[发明专利]用于车辆的被动高电压DC总线放电电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在车辆中使高电压DC总线被动地放电的系统和方法。

背景技术

电池电动车辆、增程式电动车辆和混合动力电动车辆以一模式使用牵引电动机将扭矩递送至变速器输入构件，该模式通常称为电动车（EV）模式。为牵引电动机供能所需要的电能被存储在DC电池组中。高电压直流电流（HVDC）总线将电池组连接至其他高电压电部件。在特定时刻要求HVDC总线的放电。例如，在一些车辆中，在钥匙关闭（key-off）事件的经校准的时段中，或当将电池连接至HVDC总线的高电压接触器被断开时，HVDC总线必须被放电至阈值安全状态，例如低于60VDC。用于给HVDC放电的传统途径在部件和/或能耗方面可能并非最优。

发明内容

这里公开了一种车辆，其使用被动放电电路改进了现有的高电压DC（HVDC）放电方法。在特定的实施例中，车辆包括形为可充电能量存储系统（RESS）的电池组、牵引电动机、诸如牵引功率逆变模块（TPIM）的高电压部件、HVDC总线、放电电路和微处理器。牵引电动机经由TPIM从RESS吸取存储的电能，并将驱动扭矩输出至马达输出轴。HVDC总线将RESS电力地连接至高电压部件。

放电电路跨HVDC总线的正和负轨道被电力地连接，并包括电阻器和半导体开关。半导体开关仅在预定的车辆事件期间被促动，所述车辆事件例如钥匙关闭事件、软件失效、电气故障或功率控制失效（典型地在12VDC的量级上）。半导体开关可实施为绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或替换地实施为闸流晶体管。每当微处理器正常运行时，即不存在预定的车辆事件时，微处理器提供在第一电压水平的输出信号，该输出信号断开半导体开关并由此阻止HVDC总线的放电。在存在预定车辆事件的情况下，微处理器替代地输出默认的第二电压水平，其闭合半导体开关。闭合的开关通过电阻器（例如一组并联或串联地连接的电阻器）为HVDC总线放电。

本放电电路可包括光耦合器，其接收来自微处理器的输出信号。齐纳二极管可与光耦合器的输出侧电力地并联，其中齐纳二极管用作半导体开关处的开关栅极。

还公开了一种用于具有HVDC总线的车辆的被动放电电路。该放电电路包括微处理器和半导体开关，所述半导体开关跨HVDC总线的正和负轨道被连接。当微处理器正常运行时，微处理器提供第一电压水平的输出信号。在这种情况下的输出信号断开半导体开关，并由此阻止HVDC总线的放电。在存在预先确定车辆事件的情况中，微处理器替换地提供在默认的第二电压水平下的输出信号。该输出信号在这种情况下闭合半导体开关，以由此通过放电电路的电阻器为HVDC总线放电。

另外，为如前所述的HVDC总线放电的方法包括，响应于预定的车辆事件，使得RESS从TPIM电力地断开，所述RESS和TPIM二者都经由HVDC总线被连接。该方法包括将来自微处理器的输出信号传送至被跨HVDC总线的正和负轨道连接的放电电路。该放电电路包括半导体开关，其是IGBT或闸流晶体管。该方法进一步包括响应于输出信号而闭合开关，由此通过电阻器为HVDC总线被动地放电。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是示例车辆的示意图，该车辆具有这里公开的高电压DC（HVDC）总线和被动放电电路；

图2是可用于图1中所示车辆的示例被动电压放电电路的示意图；

图3是可用于图1中所示车辆的替换的被动电压放电电路实施例的示意图；

图4是描述用于从图1中所示车辆的HVDC总线被动地释放电压的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中对应相同或相似的部件，图1中示意性显示了示例车辆10。在各种实施例中，车辆10可被配置为电池电动车辆（BEV）、增程式电动车辆（EREV）、混合动力电动车辆（HEV）或任何其他车辆，或具有如下所述的高电压直流电流（HVDC）总线24的其他系统。

如本领域所知，上面提到的车辆10的每一个都至少在一些时间仅使用来自高电压可充电能量存储系统（RESS）18的电能被供能，这种模式称为电动车或EV模式。RESS18可实施为多电芯式锂离子或其他合适的电池组。根据车辆实施例和/或运行模式，HVDC总线24可承载大约60VDC至450VDC或更高的直流电压。因而，这里使用的术语“高电压”是相对于辅助电压采用的，该辅助电压典型地为12VDC左右。