为电动汽车中的电气负荷充电的组件和方法
2019-11-22

为电动汽车中的电气负荷充电的组件和方法

提供一种充电组件和方法,以提供混合电动汽车(HEV)中电力推进系统的电气负荷的预充电低电流状态、稳态高电流充电状态和非连接状态。该充电组件包括正向接触器装置、负向接触器装置和非接触器元件装置。可以通过使用由非接触器元件装置所接收到的脉冲宽度调制(PWM)信号有效地控制电气负荷预充电的速率。仅载流正向和负向接触器可以与非接触器元件装置一起配置以进一步防止在充电组件工作期间该正向和负向接触器的触点的闪弧。

根据本发明的优选实施例,参照图2,汽车10包括电力推进系统12。电力推进系统12包括电池14、单个电气负荷16以及与它们分别连接的充电组件18。组件18配置在电池14和负荷16之间。如所示,电池14沿着汽车10的底面配置。可替换地,可以将电池封装在汽车上符合HEV和EV应用的电气要求的任何地方。组件18用于为从电池14到电气负荷16的电压/电流负荷提供入口和桥梁。组件18包括具有用于电气负荷的预充电状态、稳态高电流充电状态和非连接状态。预充电状态被规定为以可控方式使用电池14的电压为电气负荷16进行充电的时间段。在预充电状态期间,电池和电气负荷以比稳态高电流状态更加受限的方式耦接。稳态高电流状态被规定为在充电组件工作期间,在预充电结束之后的时间点使用电能为电气负荷16持续充电的时间段。在稳态高电流状态期间,电池14和电气负荷16直接耦接。非连接状态规定电气负荷16同电池14非耦接或从电池14断开连接。

可替换地,可以由控制器来监控电气负荷的充电,以了解电气负荷的充电状态。

权利要求中所使用的所有术语意在给出其如本领域技术人员所理解的最宽范围的通常含义和合理解释,除非此处给出相反的具体说明。特殊地,单数冠词如“一”、“一个”、“所述”等应该理解为列举一个或多个所述元件,除非权利要求列出了相反的具体限制。

在预充电状态之后,方法40的另一个步骤是使用正向接触器装置沈将电池14与至少一个负荷16电连接。通过正向接触器装置沈的电连接,在组件18中产生稳态高电流状态以充电至少一个电气负荷16。一旦采用了稳态高电流状态,方法40的另一个步骤48包括使用固态元件30从至少一个负荷16断开电池14的电连接。通过固态元件30到达负荷16的电通路具有的电流值一般小于稳态高电流状态时到达负荷的电流值。因此,一旦在组件18中实现了稳态高电流状态,则不再需要通过固态元件的电流通路。优选地,在至少一个电气负荷基本放电之后,至少一个固态电气元件30从该至少一个电气负荷断开连接。这可以发生在负荷被有效地预充电之后的一段时间内。优选地,可以将对负荷16上的电压和电池14的电压的感测进行比较,以确定存在任何表示预充电状态还未彻底完成的电势。典型地,预充电状态是时控事件。这表示本领域技术人员会知晓电路的负荷侧的电容量和电池电压以及预充电电阻的串联阻值。通过这种方式,可以确定实现预充电状态的时间常数,并可以将其设计到组件18的电路中。

背景技术

发明内容

期望提供一种耐用、可靠的充电组件,其配置为提供用于电气负荷的预充电状态、稳态高电流状态和非连接状态,同时减小构成该充电组件的相应电气元件的尺寸、重量、部件数量和费用。还期望提供灵活性以获得电气负荷的多个预充电值中的一个预充电值。