[发明专利]基于连接器的高压闭锁电气系统

说明书

一种电气系统，包括连接到可再充电能量存储系统(RESS)的高压母线和经由高压母线连接到可再充电能量存储系统(RESS)的高压部件。所述部件限定了由可移除盖跨接的服务开口。所述电气系统可以包括将盖连接到所述部件的紧固件，以及具有将可再充电能量存储系统(RESS)连接到高压母线的高压开关装置的电池断开单元(BDU)。高压开关装置响应于低压驱动电流而闭合，以将可再充电能量存储系统(RESS)连接到高压母线。驱动电路将电流传导到所述开关装置。电连接器具有多个连接器片，所述多个连接器片共同形成驱动电路中的开关。连接器片彼此的断开使开关断开以中断驱动电流并使高压开关装置断开，这将使可再充电能量存储系统(RESS)与高压母线断开。

技术领域

本发明涉及一种基于连接器的高压闭锁电气系统。

背景技术

电动汽车动力系统、动力装置或其他高压系统可包括具有分离的高压和低压母线的电气系统。虽然“高电压”和“低电压”是相对术语，“低电压”通常包括12-15伏的最高电压等级，即，辅助电压，术语“高电压”描述的电压等级远高于辅助电压等级。例如，电动车辆推进系统具有60-300伏的最高母线电压，而某些新型电池组的额定电压为500-800伏。

不管额定电压等级如何，双母线电气系统的高压和低压母线分别连接到高压可再充电能量存储系统（RESS），即，锂离子或镍金属氢化物电池组及相关的动力电子器件，以及铅酸或其他适合应用的辅助电池组。在高压母线上，策略性设置的大电流熔断器及高压开关有助于在故障发生时确保电压隔离，其中，开关在例行停机程序中也打开。熔断器为可替换的电路元件，其响应于阈值电池组电流而永久性地默认为开路状态。因此，维护工作可能涉及接入用于熔断器更换的高压部件。

此外，一些电气系统使用称为“高压互锁（HVIL）”的基于软件的程序来监测对高压母线进行的尝试性接入，例如，尝试维护高压电气部件。通常，高压互锁过程涉及密切监视低压高压互锁电路的电连续性。低压控制器响应于检测到的电路中断而命令位于可再充电能量存储系统（RESS）内的一个或多个高压开关装置打开。其他用于降低双母线电气系统中的高电压暴露的风险的方法包括使用手动服务断开（MSD），即，大型电池组熔断器，其在接入高压母线前由服务人员手动移除。物理移除手动服务断开将非常高的电阻引入到高压母线电路中，以有效地将可再充电能量存储系统（RESS）分成多个低压电池部分，从而降低高压母线上的最大电压。

发明内容

本发明公开了一种电气系统，该电气系统最大程度地降低对上述手动服务断开（MSD）和/或高压互锁（HVIL）监控程序的依赖，并且可能省去上述手动服务断开（MSD）和/或高压互锁（HVIL）监控程序。虽然这些方法有效地减少了在电气化动力系统中暴露于高压电源，但是通过消除预编程的高压互锁（HVIL）控制逻辑或与手动服务断开（MSD）相关联的封装空间和质量，可以享有某些性能优势。另外，服务断开（MSD）的内部熔断器结构和外部封装配置往往是与应用程序高度相关的。因此，公开的方法旨在提供一种简化且稳固的基于连接器的替代方法，本文中称为“高压系统闭锁”拓扑，其可以扩展到广泛的电气系统。

一种根据示例性实施例的电气系统包括可再充电能量存储系统（RESS）、高压母线、高压部件和电池断开单元（BDU），所述电池断开单元（BDU）具有一个或多个电高压开关装置，例如，接触器、固态/半导体开关或其他合适的开关配置。电池断开单元（BDU）位于可再充电能量存储系统（RESS）与高压母线的一个或两个母线段之间。高压开关装置的二进制打开/关闭开关状态由开关装置的通电状态决定。低压驱动电流经由低压驱动电路传导到高压开关装置使开关装置通电。通电的开关装置响应于低压驱动电流而闭合，在关闭状态下，可再充电能量存储系统（RESS）电连接到高压母线和电气系统的其余部分。同样，当高压开关装置打开时，可再充电能量存储系统（RESS）与电气系统电性断开。