[发明专利]辅助功率电路和使用方法

说明书

辅助功率电路包含阻抗电路、开关和控制器。开关与阻抗电路串联耦合。开关配置成选择性地将阻抗电路耦合到功率源。控制器耦合到开关。控制器配置成当功率源的输出电压超出电压阈值时闭合开关。

背景技术

本公开的领域一般涉及辅助功率电路，以及更特别地涉及用于由燃料电池、电池组和某些其它功率源（其提供功率到与由功率源进行的功率产生相关的辅助负载）供电的电气设备的低电流电压保护电路以及使用方法。

许多已知电气系统利用一个或多个功率源来提供必要电压和电流以操作各种电气设备。这样的电气系统通常设计成在由标称输出电流和标称输出电压限定的标称设计点来操作。对于给定的应用，基于负载选择功率源。此外，多个功率源可被串联连接，或“被堆叠”以实现更高输出电压来服务负载。因此对于某些功率源，与对于其设计电气系统的标称电压相比，在低电流条件或开路条件期间的输出电压是显著地更大的。为了适应大的低电流或开路电压，负载侧上的电气设备相对于标称电压设计点通常被高估。这样的高估引入电气系统的低效率操作和额外成本。备选地，功率源的堆叠被限制，这还引入采取附加硬件的形式（包含例如但不限于：功率源的多个堆叠、附加接线和附加连接）的成本。

发明内容

在一个方面中，提供了辅助功率电路。辅助功率电路包含阻抗电路、开关和控制器。开关与阻抗电路串联耦合。开关配置成选择性地将阻抗电路耦合到功率源。控制器耦合到开关。控制器配置成当功率源的输出电压超出电压阈值时闭合开关。

在另一方面中，提供了电气系统。电气系统包含功率源、辅助功率电路和控制器。辅助功率电路包含辅助负载。辅助功率电路耦合到功率源并且配置成选择性地将功率源耦合到负载。控制器耦合到辅助功率电路。控制器配置成当功率源的输出电压超出电压阈值时操作辅助功率电路以汲取预定电流经过辅助负载。

在又一方面中，提供了操作辅助功率电路以对辅助负载进行供电的方法。方法包含测量功率源的输出电压。方法包含当输出电压超出第一电压阈值时闭合辅助功率电路的开关以将辅助功率电路的辅助负载耦合到功率源。方法包含从功率源汲取预定电流经过辅助负载以减少输出电压。方法包含当输出电压下降到低于第二电压阈值时打开开关以去耦辅助负载。

本发明提供一组技术方案如下。

1. 一种辅助功率电路，包括：

阻抗电路；

与所述阻抗电路串联耦合的开关，所述开关配置成选择性地将所述阻抗电路耦合到功率源；以及

耦合到所述开关的控制器，所述控制器配置成当所述功率源的输出电压超出电压阈值时闭合所述开关。

2. 根据技术方案1所述的辅助功率电路，其中，所述阻抗电路包括与所述开关串联耦合的辅助负载。

3. 根据技术方案2所述的辅助功率电路，其中，所述辅助负载包括与所述功率源相关联的电加热器。

4. 根据技术方案1所述的辅助功率电路，其中，所述开关包括机电接触器，所述机电接触器配置成基于从所述控制器传送的控制信号来换向。

5. 根据技术方案1所述的辅助功率电路，还包括在所述功率源和负载之间串联耦合的断开开关，所述断开开关配置成当所述输出电压超出所述电压阈值时打开。

6. 根据技术方案1所述的辅助功率电路，还包括：

并联耦合的多个辅助负载，所述多个辅助负载包含所述阻抗电路；以及

串联耦合到所述多个辅助负载的多个相应开关，所述多个相应开关包含所述开关以及配置成选择性地将所述多个辅助负载耦合到所述功率源。

7. 根据技术方案5所述的辅助功率电路，其中，所述控制器还配置成：

基于所述输出电压，从所述多个辅助负载当中选择所述阻抗电路；以及