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Diese Offenbarung betrifft elektrisch betriebene Fahrzeuge und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Batterieentladevorrichtung zum Entladen von Energie, die in einer Hochspannungsquelle eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gespeichert ist, nach einem Anomalieereignis.
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Hybridelektrofahrzeuge (HEVs für engl. hybrid electric vehicles), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs für engl. plug-in electric hybrid vehicle), batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs für engl. battery electric vehicles), Brennstoffzellenfahrzeuge und andere bekannte elektrisch betriebene Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Motorfahrzeugen insofern, als sie von einer oder mehreren Elektromaschinen (d.h. Elektromotoren und/oder Generatoren) anstelle von oder zusätzlich zu einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung angetrieben werden. Die Versorgung mit Hochspannungsstrom zum Speisen dieser Typen von Elektromaschine(n) erfolgt typischerweise durch ein Traktionsbatteriesystem mit einer oder mehreren Batteriezellen, welche Energie speichern.
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Eine oder mehrere Batteriezellen des Traktionsbatteriesystems können während eines Anomalieereignisses, wie beispielsweise einer Fahrzeugkollision, beschädigt werden. Es kann wünschenswert sein, die beschädigten Batteriezellen nach solch einem Ereignis wiederzuverwenden. Die innerhalb der Batteriezellen gespeicherte Energie muss jedoch möglicherweise abgeleitet werden, um die Zellen vor ihrer Entfernung aus dem elektrisch betriebenen Fahrzeug inert (d. h. einen Nullspannungszustand) zu machen.
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Eine Batterieentladevorrichtung gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst u. a. einen Sensor, der so ausgelegt ist, dass er einen Parameter einer Hochspannungsquelle erfasst, eine Steuerung in Kommunikation mit dem Sensor und einen Entladekreis, welcher Energie, die in der Hochspannungsquelle gespeichert ist, in Reaktion auf ein Befehlssignal von der Steuerung entlädt. Der Entladekreis umfasst eine Mehrzahl von Widerständen, die parallel zueinander geschaltet sind.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform der vorhergehenden Batterieentladevorrichtung ist der Sensor ein Spannungssensor.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der Batterieentladevorrichtungen ist der Sensor ein Stromsensor.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen ist der Sensor ein kombinierter Spannungs- und Stromsensor.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen ist ein Kontaktgeber zwischen dem Entladekreis und der Hochspannungsquelle.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen umfasst der Kontaktgeber einen Schalter, der zwischen einer ersten Position, welche eine Verbindung zwischen der Hochspannungsquelle und dem Entladekreis schließt, und einer zweiten Position betätigt werden kann, welche die Verbindung öffnet.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen wird die Steuerung durch eine von der Hochspannungsquelle getrennte Batterie gespeist.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen verbindet ein Verdrahtungssystem den Sensor elektrisch mit der Steuerung.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen ist eine Schaltvorrichtung mit jedem der Mehrzahl von Widerständen in Reihe geschaltet.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der Batterieentladevorrichtungen ist die Steuerung so konfiguriert, dass sie wenigstens die Schaltvorrichtung betätigt, um zusätzliche Widerstände der Mehrzahl von Widerständen innerhalb des Entladekreises in Betrieb zu setzen.
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Ein elektrisch betriebenes Fahrzeug gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst u. a. eine Batterie, eine Hochspannungsquelle, welche eine Elektromaschine speist, und eine Batterieentladevorrichtung, die durch die Batterie gespeist wird und so konfiguriert ist, dass sie Energie entlädt, die in der Hochspannungsquelle gespeichert ist.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform des vorhergehenden elektrisch betriebenen Fahrzeugs ist die Hochspannungsquelle ein Traktionsbatteriesystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden elektrisch betriebenen Fahrzeuge befindet sich die Batterie an Bord des elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrisch betriebenen Fahrzeuge umfasst die Batterieentladevorrichtung eine Mehrzahl von Widerständen, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei jeder der Mehrzahl von Widerständen mit einem Schalter in Reihe geschaltet ist.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrisch betriebenen Fahrzeuge ist die Batterie eine eigenständige Einheit, die vom elektrisch betriebenen Fahrzeug getrennt ist.
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Ein Verfahren gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst u. a. ein Verbinden einer Batterieentladevorrichtung mit einer Hochspannungsquelle eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, Speisen der Batterieentladevorrichtung mit einer Batterie, die sich an Bord des elektrisch betriebenen Fahrzeugs befindet, und Entladen von Energie, die in der Hochspannungsquelle gespeichert ist, mit der Batterieentladevorrichtung.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform des vorhergehenden Verfahrens umfasst der Schritt des Verbindens ein elektrisches Verbinden der Batterieentladevorrichtung mit der Hochspannungsquelle nach einer Fahrzeugkollision.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt des Erfassens eines Parameters, der mit der Hochspannungsquelle assoziiert ist, vor dem Schritt des Entladens.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren umfasst der Schritt des Entladens ein betätigen einer ersten Schaltvorrichtung, um die Energie in einen ersten Widerstand der Batterieentladevorrichtung zu entladen.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt des Betätigens mindestens eines zweiten Schalters, um parallele Widerstände zum Entladekreis hinzuzufügen.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorstehenden Absätze, der Ansprüche und der folgenden Beschreibung sowie der Zeichnungen, einschließlich jedes ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig oder in beliebiger Kombination genommen werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, können auf alle Ausführungsformen angewendet werden, sofern solche Merkmale nicht inkompatibel sind.
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden für Fachleute aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Die der ausführlichen Beschreibung beiliegenden Zeichnungen können kurz beschrieben werden, wie folgt.
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1 veranschaulicht schematisch eine Kraftübertragung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
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2 veranschaulicht eine Batterieentladevorrichtung.
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3 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zur Entladung von Energie, die in einer Hochspannungsquelle eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gespeichert ist.
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Diese Offenbarung betrifft eine Batterieentladevorrichtung zum Entladen von Energie, die in einer Hochspannungsquelle eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gespeichert ist. Die Batterieentladevorrichtung ist eine eigenständige Einheit, die vom elektrisch betriebenen Fahrzeug getrennt ist und damit verbunden werden kann. Die Batterieentladevorrichtung kann einen Sensor, der einen Parameter erfasst, der mit der Hochspannungsquelle assoziiert ist, und eine Steuerung umfassen, welche die erfassten Parameter überwacht. Basierend auf den erfassten Parametern kann die Steuerung den Betrieb eines Entladekreises befehlen. Der Entladekreis umfasst eine Mehrzahl von parallelen Widerständen, die zum Hinzufügen von parallelen Widerständen selektiv in den Entladekreis eingeschaltet werden können, um Energie zu entladen, die in der Hochspannungsquelle gespeichert ist. Diese und andere Merkmale werden hierin genauer erörtert.
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1 veranschaulicht schematisch eine Kraftübertragung 10 für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug 12, wie beispielsweise ein HEV. Es versteht sich von selbst, dass, obwohl als HEV dargestellt, die hierin beschriebenen Konzepte nicht auf HEVs beschränkt sind, sondern auf andere elektrisch betriebene Fahrzeuge, die PHEVs, BEVs und Brennstoffzellenfahrzeuge umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, erweitert werden könnten.
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In einer Ausführungsform ist die Kraftübertragung 10 ein Leistungsverteilungssystem, das ein erstes Antriebssystem, das eine Kombination einer Kraftmaschine 14 und eines Generators 16 (d. h. einer ersten Elektromaschine) umfasst, und ein zweites Antriebssystem einsetzt, das mindestens einen Motor 36 (d. h. eine zweite Elektromaschine), den Generator 16 und ein Traktionsbatteriesystem 50 umfasst. Zum Beispiel können der Motor 36, der Generator 16 und das Traktionsbatteriesystem 50 ein erstes elektrisches Antriebssystem 25 der Kraftübertragung 10 bilden. Die ersten und zweiten Antriebssysteme erzeugen Drehmoment zum Antreiben eines oder mehrerer Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 30 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 12, wie im Folgenden genauer erörtert.
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Die Kraftmaschine 14, wie beispielsweise eine Kraftmaschine mit innerer Verbrennung, und der Generator 16 können durch eine Leistungsübertragungseinheit 18 verbunden sein. In einer nichteinschränkenden Ausführungsform ist die Leistungsübertragungseinheit 18 ein Planetenradsatz. Es können natürlich auch andere Typen von Leistungsübertragungseinheiten, die andere Zahnradsätze und Getriebe umfassen, zum Verbinden der Kraftmaschine 14 mit dem Generator 16 verwendet werden. Die Leistungsübertragungseinheit 18 kann ein Hohlrad 20, ein Sonnenrad 22 und eine Trägeranordnung 24 umfassen. Der Generator 16 wird durch die Leistungsübertragungseinheit 18 angetrieben, wenn er als Generator zum Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie fungiert. Der Generator 16 kann alternativ als ein Motor zum Umwandeln von elektrischer Energie in kinetische Energie fungieren, um dadurch Drehmoment an eine Welle 26 auszugeben, die mit der Trägeranordnung 24 der Leistungsübertragungseinheit 18 verbunden ist. Da der Generator 16 funktionell mit der Kraftmaschine 14 verbunden ist, kann die Drehzahl der Kraftmaschine 14 durch den Generator 16 gesteuert werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Kraftmaschine 14 als ein Generator fungieren, und der Motor 36 treibt die Antriebsräder 30 des Fahrzeugs an.
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Das Hohlrad 20 der Leistungsübertragungseinheit 18 kann mit einer Welle 28 verbunden sein, die durch eine zweite Leistungsübertragungseinheit 32 mit den Fahrzeugantriebsrädern 30 verbunden ist. Die zweite Leistungsübertragungseinheit 32 kann einen Zahnradsatz mit einer Mehrzahl von Zahnrädern 34A, 34B, 34C, 34D, 34E und 34F umfassen. Es können auch andere Leistungsübertragungseinheiten geeignet sein. Die Zahnräder 34A bis 34F übertragen Drehmoment von der Kraftmaschine 14 auf ein Differenzial 38, um Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 30 bereitzustellen. Das Differenzial 38 kann eine Mehrzahl von Zahnrädern umfassen, welche die Übertragung von Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 30 ermöglichen. Die zweite Leistungsübertragungseinheit 32 ist durch das Differenzial 38 mechanisch mit einer Achse 40 gekoppelt, um Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 30 zu verteilen.
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Auch der Motor 36 kann durch Ausgeben von Drehmoment an eine Welle 46, die ebenfalls mit der zweiten Leistungsübertragungseinheit 32 verbunden ist, zum Antreiben der Fahrzeugantriebsräder 30 eingesetzt werden. In einer Ausführungsform sind der Motor 36 und der Generator 16 Teil eines Rekuperationsbremssystems, in welchem sowohl der Motor 36 als auch der Generator 16 als Motoren zum Ausgeben von Drehmoment eingesetzt werden können. Zum Beispiel können der Motor 36 und der Generator 16 jeweils elektrische Leistung an einen Hochspannungsbus 48 und das Traktionsbatteriesystem 50 ausgeben. Das Traktionsbatteriesystem 50 kann eine Hochspannungsbatterie sein, die zum Ausgeben von elektrischer Leistung zum Betreiben des Motors 36 und des Generators 16 in der Lage ist. Es können auch andere Typen von Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen zur Verwendung mit dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 12 enthalten sein. Das Traktionsbatteriesystem 50 kann eine oder mehrere Batteriezellen 55 umfassen, welche die Energie speichern, die zum Speisen des Motors 36 und/oder des Generators 16 erforderlich ist.
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Der Motor 36, der Generator 16, die Leistungsübertragungseinheit 18 und die Leistungsübertragungseinheit 32 können allgemein als eine Transaxle 42 oder ein Getriebe des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 12 bezeichnet werden. Wenn daher ein Fahrer eine bestimmte Gangstellung auswählt, wird die Transaxle 42 in angemessener Weise gesteuert, um den entsprechenden Gang zum Fortbewegen des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 12 durch Bereitstellen von Traktion für die Antriebsräder 30 bereitzustellen.
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Die Kraftübertragung 10 kann außerdem ein Steuersystem 44 zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Aspekte des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 12 umfassen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 44 mit dem elektrischen Antriebssystem 25, den Leistungsübertragungseinheiten 18, 32 oder anderen Komponenten kommunizieren, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 12 zu überwachen und/oder zu steuern. Das Steuersystem 44 umfasst Elektronik und/oder Software zum Ausführen der für den Betrieb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 12 notwendigen Steuerfunktionen. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 44 eine Kombination aus Fahrzeugsystemsteuerung und Kraftübertragungssteuermodul (VSC/PCM für engl. vehicle system controller/powertrain control module). Obwohl das Steuersystem 44 als eine einzelne Hardwarevorrichtung dargestellt ist, kann sie mehrere Steuerungen in der Form von mehreren Hardwarevorrichtungen oder mehreren Softwaresteuerungen innerhalb einer oder mehrerer Hardwarevorrichtungen umfassen.
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Ein Controller Area Network (CAN) 52 ermöglicht es dem Steuersystem 44, mit der Transaxle 42 zu kommunizieren. Zum Beispiel kann das Steuersystem 44 Signale von der Transaxle 42 empfangen, um anzuzeigen, ob ein Übergang zwischen Gangstellungen erfolgt. Das Steuersystem 44 kann auch mit einem Batteriesteuermodul des Traktionsbatteriesystems 50 oder anderen Steuervorrichtungen kommunizieren.
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Außerdem kann das elektrische Antriebssystem 25 eine oder mehrere Steuerungen 54, wie beispielsweise eine Invertersystemsteuerung (ISC für engl. inverter system controller), umfassen. Die Steuerung 54 ist so konfiguriert, dass sie spezifische Komponenten innerhalb der Transaxle 42, wie beispielsweise den Generator 16 und/oder den Motor 36, zum Beispiel zum Unterstützen von bidirektionalem Leistungsfluss steuert. In einer Ausführungsform ist die Steuerung 54 eine Invertersystemsteuerung kombiniert mit einem regelbaren Spannungswandler (ISC/VVC für engl. inverter system controller/variable voltage converter).
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2 veranschaulicht eine Batterieentladevorrichtung 60, die zum Ableiten der in einer Hochspannungsquelle gespeicherten Energie nach einem Anomalieereignis eingesetzt werden kann. Zum Beispiel können in einer nicht einschränkenden Ausführungsform eine oder mehrere interne Komponenten (Batteriebehälter, Trog, Steuerung, Abtastverdrahtung, Array usw.) des Traktionsbatteriesystems 50 (siehe 1) in Reaktion auf eine Fahrzeugkollision beschädigt werden. Die Batterieentladevorrichtung 60 könnte verwendet werden, um das Traktionsbatteriesystem 50 durch Ableiten der in den Batteriezellen 55 gespeicherten Energie bis zu einem Nullspannungszustand oder jedem Ladezustand (SOC für engl. state of charge) unter einem aktuellen SOC inert zu machen. Es versteht sich von selbst, dass auch andere Hochspannungsquellen durch die Batterieentladevorrichtung 60 innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung entladen werden können.
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In einer Ausführungsform ist die Batterieentladevorrichtung 60 eine eigenständige Einheit, die vom elektrisch betriebenen Fahrzeug 12 getrennt ist und damit verbunden werden kann. Mit anderen Worten ist die Batterieentladevorrichtung 60 transportabel und kann von einem Benutzer auf eine verhältnismäßig einfache Weise getragen werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Batterieentladevorrichtung 60 einen Sensor 62, eine Steuerung 64, einen Entladekreis 66 und einen Kontaktgeber 68. Jedes von dem Sensor 62, der Steuerung 64, dem Entladekreis 66 und dem Kontaktgeber 68 kann innerhalb eines Gehäuses 70 untergebracht sein. Das Gehäuse 70 kann einen Griff 75 zum Transportieren der Batterieentladevorrichtung 60 zum Ort einer Hochspannungsquelle mit Bedarf an Energieableitung umfassen. Das Gehäuse 70 ist in 2 hochschematisch dargestellt, und seine Größe, Form und allgemeine Konfiguration sollen diese Offenbarung nicht einschränken.
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In einer Ausführungsform ist der Sensor 62 ein Spannungssensor. In einer anderen Ausführungsform ist der Sensor 62 ein Stromsensor. In noch einer anderen Ausführungsform ist der Sensor 62 ein kombinierter Spannungs- und Stromsensor. Der Sensor 62 kann einen oder mehrere Parameter (d. h. Spannung, Strom usw.) erfassen, die mit einer Hochspannungsquelle, wie beispielsweise dem Traktionsbatteriesystem 50 von 1, assoziiert sind. Diese Informationen können über ein Verdrahtungssystem 72 an die Steuerung 64 übertragen werden. In einer Ausführungsform umfasst das Verdrahtungssystem 72 vier Drähte, welche die Steuerung 64 und den Sensor 62 elektrisch verbinden, obwohl auch andere Konfigurationen in Betracht gezogen werden.
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In einer Ausführungsform ist die Steuerung 64 eine mikroprozessorbasierte Steuerung, welche die erforderliche Hard- und Software zum Überwachen von Rückmeldung vom Sensor 62 umfasst. Die Steuerung 64 kann auch mit dem Kontaktgeber 68 und dem Entladekreis 66 kommunizieren und deren Betrieb steuern, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 ausführlicher beschrieben wird.
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Der Kontaktgeber 68 umfasst mindestens einen Schalter 74 zum selektiven Öffnen und Schließen einer Verbindung zwischen dem Entladekreis 66 und einer Hochspannungsquelle (dargestellt in 3). Mit anderen Worten ist der Kontaktgeber 68 zwischen dem Entladekreis 66 und einer Hochspannungsquelle positioniert und kann die Batterieentladevorrichtung 60 mit der Hochspannungsquelle koppeln oder davon entkoppeln. Wenn der Schalter 74 geschlossen wird, koppelt der Kontaktgeber 68 den Entladekreis 66 mit einer Hochspannungsquelle, um die Hochspannungsquelle zu entladen. Wenn dagegen geöffnet, entkoppelt der Kontaktgeber 68 die Batterieentladevorrichtung 60 von der Hochspannungsquelle.
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Der Entladekreis 66 fungiert als eine Last zum Entleeren der in der Hochspannungsquelle gespeicherten Energie. Zum Beispiel kann der Entladekreis 66 eine Mehrzahl von Widerständen 76-1, 76-2, 76-3 und 76-N umfassen. Die Anzahl von Widerständen N könnte variieren und soll diese Offenbarung nicht einschränken. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform sind die Widerstände 76-1, 76-2, 76-3 und 76-N parallel zueinander positioniert. Jeder Widerstand 76-1, 76-2, 76-3 und 76-N kann mit einer Schaltvorrichtung 78-1, 78-2, 78-3 bzw. 78-N in Reihe geschaltet sein. Die Schaltvorrichtungen 78-1, 78-2, 78-3 und 78-N können als nicht einschränkende Ausführungsformen Schalter oder Relais sein. In einer Ausführungsform ist der Entladekreis 66 für die Spannung der Hochspannungsquelle unter Entladung empfindlich. Wie in Bezug auf 3 ausführlicher erörtert, können zusätzliche Widerstände 76-2, 76-3 bis 76-N in Betrieb gesetzt werden, um die zum Ableiten der in der Hochspannungsquelle gespeicherten Energie erforderliche Zeitdauer zu verkürzen.
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3 stellt ein Verfahren zur Verwendung der Batterieentladevorrichtung 60 zum Entladen von Energie, die in einer Hochspannungsquelle 80 gespeichert ist, schematisch dar. Das Verfahren kann in Reaktion auf ein Anomalieereignis, das mit dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 12 assoziiert ist, durchgeführt werden. In einer Ausführungsform ist das Anomalieereignis eine Fahrzeugkollision, welche die Hochspannungsquelle 80 in irgendeiner Weise beschädigt. In einer anderen Ausführungsform ist das Anomalieereignis ein Isolationsfehler. Es können jedoch auch andere Ereignisse die Notwendigkeit eines Ableitens der in der Hochspannungsquelle 80 gespeicherten Energie auslösen. Es versteht sich von selbst, dass der hierin beschriebene Entladeprozess zusätzliche Schritte umfassen könnte, und dass die Schritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden könnten, als hierin im Folgenden spezifisch beschrieben wird.
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Die Batterieentladevorrichtung 60 kann zu einem Zeitpunkt nach dem Anomalieereignis mit der Hochspannungsquelle 80 verbunden werden. Die Batterieentladevorrichtung 60 kann auf jede bekannte Art und Weise mit der Hochspannungsquelle 80 verbunden werden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann eine elektrische Standardklemme (nicht dargestellt) sowohl zum Verbinden der Batterieentladevorrichtung 60 mit einer positiven (+) als auch einer negativen (–) Seite der Hochspannungsquelle 80 verwendet werden. Die elektrische Klemme könnte eine Federklemme, eine Krokodilklemme oder jede andere Vorrichtung zum elektrischen Verbinden zweier Komponenten sein.
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Die Batterieentladevorrichtung 60 kann mit einer Batterie 82 verbunden und dadurch gespeist werden. Diese Verbindung kann durch jede bekannte Art und Weise erreicht werden und könnte ähnlich der Verbindungsmethode, die zum Verbinden der Batterieentladevorrichtung 60 mit der Hochspannungsquelle 80 verwendet wird, oder verschieden davon sein. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Batterie 82 eine 12-V-Batterie, die sich an Bord des gleichen elektrisch betriebenen Fahrzeugs befindet, das durch die Hochspannungsquelle 80 gespeist wird. Die Batterie 82 ist in einer Ausführungsform eine von der Hochspannungsquelle 80 getrennte Leistungsquelle.
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Nach dem Herstellen der verschiedenen Verbindungen, die zum Betreiben der Batterieentladevorrichtung 60 erforderlich sind, kann der Sensor 62 der Batterieentladevorrichtung 60 einen Parameter erfassen, der mit der Hochspannungsquelle 80 assoziiert ist. In einer Ausführungsform umfasst der erfasste Parameter Spannungsmesswerte der Hochspannungsquelle 80. In einer anderen Ausführungsform umfasst der erfasste Parameter Strommesswerte der Hochspannungsquelle 80. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst der erfasste Parameter Spannungs- und Strommesswerte der Hochspannungsquelle 80.
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Der Sensor 62 kann über das Verdrahtungssystem 72 mit der Steuerung 64 kommunizieren. Zum Beispiel kann der Sensor 62 Informationen in Bezug auf die erfassten Parameter an die Steuerung 64 übertragen. Die Steuerung 64 verwendet interne Logik zum Analysieren der erfassten Parameter, um zu bestimmen, wann und wie der Kontaktgeber 68 und der Entladekreis 66 betrieben werden sollen.
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Die Steuerung 64 befiehlt dem geschlossenen Kontaktgeber 68, mit dem Entladeprozess zu beginnen. Zum Beispiel kann die Steuerung 64 über einen Pfad 90 ein Signal an den Kontaktgeber 68 übertragen, das eine Betätigung des Schalters 74 aus einer offenen Position P in eine geschlossene Position P' befiehlt. Das Schließen des Schalters 74 auf diese Weise koppelt den Entladekreis 66 mit der Hochspannungsquelle 80, so dass der Ableitprozess beginnen kann.
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Energie aus der Hochspannungsquelle 80 wird in die Widerstände 76-1, 76-2, 76-3 und 76-N des Entladekreises 66 abgeleitet. In einem nicht einschränkenden Prozess wird die erste Schaltvorrichtung 78-1 betätigt, um mit dem Ableiten von Energie in den ersten Widerstand 76-1 zu beginnen. Da der Entladeprozess dem Ohm'schen Gesetz (d. h. V = IR) folgt, verlangsamt sich die Ableitung mit abnehmender Restenergiemenge. Daher kann, während die in der Hochspannungsquelle 80 gespeicherte Energie abnimmt, der zweite Widerstand 76-2 durch Betätigen der Schaltvorrichtung 78-2 parallel zum ersten Widerstand 76-1 in Betrieb gesetzt werden, um den Entladeprozess zu beschleunigen. Zwei identische Widerstände in Parallelschaltung weisen einen Gesamtwiderstand auf, der die Hälfte eines der ursprünglichen Widerstände allein ist. Durch Reduzieren des Widerstands auf diese Weise nimmt der Strom zu, wodurch die Zeitdauer verkürzt wird, die zum Entladen der Hochspannungsquelle 80 bis zu einem Nullspannungszustand erforderlich ist. Durch Betätigen der Schaltvorrichtungen 78-3 bis 78-N können zusätzliche Widerstände 76-3 bis 76-N parallel zum ersten Widerstand 76-1 und dem zweiten Widerstand 76-2 in den Entladekreis 66 eingeschaltet werden, um den Entladeprozess weiter zu beschleunigen.
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Die Entscheidung, zusätzliche Widerstände in Betrieb zu setzen, wird von der Steuerung 64 getroffen. In einer Ausführungsform setzt die Steuerung 64 zusätzliche Widerstände 76-2 bis 76-N basierend auf der Rückmeldung in Betrieb, die sie vom Sensor 62 empfängt. Die Steuerung 64 kann ein Befehlssignal 92 übertragen, das Anweisungen zum Betreiben der Schaltvorrichtung 78 und Widerstände 76 des Entladekreises 66 für einen bestimmten Entladeprozess umfasst. Die Steuerung 64 kann verschiedene Informationen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, einer Temperatur der Widerstände 76, der Zeit bei jeder Spannungsstufe, der Zeit beim aktuellen Pegel, des Höchstnennstroms der Widerstände 76, des Höchstnennstroms der Systemverdrahtung, Niederspannungssignalen von der Batterie 82 und einer Temperatur des Gehäuses 70, überwachen, um zu bestimmen, wann die zusätzlichen Widerstände 76 eingeschaltet werden sollen.
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Demgemäß stellt die Batterieentladevorrichtung 60 ein selbstregelndes Widerstandssystem bereit, das zum Aufrechterhalten eines Entladestroms durch das Widerstandsnetz in der Lage ist. Auf diese Weise können Hochspannungsquellen verschiedener Konstruktionen durch die gleiche Batterieentladevorrichtung 60 entladen werden.
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Obwohl die verschiedenen, nichteinschränkenden Ausführungsformen so veranschaulicht sind, dass sie spezifische Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige dieser Komponenten oder Merkmale von beliebigen der nichteinschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von beliebigen der anderen nichteinschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
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Es versteht sich von selbst, dass gleiche Bezugszeichen alle Zeichnungen hindurch entsprechende oder ähnliche Elemente identifizieren. Es versteht sich von selbst, dass, obwohl eine bestimmte Anordnung von Komponenten in diesen beispielhaften Ausführungsformen offenbart und veranschaulicht ist, auch andere Anordnungen von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
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Die vorstehende Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu interpretieren. Ein Arbeiter mit durchschnittlichen Fachkenntnissen würde verstehen, dass bestimmte Modifikationen in den Schutzbereich dieser Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Ansprüche geprüft werden, um den wahren Schutzbereich und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
