[发明专利]用于插入式电动交通工具的可缩放高电压充电和检测系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及交通工具中的高电压并联继电器系统，并且更特别地涉及当在并联继电器组中的继电器之一中检测到故障时调节流动通过并联继电器组的电能的高电压并联继电器系统。

背景技术

电动交通工具和电动混合动力交通工具包括常常为机电装置的继电器，其使用电磁线圈来将接触系统移动到导电(闭合)位置。继电器常常被使用在充电电路和推进电路中，来用于引导电力去往和来自用于高电压电池的高电压总线。

电动交通工具中采用的继电器通常定尺寸为用于高电压电池的峰值速率。峰值速率是用于充电电路的峰值充电速率，并且是电力推进单元能加在高电压电池上达给定时间的最大负载。例如，电动汽车可以具有在300伏特时为10安培的充电最大值，因此约为3千瓦。通常将存在连接至电池的正端子的继电器和连接至电池的负端子的继电器。当在新的电动或电动混合动力交通工具上开始工程工作时，新的交通工具有可能具有与先前已经设计出的交通工具不同的峰值速率，原因是快速地发展的技术。因此，将有必要开发新的继电器，其能以新的峰值速率来运转。此外，随着逐渐来临的不同程度的混合化，例如起动和停止电动混合动力交通工具，可能存在过多的高电压电能总线都需要生成独特的继电器需求。这不同于交通工具的低电压侧，其中继电器已经标准化多年，例如，在12伏特时为5、10、15、20或40安培。

在汽车工业中已经需求来使一组高电压继电器通用化。然而，因为技术保持变化，还不切实际来了解什么样的设计标准将适于将来所需的所有高电压继电器。工程师已讨论了使用并联连接的较低电流高电压继电器。并联继电器具有某些优点，特别是，每个继电器需要容纳的功率值将被降低，其允许继电器设计更简单且更便宜。此外，通过使用并联地电联接的继电器，将不必为每个新交通工具设计新的单个高电压继电器。相反，一旦用于新交通工具的峰值电能被已知后，则适当数量的较低电流高电压继电器可以被并联地连线来用于新交通工具。

与使用并联地电联接的多个继电器相关联的一个问题是：如果继电器之一发生故障，则继电器的整个并联组可能不能如其特定设计的结果那样发挥功能。如果损坏的继电器陷于常开，则其余继电器必须处理更多的电能，这可能趋于使其它继电器过热，从而可能使它们变成陷于常闭。如果损坏的继电器陷于常闭，其是更有可能发生的情形(由于高电压和上升的电能水平而被焊死)，则系统丧失用以控制电池的充电或放电(推进)的能力。因此，继电器设计通常增加一个大继电器的结构和耐久性，其趋于增加成本，并提供单点的失效，其使系统易于发生“步行回家”的状况。

另外，存在激增的充电需求，其始于各个国家具有不同的A/C电能，例如，美国使用120伏特而欧洲使用220伏特。不同国家实施不同的规则来更快地为交通工具充电，例如三阶段充电。因此，如果开发不同的继电器，比如每个国家、地区或各种交通工具的电能水平阶段各一个，则将需要开发、生效和维持大量不同的继电器。

所需的是这样一种方式来利用并联的继电器，而不在并联组中的较低电流高电压继电器之一失效时发生完全失效的非所需后果。

发明内容

依据本发明的教导，公开了一种用于交通工具的高电压继电器系统。所述系统包括高电压总线、并联继电器组和控制器。并联继电器组包括并联地电联接且电联接至高电压总线的两个或更多个继电器。控制器能够在并联继电器组中的继电器之一中检测到故障时调节流动通过并联继电器组的电能。该系统可包括高电压电源，其通过并联继电器组电联接至高电压总线，其中控制器通过降低高电压电源的输出来降低流动通过并联继电器的电能。该系统可包括高电压电动机，其通过并联继电器组电联接至高电压总线，其中控制器通过降低电动机的电能需求来降低流动通过并联继电器组的电能，或类似地降低高电压加热系统或辅助电源系统(DC/DC转换器)的电能需求。

本发明还提供以下技术方案：

1. 一种交通工具中的高电压继电器系统，包括：

高电压总线；

并联继电器组，其包括并联地电联接的且电联接至所述高电压总线的两个或更多个继电器；和

控制器，其被安排为检测所述并联继电器组的至少一个继电器中的故障，并响应于所述故障来调节流动通过所述并联继电器组的电能，方法是通过调节越过所述并联继电器组供应的电能、或者调节越过所述并联继电器组引出电能的电能需求。

2. 如技术方案1所述的系统，其中，所述至少一个继电器包括线圈，并且其中所述控制器通过测量所述线圈的电感来检测所述继电器的故障。