CN115552779A

CN115552779A - 适应性预充电

Info

Publication number: CN115552779A
Application number: CN202180029946.9A
Authority: CN
Inventors: 亚历克斯·S·克雷维斯顿; 托马斯·A·帕尔; 特里·L·兰伯
Original assignee: Go Electronics Co ltd
Current assignee: Go Electronics Co ltd
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-12-30
Also published as: US20210328452A1; WO2021216716A2; CA3174967A1; EP4236050A2; EP4140026A4; WO2021216716A3; EP4236050A3; EP4140026A2

Abstract

在电气系统内实现的适应性预充电设备、系统和方法可以管理系统的不同部分之间的电压差，以提供适当的接触器闭合条件。电源与负载之间的电力的通信可以被实现，同时降低对部件的影响，这可以改善生命周期。

Description

适应性预充电

相关申请的交叉引用

本非临时专利申请要求于2020年4月21日提交的名称为“DAPTABLE PRECHARGESYSTEM(适应性预充电系统)”的美国临时专利申请号63/013,241的优选权，其全部内容通过引用并入本文，包括但不限于与预充电有关的部分。

技术领域

本公开涉及电气系统，并且更具体地涉及具有利用不同电压电平以彼此通信的部分的电气系统。

背景技术

使电气系统的不同部分进行通信，例如，通过使布置在这些部分之间的接触器闭合，可能会给管理不同部分之间的电压差带来挑战。在死母线(dead bus)与包括高电压电源的电压电源连接的情况下，如果电压差过高，则导致电压突变的接触器闭合可能会损坏部件和/或缩短部件寿命。用于管理要通信的系统之间的电压差的传统技术可能在实现方式上缺乏灵活性和/或可能寿命较短。

发明内容

本申请公开了所附权利要求中记载的一个或更多个特征和/或以下特征，这些特征单独或以任何组合可以构成可申请专利的主题。

根据本发明的一个方面，一种适应性预充电系统，该适应性预充电系统用于管理接触器操作在开路配置与闭合配置之间的电压降，该适应性预充电系统可以包括：电感电路部分，该电感电路部分包括至少一个电感元件，该至少一个电感元件适于与电流吸收器(sink)连接；开关，该开关与电感电路部分通信，以选择性地传输电流；以及单向电流电路部分，该单向电流电路部分被布置用于开关与包括电感电路部分的负载部分之间的通信。

在一些实施方式中，负载部分可以包括彼此串联连接的电感电路部分和电流吸收器。单向电流电路部分可以被布置成与负载部分并联。

在一些实施方式中，控制器开关可以被布置成与每个电源电压的负电压段以及负载部分通信。控制器开关可以被布置成与控制操作器通信，该控制操作器用于指导开关操作，以管理跨至少一个电感元件两端的电压差。控制操作器可以被配置成对开关进行操作以提供固定时间模式。

在一些实施方式中，在固定时间模式下，控制操作器可以基于输入电压针对开关闭合的预定时间间隔来对开关进行操作，以管理被提供给电感电路部分的峰值电流。预定时间间隔可以是通过基于所述输入电压来设置跨所述电感电路部分两端的最大可允许电压来确定的。控制操作器可以被配置成对开关进行操作以提供电流受控模式。

在一些实施方式中，在所述电流受控模式下，控制操作器可以通过基于输入电流调节针对开关闭合的控制时间来对开关进行操作，以限制被提供给电感电路部分的最大电流。控制时间可以是与至少一个电感元件相关联的，该控制时间作为电感电路部分的最大电流和电感负载相对于跨电感电路部分两端的电压的函数。控制时间可以在开关循环期间被主动地更新。在一些实施方式中，控制操作器可以针对开关操作的每个周期确定控制时间。控制操作器可以监测通过电感电路部分的电流，作为用于确定控制时间的反馈。

在一些实施方式中，控制操作器可以被配置成对开关进行操作以提供固定频率模式。在固定频率模式下，控制操作器可以通过基于跨电感电路部分两端的电压调节针对开关闭合的时间增量来对开关进行操作，以管理峰值电流。自适应预充电系统可以被布置用于电力电源与电流吸收器之间的通信，以调节用于接触器操作的电流吸收器的预充电。

在一些实施方式中，电力电源可以包括高电压DC电源。电力电源可以包括具有比电流吸收器大的电压的电压电源。电力电源可以包括具有比电流吸收器大的电压的多个电池单元。电流吸收器可以包括多个电池单元。在一些实施方式中，电力电源可以包括隔离电网的具有比电流吸收器大的电压的一部分。电流吸收器可以包括隔离电网的另一部分。

根据本发明的另一方面，一种从高电压电源对负载进行预充电的方法可以包括：在固定时间模式下对预充电电路进行操作；以及响应于确定高电压电源与负载之间的电压差低于预定阈值，在电流受控模式下对预充电电路进行操作。

在一些实施方式中，在固定时间模式下对预充电电路进行操作可以是响应于确定启用在高电压电源与低电压吸收器之间的连接而执行的。在固定时间模式下对预充电电路进行操作可以包括基于来自高电压电源的输入电压针对开关闭合的预定时间间隔来对预充电电路进行切换，以管理被提供给负载的峰值电流。预定时间间隔可以是通过基于输入电压设置预充电电路的电感电路部分上的最大可允许电压来确定的。

在一些实施方式中，在电流受控模式下对预充电电路进行操作可以包括通过基于输入电流调节针对开关闭合的控制时间来切换，以限制被提供给预充电电路的电感电路部分的最大电流。控制时间可以是与电感电路部分相关联的，该控制时间作为电感电路部分的最大电流和电感负载相对于跨电感电路部分两端的电压的函数。在电流受控模式下对预充电电路进行操作可以包括在开关循环期间主动地更新控制时间。

在一些实施方式中，在电流受控模式下对预充电电路进行操作可以包括针对开关的每个周期确定控制时间。在电流受控模式下对预充电电路进行操作可以包括考虑通过电感电路部分的电流，作为用于确定控制时间的反馈。在一些实施方式中，该方法还可以包括在频率固定模式下对预充电电路进行操作

附加特征，单独或与任何其他特征结合使用，包括上面列出的特征和权利要求中列出的特征，可以构成可申请专利的主题，并且在考虑以下例示了当前所感知的执行本发明的最佳模式的示例性实施方式的详细描述以后，对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

通过参考结合附图的以下描述，可以更全面地理解所公开的实施方式及其实用性，在附图中相同的附图标记表示相同的特征，其中：

图1是包括用于管理接触器操作中的电压降的可调预充电系统的电气系统的示意图，该图示出了电压电源被布置用于与预充电系统的电感电路部段进行选择性连接；

图2是图1的电气系统的示意图，该图示出了处于其中开关是开路的以将电源与负载断开的状态的电气系统；

图3是图1和图2的电气系统的示意图，该图示出了与电源以及与吸收器断开的预充电系统，并且示出了预充电系统包括被布置成与开关通信以管理预充电系统的操作的控制操作器；

图4是图1至图3的电气系统的预充电系统的一系列操作的示意图；

图5是图1至图4的电气系统的示意图，该电气系统包括与预充电系统并联布置的接触器；

图6是类似于图1至图5的电气系统的另一电气系统的示意图，该另一电气系统具有被布置在为电池的电源和为电压低于电源的另一电池的吸收器之间的预充电系统；

图7是图1至图6的电气系统的示意图，该图示出了与多个电压电源通信以接收电力的预充电系统，并且示出了被布置成与多个吸收器通信以提供电力的预充电系统；以及

图8是可以实现图1至图7的电气系统的各个方面的示例性图的示意图。

具体实施方式

为了促进对本公开的原理的理解的目的，现在将参考下面描述的附图中所示的实施方式。下面所公开的实施方式并非旨在穷尽或将公开内容限制在以下详细描述中公开的精确形式。更确切地说，这些实施方式被选择和描述为使得本领域技术人员可以利用其教导。可以理解的是，不打算因此对本公开的范围进行限制。本公开包括通常被本公开所涉及的领域的技术人员想到的对说明性设备的任何改变和进一步修改以及对本公开的原理的进一步应用。除非另有说明，否则附图中的部件是彼此按比例示出的。

在最初具有不同能量等级的系统和/或部件之间的通信中，可能期望的是调节电源与负载之间的初始接合(initial interfacing)。例如，当不同能量级别的系统和/或部件之间最初通信时，在通信的初始时段期间限制浪涌电流可以防止应力或损坏，诸如部件故障和/或使用寿命劣化。然而，传统的布置可能需要定制和/或有限的有效操作范围。例如，纯电阻式预充电电路本身的使用寿命可能有限，随着时间的推移可能会出现不期望的效率损失，可能需要高度特定于应用的设计，和/或可能需要针对不同的预充电操作/周期进行重新设计。

参考图1，电气系统12被示出为包括电源14和负载16。电源14可以被图示性地体现为DC电源，而负载可以被图示性地体现为初始具有大大低于电源14的电压的电容式负载。预充电系统18可以被布置成与电源14和负载16中的每一个通信，以管理它们之间的彼此通信。

预充电系统18可以包括电感部分20和开关22。在图示性实施方式中，电感部分20可以包括被布置成在开关22的控制下选择性地接收电流的一个或更多个电感器。电感部分20可以被布置为负载部分，使得电感部分20与负载16串联连接以通信电力。

电感部分20可以包括与负载16连接的母线部分15。母线部分15可以代表负载部分中的最初电压远低于电源14的部分。尽管在某些情况下，母线部分15可能没有任何初始电压并且被视为死母线，但在其他情况下，母线部分15可以仍具有远低于电源电压的一些初始电压。

开关22可以被布置成与电感部分20通信，以管理提供给电感部分20的电力。开关22可以被图示性地布置成与电路的低压侧(负极端子侧)的负载16和电感部分20串联连接，以管理通过电感部分20的电力。在一些实施方式中，开关22可以被布置在任何合适的位置以调节通过电感部分20和/或到负载16的电力，例如通过被布置在高压侧(正极端子侧)。在一些实施方式中，开关22可以包括被布置在电路中的不同位置处的多个切换元件，用于受控操作。

单向电流元件24可以被布置在开关22与包括电感部分20和负载16的负载部分之间的通信中。单向电流元件24可以被图示性地体现为续流二极管，该续流二极管被布置成允许电流流向电感部分20，但是阻止电流在从电源14绕开电感部分20的相反方向上流动。例如，单向电流元件24可以被布置成允许原本会通过开关22的电流流向电感部分20，从而允许电感部分20(诸如通过死母线)向连接的负载释放连续流动。图2示出了当开关22是开路时电路的示例性操作状态。如图1所示，被体现为保护二极管的单向元件26可以可选地被布置在电感部分20与电源14之间。

仍然参考图1，开关22可以被图示性地体现为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，该金属-氧化物-半导体场效应晶体管被布置用于选择性闭合，以许可与电源14的相反端子(图示性地，图1中的负极端子)通信。在一些实施方式中，开关22可以包括任何合适方式的切换元件，用于根据所提供的公开内容来管理预充电系统18的操作。

现在参考图3，预充电系统18被示出为未连接至电源或负载。控制操作器28可以与开关22通信，以管理开关操作。控制操作器28可以被图示性地体现为包括处理器30、存储器32和通信电路系统34的集中控制系统。

处理器30可以被配置成执行存储在存储器32上的指令，以为开关22的操作提供管理控制和/或通信，以管理预充电系统18的操作。通信电路系统34可以被布置成根据处理器30的指示而发送和/或接收信号，以促进控制操作器28的功能。控制操作器28可以被布置成与开关22通信，以经由通信线36提供操作命令。本文所公开的通信线可以被体现为硬接线连接，尽管在一些实施方式中，通信线可以包括任何合适的通信介质，无论是硬接线还是无线。

合适的处理器30的示例可以包括一个或更多个微处理器、集成电路、片上系统(SoC)、以及其他。合适存储器32的示例可以包括一个或更多个主存储部和/或非主存储部(例如，二级存储部、三级存储部等)；永久存储部、半永久存储部和/或临时存储部；以及/或者存储器存储设备，包括但不限于硬驱动器(例如磁性、固态)、光盘(例如CD-ROM、DVD-ROM)、RAM(例如DRAM、SRAM、DRDRAM)、ROM(例如PROM、EPROM、EEPROM、快闪EEPROM)、易失性和/或非易失性存储器；以及其他。

控制操作器28可以被配置成根据预充电系统18的操作模式来确定开关22的操作。控制操作器28可以被布置成处于通信，以经由通信线38接收预充电系统18的电压指示。控制操作器28可以接收来自连接的电源14的电压指示。控制操作器28可以接收电感部分20上的电压指示。通信线38可以与各种电压传感器连接，以向控制操作器28传输电压指示。

控制操作器28可以被布置成处于通信，以经由通信线40接收预充电系统18的电流指示。控制操作器28可以接收来自连接的负载16的电流指示。通信线40可以与各种电流传感器连接，以向控制操作器28传输电流指示。

控制操作器28可以确定并执行用于预充电系统18的适当操作模式。响应于期望接触器闭合以使电源14与负载16通信的指示，控制操作器28可以确定以固定时间模式操作预充电系统18，以管理传输至电感部分20和/或最终传输至母线部分15和负载16的峰值电流。在固定时间模式下，控制操作器28针对所有开关闭合周期将开关22的闭合持续时间确定为预定时间间隔t。

控制操作器28可以基于来自电源14的电压输入来确定预定时间间隔t。控制操作器28可以接收来自电源14的电压输入指示，并且可以基于来自电源14的电压输入来确定预期从电感部分20产生的峰值电流i_pk。控制操作器28确定在电感部分20上许可的最大可允许电压v_max以便保持通过电感部分20的实际电流i小于或等于峰值电流i_pk。控制操作器28基于最大可允许电压v_max来确定预定时间间隔t。通过将开关闭合的持续时间固定为预定时间间隔t，控制操作器28可以在固定时间模式下独立操作预充电系统18。

控制操作器28可以确定在电流受控模式下操作预充电系统18，以限制被传输至电感部分20和/或最终传输至母线部分15和负载16的最大电流。在电流受控模式下，控制操作器28主动地确定针对开关22的闭合的每个周期的开关22的闭合持续时间t_c。控制操作器28可以基于来自电源14的输入电流来确定针对开关闭合的每个周期的开关22的闭合持续时间t_c。

控制操作器28可以将针对开关闭合的每个周期的开关22的闭合持续时间t_c确定为电感部分20的最大电流和电感负载相对于电感部分20上的电压的函数。控制操作器28可以监测通过电感部分20的电流，作为用于确定针对开关闭合的每个周期的开关22的闭合持续时间t_c的反馈控制，以确保到电感电路的最大电流被限制。

用于控制操作的最大电流的一个非限制性示例可以包括通过电感部分20的最大电流为25安培。接通时间

其中

并且

安培。一旦通过电感部分20达到25安培，开关22就被操作以打开例如预定时间，并且再次闭合，以使电流斜坡重新开始。在闭合之后，打开开关22会使从电源14流过电感部分20的电流停止。但是，电感部分20会在开关22初始打开时由于电感器的储能而强加电流流动。对于开关22打开，来自电感部分20的强加的电流流动可以继续流向负载16，但不是通过开关22以返回电源14的负极端子，而是来自电感部分20的强加的电流流动通过单向元件24返回到电感部分20(例如，在电源14与电感部分20之间)。在将开关22打开的情况下，电感部分20通过电感部分20的强加的电流耗散到母线部分15(以及图示性地负载16)中的能量会使母线部分15上的电压升高，从而降低电源14与母线部分15之间的电压差。降低电源14与母线部分15(以及图示性地负载16)之间的电压差可以降低损坏的可能性和/或维持诸如负载部件等的部件的工作寿命。在电感部分20中的储能的耗散(至少部分耗散)时，开关20可以闭合一个或更多个附加周期。可以执行开关22的循环，以根据所公开的控制操作而通过增量将电源14与母线部分15之间的电压差降低到优选的水平。

现在参考图4，示出了预充电系统18在各种模式下的操作。在框50中，控制操作器28已收到接触器闭合的指示，以使电源14和负载16(吸收器)通信，以及执行固定时间模式。控制操作器28可以监测电源14与负载16之间的电压差。一旦电源14与负载16之间的电压差达到阈值水平，控制操作器28就可以继续框52以在电流受控模式下操作。

在框52中，控制操作器28使用通过电感部分20的电流的反馈在电流受控模式下操作。在电流受控模式中，控制操作器28可以监测电源14与负载16之间的电压差，并且可以确定是保持在框52中的电流受控模式下，还是返回到框50中的固定时间模式，和/或终止预充电系统18的操作并继续完全接触器闭合。在一些实施方式中，用于闭合接触器62的可接受阈值电压差可以在约1伏至约2伏的范围内。控制操作器28可以可选地确定继续框54中的固定频率模式，如下文另外详细讨论的。

控制操作器28可以响应于电压差保持在电压阈值以上来确定保持在框52中的电流受控模式下。控制操作器28可以响应于流过电感部分20的电流中的问题和/或不确定性来确定返回到固定时间模式。例如，监测母线部分15上的电压，控制操作器28可以确定，尽管进行了主动切换，但电压升高很少或没有升高，使得电源14与负载16之间的电压差降低很少或没有降低量。控制操作器28可以响应于电压升高超出预期范围而确定返回到固定时间模式。预期范围可以包括预定阈值电压升高(和/或电压差的变化)，使得响应于确定预定阈值电压升高例如在预定时间段和/或预定开关周期数内还没有实现，控制操作器28可以返回到固定时间模式。控制操作器28可以响应于达到电源14与负载16之间的阈值电压差而确定继续终止预充电系统18操作，使得可以提供安全接触器闭合，以使电源14和负载16通信。

在一些实施方式中，控制操作器28可以确定继续在如框54中所示的固定频率模式下操作。在固定频率模式中，控制操作器28可以通过主动控制电感部分20上的每个测量电压处的时间增量(time delta)(例如，针对t_ON的时段)来管理峰值电流，以维持所有开关周期的峰值电流(或接近峰值电流)。控制操作器28可以连续不断地重新计算时间增量或在预定开关周期数之后重新计算时间增量。例如，控制操作器28可以被配置成对每个开关周期执行时间增量的重新计算，这可以提高系统的响应能力。替代性地，控制操作器28可以被配置成在预定开关周期数之后定期执行时间增量的重新计算，这可以降低系统的计算要求。响应于达到电源与负载之间的阈值低电压差，控制操作器28可以确定继续终止预充电系统18操作，使得可以提供安全的接触器闭合，以使电源14和负载16通信。在一些实施方式中，控制操作器28可以返回到其他操作模式，例如，在某个模式的超时下，未实现电源与负载之间的期望的电压差的情况下返回其他操作模式，和/或响应于检测到增大的电压差返回其他操作模式。

在固定时间模式下，预充电电路18可以使用开回路控制进行操作，使得不需要反馈回路来维持固定时间间隔。在电流受控模式下，预充电电路18可以以主动、全反馈的方式进行操作，使得在开关24的每个周期上提供反馈供控制操作器24考虑。在固定频率模式下，预充电电路18可以在部分反馈回路上进行操作，在该部分反馈回路中在若干个周期后提供反馈，该若干个周期可以包括一个或更多个周期。

现在参考图5，电气系统12以普遍的概略实现方式示出。电源14通过可以包括接触器62的电路线60与负载16连接。当接触器62是开路时，用于电源14与负载16之间的电气通信的电路线60断开，而当接触器62闭合时，用于电源14与负载16之间的电气通信的电路线60连接。电路线60可以包括其他连接部件，诸如保险丝F1和/或断开件64。连接线65表示用于续流二极管24与电路的正极性侧的电路路径。

接触器62可以被布置成经由电路线66与预充电系统18并联。保护二极管26被图示性地示出为与电路线66上的预充电系统18串联。如本文所讨论的，预充电系统的操作可以在接触器62是开路时对电路线66进行预充电，以避免在具有高差压系统上的接触器闭合的问题。因此，可以操作预充电系统18，以针对接触器62的闭合提供对电路线60的适应性和/或受控的预充电。由于预充电系统18通过可编程操作进行操作，因此预充电系统18可以在广泛的各种系统中实现，而无需重新设计电气部件，诸如纯电阻式预充电装置所需的重新设计。

现在参考图6，示出了电气系统220的另一图示性实施方式。电气系统220可以包括被体现为DC电压电源的电源14，并且更具体地被体现为具有电压的电池串。预充电系统18可以与负载216串联布置，该负载216被体现为初始电压低于电源14的另一电池串。

在电气系统220中，预充电系统18可以被操作以与上面关于电气系统12所讨论的类似方式提供负载216的预充电。在系统220中，连接线65表示续流二极管24与电路的负极性侧的电路路径。在电气系统220中，一旦电源14与负载216之间达到可接受的电压差，预充电系统18也可以本身作为针对连续闭合的接触器来操作，代替或补充与预充电系统18并联布置的单独接触器62。在一些实施方式中，预充电系统18可以被布置为在电路的负极性侧上与电路的正极性侧通信的接触器。因此，预充电系统18可以被实现为串平衡器，以允许电池维护。例如，预充电系统18可以被应用在电池单元之间，以允许平衡单元之间的不同电压电平，以维持电池运行状况。

现在参考图7，示出了电气系统12、220，该电气系统12、220包括电源14，该电源14包括若干电压电源，这些电压电源可以以任何合适的方式(包括串联和/或并联)布置，以经由预充电系统18提供用于预充电的电力。电气系统12、220可以包括具有若干负载的负载16、216，这些负载216可以以任何合适的方式(包括串联和/或并联)布置，以经由预充电系统18接收用于预充电的电力。如图7所示，连接线65表示具有续流二极管24与电路的相反(正或负)极性侧的电路路径。

现在参考图8，可以在电气系统12、220内使用预充电系统18实现的电路系统布置的示例性示意图。各种电路系统部件，诸如运算放大器、传感器、电阻器、电容器、电感器、门、二极管、接线、以及其他，被示出为布置用于通过应用各种电信号处理、调节和/或应用程序技术来提供预充电系统18的操作。

在本公开中，电路布置可以通过以下与电路相配合的等式来了解：

该等式的简化版本为

本公开中的预充电系统18可以允许在不同的电气系统内的多用途应用，而无需过多的部件重新设计，并且通常只需确定用于不同的电气系统的适当时间常数。因此，本公开中的设备、系统和方法可以提供实现方式的灵活性、使用寿命长和/或操作控制。公开的实施方式可以降低电感反冲(inductive kick)，该电感反冲可以使能量传输而不会产生不期望的高电压差。

本公开包括电源与负载之间的通信。图示的电力电源包括直流(DC)电源，但在一些实施方式中可能包括交流(AC)电源。DC电源还可以包括例如通过合适的电路系统从AC电源转换为DC电力的电力。图示的负载包括DC负载，诸如电池和/或DC电网部分，但在一些实施方式中可能包括AC负载。在图示的示例中，电容式负载可以表示电源存储设备，诸如电池。在接触器闭合之前对电池负载进行预充电有助于降低对电池部件的损坏和/或延长电池部件的寿命。

许多系统的电气化正在进行，以有助于资源的脱碳。高电压充电对实现这种电气化目标至关重要。本公开中用于适应性预充电的设备、系统和方法可以提供预充电解决方案，该预充电解决方案许可安全且可靠的高电压连接至各种负载。例如，在电动汽车(EV)领域，存在各种类型的EV电池系统，这些EV电池系统可以具有不同的设计和架构。许多EV电池平台可以基于能够使用400V充电电源或更高的充电电源进行充电的400V系统电压。然而，市场上可能同时存在具有更高系统电压(诸如能够使用800V或更高充电电源进行充电的800V基线系统电压)的EV电池。本公开中的设备、系统和方法可以提供适应性预充电，以适应400V和800V两者的基线系统，而无需为特定基线系统电压设计专用电路，同时保持较长的使用寿命和/或降低部件损坏的风险。在一些实施方式中，可以适应任何合适的电压范围，例如200V、400V、600V、800V、1000V、以及4000V和更高。

在本公开中，合适处理器的示例可以包括一个或更多个微处理器、集成电路、片上系统(SoC)以及其他。合适存储器32的示例可以包括一个或更多个主存储部和/或非主存储部(例如，二级存储部、三级存储部等)；永久存储部、半永久存储部和/或临时存储部；以及/或者存储器存储设备，包括但不限于硬驱动器(例如磁性、固态)、光盘(例如CD-ROM、DVD-ROM)、RAM(例如DRAM、SRAM、DRDRAM)、ROM(例如PROM、EPROM、EEPROM、快闪EEPROM)、易失性和/或非易失性存储器；以及其他。通信电路系统可以包括用于促进处理器操作的合适部件，例如，合适部件可以包括发射器、接收器、调制器、解调器、滤波器、调制解调器、模拟/数字(AD或DA)转换器、二极管、开关、运算放大器和/或集成电路。

尽管上文已详细描述了某些图示性实施方式，但变化和修改存在于如所附权利要求所述和限定的本发明的范围和精神内。

Claims

1.一种适应性预充电系统，所述适应性预充电系统用于管理接触器操作在开路配置与闭合配置之间的电压降，所述系统包括：

电感电路部分，所述电感电路部分包括至少一个电感元件，所述至少一个电感元件适于与电流吸收器连接；

开关，所述开关与所述电感电路部分通信，以选择性地传输电流；以及

单向电流电路部分，所述单向电流电路部分被布置用于所述开关与包括所述电感电路部分的负载部分之间的通信。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述负载部分包括彼此串联连接的所述电感电路部分和所述电流吸收器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述单向电流电路部分被布置成与所述负载部分并联。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器开关被布置成与每个电源电压的负电压段和所述负载部分通信。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器开关被布置成与控制操作器通信，所述控制操作器用于指导开关操作，以管理跨所述至少一个电感元件两端的电压差。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制操作器被配置成对所述开关进行操作以提供固定时间模式。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述固定时间模式下，所述控制操作器基于输入电压针对开关闭合的预定时间间隔来对所述开关进行操作，以管理被提供给所述电感电路部分的峰值电流。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述预定时间间隔是通过基于所述输入电压设置跨所述电感电路部分两端的最大可允许电压来确定的。

9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制操作器被配置成对所述开关进行操作以提供电流受控模式。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，在所述电流受控模式下，所述控制操作器通过基于输入电流调节针对开关闭合的控制时间来对所述开关进行操作，以限制被提供给所述电感电路部分的最大电流。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制时间是与所述至少一个电感元件相关联的，所述控制时间作为所述电感电路部分的最大电流和电感负载相对于跨所述电感电路部分两端的电压的函数。

12.根据权利要求10中所述的系统，其中，所述控制时间在开关循环期间被主动地更新。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制操作器针对开关操作的每个周期确定所述控制时间。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制操作器监测通过所述电感电路部分的电流，作为用于确定所述控制时间的反馈。

15.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制操作器被配置成对所述开关进行操作以提供固定频率模式。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，在所述固定频率模式下，所述控制操作器通过基于跨所述电感电路部分两端的电压调节针对开关闭合的时间增量来对所述开关进行操作，以管理峰值电流。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述适应性预充电系统被布置用于电力电源与所述电流吸收器之间的通信，以调节用于接触器操作的所述电流吸收器的预充电。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述电力电源是高电压DC电源。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述电力电源包括具有比所述电流吸收器大的电压的电压电源。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述电力电源包括具有比所述电流吸收器大的电压的多个电池单元。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述电流吸收器包括多个电池单元。

22.根据权利要求19所述的系统，其中，所述电力电源包括隔离电网的具有比所述电流吸收器大的电压的一部分。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述电流吸收器包括所述隔离电网的另一部分。

24.一种从高电压电源对负载进行预充电的方法：

在固定时间模式下对预充电电路进行操作；以及

响应于确定所述高电压电源与所述负载之间的电压差低于预定阈值，在电流受控模式下对所述预充电电路进行操作。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，在所述固定时间模式下对所述预充电电路进行操作是响应于确定启用高电压电源与低电压吸收器之间的连接而执行的。

26.根据权利要求24所述的方法，其中，在所述固定时间模式下对预充电电路进行操作包括：基于来自所述高电压电源的输入电压针对开关闭合的预定时间间隔来对预充电电路进行切换，以管理被提供给所述负载的峰值电流。

27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述预定时间间隔是通过基于所述输入电压设置跨所述预充电电路的电感电路部分两端的最大可允许电压来确定的。

28.根据权利要求24所述的方法，其中，在所述电流受控模式下对所述预充电电路进行操作包括：通过基于输入电流调节针对开关闭合的控制时间来切换，以限制被提供给所述预充电电路的电感电路部分的最大电流。

29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述控制时间是与所述电感电路部分相关联的，所述控制时间作为所述电感电路部分的最大电流和电感负载相对于跨所述电感电路部分两端的电压的函数。

30.根据权利要求27所述的方法，其中，在所述电流受控模式下对所述预充电电路进行操作包括：在开关循环期间主动地更新所述控制时间。

31.根据权利要求29所述的方法，其中，在所述电流受控模式下对所述预充电电路进行操作包括：针对切换的每个周期确定所述控制时间。

32.根据权利要求27所述的方法，其中，在所述电流受控模式下对所述预充电电路进行操作包括：考虑通过所述电感电路部分的电流，作为用于确定所述控制时间的反馈。

33.根据权利要求24所述的方法，还包括在频率固定模式下对所述预充电电路进行操作。