CN111448731A - 用于电动移动应用的电源分配单元和熔断器管理 - Google Patents

用于电动移动应用的电源分配单元和熔断器管理 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种系统,所述该系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径和电源分配单元(PDU)。该PDU包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;以及高电压电源输入耦合器,该高电压电源输入耦合器包括高电压电源的第一电接口。高电压电源输出耦合器包括动力电源负载的第二电接口。电流保护电路将高电压电源输入电耦合到高电压电源输出,并且电流保护电路至少部分地设置在PDU的层合层中。该层合层包括设置在两个电绝缘层之间的导电流动路径。

Description

用于电动移动应用的电源分配单元和熔断器管理
优先权要求
本申请要求以下美国临时专利申请的优先权:2017年11月8日提交的名称为“ACTIVE/PASSIVE THERMAL PROTECTION OF TEMPERATURE SENSITIVE COMPONENTS”(温度敏感部件的主动/被动热保护)的序列号62/583,355(EATN-2001-P01);2017年11月8日提交的名称为“FUSE AND CONTACTOR FOR CIRCUIT PROTECTION”(用于电路保护的熔断器和接触器)的序列号62/583,367(EATN-2002-P01);以及2017年11月8日提交的名称为“FUSELIFE EXTENDER METHOD”(熔断器寿命延长器方法)的序列号62/583,428(EATN-2006-P01)。
本申请还要求以下印度临时专利申请的优先权:2017年11月8日提交的名称为“FUSE CURRENT MEASUREMENT WITH ACTIVE INJECTION SYSTEM”(采用主动注入系统的熔断器电流测量)的序列号201711039846(EATN-2003-P01-IN);2017年11月8日提交的名称为“NULL OFFSET DETECTION AND DIAGNOSTICS”(零位偏移检测和诊断)的序列号201711039847(EATN-2004-P01-IN);2017年11月8日提交的名称为“DIGITAL FILTERS TOMINIMIZE PHASE SHIFT AND INDUCED HARMONICS”(使相移和感应谐波最小化的数字滤波器)的序列号201711039848(EATN-2005-P01-IN);2017年11月8日提交的名称为“CALIBRATION OF FUSE CURRENT MEASUREMENTS”(熔断器电流测量的校准)的序列号201711039849(EATN-2007-P01-IN);以及2017年11月8日.提交的名称为“UNIQUE CURRENTINJECTION WAVEFORM TO IMPROVE INJECTION MEASUREMENT ACCURACY”(用于改善注入测量精度的独特电流注入波形)的序列号201711039850(EATN-2008-P01-IN)。
所有上述专利文献全文均以引用方式并入本文。
技术领域
不限于特定技术领域,本公开涉及电源分配,并且更具体地涉及用于高度可变负载应用的电子电源分配。
背景技术
电源分配在许多应用中都受到很多挑战。具有高度可变负载的应用(诸如移动应用或车辆)使电源通道中的熔断器遭受电源吞吐量的快速波动并且引起熔断器上的热应力和机械应力。某些应用对于应用的停机时间会有很高成本。某些应用(包括移动应用)受到由功率损失带来的附加缺点,诸如应用的机动性意外地(包括在不便的位置、在交通中时等)丧失。电气系统在许多应用中都很复杂,该系统中有多个部件,并且电气系统的布线和环境多变,从而引起电气系统响应变化、噪声引入、系统共振频率变化和/或系统电容和/或电感变化,即使对于标称相同的设施也是如此。这些复杂性给该系统各方面的电特性的高分辨率和/或高精度确定带来了附加挑战。另外,高度可变和/或移动系统给有关电气系统各方面的诊断和确定带来了附加挑战,因为高侵入性主动确定可能对于应用性能不可接受,和/或该系统可能无法提供许多机会或仅有短暂机会来对电气系统作出确定。
发明内容
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括:电流保护电路的第一支路,该第一支路包括高温熔断器(pyro-fuse);电流保护电路的第二支路,该第二支路包括热熔断器;并且其中第一支路和第二支路以并联布置的方式耦合;控制器,该控制器包括:电流检测电路,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径的电流;和高温熔断器激活电路,该高温熔断器激活电路被结构化为响应于电流超过阈值电流值而提供高温熔断器激活命令;并且其中高温熔断器响应于高温熔断器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中整个第一支路的第一电阻和整个第二支路的第二电阻被配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流足以激活热熔断器。一个示例包括以串联布置的方式与热熔断器耦合的电阻器,使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流低于第二阈值电流值。示例性系统包括以串联布置的方式与热熔断器耦合的接触器,该控制器还包括接触器激活电路,该接触器激活电路被结构化为响应于高温熔断器激活命令或电流超过阈值电流值中的至少一者而提供接触器断开命令;和/或以串联布置的方式与热熔断器耦合的电阻器,使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流低于第二阈值电流值。一个示例包括以串联布置的方式与高温熔断器耦合的电阻器,使得在热熔断器激活之后流过第一支路的所得电流低于第二阈值电流值;和/或以串联布置的方式与高温熔断器耦合的第二热熔断器,使得在热熔断器激活之后流过第一支路的所得电流足以激活第二热熔断器。
示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作,其中高温熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且热熔断器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流超过阈值电流值而提供高温熔断器激活命令的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括将整个第一支路的第一电阻和整个第二支路的第二电阻配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流足以激活热熔断器的操作。示例性程序包括将整个第二支路的第二电阻配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流低于第二阈值电流值的操作。示例性程序包括对以串联布置的方式与热熔断器耦合的接触器的操作,该程序还包括响应于提供高温熔断器激活命令或电流超过阈值电流值中的至少一者而提供接触器断开命令;和/或将整个第二支路的第二电阻配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流低于第二阈值电流值的操作。示例性程序还包括以串联布置的方式与高温熔断器耦合的电阻器,使得在热熔断器激活之后流过第一支路的所得电流低于第二阈值电流值;和/或还包括以串联布置的方式与高温熔断器耦合的第二热熔断器,使得在热熔断器激活之后流过第一支路的所得电流足以激活第二热熔断器。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括:电流保护电路的第一支路,该第一支路包括热熔断器;电流保护电路的第二支路,该第二支路包括接触器;并且其中第一支路和第二支路以并联布置的方式耦合;控制器,该控制器包括:电流检测电路,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径的电流;和熔断器管理电路,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供接触器激活命令;并且其中接触器响应于接触器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中接触器在车辆的标称操作期间断开,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定电流高于热熔断器的热磨损电流而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于确定电流低于动力电源路径的电流保护值而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中接触器在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定电流高于动力电源路径的电流保护值而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中熔断器管理电路被进一步结构化为通过执行至少一个操作来响应于电流而提供接触器激活命令,所述至少一个操作选自由以下组成的操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。
示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作,其中热熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且接触器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流而提供接触器激活命令的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于电流而闭合接触器的操作。示例性程序包括确定在闭合接触器之前电流低于动力电源路径的电流保护值的操作。示例性程序包括选自由以下组成的操作的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。示例性程序包括响应于电流而断开接触器的操作;确定在断开接触器之前电流高于动力电源路径的电流保护值的操作;断开接触器的操作,包括执行选自由以下组成的操作的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括:电流保护电路的第一支路,该第一支路包括热熔断器;电流保护电路的第二支路,该第二支路包括固态开关;并且其中第一支路和第二支路以并联布置的方式耦合;控制器,该控制器包括:电流检测电路,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径的电流;和熔断器管理电路,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供开关激活命令;并且其中固态开关响应于开关激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括耦合到电流保护电路的接触器,其中接触器处于断开位置会使电流保护电路或电流保护电路的第二支路中的一者断开连接。
示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作,其中热熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且固态开关位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流而提供开关激活命令的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于电流而闭合固态开关;和/或确定在闭合固态开关之前电流低于动力电源路径的电流保护值的操作。示例性程序包括闭合固态开关的操作,包括执行选自由以下组成的操作的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。示例性程序包括响应于电流而断开固态开关;和/或确定在断开固态开关之前电流高于动力电源路径的电流保护值的操作。示例性程序包括断开固态开关的操作,包括执行选自由以下组成的操作的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。示例性程序包括在断开固态开关之后断开接触器的操作,其中断开接触器会使电流保护电路或电流保护电路的第二支路中的一者断开连接。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括:电流保护电路的第一支路,该第一支路包括第一热熔断器;电流保护电路的第二支路,该第二支路包括第二热熔断器和接触器;并且其中第一支路和第二支路以并联布置的方式耦合;控制器,该控制器包括:电流检测电路,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径的电流;和熔断器管理电路,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供接触器激活命令;并且其中接触器响应于接触器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中接触器在车辆的标称操作期间断开,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定电流高于第一热熔断器的热磨损电流而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于确定电流低于动力电源路径的电流保护值而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括车辆操作条件电路,该车辆操作条件电路被结构化为确定车辆的操作模式,并且其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于操作模式而提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于操作模式而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令,该操作模式包括选自由以下组成的操作模式的至少一个操作模式:充电模式;高性能模式;高功率要求模式;紧急操作模式;和跛行回家模式。示例性系统包括其中接触器在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定电流高于动力电源路径的电流保护值而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令;其中接触器在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于操作模式而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于操作模式而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令,该操作模式包括节能模式或维修模式中的至少一者。
示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作,其中第一热熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且第二热熔断器和接触器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流而提供接触器激活命令的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于电流高于第一热熔断器的热磨损电流而闭合接触器;和/或进一步响应于电流低于动力电源路径的电流保护值而闭合接触器的操作。示例性程序包括确定车辆的操作模式并且进一步响应于操作模式而提供接触器激活命令的操作。示例性程序包括响应于操作模式而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令的操作,该操作模式包括选自由以下组成的操作模式的至少一个操作模式:充电模式;高性能模式;高功率要求模式;紧急操作模式;和跛行回家模式。示例性程序包括响应于确定电流高于动力电源路径的电流保护值而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令;和/或响应于操作模式而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令的操作,该操作模式包括节能模式或维修模式中的至少一者。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括:电流保护电路的第一支路,该第一支路包括第一热熔断器和第一接触器;电流保护电路的第二支路,该第二支路包括第二热熔断器和第二接触器;并且其中第一支路和第二支路以并联布置的方式耦合;控制器,该控制器包括:电流检测电路,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径的电流;和熔断器管理电路,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供多个接触器激活命令;并且其中第一接触器和第二接触器响应于所述多个接触器激活命令,从而提供电流保护电路的所选择的配置。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电流保护电路还包括:至少一个附加支路,其中每个附加支路包括附加热熔断器和附加接触器;并且其中每个附加接触器进一步响应于所述多个接触器激活命令,从而提供电流保护电路的所选择的配置。示例性系统包括车辆操作条件电路,该车辆操作条件电路被结构化为确定车辆的操作模式,并且其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于操作模式而提供所述多个接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于操作模式而确定动力电源路径的有功电流额定值,并且响应于有功电流额定值而提供所述多个接触器激活命令。示例性系统包括其中电流保护电路的第一支路还包括与第一热熔断器并联布置的附加第一接触器,其中电流检测电路被进一步结构化为确定第一支路电流,其中熔断器管理电路被进一步结构化为进一步响应于第一支路电流而提供所述多个接触器激活命令,并且其中附加第一接触器响应于所述多个接触器激活命令;其中附加第一接触器在车辆的标称操作期间断开,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定第一支路电流高于第一热熔断器的热磨损电流而提供包括附加第一接触器闭合命令的所述多个接触器激活命令:其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定以下至少一者而提供附加第一接触器闭合命令:第一支路电流低于第一支路电流保护值,或电流低于动力电源路径电流保护值;和/或其中附加第一接触器在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定以下至少一者而提供包括附加第一接触器断开命令的所述多个接触器激活命令:第一支路电流高于第一支路电流保护值,或电流高于动力电源路径电流保护值。
示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作,其中第一热熔断器和第一接触器位于电流保护电路的第一支路上,并且第二热熔断器和第二接触器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于流过车辆的动力电源路径的电流而提供电流保护电路的所选择的配置的操作,其中提供所选择的配置包括向第一接触器和第二接触器中的每一者提供接触器激活命令。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序包括这样的操作,该操作还包括电流保护电路的至少一个附加支路,电流保护电路的每个附加支路具有附加热熔断器和附加接触器,并且其中提供电流保护电路的所选择的配置包括向每个附加接触器提供接触器激活命令。示例性程序包括确定车辆的操作模式并且进一步响应于操作模式而提供所选择的配置的操作;和/或响应于操作模式而确定动力电源路径的有功电流额定值的操作,并且其中提供电流保护电路的所选择的配置进一步响应于有功电流额定值。示例性程序包括确定动力电源路径的有功电流额定值的操作,并且其中提供电流保护电路的所选择的配置进一步响应于有功电流额定值。示例性程序包括这样的操作,其中电流保护电路的第一支路还包括与第一热熔断器并联布置的附加第一接触器,该方法还包括:确定第一支路电流,并且其中提供所选择的配置还包括向附加第一接触器提供接触器激活命令;响应于确定第一支路电流高于第一热熔断器的热磨损电流而闭合附加第一接触器的操作;进一步响应于确定以下至少一者而闭合附加第一接触器的操作:第一支路电流低于第一支路电流保护值,或电流低于动力电源路径电流保护值;和/或响应于确定以下至少一者而断开附加第一接触器的操作:第一支路电流高于第一支路电流保护值,或电流高于动力电源路径电流保护值。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括熔断器;控制器,该控制器包括:熔断器状态电路,该熔断器状态电路被结构化为确定熔断器事件值;和熔断器管理电路,该熔断器管理电路被结构化为基于熔断器事件值来提供熔断器事件响应。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括熔断器寿命描述电路,该熔断器寿命描述电路被结构化为确定熔断器寿命剩余值,其中熔断器事件值包括熔断器寿命剩余值低于阈值的表示,并且其中熔断器管理电路被进一步结构化为进一步基于熔断器寿命剩余值来提供熔断器事件响应;其中提供熔断器事件响应包括提供熔断器事件值的故障代码或通知中的至少一者;其中提供熔断器事件响应包括调节动力电源路径的最大功率额定值;其中提供熔断器事件响应包括调节动力电源路径的最大功率转换速率;和/或其中提供熔断器事件响应包括调节电流保护电路的配置。示例性系统包括其中电流保护电路还包括以并联布置的方式耦合到熔断器的接触器;其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器事件值而提供接触器激活命令;并且其中接触器响应于接触器激活命令。示例性系统包括其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器事件值包括熔断器的热磨损事件或迫近热磨损事件中的一者而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器寿命剩余值而调节接触器激活命令的电流阈值;和/或其中提供熔断器事件响应包括响应于熔断器寿命剩余值而调节冷却系统接口以便冷却系统至少选择性地热耦合到熔断器。
示例性程序包括确定设置在电流保护电路中的熔断器的熔断器事件值的操作,该电流保护电路设置在车辆的动力电源路径中;以及基于熔断器事件值来提供熔断器事件响应的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括确定熔断器寿命剩余值的操作,其中熔断器事件值包括熔断器寿命剩余值低于阈值的表示,并且进一步基于熔断器寿命剩余值来提供熔断器事件响应;提供熔断器事件响应的操作包括提供熔断器事件值的故障代码或通知中的至少一者;提供熔断器事件响应的操作包括调节动力电源路径的最大功率额定值;提供熔断器事件响应的操作包括调节动力电源路径的最大功率转换速率;提供熔断器事件响应的操作包括调节电流保护电路的配置。示例性程序包括这样的操作,其中电流保护电路还包括以并联布置的方式耦合到熔断器的接触器;其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器事件值而提供接触器激活命令;并且其中接触器响应于接触器激活命令;其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器事件值包括熔断器的热磨损事件或迫近热磨损事件中的一者而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器寿命剩余值而调节接触器激活命令的电流阈值。示例性程序包括提供熔断器事件响应的操作,该操作包括响应于熔断器寿命剩余值而调节冷却系统接口以便冷却系统至少选择性地热耦合到熔断器。示例性程序包括提供熔断器事件响应的操作,该操作包括提供熔断器事件值的故障代码或通知中的至少一者。示例性程序包括响应于熔断器事件响应而确定累加熔断器事件描述并且存储累加熔断器事件描述的操作。示例性程序包括提供累加熔断器事件描述的操作,其中提供累加熔断器事件描述包括以下至少一者:提供累加熔断器事件描述的故障代码或通知中的至少一者;以及响应于维修事件或对累加熔断器事件描述的请求中的至少一者而提供累加熔断器事件描述的操作。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径和至少一个辅助电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的动力电流保护电路,该电流保护电路包括熔断器;和辅助电流保护电路,该辅助电流保护电路设置在至少一个辅助电源路径中的每一者中,每个辅助电流保护电路包括辅助熔断器;控制器,该控制器包括:电流确定电路,该电流确定电路被结构化为解释与动力电源路径相对应的动力电流值以及与至少一个辅助电源路径中的每一者相对应的辅助电流值。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括电耦合到动力电源路径的动力电流传感器,其中动力电流传感器被配置为提供动力电流值。示例性系统包括至少一个辅助电流传感器,每个辅助电流传感器电耦合到至少一个辅助电源路径中的一者,每个辅助电流传感器被配置为提供对应辅助电流值。示例性系统包括其中控制器还包括车辆接口电路,该车辆接口电路被结构化为向车辆网络提供动力电流值;其中车辆接口电路被进一步结构化为向车辆网络提供与至少一个辅助电源路径中的每一者相对应的辅助电流值;和/或还包括电池管理控制器,该电池管理控制器被配置为从车辆网络接收动力电流值。
示例性程序包括提供电源分配单元的操作,该电源分配单元具有动力电流保护电路和至少一个辅助电流保护电路;通过动力电流保护电路给车辆动力电源路径供电的操作;通过至少一个辅助电流保护电路中的对应一者给至少一个辅助负载供电的操作;确定与动力电源路径相对应的动力电流值的操作;以及确定与至少一个辅助电流保护电路中的每一者相对应的辅助电流值的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括向车辆网络提供动力电流值的操作;和/或用电池管理控制器接收动力电流值的操作。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元具有设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括:热熔断器;与热熔断器串联布置的接触器;和控制器,该控制器包括:电流检测电路,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径的电流;和熔断器管理电路,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供接触器激活命令;并且其中接触器响应于接触器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中热熔断器包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。示例性系统包括其中热熔断器包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性系统包括其中接触器包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。示例性系统包括其中接触器包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性系统包括其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于电流指示动力电源路径保护事件而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中电流检测电路被进一步结构化为通过执行至少一个操作来确定动力电源路径保护事件,所述至少一个操作选自由以下组成的操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。
示例性程序包括通过电流保护电路给车辆的动力电源路径供电的操作,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;确定流过动力电源路径的电流的操作;以及响应于电流而选择性地断开接触器的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括提供具有电流额定值的热熔断器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括提供具有电流额定值的热熔断器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括提供具有电流额定值的接触器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括提供具有电流额定值的接触器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括断开接触器的操作进一步响应于以下至少一者:电流的变化速率;电流与阈值的比较;电流的积分值或累加值中的一者;以及任何前述方面的预期值或预测值。
示例性程序包括通过电流保护电路给车辆的动力电源路径供电的操作,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;确定流过动力电源路径的电流的操作;响应于电流超过阈值而断开接触器的操作;确认车辆操作条件允许接触器的重新连接的操作;以及响应于车辆操作条件而命令接触器闭合的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括确认车辆操作条件包括选自由以下组成的条件的至少一个车辆操作条件的操作:紧急车辆操作条件;用户超控车辆操作条件;维修事件车辆操作条件;以及在车辆网络上传送的重新连接命令。示例性程序包括在命令接触器闭合期间监测动力电源路径并且响应于该监测而重新断开接触器的操作。示例性程序包括响应于断开接触器而确定累加接触器断开事件描述的操作;响应于累加接触器断开事件描述超过阈值而防止命令接触器闭合的操作;和/或响应于断开接触器期间的电流而调节累加接触器断开事件描述的操作。示例性程序包括响应于断开接触器期间的电流和命令接触器闭合期间动力电源路径的监测中的一者而诊断焊接接触器的操作。示例性程序包括响应于断开接触器期间接触器致动器位置、接触器致动器响应或动力电源路径中的至少一者的监测而诊断焊接接触器的操作;和/或响应于经诊断的焊接接触器而防止命令接触器闭合的操作。
示例性装置包括动力电源电流保护电路,该动力电源电流保护电路被结构化为:确定流过车辆的动力电源路径的电流;以及响应于电流超过阈值而断开设置在电流保护电路中的接触器,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;车辆重新供电电路,该车辆重新供电电路被结构化为:确认车辆操作条件允许接触器的重新连接;以及响应于车辆操作条件而闭合接触器。
以下描述示例性装置的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性装置包括其中车辆重新供电电路被进一步结构化为通过确认选自由以下组成的条件的至少一个车辆操作条件来确认车辆操作条件:紧急车辆操作条件;用户超控车辆操作条件;维修事件车辆操作条件;以及在车辆网络上传送的重新连接命令。示例性装置包括其中动力电源电流保护电路被进一步结构化为在闭合接触器期间监测动力电源路径,并且其中车辆重新供电电路被进一步结构化为响应于该监测而重新断开接触器。示例性装置包括接触器状态电路,该接触器状态电路被结构化为响应于断开接触器而确定累加接触器断开事件描述;其中车辆重新供电电路被进一步结构化为响应于累加接触器断开事件描述超过阈值而防止闭合接触器;和/或其中接触器状态电路被进一步结构化为响应于断开接触器期间的电流而调节累加接触器断开事件描述。示例性装置包括接触器状态电路,该接触器状态电路被结构化为响应于命令接触器闭合期间的以下一者而诊断焊接接触器:断开接触器期间的电流;以及动力电源电流保护电路对动力电源路径的监测。示例性装置包括接触器状态电路,该接触器状态电路被结构化为响应于接触器断开期间对以下至少一者的监测而诊断焊接接触器:车辆重新供电电路对接触器致动器位置的监测;车辆重新供电电路对接触器致动器响应的监测;以及动力电源电流保护电路对动力电源路径的监测;和/或其中接触器状态电路被进一步结构化为响应于经诊断的焊接接触器而防止闭合接触器。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括:设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;高电压电源输入耦合器,该高电压电源输入耦合器包括高电压电源的第一电接口;高电压电源输出耦合器,该高电压电源输出耦合器包括动力电源负载的第二电接口;并且其中电流保护电路将高电压电源输入电耦合到高电压电源输出,且其中电流保护电路至少部分地设置在电源分配单元的层合层中,该层合层包括设置两个电绝缘层的导电流动路径。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电流保护电路包括设置在电源分配单元的层合层中的动力电源母线。示例性系统包括其中车辆还包括辅助电源路径;其中电源分配单元还包括:设置在辅助电源路径中的辅助电流保护电路,该辅助电流保护电路包括第二热熔断器;辅助电压电源输入耦合器,该辅助电压电源输入耦合器包括低电压电源的第一辅助电接口;辅助电压电源输出耦合器,该辅助电压电源输出耦合器包括辅助负载的第二辅助电接口;并且其中辅助电流保护电路将辅助电压电源输入电耦合到辅助电压电源输出,并且其中辅助电流保护电路至少部分地设置在电源分配单元的层合层中。示例性系统包括其中电源分配单元的层合层还包括设置在两个绝热层之间的至少一个导热流动路径;其中至少一个导热流动路径被配置为提供散热器与热源之间的热耦合器,其中热源包括接触器、热熔断器和第二热熔断器中的至少一者;其中散热器包括至主动冷却源的热耦合器和电源分配单元的外壳中的至少一者;和/或还包括设置在至少一个导热流动路径与热源之间的热导管。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;电流源电路,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为跨热熔断器注入电流;以及电压确定电路,该电压确定电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中动力电源路径包括直流电源路径:其中电流源电路包括交流电流源和时变电流源中的至少一者,还包括电耦合到热熔断器的硬件滤波器,该硬件滤波器响应于电流源电路的注入频率来配置;其中硬件滤波器包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于电流源电路的注入频率而确定的截止频率;其中硬件滤波器包括低通滤波器,该低通滤波器具有响应于电流源电路的注入频率或动力电源路径的负载变化值中的至少一者而确定的截止频率;其中硬件滤波器包括低通滤波器,该低通滤波器具有响应于电流源电路的注入频率或动力电源路径的负载变化值中的至少一者而确定的截止频率;其中电压确定电路被进一步结构化为响应于高通滤波器的输出而确定热熔断器的注入电压降;其中电压确定电路被进一步结构化为响应于注入电压降而确定热熔断器阻抗值;和/或其中电压确定电路被进一步结构化为响应于低通滤波器的输出而确定热熔断器的负载电压降,该系统还包括负载电流电路,该负载电流电路被结构化为响应于热熔断器阻抗值且进一步响应于负载电压降而确定流过熔断器的负载电流。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;电流源电路,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为跨热熔断器注入电流;电压确定电路,该电压确定电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,其中电压确定电路包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电压确定电路还包括带通滤波器,该带通滤波器具有为界定注入电流的频率而选择的带宽。示例性系统包括其中高通滤波器包括模拟硬件滤波器,并且其中带通滤波器包括数字滤波器。示例性系统包括其中高通滤波器和带通滤波器包括数字滤波器;其中电压确定电路被进一步结构化为响应于注入电压降而确定热熔断器阻抗值;和/或还包括熔断器表征电路,该熔断器表征电路被结构化为存储熔断器电阻值和熔断器阻抗值中的一者,并且其中熔断器表征电路被进一步结构化为响应于热熔断器阻抗值而更新熔断器电阻值和熔断器阻抗值中的所存储的一者。示例性系统包括其中熔断器表征电路被进一步结构化为通过执行至少一个操作来更新熔断器电阻值和熔断器阻抗值中的所存储的一者,所述至少一个操作选自由以下组成的操作:将值更新到热熔断器阻抗值;使用热熔断器阻抗值作为滤波器输入来对值进行滤波;在一定时间周期或热熔断器阻抗值的一定确定数量内拒绝热熔断器阻抗值;以及通过对随时间推移的多个热阻抗值执行滚动平均来更新值。示例性系统包括其中电源分配单元还包括设置在其中的多个热熔断器,并且其中电流源电路进一步电耦合到所述多个热熔断器,且跨所述多个热熔断器中的每一者顺序地注入电流;并且其中电压确定电路进一步电耦合到所述多个热熔断器中的每一者,且被进一步结构化为确定所述多个热熔断器中的每一者的注入电压量、热熔断器阻抗值中的至少一者;其中电流源电路被进一步结构化为以熔断器的所选择的次序跨所述多个热熔断器中的每一者顺序地注入电流;其中电流源电路被进一步结构化为响应于以下至少一者而调节所选择的次序:熔断器中的每一者的温度的变化速率;熔断器中的每一者的重要值;熔断器中的每一者的关键性;熔断器中的每一者的电源吞吐量;以及熔断器中的每一者的故障条件或熔断器健康条件中的一者;和/或其中电流源电路被进一步结构化为响应于车辆的计划的占空比和观测的占空比中的一者而调节所选择的次序。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为通过一系列注入频率扫描注入电流;其中电流源电路被进一步结构化为以多个注入频率跨热熔断器注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以多个注入电压幅值跨热熔断器注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以响应于热熔断器的电源吞吐量而确定的注入电压幅值跨热熔断器注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以响应于车辆的占空比而确定的注入电压幅值跨热熔断器注入电流。
示例性程序包括确定熔断器电流测量系统的零位偏移电压的操作,包括确定电气地设置在电源和电负载之间的熔断器的熔断器负载不需要电流的操作;响应于熔断器负载不需要电流而确定零位偏移电压的操作;以及存储零位偏移电压的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于所确定的零位偏移电压而更新所存储的零位偏移电压的操作。示例性程序包括响应于零位偏移电压而诊断部件的操作;和/或确定多个部件中的哪一个部件对零位偏移电压有贡献的操作。示例性程序包括确定熔断器负载不需要电流的操作包括选自由以下组成的操作的至少一个操作:确定包括熔断器、电源和电负载的车辆已发生切断(key-off)事件的操作;确定车辆已发生接通(key-on)事件的操作;以及确定车辆掉电的操作;以及确定车辆处于附属条件的操作,其中处于附属条件的车辆不会通过熔断器供电。
确定偏移电压以调节熔断器电流确定的示例性装置包括熔断器负载电路,该熔断器负载电路被结构化为确定熔断器负载不需要电流,并且进一步确定与熔断器相关联的接触器断开;偏移电压确定电路,该偏移电压确定电路被结构化为响应于确定熔断器负载不需要电流而确定对应于与熔断器相关联的熔断器电路中的至少一个部件的偏移电压;以及偏移数据管理电路,该偏移数据管理电路被结构化为存储偏移电压,并且传送电流计算偏移电压以便控制器用来确定流过熔断器的电流。
示例性程序包括为电源分配单元中的熔断器电路提供数字滤波器的操作,包括跨熔断器注入交流电流的操作,该熔断器电气地设置在电源与电负载之间;通过对熔断器的测得的电流值和测得的电压值中的一者执行低通滤波器操作来确定流过熔断器的基本功率的操作;以及通过对熔断器的测得的电流值和测得的电压值中的一者执行高通滤波器操作来确定注入电流值的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于流过熔断器的功率和电流中的一者的占空比而调节低通滤波器和高通滤波器中的至少一者的参数的操作。示例性程序包括通过一系列注入频率扫描注入交流电流的操作。示例性程序包括以多个注入频率跨熔断器注入交流电流的操作。示例性程序包括这样的操作,其中电流源电路被进一步结构化为以多个注入电压幅值跨熔断器注入电流。示例性程序包括这样的操作,其中电流源电路被进一步结构化为以响应于熔断器的电源吞吐量而确定的注入电压幅值跨熔断器注入电流。
示例性程序包括校准熔断器电阻确定算法的操作,包括:存储与多个占空比值相对应的多个校准集的操作,所述占空比包括与电气地设置在电源和电负载之间的熔断器相对应的电吞吐量值;其中校准集包括操作地耦合到熔断器的电流注入设备的电流源注入设置;确定包括熔断器、电源和电负载的系统的占空比的操作;响应于所述多个校准集和所确定的占空比而确定电流注入设备的注入设置的操作;以及响应于所确定的注入设置而操作电流注入设备的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括这样的操作,其中校准集还包括至少一个数字滤波器的滤波器设置,其中该方法还包括利用至少一个数字滤波器来确定熔断器电阻。
示例性程序包括对1的操作。一种提供独特电流波形来改善电源分配单元的熔断器电阻测量的方法,包括:确认电气地定位在熔断器电路中的接触器断开,其中熔断器电路包括电气地设置在电源与电负载之间的熔断器;确定熔断器电路的零位电压偏移值;进行跨熔断器的多个电流注入序列,所述电流注入序列中的每一者包括所选择的电流幅值、电流频率和电流波形值;响应于电流注入序列和零位电压偏移值而确定熔断器电阻值。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于所述多个电流注入序列中的每一者而调节数字滤波器的滤波特性并且在所述多个电流注入序列中的对应一者期间使用数字滤波器利用经调节的滤波特性来测量熔断器电路电压和熔断器电路电流中的一者的操作。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;电流源电路,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为跨热熔断器注入电流;电压确定电路,该电压确定电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值,其中电压确定电路被结构化为执行频率分析操作以确定注入电压量。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电压确定电路被进一步结构化为通过以感兴趣的频率确定跨熔断器的电压的幅值来确定注入电压量;和/或其中响应于注入电压的频率来确定感兴趣的频率。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为通过一系列注入频率扫描注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以多个注入频率跨热熔断器注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以多个注入电压幅值跨热熔断器注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以响应于热熔断器的电源吞吐量而确定的注入电压幅值跨热熔断器注入电流。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为以响应于车辆的占空比而确定的注入电压幅值跨热熔断器注入电流。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;电流源电路,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定动力电源路径的负载电源吞吐量为低,且响应于动力电源路径的负载电源吞吐量为低而跨热熔断器注入电流;电压确定电路,该电压确定电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,其中电压确定电路包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为响应于车辆处于关停状态而确定动力电源路径的负载电源吞吐量为低。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为响应于车辆处于切断状态而确定动力电源路径的负载电源吞吐量为低。示例性系统包括其中电流源电路被进一步结构化为响应于车辆的动力扭矩要求为零而确定动力电源路径的负载电源吞吐量为低。示例性系统包括其中电源分配单元还包括多个熔断器,并且其中电流源电路被进一步结构化为以所选择的序列跨所述多个熔断器中的每一者注入电流;和/或其中电流源电路被进一步结构化为在车辆的第一关停事件时跨所述多个熔断器中的第一者注入电流,并且在车辆的第二关停事件时跨所述多个熔断器中的第二者注入电流。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;电流源电路,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为跨热熔断器注入电流;电压确定电路,该电压确定电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,其中电压确定电路包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率;以及熔断器状态电路,该熔断器状态电路被结构化为响应于注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者而确定熔断器条件值。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中熔断器状态电路被进一步结构化为通过提供熔断器条件值的故障代码或通知中的至少一者来提供熔断器条件值;其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器条件值而调节动力电源路径的最大功率额定值;其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器条件值而调节动力电源路径的最大功率转换速率;其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器条件值而调节电流保护电路的配置;其中电源分配单元还包括主动冷却接口,并且其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器条件值而调节主动冷却接口;其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器条件值指示熔断器条件已改善而清除熔断器条件值的故障代码或通知中的至少一者;其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器的维修事件而清除熔断器条件值的故障代码或通知中的至少一者;其中熔断器状态电路被进一步结构化为响应于熔断器条件值而确定熔断器寿命剩余值;其中熔断器状态电路被进一步结构化为进一步响应于车辆的占空比而确定熔断器寿命剩余值;和/或其中熔断器状态电路被进一步结构化为进一步响应于动力电源路径的经调节的最大功率额定值或动力电源路径的经调节的最大功率转换速率中的一者而确定熔断器寿命剩余值。
示例性系统包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;熔断器热模型电路,该熔断器热模型电路被结构化为确定热熔断器的熔断器温度值,并且响应于熔断器温度值而确定熔断器条件值。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括电流源电路,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为跨热熔断器注入电流;电压确定电路,该电压确定电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,其中电压确定电路包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率;并且其中熔断器热模型电路被结构化为进一步响应于注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者而确定热熔断器的熔断器温度值。示例性系统包括其中熔断器热模型电路被进一步结构化为通过对热熔断器温度剧增事件的数量进行计数来确定熔断器条件值;和/或其中热熔断器温度剧增事件各自包括时间阈值内的温升阈值。示例性系统包括其中熔断器热模型电路被进一步结构化为通过对熔断器温度值进行积分来确定熔断器条件值;和/或其中熔断器热模型电路被进一步结构化为通过对高于温度阈值的熔断器温度值进行积分来确定熔断器条件值。
附图说明
根据详细描述和附图,将更全面地理解本公开,其中:
图1示出了实施方案系统,其示意性地描绘了操作地定位在电源和负载之间的电源分配单元(PDU)。
图2描绘了更详细的实施方案系统,其示意性地描绘了PDU。
图3描绘了熔断器的非限制性示例性响应曲线。
图4描绘了移动应用(诸如车辆)的非限制性示例性系统。
图5描绘了包括PDU的非限制性示例性系统。
图6描绘了包括PDU全部或部分的实施方案装置。
图7示出了主熔断器与层合层之间的交互的非限制性示例。
图8示出了主熔断器与层合层之间的交互的非限制性示例的更近细部。
图9描绘了层合层的侧截面的实施方案详细视图。
图10示出了非限制性示例性装置的顶视图。
图11示出了非限制性示例性装置的另选侧视图。
图12描绘了实施方案配置,其示出了主熔断器,该主熔断器耦合到主熔断器底侧上的层合层。
图13描绘了实施方案配置,其示出了主熔断器,该主熔断器耦合到主熔断器底侧上的具有热翅片的层合层。
图14描绘了实施方案配置,其示出了主熔断器,该主熔断器耦合到主熔断器底侧上的具有用于增强热流的特征的层合层。
图15描绘了另选实施方案配置,其示出了主熔断器,该主熔断器耦合到主熔断器底侧上的具有用于热流的特征的层合层。
图16描绘了另选实施方案配置,其示出了主熔断器,该主熔断器耦合到主熔断器底侧上的具有用于热流的特征的层合层。
图17描绘了另选实施方案配置,其示出了主熔断器,该主熔断器耦合到主熔断器底侧上的具有用于热流的特征的层合层。
图18示出了非限制性示例性系统,该系统包括定位在电池组外壳或壳体内的PDU。
图19示出了非限制性示例性系统,该系统包括热传递系统的冷却剂回路中的PDU。
图20示出了用于提供对熔断器妨害故障(nuisance fault)和系统失效的附加保护的非限制性示例性装置。
图21描绘了用于实现系统响应值的实施方案例示性数据。
图22描绘了利用有功电流注入来测量流过熔断器的电流的非限制性示例性装置。
图23描绘了确定零位偏移电压和/或诊断系统部件的非限制性示例性装置。
图24描绘了对流过熔断器电路的电流测量提供数字滤波的非限制性示例性装置。
图25描绘了可存在于PDU上的非限制性示例性熔断器电路。
图26描绘了具有接触器的熔断器电路的实施方案。
图27描绘了包括多个熔断器的实施方案熔断器电路。
图28描绘了具有与接触器并联的熔断器的熔断器电路。
图29描绘了例示性数据,其示出了对车辆的行驶循环的熔断器响应。
图30描绘了非限制性示例性系统,该系统包括电源和负载,并且熔断器电气地设置在负载与电源之间。
图31描绘了确定偏移电压以调节熔断器电流确定的非限制性示例性装置。
图32描绘了非限制性示例性装置,其被描绘为提供独特电流波形以改善PDU的熔断器电阻测量。
图33描绘了提供独特电流波形以改善PDU的熔断器电阻测量的非限制性示例性程序。
图34描绘了进行多个注入序列的非限制性示例性程序。
图35描绘了示例性测试的例示性注入特性。
图36描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图37描绘了利用并联热熔断器和高温熔断器的程序的示意性流程图。
图38描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图39描绘了操作热熔断器旁路的程序的示意性流程图。
图40描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图41描绘了操作热熔断器旁路的程序的示意性流程图。
图42描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图43描绘了操作并联热熔断器的程序的示意性流程图。
图44描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图45描绘了选择性地配置电流保护电路的程序的示意性流程图。
图46描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图47描绘了确定熔断器事件值并对其作出响应的程序的示意性流程图。
图48描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图49描绘了确定流过多个熔断器的电流的程序的示意性流程图。
图50描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图51描绘了操作与接触器串联的热熔断器的程序的示意性流程图。
图52描绘了重新连接接触器的程序的示意性流程图。
图53描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图54描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图55描绘了具有PDU的车辆的示意图。
图56描绘了确定零位偏移电压的程序的示意性流程图。
图57描绘了用于确定偏移电压的装置的示意图。
图58描绘了确定注入电流值的程序的示意性流程图。
图59描绘了校准熔断器电阻算法的程序的示意性流程图。
图60描绘了使用独特电流波形来确定熔断器电阻的程序的示意性流程图。
图61描绘了具有电流保护电路的车辆的示意图。
图62描绘了具有电流保护电路的车辆的示意图。
图63描绘了具有电流保护电路的车辆的示意图。
具体实施方式
参考图1,示意性地描绘了示例性系统100,其包括操作地定位在电源104与负载106之间的电源分配单元(PDU)102。电源104可为任何类型-包括至少电池、发电机和/或电容器。电源104可包括多个电源或输电线,它们可根据电源类型来分布(例如,与发电机输入分开的电池输入)和/或可根据所供电的设备来分布(例如,与主负载电源诸如动力电源分开的辅助和/或附属电源、和/或附件内的分路、动力电源内的分路等)。负载106可为任何类型,包括一个或多个动力负载(例如,至单独驱动轮电机、至全局动力驱动电机等)、一个或多个附件(例如,车载附件,诸如转向器、风扇、灯、驾驶室电源等)。在某些实施方案中,PDU102使该应用的电气系统(包括系统100)易于集成,诸如通过利用统一输入和输出通道,将所有电源分配分组到单个盒、单个区域和/或单个逻辑集成部件组中。在某些实施方案中,PDU 102提供电气系统的保护,包括电气系统或电气系统的单独方面的熔断和/或连接或断开连接(手动和/或自动)。在某些实施方案中,一个或多个电源104可为高电压(例如,动力电源,其可为96V、230V-360V、240V、480V或任何其他值)或低电压(例如,12V、24V、42V或任何其他值)。在某些实施方案中,一个或多个电源104可为直流(DC)电源或交流(AC)电源,包括多相(例如,三相)AC电源。在某些实施方案中,PDU 102是直通设备,其大致如电源104所配置的那样向负载106供电-例如仅受到并非针对电源配置提供的PDU 102的感测和其他操作的影响。在某些实施方案中,PDU 102可包括电源电子器件,其例如进行整流、调节电压、清理嘈杂电源等以向负载106提供所选择的电源特性。
参考图2,示意性地描绘了示例性PDU 102的更详细视图。示例性PDU 102包括可由一个或多个电源104提供的主电源202(例如,高电压、主负载电源、动力电源等)以及可由一个或多个电源104提供的辅助电源204(例如,辅助、附属、低电压等)。示例性PDU 102描绘了单个主电源202和单个辅助电源204,但给定应用可包括一个或多个主电源202,并且可包括分开的辅助电源204和/或省略辅助电源204。
示例性PDU 102还包括冷却剂入口206和冷却剂出口204。向PDU 102提供冷却剂是任选的并且可不包括在某些实施方案中。冷却剂根据在该应用中的可用性而可为任何类型,包括例如可用的车载冷却剂(例如,发动机冷却剂、传动装置冷却剂、与辅助设备或其他电源部件(诸如电源104)相关联的冷却剂流等),和/或可为专用于PDU 102的冷却剂。在存在的情况下,冷却剂所提供的冷却量可为可变的,例如方法是通过诸如以下方式改变流过PDU 102中的冷却剂回路的冷却剂的量:操作PDU 102内的硬件(例如,阀门或限流装置),向该系统中的另一个设备提供冷却剂流量的请求等。
示例性PDU 102还包括主电源出线210和辅助电源出线212。如前所述,PDU 102可包括多个主电源出线210,和/或划分的、多个、多路复用和/或省略的辅助电源出线212。示例性PDU 102是直通电源设备,其中除了因感测和/或主动诊断而引起的对电源的影响之外,电源出线210,212具有对应电源进线202,204的大致相同电特性。然而,PDU 102可包括以任何期望方式配置电源的电源电子器件(固态或其他)。
示例性PDU 102还包括控制器214,该控制器被配置为在功能上执行PDU 102的某些操作。控制器214包括和/或通信地耦合到PDU 102中的一个或多个传感器和/或致动器,例如以确定PDU 102中的任何电源或输入、熔断器、连接器或其他设备的电流值、电压值和/或温度。附加地或另选地,控制器214通信地耦合到包括PDU 102的系统100,包括例如车辆控制器、发动机控制器、传动装置控制器、应用控制器、和/或网络设备或服务器(例如,车队计算机、云服务器等)。控制器214可耦合到应用网络(例如,CAN、数据链路、私用或公用网络等)、外部网络、和/或另一个设备(例如,操作员的便携式设备、车辆的驾驶室内计算机等)。为便于说明,控制器214被示意性地描绘为单个独立设备。应当理解,控制器214和/或控制器214的各方面可跨多个硬件设备分布,包括在另一个硬件设备内(例如,电源、负载、车辆、应用等的控制器),和/或被配置为硬件设备、逻辑电路等以执行控制器214的一个或多个操作。PDU 102被示意性地描绘为单个壳体内的设备,但可位于单个壳体内和/或分布在一个应用内的两个或更多个地方。在某些实施方案中,PDU 102包括在单个壳体内提供了集成、减少占有面积和/或简化接口的某些优点。附加地或另选地,本文设想了PDU 102包括在一个应用中的超过一个位置中,和/或本文设想了超过一个PDU 102包括在一个应用内。
示例性PDU 102包括主接触器216,其选择性地控制PDU 102的主电源吞吐量。在该示例中,主接触器216通信地耦合到控制器214并且受到该控制器的控制。主接触器216可附加地为可手动控制的,和/或其他主接触器216可在主电源的同一线路上且为可手动控制的。示例性主接触器216包括螺线管(或其他基于线圈的)接触器,使得使螺线管通电提供连接的主电源(例如,常开,或在不通电时使电源断开连接)和/或使螺线管通电提供断开连接的主电源(例如,常闭,或在不通电时连接电源)。系统100的特性,包括有关在控制器214电源故障时电源是否应为有源的设计选择、维修计划、落实的法规和/或政策、系统100的功率损失的后果、通常在主电源上输送的电压、正手动断开选项的可用性等,可通知或决定主接触器216是常开还是常闭的决策。在某些实施方案中,主接触器216可为固态设备,诸如固态继电器。在存在超过一个主接触器216的情况下,各种接触器可包括相同或不同硬件(例如,一个是螺线管且一个是固态继电器),和/或可包括用于实现常开或常闭的相同或不同逻辑。主接触器216可附加地可由PDU 102外部的设备控制(例如按键开关锁定,系统100中的另一个控制器有权控制主接触器216等),和/或控制器214可响应于外部命令而断开或闭合主接触器216,和/或在主电源的同一线路上的附加接触器可响应于PDU 102外部的设备。
示例性PDU 102包括辅助接触器218,其选择性地控制PDU 102的辅助电源吞吐量。在该示例中,辅助接触器218通信地耦合到控制器214并且受到该控制器的控制。辅助接触器218可附加地为可手动控制的,和/或其他辅助接触器218可在辅助电源的同一线路上且为可手动控制的。示例性辅助接触器218包括螺线管(或其他基于线圈的)接触器,使得使螺线管通电提供连接的辅助电源(例如,常开,或在不通电时使电源断开连接)和/或使螺线管通电提供断开连接的辅助电源(例如,常闭,或在不通电时连接电源)。系统100的特性,包括有关在控制器214电源故障时电源是否应为有源的设计选择、维修计划、落实的法规和/或政策、系统100的功率损失的后果、通常在一个或多个辅助电源上输送的电压、正手动断开选项的可用性等,可通知或决定辅助接触器218是常开还是常闭的决策。在某些实施方案中,辅助接触器218可为固态设备,诸如固态继电器。辅助接触器218可附加地可由PDU 102外部的设备控制(例如按键开关锁定,系统100中的另一个控制器有权控制辅助接触器218等),和/或控制器214可响应于外部命令而断开或闭合辅助接触器218,和/或在辅助电源的同一线路上的附加接触器可响应于PDU 102外部的设备。在某些实施方案中,可将辅助接触器218提供给每个辅助线路、辅助线路子组(例如,四个辅助电源输入,且有2、3或4个辅助接触器218)等。
示例性PDU 102包括电流源220,该电流源可为交流电流源和/或可作为控制器214上的固体电子器件来提供。电流源220能够跨主熔断器222向主电源提供所选择的电流注入,例如形式为AC电流、DC电流和/或随时间推移的可控电流。例如,PDU 102可包括传感器,诸如主电源上的电压和/或电流传感器,并且电流源220以被配置为将期望电流注入到主电源的方式向电源(其可为外部电源和/或通过控制器拉出)提供电连接。电流源220可包括反馈以确保注入期望电流,例如以对系统噪声、可变性和老化作出响应,和/或可应用标称电连接以注入电流,并且控制器214确定传感器输入以确定在主电源上实际注入了什么电流。示例性PDU 102描绘了与主熔断器222相关联的电流源220,但PDU 102还可包括与PDU 102中的熔断器222,224中的任何一者或多者相关联的一个或多个电流源220,包括单独地、按子组地跨熔断器、或一次跨所有熔断器(以熔断器上的电源兼容性为条件-例如一般应避免跨电耦合的熔断器的同时电流注入)。可以看出,包括附加电流源220在跨单独熔断器注入电流以及管理熔断器随时间推移的变化方面可提供更大的分辨率,而包括更少电流源220可降低系统成本和复杂性。在某些实施方案中,电流源220被配置为按序列或排程和/或在控制器214请求下跨PDU 102中的每个熔断器和/或跨感兴趣的每个熔断器选择性地注入电流。
示例性PDU 102包括主熔断器222和辅助熔断器224。一个或多个主熔断器222与主电源相关联,并且辅助熔断器224与辅助电源相关联。在某些实施方案中,熔断器是热熔断器,诸如表现出发热且意欲在相关联的输电线中超过给定电流分布时失效的电阻设备。参考图3,描绘了熔断器的典型且非限制性的示例性响应曲线。曲线302表示应用损坏曲线,其描绘了电流-时间空间,在该电流-时间空间内,如果超过该曲线,则该应用的某方面会被损坏。例如,在示例性应用损坏曲线302中,如果超过10倍额定电流持续约50毫秒,则会发生该应用的某方面的损坏。应当理解,一个应用可包含许多部件,并且这些部件在应用损坏曲线302中可有所不同。另外,每个熔断器222,224可与具有不同于其他部件的损坏曲线的不同部件相关联。曲线304表示控制空间,其中在某些实施方案中,控制器114提供控制保护以在熔断器失效或非标称操作的情况下阻止系统达到应用损坏曲线302。应用损坏曲线302可为指定值,例如须满足的系统要求,其中应用损坏曲线302的超越不满足系统要求,但可能在电流-时间空间中的某个其他值处出现部件的实际损坏。曲线306表示例示性熔断器的熔断器熔化线。在熔断器熔化线306的位置处,熔断器温度超过熔断器设计温度,并且熔断器熔化。然而,熔断器在熔化开始之后的一定时间周期继续导通,如熔断器导通线308所描绘(例如,由于在连接中断之前经熔化材料的导通、电弧放电等)。当时间-电流空间达到熔断器导通线308时,熔断器不再在输电线上导通,并且该线路断开连接。应当理解,具体系统动态、熔断器间可变性、熔断器老化(例如,所引起的机械或热劣化、组成变化或氧化等)、所经历的电流的确切性质(例如,电流的上升时间)以及其他真实世界变量将影响熔断器熔化和熔断器断开连接的确切时序。然而,即使采用如图3所描绘的标称熔断器,可以看出对于极高电流,标称熔断器导通线308和甚至熔断器熔化线306也可跨越应用损坏曲线302-例如因为熔断器断开连接操作的某些动态对在极高电流值下施加的电流有较少响应(在时间域中)或无响应。
示例性PDU 102还包括与辅助电源相关联的传导层226以及与主电源相关联的传导层228。传导层226,228包括输电线与熔断器的电源耦合器。在某些实施方案中,传导层226,228仅仅是熔断器与至PDU 102的电源连接之间的电线或其他传导性耦合器。附加地或另选地,传导层226,228可包括平坦或层合部分(例如具有冲压或成形传导层)以提供PDU102内的电源连接,和/或传导层226,228的部分可包括平坦或层合部分。不限于本文所提供的任何其他公开内容,平坦或层合部分的利用提供了传导层226,228的制造灵活性、传导层226,228的安装灵活性和/或减小的安装占有面积,和/或提供了传导层226,228与PDU 102的部分(例如PDU 102内的熔断器、控制器、接触器或其他设备)之间的更大接触面积,其中传导层226,228与其他设备之间的热接触和/或电接触是期望的。示例性传导层226,228被描绘为与熔断器相关联,但传导层226,228可附加地或另选地与PDU 102内的控制器214(例如,电源耦合器、PDU 102之内或之外的通信、至致动器的耦合器、至传感器的耦合器和/或热耦合器)、接触器216,218和/或任何其他设备相关联。
参考图4,示例性系统400是移动应用,诸如车辆。示例性系统400包括高电压电池104,该高电压电池通过PDU 102电耦合到高电压负载106。在示例性系统400中,辅助原动机诸如内燃机402(具有相关联的转换电子器件,诸如发电机、电动发电机和/或反相器)附加地耦合到PDU 102。应当理解,高电压电池104和/或辅助原动机402可在系统400的某些操作条件期间充当电源或负载,并且另外高电压负载106(例如,电动机或耦合到车轮的电动发电机)可在某些操作条件期间充当负载或电源。本文对负载106和电源104的描述是非限制性的,并且即使所述负载106和/或电源104经常、通常或始终在非所述名称的模式下操作,也仅引用为概念性描述选择的标称操作、普通操作和/或操作条件。例如,高电压电池104可在从电池获取净能量的动力操作期间作为电源操作,和/或在充电操作、车轮或辅助原动机对电池充电的动力操作等期间作为负载操作。
示例性系统400还包括控制动力系统的操作的动力系统控制器404,该动力系统控制器可与系统400中的另一个部件相关联和/或为系统中的另一个控制器(例如,车辆控制器、电池控制器、电机或电动发电机控制器、和/或发动机控制器)的一部分。示例性系统400还包括充电器406和低电压负载(图4的示例中的“12V自动负载”),该充电器通过PDU 102耦合到高电压电池404,并且该低电压负载表示系统400中的辅助和附属负载。本领域技术人员将系统400识别为包括车辆的串联式混合动力系统-例如其中辅助电源(例如,内燃机)仅与电气系统交互以对电池进行再充电和/或在操作期间提供附加实时电源,但不与驱动轮机械地交互。附加地或另选地,系统可包括并联式混合系统,其中辅助电源可与驱动轮机械地交互,和/或与电气系统交互(与任一者或两者交互)。附加地或另选地,系统可为纯电动系统,其中不存在辅助电源,和/或其中存在辅助电源,但该辅助电源不与高电压/动力电源系统交互(例如,至驱动附件、制冷系统等的替代电源单元-该电源可通过PDU 102传送,但与动力电源电气系统分开)。在某些实施方案中,动力系统(诸如车辆)例如在加速、减速、时走时停交通、紧急操作等期间经历高瞬态负载循环,因此这种系统中的电源管理很复杂,并且某些设备(诸如熔断器)可易受到高瞬态负载循环的影响。附加地或另选地,车辆的操作丧失可导致系统停机时间的成本、货物丢失或不及时配送、和/或因失效带来的显著操作风险(例如,使操作员和/或车辆滞留、交通中的操作丧失、快车道上的操作丧失等)。在某些实施方案中,可为混合动力和/或纯电动的其他系统附加地或另选地受到高度可变的占空比和/或对操作中断的特定脆弱性,诸如但不限于泵送操作、较大过程的过程操作(例如,化工、精炼、钻探等)、发电操作、采矿作业等。这些和其他操作的系统失效可涉及外部效应,诸如与超过特定系统的停机时间的过程失效相关联的损失,和/或此类系统的停机时间可产生显著成本。
参考图5,示例性系统被描绘为包括PDU 102。示例性PDU 102具有多个辅助电源连接(例如,该示例中的充电、动力转向、车辆附件和用于电流检测的负载回路)和主动力/牵引力电源连接。示例性系统500包括两个高电压接触器,电池高端和低端各有一个,其中在该示例中,两个高电压接触器可由系统控制板控制,但可附加地或另选地为手动的(例如,可由操作员触及的开关)。系统控制板可附加地控制主断路器,该主断路器可使经过PDU102的所有电源断开连接。系统500还描绘了电源熔断器旁路502,该电源熔断器旁路可由系统控制板控制,并且支持如通篇描述的本公开的某些操作。系统500描绘了电源熔断器旁路502,但可附加地或另选地包括辅助熔断器中的一者或多者、辅助熔断器的任何子组和/或所有辅助熔断器一起的辅助旁路。示例性系统500包括任选的冷却剂供应和返回耦合器。系统500中的电池耦合描绘了230V至400V电池耦合,但高电压耦合可为任何值。系统控制板被描绘为通信地耦合到12V CAN网络,但系统控制板与周围应用或系统的通信耦合可为本领域所理解的任何网络、多个网络(例如,车辆、发动机、动力系统、私用、公用、OBD等),和/或可为或可包括无线网络连接。
参考图6,描绘了例示性装置1300,其可包括PDU 102全部或部分。本文引用主熔断器222与层合层226/228之间的交互的任何描述附加地或另选地设想了装置1300中的任何熔断器和/或连接器和/或如本公开通篇所述的PDU 102的任何其他部件之间的交互。示例性装置1300包括接触器216/218,这些接触器可为高电压接触器,和/或可与装置1300中的熔断器222,224中的各种熔断器相关联。装置1300包括层合层226/228,这些层合层可包括装置1300中的传导电路的某些方面的传导层。层合层226/228可附加地或另选地为装置1300中的各种部件提供刚度和/或结构支撑。层合层226/228可被配置为以支持层合层226/228的功能(包括结构功能、热传递功能和/或导电性功能)所期望的方式与任何部件交互。示例性层合层226/228与装置1300中的所有接触器和熔断器交互,但层合层226/228可易于被配置为例如以与印刷电路板(PCB)设计类似的方式,与接触器和/或熔断器中的所选择的接触器和/或熔断器和/或与该装置中的其他部件交互。示例性装置1300定位在L形支架上,这可为最终配置和/或可为测试配置。在某些实施方案中,装置1300封闭在专用外壳中,和/或封闭在系统100中的另一个设备的外壳(诸如电池外壳)中。在某些实施方案中,装置1300包括可移除外壳部分(例如,顶部、封盖等)以用于该装置的部件的维修和/或维护通道。示例性装置1300包括连接器1302-例如以提供电源、数据链路访问、至电源104的连接、至负载106的连接、至传感器(未示出)的连接、和/或至系统100或其他部件的任何其他类型的连接。
参考图7,描绘了装置1300的替代视图。图7所描绘的装置1300针对示例性实施方案示出了主熔断器222与层合层226/228之间的物理交互。参考图8,针对示例性实施方案描绘了主熔断器222与层合层226/228之间的交互的更近细部图。在图8的示例中,可以看出,主熔断器222包括与熔断器底侧上的层合层226/228相对较大的热接触区域,以及(例如,通过安装部件)与安装侧上的层合层226/228相对较小的热接触区域。主熔断器222与层合层226/228之间的热接触区域是可选择的,并且在某些实施方案中,主熔断器222的安装侧或开口侧包括更大的热接触区域,和/或底侧包括大热接触区域或不与层合层226/228显著热接触。
参考图9,描绘了层合层226/228的侧截面的细部图。层合层226/228在该示例中包括外结构层1402和相对的外结构层(未编号),且这些外结构层之间有间隙空间1404。在某些实施方案中,在这些结构层之间的间隙空间1404中提供传导性流动路径和/或热流动路径。应当理解,两个外结构层1402的使用提供了某些机械优点,包括对冲击和轻微撞击、层的凹陷以及PDU 102的弯曲或挠曲的增加耐久性。附加地或另选地,两个外结构层1402的使用对某些类型的应力提供了改善的机械力矩。因此,在某些实施方案中,间隙空间1404是空的(例如,其形成间隙)和/或可忽略不计(例如,这些外层至少在PDU 102的某些部分中直接夹在一起),不过仍实现了改进的设计。在某些实施方案中,间隙空间1404包括导热构件(例如,所选择的位置处的高导热性路径)、导电构件(例如,所选择的位置处的高导电性路径)、主动和/或对流热路径(例如,流过间隙空间1404中的所选择的路径的冷却剂或其他对流热材料)、绝缘材料(例如,以引导电流或热流,和/或在电气上和/或在热学上分开部件或层)和/或介电材料(例如,以改善部件和/或层的电隔离)。
参考图10,描绘了示例性装置1300的顶视图。层合层226/228遍布于装置1300,从而向该装置中的任何期望部件提供可选择的支撑、导热性路径和/或导电性路径。参考图11,描绘了层合层226/228与主熔断器222之间的交互空间1408的侧面细部图。交互空间包括主熔断器222上的安装点与层合层226/228之间的导热路径。另外,存在这些层之间的间隙空间1404(在该示例中,沿着主熔断器222的底部和侧面)。因此,可在期望时提供主熔断器222与间隙层226/228之间(从而与装置1300中的任何其他所选择的部件)的期望热传递和/或电通信。在某些实施方案中,提供了主熔断器222与层合层226/228之间的更大热耦合和/或电耦合-例如方式是使层合层226/228沿着主熔断器222的外壳延伸而不是与外壳偏移,和/或提供主熔断器222与层合层226/228之间的导热连接(例如,散热膏、有机硅、和/或利用任何其他热耦合材料诸如金属或其他导体的触点)。
参考图12,描绘了主熔断器222,该主熔断器耦合到主熔断器222底侧上的层合层226/228。图12的示例描绘了设置在主熔断器222与层合层226/228之间的导热层1406-例如散热膏、有机硅、有机硅垫、安装金属材料、和/或本领域所理解的任何其他导热层。在图12的示例中,当主熔断器222变得比层合层226,228更热时,增加的有效热接触区域提供了远离主熔断器222的更大热传递。另外,可通过将导热材料包括在间隙空间1404中(例如,参考图14)来引导热量离开,包括例如利用传导路径将热量引导到PDU外壳的所选择的部分、主动冷却交换系统、加热翅片等。在图12的示例中,图12中与熔断器222耦合的支撑层226/228可附加地或另选地仅包括单层(例如,不是层合层,和/或层226,228没有间隙空间1404)、PDU 102的外壳和/或系统100中的另一个部件(诸如电池组外壳)。在某些实施方案中,在图12中通过层合层226/228来增强导热性,例如方式是将高传导性通道包括在间隙空间1404中,这可通过层合层226/228所提供的结构支撑、布线可用性和/或环境隔离来改善。参考图13,除了图12所描绘的特征之外,还在层合层226/228(其可为层合层、单层、外壳壁等)上描绘了用于改善热传递和/或结构刚性的翅片1502。在某些实施方案中,这些翅片被取向成使得流体沿一定方向流过这些翅片以增强热传递(例如,被取向成改善有效流动面积和/或液流中的湍流生成,使气流中的有效面积最大化,和/或允许流体的自然对流(诸如气体上升)而引起翅片1502的高有效流动面积)。在某些实施方案中,例如在支撑层226,228(和/或层226)是外壳、电池组外壳或其他设备的一部分的情况下,翅片1502可相反呈现于环境空气、强制气流区域或待与任何所选择的流体接触的区域中以促进向流体的热传递。
如本文所利用的对流热传递包括任何热传递路径,其中对流热传递构成总体热传递机制的至少一部分。例如,在热传递的一部分是(例如,通过壁、散热膏等)向流动流体中传导(其中一般对流热传递占主导地位)的情况下,则热传递机制是对流和/或包括对流部分。在某些实施方案中,利用主动或被动流动流体的热传递包括如本文所利用的对流热传递。热传递可能在某些操作条件下以传导为主,在某些操作条件下以对流为主,和/或在某些操作条件下包括传导和对流热传递的贡献混合。
参考图14,除了图12所描绘的特征之外,还提供了流过间隙空间1404的流体流1602,其在某些实施方案中增强了从主熔断器222到层合层226/228的热流。流体流1602可为冷却剂(例如,车辆、发动机、电池组和/或传动装置冷却剂,或系统中可用的其他冷却剂源),和/或可为专用冷却剂,诸如PDU 102和/或电源104的密闭系统。在某些实施方案中,流体流1602包括气体(例如,空气、压缩空气等)。在某些实施方案中,冷却剂流可为主动的(例如,从加压源穿过阀门,和/或被泵送)或被动的(例如,被配置为在不进一步控制或输入的情况下在正常操作期间发生)。
参考图15,主熔断器222被描绘为具有与层合层226,228(其可为层合的、单层、外壳等)的增强热连通。在该示例中,增强导热性由热耦合层1406提供,但可另选地或附加地包括将层226,228定位成接近主熔断器222和/或向层226,228和/或热耦合层1406的所选择的位置提供另一个高传导性路径(例如,金属等)。图15的实施方案提供了与图12所描绘的类似的主熔断器222的附加热传递能力,并且可将图12、图13、图14和图15的实施方案完全或部分组合。
参考图16,描绘了将热量移出层合层226/228的高传导性热路径1702。可将高传导性热路径1702与本公开通篇所述的任何其他实施方案组合以便以期望方式控制热流。在某些实施方案中,高传导性热路径1702在1706处热耦合到层合层226,228的另一部分,热耦合到外壳,热耦合到单层,或热耦合到PDU 102中或PDU 102的热连通内的任何其他期望部件。图16中接收传递热的部分可附加地或另选地耦合到主动或被动热传递部件,包括翅片或其他热传递增强方面,和/或可热耦合到对流热传递部件或流体。
参考图17,流体流1602移离与主熔断器222直接热接触的层合层226/228的部分。该示例包括主熔断器222下方的流体流1602,并且主熔断器222热耦合到熔断器侧面上的层合层226/228,但流体流1602可位于主熔断器222的任一侧或两侧上,且主熔断器222热耦合到主熔断器222的另一侧和/或底部,以及任何前述方面的组合。图12至图17的描述是在主熔断器222的上下文中描述的,但本文的实施方案可应用于PDU 102的任何一个或多个所选择的部件,包括但不限于定位在PDU 102内的任何熔断器、连接器和/或控制器。
参考图18,示例性系统包括定位在电池组外壳或壳体内的PDU 102,其中电池单元(例如,电源104)热耦合到存在于系统中的加热/冷却系统1802。附加地或另选地,PDU 102可例如采用传导路径、在外壳接口处等热耦合到电池单元104,和/或PDU 102可与电池单元104热隔离和/或仅与电池单元104标称热连通(例如,这样的布置,其中预期其间有一些热传递,但没有用于增加PDU 102与电池单元104之间的热传递的有意设计元件)。参考图19,示例性系统包括热传递系统1802的冷却剂回路中的PDU 102,例如其中提供了热耦合方面以将热量从PDU 102传递到冷却剂回路,和/或冷却剂回路包括与PDU 102热接触的流动分支。图19中的示例描绘了电池单元104与PDU 102之间的串联冷却剂布置,但本文设想了任何布置,包括至少并联布置、最先接触PDU 102的串联布置和/或混合布置(例如,先接触电池单元104和PDU 102中的一者的部分,再接触另一者的全部或一部分等)。
示例性程序包括向PDU 102上的温度敏感部件提供主动和/或被动冷却的操作。示例性程序还包括充分冷却温度敏感部件以将该部件的寿命延长到设计使用寿命、预定维护间隔、PDU 102和/或电池组的寿命和/或预定维护间隔,和/或降低熔断器的温度以避免熔断器的热/机械损坏、熔断器的“妨害故障”(例如,并非因熔断器的设计保护机制而发生的熔断器失效,诸如过电流操作)。
在某些实施方案中,熔断器设计给系统带来了复杂性-例如对于熔断器而言可能期望熔断器阈值接合在系统过电流阈值的约135%至300%之间。然而,在该尺度的较小端上的熔断器可能在系统的寿命内因热疲劳和/或机械疲劳而失效,从而造成并非因熔断器的保护功能引起的“妨害失效”或熔断器失效。此类失效导致高成本、停机时间、体现该系统的产品的劣化感知、因功率损失带来的潜在危险情况或滞留等。设计较大熔断器来避免妨害失效可给外部系统带来增加的过电流事件风险和/或升级电源系统的其余部分所需的显著成本。另外,设计适用于多个最大功率可用性的系统(例如,适用于两个不同功率额定值的一个电源系统)需要改变或设计熔断器平面图以适应多个系统。在某些实施方案中,相同硬件可用于不同功率额定值,和/或在系统处于操作中之后改变,从而为多个功率额定值中的至少一者提供非标称熔断器规格。
参考图20,描述了用于对熔断器妨害故障和系统失效提供附加保护的示例性装置1900。例如在控制器214上实现的示例性装置1900包括电流事件确定电路1902,该电流事件确定电路确定电流事件1904是有效的或预测会发生,其中电流事件包括部件经历(或即将经历)磨损事件-诸如将引起部件上的热应力和/或机械应力但可能不会造成立即失效或可观测损坏的电流值。示例性部件包括熔断器,但可为系统中的任何其他部件,包括电池单元、开关或连接器、电机等。另一个示例性电流事件包括系统失效值-例如将可能或预计会造成系统失效(例如,电缆失效、连接器失效等)的电流值。
装置1900还包括响应确定电路1906,该响应确定电路确定对电流事件1904的系统响应值1910。示例性和非限制性响应包括通知操作员降低功率,降低功率,向系统控制器通知电流事件1904存在或迫近,断开与该事件相关的电路上的接触器,延迟电路保护,监测该事件以及响应延迟和在稍后时间响应的原因,和/或根据系统中的操作条件来对响应进行排程。装置1900还包括响应实现电路1908,其中响应实现电路1908根据系统响应值1910来确定通信和/或致动器响应,并且提供网络通信1912和/或致动器命令1914以实现系统响应值1910。示例性和非限制性致动器响应包括操作接触器,操作主动冷却剂致动器以调制远离熔断器的热传导等。
参考图21,描绘了用于实现系统响应值1910的例示性数据2000。例示性数据2000包括阈值2002-例如电流、温度、指标参数或其他值,在该值下预计会发生部件磨损和/或系统失效,并且电流事件确定电路1902将该值用作阈值-至少在该系统的某个时间点的某些操作条件下。应当理解,电流事件确定电路1902可利用多个阈值和/或动态阈值,如本公开通篇所述。曲线2004表示标称系统性能,例如在不存在装置1900的操作的情况下系统将经历的电流、温度、指标参数等。在该示例中,响应确定电路1906确定阈值2002将被跨越,并且考虑接触器断开连接时间2008(和/或主动冷却剂回路响应时间),从而及时命令接触器和/或增加远离熔断器的热传导以避免跨越阈值2002。例示性数据2000描绘了所得系统响应曲线2006,其中保持所得系统性能低于阈值2002。该系统可经历替代响应轨迹(例如,根据该系统的动态、接触器保持断开的时长等,所得系统响应曲线2006可远低于阈值2002)-附加地或另选地,响应确定电路1906仍可例如根据本公开通篇所述的任何操作或确定来允许阈值2002被跨越。在某些实施方案中,响应确定电路1906允许阈值2002被跨越,但与没有响应确定电路1906的操作时将发生的相比,产生了响应的更低峰值和/或高于阈值2002的响应曲线下的更低面积。
示例性程序(其可由装置诸如装置1900执行)包括确定电流事件(或其他响应事件)超过或预测会超过磨损阈值和/或确定电流事件超过或预测会超过系统失效值的操作。响应于确定电流事件超过或预测会超过任一值,该程序包括执行缓解动作的操作。用于磨损阈值的部件可为熔断器(例如,熔断器经历或预计会经历将引起机械应力、热应力或熔断器寿命的高使用率的电流事件)、该系统中的部件(例如,接触器、电缆、开关、电池单元等)和/或标称上确定的所定义的阈值(例如,对预计与可能部件损坏相关而不一定绑定到具体部件的值的校准)。在某些实施方案中,磨损阈值和/或系统失效值应当对该系统或该系统中的部件的老化或磨损状态予以补偿(例如,在该系统老化时降低阈值和/或增加响应)。
非限制性缓解动作(其可为系统响应值1910)包括但不限于:1)使具有磨损部件(例如,经历该事件的熔断器、系统部件和/或具体输电线)的电路断开连接;2)通知操作员降低功率要求;3)向车辆或动力系统控制器通知该电流事件;4)调节或限制操作员可用的功率;5)响应于情况(例如,在交通中、车辆运动、应用类型、操作员发出的需要继续操作的通知等)而延迟电路保护(断开连接和/或功率降低)-包括允许该系统中的部件经历潜在的磨损事件和/或失效事件;6)如果该事件持续且如果后续条件允许,则继续监测该电路并使该电路断开连接(或降低功率等);7)根据系统的操作模式(例如,运动、节能、紧急、车队操作员(和/或政策)、所有者/操作员(和/或政策)、地理政策、和/或监管政策)来对响应进行排程;和/或8)绕过磨损部件(例如,使电流绕过熔断器作为响应动作)。
在某些实施方案中,确定电流事件超过磨损阈值和/或系统失效值的操作基于诸如以下的计算:1)确定流过电路的电流超过阈值(例如,安培值);2)确定流过电路的电流的变化速率超过阈值(例如,安培/秒值);和/或3)确定指标参数超过阈值(例如,该指标包括累加的安培-秒;安培/秒-秒;高于一个阈值或一个以上阈值的周期的计数指标;用瞬时电流值加权的计数指标;积分电流、热传递和/或功率值;和/或基于电流操作条件对这些值进行向下计数或重置)。
在某些实施方案中,确定电流事件超过磨损阈值和/或系统失效值的操作包括以下一者或多者或基于以下一者或多者来调节:1)跳变曲线(例如,功率-时间或电流-时间轨迹、和/或数据集或表上的操作曲线,诸如图3中表示);2)熔断器温度模型,包括温度的一阶或二阶导数、和排程和/或渐进响应的一个或多个温度阈值;3)测得的电池电压(例如,电流值在电池电压降低时可更高,和/或电流的动态响应可改变,从而引起磨损阈值、系统失效值和/或电流事件确定的变化);4)电流、温度、功率需量和/或指标参数的一阶导数;5)电流、温度、功率需量和/或指标参数的二阶导数;6)来自电池管理系统的信息(例如,电压、电流、荷电状态、健康状态、任何这些值的变化速率,这些参数可影响电流值、预期电流值、和/或电流值的动态响应,从而引起磨损阈值、系统失效值和/或电流事件确定的变化);7)接触器断开连接时间的确定和监测,以及在确定对电流事件的响应时考虑接触器断开连接时间;8)利用辅助系统信息并且调节响应(例如,来自操作的预计即将发生变化的功率要求,辅助约束系统激活/部署-断开接触器(切断电源);防撞系统激活-保持接触器闭合以实现最大系统控制;和/或防抱死制动系统和/或牵引力控制系统激活-保持接触器闭合以实现最大系统控制)。在某些实施方案中,还可考虑激活程度,和/或可将系统状态传送到PDU-例如该系统可报告需要电源保持尽可能久的关键操作或需要尽快切断电源的关停操作等。
参考图22,示意性地描绘了利用有功电流注入来测量流过熔断器的电流的示例性装置600。装置600包括具有多个电路的控制器214,所述多个电路被配置为在功能上执行控制器214的操作。控制器214包括提供注入命令604的注入控制电路602,其中电流源220响应于注入命令604。控制器214还包括注入配置电路606,该注入配置电路为注入命令604选择频率、幅值和/或波形特性(注入特性608)。控制器214还包括占空比描述电路610,该占空比描述电路确定包括控制器214的系统的占空比612,其中占空比包括熔断器所经历的电流和电压的描述。在某些实施方案中,占空比描述电路612例如通过观测随时间推移、一定跳变数内、一定操作小时数内和/或一定行驶英里数内的占空比来进一步更新占空比612。在某些实施方案中,占空比描述电路612以聚合占空比(诸如滤波占空比、平均占空比、加权平均占空比、带有操作区域数定量描述的分桶排序的占空比等)的形式提供占空比,并且选择或混合来自多个校准614的一个校准,每个校准对应于所定义的占空比。
以下描述了确定熔断器电流吞吐量的示例性程序。在某些实施方案中,可由装置600执行该程序的一个或多个方面。该程序包括将具有所选择的频率、幅值和/或波形特性的电流通过熔断器注入电路中,并且响应于测得的注入AC电压和注入电流而估计熔断器电阻(包括动态电阻和/或阻抗)的操作。在某些实施方案中,所选择的频率、幅值和/或波形特性被选择为提供熔断器电阻的可接受、改善或优化的测量。例如,用以支持该应用的操作的流过熔断器的基本电源电流具有特定幅值和频率特性(其中频率包括电源频率(若为AC)和幅值的长期可变性(若为AC或DC))。注入电流可具有所选择的频率和/或幅值以允许根据基本电源电流特性进行的熔断器电阻的可接受检测,并且还被选择为避免干扰该应用的操作。例如,如果基本电源电流为高,则可指示注入电流的更高幅值,这既是为了支持注入AC电压的测量,又是因为基本电源电流将允许更高的注入电流而不干扰该系统的操作。在另一个示例中,频率可被选择为快于因操作引起的电流可变性,不影响该系统中的部件的共振频率或谐振频率等。
示例性程序包括存储与该系统的各种占空比(例如,该系统所经历的电流-电压轨迹、电流-电压值的分桶排序的时间窗等)相对应的多个校准值,确定系统的占空比,并且响应于所确定的占空比而从这些校准值中选择校准值。校准值对应于电流注入源的电流注入设置和/或数字滤波器的滤波值以测量熔断器电压和/或熔断器电流值。在某些实施方案中,可在操作期间跟踪占空比,并且可实时地或在关停时更新占空比。在某些实施方案中,存储聚合占空比描述,由所观测的数据更新该聚合占空比描述。示例性聚合占空比包括所观测的占空比(例如,被定义为跳变、通电至断电循环、操作时间周期和/或行驶距离的占空比)的移动平均值、占空比的滤波平均值(例如,利用所选择的滤波器常数来提供对变化的期望响应-例如在一次跳变、五次跳变、30次跳变、一天、一周、一月等内作出响应)。在某些实施方案中,以加权平均值进行占空比更新(例如,在确定占空比时可对更长的跳变、更高置信度的确定、和/或操作员选择或输入更重地加权)。
响应指示直至该系统基本上基于变化的占空比信息来起作用的周期,例如在校准A用于第一占空比并且校准B用于变化的占空比的情况下,当利用了60%的校准B,利用了90%的校准B,利用了96%的校准B时,和/或当该系统已切换到校准B时,该系统可被视为已对该变化作出响应。多个校准的利用可为连续或离散的,并且这些校准的某些方面单独地可为连续或离散的。例如,在选择校准A的情况下,可利用特定幅值(或幅值的轨迹)、频率(或频率的轨迹)和/或波形(或波形的数量),并且在选择校准B的情况下,可利用幅值、频率和/或波形的不同组。在占空比定位在A和B之间的情况下,和/或在占空比响应在A和B之间移动的情况下,该系统可利用A和B占空比的混合和/或在A和B占空比之间切换。在另一个示例中,A和B占空比之间的切换可以以混合方式发生-例如在电流响应处于B的80%的情况下,则可在80%的时间利用校准B并且可在20%的时间利用校准A。在某些实施方案中,可在特定阈值下(例如,在朝向新校准的70%响应处)突然切换该校准,这可包括滞后(例如,在校准A和B之间的距离的80%处切换到校准B,但仅在处于校准A和B之间的距离的40%时切换回)。在某些实施方案中,某些方面(例如,幅值)可在校准之间连续地移动,其中其他方面(例如,波形)仅利用一个校准或另一个校准。在某些实施方案中,可利用质量反馈的指示器来调节校准响应(例如,其中在朝向校准B的移动期间,所指示的熔断器电阻似乎以更大的确定性被确定,该系统使该响应更快地朝向校准B而非其他校准移动,这可包括利用比当前聚合占空比所指示的更多的校准B和/或调节聚合占空比以反映占空比将会被保持的更大置信度)。
示例性幅值选择包括注入电流的峰值幅值、从基线的调节(例如,增加率高于减小率,或相反)和/或幅值生成的形状(例如,其可补充或结合在波形选择内)。附加地或另选地,可在整个特定电流注入事件中调节给定校准的幅值-例如以在电流注入事件内的多个幅值下提供观测值。示例性频率选择包括调节电流注入事件的周期的频率,并且还可包括在多个离散频率下测试,通过一个或多个所选择的范围扫描频率,以及这些的组合。示例性波形选择包括这样的波形选择,其引发期望的响应,实现对系统噪声(例如,该系统中的部件的基本电流、电感和/或电容的可变性等)的更大鲁棒性,增强电流注入检测将注入电流与负载电流隔离的能力,和/或可包括在给定校准中利用多个波形以提供多个不同测试。在某些实施方案中,在利用多个幅值、频率和/或波形的情况下,可通过对测得的参数取平均值、通过使用更高置信度的测量值和/或通过从注入AC电压确定中消除异常测量值来确定注入AC电压(和对应熔断器电阻)。
根据本说明书,描述了提供PDU 102中的熔断器电阻值的高置信度确定的操作。在某些实施方案中,可利用熔断器电阻的高置信度确定来确定熔断器条件,提供流过熔断器的电流和系统100的功耗的高准确度或高精度确定,和/或执行系统诊断、故障管理、电路管理等。
参考图23,示意性地描绘了确定零位偏移电压和/或诊断系统部件的示例性装置700。示例性装置700包括具有熔断器负载电路702的控制器214,该熔断器负载电路确定熔断器负载704不需要电流。示例性装置700还包括零位偏移电压确定电路706,该零位偏移电压确定电路响应于熔断器负载704指示不需要电流而确定零位偏移电压708。示例性装置700还包括部件诊断电路710,该部件诊断电路响应于零位偏移电压708而确定部件是否劣化、失效和/或处于故障或非标称条件,并且响应于确定部件是否劣化、失效和/或处于故障或非标称条件而确定故障信息716(例如,故障计数器、故障值和/或特定于部件的信息)。部件诊断电路710的操作包括将零位偏移标称电压708与零位偏移电压阈值712进行比较,和/或执行操作以确定哪个部件引起非标称零位偏移电压708。示例性装置700还包括零位偏移数据管理电路714,该零位偏移数据管理电路存储零位偏移电压708、和/或任何诊断或故障信息706,诸如故障计数器、故障值和/或哪个部件引起非标称零位偏移电压708的指示。在某些实施方案中,在单独地确定某些部件对零位偏移电压708的贡献的情况下,示例性零位偏移数据管理电路714单独地存储零位偏移电压708的独立贡献。在某些实施方案中,零位偏移电压708的利用提高了由注入电流确定熔断器电阻的准确度。
以下描述确定熔断器电流测量系统的零位偏移电压的示例性程序。示例性程序可由系统部件诸如装置700执行。控制器214中出现零位偏移电压,这是由于控制器214中的运算放大器和其他固态部件的独立偏移,以及由于零件间变化、温度漂移及该系统中的一个或多个部件随时间推移的劣化。零位偏移电压的存在限制了可获得流过熔断器的电流测量值的准确度,由此可限制可在该系统中执行的控制和诊断的类型。
示例性程序包括确定熔断器负载不需要电流的操作。确定熔断器负载不需要电流的示例性操作包括车辆的近期接通或切断事件(例如,车辆启动、掉电、处于附属位置和/或尚未将电源接合到感兴趣的熔断器)、熔断器电路的观测和/或系统中的另一个控制器所提供的状态观测(例如,动力系统控制器明确指示未供电,指示与供电不一致的状态等)。示例性操作确定在切断事件期间和/或在接通事件之后的一定时间周期内熔断器不需要电流。
示例性程序还包括响应于确定熔断器负载不需要电流而确定零位偏移电压的操作,以及存储零位偏移电压的操作。在某些实施方案中,所存储的零位偏移电压存储在非易失性存储器中,例如以用于该系统的后续操作。在某些实施方案中,零位偏移电压存储在易失性存储器中并且用于电流操作循环。所存储的零位偏移电压可在为零位偏移电压确定新值时进行更换,和/或以排程的方式更新(例如,通过在更新的值中取平均值或滤波,通过保持新值以用于后续在应用之前的确认等)。
示例性程序还包括响应于零位偏移电压而诊断该系统的部件。例如,当零位偏移电压随时间推移而增加时,可指示控制器214的劣化,并且可提供故障(可见或可用服务)以指示控制器214非标称地操作或失效。附加地或另选地,可响应于零位偏移电压来诊断接触器(例如,主接触器216)。在某些实施方案中,可利用进一步操作(诸如接合与经诊断的接触器在同一线路上的另一个接触器)来确认该系统的哪个部件劣化或失效。在某些实施方案中,控制器214可对控制器214内的一个或多个部件切断电源以确认这些控制器214部件引起偏移电压。在某些实施方案中,该程序包括确定部件对偏移电压的独立贡献-例如通过将控制器214贡献和接触器贡献分开。响应于偏移电压高于阈值和/或确认该系统的哪个部件引起非标称偏移电压,控制器214可递增故障值,设定故障值和/或设定维修或诊断值。在某些实施方案中,可将零位偏移电压和/或任何故障值提供给该系统,提供给网络和/或传送到该网络上的另一个控制器。
根据本说明书,描述了为PDU 102中的熔断器电流和熔断器电阻值的高置信度确定提供标称偏移电压的操作。在某些实施方案中,可利用熔断器电阻的高置信度确定来确定熔断器条件,提供流过熔断器的电流和系统100的功耗的高准确度或高精度确定,和/或执行系统诊断、故障管理、电路管理等。
参考图24,示意性地描绘了对流过熔断器电路的电流测量值提供数字滤波的示例性装置800。在某些实施方案中,在通过熔断器注入电流的情况下,利用低通滤波器(拉出基本电源信号)和高通滤波器(拉出注入电流信号)使流过熔断器的基本电源电流和注入AC电流的测量值解耦。先前已知的系统利用模拟滤波器系统,该模拟滤波器系统例如由电容器、电阻器和/或感应设备构造而成,并且提供信号的所选择的滤波,由此提供分开的基本电源信号和注入电流信号。然而,模拟滤波器系统存在很多缺点。首先,模拟系统是不可配置的,仅对离散数量的预考虑选项是可配置的,和/或实现起来很昂贵。因此,宽泛范围的基本电源信号和注入AC电流信号通常不可用于利用模拟滤波器系统进行的熔断器电流的高准确度确定。另外,模拟滤波器系统存在低通滤波器和高通滤波器之间和/或滤波输出和注入电流信号之间的相位方差。因此,需要不太准确的信号的后处理和/或接受,并且即使采取后处理,测得的电流的准确度也会降低。此外,如果该系统的某部件具有干扰滤波器的基本频率或谐波,则模拟滤波器不能够作出响应且不会提供可靠测量值。由于该系统的频率动态可随时间推移而改变,例如因部件劣化、被维修或更换和/或由于环境或占空比驱动变化,因此即使仔细的系统设计也无法完全解决模拟滤波器应对来自该系统中的频率动态的干扰的无能为力。示例性装置800包括高通数字滤波器电路802和低通数字滤波器电路806,该高通数字滤波器电路通过对测得的熔断器电流814提供高通滤波器操作来确定熔断器电路的注入电流值804,并且该低通数字滤波器电路通过对测得的熔断器电流提供低通滤波器操作来确定熔断器电路的基本电源电流值808。示例性装置800还包括滤波器调节电路812,该滤波器调节电路解释占空比612和/或注入特性608,并且调节高通数字滤波器电路802的滤波和/或注入特性608-例如方式是提供滤波器调节816,诸如提供不同截止频率来确保这些信号分开,升高或降低截止频率来确保信号的描述性能量部分被捕获,和/或操纵滤波器以避开该系统中的频率或谐波。虽然图24的示例性实施方案利用数字滤波器,但在某些实施方案中,可用控制器处理资源和/或数字滤波的时间响应可使得某些系统利用模拟滤波器和/或模拟滤波器与数字滤波器的组合。
示例性程序包括在PDU 102中提供数字滤波器以由测得的流过熔断器的电流值来确定基本功率和注入电流值的操作。示例性程序还包括通过对测得的电流值执行低通滤波器操作来确定基本功率并且通过对测得的电流值执行高通滤波器操作来确定注入电流值的操作。示例性程序还包括响应于包括PDU 102的系统的占空比(包括例如经过熔断器的功率、电压和/或电流值)和/或响应于流过熔断器的注入电流的注入特性而调节低通滤波器和/或高通滤波器的参数的操作。示例性程序包括调节这些参数以改善基本功率和/或注入电流值的分开,提高确定注入电流量的准确度,适应于该系统中与熔断器电通信的部件的频率和/或谐波,和/或对影响高通滤波器和低通滤波器中的一者或两者的系统或环境噪声作出响应。
根据本说明书,提供了实现数字滤波器以便使经过熔断器的电压特性和电流测量值去卷积的操作。数字滤波允许该系统提供PDU 102中的熔断器电流和熔断器电阻值的高置信度确定。在某些实施方案中,可利用熔断器电阻的高置信度确定来确定熔断器条件,提供流过熔断器的电流和系统100的功耗的高准确度或高精度确定,和/或执行系统诊断、故障管理、电路管理等。
用于高瞬态负载应用和/或高占空比可变性应用的熔断器(诸如但不限于用于移动应用和车辆的电气系统)面临很多挑战。负载变化可在所有操作中大幅改变,包括通常在短时间周期内同时经历高正电流操作和高负电流操作(例如,时走时停交通中的加速和再生制动循环;先上坡再在另一侧向下显著再生的高负载操作等)。另外,电流瞬态和换向可产生熔断器所经历的显著浪涌电流。熔断器被设计为在保护电流值下失效,该保护电流值旨在对应于熔断器温度值。由于它们被设计为在与最大电流需量相对接近的值下失效,因此它们在电气上和物理上均是该系统中的最精密物理部件之一。亚临界电流值和电流瞬态值可使熔断器受到热应力和机械应力,这些应力由所经历的温度和温度瞬态两者引起。经受显著亚临界循环的熔断器可按以下任一方式失效:即使尚未超过设计的失效电流也熔化,或因机械应力而断开。如本公开通篇所讨论的移动应用在任务关键型部件诸如熔断器失效时经受特别高的成本和风险(例如,车辆在主电源熔断器失效时一般没有可用的动力电源)。另外,移动应用受到经过动力电源系统的高瞬态负载。
参考图25,描绘了示例性熔断器电路2100,其可存在于PDU 102上。示例性熔断器电路2100可与主熔断器、辅助熔断器和/或熔断器组或熔断器组的子组相关联。熔断器电路2100包括与熔断器(F1)并联的接触器(C1)。在正常操作期间,接触器断开,并且熔断器电路2100中的电流流过熔断器。在某些实施方案中,接触器可包括物理部件(例如,基于螺线管和/或线圈的开关或继电器),和/或接触器可为固态继电器。在某些实施方案中,接触器可为常开的(例如,所施加的电源使接触器闭合)或常闭的(例如,所施加的电源使接触器断开)。示例性熔断器电路2100允许接触器例如根据装置1900的操作(参考图20和对应公开内容)来选择性地绕过熔断器电路。
参考图26,公开了熔断器电路2200的另一个实施方案,其中接触器(C1)与第二熔断器(F2)串联,并且C1-F2分支与第一熔断器FI并联。熔断器电路2200为装置1900的操作提供了附加灵活性和多个附加特征。例如,可在接触器闭合时执行正常操作,从而使电流在F1和F2之间分流(按这两个熔断器的电阻比率)。一个示例包括具有低电流阈值的熔断器F2,该熔断器被设定为使得分流的电流将在系统设计电流被超过所设计的量(例如,在系统设计电流的135%和300%之间-但本文设想了任何值)时使熔断器F2失效。熔断器F1可被设定为极高值,从而允许接触器断开以短暂增加电路的熔断容量但仍会被熔断。附加地或另选地,熔断器F2可为相对便宜和/或易获取的熔断器,并且由于处于更低电流阈值,F2很可能会遭受更大机械疲劳和热疲劳,并充当熔断器电路2200的失效点,这可极大地延长可能更昂贵和/或不太易获取的熔断器F1的寿命。附加地或另选地,可在接触器断开时执行正常操作,其中熔断器F1限定电路的普通熔断。当发生高瞬态或其他电流事件时,接触器闭合并且分支C1-F2分担电流负载,从而保持熔断器F1处于正常或较低磨损操作条件内。在某些实施方案中,熔断器F1和F2可类似地设定规格-例如以允许熔断器F2作为备用熔断器操作并且使F1和F2保有类似的失效条件。另选地,熔断器F2可小于熔断器F1,从而允许所述的替代操作,间歇使用C1-F2电路来消耗一些电流以保护熔断器F1,和/或为F1提供备用熔断-如果熔断器F2更小,则其可处于该系统的降低的功率极限(例如,作为降额操作模式和/或跛行回家操作模式)。另选地,熔断器F2可大于熔断器F1,例如以允许熔断器F2管理极高瞬态电流条件,在该条件下期望操作仍然继续。熔断器电路2200的利用允许熔断系统的高控制程度,以在标称操作期间保护电源系统并且在失效模式期间、对于非标称操作和/或在瞬态操作期间仍然提供高能力程度。在某些实施方案中,电阻器可设置在C1-F2分支上,例如以在接触器C1闭合时控制F1和F2之间的均流负载。
参考图27,熔断器电路2300包括以并联方式描绘的多个熔断器F1,F2,F3,F4,它们各自与对应接触器串联。示例性熔断器电路2300用于辅助熔断器,但熔断器电路2300可为任何熔断器,包括主熔断器。示例性熔断器电路2300允许从操作移除熔断器(例如在熔断器之一经历瞬态事件的情况下),或允许添加熔断器(诸如在发生高瞬态事件以分担电流负载时)。在某些实施方案中,熔断器电路2300中的熔断器中的一者或多者没有相关联的接触器,并且是熔断器电路2300的主荷载熔断器。熔断器电路2300中的熔断器的相对规格可根据任何所选择的值,并且将取决于熔断器电路2300的用途(例如,提供跛行回家特征,提供附加容量,充当备用件,和/或允许该系统中的单独熔断器的切断)。附加地或另选地,熔断器电路2300中的这些熔断器中的任何一者或多者可与电阻器串联地定位,例如以控制电流负载均衡。在某些实施方案中,熔断器F1,F2,F3,F4不并联,和/或这些熔断器中的一者或多者不并联。因此,用于这种熔断器的接触器的断开不会将电流分流到这些熔断器中的另一者。示例性实施方案包括用于熔断器的接触器,这些接触器单独地允许关停某些系统能力(例如,由于失效、高瞬态等)而不关停所有系统能力(例如,熔断器支持制动系统即使在高瞬态事件下也可保持激活,而用于非关键系统的辅助熔断器可切断以保护熔断器和/或系统)。
参考图28,描绘了熔断器电路2400,其与熔断器电路2300类似,不同的是每个熔断器具有并联的接触器,从而允许特定熔断器的短接,同时保持电流在该熔断器的路径上流动。在某些实施方案中,用于每个熔断器的并联路径可包括附加熔断器和/或电阻器,使得当熔断器并联连接时,跨每个熔断器电路的负载保持至少部分地均衡。图25至图28的实施方案可被引用为电流保护电路,并且诸如图25至28所描绘和/或所述的那些的实施方案允许电流保护电路的可选择配置。电流保护电路的可选择配置可包括运行时操作(例如,响应于事件或操作条件而重新配置电流保护电路)和/或设计时操作(例如,允许相同硬件设备支持多个功率额定值、电连接配置和/或维修事件或升级变化)。
参考图29,描绘了例示性数据2500,其示出了对车辆的行驶循环的熔断器响应。在该示例中,描绘了熔断器电流(例如,在12和25个单位的时间的虚线下曲线)和熔断器温度(例如,在12和25个单位的时间的实线上曲线)。应当理解,可利用描述熔断器性能和/或极限的另一个参数,包括在参考图21的部分中描述的至少任何值。行驶循环的操作表现出高瞬态,其中在该示例中,熔断器温度预计会超过“熔断器温度规避极限”-例如,熔断器经历机械应力的温度或温度瞬态。装置1900可为熔断器考虑多个阈值-例如,轻磨损阈值、重磨损阈值和潜在失效阈值,这些阈值可被设定为待利用的熔断器性能指标(例如,温度)的不同值。在某些实施方案中,可利用超过一种类型的阈值-例如温度的阈值或阈值集、温度随时间的变化(例如,dT/dt)的第二阈值或阈值集等。在该示例中,装置1900可在瞬态点采取缓解动作,例如短暂绕过对应熔断器以避免瞬态和/或控制熔断器所经历的瞬态速率。
参考图30,示例性系统2600包括电源104和负载106,且熔断器(FI)电气地设置在负载106与电源104之间。操作员提供功率要求(油门踏板输入),并且装置1900确定负载要求将超过熔断器的阈值(例如,根据高于温度极限的电流需量或某个其他确定),但可进一步确定瞬态事件不会以另外的方式超过系统操作条件极限。在该示例中,装置1900命令接触器(C3)在该瞬态之前或期间的一定时间周期内闭合以保护熔断器。系统2600描绘了高端(C1)和低端(C3)高电压接触器(例如,来自系统100的216,218),它们不同于熔断器旁路接触器C3。
参考图21,描绘了用于实现系统响应值1910的例示性数据2000。例示性数据2000包括阈值2002-例如电流、温度、指标参数或其他值,在该值下预计会发生熔断器磨损和/或失效,并且电流事件确定电路1902将该值用作阈值-至少在该系统的某个时间点的某些操作条件下。应当理解,电流事件确定电路1902可利用多个阈值和/或动态阈值,如本公开通篇所述。曲线2004表示标称系统性能,例如在不存在装置1900的操作的情况下熔断器将经历的电流、温度、指标参数等。在该示例中,响应确定电路1906确定阈值2002将被跨越,并且考虑接触器连接/断开连接时间2008(例如,以绕过熔断器,接合第二熔断器分支,和/或封锁更脆弱的熔断器分支),从而及时命令接触器连接或断开连接以避免跨越阈值2002。附加地或另选地,响应确定电路1906仍可例如根据本公开通篇所述的任何操作或确定来允许阈值2002被跨越-例如当更关键的系统参数要求熔断器保持连接并允许熔断器经历磨损和/或失效事件时。
在某些实施方案中,确定电流事件超过磨损阈值和/或熔断器失效值的操作基于诸如以下的计算:1)确定流过熔断器的电流超过阈值(例如,安培值);2)确定流过熔断器的电流的变化速率超过阈值(例如,安培/秒值);3)确定指标参数超过阈值(例如,该指标包括累加的安培-秒;安培/秒-秒;高于一个阈值或一个以上阈值的周期的计数指标;用瞬时电流值加权的计数指标;积分电流、热传递和/或功率值;和/或基于电流操作条件对这些值进行向下计数或重置)。
在某些实施方案中,确定电流事件超过磨损阈值和/或熔断器失效值的操作包括以下一者或多者或基于以下一者或多者来调节:1)跳变曲线(例如,功率-时间或电流-时间轨迹、和/或数据集或表上的操作曲线,诸如图3中表示);2)熔断器温度模型,包括温度的一阶或二阶导数、和排程和/或渐进响应的一个或多个温度阈值;3)测得的电池电压(例如,电流值在电池电压降低时可更高,和/或电流的动态响应可改变,从而引起磨损阈值、系统失效值和/或电流事件确定的变化);4)电流、温度、功率需量和/或指标参数的一阶导数;5)电流、温度、功率需量和/或指标参数的二阶导数;6)来自电池管理系统的信息(例如,电压、电流、荷电状态、健康状态、任何这些值的变化速率,这些参数可影响电流值、预期电流值、和/或电流值的动态响应,从而引起磨损阈值、熔断器失效值和/或电流事件确定的变化);7)接触器连接或断开连接时间的确定和监测,以及在确定对电流事件的响应时考虑接触器连接或断开连接时间;8)利用辅助系统信息并且调节响应(例如,防撞系统激活-允许熔断器失效,和/或绕过熔断器而允许该系统的潜在损坏,保持功率流动;防抱死制动系统和/或牵引力控制系统激活-保持功率流动以实现最大系统控制(还可考虑激活程度,和/或将系统状态传送到PDU-例如该系统可报告需要电源保持尽可能久的关键操作或需要尽快切断电源的关停操作等)。
参考图20,描绘了减少或防止熔断器损坏和/或熔断器失效的示例性装置1900。示例性装置1900包括电流事件确定电路1902,该电流事件确定电路可确定电流事件1904指示熔断器阈值(磨损、失效、疲劳或其他阈值)被超过或预计会被超过。电流事件1904可为例如相对于图21、图29和图30描述的电流、温度或任何其他参数。示例性装置1900还包括响应确定电路1906,该响应确定电路确定系统响应值1910-例如断开或闭合熔断器电路(例如,2100,2200,2300,2400或任何其他熔断器电路或电流保护电路)中的一个或多个接触器。装置1900还包括响应实现电路1908,该响应实现电路响应于系统响应值1910而提供网络通信1912和/或致动器命令1914。例如,系统响应值1910可决定闭合一个或多个接触器,并且致动器命令1914将命令提供给响应于致动器命令1914的所选择的接触器。
在某些实施方案中,绕过和/或接合一个或多个熔断器的操作在与车辆电池管理系统和/或油门踏板输入(或其他负载要求指示器)协调下执行-例如对将在熔断器上经历的浪涌电流进行计时,向电池管理系统或其他车辆电源系统提供即将发生短暂无熔断操作和/或更高熔断器极限将短暂适用的指示。在某些实施方案中,在无熔断操作和/或更高熔断器极限操作期间,装置1900可操作虚拟熔断器-例如如果所经历的电流高于预测值(例如,其预测会超过熔断器磨损极限但小于系统失效极限,不过实际上似乎系统失效极限也会被超过),则装置1900可操作以断开主高电压接触器,重新接合熔断器,或进行另一次系统调节以在不存在通常可用的熔断操作的情况下保护该系统。
参考图31,示意性地描绘了确定偏移电压以调节熔断器电流确定的示例性装置900。示例性装置900包括具有熔断器负载电路702的控制器214,该熔断器负载电路确定熔断器负载704不需要电流,并且进一步确定与熔断器相关联的接触器是断开的。示例性装置900还包括偏移电压确定电路906,该偏移电压确定电路确定在操作循环的不需要电流的部分期间观测到的熔断器电路中的部件的偏移电压。在某些实施方案中,当预充电电容器在接通循环之后仍在充电时接触器保持断开,于是熔断器负载电路702确定熔断器负载704不需要电流。在某些实施方案中,接触器在该系统的操作期间断开,并且示例性熔断器负载电路702确定熔断器负载704不需要电流,包括在确定熔断器负载704不需要电流之前可能等待所观测的电压稳定。
示例性装置900还包括偏移数据管理电路914,该偏移数据管理电路存储偏移电压906,并且传送电流计算偏移电压904以便在该系统中用来确定流过该系统中的一个或多个熔断器的电流。电流计算偏移电压904可为适用部件的偏移电压906,和/或可为由偏移电压906确定的处理或条件值。
以下描述确定熔断器电流测量系统的偏移电压的示例性程序。示例性程序可由系统部件诸如装置900执行。控制器214中出现偏移电压,这是由于控制器214中的运算放大器和其他固态部件的独立偏移,以及由于零件间变化、温度漂移及该系统中的一个或多个部件随时间推移的劣化。偏移电压的存在限制了可获得流过熔断器的电流测量值的准确度,由此可限制可在该系统中执行的控制和诊断的类型。
示例性程序包括确定熔断器负载不需要电流的操作。确定熔断器负载不需要电流的示例性操作包括车辆的近期接通或切断事件(例如,车辆启动、掉电、处于附属位置和/或尚未将电源接合到感兴趣的熔断器)、熔断器电路的观测和/或系统中的另一个控制器所提供的状态观测(例如,动力系统控制器明确指示未供电,指示与供电不一致的状态等)。示例性操作确定在切断事件期间和/或在接通事件之后的一定时间周期内熔断器不需要电流。
示例性程序还包括响应于确定熔断器负载不需要电流而确定偏移电压的操作,以及存储偏移电压的操作。在某些实施方案中,所存储的偏移电压存储在非易失性存储器中,例如以用于该系统的后续操作。在某些实施方案中,偏移电压存储在易失性存储器中并且用于电流操作循环。所存储的偏移电压可在为偏移电压确定新值时进行更换,和/或以排程的方式更新(例如,通过在更新的值中取平均值或滤波,通过保持新值以用于后续在应用之前的确认等)。
根据本说明书,描述了为熔断器电路中的部件、为PDU 102中的熔断器电流和熔断器电阻值的高置信度确定提供偏移电压的操作。在某些实施方案中,可利用熔断器电阻的高置信度确定来确定熔断器条件,提供流过熔断器的电流和系统100的功耗的高准确度或高精度确定,和/或执行系统诊断、故障管理、电路管理等。
参考图32,示意性地描绘了提供独特电流波形以改善PDU 102的熔断器电阻测量的示例性装置1000。示例性装置1000包括熔断器负载电路702,该熔断器负载电路确定熔断器负载704不需要电流,并且进一步确定与熔断器相关联的接触器是断开的。示例性装置1000还包括注入配置电路606,该注入配置电路确定注入特性608,包括流过待测试的一个或多个熔断器的测试注入电流的频率、幅值和波形特性。示例性装置1000还包括注入控制电路602和熔断器表征电路1002,该注入控制电路根据注入特性608通过熔断器注入电流,并且该熔断器表征电路响应于测试期间测得的值1006而确定一个或多个熔断器电阻1004。示例性注入控制电路602在熔断器负载704仍为零时等待电压偏移值的确定,并且熔断器表征电路1002进一步利用电压偏移值来确定熔断器的一个或多个熔断器电阻1004。在某些实施方案中,注入配置电路606响应于该系统的特性(例如,该系统的固有电容和/或电感、熔断器的规格、该系统在操作期间的电流范围、和/或支持利用熔断器电阻值的操作确定的电阻范围和/或期望精度)而确定注入特性608。在某些实施方案中,熔断器电阻的高准确度支持诊断、熔断器保护控制、和/或电池荷电状态确定时的高准确度。
在某些实施方案中,熔断器表征电路1002基于多个电流注入事件来为给定响应确定一个或多个熔断器电阻1004,每个电流注入事件可具有幅值、频率和/或波形中的不同一者或多者。附加地或另选地,可在注入事件之间和/或给定注入事件内操纵频率扫描、幅值扫描和/或波形形状管理。熔断器表征电路1002通过确定例如测试过程中确定的平均电阻值来确定熔断器电阻1004。在某些实施方案中,熔断器表征电路1002仅利用每个测试窗的一部分-例如以在注入特性608切换之后留出电路稳定时间,允许注入提供电路(例如,固态运算放大器、PWM、继电器等,其被配置为通过熔断器电路提供所选择的电流)在切换注入特性608之后稳定,利用来自每个测试的所选择的数据量(例如,用于加权目的)等。在某些实施方案中,熔断器表征电路1002可排除异常数据(例如,这些测试中的两个测试相符,但第三测试提供大不相同的值)和/或似乎指示快速变化的数据(这可能看起来不是有效数据)。在某些实施方案中,滤波、移动平均值、滚动缓冲器、切换值时延迟的计数器(例如,以确认新值看起来是真实变化)等由熔断器表征电路1002应用于熔断器电阻1004以对熔断器电阻1004随时间推移的变化值进行平滑处理和/或确认新信息可重复。在某些实施方案中,给定注入波形的每个周期或一组周期可被看作用于电阻确定的单独数据点。在某些实施方案中,例如在针对给定波形扫描幅值的情况下,和/或在针对给定波形扫描频率的情况下,还可对给定周期的电阻贡献进行加权(例如,更高幅值和/或更低频率提供电流-时间曲线下的更低设计面积(参见例如图35),相对于相同波形的更低幅值和/或更高频率周期,这可提供更高数量的电阻相关信息)。附加地或另选地,测量置信度可取决于电流注入的频率和/或幅值,因此可相应地对这些注入事件的电阻确定进行加权(例如,置信度越低,给予越低权重,并且置信度越高,给予越高权重)。附加地或另选地,电流注入源的符合性可取决于电流注入的频率、幅值和/或波形,因此可相应地对这些注入事件的电阻确定进行加权,和/或由注入器出口上关于相对于命令的是什么而言实际提供什么频率、幅值和/或波形的反馈进行调节。
在某些实施方案中,熔断器表征电路1002所作出的电阻确定(包括如何由给定测试确定电阻并指示平均值)取决于波形和其他参数。例如,如果利用正弦波波形,则电阻可由电压和电流曲线下面积来确定,由(电流和/或电压的)均方根确定来确定,和/或利用注入电流表征由电压确定内的高分辨率时间片来确定。其他波形将利用类似技术来确定电阻。如果该电路表现出显著阻抗(例如,来自潜在电容和/或电感,和/或来自与该电路通信的表现出阻抗的部件),则可通过改变频率并确定这些测试之间的共同阻抗效应来计算阻抗。利用变化幅值、波形和/或频率值的多个测试的可用性确保了即使对于具有复杂效应或者因老化、劣化或部件维修或更换而表现出变化的电路,也可确定高准确度。此外,调节所有测试的频率和/或针对给定幅值或波形来扫描频率可有助于使阻抗的相移方面(例如,电容效应对电感效应)解耦以更自信地确定熔断器的电阻。通常对于具有紧密耦合的电流源的熔断器电路,阻抗将极小。电阻测量的期望准确度(这可取决于该系统上所用的诊断、电池荷电状态算法和/或熔断器保护算法)也可影响是否必须考虑阻抗,并因此影响所利用的注入特性608的选择。
可以看出,在测试期间使用多个注入特性608利用了这些测试之间的比较来使系统特性与电阻确定解耦,提供了一系列系统激励参数以确保系统特性在单个测试中不占主导地位,并且总体上增加了可供在所确定的电阻值中建立统计置信度的测试使用的信息量。另外,注入特性608的操纵允许更好的平均-例如以拟定具有电阻计算正确的高置信度的波形(诸如利用避开该系统中的共振或谐振频率的频率值),提供电流-时间(或电压-时间)曲线下的大面积,和/或提供在该测试期间稳定的系统以确保测量正确。
附加地或另选地,熔断器表征电路1002在该测试之前、在该测试的注入特性608的变化之间和/或在该测试期间动态地调节数字滤波器值(例如,其中在给定注入事件期间利用频率扫描、幅值扫描和/或波形变化)。在某些实施方案中,由滤波器电路进行的电压的测量利用高通滤波器来确定注入电压(和/或电流),并且可实时地操纵滤波器特性以提供适当的滤波器,诸如截止频率。利用数字滤波器来测量还可消除不同滤波器类型(诸如低通滤波器和高通滤波器)之间的相位滞后(例如,其中低通滤波器确定操作期间的基本电源电流,和/或确认基本电源电流在测试期间保持为零或可忽略不计)。
参考图35,描绘了用于示例性测试的例示性注入特性608。注入特性608包括第一注入部分,该第一注入部分具有10个电流单位(例如,安培-但本文设想了任何电流单位)的幅值、正弦波形以及大约150个时间单位(例如,控制器214的执行循环、毫秒、秒或任何其他参数)的周期。图35所描绘的单位和值是非限制性示例,并且用于说明可应用注入特性608的序贯变化。注入特性608包括第二注入部分,该第二注入部分具有15个电流单位的幅值、锯齿波形以及大约250个时间单位的周期。注入特性608还包括第三注入部分,该第三注入部分具有5个电流单位的幅值、近方形的波形(描绘了略微梯形的波形)以及大约80个时间单位的周期。图35所描绘的实施方案是非限制性的,并且可将其他特征添加到该测试,包括多于或少于三个的不同波形、波形之间的间隙、以及波形内的调节(包括扫描、步进或以其他方式调节频率或幅值,和/或调节波形自身)。图35的示例示出了第一注入特性和第二注入特性之间的轨迹反转(例如,递减正弦波到递增锯齿波)以及第二注入特性和第三注入特性之间的轨迹延续(例如,递减锯齿波到递增方波),但本文设想了任何可能性,包括电流的阶跃变化等。
参考图33,示意性地描绘了提供独特电流波形以改善PDU 102的熔断器电阻测量的示例性程序1100。程序1100包括确认接触器断开(和/或确认熔断器负载为零或预期为零)的操作1102,以及执行零位电压偏移确定的操作1104-例如确定控制器214的运算放大器和其他部件和/或电耦合到熔断器电路的系统100中的偏移电压。在接通或系统启动事件期间在接触器断开时开始示例性操作1102,但可利用满足操作1102的标准的任何操作条件。程序1100还包括进行多个注入序列的操作1106-例如各具有不同频率、幅值和波形的三个序列。操作1106可包括超过三个序列,并且这些序列中的一者或多者可共用频率、幅值和/或波形。操作1106可被配置为根据需要执行尽可能多的序列,并且可在多个测试中实施(例如,在测试被该系统的操作中断或超过期望时间的情况下,该测试可在操作1102所发起的随后序列上继续)。程序1100还包括确定该系统中的熔断器中的一者或多者的熔断器电阻值的操作1108。程序1100可在该系统中的硬件被配置为支持该程序的单独熔断器上(包括跨熔断器子组等)操作。
参考图34,描绘了进行多个注入序列的示例性程序1106。示例性程序1106包括调节与待测试的一个或多个熔断器相关联的电流注入源的注入特性的操作1202,以及调节与测量滤波电路上的电压和/或电流值相关联的一个或多个数字滤波器的滤波特性的操作1204。程序1106还包括响应于注入特性而执行注入序列的操作1206,以及执行滤波的操作1208(例如,从而响应于注入事件而测量熔断器电路上的电流和/或电压)。程序1106还包括确定电流注入序列是否完成的操作1210,返回以在操作1206处继续注入事件直到该序列完成(在操作1210处确定“是”)。例如,参考图35,在时间步200处,操作1210将确定“否”,因为仍在执行该测试的正弦波部分。如果操作1210确定“是”(例如,在图35中,其中正弦波部分转变为锯齿部分),则程序1106包括确定是否需要另一个注入序列的操作1212,并且响应于操作1212确定“是”(例如,在图9中,其中正弦波部分完成且锯齿部分开始)而返回操作1202以调节注入序列。响应于操作1212确定“否”(例如,其中方波部分完成,并且该测试中未排定另外的序列),程序1106完成-例如返回操作1108以由该测试确定熔断器电阻值。
根据本说明书,描述了提供用于电流注入的变化波形、从而增强PDU102中的熔断器电阻值的确定的操作。在某些实施方案中,可利用熔断器电阻的高置信度确定来确定熔断器条件,提供流过熔断器的电流和系统100的功耗的高准确度或高精度确定,和/或执行系统诊断、故障管理、电路管理等。
参考图36,示例性系统包括具有动力电源路径3604的车辆3602;以及电源分配单元3606,该电源分配单元具有设置在动力电源路径3604中的电流保护电路3608。示例性电流保护电路3608包括电流保护电路3608的第一支路3610,该第一支路包括高温熔断器3620(例如,可被命令激活并断开电流保护电路的第一支路的可控激活熔断器;电流保护电路3608的第二支路3612,该第二支路包括热熔断器3622;并且其中第一支路3610和第二支路3612以并联布置的方式(例如,以与图26至图28中的任一者的描述类似的方式)耦合。示例性系统包括控制器3614,该控制器具有电流检测电路3616和高温熔断器激活电路3618,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径3614的电流,并且该高温熔断器激活电路被结构化为响应于电流超过阈值电流值而提供高温熔断器激活命令。高温熔断器3620响应于高温熔断器激活命令,例如以在收到命令时激活并断开第二支路3612。在高温熔断器3620激活时,第二支路3612断开,从而在第一支路3610上提供正常熔断操作(例如,热熔断器3622的热失效由此使动力电源路径3604断开)和/或在与热熔断器3622串联的接触器3626已经断开时使动力电源路径3604直接断开。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中整个第一支路3620的第一电阻和整个第二支路3612的第二电阻被配置为使得在高温熔断器3620激活之后流过第二支路3612的所得电流足以激活热熔断器3622。例如,可能会经历高电流事件,使得如果第二支路3622不消耗高电流事件的一部分的话,热熔断器3622会被激活。在该示例中,第二支路3612的断开将使第一支路3620中的电流增加并激活热熔断器3622。一个示例包括以串联布置的方式与热熔断器3622耦合的电阻器3624,使得在高温熔断器3620激活之后流过第二支路3612的所得电流低于第二阈值电流值。例如,可在该系统中利用偏小规格的热熔断器3622,且由电阻器3624减小流过第二支路3612的操作电流。当高温熔断器3620断开时,流过第二支路3612的电流增加,但仍会由电阻器3624减小以防止动力电源路径3604中的高电流瞬态,并且还允许有足够电流流过第二支路3612以激活热熔断器3622。
示例性系统包括以串联布置的方式与热熔断器3622耦合的接触器3626,该控制器还包括接触器激活电路3628,该接触器激活电路被结构化为响应于高温熔断器激活命令或电流超过阈值电流值中的至少一者而提供接触器断开命令。在某些实施方案中,以串联布置的方式与热熔断器3622耦合的接触器3626允许控制流过第二支路3612的电流,包括断开第二支路3612以断开动力电源路径3604,再加上高温熔断器3620的激活。电阻器3624可另外与接触器3626一起使用,从而例如在高温熔断器3620激活时(例如,在接触器3626动态可慢于高温熔断器3620动态的情况下)减小流过第二支路3612的电流。一个示例包括以串联布置的方式与高温熔断器3620耦合的电阻器3624,使得在热熔断器3622激活之后流过第一支路3610的所得电流低于第二阈值电流值-例如以在热熔断器3622在高温熔断器3620尚未激活时激活的情况下减小流过动力电源路径3604的电流(例如,未测量的电流尖峰、和/或在控制器已失效且不能命令高温熔断器3620断开之后出现的电流尖峰)。示例性系统包括以串联布置的方式与高温熔断器3620耦合的第二热熔断器(未示出),使得在热熔断器3622激活之后流过第一支路3610的所得电流足以激活第二热熔断器。例如,第二热熔断器的使用使动力电源路径3604的所有分支都具有存在物理响应的熔断器,从而避免因检测该系统中的电流或命令高温熔断器3620激活的能力丧失而失效。在该示例中,热熔断器3622和第二热熔断器的规格可被设定为避免正常操作期间的热磨损,但足够大而使得在高电流事件期间断开另一支路(第一支路3610或第二支路3612)时任一热熔断器3622将易于保护该系统。可以看出,图36所描绘的系统的实施方案不仅提供了使电源断开连接的高温熔断器3620的高可控性,而且提供了热熔断器的鲁棒保护,该热熔断器将物理地对高电流值作出响应,而不考虑电流感测或控制器操作中的失效(这可能在系统失效、车辆事故等期间发生)。另外,两个支路3610,3612的利用(包括使用一个或多个电阻器3624和/或一个或多个接触器3626对流过其中的电流的潜在管理)允许熔断器的利用,这些熔断器的规格可被设定为在车辆的寿命内避免热磨损和/或妨害失效,同时仍会针对高电流事件提供可靠电源断开连接。
参考图37,示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作3702;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作3704,其中高温熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且热熔断器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流超过阈值电流值而提供高温熔断器激活命令的操作3706。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括将整个第一支路的第一电阻和整个第二支路的第二电阻配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流足以激活热熔断器的操作。示例性程序包括将整个第二支路的第二电阻配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流低于第二阈值电流值的操作。示例性程序包括对以串联布置的方式与热熔断器耦合的接触器的操作,该程序还包括响应于提供高温熔断器激活命令或电流超过阈值电流值中的至少一者而提供接触器断开命令;和/或将整个第二支路的第二电阻配置为使得在高温熔断器激活之后流过第二支路的所得电流低于第二阈值电流值的操作。示例性程序还包括以串联布置的方式与高温熔断器耦合的电阻器,使得在热熔断器激活之后流过第一支路的所得电流低于第二阈值电流值;和/或还包括以串联布置的方式与高温熔断器耦合的第二热熔断器,使得在热熔断器激活之后流过第一支路的所得电流足以激活第二热熔断器。
参考图38,示例性系统包括具有动力电源路径3804的车辆3802;电源分配单元3806,该电源分配单元具有设置在动力电源路径3804中的电流保护电路3808,其中电流保护电路包括具有热熔断器3820的第一支路3810和具有接触器3822的第二支路3812。第一支路3810和第二支路3812以并联布置的方式耦合。该系统包括控制器3614,该控制器具有电流检测电路3816,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径3804的电流;和熔断器管理电路3818,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供接触器激活命令。接触器3822响应于接触器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中接触器3822在车辆的标称操作期间断开,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定电流高于热熔断器3820的热磨损电流而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于确定电流低于动力电源路径3804的电流保护值而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中接触器3822在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路被结构化为响应于确定电流高于动力电源路径3804的电流保护值而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中熔断器管理电路被进一步结构化为通过执行至少一个操作来响应于电流而提供接触器激活命令,所述至少一个操作选自由以下组成的操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。可以看出,图38所描绘的系统的实施方案允许利用偏大规格的熔断器3820,该熔断器将经历减少的磨损和延长的寿命,同时仍允许对适度过电流的电路保护(例如,利用接触器)和对高过电流值的熔断保护。可以看出,图38所描绘的系统的实施方案允许利用标称规格或偏小规格的熔断器3820,该熔断器在适度过电流值下可易于断开电路,但经历减少的磨损和延长的寿命(例如,通过接触器分支实现均流)。
参考图39,示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作3902;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作3904,其中热熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且接触器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流而提供接触器激活命令的操作3906。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于电流而闭合接触器的操作。示例性程序包括确定在闭合接触器之前电流低于动力电源路径的电流保护值的操作。示例性程序包括选自由以下组成的操作的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。示例性程序包括响应于电流而断开接触器的操作;确定在断开接触器之前电流高于动力电源路径的电流保护值的操作;和/或断开接触器的操作,包括执行以下任一者或多者:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。
参考图40,示例性系统包括具有动力电源路径4004的车辆4002;电源分配单元4006,该电源分配单元具有设置在动力电源路径4004中的电流保护电路4008,其中电流保护电路包括电流保护电路4008的第一支路4010和电流保护电路4008的第二支路4012,该第一支路包括热熔断器4020,并且该第二支路包括固态开关4022。第一支路4010和第二支路4012以并联布置的方式耦合。示例性系统包括控制器4014,该控制器包括电流检测电路4016和熔断器管理电路4018,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径4004的电流,并且该熔断器管理电路被结构化为响应于该电流而提供开关激活命令。固态开关4022响应于开关激活命令。在某些实施方案中,该系统包括耦合到电流保护电路4008的接触器4024,其中接触器4024处于断开位置会使电流保护电路4008断开连接(例如,接触器4024与两个支路4010,4012串联,和/或接触器4024与第二支路4012上的固态开关4022串联)。本公开通篇所述的任何接触器在某些实施方案中可为代替常规接触器设备或与常规接触器设备串联的固态开关。固态开关已知具有快速响应并且对高电流事件期间的断开具有鲁棒性。然而,固态开关还会经历小泄漏电流,这可能在某些实施方案中可接受,或在其他实施方案中不可接受。在某些实施方案中,常规接触器与固态开关的结合利用既允许固态开关的快速响应时间和生存性,又允许常规接触器的强制零电流。在某些实施方案中,固态开关用于首先断开电路,然后常规接触器再次断开电路,从而避免常规接触器在高电流条件下断开的状况。
参考图41,示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作4102;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作4104,其中热熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且固态开关位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流而提供开关激活命令的操作4106。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于电流而闭合固态开关;和/或确定在闭合固态开关之前电流低于动力电源路径的电流保护值的操作。例如,电流值或瞬态可足够高而引起热熔断器的劣化,但低于需要来自热熔断器的系统保护响应的阈值。在某些实施方案中,闭合固态开关会减小流过热熔断器的电流和/或瞬态,从而减少热熔断器的磨损和/或妨害失效。示例性程序包括闭合固态开关的操作,这包括执行诸如以下的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。示例性程序包括响应于电流而断开固态开关;和/或确定在断开固态开关之前电流高于动力电源路径的电流保护值的操作。示例性程序包括断开固态开关的操作,包括执行选自由以下组成的操作的至少一个操作:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。示例性程序包括在断开固态开关之后断开接触器的操作,其中断开接触器会使电流保护电路或电流保护电路的第二支路中的一者断开连接。
参考图42,示例性系统包括具有动力电源路径4204的车辆;电源分配单元4206,该电源分配单元具有设置在动力电源路径4204中的电流保护电路4208,其中电流保护电路包括电流保护电路4208的第一支路4220、电流保护电路4208的第二支路4212,该第一支路包括第一热熔断器4220,该第二支路包括第二热熔断器4222和接触器4224,并且其中第一支路4220和第二支路4212以并联布置的方式耦合。示例性系统包括控制器,该控制器包括:电流检测电路4216,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径4204的电流;和熔断器管理电路4218,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供接触器激活命令。接触器4224响应于接触器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中接触器4224在车辆的标称操作期间断开,并且其中熔断器管理电路4218被结构化为响应于确定电流高于第一热熔断器4220的热磨损电流而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括熔断器管理电路4218,该熔断器管理电路被进一步结构化为响应于确定电流低于动力电源路径4204的电流保护值而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括车辆操作条件电路4226,该车辆操作条件电路被结构化为确定车辆的操作模式(例如,移动、停止、高性能、高节能、充电、快速充电等),并且其中熔断器管理电路4218被进一步结构化为响应于操作模式而提供接触器激活命令。示例性系统包括熔断器管理电路4218,该熔断器管理电路被进一步结构化为响应于操作模式而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令,该操作模式包括选自由以下组成的操作模式的至少一个操作模式:充电模式;快速充电模式;高性能模式;高功率要求模式;紧急操作模式;和/或跛行回家模式。示例性系统包括其中接触器4224在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路4218被结构化为响应于确定电流高于动力电源路径4204的电流保护值而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中接触器在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路4218被结构化为响应于操作模式而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路4218被进一步结构化为响应于操作模式而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令,该操作模式包括节能模式或维修模式中的至少一者。例如,在某些操作条件诸如节能模式期间或在维修事件期间,可强制执行经过动力电源路径4204的减小的最大电源吞吐量,其中接触器4224的断开用于为减小的最大电源吞吐量提供配置的熔断器保护。
参考图43,示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作4302;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作4304,其中第一热熔断器位于电流保护电路的第一支路上并且第二热熔断器和接触器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于电流而提供接触器激活命令的操作4306。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于电流高于第一热熔断器的热磨损电流而闭合接触器;和/或进一步响应于电流低于动力电源路径的电流保护值而闭合接触器的操作。示例性程序包括确定车辆的操作模式并且进一步响应于操作模式而提供接触器激活命令的操作。示例性程序包括响应于操作模式而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令的操作,该操作模式包括选自由以下组成的操作模式的至少一个操作模式:充电模式;高性能模式;高功率要求模式;紧急操作模式;和跛行回家模式。示例性程序包括响应于确定电流高于动力电源路径的电流保护值而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令;和/或响应于操作模式而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令的操作,该操作模式包括节能模式或维修模式中的至少一者。
参考图44,示例性系统包括具有动力电源路径4404的车辆4402;电源分配单元4406,该电源分配单元具有设置在动力电源路径4404中的电流保护电路4408,其中该电流保护电路包括:电流保护电路4408的第一支路4410,该第一支路包括第一热熔断器4420和第一接触器4424;电流保护电路4408的第二支路4412,该第二支路包括第二热熔断器4422和第二接触器4426;并且其中第一支路4410和第二支路4412以并联布置的方式耦合。示例性系统包括控制器4414,该控制器包括电流检测电路4416,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径4404的电流;和熔断器管理电路4418,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供多个接触器激活命令。第一接触器4424和第二接触器4426响应于接触器激活命令,从而提供电流保护电路4408的所选择的配置。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电流保护电路还包括:一个或多个附加支路4413,其中每个附加支路4413包括附加热熔断器4423和附加接触器4428;并且其中每个附加接触器4428进一步响应于接触器激活命令,从而提供电流保护电路4408的所选择的配置。示例性系统包括车辆操作条件电路4430,该车辆操作条件电路被结构化为确定车辆的操作模式,并且其中熔断器管理电路4418被进一步结构化为响应于操作模式而提供接触器激活命令。示例性熔断器管理电路4418被进一步结构化为响应于操作模式而确定动力电源路径4404的有功电流额定值,并且响应于有功电流额定值而提供接触器激活命令。示例性系统包括其中电流保护电路4408的第一支路4410还包括与第一热熔断器4420并联布置的附加第一接触器4427,其中电流检测电路4416被进一步结构化为确定第一支路电流,其中熔断器管理电路4418被进一步结构化为进一步响应于第一支路电流而提供接触器激活命令,并且其中附加第一接触器4427响应于接触器激活命令。示例性系统包括在车辆的标称操作期间断开的附加第一接触器4427,并且其中熔断器管理电路4418被结构化为响应于确定第一支路电流高于第一热熔断器4420的热磨损电流而提供包括附加第一接触器闭合命令的接触器激活命令。示例性系统包括熔断器管理电路4418,该熔断器管理电路被结构化为响应于确定以下至少一者而提供附加第一接触器闭合命令:第一支路电流低于第一支路电流保护值,或电流低于动力电源路径电流保护值。示例性系统包括其中附加第一接触器4427在车辆的标称操作期间闭合,并且其中熔断器管理电路4418被结构化为响应于确定以下至少一者而提供包括附加第一接触器断开命令的接触器激活命令:第一支路电流高于第一支路电流保护值,或电流高于动力电源路径电流保护值。示例性系统还可包括定位在支路4410,4412,4413中的任何一者或多者上的附加接触器4428。接触器4424,4426,4428中的任何一者或多者可以以与相关联的支路上的相关联的热熔断器4420,4422,4423串联和/或并联的方式配置。
参考图45,示例性程序包括确定流过车辆的动力电源路径的电流的操作4502;引导电流流过具有并联布置的电流保护电路的操作4504,其中第一热熔断器和第一接触器位于电流保护电路的第一支路上,并且第二热熔断器和第二接触器位于电流保护电路的第二支路上;以及响应于流过车辆的动力电源路径的电流而提供电流保护电路的所选择的配置的操作4506,其中提供所选择的配置包括向第一接触器和第二接触器中的每一者提供接触器激活命令。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序包括这样的操作,该操作还包括电流保护电路的至少一个附加支路,电流保护电路的每个附加支路具有附加热熔断器和附加接触器,并且其中提供电流保护电路的所选择的配置包括向每个附加接触器提供接触器激活命令。示例性程序包括确定车辆的操作模式并且进一步响应于操作模式而提供所选择的配置的操作;和/或响应于操作模式而确定动力电源路径的有功电流额定值的操作,并且其中提供电流保护电路的所选择的配置进一步响应于有功电流额定值。示例性程序包括确定动力电源路径的有功电流额定值的操作,并且其中提供电流保护电路的所选择的配置进一步响应于有功电流额定值。示例性程序包括这样的操作,其中电流保护电路的第一支路还包括与第一热熔断器并联布置的附加第一接触器,该程序还包括:确定第一支路电流,并且其中提供所选择的配置还包括向附加第一接触器提供接触器激活命令;响应于确定第一支路电流高于第一热熔断器的热磨损电流而闭合附加第一接触器的操作;进一步响应于确定以下至少一者而闭合附加第一接触器的操作:第一支路电流低于第一支路电流保护值,或电流低于动力电源路径电流保护值;和/或响应于确定以下至少一者而断开附加第一接触器的操作:第一支路电流高于第一支路电流保护值,或电流高于动力电源路径电流保护值。
参考图46,示例性系统包括具有动力电源路径4604的车辆4602;电源分配单元4606,该电源分配单元具有设置在动力电源路径4604中的电流保护电路4608,其中电流保护电路4608包括熔断器4610。示例性系统还包括控制器4614,该控制器包括熔断器状态电路4616,该熔断器状态电路被结构化为确定熔断器事件值;和熔断器管理电路4618,该熔断器管理电路被结构化为基于熔断器事件值来提供熔断器事件响应。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括熔断器寿命描述电路4619,该熔断器寿命描述电路被结构化为确定熔断器寿命剩余值,其中熔断器事件值包括熔断器寿命剩余值低于阈值的表示,并且其中熔断器管理电路4618被进一步结构化为进一步基于熔断器寿命剩余值来提供熔断器事件响应。提供熔断器事件的示例性和非限制性操作包括将熔断器事件值的故障代码和/或通知例如提供给数据链路、系统中的另一个控制器,作为维修通知,提供给车队所有者(例如,维护经理),存储为用于维修检视的故障代码,和/或存储为向操作员、移动设备发出的通知、维修报告等。提供熔断器事件响应的示例性和非限制性操作包括:调节动力电源路径的最大功率额定值;调节动力电源路径的最大功率转换速率;和/或调节电流保护电路的配置。示例性系统包括其中电流保护电路4606还包括以并联布置的方式耦合到熔断器4610的接触器4612;和/或其中熔断器管理电路4618被进一步结构化为响应于熔断器事件值而提供接触器激活命令。在该示例中,接触器4612响应于接触器激活命令。示例性系统包括其中熔断器管理电路4618被进一步结构化为响应于熔断器事件值为熔断器4610的热磨损事件或迫近热磨损事件中的一者而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令。示例性系统包括其中熔断器管理电路4618被进一步结构化为响应于熔断器寿命剩余值而调节接触器激活命令的电流阈值(例如,在熔断器老化时在更低或更高阈值下断开接触器)。示例性系统包括至少选择性地热耦合到熔断器的冷却系统4620,以及冷却系统接口4622(例如,硬件接口诸如流动耦合器、阀门等,和/或通信接口诸如网络命令、电耦合器等);和/或其中提供熔断器事件响应包括响应于熔断器寿命剩余值而调节冷却系统4620的冷却系统接口4622(例如,在熔断器老化时增加对熔断器的主动冷却能力)。
参考图47,示例性程序包括确定设置在电流保护电路中的熔断器的熔断器事件值的操作4702,该电流保护电路设置在车辆的动力电源路径中;以及基于熔断器事件值来提供熔断器事件响应的操作4704。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括确定熔断器寿命剩余值的操作,其中熔断器事件值包括熔断器寿命剩余值低于阈值的表示,并且进一步基于熔断器寿命剩余值来提供熔断器事件响应;提供熔断器事件响应的操作包括提供熔断器事件值的故障代码或通知中的至少一者;提供熔断器事件响应的操作包括调节动力电源路径的最大功率额定值;提供熔断器事件响应的操作包括调节动力电源路径的最大功率转换速率;提供熔断器事件响应的操作包括调节电流保护电路的配置。示例性程序包括这样的操作,其中电流保护电路还包括以并联布置的方式耦合到熔断器的接触器;其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器事件值而提供接触器激活命令;并且其中接触器响应于接触器激活命令;其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器事件值包括熔断器的热磨损事件或迫近热磨损事件中的一者而以接触器闭合命令的形式提供接触器激活命令;和/或其中熔断器管理电路被进一步结构化为响应于熔断器寿命剩余值而调节接触器激活命令的电流阈值。示例性程序包括提供熔断器事件响应的操作,该操作包括响应于熔断器寿命剩余值而调节冷却系统接口以便冷却系统至少选择性地热耦合到熔断器。示例性程序包括提供熔断器事件响应的操作,该操作包括提供熔断器事件值的故障代码或通知中的至少一者。示例性程序包括响应于熔断器事件响应而确定累加熔断器事件描述并且存储累加熔断器事件描述的操作。示例性程序包括提供累加熔断器事件描述的操作,其中提供累加熔断器事件描述包括以下至少一者:提供累加熔断器事件描述的故障代码或通知中的至少一者;以及响应于维修事件或对累加熔断器事件描述的请求中的至少一者而提供累加熔断器事件描述的操作。
参考图48,示例性系统包括车辆4802,该车辆具有动力电源路径4804和至少一个辅助电源路径4805;电源分配单元4806,该电源分配单元具有设置在动力电源路径4804中的动力电流保护电路4808,该动力电流保护电路包括熔断器;和辅助电流保护电路4810,该辅助电流保护电路设置在至少一个辅助电源路径4805中的每一者中,每个辅助电流保护电路4810包括辅助熔断器(未示出)。该系统包括控制器4814,该控制器包括:电流确定电路4816,该电流确定电路被结构化为解释与动力电源路径相对应的动力电流值以及与至少一个辅助电源路径中的每一者相对应的辅助电流值。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括电耦合到动力电源路径4804的动力电流传感器4824,其中动力电流传感器4824被配置为提供动力电流值。示例性系统包括至少一个辅助电流传感器4826,每个辅助电流传感器电耦合到至少一个辅助电源路径中的一者,每个辅助电流传感器4826被配置为提供对应辅助电流值。示例性系统包括其中控制器4814还包括车辆接口电路4828,该车辆接口电路被结构化为向车辆网络(未示出)提供动力电流值;其中车辆接口电路4828被进一步结构化为向车辆网络提供与至少一个辅助电源路径4805中的每一者相对应的辅助电流值;和/或还包括电池管理控制器(未示出),该电池管理控制器被配置为从车辆网络接收动力电流值。在某些实施方案中,动力电流值和/或一个或多个辅助电流值中的一者或多者由熔断器电流模型提供,例如根据跨熔断器的负载电压降和/或由跨熔断器的注入电流操作确定的熔断器电阻(和/或熔断器动态电阻或熔断器阻抗)值来确定。与传感器相比,熔断器电流模型的利用可提供电流确定的更高准确度(例如,相对于能力适中或便宜的电流传感器)和/或更快响应时间。在某些实施方案中,电流传感器可与熔断器电流模型的利用相结合,例如根据操作条件以及针对操作条件得出的传感器或模型的预期准确度来偏向于传感器或模型中的一者或另一者。
参考图49,示例性程序包括提供电源分配单元的操作4902,该电源分配单元具有动力电流保护电路和至少一个辅助电流保护电路;通过动力电流保护电路给车辆动力电源路径供电的操作4904;通过至少一个辅助电流保护电路中的对应一者给至少一个辅助负载供电的操作4906;确定与动力电源路径相对应的动力电流值的操作4908;以及确定与至少一个辅助电流保护电路中的每一者相对应的辅助电流值的操作4910。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括向车辆网络提供动力电流值的操作;和/或用电池管理控制器接收动力电流值的操作。
参考图50,示例性系统包括具有动力电源路径5004的车辆5002;电源分配单元5006,该电源分配单元具有设置在动力电源路径5004中的电流保护电路5008,其中电流保护电路包括:热熔断器5020;以及与热熔断器5020串联布置的接触器5022。该系统还包括控制器5014,该控制器包括电流检测电路5016,该电流检测电路被结构化为确定流过动力电源路径5004的电流;和熔断器管理电路5018,该熔断器管理电路被结构化为响应于电流而提供接触器激活命令;并且其中接触器5022响应于接触器激活命令。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中热熔断器5020包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径5004的最大电源吞吐量相对应的电流(例如,其中熔断器的规格被设定为避免磨损或劣化直至达到最大电源吞吐量,其中熔断器的规格被设定为适应更高功率额定值和/或快速充电电源吞吐量等)。示例性系统包括其中热熔断器5020包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径5004的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性系统包括其中接触器5020包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径5004的最大电源吞吐量相对应的电流。在某些实施方案中,与动力电源路径5004的最大电源吞吐量相对应的电流可对应于标称电压下的电流,和/或劣化和/或失效模式电压下的电流(例如,在电池组老化时,和/或在一个或多个电池单元去激活的情况下)。示例性系统包括其中接触器5022包括电流额定值,该电流额定值高于与动力电源路径5004的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性系统包括其中熔断器管理电路5018被进一步结构化为响应于电流指示动力电源路径保护事件而以接触器断开命令的形式提供接触器激活命令。示例性电流检测电路5016通过执行诸如以下的至少一个操作来确定动力电源路径保护事件:对电流的变化速率作出响应;对电流与阈值的比较作出响应;对电流的积分值或累加值中的一者作出响应;和/或对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。
参考图51,示例性程序包括通过电流保护电路给车辆的动力电源路径供电的操作5102,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;和确定流过动力电源路径的电流的操作5104;以及响应于电流而选择性地断开接触器的操作。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括提供具有电流额定值的热熔断器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括提供具有电流额定值的热熔断器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括提供具有电流额定值的接触器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括提供具有电流额定值的接触器的操作,该电流额定值高于与动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。示例性程序包括断开接触器的操作进一步响应于以下至少一者:电流的变化速率;电流与阈值的比较;电流的积分值或累加值中的一者;和/或任何前述方面的预期值或预测值。
参考图52,示例性程序包括通过电流保护电路给车辆的动力电源路径供电的操作5202,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;确定流过动力电源路径的电流的操作5204;响应于电流超过阈值而断开接触器的操作5206;确认车辆操作条件允许接触器的重新连接的操作5208;以及响应于车辆操作条件而命令接触器闭合的操作5210。先前已知的熔断系统(包括具有可控高温熔断器的系统)不能够在过电流事件之后恢复系统电源,因为熔断器已断开电路且无法恢复。本公开通篇的某些示例性实施方案提供了在某些情况下无需激活熔断器就可断开电路的系统。因此,在某些实施方案中,可在高电流事件之后恢复电源,从而提供附加能力。然而,在某些实施方案中,例如在过电流事件之后应急人员和/或维修员正在访问该系统的情况下,可能不期望恢复该系统的电源。在某些实施方案中,控制器被配置为在试图恢复电源之前执行某些检查,包括检查电流操作条件和权限。附加地或另选地,控制器被配置为在试图恢复电源期间和/或不久之后,确定是否仍存在引起过电流事件的条件。附加地或另选地,控制器被配置为确定接触器或另一个电气设备是否已在过电流事件期间或在为阻止过电流事件而执行的断开连接过程期间被损坏。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括确认车辆操作条件的操作,并且在某些实施方案中,还包括确定诸如以下的至少一个车辆操作条件:紧急车辆操作条件;用户超控车辆操作条件;维修事件车辆操作条件;以及在车辆网络上传送的重新连接命令。在某些实施方案中,紧急车辆操作条件可指示期望重新连接-例如在车辆的继续操作比车辆的电气系统的损坏更重要的情况下。在某些实施方案中,紧急车辆操作条件可指示不期望重新连接-例如在车辆已经历事故,并且期望通过电源的断开连接来保护车辆乘客和/或紧急响应人员的情况下。在某些实施方案中,维修事件车辆操作条件指示期望重新连接-例如在维修操作员请求对车辆重新供电的情况下。在某些实施方案中,维修事件车辆操作条件指示不期望重新连接-例如当维修人员正在对车辆进行维修、维护或修理时。
示例性程序包括在命令接触器闭合期间监测动力电源路径并且响应于该监测而重新断开接触器的操作(例如,其中闭合后电流和/或电流瞬态指示引起过电流的条件可能仍为激活的)。示例性程序包括响应于断开接触器而确定累加接触器断开事件描述的操作,和/或响应于累加接触器断开事件描述超过阈值而防止命令接触器闭合的操作。例如,累加接触器断开事件可由负载下的多个接触器断开事件和/或根据这些事件的严重性来确定。在经历负载下的多个断开事件的情况下和/或在经历一个或多个严重断开事件的情况下,可能不期望接触器的重新连接以避免接触器进一步损坏、过热和/或被损坏的接触器粘附或焊接(这可能防止接触器的后续重新断开)的风险。示例性程序包括响应于断开接触器期间的电流而调节累加接触器断开事件描述的操作。示例性程序包括响应于断开接触器期间的电流和/或命令接触器闭合期间动力电源路径的监测中的一者而诊断焊接接触器的操作。示例性程序包括响应于断开接触器期间接触器致动器位置(例如,致动器在收到命令时按预期作出响应的失效)、接触器致动器响应和/或动力电源路径中的至少一者的监测而诊断焊接接触器的操作。示例性程序还包括响应于经诊断的焊接接触器而防止命令接触器闭合的操作。
参考图53,示例性装置包括动力电源电流保护电路5308,该动力电源电流保护电路被结构化为:确定流过车辆的动力电源路径5304的电流;以及响应于电流超过阈值而断开设置在电流保护电路5308中的接触器5322,该电流保护电路包括热熔断器5320和与热熔断器5320串联布置的接触器5322。该装置还包括车辆重新供电电路5316,该车辆重新供电电路被结构化为:确认车辆操作条件允许接触器的重新连接;以及响应于车辆操作条件而闭合接触器5322。
以下描述示例性装置的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性装置包括其中车辆重新供电电路5316被进一步结构化为通过确认诸如以下的至少一个车辆操作条件来确认车辆操作条件:紧急车辆操作条件;用户超控车辆操作条件;维修事件车辆操作条件;以及在车辆网络(未示出)上传送的重新连接命令。例如,系统可包括操作员超控接口(例如,按钮、控制输入序列等),该操作员超控接口提供操作员的输入以在动力电源电流保护电路5308已断开接触器5322以保护动力电源系统的情况下请求继续电源操作。在某些实施方案中,操作员对超控的访问由车辆重新供电电路5316用来命令接触器的重新连接。在某些实施方案中,利用操作员输入进行的重新连接包括仅允许某些应用(例如,紧急或军用车辆)的重新连接,和/或仅允许持续一定时间周期(例如,10秒或30秒)的重新连接,和/或仅在重新连接之后的电气条件未指示发生另一个过电流事件时允许重新连接。在某些实施方案中,车辆重新供电电路5316附加地或另选地可使最大功率降额,使最大功率转换速率降额,在重新连接操作期间向操作员提供通知或警告,和/或在重新连接时间周期即将到期时向操作员提供通知或警告(例如,重新连接操作期间的第一光或光序列,以及重新连接时间周期即将到期时的不同光或光序列)。
示例性装置包括其中动力电源电流保护电路5308被进一步结构化为在闭合接触器期间监测动力电源路径,并且其中车辆重新供电电路5316被进一步结构化为响应于该监测而重新断开接触器。示例性装置包括接触器状态电路5318,该接触器状态电路被结构化为响应于断开接触器5322而确定累加接触器断开事件描述;其中车辆重新供电电路5316被进一步结构化为响应于累加接触器断开事件描述超过阈值而防止闭合接触器5322;和/或其中接触器状态电路5318被进一步结构化为响应于断开接触器期间的电流而调节累加接触器断开事件描述。示例性装置包括接触器状态电路5318,该接触器状态电路被结构化为响应于命令接触器闭合期间的以下一者而诊断焊接接触器:断开接触器5322期间的电流,和/或动力电源电流保护电路5308对动力电源路径的监测。示例性装置包括接触器状态电路5318,该接触器状态电路被结构化为响应于接触器断开期间对以下至少一者的监测而诊断焊接接触器:车辆重新供电电路5316对接触器致动器位置的监测;车辆重新供电电路5316对接触器致动器响应的监测;以及动力电源电流保护电路5308对动力电源路径的监测;和/或其中接触器状态电路5318被进一步结构化为响应于经诊断的焊接接触器而防止闭合接触器。
示例性系统(例如,参考图1和图2)包括车辆,该车辆具有动力电源路径;电源分配单元,该电源分配单元包括:设置在动力电源路径中的电流保护电路,该电流保护电路包括热熔断器和与热熔断器串联布置的接触器;高电压电源输入耦合器,该高电压电源输入耦合器包括高电压电源的第一电接口;高电压电源输出耦合器,该高电压电源输出耦合器包括动力电源负载的第二电接口;并且其中电流保护电路将高电压电源输入电耦合到高电压电源输出,且其中电流保护电路至少部分地设置在电源分配单元的层合层(例如,参考图12至图17)中,其中该层合层包括设置在两个电绝缘层之间的导电流动路径。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电流保护电路包括设置在电源分配单元的层合层中的动力电源母线。示例性系统包括其中车辆还包括辅助电源路径;其中电源分配单元还包括:设置在辅助电源路径中的辅助电流保护电路,该辅助电流保护电路包括第二热熔断器;辅助电压电源输入耦合器,该辅助电压电源输入耦合器包括低电压电源的第一辅助电接口;辅助电压电源输出耦合器,该辅助电压电源输出耦合器包括辅助负载的第二辅助电接口;并且其中辅助电流保护电路将辅助电压电源输入电耦合到辅助电压电源输出,并且其中辅助电流保护电路至少部分地设置在电源分配单元的层合层中。示例性系统包括其中电源分配单元的层合层还包括设置在两个绝热层之间的至少一个导热流动路径;其中至少一个导热流动路径被配置为提供散热器(例如,冷却系统、外壳或具有高热质量的其他系统方面、和/或环境空气)与热源之间的热耦合器,其中热源包括接触器、热熔断器和第二热熔断器中的至少一者;其中散热器包括至主动冷却源的热耦合器和电源分配单元的外壳中的至少一者;和/或还包括设置在至少一个导热流动路径与热源之间的热导管。
参考图55,示例性系统包括具有动力电源路径5504的车辆5502;电源分配单元5506,该电源分配单元包括设置在动力电源路径5504中的电流保护电路5508,该电流保护电路5508包括热熔断器5520和与热熔断器5520串联布置的接触器5522;电流源电路5516,该电流源电路电耦合到热熔断器5520并且被结构化为跨热熔断器5520注入电流(例如,使用运算放大器驱动电流源);以及电压确定电路5518,该电压确定电路电耦合到热熔断器5520并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中动力电源路径5504包括直流电源路径(例如,动力电源路径);其中电流源电路5516包括交流电流源和时变电流源中的至少一者,并且还包括电耦合到热熔断器5520的硬件滤波器5524。在该示例中,硬件滤波器5524响应于电流源电路5516的注入频率来配置;其中硬件滤波器5524包括高通滤波器5526,该高通滤波器具有响应于电流源电路5516的注入频率(例如,以去除显著低于注入AC频率的电压波动)而确定的截止频率。示例性系统包括具有低通滤波器5528的硬件滤波器5524,该低通滤波器具有响应于电流源电路的注入频率(例如,以去除电流注入所引起的电压波动)或动力电源路径5504的负载变化值(例如,以去除负载变化所引起的瞬态波动)中的至少一者而确定的截止频率。在某些实施方案中,高通滤波电压与低通滤波电压分别地分析-例如,其中分别利用所应用的低通滤波器和所应用的高通滤波器来分析基本电压信号,从而允许单独确定注入电流的响应电压和因电流负载引起的基本电压。在某些实施方案中,电压确定电路5518被进一步结构化为响应于高通滤波器的输出而确定热熔断器的注入电压降;和/或其中电压确定电路5518被进一步结构化为响应于注入电压降而确定热熔断器阻抗值。在某些实施方案中,电压确定电路5518被进一步结构化为响应于低通滤波器的输出而确定热熔断器5520的负载电压降,和/或其中该系统还包括负载电流电路5519,该负载电流电路被结构化为响应于热熔断器阻抗值(例如,由注入电流的响应电压确定)且进一步响应于来自低通滤波器的负载电压降而确定流过熔断器的负载电流。
参考图54,示例性系统包括具有动力电源路径5404的车辆5402;电源分配单元5406,该电源分配单元包括设置在动力电源路径5404中的电流保护电路5408,该电流保护电路5408包括热熔断器5420和与热熔断器5420串联布置的接触器5422;示例性系统还包括电流源电路5416,该电流源电路电耦合到热熔断器5420并且被结构化为跨热熔断器5420注入电流;和电压确定电路5518,该电压确定电路电耦合到热熔断器5420并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,其中电压确定电路5518包括高通滤波器(例如,模拟滤波器5428,其被描绘为处于带通滤波器5426中,但可附加地或另选地包括高通滤波器),该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电压确定电路5518还包括带通滤波器5426,该带通滤波器具有为界定注入电流的频率而选择的带宽。例如,在注入电流的频率为200Hz的情况下,带通滤波器5426可被配置成截止频率为190Hz至210Hz、195Hz至205Hz、199Hz至201Hz、与注入频率的偏差在5%以内、和/或与注入频率的偏差在1%以内。本领域技术人员在受益于本文的公开内容后,可确定待利用的适当注入频率和/或注入频率范围,以及对注入电流提供适当条件电压响应确定的高通滤波器和/或带通滤波器的值。用于选择注入频率和带通滤波范围的某些考虑包括但不限于与动力电源系统电通信的频率分量(包括基本频率和谐波)、该系统的噪声环境、热熔断器阻抗值确定的期望准确度、电流注入器的动态响应和能力、滤波器的动态响应和衰减能力、可用于确定注入事件的时间、与一个或多个电流注入器耦合的待被检查的熔断器数量、用于确定熔断器阻抗值变化的期望时间响应、和/或控制器5414上可用的统计和/或频率分量分析后处理的量。
示例性系统包括其中高通滤波器包括模拟硬件滤波器5428,并且其中带通滤波器5426包括数字滤波器5430。例如,模拟硬件滤波器5428可执行高通滤波功能,并且下游数字滤波器5430可对高通滤波输入执行数字或分析带通滤波功能。示例性系统包括其中高通滤波器和带通滤波器均为数字滤波器5430。示例性电压确定电路5518被进一步结构化为响应于来自高通和带通滤波输入的注入电压降而确定热熔断器阻抗值。示例性系统包括熔断器表征电路5418,该熔断器表征电路存储熔断器电阻值和/或熔断器阻抗值,和/或熔断器表征电路5418进一步响应于热熔断器阻抗值而更新熔断器电阻值和熔断器阻抗值中的所存储的一者。示例性系统包括其中熔断器表征电路5418进一步通过执行诸如以下的至少一个操作来更新熔断器电阻值和熔断器阻抗值中的所存储的一者:将值更新到热熔断器阻抗值(例如,即时地或周期性地用所确定的值更换所存储的值);使用热熔断器阻抗值作为滤波器输入来对值进行滤波(例如,连续地朝向所确定的值移动,诸如利用所选择的时间常数);在一定时间周期或热熔断器阻抗值的一定确定数量内拒绝热熔断器阻抗值(例如,在确定低置信值和/或异常值的情况下,在一定时间周期或所选择的确定数量内撇开或忽略该值,和/或随后在其随时间推移而表现稳定的情况下确认该值);和/或通过对随时间推移的多个热阻抗值执行滚动平均来更新值(例如,利用滚动缓冲器或其他存储器构造来用更新的确定更换较旧的确定)。示例性系统包括其中电源分配单元5406还包括设置在其中的多个热熔断器5420,并且其中电流源电路5416进一步电耦合到多个热熔断器(其可为选择性地耦合到各种熔断器的单个电流源,和/或可由电流源电路5416控制的单独电流源)。示例性电流源电路5416被进一步配置为跨多个热熔断器中的每一者顺序地注入电流(例如,以便以所选择的序列检查熔断器中的每一者的热熔断器阻抗值和/或电阻)。示例性电压确定电路5518进一步电耦合到多个热熔断器中的每一者,并且被进一步结构化为确定多个热熔断器中的每一者的注入电压量、热熔断器阻抗值中的至少一者。示例性电流源电路5416被进一步配置为以熔断器的所选择的次序跨多个热熔断器中的每一者顺序地注入电流(例如,熔断器不必以任何特定次序来检查,并且不必以相同频率或相同次数来检查)。示例性电流源电路5416被进一步结构化为响应于以下至少一者而调节所选择的次序:熔断器中的每一者的温度的变化速率(例如,可更频繁地检查更快改变温度的熔断器);熔断器中的每一者的重要值(例如,与非关键辅助熔断器相比,可更频繁地检查动力电源熔断器);熔断器中的每一者的关键性(例如,与另一个熔断器相比,可更频繁地检查任务禁用性熔断器);熔断器中的每一者的电源吞吐量(例如,类似于温度的变化速率,和/或指示熔断器的增加磨损或老化的可能性);和/或熔断器中的每一者的故障条件或熔断器健康条件中的一者(例如,可更频繁地检查具有疑似或有源故障的熔断器和/或磨损或老化的熔断器以跟踪熔断器的进度,确认或清除诊断,和/或更快速地检测或应对失效)。示例性电流源电路5416被进一步结构化为响应于车辆的计划的占空比和观测的占空比中的一者而调节所选择的次序(例如,基于车辆或动力电源电路的计划的占空比和/或基于车辆或动力电源电路的观测的占空比来调节熔断器检查次序和/或频率,从而允许适应各种应用和/或观测的运行时变化)。示例性系统包括其中电流源电路5416被进一步结构化为通过一系列注入频率扫描注入电流(例如,确保对系统噪声的鲁棒性,通知熔断器的多频阻抗模型,和/或被动地或主动地避免包括熔断器在内的电源电路上的注入噪声)。示例性电流源电路5416被进一步结构化为以多个注入频率跨热熔断器注入电流(例如,类似于扫描,但使用所选择的离散频率数,其利用更方便的滤波和处理实现了扫描的一些有益效果,并且包括基于系统变化来更新所选择的注入频率,所述系统变化诸如为负载、观测的噪声和/或在表征熔断器时所选择的频率的观测值)。示例性系统包括其中电流源电路5416被进一步结构化为以多个注入电压幅值跨热熔断器注入电流。注入电压幅值可与注入电流幅值耦合。无论在本公开中何处描述注入幅值,都应当理解,注入幅值可为电流注入幅值和/或电压注入幅值,并且在某些操作条件中,可将这些幅值组合(例如,选择电压幅值直至达到电流源中的电流极限,选择电流幅值直至达到电流源中的电压极限,和/或跟随可包括电压和/或电流的组合的幅值轨迹)。示例性系统包括其中电流源电路5416被进一步结构化为以响应于热熔断器的电源吞吐量而确定的注入电压幅值跨热熔断器注入电流(例如,在高负载下注入更大幅值以有助于信噪比,和/或在高负载下注入更低幅值以减少熔断器上的负载)。示例性系统包括其中电流源电路5416被进一步结构化为以响应于车辆的占空比而确定的注入电压幅值跨热熔断器注入电流。
参考图56,示例性程序包括确定熔断器电流测量系统的零位偏移电压的操作5602,包括确定电气地设置在电源和电负载之间的熔断器的熔断器负载不需要电流的操作5604;以及包括响应于熔断器负载不需要电流而确定零位偏移电压的操作5604;以及存储零位偏移电压的操作5606。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于所确定的零位偏移电压而更新所存储的零位偏移电压的操作。示例性程序包括响应于零位偏移电压而诊断部件的操作,例如其中高零位偏移电压指示该系统中的部件可能不正常操作。示例性程序包括确定多个部件中的哪个部件对零位偏移电压有贡献的操作(例如,通过利用与具有待检查的熔断器的电路耦合或解耦的所选择的部件来执行零位偏移电压确定)。示例性程序包括通过执行诸如以下的至少一个操作来确定熔断器负载不需要电流的操作:确定包括熔断器、电源和电负载的车辆已发生切断事件;确定车辆已发生接通事件;确定车辆掉电;以及确定车辆处于附属条件,其中处于附属条件的车辆不会通过熔断器供电(例如,应用的按键开关附属位置,其中动力电源熔断器在附属位置中不通电)。
参考图57,确定偏移电压以调节熔断器电流确定的示例性装置包括控制器5702,该控制器具有熔断器负载电路5708,该熔断器负载电路被结构化为确定熔断器负载不需要电流,并且进一步确定与熔断器相关联的接触器断开;偏移电压确定电路5722,该偏移电压确定电路被结构化为响应于确定熔断器负载不需要电流而确定对应于与熔断器相关联的熔断器电路中的至少一个部件的偏移电压;以及偏移数据管理电路5724,该偏移数据管理电路被结构化为存储偏移电压,并且传送电流计算偏移电压以便控制器用来确定流过熔断器的电流。
参考图58,示例性程序包括为电源分配单元中的熔断器电路提供数字滤波器的操作5802,包括跨熔断器注入交流电流的操作5804,其中熔断器电气地设置在电源与电负载之间;通过对熔断器的测得的电流值和测得的电压值中的一者执行低通滤波器操作来确定流过熔断器的基本功率的操作5806;以及通过对熔断器的测得的电流值和测得的电压值中的一者执行高通滤波器操作来确定注入电流值的操作5808。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于流过熔断器的功率和电流中的一者的占空比而调节低通滤波器和高通滤波器中的至少一者的参数的操作。示例性程序包括通过一系列注入频率扫描注入交流电流的操作。示例性程序包括以多个注入频率跨熔断器注入交流电流的操作。示例性程序包括这样的操作,其中电流源电路被进一步结构化为以多个注入电压幅值跨熔断器注入电流。示例性程序包括这样的操作,其中电流源电路被进一步结构化为以响应于熔断器的电源吞吐量而确定的注入电压幅值跨熔断器注入电流。在某些实施方案中,低通滤波器和/或高通滤波器是数字滤波器,并且其中调节数字滤波器的参数包括调节一个或多个数字滤波器的值。示例性程序包括在执行高通滤波之后利用数字带通滤波器进一步处理测得的电压值,并且基于先高通滤波再带通滤波的测得的电压值来确定熔断器电阻、熔断器动态电阻和/或熔断器阻抗值。
参考图59,示例性程序包括校准熔断器电阻确定算法的操作5902,包括:存储与多个占空比值相对应的多个校准集的操作5904,所述占空比包括与电气地设置在电源和电负载之间的熔断器相对应的电吞吐量值。示例性校准集包括与熔断器操作地耦合的电流注入设备的电流源注入设置,包括注入频率、注入占空比(例如,每个循环的接通时间)、注入波形形状、熔断器序列操作(例如,检查每个熔断器的次序和频率)、注入幅值和/或注入运行时(例如,每个熔断器的每个注入序列的秒数或毫秒数,诸如130毫秒、20毫秒、1秒等)。示例性程序包括确定包括熔断器、电源和电负载的系统的占空比的操作5908;响应于多个校准集和所确定的占空比(例如,使用根据所确定的占空比的所指示的校准集,和/或内插在校准集之间)而确定电流注入设备的注入设置的操作5910;以及响应于所确定的注入设置而操作电流注入设备的操作5912。
示例性程序还包括这样的操作,其中校准集还包括至少一个数字滤波器的滤波器设置,其中该方法还包括利用至少一个数字滤波器来确定熔断器电阻。
参考图60,示例性程序包括提供独特电流波形以改善电源分配单元的熔断器电阻测量的操作6002。在某些实施方案中,该程序包括确认电气地定位在熔断器电路中的接触器断开的操作6004,其中熔断器电路包括电气地设置在电源与电负载之间的熔断器,和/或确定熔断器电路的零位电压偏移值的操作6006。示例性程序包括进行跨熔断器的多个电流注入序列的操作6006,其中所述电流注入序列中的每一者包括所选择的电流幅值、电流频率和电流波形值。示例性程序还包括响应于电流注入序列和/或零位电压偏移值而确定熔断器电阻值的操作6010。
以下描述示例性程序的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性程序还包括响应于多个电流注入序列中的每一者而调节数字滤波器的滤波特性并且在对应电流注入序列期间使用数字滤波器利用经调节的滤波特性来测量熔断器电路电压或熔断器电路电流中的一者的操作。
参考图61,示例性系统包括具有动力电源路径6104的车辆6102;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径6104中的电流保护电路6108,其中电流保护电路6108包括热熔断器6120和与热熔断器6120串联布置的接触器6122。示例性系统包括控制器6114,该控制器具有电流源电路6116,该电流源电路电耦合到热熔断器6120并且被结构化为跨热熔断器6120注入电流;以及电压确定电路6118,该电压确定电路电耦合到热熔断器6120并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值。示例性电压确定电路6118被结构化为执行频率分析操作以确定注入电压量。示例性和非限制性频率分析操作包括应用模拟和/或数字滤波器以去除熔断器电压中不感兴趣的和/或不与注入频率相关的频率分量。示例性和非限制性频率分析操作包括利用选自诸如以下的技术的至少一种频率分析技术:傅里叶变换、快速傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换和/或小波分析。在某些实施方案中,对热熔断器电压的经滤波和/或未经滤波的测量值执行频率分析操作。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电压确定电路6118被进一步结构化为通过以感兴趣的频率确定跨熔断器的电压的幅值来确定注入电压量;和/或其中响应于注入电压的频率来确定感兴趣的频率。示例性系统包括其中电流源电路6116被进一步结构化为通过一系列注入频率扫描注入电流。示例性系统包括其中电流源电路6116被进一步结构化为以多个注入频率跨热熔断器6120注入电流。示例性系统包括其中电流源电路6116被进一步结构化为以多个注入电压幅值跨热熔断器6120注入电流。示例性系统包括其中电流源电路6116被进一步结构化为以响应于热熔断器6120的电源吞吐量而确定的注入电压幅值跨热熔断器6120注入电流。示例性系统包括其中电流源电路6116被进一步结构化为以响应于车辆6102的占空比而确定的注入电压幅值跨热熔断器6120注入电流。
参考图62,示例性系统包括具有动力电源路径6204的车辆6202;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径6204中的电流保护电路6208,该电流保护电路6208包括热熔断器6220和与该热熔断器串联布置的接触器6222。示例性系统还包括控制器6214,该控制器具有电流源电路6216,该电流源电路电耦合到热熔断器并且被结构化为确定动力电源路径6204的负载电源吞吐量为低,且响应于动力电源路径6204的负载电源吞吐量为低而跨热熔断器6220注入电流。控制器6214还包括电压确定电路6218,该电压确定电路电耦合到热熔断器6220并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,并且其中电压确定电路6218包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中电流源电路6216被进一步结构化为响应于车辆处于关停状态而确定动力电源路径6204的负载电源吞吐量为低。示例性系统包括其中电流源电路6216被进一步结构化为响应于车辆处于切断状态而确定动力电源路径6204的负载电源吞吐量为低。示例性系统包括其中电流源电路6216被进一步结构化为响应于车辆的动力扭矩要求为零而确定动力电源路径6204的负载电源吞吐量为低。示例性系统包括其中电源分配单元还包括多个熔断器,并且其中电流源电路6216被进一步结构化为以所选择的序列跨熔断器中的每一者注入电流;和/或其中电流源电路6216被进一步结构化为在车辆的第一关停事件时跨所述多个熔断器中的第一者注入电流,并且在车辆的第二关停事件时跨所述多个熔断器中的第二者注入电流(例如,为了在关停事件(可能具有有限持续时间)期间限制控制器6214的运行时,示例性电流源电路6216仅在给定关停事件期间检查熔断器中的一者或子组,仅在多个关停事件内检查所有熔断器)。
参考图62,示例性系统包括具有动力电源路径6204的车辆6202;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径6204中的电流保护电路6308,其中电流保护电路6208包括热熔断器6220和与热熔断器6220串联布置的接触器6222。示例性系统还包括控制器6214,该控制器具有电流源电路6218,该电流源电路电耦合到热熔断器6220并且被结构化为跨热熔断器6220注入电流;以及电压确定电路6218,该电压确定电路电耦合到热熔断器6220并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者。示例性电压确定电路6218包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率。示例性控制器6214还包括熔断器状态电路6219,该熔断器状态电路被结构化为响应于注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者而确定熔断器条件值。例如,可为特定熔断器或熔断器类型建立熔断器电阻(和/或动态电阻或阻抗)之间的相关性,并且示例性熔断器状态电路6219响应于观测的熔断器电阻或其他相关参数而确定熔断器条件值。在某些实施方案中,熔断器状态电路6219可另外包括其他信息,诸如通过熔断器累加的电源吞吐量、通过熔断器累加的功率瞬态事件和/或累加的功率剧增事件、通过熔断器累加的温度事件和/或温度瞬态、和/或操作寿命参数诸如操作小时数、操作英里数、带电操作小时数等。
以下描述示例性系统的某些其他方面,这些方面的任一个或多个可存在于某些实施方案中。示例性系统包括其中熔断器状态电路6219被进一步结构化为通过提供熔断器条件值的故障代码或通知中的至少一者来提供熔断器条件值(例如,存储参数,将故障参数传送到数据链路,和/或向维修工具提供故障参数)。示例性熔断器状态电路6219进一步调节动力电源路径6204的最大功率额定值、动力电源路径的最大功率转换速率;和/或响应于熔断器条件值而调节电流保护电路的配置(例如,在并联熔断器之间分担负载,在功率或功率瞬态的更低阈值下绕过熔断器等)。示例性电源分配单元还包括主动冷却接口6224,并且其中熔断器状态电路6219进一步响应于熔断器条件值而调节主动冷却接口6224(例如,为逐渐老化的熔断器提供附加冷却,和/或为逐渐老化的熔断器降低主动冷却增加请求的阈值)。示例性熔断器状态电路6219被进一步结构化为响应于熔断器条件值指示熔断器条件已改善(例如,其中来自熔断器条件值的先前指示曾指示劣化,但继续的观测结果指示不存在熔断器的劣化;在操作员或维修技术员已重置后,诸如熔断器已被检查或更改的指示等)而清除熔断器条件值的故障代码或通知中的至少一者。示例性熔断器状态电路6219被进一步结构化为响应于熔断器的维修事件(例如,通过维修工具、计划的输入序列等)而清除熔断器条件值的故障代码或通知中的至少一者;其中熔断器状态电路6219被进一步结构化为响应于熔断器条件值而确定熔断器寿命剩余值(例如,通过熔断器条件值与熔断器寿命剩余值的相关性,和/或使用熔断器条件值的截止值或阈值来触发寿命终止条件或警告;例如可确定熔断器条件值的特定值指示熔断器处于计划寿命的90%,剩余500个操作小时等);其中熔断器状态电路6219被进一步结构化为进一步响应于车辆的占空比而确定熔断器寿命剩余值(例如,在某些实施方案中,更重车辆占空比将更快耗尽剩余熔断器寿命,这可在确定熔断器寿命剩余值时考虑,并且可取决于熔断器剩余寿命的单位(诸如是操作小时数还是日历日数),和/或取决于向维修技术员、操作员等发出的通知类型-例如,维修灯、定量的剩余时间等);和/或其中熔断器状态电路6219被进一步结构化为进一步响应于以下一者而确定熔断器寿命剩余值:动力电源路径的经调节的最大功率额定值、动力电源路径的经调节的最大功率转换速率、和/或电流保护电路的经调节的配置(例如,其中熔断器状态电路6219具有经调节的系统参数,诸如电源吞吐量、熔断器负载和/或旁路配置或阈值、和/或冷却策略,熔断器状态电路6219可考虑因落实这些或任何其他缓解策略而引起的熔断器的估计寿命延长)。
参考图63,示例性系统包括具有动力电源路径6304的车辆6302;电源分配单元,该电源分配单元包括设置在动力电源路径6304中的电流保护电路6308,其中该电流保护电路还包括热熔断器6320和与热熔断器6320串联布置的接触器6322。示例性系统还包括控制器6314,该控制器具有熔断器热模型电路6316,该熔断器热模型电路被结构化为确定热熔断器6320的熔断器温度值,并且响应于熔断器温度值而确定熔断器条件值。示例性系统包括电流源电路6318,该电流源电路电耦合到热熔断器6320并且被结构化为跨热熔断器6320注入电流;电压确定电路6319,该电压确定电路电耦合到热熔断器6320并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者,并且其中电压确定电路6319包括高通滤波器,该高通滤波器具有响应于注入电流的频率而选择的截止频率。示例性熔断器热模型电路6316还进一步响应于注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者而确定热熔断器的熔断器温度值。示例性系统包括其中熔断器热模型电路6316被进一步结构化为通过对热熔断器温度剧增事件的数量进行计数来确定熔断器条件值。示例性热熔断器温度剧增事件包括:时间阈值内的温升阈值、超过阈值的热熔断器温度、和/或这些事件的一个以上阈值(例如,把更严重的事件看作一个以上温度剧增事件)。示例性系统包括熔断器热模型电路进一步通过对熔断器温度值进行积分、对基于温度的指标(例如,基于温度和/或温度变化速率)进行积分、和/或对高于温度阈值的温度的熔断器温度值进行积分来确定熔断器条件值。
本文所述的已编程的方法和/或指令可以部分地或完全地通过在一个或多个处理器上执行计算机软件、程序代码和/或指令的机器来部署。本文所用的“处理器(Processor)”与复数“处理器(processors)”同义,并且除非上下文另有明确指示,否则这两个术语可互换使用。处理器可以是服务器、客户端、网络基础设施、移动计算平台、固定计算平台或其他计算平台的一部分。处理器可以是能够执行程序指令、代码、二进制指令等的任何类型的计算或处理设备。处理器可以是或包括信号处理器、数字处理器、嵌入式处理器、微处理器或任何变体,诸如协处理器(数学协处理器、图形协处理器、通信协处理器等)等,其可以直接或间接地促进存储在其上的程序代码或程序指令的执行。此外,处理器可以实现多个程序、线程和代码的执行。可以同时执行这些线程以增强处理器的性能并促进应用的同时操作。作为实施方式,本文所述的方法、程序代码、程序指令等可以在一个或多个线程中实现。该线程可以产生其他线程,所述其他线程可具有与它们相关联的指派优先级;处理器可以基于程序代码中提供的指令按照优先级或任何其他次序来执行这些线程。处理器可以包括存储器,该存储器存储如本文和其他地方所述的方法、代码、指令和程序。处理器可以通过接口访问存储介质,该存储介质可存储如本文和其他地方所述的方法、代码和指令。与处理器相关联的用于存储能够由计算或处理设备执行的方法、程序、代码、程序指令或其他类型的指令的存储介质可以包括但不限于CD-ROM、DVD、存储器、硬盘、闪存驱动器、RAM、ROM、高速缓存等中的一者或多者。
处理器可以包括可增强多处理器的速度和性能的一个或多个内核。在实施方案中,该过程可以是结合两个或更多个独立内核(称为管芯)的双核处理器、四核处理器、其他芯片级多处理器等。
本文所述的方法和系统可以部分地或完全地通过在服务器、客户端、防火墙、网关、集线器、路由器或其他此类计算机和/或联网硬件上执行计算机软件的机器来部署。软件程序可以与服务器相关联,该服务器可以包括文件服务器、打印服务器、域服务器、互联网服务器、内联网服务器和其他变体,诸如辅助服务器、主机服务器、分布式服务器等。服务器可以包括存储器、处理器、计算机可读介质、存储介质、端口(物理和虚拟)、通信设备以及能够通过有线或无线介质访问其他服务器、客户端、机器和设备的接口等中的一者或多者。本文和其他地方所述的方法、程序或代码可以由服务器执行。此外,如本申请中描述的方法执行所需的其他设备可以被视为与服务器相关联的基础设施的一部分。
服务器可以向其他设备提供接口,所述其他设备包括但不限于客户端、其他服务器、打印机、数据库服务器、打印服务器、文件服务器、通信服务器、分布式服务器等。另外,该耦合和/或连接可以促进程序跨网络的远程执行。这些设备中的一些或全部的联网可以促进程序或方法在一个或多个位置处的并行处理,而不脱离该范围。此外,通过接口附接到服务器的任何设备可以包括能够存储方法、程序、代码和/或指令的至少一个存储介质。中央储存库可以提供要在不同设备上执行的程序指令。
在该实施方式中,远程储存库可以充当用于程序代码、指令和程序的存储介质。
软件程序可以与客户端相关联,该客户端可以包括文件客户端、打印客户端、域客户端、互联网客户端、内联网客户端和其他变体,诸如辅助客户端、主机客户端、分布式客户端等。客户端可以包括存储器、处理器、计算机可读介质、存储介质、端口(物理和虚拟)、通信设备以及能够通过有线或无线介质访问其他客户端、服务器、机器和设备的接口等中的一者或多者。本文和其他地方所述的方法、程序或代码可以由客户端执行。此外,如本申请中描述的方法执行所需的其他设备可以被视为与客户端相关联的基础设施的一部分。
客户端可以向其他设备提供接口,所述其他设备包括但不限于服务器、其他客户端、打印机、数据库服务器、打印服务器、文件服务器、通信服务器、分布式服务器等。另外,该耦合和/或连接可以促进程序跨网络的远程执行。这些设备中的一些或全部的联网可以促进程序或方法在一个或多个位置处的并行处理,而不脱离该范围。此外,通过接口附接到客户端的任何设备可以包括能够存储方法、程序、应用程序、代码和/或指令的至少一个存储介质。中央储存库可以提供要在不同设备上执行的程序指令。在该实施方式中,远程储存库可以充当用于程序代码、指令和程序的存储介质。
可以部分地或全部地通过网络基础设施部署本文所述的方法和系统。网络基础设施可以包括如本领域已知的元件,诸如计算设备、服务器、路由器、集线器、防火墙、客户端、个人计算机、通信设备、路由设备及其他有源和无源设备、模块和/或部件。除其他部件之外,与网络基础设施相关联的一个或多个计算和/或非计算设备还可以包括存储介质,诸如闪存存储器、缓冲器、堆栈、RAM、ROM等本文和其他地方所述的过程、方法、程序代码、指令可以由网络基础设施元件中的一者或多者执行。
本文和其他地方所述的方法、程序代码和指令可以在具有多个小区的蜂窝网络上实现。蜂窝网络可以是频分多址(FDMA)网络或码分多址(CDMA)网络。蜂窝网络可以包括移动设备、小区站点、基站、中继器、天线、塔等。蜂窝网络可以是GSM、GPRS、3G、4G、LTE、EVDO、网状或其他网络类型。
本文和其他地方所述的方法、程序代码和指令可以在移动设备上实现或通过移动设备来实现。移动设备可以包括导航设备、蜂窝电话、移动电话、移动个人数字助理、膝上型电脑、掌上电脑、上网本、寻呼机、电子书阅读器、音乐播放器等。除其他部件之外,这些设备还可以包括存储介质,诸如闪存存储器、缓冲器、RAM、ROM和一个或多个计算设备。与移动设备相关联的计算设备可以被启用以执行存储在其上的程序代码、方法和指令。另选地,移动设备可以被配置为在与其他设备协作下执行指令。移动设备可以与基站通信,所述基站与服务器对接并且被配置为执行程序代码。移动设备可以在对等网络、网状网络或其他通信网络上进行通信。程序代码可以存储在与服务器相关联的存储介质上,并且由嵌入在服务器内的计算设备执行。基站可以包括计算设备和存储介质。存储设备可以存储由与基站相关联的计算设备执行的程序代码和指令。
可以在机器可读介质上存储和/或访问计算机软件、程序代码和/或指令,所述机器可读介质可以包括:将计算所用的数字数据保留一些时间间隔的计算机部件、设备和记录介质;被称为随机存取存储器(RAM)的半导体存储装置;海量存储装置,通常用于更永久的存储,诸如光盘、磁存储装置如硬盘、磁带、筒、卡和其他类型的形式;处理器寄存器、高速缓存存储器、易失性存储器、非易失性存储器;光学存储装置,诸如CD、DVD;可移除介质,诸如闪存存储器(例如,U盘或U盾)、软盘、磁带、纸带、穿孔卡片、独立RAM盘、Zip驱动器、可移除海量存储装置、脱机存储装置等;其他计算机存储器,诸如动态存储器、静态存储器、读/写存储装置、可变存储装置、只读存储器、随机存取存储器、顺序存取存储器、位置可寻址存储器、文件可寻址存储器、内容可寻址存储器、附网存储装置、存储区域网、条形码、磁墨水等。
本文描述的方法和系统可以将物理物品和/或无形物品从一种状态转换为另一种状态。本文描述的方法和系统还可以将表示物理物品和/或无形物品的数据从一种状态转换为另一种状态。
本文(包括在所有附图的流程图和框图中)描述和描绘的元件隐含这些元件之间的逻辑边界。然而,根据软件或硬件工程实践,所描绘的元件及其功能可通过计算机可执行介质在机器上实现,该计算机可执行介质具有处理器,该处理器能够执行作为整体软件结构、作为独立软件模块、或者作为采用外部例程、代码、服务等的模块、或这些的任何组合存储在其上的程序指令,并且所有此类实施方式都可以在本公开的范围内。此类机器的示例可以包括但不限于,个人数字助理、膝上型电脑、个人计算机、移动电话、其他手持计算设备、医疗设备、有线通信设备或无线通信设备、换能器、芯片、计算器、卫星、平板PC、电子书、小配件、电子设备、具有人工智能的设备、计算设备、联网设备、服务器、路由器等。此外,流程图和框图中描绘的元件或任何其他逻辑部件可以在能够执行程序指令的机器上实现。因此,尽管前述附图和描述阐述了所公开系统的功能方面,但除非明确说明或以其他方式从上下文中清楚,否则不应从这些描述中推断出用于实现这些功能方面的软件的特定布置。类似地,应当理解,可以改变上面标识和描述的各种步骤,并且步骤的顺序可以适应于本文公开的技术的特定应用。所有此类变化和修改旨在落入本公开的范围内。因此,除非特定应用要求,或明确陈述或以其他方式从上下文清楚,否则不应将对各个步骤的顺序的描绘和/或描述理解为要求这些步骤的特定执行顺序。
上述方法和/或过程及其步骤可以用适合于特定应用的硬件、软件或硬件和软件的任何组合来实现。硬件可以包括通用计算机和/或专用计算设备或特定计算设备或特定计算设备的特定方面或部件。可以在一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器、或其他可编程设备、以及内部存储器和/或外部存储器中实现这些过程。这些过程还可以或替代地体现在专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑、或可以被配置为处理电子信号的任何其他设备或设备组合中。还应当理解,一个或多个过程可以被实现为能够在机器可读介质上执行的计算机可执行代码。
计算机可执行代码可以使用结构化编程语言来创建,诸如C、面向对象的编程语言(诸如C++)或任何其他高级或低级编程语言(包括汇编语言、硬件描述语言、以及数据库编程语言和技术),其可以被存储、编译或解释以在上述设备中的一种设备,以及处理器的异构组合、处理器架构、或不同硬件和软件的组合、或任何其他能够执行程序指令的机器上运行。
因此,在一个方面,上述每种方法及其组合可以体现在计算机可执行代码中,该计算机可执行代码在一个或多个计算装置上执行时,执行这些方法的步骤。在另一个方面,该方法可以体现在执行这些方法的步骤的系统中,并且可以以多种方式跨装置分布,或者所有功能均可以集成到专用的独立装置或其他硬件中。在另一个方面,用于执行与上述过程相关联的步骤的装置可包括上述任何硬件和/或软件。所有此类排列和组合都旨在落入本公开的范围内。
虽然已经结合详细示出和描述的某些优选实施方案公开了本文所述的方法和系统,但是对其的各种修改和改进对于本领域技术人员可能是显而易见的。因此,本文所述的方法和系统的精神和范围不受前述示例的限制,而是应在法律允许的最广泛意义上理解。
本文提及的所有文献据此以引用方式并入。

Claims (40)

1.一种系统,包括:
车辆,所述车辆具有动力电源路径;
电源分配单元,所述电源分配单元具有设置在所述动力电源路径中的电流保护电路,所述电流保护电路包括:
所述电流保护电路的第一支路,所述第一支路包括高温熔断器;
所述电流保护电路的第二支路,所述第二支路包括热熔断器;并且
其中所述第一支路和所述第二支路以并联布置的方式耦合;
控制器,所述控制器包括:
电流检测电路,所述电流检测电路被结构化为确定流过所述动力电源路径的电流;和
高温熔断器激活电路,所述高温熔断器激活电路被结构化为响应于所述电流超过阈值电流值而提供高温熔断器激活命令;并且
其中所述高温熔断器响应于所述高温熔断器激活命令。
2.根据权利要求1所述的系统,其中整个所述第一支路的第一电阻和整个所述第二支路的第二电阻被配置为使得在所述高温熔断器激活之后流过所述第二支路的所得电流足以激活所述热熔断器。
3.根据权利要求1所述的系统,还包括以串联布置的方式与所述热熔断器耦合的电阻器,使得在所述高温熔断器激活之后流过所述第二支路的所得电流低于第二阈值电流值。
4.根据权利要求1所述的系统,还包括以串联布置的方式与所述热熔断器耦合的接触器,所述控制器还包括接触器激活电路,所述接触器激活电路被结构化为响应于所述高温熔断器激活命令或所述电流超过所述阈值电流值中的至少一者而提供接触器断开命令。
5.根据权利要求4所述的系统,还包括以串联布置的方式与所述热熔断器耦合的电阻器,使得在所述高温熔断器激活之后流过所述第二支路的所得电流低于第二阈值电流值。
6.根据权利要求1所述的系统,还包括以串联布置的方式与所述高温熔断器耦合的电阻器,使得在所述热熔断器激活之后流过所述第一支路的所得电流低于第二阈值电流值。
7.根据权利要求6所述的系统,还包括以串联布置的方式与所述高温熔断器耦合的第二热熔断器,使得在所述热熔断器激活之后流过所述第一支路的所得电流足以激活所述第二热熔断器。
8.一种系统,包括:
车辆,所述车辆具有动力电源路径;
电源分配单元,所述电源分配单元包括:
电流保护电路,所述电流保护电路设置在所述动力电源路径中,所述电流保护电路包括热熔断器和与所述热熔断器串联布置的接触器;
高电压电源输入耦合器,所述高电压电源输入耦合器包括高电压电源的第一电接口;
高电压电源输出耦合器,所述高电压电源输出耦合器包括动力电源负载的第二电接口;并且
其中所述电流保护电路将所述高电压电源输入电耦合到所述高电压电源输出,并且其中所述电流保护电路至少部分地设置在所述电源分配单元的层合层中,所述层合层包括设置在两个电绝缘层之间的导电流动路径。
9.根据权利要求8所述的系统,其中电流保护电路包括动力电源母线,所述动力电源母线设置在所述电源分配单元的所述层合层中。
10.根据权利要求8所述的系统,还包括:
其中所述车辆还包括辅助电源路径;
其中所述电源分配单元还包括:
辅助电流保护电路,所述辅助电流保护电路设置在所述辅助电源路径中,所述辅助电流保护电路包括第二热熔断器;
辅助电压电源输入耦合器,所述辅助电压电源输入耦合器包括低电压电源的第一辅助电接口;
辅助电压电源输出耦合器,所述辅助电压电源输出耦合器包括辅助负载的第二辅助电接口;并且
其中所述辅助电流保护电路将所述辅助电压电源输入电耦合到所述辅助电压电源输出,并且其中所述辅助电流保护电路至少部分地设置在所述电源分配单元的所述层合层中。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述电源分配单元的所述层合层还包括设置在两个绝热层之间的至少一个导热流动路径。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述至少一个导热流动路径被配置为提供散热器与热源之间的热耦合器,其中所述热源包括所述接触器、所述热熔断器和所述第二热熔断器中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的系统,其中所述散热器包括至主动冷却源的热耦合器和所述电源分配单元的外壳中的至少一者。
14.根据权利要求11所述的系统,还包括设置在所述至少一个导热流动路径与所述热源之间的热导管。
15.一种系统,包括:
车辆,所述车辆具有动力电源路径;
电源分配单元,所述电源分配单元包括设置在所述动力电源路径中的电流保护电路,所述电流保护电路包括热熔断器和与所述热熔断器串联布置的接触器;
电流源电路,所述电流源电路电耦合到所述热熔断器并且被结构化为跨所述热熔断器注入电流;和
电压确定电路,所述电压确定电路电耦合到所述热熔断器并且被结构化为确定注入电压量和热熔断器阻抗值中的至少一者。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述动力电源路径包括直流电源路径。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述电流源电路包括交流电流源和时变电流源中的至少一者。
18.根据权利要求16所述的系统,还包括电耦合到所述热熔断器的硬件滤波器,所述硬件滤波器响应于所述电流源电路的注入频率来配置。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述硬件滤波器包括高通滤波器,所述高通滤波器具有响应于所述电流源电路的所述注入频率而确定的截止频率。
20.根据权利要求18所述的系统,其中所述硬件滤波器包括低通滤波器,所述低通滤波器具有响应于所述电流源电路的所述注入频率或所述动力电源路径的负载变化值中的至少一者而确定的截止频率。
21.根据权利要求19所述的系统,其中所述硬件滤波器包括低通滤波器,所述低通滤波器具有响应于所述电流源电路的所述注入频率或所述动力电源路径的负载变化值中的至少一者而确定的截止频率。
22.根据权利要求21所述的系统,其中所述电压确定电路被进一步结构化为响应于所述高通滤波器的输出而确定所述热熔断器的注入电压降。
23.根据权利要求22所述的系统,其中所述电压确定电路被进一步结构化为响应于所述注入电压降而确定所述热熔断器阻抗值。
24.根据权利要求23所述的系统,其中所述电压确定电路被进一步结构化为响应于所述低通滤波器的输出而确定所述热熔断器的负载电压降,所述系统还包括负载电流电路,所述负载电流电路被结构化为响应于所述热熔断器阻抗值并且进一步响应于所述负载电压降而确定流过所述熔断器的负载电流。
25.一种用于确定熔断器电流测量系统的零位偏移电压的方法,包括:
确定电气地设置在电源和电负载之间的熔断器的熔断器负载不需要电流;
响应于所述熔断器负载不需要电流而确定零位偏移电压;以及
存储所述零位偏移电压。
26.根据权利要求25所述的方法,还包括响应于所述确定的零位偏移电压而更新所存储的零位偏移电压。
27.根据权利要求25所述的方法,还包括响应于所述零位偏移电压而诊断部件。
28.根据权利要求27所述的方法,还包括确定多个部件中的哪一个部件对所述零位偏移电压有贡献。
29.根据权利要求25所述的方法,其中所述确定所述熔断器负载不需要电流包括选自由以下组成的操作的至少一个操作:
确定包括所述熔断器、所述电源和所述电负载的车辆已发生切断事件;
确定所述车辆已发生接通事件;
确定所述车辆掉电;以及
确定所述车辆处于附属条件,其中处于所述附属条件的所述车辆不会通过所述熔断器供电。
30.一种系统,包括:
车辆,所述车辆具有动力电源路径;
电源分配单元,所述电源分配单元具有设置在所述动力电源路径中的电流保护电路,所述电流保护电路包括:
热熔断器;
接触器,所述接触器与所述热熔断器串联布置;和
控制器,所述控制器包括:
电流检测电路,所述电流检测电路被结构化为确定流过所述动力电源路径的电流;和
熔断器管理电路,所述熔断器管理电路被结构化为响应于所述电流而提供接触器激活命令;并且
其中所述接触器响应于所述接触器激活命令。
31.根据权利要求30所述的系统,其中所述热熔断器包括电流额定值,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。
32.根据权利要求30所述的系统,其中所述热熔断器包括电流额定值,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。
33.根据权利要求30所述的系统,其中所述接触器包括电流额定值,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。
34.根据权利要求30所述的系统,其中所述接触器包括电流额定值,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。
35.根据权利要求30所述的系统,其中所述熔断器管理电路被进一步结构化为响应于所述电流指示动力电源路径保护事件而以接触器断开命令的形式提供所述接触器激活命令。
36.根据权利要求35所述的系统,其中所述电流检测电路被进一步结构化为通过执行至少一个操作来确定所述动力电源路径保护事件,所述至少一个操作选自由以下组成的操作:对所述电流的变化速率作出响应;对所述电流与阈值的比较作出响应;对所述电流的积分值或累加值中的一者作出响应;以及对任何前述方面的预期值或预测值中的一者作出响应。
37.一种方法,包括:
通过电流保护电路给车辆的动力电源路径供电,所述电流保护电路包括热熔断器和与所述热熔断器串联布置的接触器;
确定流过所述动力电源路径的电流;以及
响应于所述电流而选择性地断开所述接触器。
38.根据权利要求37所述的方法,还包括提供具有电流额定值的所述热熔断器,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。
39.根据权利要求37所述的方法,还包括提供具有电流额定值的所述热熔断器,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的快速充电电源吞吐量相对应的电流。
40.根据权利要求37所述的方法,还包括提供具有电流额定值的所述接触器,所述电流额定值高于与所述动力电源路径的最大电源吞吐量相对应的电流。
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