CN108357360B - 用于保护高电压组件的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及用于保护高电压组件的系统和方法。一种用于车辆的配电系统包括第一接触器,第一接触器被配置为选择性地连接牵引电池和逆变器,所述逆变器经由开关控制来操作电机。所述系统包括选择性地连接电气负载和牵引电池的第二接触器。第一接触器和第二接触器闭合以操作车辆。所述系统包括控制器,所述控制器被配置为响应于逆变器开关控制的失去,断开第一接触器,但不断开第二接触器以将逆变器与牵引电池隔离。
Description
技术领域
本申请总体上涉及对车辆内的牵引电池与高电压电气组件之间的接触器进行控制。
背景技术
电气化车辆包括连接到高电压总线的高电压组件。一些车辆包括连接在高电压总线与逆变器之间的可变电压转换器(VVC),所述逆变器用于控制电机。VVC可被操作为使输出电压升高以向电机提供电压。此外,VVC可被操作为将能量从逆变器传输到高电压总线。例如,电力可由电机产生并被传输到高电压总线。可控制VVC来调节向高电压总线提供的电压和电流以确保不违反高电压组件的操作电压限制。在不包括VVC的车辆中,用于对电机产生的电压进行管理的技术受限于逆变器的控制。
发明内容
一种车辆包括第一接触器,所述第一接触器选择性地连接牵引电池和逆变器,所述逆变器经由开关控制来操作电机。所述车辆还包括第二接触器,所述第二接触器选择性地连接电气负载和牵引电池,所述第一接触器和第二接触器在开关控制期间闭合。所述车辆还包括控制器,所述控制器被配置为:响应于开关控制的失去,断开所述第一接触器,但不断开所述第二接触器,以隔离所述逆变器。
一种用于车辆的配电系统包括第一接触器,所述第一接触器选择性地连接牵引电池和逆变器,所述逆变器经由开关控制来操作电机。所述配电系统还包括第二接触器,所述第二接触器选择性地连接电气负载和牵引电池。所述配电系统还包括控制器,所述控制器被配置为:响应于开关控制的失去,断开所述第一接触器,但不断开所述第二接触器,以隔离所述逆变器。
一种方法包括通过控制器闭合将牵引电池连接到逆变器的第一接触器并且通过控制器闭合将牵引电池连接到用于操作车辆的电气负载的第二接触器,其中,所述逆变器经由开关控制来控制电机。所述方法还包括:响应于开关控制的失去而通过控制器断开所述第一接触器。所述方法还包括:在开关控制的失去期间,通过控制器使第二接触器保持闭合。
附图说明
图1描绘了关于电气化车辆的可能构造。
图2描绘了关于高电压系统中的接触器的可能构造。
图3描绘了用于控制高电压系统的接触器的可行操作序列的流程图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而,将理解的是,所公开的实施例仅为示例,并且其它实施例可采用各种形式和替代形式。附图不必按比例绘制;可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此,在此公开的具体结构和功能细节不被解释为限制,而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的,参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合,以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表实施例。然而,与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。
图1描绘了电气化车辆112,电气化车辆112可被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)。插电式混合动力电动车辆112可包括机械地连接到齿轮箱或混合动力传动装置116的一个或更多个电机114。电机114能够作为马达或发电机运转。此外,混合动力传动装置116机械地连接到发动机118。混合动力传动装置116还机械地连接到驱动轴120,驱动轴120机械地连接到车轮122。电机114能够在发动机118开启或关闭时提供推进和减速的能力。电机114还可用作发电机,并且可通过回收在摩擦制动系统中通常作为热损失的能量来提供燃料经济性效益。电机114还可通过允许发动机118以更高效的转速运转以及允许混合动力电动车辆112在特定状况下以发动机118关闭的电动模式运转来减小车辆排放。电气化车辆112还可以是电池电动车辆(BEV)。在BEV配置中,可不存在发动机118。在其它配置中,电气化车辆112可以是没有插电能力的全混合动力电动车辆(FHEV)。
电池组或牵引电池124储存可被电机114使用的能量。牵引电池124可提供高电压直流(DC)输出。接触器模块142可包括一个或更多个接触器,所述一个或更多个接触器142被配置为在断开时将牵引电池124与高电压总线152隔离,并且在闭合时将牵引电池124连接到高电压总线152。高电压总线152可包括用于在高电压总线152上承载电流的电力和返回导线。接触器模块142可位于牵引电池124内。一个或更多个电力电子模块126(还被称为逆变器)可电连接到高电压总线152。电力电子模块126还电连接到电机114,并提供在牵引电池124与电机114之间双向传输能量的能力。例如,牵引电池124可提供DC电压,而电机114可利用三相交流电(AC)来运转。电力电子模块126可将DC电压转换为三相AC电流以运转电机114。在再生模式下,电力电子模块126可将来自用作发电机的电机114的三相AC电流转换为与牵引电池124兼容的DC电压。
牵引电池124除了提供用于推进的能量之外,还可提供用于其它车辆电力系统的能量。车辆112可包括DC/DC转换器模块128,DC/DC转换器模块128将来自高电压总线152的高电压DC输出转换为与低电压负载156兼容的低电压总线154的低电压DC电平。DC/DC转换器模块128的输出可电连接到辅助电池130(例如,12V电池),以用于对辅助电池130进行充电。低电压负载156可经由低电压总线154电连接到辅助电池130。一个或更多个高电压电气负载146可连接到高电压总线152。高电压电气负载146可具有适时地操作和控制高电压电气负载146的关联的控制器。高电压电气负载146的示例可以是风扇、电加热元件和/或空调压缩机。
电气化车辆112可被配置为通过外部电源136对牵引电池124进行再充电。外部电源136可连接至电插座。外部电源136可电连接至充电站或电动车辆供电设备(EVSE)138。外部电源136可以是由公共电力公司提供的配电网或电网。EVSE 138可提供电路和控制,以调节和管理电源136与车辆112之间的能量传输。外部电源136可向EVSE 138提供DC电力或AC电力。EVSE 138可具有用于连接到车辆112的充电端口134的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为从EVSE 138向车辆112传输电力的任意类型的端口。充电端口134可电连接至车载电力转换模块或充电器132。充电器132可对从EVSE 138供应的电力进行调节,以向牵引电池124和高电压总线152提供合适的电压电平和电流电平。充电器132可与EVSE 138进行接口连接,以协调对车辆112的电力传输。EVSE连接器140可具有与充电端口134的相应凹入紧密配合的引脚。可选地,被描述为电耦合或电连接的各种组件可使用无线感应耦合来传输电力。
可提供一个或更多个车轮制动器144,以用于使车辆112减速和防止车辆112移动。车轮制动器144可以是液压致动的、电致动的或前述致动方式的某种组合。车轮制动器144可以是制动系统150的一部分。制动系统150可包括用于操作车轮制动器144的其它组件。为了简要起见,附图描绘了制动系统150与车轮制动器144中的一个之间的单一连接。隐含了制动系统150与其它车轮制动器144之间的连接。制动系统150可包括用于监测与协调制动系统150的控制器。制动系统150可监测制动组件并且控制车轮制动器144以用于车辆减速。制动系统150可对驾驶员命令做出响应,并且还可自主运转以实施诸如稳定性控制的功能。制动系统150的控制器可实施在被另一控制器或子功能请求时施加请求的制动力的方法。
车辆112中的电子模块可通过一个或更多个车辆网络进行通信。车辆网络可包括多个用于通信的信道。车辆网络的一个信道可以是诸如控制器局域网(CAN)的串行总线。车辆网络的信道中的一个可包括由电气与电子工程师协会(IEEE)802标准族定义的以太网。车辆网络的附加信道可包括模块之间的离散连接,并可包括来自辅助电池130的电力信号。不同的信号可通过车辆网络的不同信道进行传输。例如,视频信号可通过高速信道(例如,以太网)进行传输,而控制信号可通过CAN或离散信号进行传输。车辆网络可包括对模块之间的信号和数据传输进行协助的任何硬件组件和软件组件。车辆网络未在图1中示出,但是可隐含有车辆网络可连接到存在于车辆112中的任何电子模块。可存在车辆系统控制器(VSC)148以协调各个组件的操作。
图2描绘了用于包括多个接触器的车辆的高电压配电系统的配置。接触器模块142可包括预充电接触器(S1)204,所述预充电接触器204与预充电电阻器202串联电连接。当牵引电池124最初连接到高电压总线152时,在起动期间预充电电阻器202可限制流过高电压总线152的电流。接触器模块142可包括主接触器(S2)206,所述主接触器206被配置为使牵引电池124的正极端子212选择性地电连接到高电压总线152的正极侧。接触器模块142可包括逆变器返回接触器(S3)208,所述逆变器返回接触器208被配置为使牵引电池返回端子214(牵引电池124的返回端子)选择性地电连接到逆变器返回端子(电力电子模块126的返回侧)。接触器模块142可包括高电压返回接触器(S4)210,所述高电压返回接触器210被配置为使牵引电池的返回端子214选择性地电连接到电气负载返回侧(其它高电压组件的返回侧(诸如,电气负载146和DC/DC转换器模块128))。
接触器204、206、208和210可以是电磁开关(诸如,继电器)。所述接触器可包括线圈,当所述线圈被激励时使关联的开关断开或闭合。例如,所述接触器可以是常开型接触器,使得在所述线圈去激励时所述开关断开,并在所述线圈被激励时所述开关闭合。可通过在线圈两端施加电压以使电流流入线圈来激励线圈。线圈可电连接到控制器148,所述控制器148被配置为向线圈提供电压和电流。在一些配置中,所述接触器可以是固态器件(诸如,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或类似器件)。控制器(例如,系统控制器148)可被配置为利用硬件组件和软件功能来驱动线圈。
连接到高电压总线152的电气组件(诸如,电气负载146和DC/DC转换器模块128)可在组件的关联输入端子处具有电压和/或功率限制。超过这些限制可导致组件的功能丧失。电气组件可被设计为具有输入限制,所述输入限制超过预期将被应用于输入处的最大电压或功率电平。最大电压或功率电平可大于组件的标称操作电压和功率电平。这可导致组件被设计成承受在车辆运行期间很少发生的状况。
高电压总线152上的电压和功率电平可受到能向高电压总线152提供电力的任何组件的影响。也就是说,组件可能导致电压大于牵引电池的电压。例如,在一些状况期间,再生电力可能超过电池的限制,并可导致电池接触器断开。在再生制动期间当电机114作为发电机运转时,电力电子模块126可导致总线电压升高。在正常的再生制动状况期间,电力电子模块126控制提供给高电压总线152的电流/功率。
电机114可以是永磁体(PM)电机,其中,磁体被设置在电机114的转子内。转子的旋转可在电机114的相绕组内引起电压。作为发电机运转的电机114在旋转时产生被称为反电动势(EMF)的电压。当电力电子模块126按照设计运行时,电力电子模块126被操作为控制供应到高电压总线152的电压和功率电平。然而,在一些状况下,电力电子模块126可能不能够控制电压电平。
电力电子模块126可被配置为将高电压总线152的正极端子和负极端子切换为电机114的相位端子。电力电子模块126可与结合到电机114的转子的位置或转速反馈器件连接。例如,转速反馈器件可以是旋转变压器或编码器。转速反馈器件可提供指示电机114的转子的位置和/或转速的信号。电力电子模块126可包括电力电子控制器(未示出),所述电力电子控制器连接到转速反馈器件,并对来自转速反馈器件的信号进行处理。电力电子控制器可被配置为利用转速和位置反馈来控制电机114的操作。
电力电子模块126可包括多个开关器件。所述开关器件可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或其它固态开关器件。开关器件可被配置为将高电压总线152的正极端子和负极端子选择性地连接到电机114的每个相位端子或相脚(例如,有时被称为U相、V相和W相)。每个开关器件可具有并联连接的关联的二极管,以在开关器件处于非导通状态时为感应电流提供路径。每个开关器件可具有用于控制关联的开关器件的操作的控制端子。控制端子可电连接到电力电子控制器。电力电子控制器可包括相关联的电路以驱动和监测控制端子。
第一开关器件可将高电压总线152的正极端子选择性地连接到电机114的第一相位端子(例如,相位U)。第一二极管可与第一开关器件并联连接。第一二极管可被布置成:当第一开关器件被停用时,从正极端子流向第一相位端子的电流被阻断。第二开关器件可将高电压总线152的负极端子选择性地连接到电机114的第一相位端子(例如,相位U)。第二二极管可与第二开关器件并联连接。第二二极管可被布置成:当第二开关器件被停用时,从第一相位端子流向负极端子的电流被阻断。针对电机114的每个相位端子(例如,V相和W相)可存在相同配置的开关器件和二极管。
电力电子控制器可被配置为操作开关器件以控制应用到电机114的电压和电流。电力电子控制器可实施开关控制策略以操作用于控制电机114的操作的开关器件。电力电子控制器可操作开关器件使得每个相位端子在特定时间仅连接到高电压总线152的正极端子和负极端子中的一个。能够在电力电子控制器中实现各种马达控制算法和开关控制策略。电力电子模块126还可包括电流传感器和电压传感器。电流传感器可以是被配置为产生指示通过关联电路的电流的信号的电感器件或霍尔效应器件。电压传感器可以是电阻网络,并包括用于将高电压与低电压系统分离开的隔离元件。
在正常工况下,电力电子控制器控制电机114的操作。例如,响应于转矩和/或转速的设置点,电力电子控制器可操作开关器件来控制电机114的转矩和转速以达到设置点。转矩和/或转速的设置点可被处理以产生用于开关器件的期望的开关模式。可利用脉宽调制(PWM)信号驱动开关器件的控制端子来控制电机114的转矩和转速。电力电子控制器可实现各种众所周知的开关控制策略(诸如,矢量控制和六步控制)以利用开关器件来控制电机114。在正常工况下,对开关器件进行主动控制以实现通过电机114的每个相位的期望的电流。
在一些状况下,电力电子控制器可能经历开关控制的失去。也就是说,电力电子控制器由于一些原因不能操作开关器件。在这种状况下,开关器件处于非导通状态。在这些状况下,电机114不能用于推进。然而,二极管可允许电流以非受控方式从电机114流向高电压总线152。
可响应于电力电子模块126的温度超过预定阈值而检测到开关控制的失去。例如,当超出开关器件的温度限制时,进一步的操作可使开关器件退化。当温度超过阈值时,电力电子模块126可禁止开关器件的操作以保护开关器件。还可响应于电力电子模块126的低电压电力的损耗而检测到开关控制的失去。在这种状况下,电力电子控制器可能没有在运行。电力电子模块126可在用于驱动电力电子模块126的低电压电源的电压小于预定阈值时检测到这种状况。在一些实例中,当系统控制器148与电力电子模块126之间失去通信时可检测到开关控制的失去。在电力电子模块126内的其它内部故障状况可导致开关控制的失去。例如,电力电子模块126中的开路或短路可导致开关控制的失去。电力电子模块126的多种故障状况可导致检测到开关控制的失去。这些故障状况可经由车辆网络被报告给系统控制器148。
开关控制的失去禁止电力电子模块126控制电机114的反EMF。为了控制电压,电力电子模块126必须能够控制用于将牵引电池的端子选择性地连接到电机114的每个相绕组的开关器件。如果存在阻止电力电子模块126的开关控制策略对开关器件进行控制的任何状况,则反EMF可能是不可控的。在电力电子模块126不能操作开关器件的状况期间,因电机114的旋转而产生的电压可导致电流通过并联的二极管流到高电压总线152。当电力电子模块126的开关元件不能被控制(例如,开关控制的失去)时,由反EMF引起的电压不能被控制,并且不能通过开关器件的操作对流过二极管的电流进行调整。当电机114高速旋转时可能发生最差情况的反EMF电压状况。在一些状况下,反EMF可能超过连接到高电压总线152的其它组件的操作限制。
用于处理增大的电压的可行方案包括:利用电力电子模块126与牵引电池124之间的VVC(双向DC/DC转换器)并控制VVC以限制总线电压。另一可行方案可以是移动变速器挡位来降低电机114的转速,以降低再生电压电平。另一方案可包括调节发动机的转速以降低再生电压电平。另一方案可经由一个或更多个离合器将电机114与传动系断开连接以阻止旋转。还可以通过设计与电机114的最大反电动势相匹配的、连接到高电压总线152的组件来解决所述问题。在一些配置中,可被配置为阻止反EMF问题的组件(例如,VVC)在车辆中可能不存在。添加这些组件使车辆增加了额外成本。任何方案的目的都可以是阻止连接到高电压总线152的组件承受电机114的不受控的反EMF导致的高电压电平。
用于在失去电力电子模块的开关控制期间管理总线电压的另一方案是通过逆变器返回接触器(S3)208和高电压返回接触器(S4)210的操作。当在电力电子模块126中存在开关控制失去的状况使得来自电机114的电压不能被控制时,可断开逆变器返回接触器208。这个操作的作用是使包括电力电子模块126和高电压总线152的电路断开。因此,在电力电子模块126与高电压总线152之间将不再有电流流动。
在这种状况期间,可使高电压返回接触器210保持在闭合状态。因此,电气负载146和DC/DC转换器模块128可继续连接到牵引电池124。由于电流被阻止从电力电子模块126流向高电压总线152,所以电气负载146和DC/DC转换器模块128不承受过高的电压电平。此外,在这种状况期间,电气负载146和DC/DC转换器模块128可继续运行。这种配置的另一好处是:除电力电子模块126之外的组件可被设计成仅处理最大牵引电池电压,而不处理最大马达反EMF电压。这样可为连接到高电压总线152的电气组件节省成本。
如果开关控制恢复(例如,电力电子模块126再次能够控制电机114的反EMF),则可闭合逆变器返回接触器208,使得电流可流过逆变器电路回路。当将逆变器返回接触器208切换到闭合状态时,可执行预充电操作。例如,在闭合逆变器返回接触器208之前,可断开主接触器206,并可闭合预充电接触器204。在一些实例中,可在断开主接触器206之前闭合预充电接触器204,以允许电气负载146和DC/DC转换器模块128的后续操作。然后,当逆变器返回接触器208被闭合时,电流可流过预充电电阻器202以限制流向电力电子模块126的电流,直到电容元件被充电为止。一旦电容元件被充电,就可闭合主接触器206,并可断开预充电接触器204。
图3描绘了可在控制器(例如,系统控制器148)中实现的操作序列的流程图。控制器148可被配置为实现所述操作。可在控制器中实现所述操作序列并以周期性的间隔重复所述操作序列。在操作300,可检查状况以确定高电压总线152是否应该连接到牵引电池124。如果没有指示高电压总线152应该与牵引电池124进行连接的状况,则可执行操作314。在操作314,可使预充电接触器204、主接触器206、逆变器返回接触器208和高电压返回接触器210断开。用于将高电压总线152连接到牵引电池124的状况可包括存在点火开关接通信号。用于将高电压总线152连接到牵引电池124的状况可包括EVSE连接器140插入到充电端口134和电池充电的需求。例如,车辆可响应于钥匙插入点火开关或来自远程起动系统的请求而接收点火开关接通信号。响应于钥匙的移出,可接收点火开关断开信号。点火开关断开信号可指示高电压总线152应该与牵引电池124断开连接。
如果存在用于请求高电压总线152与牵引电池124连接的状况,则可执行操作302。在操作302,可执行检查以确定包括电力电子模块126和高电压总线152的电路回路(称为逆变器回路)是否应该被断开。控制器148可对电力电子模块126中的开关控制失去进行监测。在失去开关控制的事件中,当包括电气负载146和DC/DC转换器128的电路回路仍旧连接到牵引电池124时,逆变器电路回路可与牵引电池124隔离。当存在电力电子模块126不能调节从电机114提供给高电压总线152的电压的状况时,可以检测到开关控制的失去。如果在电机114作为发电机运转时牵引电池的电压超过预定电压,则可断开逆变器电路回路。预定电压可以是用于指示电力电子模块126中的开关控制失去的电压值。控制策略可检查电机114的转速和电力电子模块126的操作状态。如果检测到开关控制的失去,使得电压可能超过预定限制,则执行操作306。用于断开逆变器回路的另一状况可以是从电力电子模块126接收到指示电力电子模块126的开关控制功能不起作用的信号。此外,逆变器回路可响应于检测到由电机114产生的再生电力超过预定再生电力限制而被断开。
在操作306,可断开逆变器返回接触器208以阻止电力电子模块126与高电压总线152之间的电流流动。断开逆变器返回接触器208使包括高电压总线152和电力电子模块126的电路回路断开。断开逆变器电路回路阻止旋转的电机114使高电压总线152的电压电平增加到过量电平。这消除了使连接到高电压总线152的其它电气组件遭受过量电压的风险。在此期间,高电压返回接触器210可保持处于先前的操作状态。例如,高电压返回接触器210可保持处于闭合状态,使得电气负载146和DC/DC转换器模块128的操作可继续进行。作为进一步的好处,高电压电气组件可以被设计为承受小于电机114的最大反EMF的额定电压,这可以减小电气组件的成本和尺寸。例如,额定的最大逆变器电压大于电机114的最大再生电压电平,而电气负载146的额定最大电压可能小于最大再生电压电平。最大再生电压电平可以是当存在失去开关控制时在电机高转速下由电机114通过电力电子模块126产生的电压。
如果没有请求断开逆变器电路回路(例如,开关控制是激活的或可用的),则可执行操作304。例如,如果电力电子模块126的开关控制是可操作的,则由电机114引起的电流/功率可被控制到目标电平。在操作304,逆变器返回接触器208和高电压返回接触器210可被闭合和/或保持处于闭合位置。
在执行操作304或操作306之后,可执行操作308。在操作308,可执行对指示正在进行的预充电操作和/或用于对高电压总线152进行预充电的请求的状况的检查。当连接到高电压总线152的电容性负载未被充电时,可执行预充电操作。例如,电力电子模块126可包括跨接在端子间的电容器以使电压平滑。预充电操作的目的是限制在将对电容性负载切换电压时可能出现的巨大初始电流。当牵引电池124从高电压总线断开连接超过预定时间时,可执行预充电循环。当高电压总线152的电压小于牵引电池电压超过预定量时,可执行预充电循环。当逆变器返回接触器的先前状态为断开时,可启动预充电操作(例如,从断开转换为闭合)。当车辆上电时可启动预充电操作。
如果请求了和/或正在进行预充电循环,则可执行操作310。在操作310,可执行预充电操作。在预充电操作期间,可闭合预充电接触器204以对可能连接到高电压总线152的电容性元件进行预充电。在预充电操作期间,通过预充电电阻器202限制电流流动。作为启动预充电操作的一部分,可闭合预充电接触器204并可断开主接触器206。在预充电操作期间,主接触器206可被断开或保持处于断开状态,并且预充电接触器204可保持处于闭合状态。当牵引电池的电压与高电压总线的电压之间的差小于预定量时,预充电操作可完成。在相对于预充电操作启动的预定时间间隔已经期满之后,预充电操作可完成。
如果没有请求预充电操作或已经完成预充电操作,则可执行操作312。例如,在牵引电池的电压与高电压总线的电压之间的差小于预定量时,预充电操作可完成。在操作312,可闭合主接触器206,并可断开预充电接触器204。此时,高电压总线152准备好用于车辆操作。主接触器206可保持处于闭合状态,并且预充电接触器204可保持处于断开状态。当操作310或操作312完成时,执行可返回到操作300以重复此循环。
在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机,或者通过处理装置、控制器或计算机实现,所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或者专用的电子控制单元。类似地,所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为可被控制器或计算机执行的数据和指令,所述多种形式包括但不限于信息被永久地存储在非可写存储介质(诸如,只读存储器(ROM)装置)上以及信息被可变地存储在可写存储介质(诸如,软盘、磁带、CD、随机存取存储器(RAM)装置以及其它磁介质和光学介质)上。所述处理、方法或算法还可被实现为软件可执行对象。可选地,所述处理、方法或算法可使用合适的硬件组件(诸如,专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或任何其它硬件组件或装置)或者硬件组件、软件组件和固件组件的组合被整体或部分地实现。
虽然以上描述了示例性实施例,但是并不意在这些实施例描述了权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语,并且理解的是,可在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种改变。如前所述,各个实施例的特征可被组合,以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或者在一个或更多个期望的特性方面优于其它实施例或现有技术的实施方式,但是本领域普通技术人员应该认识到,一个或更多个特征或特性可被折衷,以实现期望的整体系统属性,期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配容易性等。因此,被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式的实施例并不在本公开的范围之外,并且可被期望用于特定的应用。
Claims (20)
1.一种车辆,包括:
第一接触器,选择性地连接牵引电池和逆变器,所述逆变器包括多个开关器件,所述多个开关器件被配置为操作电机;
第二接触器,与所述第一接触器分路连接并且选择性地连接电气负载和所述牵引电池,所述第一接触器和所述第二接触器在所述多个开关器件的操作期间闭合;
控制器,被配置为:操作所述多个开关器件以控制施加到所述电机的电流;响应于不能够操作所述多个开关器件,断开所述第一接触器,但不断开所述第二接触器,以隔离所述逆变器。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:响应于连接到逆变器的低电压电源的电压小于预定阈值,检测到不能够操作所述多个开关器件。
3.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:响应于在所述电机作为发电机运转时高电压总线的电压超过预定电压,检测到不能够操作所述多个开关器件。
4.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述第一接触器连接在逆变器返回端子与牵引电池返回端子之间。
5.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述第二接触器连接在电气负载返回端子与牵引电池返回端子之间。
6.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:响应于在不能够操作所述多个开关器件之后恢复能够操作所述多个开关器件,闭合所述第一接触器。
7.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:响应于在不能够操作所述多个开关器件之后恢复能够操作所述多个开关器件,使连接在牵引电池与逆变器之间的预充电接触器闭合以限制逆变器与牵引电池之间的电流流动,并且在预定时间之后闭合所述第一接触器。
8.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述电气负载的额定最大电压小于电机的最大再生电压电平,并且额定的最大逆变器电压大于或等于电机的最大再生电压电平。
9.一种用于车辆的配电系统,包括:
第一接触器,选择性地连接牵引电池和逆变器,所述逆变器包括多个开关器件,所述多个开关器件被配置为操作电机;
第二接触器,与所述第一接触器分路连接并且选择性地连接电气负载和牵引电池;
控制器,被配置为:响应于不能够操作所述多个开关器件,断开所述第一接触器,但不断开所述第二接触器,以隔离所述逆变器。
10.根据权利要求9所述的配电系统,其中,所述控制器还被配置为:当为逆变器供电的低电压电源的电压小于预定阈值时,检测到不能够操作所述多个开关器件。
11.根据权利要求9所述的配电系统,其中,所述控制器还被配置为:响应于来自所述逆变器的信号指示逆变器不起作用,检测到不能够操作所述多个开关器件。
12.根据权利要求9所述的配电系统,其中,所述控制器还被配置为:响应于在所述电机作为发电机运转时牵引电池的电压超过预定电压,检测到不能够操作所述多个开关器件。
13.根据权利要求9所述的配电系统,其中,所述控制器还被配置为:响应于在不能够操作所述多个开关器件之后恢复能够操作所述多个开关器件,闭合所述第一接触器以将所述逆变器连接到所述牵引电池。
14.根据权利要求9所述的配电系统,其中,所述控制器还被配置为:响应于在不能够操作所述多个开关器件之后恢复能够操作所述多个开关器件,使连接在所述牵引电池与所述逆变器之间的预充电接触器闭合,以限制所述逆变器与所述牵引电池之间的电流流动。
15.根据权利要求9所述的配电系统,其中,所述控制器还被配置为:响应于所述逆变器的温度超过预定温度而检测到不能够操作所述多个开关器件。
16.一种用于保护高电压组件的方法,包括:
通过控制器闭合将牵引电池连接到逆变器的第一接触器,并且通过控制器闭合将牵引电池连接到用于操作车辆的电气负载并且与所述第一接触器分路连接的第二接触器,其中,所述逆变器包括多个开关器件,所述多个开关器件被配置为控制电机;
响应于不能够操作所述多个开关器件而通过控制器断开所述第一接触器;
在不能够操作所述多个开关器件期间,通过控制器使所述第二接触器保持闭合。
17.根据权利要求16所述的方法,还包括:响应于当电机作为发电机运转时牵引电池的电压超过预定电压,通过控制器断开所述第一接触器,同时保持所述第二接触器闭合。
18.根据权利要求16所述的方法,还包括:响应于恢复能够操作所述多个开关器件,通过控制器闭合所述第一接触器。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括:响应于恢复能够操作所述多个开关器件,通过控制器闭合预充电接触器并且闭合所述第一接触器,所述预充电接触器连接在牵引电池与电压总线之间,所述电压总线连接到电机和电气负载。
20.根据权利要求16所述的方法,还包括:当第一接触器断开时,通过控制器使主接触器保持处于闭合状态,所述主接触器将牵引电池连接到电压总线,所述电压总线连接到逆变器和电气负载。
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