CN102458930B - 用于具有热力发动机和设有自动停止和重启系统的机动车的供电系统 - Google Patents

用于具有热力发动机和设有自动停止和重启系统的机动车的供电系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于向机动车提供电力的系统，所述机动车具有热力发动机且设有用于热力发动机的自动停止和重启系统，其中，所述提供电力系统包括与耗电设备连接的车载电网，启动/重启发动机的装置(16)、向所述车载电网和启动/重启装置提供电力的电池(11)，以及用于维持电压的DMT设备(12、25)。根据本发明，所述车载电网(10)经由所述DMT设备(12、25)连接所述电池(11)，并且所述DMT设备(12、25)优选连接所述电池的正极端P。

Description

用于具有热力发动机和设有自动停止和重启系统的机动车的供电系统
技术领域
本发明涉及一种用于具有内燃机和装配有自动停止和重新开启内燃机的设备的汽车的供电系统；所述设备常常命名为“停止和开启”(S&S)。
背景技术
汽车使用数量日益增多的电气设备。实例例如S&S设备，动力转向装置，气候控制单元或电力制动器。
大多数这些设备短时间内消耗大的电流。因此必需为传统的12伏电池添加一个或多个补充电源，以便提供需要的电力和以便避免车载电网的电压降，机动车的各种耗电装置连接到所述车载电网。
一个传统的解决方案在于使用补充能源作为第二电池或一个或多个大电力电容器。这些电容器常常称为超级电容器，用术语命名为“Ucap”。这些超级电容器一般与DC/DC类型转换器相关联，以便使它们的电压适应它们所馈入的电气装置的供电电压。
市场的某机动车装配有电压维持装置，已知缩写为DMT，其与电池串联或并联地安装。DMT包括用电子设备控制的附加能源，便于启动和避免机动车的车载电网中的电压降。
这些解决方案实际上引起了机动车电力体系结构的复杂问题，导致机动车的地线增加，因DMT占用空间而使防护罩下面的可用空间损失，以及未由转换器供给的设备的性能降低。
作为实例，专利FR2902705主要涉及汽车的微混合电路系统的多个控制策略，由此，控制所述微混合电路系统必需的所有智能系统集成在系统中。所提出的解决方案的缺点在于，一方面，使用相当大数量的超级电容器的单元电池(一般2.5V)，另一方面，超级电容器连接地线(electricmass)。
我们还提及专利EP 1034092，该专利涉及一种汽车电路，藉此所述电路装配有第二电源和多个继电器。所描述的构造类似于前面的专利FR2902705；所述超级电容器充电的电压与电池的电源大致相同，并且连接到地线。
发明内容
本发明提出一种电力系统的新体系结构，其全部或部分地消除了已知解决方案的至少一个缺点。
更具体地，本发明涉及一种用于机动车的供电系统，所述机动车具有内燃机并且装配有自动停止和重启内燃机的设备，所述供电系统包括连接耗电设备的车载电网，启动/重启发动机的装置，供给车载电网和启动/重启装置的电池，以及DMT电压维持设备。
根据本发明，所述车载电网通过所述DMT设备的中介作用连接所述电池。
所述DMT以有利的方式连接所述电池的正极。
根据第一实施例，所述发动机的启动/重启装置在这个DMT设备的下游连接所述DMT设备，所述DMT设备是置中的设备，机动车的所有电流都流过所述DMT设备。所述启动/重启装置能够连接在所述DMT设备和动力系组的GMP地线之间。
根据本发明的第二实施例，所述启动/重启装置在所述DMT设备的上游连接所述电池，供给到所述车载电网的电流流过所述DMT设备，并且供给到所述启动/重启装置的电流不再流过所述DMT设备。所述启动/重启装置能够连接在所述电池和GMP地线之间。
优选地，本发明的系统包括下述特性或元件：
·电池充电指示器，其连接在所述电池和DMT设备之间；
·所述启动/重启装置能够包括启动器和交流发电机或者交流发电机-启动器。
·所述供电系统能够包括壳体，所述壳体包括下述元件中的至少两个：电池充电指示器、用于在机动车的耗电设备之间分配电能的装置、用于机动车的设备的电气保护的装置、用于所述设备的电气开关的装置，以及DMT设备。
根据替代实施例，所述DMT设备能够包括补充电源和用于连接所述电源的装置。
根据另一替代实施例，所述DMT设备能够包括电流转换器和用于连接所述电流转换器的装置。
附图说明
参照附图，本发明的其他优点和特征在本发明的用作非限制性实例的几个实施例的下述说明中将变得明显，在附图中：
图1示意性地显示本发明的第一实施例；
图2示意性地显示本发明的第二实施例，以及
图3示意性地显示DMT电压稳定设备。
具体实施方式
在图1中示意性地显示本发明的第一实施例，通过置中的电压稳定设备DMTc12和电池11的充电指示器13的中介作用，机动车的车载电网10电连接到电池11，例如，传统12伏的铅酸电池。DMTc设备12包括两部分：一个附加电源14，例如超级电容器，和电子零件15。DMTc设备通过充电指示器13的中介作用连接电池11的正极P。机动车的内燃机的启动/重启装置16电连接到DMTc的输出端17。这些装置16能够包括启动器18和交流发电机-启动器或可逆交流发电机19。启动器18和交流器-启动器19连接在DMTc的输出端17和动力系组GMP的地线20。电池11的负极端N连接机动车车身的地线21。
附加电源14在临界启动/重启阶段期间用于补偿主能源(电池)的电压降。
当机动车被内燃机驱动时，交流发电机-启动器能够是可逆交流发电机，也就是说，能够起交流发电机的功能的设备，因此，电流发生器；以及能够起电动机的功能，以便用作由停止&启动系统(未显示)控制的重新阶段的启动器。
电池的充电状态指示器13能够包括电流传感器和用于测量电池的电压和温度的装置。
图3显示电压维持设备的示意图。电池11的正极端P连接DMT12的输入端23，更具体地连接附加能源14和电子零件15。后者主要包括两个开关K1和K2，例如MOSFET类型的功率晶体管(例如，四个SPPB-100NO3类型的晶体管，其平行地连接以支撑在图1的实施例方式中的启动和重启电流)。DMT的输出端22连接到车载电网，以及在图1的实施方式中，连接启动/重启装置16。
除在重启阶段期间和必要时在启动阶段期间外，开关K1持久地闭合(以便引导电流流到车载电网)。在大多数时间中，电流流过开关K1，同时电池供给车载电网。相反地，除在重启阶段期间和必要时在启动阶段期间外，开关K2持久地处于打开位置中。当发动机重启(或启动)时，附加电源14被使用：用于供给车载电网和交流发电机-启动器(或启动器)的可用电压是电池11的电压加上附加电源的电压。
开关K1和K2被处理器(未显示)控制，所述处理器例如控制发动机工作的微处理器。这个处理器执行电压和电流测量值的获得和处理(例如，开关K1和K2的输入电压和/或流过开关K1和K2的电流)。这个处理器还执行外部信息的获得和根据预定策略，由此得到对开关K1和K2的指令。
DMT的输入端23连接电池11的正极端P，负极端N连接地线24。
图1的DMT(DMTc)称为“置中”，这是因为它位于机动车的整个电气分布的上游。也就是说，机动车的所有电流(车载电网和启动/重启)都流过DMTc。
DMTc保证两项功能：一方面，维持车载电网的电压水平，另一方面，提供重启的电力增加(用英语表示为“boost”)。
图2表示本发明的第二实施例。在两个实施例(图1和图2)中的共同元件用相同的附图标记表示，即电池11具有正极P和负极N、电池11的充电状态指示器13、车载电网10、启动器18、交流发电机-启动器19、地线20和地线21。
供电系统包括DMT25(未置中)，DMT25的输入端26通过电池充电指示器13的中介作用连接电池的P极。DMT的输出端27连接车载电网10。启动/重启装置16(启动器18和交流发电机-启动器18)连接DMT的输入端26，因此位于DMT的上游。因此，DMT25没有置中。因为只有供给到车载电网10的电流流过DMT，因此称为“电网DMT”。启动或重启电流不再流过DMT。该DMT因此保证维持车载电网的电压的功能，但不再保证用于内燃机的重启(或必要时启动)的“提高”功能，后一功能只由电池提供。电网DMT因此更小，且成本更低。
DMT25的构造能够与图3的相同，但它能够根据两种不同的技术建造：根据第一种技术，超级电容器14能够功率较小(并因此占用更小的空间)，例如，只能够使用一个350F的电容器，而在图1的实施方式中能够使用两个电容器，每个都为650F到1200F。因为较低强度的电流流过开关K1和K2，开关K1和K2也能够是体积更小的。根据另一种技术，所述超级电容器被电流转换器代替。
根据另一有利的实施例，充电指示器13和DMT12或25能够安装在图1的同一壳体30中，或在图2的壳体31中。当供电系统包括用于将电流分配到机动车的不同耗电设备的装置时，机动车的这些耗电装置例如是电气保护装置，如，保险丝，和开关装置，例如继电器或开关，这些装置能够容纳在从电池开始的同一壳体30或31中。根据使这些元件分组的可能性和优点，壳体30或31能够只容纳这些装置或指示器13或DMT12中的两个(多个)。特定功能可以是共同的，允许只使用一个元件执行相同的功能。例如，充电指示器13的电流传感器可以与DMTc功能的电流指示器共用。这也适用于电压测量装置。因此，能够从电池开始优化供电系统的部件。
应当注意的是，连接电池的正极P的DMT电网连接消除了电流在动力系组的地线20和车身的地线21之间循环的危险。如果DMT连接电池的N极，这个危险可能存在。
在不超出本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员能够实现前面描述的和显示的实施例外的其他实施例。例如，DMT能够只包括连接所述车载电网的装置的一部分。

Claims (4)

1.一种机动车的供电系统，所述机动车具有内燃机且装配有内燃机的自动启动和重启装置，所述供电系统包括与耗电设备连接的车载电网(10)、用于启动/重启发动机的装置(16)、供给所述车载电网和启动/重启装置的电池(11)，以及用于维持电压的DMT设备(12、25)，其特征在于，
所述车载电网(10)通过DMT设备(12、25)的中介作用而连接所述电池(11)，所述DMT设备(12、25)连接所述电池的正极P，所述启动/重启装置(16)在所述DMT设备(25)的上游连接所述电池，并且供给所述车载电网(10)的电流流过所述DMT设备(25)，且供给所述启动/重启装置(16)的电流不流过所述DMT设备(25)。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，
所述启动/重启装置(16)连接在所述电池(11)和GMP地线(20)之间。
3.根据前述权利要求中的任意一项所述的供电系统，其特征在于，
所述启动/重启装置(16)包括启动器(18)和交流发电机或交流发电机-启动器(19)。
4.一种装置，包括根据前述权利要求中的任意一项所述的机动车的供电系统，其特征在于，
所述机动车装配有电能消耗设备，所述供电系统包括壳体(30、31)，所述壳体(30、31)包括下述元件中的至少两个：所述电池充电的指示器(13)、用于在所述机动车的设备之间分配电能的装置、用于机动车的设备的电气保护的装置、用于所述设备的电气开关的装置，以及DMT设备。
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