CN106274520B - 具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制 - Google Patents

具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制 Download PDF

Info

Publication number
CN106274520B
CN106274520B CN201610496085.6A CN201610496085A CN106274520B CN 106274520 B CN106274520 B CN 106274520B CN 201610496085 A CN201610496085 A CN 201610496085A CN 106274520 B CN106274520 B CN 106274520B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
temperature
voltage
alternating current
current generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610496085.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106274520A (zh
Inventor
M·格雷夫林
C·塞得尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of CN106274520A publication Critical patent/CN106274520A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106274520B publication Critical patent/CN106274520B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/006—Means for protecting the generator by using control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本公开涉及具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制。其中用于控制交流发电机的方法包括：确定与耦合至交流发电机的电池相关联的依赖于温度的值；以及基于确定的与电池相关联的依赖于温度的值来确定用于交流发电机的激励紧急阈值。该方法还包括：在确定与电池相关联的电压超过确定的激励紧急阈值时，通过交流发电机的控制器启动至少一个安全措施。

Description

具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制
相关申请的交叉参考
本申请要求2015年6月29日提交的标题为“Alternator Control withTemperature-Dependent Safety Feature”的美国临时申请第 62/186,010号的35U.S.C.§119(e)下的权利。
技术领域
本公开的技术领域总体上涉及交流发电机，并且更具体地，涉及用于控制具有温度依赖性安全部件的交流发电机的系统和方法。
背景技术
现代交流发电机面对越来越多的对于更高操作安全性以及降低会由于电子故障或其他故障引起的有害条件的需求。例如，为了确保安全和保持电池寿命，交流发电机可以在被充电的电池的操作充电限制的适当裕度内保持充电电压。然而，电子故障或其他设备故障会导致正在充电的电池处于不期望的电压下，诸如超过电池的操作限制。这种充电条件会限制电池的可用寿命，或者更差地导致灾难性故障，诸如火灾、爆炸和/或其他安全危害。针对现代交流发电机控制系统施加的安全标准越来越多地要求降低和/或消除这种有害条件的风险。
发明内容
根据一个实施例，用于控制交流发电机的方法包括：确定与耦合至交流发电机的电池相关联的依赖于温度的值；以及基于确定的与电池相关联的依赖于温度的值来确定用于交流发电机的激励紧急阈值。该方法还包括：通过交流发电机的控制器启动确定与电池相关联的电压超过确定的激励紧急阈值的至少一个安全措施。
根据另一实施例，一种装置包括被配置为提供充电电压的输出以及耦合至输入的控制电路。控制电路可用于确定与耦合至交流发电机的电池相关联的依赖于温度的值，并且基于确定的与电池相关联的依赖于温度的值确定用于交流发电机的激励紧急阈值。控制电路还用于启动确定输出电压超过确定的激励紧急阈值的至少一个安全措施。
根据另一实施例，一种系统包括被配置为向车辆电池提供充电电压的交流发电机以及经由接口耦合至交流发电机的引擎控制单元。交流发电机包括控制交流发电机的电路，其被配置为基于经由接口从引擎控制单元接收的信息确定与耦合至交流发电机的电池相关联的依赖于温度的值，以及基于确定的与电池相关联的依赖于温度的值确定用于交流发电机的激励紧急阈值。电路还被配置为启动确定充电电压超过确定的激励紧急阈值的至少一个安全措施。
本公开的特定实施例可以提供多种技术效果。例如，一些实施例的技术效果可以包括提供温度依赖安全路径以使交流发电机输出电压无效的能力。一些实施例可以基于确定输出电压超过温度依赖激励紧急阈值使交流发电机输出电压无效。本公开意识到，电池电压高于特定阈值会在一个或多个电池单元内引起不期望的化学反应，这会产生脱气和/或不期望的容量损失。用于特定电池的脱气阈值可以不仅依赖于电池电压，而且还依赖于电池的温度。因此，本公开意识到，针对充电电池的适当激励限制还可以取决于被充电电池的温度。因此，本公开的特定实施例的技术效果可以包括基于温度依赖变量适当地修改激励紧急阈值。因此，温度依赖激励紧急阈值可以允许交流发电机在各个充电电压下引出电池脱气的温度依赖特性。
另外或可选地，本公开意识到，激励紧急阈值和它们对应的温度依赖的特性可以取决于被充电的特定电池和/或电池类型的各种尺寸、容量、类型、化学特性、产品名称、产品号、产品制造商和其他特性。因此，特定实施例的另一技术效果可以包括调整温度依赖激励紧急阈值以引出被充电的特性电池和/或电池类型的特定特性。根据本公开的原理，各个实施例可以充分降低和/或消除与会导致有害条件(诸如火灾、爆炸或其他安全问题)的电子故障和/或其他故障相关联的风险。本公开的原理还可以应用于具体实施例来在各个温度下增加充电效率和/或增加电池寿命。另一个技术效果可以包括提供和/或帮助提供例如与用于ISO 26262功能安全标准的ASIL-C 和/或ASIL-D目标兼容的交流发电机产品的能力。
温度信息可以不明确用于控制交流发电机的电路的特定实施例还可以得益于本公开的教导。具体地，在一些实施例中，引擎控制单元可以具有与控制交流发电机的电路交互的通信链接或接口。引擎控制电路的具体实施例可以不被编程为将温度的明确测量值传输至控制交流发电机的电路。类似地，在一些实施例中，控制交流发电机的电路可以不有线连接或以其他方式配置为接收来自电池和/或引擎舱室传感器的温度信息。在特定实施例中，本公开的教导可以允许推论温度和/或从电压设置点中推断温度，其可以通过引擎控制电路传输至控制交流发电机的电路。这可以允许通过控制交流发电机的电路来实施温度依赖安全部件而不需要显著地重新编程引擎控制单元和/或重写交流发电机以连接各个传感器。
尽管上面列举了特定优点，但各个实施例可以包括所列举优点中的所有优点、一些优点或者不包括这些优点。此外，本领域技术人员在阅读以下附图、说明书和权利要求之后可以明白其他技术优势。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优势，结合附图进行以下描述，其中类似的参考标号表示类似的元件，其中：
图1A是示出可从本公开的教导中获利的交流发电机系统的框图；
图1B是示出与电池相关联的多个电压值的电压对电池温度的示图；
图2是示出具有温度依赖安全部件的用于交流发电机控制的系统的框图；
图3是示出具有温度依赖安全部件的交流发电机控制电路的简化电路图；
图4是示出用于激励紧急断开部件的各个实施例的特定电压特性相对于温度的示图；以及
图5是示出具有温度依赖安全部件的交流发电机控制的方法的流程图。
具体实施方式
本公开提供了具有温度依赖安全部件的用于交流发电机控制的方法和系统。例如，交流发电机可以装配有安全部件，其可以在交流发电机输出电压超过特定的安全和/或紧急阈值的情况下被使能或触发。本公开的教导意识到，可用于对电池充电的安全交流发电机输出电压可以根据电池温度而变化，因此本公开意识到，可以有利地提供根据电池温度变化的激励紧急阈值。
本公开的特定实施例及其优势通过参照图1A至图5来理解，其中各附图中类似的标号表示类似和对应的部分。
图1A是示出可得益于本公开的教导的系统的框图。在图1A中，交流发电机12(其为电子振荡器的形式)生成可用于为电池14充电的电压13和/或向其他电子部件(未明确示出)提供源电压。交流发电机12的一般应用是车辆系统(诸如汽车或卡车)，其中，通过引擎20的传动系机械地驱动交流发电机12。引擎20被引擎控制单元 18所控制。一般来说，在这种应用中，交流发电机12可以将来自引擎的曲轴的旋转的机械能转换为可被电池14存储和/或被车辆内的各种其他电子部件(未明确示出)使用的电能。为了提供用于充电电压13的适当电平，交流发电机12可以包括电压调节器13或其他适当的控制电路，以基于电压设置点23调节充电电压13。用于充电电压13的电压设置点23可以通过引擎控制单元18来指定。
图1B是示出与电池14相关联的多个电压值的电压对电池温度的示图。在该图中，示出各个电压电平相对于电池14的温度是恒定的；然而，如本文所述，这些电压电平可以根据本公开的教导(如图4所示)随电池14的温度变化。电池14可具有用于充电的期望电压范围，其从最小充电电压40延伸到最大充电电压42，其中用于充电电压13的额定期望电平被指定为电压设置点23。电池14还可以具有脱气电压阈值46，在该阈值处或者高于该阈值可认为是有害的。例如，特定电池14可以包括各种充电电压13，其对于电池14 来说适于接收电荷。例如，铅酸电池可以每单元2.15V或2.15V以上进行充电，或者对于6单元电池来说以大约12.9V充电。如果没有达到最小充电电压40，则电池14不会进行充电。另一方面，电池14以高于脱气电压阈值46的充电电压13进行充电会经历化学反应，这导致脱气和/或不期望的容量损失。如果长时间向电池14施加高于最大充电电压42和/或脱气电压阈值46的充电电压13，则电池14 会爆炸和/或起火。即使在没有发生诸如爆炸或起火的有害结果的情况下，以不期望的高充电电压13或接近脱气电压阈值46对电池14 充电会限制电池14的使用寿命和/或导致电池14的故障。激励紧急阈值44与充电电压13相关联，低于该值认为充电电池14是安全的和/或可接受的，和/或高于该值充电电池14可认为是危险的。激励紧急阈值44还可以包括安全和/或激励紧急阈值44与脱气电压阈值 46之间的误差的一些裕度，如图1B中的范围48所示。以下详细描述激励紧急阈值44。
参照图1A，在一些情况下，可以期望提供安全机制，其具有在特定的故障条件下使交流发电机12不能输出充电电压13的能力。例如，在一些情况下，制造缺陷、随时间的磨损和/或其他“小故障”可能会引起充电电压13进入以下状态：电压调节器30的电源开关会在“ON”位置停止，从而使得交流发电机12恒定地输出不可接受的高充电电压13。在这种情况下，“小故障”会使得电压设置点 23被忽略，并且电压调节器30不需要具有另一种实际方式来使充电电压13无效。例如，引擎控制单元18和/或交流发电机电压调节器 30中的芯片上故障会随机地发生，使得电压调节器30在“ON”位置下停止。在这种情况下，引擎控制单元18不再能够控制充电电压 13。如果长时间施加不可接受的高充电电压13，这会导致电池14的灾难性故障，包括起火和/或爆炸。在特定情况下，脱气会是非常严重的安全问题。例如，来自电池14的有害气体会进入乘客舱室，并且对车辆的乘客产生伤害。因此，期望的安全部件可以包括充电电压13的紧急无效。在一些实施例中，这可以通过本公开称为“激励紧急断开”部件。在一个示例中，在充电电压13处于电池14的脱气电压阈值、接近脱气电压阈值或者高于脱气电压阈值的情况下，电压调节器30内的电源开关(在图1A中未明确示出)可以自动断开。在本公开的各个实施例中，该阈值可以称为“激励紧急阈值”，在图1B中通过线44示出其一个示例。
尽管相对于图1B的温度被示为恒定的，但特定电池14的电压设置点23可以基于电池14的温度进行调节。引擎控制单元18(或其他适当控制器)可以考虑用于各种类型的电池14的温度轮廓，并且可以基于电池14的温度和类型指定电压设置点23。此外，针对给定电池14的最小充电电压40和最大充电电池42可以基于各种环境因素而变化，包括电池14的温度和电池14的特定特性。因此，期望交流发电机12提供用于在各个温度下进行充电的电池14的可变充电电压13，其在期望的最小充电电压40和最大充电电压42的范围内。例如，对于6单元铅酸电池，用于在-20摄氏度进行充电的充电电压13的期望电压范围可以为16.02-16.56V，而用于在20摄氏度进行充电的充电电压13的期望电压范围可以为14.58-15.18V。对于其他类型的电池14(诸如锂离子电池)，充电电压13在相似温度下可以较低。在一些实施例中，特定的操作情况可以附加或可选地根据期望改变充电电压13。例如，交流发电机12可以被配置为向相关联的内燃机的冲量施加负冲量。作为另一示例，引擎控制单元18可以决定减小充电电压13以减小引擎18上的负载(诸如在需要快速加速的情况下)。因此，可以根据期望修改电压设置点23。引擎控制单元18(或者板上计算机或者其他适当的控制器)可以包括和/或耦合至电池温度传感器和/或用于确定电池14的温度的其他适当的传感器(未明确示出)。温度传感器可以位于电池14自身上或内，或者位于引擎舱室内。引擎控制单元18可以相应地存储温度表、轮廓和/或适当算法，用于针对电池14的特定类型和温度确定适当的电压设置点23。电压设置点23可以经由任何适当的通信协议输出至电压调节器30，电压调节器30又可以使用电压设置点23以及其他适当的信息来设置适当的充电电压13。
本公开意识到，电池14的脱气电压阈值46基于温度而变化。因此，有利地，还提供根据脱气电压阈值46如何随温度变化而变化的激励紧急阈值44。此外，由于脱气电压阈值46还可以基于被充电的电池14的具体类型而变化，所以可以另外或可选地，有利地提供基于电池14的温度和/或类型变化的激励紧急阈值44。例如。在相同或相似的温度下，与特定的铅酸电池相比，对于特定的锂离子电池来说，适当的激励紧急阈值44可以较低，因为具体的锂离子电池具有比所述铅酸电池更低的脱气电压阈值46。
因此，使用取决于电池14的温度的激励紧急阈值44可以相对于使用固定的激励紧急阈值44提供各种改进。由于脱气电压阈值46 是温度的函数(脱气电压阈值46随温度增加而降低)，可以期望适当地根据增加的温度而降低激励紧急阈值44。这种特征可以通过电池14不会通过会对电池14引起伤害的过量电平进行充电来防止发生灾害和/或延长电池14的寿命。尽管在图1B中示为电压，但如本文所讨论的，激励紧急阈值44可以表示任何适当的值和/或电压，处于该电压和/或该电压以上会适当地使充电电压13失效。例如，激励紧急阈值44可以是由交流发电机12提供会导致充电电压13处于脱气阈值电压46、接近脱气阈值电压46或高于脱气阈值电压46的当前值。
尽管期望在调节用于充电电压13的激励紧急阈值44时考虑电池14的温度，但本公开还意识到，交流发电机12的特定实施例可得到来自电池温度传感器或其他引擎舱室传感器的温度传感器数据，其他交流发电机12可以不直接得到这种信息。例如，引擎控制单元18可以得到电池14的温度，并使用该温度来设置电压设置点 23，但是电压调节器30可以不得到这种温度信息以基于电池14的温度设置激励紧急阈值44。此外，电压调节器30的温度可以不匹配电池14的温度，因为电压调节器30可以安装至交流发电机12，其可以位于远离14的位置和/或可以具有不同的操作温度。因此，可以期望电压调节器30包括基于电池14的温度信息确定适当的激励紧急阈值44的方式。例如，激励紧急阈值44可以基于从位于引擎舱室内和/或电池14附近的各种温度传感器的温度数据和/或值来确定。
如上所述，在一些实施方式中，引擎控制单元18得到用于电池 14的温度信息，但是电压调节器30不这样做。此外，难以将温度信息从引擎控制单元18传输至电压调节器30。因此，由于引擎控制单元18将电压设置点23传输至电压调节器30，并且电压设置点23 可以取决于电池14的温度(如上所述)，所以可以通过将电压设置点23用作电池14温度的代理来影响基于温度对充电电压13的控制。换句话说，即使电压调节器30不明确得到电池14的温度，电池14 的温度可以通过电压调节器30根据所接收的电压设置点23来推断。这使得充电电压13的控制取决于电池14的温度。提供温度依赖安全部件可以使得交流发电机12在超过激励紧急阈值44的情况下断开和/或禁用充电电压13。因此，本公开提供了具有温度依赖激励紧急断开部件的用于交流发电机控制的方法、系统和装置的各种实施例。
图2是示出具有温度依赖安全部件的用于交流发电机控制的系统10的框图。系统10包括交流发电机12、电池14、引擎控制单元 18、引擎20和电压调节器30，它们在上面参照图1A进行了描述。此外，在图2中还示出了车辆负载16。信息22可以经由接口24在引擎控制单元18与交流发电机12之间交换。一般来说，使用交流发电机12并产生充电电压13，系统10将来自引擎20的机械能量转换为可被电池14和其他车辆负载16使用的电能。引擎控制单元18 可以接收来自各种温度传感器的输入以经由接口24向交流发电机 12提供适当的电压设置点23(作为信息22的一部分)。交流发电机 12的各种所示部件可以用于提供适当的激励电流26，计算激励电流 26以使交流发电机12将期望的充电电压13输出至电池14和/或车辆电子负载16。期望的充电电压13可以基于从引擎控制单元18的接口24接收的信息22以及本文讨论的任何其他适当信息来确定。信息22可以表示任何适当的依赖于温度的值，诸如温度传感器数据、一个或多个电压设置点23或者其他适当的温度依赖信息。除温度依赖信息之外或者作为温度依赖信息的可选，信息22还可以表示其他适当的信息。还应该理解，虽然被示为经由接口24接收，但交流发电机12可以基于任何适当的源来确定温度，包括直接和/或间接地从与电池14相关联的传感器和/或引擎舱室内的传感器得到。
交流发电机12表示适当硬件、软件、机械部件和/或控制逻辑的任何组合，以接收来自引擎20的机械能量和/或将其转换为用于对电池14充电的适当充电电压13，并且将能量提供给其他车辆负载16。交流发电机12可以表示任何适当类型的交流发电机，包括线性交流发电机、多相交流发电机、无刷交流发电机、AC和/或DC发电机、牵引交流发电机和/或任何其他适当类型的交流发电机。交流发电机 12通常包括可经由机械耦合链(诸如平带，将转子28连接至引擎 20的曲柄轴)耦合至引擎20的旋转轴。机械耦合将机械能从引擎 20的传动系传输至转子28。如图所示，交流发电机12包括为转子 28生成适当激励电流26的电压调节器30，从而使得定子30生成交流电。整流器32将交流电转换为直流电以提供输出电压充电电压 13。
电压调节器30可以经由接口24接收来自引擎控制单元18的信息22。电压调节器30可以向转子28提供激励电流26。激励电流26 和转子28的旋转可以在定子30中引入电流，从而为整流器32产生三相交流电。尽管未示出，但整流器32可以包括二极管和/或其他部件的适当网络来将交流电整流为直流电。然后，可以应用适当的滤波器以产生恒定的充电电压13。如上所述，充电电压13可用作电池 14和其他车辆负载16的充电电压和/或电源电压。充电电压13可以附加或可选地反馈给电压调节器30以帮助下面参照图3更详细描述的交流发电机控制功能。
电池14可以是用于一个或多个单元的容器的任何适当形式，其中化学能可以被转换为电能并用作电功率的源。电池14可以是任何适当类型的电池，包括铅酸电池、锂离子电池、铝电池或其他适当的类型。在一些实施例中，电池14可以代表锂离子电池。在一些实施例中，电池14可以是用于普通车辆应用的典型六单元铅酸电池。电池14可用于向启动发动机提供电能和/或向车辆内的其他板上电部件16提供电能。
车辆负载16可以表示任何适当的电部件，其可以接收来自交流发电机12和/或电池14的电能。例如，车辆负载可以包括电子仪表板(包括各种设备)，和/或可以包括无线电、空调部件、板上计算机、引擎控制单元18、座位控制、窗户控制、雨刷、加热座椅、方向盘控制、后视镜控制和/或可要求电能来操作的各种其他一般车辆部件。
引擎控制单元18表示硬件、软件、控制逻辑和/或用于控制、监控和/或优化引擎20的特定任务和/或功能的管理的电路的任何适当组合。引擎控制单元18例如可以用于控制引擎20内的特定致动器，以利于引擎操作。例如，引擎控制单元18可以包括连接至引擎舱室和引擎20内的各种传感器的一系列输入。基于感测的信息和/或反馈，引擎控制单元18可以控制引擎20内的汽缸的定时序列和/或可以控制各种阀的定时，这允许燃料和/燃料混合物进入汽缸和/或废弃离开汽缸。附加地或可选地，引擎控制单元18可以包括与连接至引擎20的各种其他部件和附件(诸如冲量转向模块、水泵、制动部件和/或散热器)相关联的控制、测量和感测功能。引擎控制单元20 可以包括接口24来与交流发电机12交换信息22。一般地，引擎控制单元18可以向车辆控制系统的各种部件提供电子反馈和控制。引擎控制单元18可以接收来自各种传感器的输入以优化引擎20的汽缸中的空气燃料混合物，控制点火定时，和/或控制引擎20内的怠速。
在一些实施例中，引擎控制单元18还可以包括输入以接收来自与电池14相关联的一个或多个温度传感器的温度传感器信息。所感测的温度信息可以与电池14的实际温度直接或间接相关联。例如，温度传感器可以位于引擎舱室内的适当位置和/或可以被配置为感测电池14定位的引擎舱室的一般温度。作为另一示例，一些实施例可以包括电池专用温度传感器以测量电池14的温度和/或电池14的一个或多个单元的温度。因此，引擎控制单元18可以接收与电池14 内的一个或多个单元相关或者电池14内的一个或多个单元的温度信息，和/或来自引擎20的各个其他部分(包括引擎舱室)的温度信息。基于电池14的类型以及各种温度信息，引擎控制单元18可以确定适当的电压设置点23，然后可以将电压设置点23作为信息22传输至电压调节器30。在一些实施例中，引擎控制单元20可以被配置为基于从其各个输入接收和/或经由各个输入感测的温度信息来确定适当的激励紧急阈值44。在这种实施例中，引擎控制单元18可以经由接口24将适当的激励紧急阈值44传输至交流发电机12的电压调节器30。
引擎20可以是车辆应用常用的内燃机引擎的任何形式。例如，引擎20可以是柴油引擎、汽油引擎、混合冲量引擎和/或适合于特定应用的任何形式的引擎。
信息22表示任何信号、数据、电压、电流、值、变量和/或能够传输依赖于温度的值和/或其他信息的其他度量。信息22可以包括用于交流发电机12的操作指令。信息22还可以包括一个或多个电压设置点23。信息22还可以包括从与电池14相关联的各种传感器接收的温度信息。在一些实施例中，引擎控制单元18而非电压调节器 30计算激励紧急阈值44，信息22可以包括一个或多个激励紧急阈值44。此外，应该理解，本公开讨论的任何电压、电流、阈值或其他度量可以通过本文讨论的任何部件以任何适当形式来表示和/或使用，但是不限于任何适当的模拟和/或数字值、变量或者基础度量的其他表示。
接口24可以表示用于接收和/或传输信息22的硬件、软件和控制逻辑的任何组合。接口24可以表示任何通信协议，诸如控域网 (CAN)、FlexRay、DC-Bus、IDB-1394、IEBus、集成电路总线、串行外围接口(SPI)、以太网、传输控制协议(TCP)、互联网协议和/ 或通用串行总线(USB)。在一些实施例中，接口24可以表示这些协议的组合。在一些实施例中，接口24可以表示本地接口网络 (LIN)。LIN可以包括被配置为利于车辆系统中的部件之间的通信的串行网络协议。LIN协议可以符合由LIN联盟和/或标准化国际组织(ISO)发布的特定规则，诸如ISO/DIS 17987-1。
电压调节器30表示硬件、软件、控制逻辑、电路、数字信号处理和/或模数转换的任何组合，它们被配置为执行电压调节器的功能以将激励电流26传输至转子28。电压调节器30可以计算激励电流 26以提供给由所请求的电压设置点23指定的期望充电电压13。以下参照图3详细描述电压调节器30的具体实施例。如上所述，电压调节器30可以将激励电流26输出至转子28，其又可以在定子30 内引入磁场，从而向整流器32提供交流电。整流器32表示能够将接收到的交流电转换为DC电流的硬件和电路的任何组合。DC电流可以被适当滤波以产生恒定的DC电压，其作为充电电压13提供给电池和/或作为车辆负载16的源电压。
在操作中，引擎控制单元18可以监控电池14的温度。基于引擎控制单元18的内部逻辑，包括一个或多个依赖于温度的值(诸如电压设置点23、感测温度或其他温度信息)的信息22可以经由接口 24从引擎控制单元18发送至交流发电机12。例如，电压调节器30 可以接收一个或多个电压设置点23作为信息22。在一些实施例中，电压调节器30还可以接收充电电压13，其被提供给电池14作为反馈。至少部分地基于这些值，电压调节器30可以确定激励电流26 以施加于转子28。可以通过电压调节器30来调节激励电流26以基于电池14的温度条件和/或类型将期望的充电电压13输出至电池 14。在具体实施例中，电压调节器30可以另外包括逻辑和/或控制电路以在电压调节器30检测到充电电压13在作为电压电平的激励紧急阈值44之上的情况下断开激励电流。电压调节器30可以以任何适当的方式来检测充电电压在激励紧急阈值44之上。例如，电压调节器30可以监控和/或感测充电电压13作为反馈。如果充电电压13 在激励紧急阈值44之上，则安全部件可以被使能以使充电电压13无效。安全部件可以独立于用于生成激励电流26的机制而被控制。作为另一示例，除对应于电压电平之外或者作为对应于电压电平的备选，紧急激励阈值44可以对应于适当的激励电流26。例如，电压调节器30可以监控和/或感测激励电流26以确定激励电流26是否在激励紧急阈值44之上。激励紧急阈值44可以相应为激励电流26、充电电压的测量值、或者可被确定以使电池14的充电电压13针对给定温度处于电池14的脱气电压阈值46或其不可接受的范围内的其他适当测量值。
电压调节器30可以存储一个或多个电池依赖轮廓60，其可用于基于依赖于温度的值修改和/或设置激励紧急阈值44。电压调节器30 可以存储多个轮廓60，它们包括针对一个或多个电池类型的依赖于温度的值和激励紧急阈值之间的关系。电压调节器30可以经由工厂设置和/或用户配置控制来设置为特定的电池和/或温度轮廓60。因此，电压调节器30可以适应各种不同类型的车辆控制系统和电池 14。基于确定和/或设置与特定类型的电池14相关联的电池14的特定轮廓，电压调节器30可以基于依赖于温度的值与轮廓60存储的激励紧急阈值44之间的关系确定激励紧急阈值44。例如，激励紧急阈值44可以基于通过电控制单元18提供给电压调节器30的温度依赖电压设置点23来确定。因此，特定的激励紧急阈值44可以取决于电池14的类型和温度。
由于电压调节器30监控充电电压13和电压设置点23以持续地调节充电电压13，电压调节器30还可以针对任何不可接受的高激励条件(即，例如，处于或高于激励紧急阈值44的条件)来监控激励电流26。激励紧急阈值44可以根据温度而变化。例如，电压调节器 30可以规则地和/或连续地基于适当的依赖于温度的值改变激励紧急阈值。依赖于温度的值可以包括作为信息22从接口24接收的温度依赖电压设置点、来自电池温度传感器的温度传感器信息和/或由引擎控制单元18确定的激励紧急阈值。各种实施例可以包括这些值中的一个或多个。以下参照图3讨论包括如何可基于依赖于温度的值计算激励紧急断开部件的操作的各种示例的描述的电压调节器30 的更详细的说明。
电压调节器30还可以将激励电流26和/或输出电压充电电压13 与激励紧急阈值44进行比较以确定是否存在紧急条件。确定是否超过激励紧急阈值44可以包括：确定在特定长度的时间内超过激励紧急阈值44和/或可以进行计算以在激励电流26和/或充电电压13中排除暂时波动。在超过激励紧急阈值的情况下，激励电流26和/或充电电压13可以经由电压调节器30内的独立安全部件而失效和/或断开。该部件可以在故障条件的情况下防止对电池14的损伤和/或电池 14的灾难性故障，防止了电压调节器30控制激励电流26和/或充电电压13。
图3是示出具有温度依赖激励断开部件的电压调节器30的一个实施例的简化电路图。如图所示，电压调节器30包括接口控制器 202、滤波器204、模数转换器206、电压调节器控制器208、驱动电路210和电源开关212。在所示实施例中，电源开关212耦合至二极管214。电压调节器30还可以包括作为电流传感器220的一部分的分流电阻218、续流二极管222、安全开关224和地226。电压调节器30的部件通常用于确定激励电流26以驱动转子28，从而使得交流发电机12向电池14和任何车辆负载16输出期望的充电电压13。可以通过控制器208基于经由接口控制器202从引擎控制单元18接收的电压设置点23来确定激励电流26。还可以基于从交流发电机 12接收的作为反馈的充电电压13来确定激励电流26。如图所示，电压调节器30还包括保护电路216，其监控充电电压13的高激励条件。保护电路216例如可以包括激励紧急阈值计算模块217，其基于一个或多个依赖于温度的值确定适当的激励紧急阈值44。以下讨论描述了示例性计算的附加细节。激励紧急阈值计算模块217还能够在充电电压13在特定激励紧急阈值44之上的情况下使能安全开关 224。当安全开关224被使能时，电源开关212的栅极被拉至地，从而将激励电流26驱动为零。
接口控制器202可以包括可耦合至接口24的输入。接口控制器 202可以包括耦合至保护电路216和控制器208的输出。例如，接口控制器202可以将电压设置点23输出至控制器208的输入和保护电路218。电压调节器30还可以包括反馈环路输入，用于将充电电压 13输入至控制器208和/或保护电路216。充电电压13可以经由滤波器204反馈作为控制器208的数字输入。在具体实施例中，滤波器 204的输出可以连接至模数转换器(ADC)206的输入。控制器208 可以在其输出处产生脉冲调制波形，这使得驱动电路210根据特定的占空比使能电源开关212以及使电源开关212失效。根据确定的占空比选择性使能电源开关212可以在电源开关212的输出处产生用于交流发电机的转子28的期望激励电流26。
接口控制器202包括硬件、软件和控制逻辑的任何组合，其被配置为接收来自接口24的信息22并将信息22处理为可被电压调节器30使用的信息。接口控制器202可以被配置为例如根据LIN协议接收和/或处理消息帧作为信息22。在一些实施例中，控制器202还可以在LIN协议下检测错误和/或提供适当的数据响应生成。在各个实施例中，接口控制器202还可以包括各种功能，诸如LIN唤醒功能、滤波、接收、传输和/或过载保护。接口控制器202可用于从接口24接收包括一个或多个电压设置点23的信息22。在一些实施例中，接口控制器202可以被配置为接收来自引擎控制单元18的激励紧急阈值作为信息22。
滤波器204可以表示任何适当的滤波器，诸如带通或低通滤波器，其被配置为从反馈回电压调节器30的充电电压13中去除白噪声和/或其他高频不规律。滤波器204可以向ADC 206输出滤波后的充电电压13。
ADC 206可以表示任何适当的模数转换器，其被配置为将模拟信号转换为数字值。ADC 206可以将信息从模拟域转换为数字域，并且可以将充电电压13的滤波反馈的数字化表示输出至控制器 208。
控制器208可以包含硬件、软件、控制逻辑、电路和/或信号处理的任何适当组合，其被配置为生成适当的PWM信号以将激励电流 26驱动至适当电平。控制器208可以包括适当的硬件和/或存储部件以接收和/或存储从接口控制器202接收的信息22，诸如一个或多个电压设置点23。在一些实施例中，控制器208可以包括保护电路216 的所有或部分。控制器208可以存储用于各种电池类型的温度轮廓信息。因此，控制器208可以基于特定电池的设置和/或选择来调节电压设置点信息和/或激励紧急阈值信息。
驱动器210可以表示硬件、软件和控制逻辑和/或电路的适当组合，其被配置为将激励输出PWM驱动至电源开关212的栅极。
电源开关212包括可用于将适当的激励电流26驱动至转子28 的开关部件的任何适当结构。例如，电源开关212可以表示一个或多个适当的电源晶体管或其他部件，其被配置为驱动期望电平的电流。电源开关212被示为耦合至二极管214的DMOS晶体管。二极管214可以表示寄生体二极管。然而，应该注意，电源开关212可以表示各种类型的电源开关，包括具有NMOS、PMOS、CMOS和/ 或能够驱动电源电流的其他类型的晶体管的开关。此外，可以理解，二极管214可以通过适当的互补晶体管来替代。
保护电路216表示硬件、软件、电路和/或控制逻辑的任何适当组合，其可用作于使交流发电机12的输出电压无效。保护电路216 可以包括激励紧急阈值计算模块217，其可以被配置为基于温度信息和/或电池类型计算适当的激励紧急阈值44。例如，保护电路216可以基于电池大小、容量、类型、化学组成、产品名称、产品号、产品制造商来确定使用适当的温度轮廓。温度轮廓可以存储适当的温度依赖函数以基于被充电的电池的温度信息和特定特性来计算激励紧急轮廓44。使用由激励紧急阈值计算模块217所确定的激励紧急阈值，保护电路216可以确定安全开关224是否应该被使能以使电源开关212无效。保护电路216可以监控电压设置点23和/或充电电压13，以确定是否达到和/或超过激励紧急阈值44(由激励紧急阈值计算模块217来确定)。
激励紧急阈值计算模块217表示硬件、软件、电路和/或控制逻辑的任何适当组合，其可用于基于特定电池14的温度依赖变量和/ 或温度轮廓来调整和/或确定适当的激励紧急阈值44。例如，激励紧急阈值计算模块217可以根据经由接口控制器202接收的电压设置点23信息22来确定激励紧急阈值。电压设置点23可以是电池14 和/或引擎舱室温度的函数，其由引擎控制单元18和/或电压调节器 30来确定。例如，可以通过向电压设置点23添加固定值来确定激励紧急阈值44。固定值可以基于用于特定类型的电池14的脱气电压 46和电池14的温度来确定。在一些实施例中，激励紧急阈值44可以确定为温度依赖电压设置点23的线性、非线性、几何、二次、对数或其他函数。附加地或可选地，该功能可以位于控制器208和/或引擎控制单元18内。在引擎控制单元18中确定激励紧急阈值44的实施方式中，保护电路216可以被配置为接收来自接口控制器202 的激励紧急阈值44和电压设置点23。在一些实施例中，测量和/或感测的温度数据可以在接口24上接收为信息22的情况下，保护电路216能够基于电池14的温度确定适当的激励紧急阈值。
尽管被示为包括激励紧急阈值计算模块217，但保护电路216可以包括逻辑来以任何适当的方式确定激励紧急阈值44。例如，保护电路216和/或激励紧急阈值计算模块217可以经由接口24从ECU 18接收的电压设置点23中提取和/或推断温度信息。保护电路216 和/或激励紧急阈值计算模块217可以将激励紧急阈值44的温度依赖性与电压设置点23的推断温度依赖性相关。因此，通过任何适当的部件，激励紧急阈值44可以确定为电压设置点23的函数。
分流电阻器218以及电流传感器220可以是控制器208的另一输入，并且可被电压调节器30的各个实施例用作过电流保护传感器。
在操作中，电压调节器30可以接收电压设置点23、其他信息 22和/或提供为反馈的充电电压13。控制器208可以基于这些和/或其他变量确定适当的激励电流26。控制器208可以基于期望的激励电流26确定用于输出至驱动器210和电源开关212的PWM信号的适当占空比。PWM信号使得电源开关212向交流发电机转子28施加适当的激励电流26，这使得交流发电机输出期望充电电压13。
在一些实施例中，电压调节器30可以使用保护电路216确定用于温度依赖激励紧急阈值44的值。附加地或可选地，电压调节器30 可以经由接口控制器202接收来自接口控制的温度依赖激励紧急阈值。为了确定适当的PWM信号占空比以实现期望的激励电流26和/或充电电压13，充电电压13被提供为反馈，其可以被滤波、数字化以及与电压设置点23和/或由电流传感器220感测的电流一起输入至控制器208。
控制器208基于电压设置点23和充电电压13到控制器208的反馈确定输出至驱动器210和电源开关212的脉宽调制信号的适当占空比。控制器208可以以下方式来确定脉宽调制信号：进行计算以实现期望的激励电流和由整流器32整流的对应期望充电电压13。
在一些实施例中，引擎控制单元18可以基于来自电池14的温度读数和/或通过存储器存储在引擎控制单元18内的一个或多个电池温度轮廓来确定和/或调整适当的电压设置点23。附加地或可选地，这种功能可以在汽车控制系统的任何适当部件中实施，包括但不限于电压调节器30。
保护电路216和/或激励紧急阈值44计算模块217可以基于从接口控制器202接收的温度依赖电压设置点23信息确定适当的激励紧急阈值44。例如，保护电路216可以考虑温度依赖电压设置点23 与该温度下用于电池14的脱气电压阈值46之间的关系。下面参照图3更详细地说明这些值之间的关系。保护电路216可以基于被充电的电池14的类型来确定适当的激励紧急阈值44。例如，保护电路 216可以存储用于不同电池类型的各种温度依赖激励紧急阈值轮廓。因此，在一个温度下针对电池14确定的激励紧急阈值44在相同温度下针对不同类型的电池14是不同的。例如，锂离子电池激励紧急阈值44会低于铅酸电池的激励紧急阈值44。
保护电路216可以根据温度确定适当的激励紧急阈值44。在一些实施例中，保护电路216可以基于从引擎控制电路18接收的特定电压设置点23提取、计算和/或估计温度。例如，可以通过引擎控制单元18根据电池14的电压电平和与电池14相关联的温度数据来确定电压设置点23。在一些实施例中，保护电路216可以向接收的电压设置点23添加适当的固定偏移来计算激励紧急阈值44，和/或以上面讨论的任何适当方式计算激励紧急阈值44。作为另一示例，保护电路216可以被编程为随着温度的增加而几何地减小偏移。可以理解，随着电池14的温度的线性增加，脱气电压阈值46可以几何降低。换句话说，随着温度的增加，脱气可以发生在越来越接近电压设置点23的电压处。在一些实施例中，在提取适当的激励紧急阈值44之前，保护电路216可以向多个电压设置点23施加适当的平均和/或滤波功能。例如，保护电路216可以被配置为平均经由接口 24接收的多个电压设置点23。附加地或可选地，电压调节器30可以接收来自引擎控制单元18的用于电池14的温度信息。在这种实施例中，电压调节器30可以直接基于电池温度确定适当的激励紧急阈值。
保护电路216还确定电池电压VB和/或充电电压13是否在确定的激励紧急阈值23之上。在电池电压VB和/或充电电压13在激励紧急阈值44之上的情况下，通过激励紧急阈值计算模块217在保护电路216的输出上使能适当信号以使安全开关224将电源开关212的输入拉至地226。尽管示出了使交流发电机23的输出无效的特定方式，但应该理解，使充电电压13的输出无效的任何适当方式都包括在本公开的范围内。因此，电压调节器30可以包括被配置为保护电池14免受过充电条件(其会发生在电子故障或其他错误的情况下，这会使得电源开关212在使能位置中变得永久或半永久“停止”)的任何电路。本公开意识到，过充电条件可以根据特定电池的温度轮廓而变化，并且包括用于基于温度调节激励紧急阈值44的适当机制。
图4是示出用于激励紧急断开部件的各个实施例的特定电压特性相对于温度的示图。图4可以表示用于特定类型的电池14(诸如铅酸电池)的温度轮廓。本领域技术人员应该理解，不同的电池14 可具有不同的温度轮廓。温度轮廓可以表征电池大小、容量、类型、化学组成、产品名称、产品号、产品制造商和/或其他适当的特性。如图4所示，在垂直轴上示出充电电压13，以及在水平轴上示出电池14的温度。随着电池14的温度的增加，适当的充电电压13降低。引擎控制单元18可以被编程为根据适用于被充电的特定电池14的温度轮廓来确定适当的电压设置点23。因此，引擎控制单元18可以基于从电池14附近的适当传感器接收的温度信息调整和/或确定电压设置点23。
引擎控制单元18可以向电压调节器30输出电压设置点23和/ 或温度信息。然而，在一些实施例中，引擎控制单元18可以不向交流发电机12输出温度信息，交流发电机12不能得到这种信息。因此，交流发电机12的一些实施例可以包括如图4所示固定的激励紧急阈值144。在充电电压13超过固定的激励紧急阈值144的情况下，保护电路216可以使充电电压13的输出无效。
然而，在一些实施例中，随着温度增加降低激励紧急阈值44是有利的。例如，用于特定电池14的脱气电压可以根据温度增加而降低。因此，固定的激励紧急阈值144在高温下会不相称地高于脱气温度。因此，可以有利地通过固定偏移来调整激励紧急阈值44，这根据温度来降低激励紧急阈值44，如图4的可变激励紧急阈值146 和148所示。在一些实施例中，激励紧急阈值44的确定可以是从激励紧急阈值148所示的偏移中减去电池14的温度的函数。这可以使得激励紧急阈值44随着电池14的温度的增加而非线性地随充电电压13降低。
图5是示出用于具有温度依赖安全部件的交流发电机(例如，交流发电机12)的控制的方法400的流程图。方法400开始于步骤 401，其中通过电压调节器30接收充电电压13。在步骤402中，还接收电压设置点23。在各个实施例中，这些步骤可以同时发生和/ 或并行发生。在一些实施例中，步骤402可以包括接收来自引擎控制单元18的激励紧急阈值44和/或相关电池(诸如电池14)的温度。
在步骤404中，该方法包括处理接收到的电压设置点23和充电电压的电平，以计算输出至电源开关212的PWM信号的适当占空比。例如，充电电压13可以被检测和/或测量为反馈，并且可以被滤波、数字化、传输至控制器208。特定的一个或多个电压设置点23也可以被传输至控制器208。控制器208可以基于接收到的电压设置点 23和反馈充电电压13计算适当的PWM占空比。可以计算PWM占空比以实现期望的激励电流26，其又被计算以实现交流发电机12 的期望充电电压13。
在步骤406(其可以与步骤401-404独立发生和/或并行发生)中，保护电路216可以确定适当的温度依赖激励紧急阈值。可以以任何适当的方式来进行这种确定，包括上述示例中的任何一个或多个。例如，可以通过引擎控制单元18根据电池14的温度确定激励紧急阈值44，并且通过接口传输至电压调节器30。附加地或可选地，激励紧急阈值44可以基于经由接口24接收的温度依赖性的信息22来计算。在这种情况下，可以通过保护电路216根据温度信息22确定激励紧急阈值44。例如，可以根据上面参照图3描述的一个或多个示例来确定激励紧急阈值44。
在步骤408中，如果充电电压13小于确定的温度依赖激励紧急阈值44，则交流发电机12可以继续到步骤410，其中激励电流26 可以施加于交流发电机负载28。激励负载下的交流发电机12的功能可以使得交流发电机12在步骤412中向电池14输出充电电压13。当引擎20运行时，这可以表示交流发电机12的正常功能。随着交流发电机12在引擎20的正常运行循环期间运行时，方法400将在步骤412中继续向电池14输出充电电压13，并且交流发电机控制环路会持续重复，在步骤410中开始每个循环。例如，可以经由引擎控制单元18在步骤402中连续地和/或周期性地更新电压设置点23。这可以使得电压调节器23在步骤404中调节PWM循环。
然而，在步骤408中，如果在交流发电机12的操作中的任何点处通过保护电路216确定充电电压13大于激励紧急阈值44，则该方法将前进到步骤414，并且PWM信号可以防止使能电源开关212。这例如可以通过使用安全开关224将电源开关212的栅极接地来完成。因此，保护电路216可以防止由充电电压13处于期望的激励紧急阈值44或高于激励紧急阈值44而引起的电池过充电条件。
前面的流程图示出了用于具有温度依赖激励紧急断开部件的交流发电机控制的具体方法。然而，这些流程仅示出了操作的示例性方法，并且系统10可以预期使用用于执行这些功能的任何适当技术、元件和应用的个体和/或设备。因此，流程图中的许多步骤可以同时发生和/或与所示顺序不同地发生。此外，方法可以包括更多步骤或更少步骤，只要该方法保持适当即可。此外，系统10的一个或多个设备可以独立工作和/或与系统10的其他元件联合以提供温度依赖激励断开部件。此外，可以通过本文描述的任何适当部件来实施由特定部件实施或执行的所述功能。例如，可以通过引擎控制单元18 来执行由电压调节器30执行的许多所述功能，反之亦然。
尽管在多个实施例中描述了本公开，但本领域技术人员可以实现多种变化和修改，并且本公开包括这些这些变化和修改并落入所附权利要求的范围内。此外，可以预期各个实施例可以组合和/或表示单个实施例的各个方面。

Claims (20)

1.一种用于控制交流发电机的方法，包括：
确定与耦合至交流发电机的电池相关联的依赖于温度的第一值；
基于确定的与所述电池相关联的所述依赖于温度的第一值确定用于所述交流发电机的激励紧急阈值，其中所述激励紧急阈值包括依赖于温度的第二值，所述依赖于温度的第二值指示所述交流发电机的控制器不能将与所述电池相关联的电压调节为电压设置点；以及
在确定与所述电池相关联的电压超过确定的所述激励紧急阈值时，通过所述交流发电机的所述控制器启动至少一个安全措施。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述交流发电机的所述控制器接收所述电压设置点；以及
至少部分地基于接收的所述电压设置点确定与所述电池相关联的所述依赖于温度的第一值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：
经由到引擎控制单元的接口接收所述激励紧急阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个安全措施包括使与所述电池相关联的所述电压无效。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过将脉宽调制信号拉至地来使与所述电池相关联的所述电压无效。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器至少部分地基于所述电池的类型、所述电池的大小、所述电池的容量、所述电池的制造商和所述电池的产品号中的一个或多个确定所述激励紧急阈值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述控制器基于一个或多个温度轮廓确定所述激励紧急阈值。
8.一种用于控制交流发电机的装置，包括：
被配置为提供充电电压作为反馈的输出；以及
耦合至所述输出的控制电路，所述控制电路被配置为：
确定与耦合至交流发电机的电池相关联的依赖于温度的第一值；
基于确定的与所述电池相关联的所述依赖于温度的第一值确定用于所述交流发电机的激励紧急阈值，其中所述激励紧急阈值包括依赖于温度的第二值，所述依赖于温度的第二值指示所述控制电路不能将所述充电电压调节为电压设置点；以及
在确定所述充电电压超过确定的所述激励紧急阈值时，启动至少一个安全措施。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述依赖于温度的第一值包括所述电压设置点。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制电路还操作用于经由接口接收所述激励紧急阈值。
11.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制电路进一步操作用于：
至少部分地基于确定所述充电电压超过所述激励紧急阈值来使所述充电电压无效。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制电路进一步操作用于：
至少部分地基于所述充电电压和所述电压设置点生成施加于交流发电机负载的激励电流，其中通过将电源开关拉至地的信号来使所述激励电流无效。
13.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制电路至少部分地基于所述电池的类型、所述电池的大小、所述电池的容量、所述电池的制造商和所述电池的产品号中的一个或多个确定所述依赖于温度的第一值。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述控制电路基于一个或多个温度轮廓确定所述激励紧急阈值。
15.一种用于控制交流发电机的系统，包括：
交流发电机，被配置为向车辆电池提供输出电压；
引擎控制单元，经由接口耦合至所述交流发电机；
其中所述交流发电机包括控制所述交流发电机的电路，并且所述电路被配置为：
基于经由所述接口从所述引擎控制单元接收的信息确定与耦合至所述交流发电机的电池相关联的依赖于温度的第一值；
基于确定的与所述电池相关联的所述依赖于温度的第一值确定用于所述交流发电机的激励紧急阈值，其中所述激励紧急阈值包括依赖于温度的第二值，所述依赖于温度的第二值指示所述交流发电机的控制器不能将与所述电池相关联的电压调节为电压设置点；以及
在确定所述输出电压超过确定的所述激励紧急阈值时，启动至少一个安全措施。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述依赖于温度的第一值包括电压设置点。
17.根据权利要求15所述的系统，其中控制所述交流发电机的电路还操作用于经由所述接口接收所述激励紧急阈值。
18.根据权利要求15所述的系统，其中控制所述交流发电机的电路还操作用于：
至少部分地基于确定所述输出电压超过所述激励紧急阈值，使去往所述电池的充电电压无效。
19.根据权利要求18所述的系统，其中控制所述交流发电机的电路还操作用于：至少部分地基于所述输出电压和电压设置点生成施加于交流发电机负载的激励电流，其中通过将电源开关拉至地的信号来使所述激励电流无效。
20.根据权利要求15所述的系统，其中控制所述交流发电机的电路还操作用于：至少部分地基于所述电池的类型、所述电池的大小、所述电池的容量、所述电池的制造商和所述电池的产品号中的一个或多个确定所述激励紧急阈值。
CN201610496085.6A 2015-06-29 2016-06-29 具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制 Active CN106274520B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562186010P 2015-06-29 2015-06-29
US62/186,010 2015-06-29
US14/797,814 2015-07-13
US14/797,814 US9735718B2 (en) 2015-06-29 2015-07-13 Alternator control with temperature-dependent safety feature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106274520A CN106274520A (zh) 2017-01-04
CN106274520B true CN106274520B (zh) 2019-07-12

Family

ID=57537036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610496085.6A Active CN106274520B (zh) 2015-06-29 2016-06-29 具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9735718B2 (zh)
CN (1) CN106274520B (zh)
DE (1) DE102016111888A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6499056B2 (ja) * 2015-10-28 2019-04-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用半導体装置
US9979339B2 (en) 2015-12-14 2018-05-22 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Synchronous electric power distribution startup system
EP3188351B1 (en) 2015-12-28 2020-12-02 Rohm Co., Ltd. Buck converter with duty ratio based fault detection
US10199968B2 (en) * 2017-05-22 2019-02-05 Infineon Technologies Ag Fault handling for alternator control devices
FR3069396B1 (fr) * 2017-07-18 2023-03-17 Valeo Equip Electr Moteur Regulateur de tension pour un alternateur de vehicule automobile d'au moins un circuit independant de protection contre les surtensions
US10951058B2 (en) * 2018-04-03 2021-03-16 William J. Libra Solar electric hybrid backup power system
US11670952B2 (en) * 2019-10-18 2023-06-06 Fca Us Llc Voltage estimation for automotive battery charging system control
CN112821823B (zh) * 2021-01-08 2022-12-06 东风商用车有限公司 汽车智能发电机输出电流闭环控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659977A (en) * 1984-10-01 1987-04-21 Chrysler Motors Corporation Microcomputer controlled electronic alternator for vehicles
CN1185868A (zh) * 1995-03-31 1998-06-24 埃科艾尔公司 具有电压调节器的复合式交流发电机
US6455951B1 (en) * 2000-08-16 2002-09-24 Yazaki North America, Inc. Auto charger for system including a high voltage supply and a low voltage supply
CN103516275A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 三菱电机株式会社 车辆用交流发电机的控制装置及控制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4305254A (en) * 1980-02-20 1981-12-15 Daihatsu Motor Co., Ltd. Control apparatus and method for engine/electric hybrid vehicle
US5397991A (en) * 1988-07-13 1995-03-14 Electronic Development Inc. Multi-battery charging system for reduced fuel consumption and emissions in automotive vehicles
US5402007A (en) * 1993-11-04 1995-03-28 General Motors Corporation Method and apparatus for maintaining vehicle battery state-of-change
JP4196953B2 (ja) * 2005-02-15 2008-12-17 株式会社デンソー 車両用発電制御装置および発電状態検出方法
JP4894417B2 (ja) * 2006-08-30 2012-03-14 国産電機株式会社 発電装置
US8217631B2 (en) * 2008-01-22 2012-07-10 Honda Motor Co., Ltd. ACG output voltage control
JP4525765B2 (ja) * 2008-02-08 2010-08-18 株式会社デンソー 車両システム
JP5310330B2 (ja) * 2009-07-09 2013-10-09 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP5605436B2 (ja) * 2010-12-20 2014-10-15 トヨタ自動車株式会社 電動車両およびその制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659977A (en) * 1984-10-01 1987-04-21 Chrysler Motors Corporation Microcomputer controlled electronic alternator for vehicles
CN1185868A (zh) * 1995-03-31 1998-06-24 埃科艾尔公司 具有电压调节器的复合式交流发电机
US6455951B1 (en) * 2000-08-16 2002-09-24 Yazaki North America, Inc. Auto charger for system including a high voltage supply and a low voltage supply
CN103516275A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 三菱电机株式会社 车辆用交流发电机的控制装置及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9735718B2 (en) 2017-08-15
US20160380567A1 (en) 2016-12-29
DE102016111888A1 (de) 2016-12-29
CN106274520A (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106274520B (zh) 具有温度依赖性安全部件的交流发电机控制
CN107054258B (zh) 使用具有集成的电压转换器的继电器的车辆电力分配
US10988043B2 (en) Vehicle and method of charging electric power storage device
CN105610211B (zh) 具有电线组件手柄温度测量的evse
US8400111B2 (en) Method for driving micro-hybrid system for vehicle and energy storage unit, and hybrid system for implementing the same
US10587127B2 (en) Charging device, charging control method, electricity storage device, power storage device, power system, and electric vehicle
CN103383430B (zh) 用于监控包括放电电路的高压电路的方法和设备
TWI404644B (zh) 電池管理系統及控制車的方法
CN107300673B (zh) 电池过电流诊断系统
US10224861B2 (en) Rotating electric machine for a motor vehicle
JPWO2010089889A1 (ja) 電源システム
CN112937367B (zh) 充电控制装置
CN105301425B (zh) 线束异常检测系统和方法
CN103998312A (zh) 用于对混合动力车辆的电驱动器进行功率管理的方法和装置
CN108656980B (zh) 非车载功率传输
WO2020066260A1 (ja) 電源システム、及び管理装置
KR101863700B1 (ko) 배터리 관리 장치
CN103481790A (zh) 混合动力电池功率界限控制
US10637373B2 (en) Control apparatus for rotary electric machine
KR102273703B1 (ko) 전기자동차 충전 제어 시스템
CN104104131A (zh) 电池充电/放电控制设备
CN111391665A (zh) 充电系统
US11603011B2 (en) Lithium plating detection and mitigation in electric vehicle batteries
JP6053788B2 (ja) 車両用交流発電機の制御装置
US11349428B2 (en) Control apparatus, vehicle system, and control method

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant