[发明专利]用于车辆电气系统的电弧故障检测模块

说明书

旨在监管电路以及在交流电路和直流电路两者中检测电弧故障条件的用于车辆的电弧故障检测模块。多个这些电弧故障检测模块可在策略性位置集成到车辆的电气系统中。每个电弧故障模块包括用于监视电路的感测能力，并且还可包括信号调节能力、用于确定电弧故障的发生的处理能力、用于禁用被监管电路的接触器、以及与其它车辆部件和远程信息系统交互的通信能力。因此，电弧故障检测模块可被定制以利用车辆的电气系统的现有特征或提供完全冗余电弧故障保护。

技术领域

本申请涉及可在车辆的电气系统中用于对电弧故障条件进行识别和反应的模块。

背景技术

电弧故障检测模块的使用在车辆应用中很重要，因为存在多种场景，在其中高电流流动在传统、混合动力和电动车辆(诸如汽车)内是必需的。车辆应用中的最明显的示例会是电动车辆的电机正在启动的情况。当电动机启动时，它需要高电流流动，并且在一些配置中，将发生电弧。

这可能潜在地导致传统汽车保险丝或断路器跳闸，即使与电机启动相关联的高电流流动被预期。用于车辆的现有电弧故障检测策略可能需要通常集中化的昂贵部件。

发明内容

所公开的用于车辆的电弧故障检测模块通过监管电路并持续检查以确定电路是正在经历正常电弧条件还是必须应对的电弧故障条件来克服保险丝、断路器和现有电弧故障检测系统的上述局限。用于车辆的电弧故障检测模块可独立地工作或经由车辆的内部网络(控制器局域网或CAN总线)与其它车辆系统(诸如功率分配单元和电子控制单元)一起工作，以执行四个基本功能—感测、信号调节、处理经调节的信号、以及在检测到电弧故障时起作用。

较小的电弧故障检测模块可分布遍布车辆并且连接到单独的负载或小的负载群集。因此，较小的电弧故障检测模块可以比集中式部件更便宜。另外，较小的电弧故障检测模块可以针对负载更紧密地定制，如通过被设计用于高电压负载或低电压负载或者DC或AC电流配置。在较小的电弧故障检测模块的情况下，如果发生离散的电弧，则不受影响的车辆系统可正常工作，并且电弧故障检测器更能够在其预期环境中对高或低电压和DC或AC故障进行反应。以下是用于致动接触器以中断负载或负载群集的附加另选方案。

一种用于检测车辆的功率分配系统中的交流电路或直流电路中一者中的电弧故障的模块可包括电弧故障检测单元，所述电弧故障检测单元包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置用于针对电弧故障的迹象监视交流电路或直流电路并且被配置用于输出电弧故障数据；信号调节电路，所述信号调节电路用于接收和转换电弧故障数据以用于进行处理；处理单元，所述处理单元直接或间接地连接到所述信号调节电路，所述处理单元被配置为从所述信号调节电路接收电弧故障数据并且被配置为识别电弧故障条件；和通知设备，所述通知设备连接到所述处理单元，所述通知设备被配置为向监管控制器通知电弧故障并且被配置为将其它数据传送给所述监管控制器。

所述处理单元可直接连接到所述电弧故障检测模块中的所述信号调节电路。

通知设备可直接连接到所述电弧故障检测模块。

所述处理单元可远离所述电弧故障检测单元并且经由所述车辆的控制器局域网或CAN总线进行通信。

所述通知设备可由直接或间接地连接到所述处理单元的接触器替换，其中所述接触器被配置为在所述电弧故障条件被识别到时中断电流的流动。

所述处理单元可以是微控制器，其中所述微控制器被配置为命令所述通知设备指示何时已发生故障；并且其中所述微控制器被配置为向接触器发出命令以中断通过由所述电弧故障检测模块监视的所述电路的交流电路或直流电流的流动。

另选地，所述处理单元可以是集中式电子控制单元，其中所述集中式电子控制单元被配置为接收和处理来自连接到所述车辆的所述功率分配系统的其它电弧故障检测模块和控制器的信号数据。所述集中式电子控制单元被配置为接收和处理所述电弧故障数据并确定何时已发生电弧故障条件，并且将命令传输给所述接触器以中断通过由所述电弧故障检测单元监视的所述电路的交流电流或直流电流的流动。