[發明專利]用于向車輛的電負載供電的供電系統

有效

• 申請號: 201210554686.X
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103171502A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: M·索內松;T·拉松;J·達勒夫;P·京貝格;D·米迪霍爾姆
• 申請（專利權）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: B60R16/033
• 分類號: B60R16/033
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;王英

技術領域

本發明涉及用于向車輛的電負載供電的電氣供電系統、電池控制模塊以及包括這種電氣供電系統的車輛。

背景技術

節省現今車輛中的燃油的一種方式是使用所謂的自動起動停止功能，該功能在車輛每次達到完全停止前進（諸如，在交通燈處）時關閉發動機，并將其自動重新起動。具有起動停止功能的車輛中的一些繼電器功能比以前受到更加頻繁的影響，這對于可靠性、控制和診斷提出了更高的要求。此外，還需要各種順序的非常快和高的電流。車輛電氣系統的電壓電平可以寬范圍地變化，這產生了電子系統發生故障的風險。

專利申請DE102010000656描述了用于使用兩個電池的車輛的供電系統。這種車輛的供電系統具有向起動器供電的第一電池以及具有比第一電池更小的內電阻的第二電池。開關設置在第一電池與第二電池之間的饋電線路之間。供電系統控制單元對該開關進行控制。在發動機運行期間，供電系統控制單元在停止發動機的時段中導通該開關，在運行起動器時關斷該開關元件，并當第二電池的容量小于預定值時導通該開關元件。按照此方式，對電子系統進行保護，并始終借助于第二電池對該電子系統提供充足的電能。在DE102010000656的系統中，對這兩個電池不斷地進行充電和放電，這將不利地影響這兩個電池的使用壽命。

本發明的目的是提供一種上述電氣供電系統的替代方案，其中，較少地使用第二電池以便增加其使用壽命，這將減少維護費用。

發明內容

根據本發明的一個方面，一種用于向車輛的電負載進行供電的電氣供電系統包括：主電池、支援電池（support?battery）和電池控制模塊。所述電池控制模塊包括用于連接到所述主電池的第一端子、用于連接到所述支援電池的第二端子、以及用于連接到所述電負載的第三端子。此外，所述模塊還包括電壓比較器，其設置為確定第三端子處的電壓，并且當所確定的電壓小于預定臨界最低電壓電平時輸出高輸出電平。第一開關設置在所述第一端子與所述第三端子之間，所述第一開關能夠由第一控制信號來控制。第二開關設置在所述第二端子與所述第三端子之間。所述電池模塊設置為在所述第三端子處的電壓下降到低于預定臨界電壓的情況下，通過使所述第二開關導電來將所述支援電池連接到所述負載。

本發明提供了當輸出電壓下降到低于指定電壓閾值時支持能量源的自動啟動。所述支援電池在需要時對所述主電池進行支持，或者充當冗余電源。其只不過需要作為備用電池且并不在正常情況下使用，所以無需對該電池進行頻繁充電，從而增加其使用壽命。

在一個實施例中，所述電池控制模塊設置為接收第二控制信號，并且當接收到所述第二控制信號時使所述第二開關導電。所以當接收到第二信號時或者當輸出電壓降低時或者當處于這兩種情況時，將會使第二開關導電。

在一個實施例中，第二開關包括以背對背配置設置的兩個MOSFET裝置。MOSFET能夠非常快速地進行切換。此外，當該開關斷開（即，非導電）時，背對背配置導致完全隔離的支援電池。

在一個實施例中，如果主電池與所述系統斷開，則使第一開關不導電，并使第二開關導電。所以例如在汽車碰撞的情況下，失去輸入電壓，并使第一開關不導電，隔離任何故障。與此同時，使第二開關導電，以切換作為冗余電源的支援電源。這意味著在碰撞之后，仍然對汽車的一些必要特征進行供電，諸如汽車鎖。

在一個實施例中，所述系統還包括預碰撞傳感器，所述預碰撞傳感器設置為檢測危險情況并且發起待要發送到所述電池控制模塊的信號，所述電池控制模塊在接收到所述信號時使所述第二開關導電。該實施例在預防（avoidance）情形或者預碰撞情形中是有利的。在這些情形中，所述第二開關將會自動啟動和連接所述支援電源，以幫助使電壓保持在適當電平。

在一個實施例中，所述系統還包括連接到所述第三端子的電氣充電器，所述電壓傳感器設置為識別何時應用所述充電器，并使所述第一開關和所述第二開關這兩者導電，從而同時對所述支援電池和所述主電池這兩者進行充電。所以對于在同一時間對兩個電池進行充電而言，只需要一個充電器。