理的控制系统21的高层示图。电气系统控制器(ESC)24(主体计算机类型)作为系统管理机工作并通过公共数据链路18链接于多个局部控制器，所述局部控制器进而对不由ESC 24直接控制的各种车辆功能执行直接控制。如能推断出的那样，ESC24通常直接连接于选择的输入(包括传感器)和输出。传感器组16代表这些传感器并可包括制动踏板位置传感器、节流位置传感器以及突然减速传感器。另外，ESC 24与仪表盘44通信，从仪表盘44可获得指示点火状态、前灯开/关变换位置的信号并将开/关信号提供给其它部件，例如前灯(未示出)。关于动力输出操作(PTO)的信号通过SAE J1708适应数据链路64在驾驶室开关组56和ESC 24之间通信。数据链路64是低波特率数据连接，一般大约为9.7千波特。

除ESC 24外，将六个代表性局部控制器示出为连接于公共数据链路18。这些控制器包括引擎控制器46、传动控制器42、混合型控制器48、量表控制器58和防抱死制动系统控制器(ABS)50。要理解其它控制器可安装在与数据链路18通信的车辆上。这些控制器控制各车辆电气负载并表征负载本身。这些附加控制器由用于控制负载19的普通“负载”控制器17表示。各传感器可连接于若干局部控制器。数据链路18优选为遵循SAE J1939标准的公共控制器区域网(CAN)总线，在当前实践中支持高达250千波特的数据传输。

混合型控制器48、传动控制器42和引擎控制器46协调传动链的操作以在引擎28和牵引电动机32之间择一作为车辆的原动机(或如有要求则组合使用引擎和牵引电动机输出)。在制动过程中，这些控制器协调引擎28的脱离和停机以及牵引电动机32在其发电机模式下的操作以重新获取车辆的动能。ESC24和ABS控制器50在用于这些操作的数据链路18上提供数据，包括制动踏板位置、关于滑动的数据、节流位置以及对例如PTO 22的其它电力需求。混合型控制器进一步监视关于电池34充电状态(SOC)的代理。