[发明专利]双感应/传导直流耦合充电系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种双电感/传导直流耦合充电系统。

背景技术

电气化的动力系通常包括一个或多个高压交流(AC)电机，每个电机由高压直流(DC)电池组供电。功率逆变器模块从电池组接收DC电压，并产生适于为电机供电的AC输出电压。可以通过将车载充电耦合器连接到非车载电源(诸如，可用的墙壁插座、AC充电站或例如电动车辆供电设备(EVSE)的DC快速充电站)来实现电池组的多个电池的传导充电。

在车辆上具有上述类型的电气化动力系的情况下，可以使用ACDC转换器作为电池充电器或车载充电模块(OBCM)，以将来自非车载AC电源的AC充电电压转换成适于DC电池组和其他DC设备使用的DC电压。OBCM可以包括无源二极管桥和有源控制的半导体开关，它们共同地消除所施加的AC充电电压波形的负周期。然后对所得的电压输出进行滤波以向DC电压总线提供合适的DC电压。

可以以其他方式实现高压电池组的充电。例如，无线充电是新兴的替代充电过程，其中相对高频的AC电力被传送到紧邻车辆侧无线充电器的初级感应线圈，该车辆侧无线充电器具有次级感应线圈。例如，电动车辆的操作者将车辆停放在通常包含初级感应线圈和相关联的功率转换和电压整流硬件的基础设施侧感应系统上。传递到初级感应线圈的AC电流在车辆侧次级感应线圈中引起AC电流。然后使用上述类型的硬件将感应的AC电流转换成DC电流。

发明内容

本文公开了一种用于电气化系统的双电感/传导DC耦合充电系统。电气化系统可以具体化为混合动力电动车辆、电池电动车辆或任何其他插入式车辆或其他移动平台。本方案的特征在于与传统的AC耦合的控制器区域网(CAN)控制的无线系统不同，不需要由CAN总线消息控制DC耦合的充电系统。相反，分离的感应充电系统和传导充电系统彼此电并联布置。代替CAN消息传送，低电压模拟控制信号提供了本文所述的所有基本控制功能。

还公开了一种控制方法，其在特定实施例中允许在可用的感应充电系统和传导充电系统之间的自动的、用户导向的或优先级切换，以及充电启动和终止的适当排序，从而维持现有车辆充的电特征和架构。

特别地，本文公开的车辆或其他电气化系统可连接到非车载电源，通常是AC充电站。车辆包括：通过来自DC电池组的电能驱动的电机、可操作用于经由非车载电源对电池组进行传导充电的传导充电系统、可操作用于经由非车载电源对电池组进行感应充电的无线充电系统以及控制器。在一些实施例中，控制器可以被编程以接收充电偏好，并且根据接收到的充电偏好来选择性地启动电池组的充电，使用模拟低电压控制信号实现这些操作。充电偏好优先考虑通过传导充电系统和无线充电系统中被指定的一个对电池组充电，具有同时进行传导充电和无线充电的可能性。在其他实施例中，当车辆插入电源时，充电可以自动默认为传导充电。

另一种电气系统包括DC电压总线、连接到DC电压总线的电池组、可连接到非车载电源以建立插入式充电连接的充电耦合器，以及并联的DC耦合传导充电系统和感应充电系统。该实施例中的系统包括被编程为使用模拟低电压控制信号来选择性地启动对电池组的充电的控制器。控制器被编程为当充电耦合器插入非车载电源中时，通过DC耦合传导充电系统对电池组充电，并且当充电耦合器未插入非车载电源并且控制器检测到系统接近初级感应线圈时，由无线充电器对电池组进行充电。

从以下结合附图对用于实施本公开的最佳模式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1A是具有双DC耦合的传导和感应充电系统的插电式电动车辆形式的示例性电气化系统，以及被编程为使用DC耦合充电系统中的一个/两者对高压电池组充电的控制器的示意图。

图1B是可用作图1A所示的车辆的一部分的DC耦合充电系统的示意性电路图。

图2是示出了可用于图1的示例性车辆上的传导充电系统和感应充电系统的示例性实施方式的示意性电路图。

图3是描述用于启动图1的车辆的电池组的无线充电的方法的示意性流程图。

图4是描述当在对电池组进行无线充电时检测到插入事件时，处理不同的感应充电和传导充电决定的方法的示意性流程图。

图5是描述用于结束图3中启动的无线充电事件，并且能够驱动图1A中所示的车辆的操作的方法的示意性流程图。

图6至图8是描述用于实现上述方法的替代硬件实施例的示意性电路图。

图9是描述用于启动图1的车辆中的无线充电过程的替代实施例的示意性电路图。