[发明专利]用于再充电一对不同标称电压的车辆电池的方法及其相关系统

说明书

技术领域

本发明涉及由热力发动机或混合热/电车辆推进驱动的机动车辆中的供电系统，并且特别涉及具有几种不同类型电池的供电系统。

背景技术

事实上，不同类型的电池可以并行使用，例如利用铅蓄电池为冷启动提供电力的能力，以及利用根据锂离子电池充/放电循环的高比能量和更大耐久性。

专利申请US2011001352描述了结合两种类型电池的系统，选择两种类型电池的空载电压和内部电阻使得对于恒定的发电机电压，锂电池放电后再充电更优，因此铅蓄电池经受更少的充/放电循环。

为车辆的启动阶段保留铅蓄电池的使用则更优。

为实现这样的布置，锂电池的最大空载电压必须保持相对接近于铅蓄电池的最大空载电压，从而限制了锂电池的最大能量容量。

这样的系统使得能够增加铅蓄电池的寿命，但是必须限制所使用的锂电池的性能。此外，必须将来自发电机的恒定电压设定的足够高，以使得能够对铅蓄电池和锂电池同时进行充电，与只包含铅蓄电池的系统相比，这导致了更大的燃料消耗。

发明内容

本发明旨在提出用于包含两种电池的车辆的供电系统，这种系统使得能够不但增加铅蓄电池的寿命，而且减少车辆的平均燃料消耗。

为此目的，车辆的供电系统包括：

-至少一个受电设备的直流网络，可以通过不超过最大网络电压的电压范围来对该直流网络供电，

-第一电累积电池，其连接到所述网络，并具有小于最大网络电压的第一最大空载电压，

-第二电累积电池，其连接到所述网络，具有大于第一电池的最大空载电压的第二最大空载电压，以及小于最大网络电压的可接受的最小空载电压，

-可调节发电机，其连接到所述网络，所述可调节发电机能够向第二电池提供低于可调节到不同设定点值的设定点电压的电能。

所述系统还包含电子管理单元，其被配置为当正在驾驶车辆时，将发电机连续地设定到至少两个不同的设定点电压，所述两个不同的设定点电压具体为：低发电机电压，其必须大于第一电池的第一最大空载电压；以及高发电机电压，其必须比第二电池的最小空载电压以及所述低发电机电压都高。根据一些替代的实施例，发电机可以是包含与直流/直流（DC/DC）变换器结合的发电机的发电机系统。在这种情况下，发电机自身的电压变成可调节。根据另一个实施例，当发电机的电压不可调节时，设定点电压可以通过只修改DC/DC变压器的设定点来进行调节。根据另一个实施例，设定点电压可以通过既修改由发电机所提供的电压又修改DC/DC变压器的设定点来进行调节。

根据改进的实施例，系统还包含DC/DC电压变压器，其能够降低由第二电池向所述网络提供的电压。然后，第二电池的第二完全充电运行电压可以大于最大网络电压。

有利地，电压变压器是双向的，并且当发电机正在提供低于高发电机电压的电流时，能够以大于最大网络电压的电压对第二电池进行供电。

第一电池可以是铅蓄电池，第二电池可以是锂电池（特别是锂离子电池）。第二电池还可以是具有不同于第一电池特性的常规的、加强的或阀控铅酸蓄（VRLA）电池。

电子管理单元可被配置为当车辆处于停车模式（即停止发动机）时，断开第二电池的开关，以及可被配置为如果第一电池的电压下降到第一阈值以下并且同时第二电池的电压在第二阈值以上，则在下一次启动车辆前，将这个开关闭合预定的时间段。这个预定的时间段使得能够对第一电池进行部分充电。

根据另一个方面，在装有提供电能的第一电池和第二电池的机动车辆的管理方法中，所述两种电池具有不同的最大空载电压并且被连接到单个发电机以及连接到所述车辆的单个直流电网络，对于初始的车辆驾驶阶段设定低发电机电压，以及对于随后的车辆驾驶阶段设定比低发电机电压高的高发电机电压，诸如比初始阶段消耗更少燃料的再生制动阶段。初始驾驶阶段对应于没有减速的驾驶阶段。有利地，这种方法可应用于第一电池、第二电池以及发电机并联连接的机动车辆。

优选地，当车辆处于再生减速阶段时，设定高发电机电压，以及当车辆处于发动机加速阶段时，设定低发电机电压。

当第二电池的充电水平下降到低于充电阈值时、和/或当检测到除了减速之外的车辆的特定驾驶模式时、和/或如果由第二电池向网络提供的电流通过给定阈值时，则可设定中间发电机电压，其必须大于低发电机电压并小于或等于高发电机电压。对于所引用的不同情况来说，交流发电机的中间电压电平可以是不同的。