[發(fā)明專利]用于受限空轉的交通工具的電池管理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080070476.2
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN103238260A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: P·K·巴居瑞;J·雅各布
• 申請（專利權）人: 萬國卡車知識產權有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民

背景

技術領域

本技術領域涉及交通工具電功率存儲系統(tǒng)和相關的控制系統(tǒng)。

問題的描述

配有內燃引擎的機動交通工具的電氣系統(tǒng)包括：負載；用于產生電力的交流發(fā)電機；可再充電儲能電池系統(tǒng)；用于將電功率從交流發(fā)電機送至儲能電池和負載的配電布線；以及從儲能電池系統(tǒng)汲取功率以發(fā)動內燃引擎的電氣起動電機。控制系統(tǒng)可用于提供對負載、儲能電池、起動電機以及內燃引擎操作的控制。可使用多種開關、接觸器、直流(DC)-交流(AC)逆變器、DC/DC轉換器、不同種類的連接器（例如將存儲電池和負載互連的自鎖繼電器和開關）、以及諸如微控制器和控制域網(CAN)的電氣控制元件來實現控制功能。

在美國專利No.7,336,002(Kato等人)中指出交通工具儲能電池系統(tǒng)可在應用之間劃分并包括一種以上類型的電池。在一些交通工具上，儲能電池系統(tǒng)被劃分成兩組，其中的一組承受大多數交通工具負載，而其第二組被預留用以向起動電機提供功率。在該系統(tǒng)中，儲能電池系統(tǒng)的這兩個區(qū)域有時被稱為主/主要電池和輔助電池，或更直觀地被稱為底盤(支持多種系統(tǒng)負載)電池和發(fā)動電池。提供區(qū)分開的底盤電池和發(fā)動電池的原因之一是使電氣負載與源自起動電機操作的基本電壓變化隔離。另外，具有兩組電池提供了一些系統(tǒng)冗余并在交通工具電氣負載的輔助操作期間用來使發(fā)動電池與底盤電池上的功率汲取相隔離。這通過將功率汲取僅限于底盤電池而提供了能夠在維持的電功率需求達一段時間之后起動交通工具的引擎的更大保障。

不同組的電池可以是截然不同類型的。一種可能的配置是使用鉛酸電池作為底盤電池并使用鋰離子電池作為發(fā)動電池。可選擇表現出密切匹配的電荷分布接受能力的鉛酸和鋰離子電池，這簡化了對再充電的控制。然而，鋰離子電池一般對由于環(huán)境條件(尤其是低溫)所導致的在再充電期間的損壞更為敏感。

對諸如商用卡車之類的交通工具的非勤務電功率需求近年來趨向于增加。交通工具乘務員艙可配有設施和照明以使非勤務駕駛員感到舒適。這些設備的輔助操作需要電功率。過去，駕駛員例行公事地允許交通工具引擎空轉以支持所需電功率的產生，然而維持的空轉是低效的、有噪聲的、造成污染并且現在基本上是不合法的。結果，延長的交通工具空轉是法律限制的，并且當交通工具不處于運動時交通工具被周期地起動和停轉以產生和存儲電力以滿足功率需求。滿足這些運作需求比交通工具單純保持運行的情形對電池施加了更多壓力，并可能迫使電池再充電在低于理想狀態(tài)下發(fā)生。

發(fā)明內容

機動交通工具供電系統(tǒng)通過產生機械功率的內燃引擎工作，該內燃引擎耦合至發(fā)電機，該發(fā)電機產生電功率，該電功率施加于負載并施加于底盤電池和發(fā)動電池以供存儲。內燃引擎的起動電機主要從發(fā)動電池供能。提供底盤電池和發(fā)動電池之間的多狀態(tài)接觸器，該多狀態(tài)接觸器具有閉合狀態(tài)和斷開狀態(tài)，在閉合狀態(tài)下電功率可在底盤電池和發(fā)動電池之間流動，而在斷開狀態(tài)下中斷發(fā)動電池和底盤電池之間的電功率流動并中斷從發(fā)電機至發(fā)動電池的電功率流動。設置具有激活和非激活狀態(tài)的空轉開關。響應于空轉開關的狀態(tài)以使內燃引擎操作的控制器對發(fā)動電池和底盤電池中的至少一者的電池充電狀態(tài)作出響應，以使內燃引擎周期地起動和停轉從而維持最低電池充電狀態(tài)。多狀態(tài)接觸器可具有附加的限制閉合狀態(tài)，其中在底盤電池和發(fā)動電池之間的電功率流動是受到浪涌限制的。響應于底盤電池和發(fā)動電池之間的最低電壓差，功率流動通過多狀態(tài)連接器受到浪涌限制。

附圖簡述

圖1是交通工具電功率產生、存儲和分配系統(tǒng)的高級示意圖。

圖2是交通工具電功率產生、存儲和分配系統(tǒng)的示意圖。

圖3是涉及對用于電池再充電的交通工具電功率產生的控制的流程圖。

詳細描述