RU2610469C2 - Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства - Google Patents

Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2610469C2
RU2610469C2 RU2012127217A RU2012127217A RU2610469C2 RU 2610469 C2 RU2610469 C2 RU 2610469C2 RU 2012127217 A RU2012127217 A RU 2012127217A RU 2012127217 A RU2012127217 A RU 2012127217A RU 2610469 C2 RU2610469 C2 RU 2610469C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switch
power source
contactor
coil
energy
Prior art date
Application number
RU2012127217A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012127217A (ru
Inventor
Хунцзе У
Юйгин ТАН
Original Assignee
Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК filed Critical Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Publication of RU2012127217A publication Critical patent/RU2012127217A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2610469C2 publication Critical patent/RU2610469C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

Использование – в области электротехники, транспорта. Технический результат – снижение потерь мощности при работе гибридного и/или электрического транспортного средства. Представлено устройство для зарядки и разрядки электрического устройства в транспортном средстве, содержащее переключатель, первый и второй источники питания, первый и второй контакторы. Первый источник питания выполнен с возможностью подачи низкого напряжения. Переключатель выполнен с возможностью активации/деактивации первого источника питания. Второй источник питания выполнен с возможностью подачи высокого напряжения для зарядки электрического устройства. Первый контактор функционально соединен с первым источником питания и со вторым источником питания, первый контактор выполнен с возможностью активации подачи высокого напряжения вторым источником питания для зарядки электрического устройства в ответ на активацию переключателем первого источника питания. Второй контактор функционально соединен с первым источником питания и со вторым источником питания, второй контактор переходит в разомкнутое состояние в ответ на активацию переключателем первого источника питания. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для зарядки и разрядки электрического устройства в транспортном средстве.
Уровень техники
Электроэнергию используют как средство, приводящее в действие гибридные и/или электрические транспортные средства. Для обеспечения мощности, достаточной для приведения в движение транспортного средства, может быть использована энергия высокого напряжения для приведения в движение одного или нескольких двигателей такого транспортного средства. Общеизвестно, что может возникнуть необходимость высвобождения энергии высокого напряжения, накапливающейся в конденсаторах различных типов, например когда транспортное средство останавливается или в других ситуациях. К традиционным способам разрядки относятся активная разрядка и пассивная разрядка, при которых происходит высвобождение накопленной энергии высокого напряжения. В процессе активной разрядки используют катушки мотора двигателя транспортного средства для высвобождения энергии. В процессе пассивной разрядки для высвобождения энергии используют резистор (например, «выводной резистор»).
Для снижения потерь энергии во время работы транспортного средства предпочтительно выбирать резистор с большим сопротивлением. Однако для быстрого высвобождения энергии при пассивной разрядке может быть предпочтительным выбор резистора с малым сопротивлением. Выбор резистора с малым сопротивлением для обеспечения быстрой разрядки может негативно повлиять на экономию топлива в транспортном средстве.
Раскрытие изобретения
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено устройство для зарядки и разрядки электрического устройства в транспортном средстве. Устройство содержит переключатель, первый и второй источники питания, первый и второй контакторы. Первый источник питания выполнен с возможностью подачи низкого напряжения. Переключатель выполнен с возможностью активации/деактивации первого источника питания. Второй источник питания выполнен с возможностью подачи высокого напряжения для зарядки электрического устройства. Первый контактор функционально соединен с первым источником питания и со вторым источником питания, первый контактор выполнен с возможностью активации подачи высокого напряжения вторым источником питания для зарядки электрического устройства в ответ на активацию переключателем первого источника питания. Второй контактор функционально соединен с первым источником питания и со вторым источником питания, второй контактор переходит в разомкнутое состояние в ответ на активацию переключателем первого источника питания.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения представлено устройство, содержащее первый контактор, второй контактор, контроллер и конденсатор. На первый контактор подают низкое напряжение от первого источника питания и высокое напряжение от второго источника питания. На второй контактор подают низкое напряжение и высокое напряжение. Контроллер активирует/деактивирует передачу низкого напряжения. На конденсатор подают высокое напряжение для накопления энергии в ответ на активацию контроллером передачи низкого напряжения.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения приведен способ зарядки электрического устройства в транспортном средстве. Способ предполагает наличие первого и второго контакторов и включает в себя направление на первый контактор управляющего сигнала замыкания, а на второй контактор управляющего сигнала размыкания в ответ на низкое напряжение. Способ дополнительно включает в себя зарядку электрического устройства энергией высокого напряжения в ответ на управляющую команду замыкания для первого контактора и управляющую команду размыкания для второго контактора.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны в прилагаемой формуле изобретения. Однако другие отличительные черты различных вариантов осуществления изобретения, не отклоняющиеся от сущности настоящего изобретения, будут более очевидны и понятны благодаря последующему детальному описанию, представленному в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:
на Фиг.1 показано устройство в рабочем режиме;
на Фиг.2 показано устройство в режиме разрядки; и
на Фиг.3 показано устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
В данном описании подробно раскрыты варианты воплощения настоящего изобретения; однако следует понимать, что раскрываемые варианты являются только примерами изобретения, которое может быть воплощено в различных и альтернативных формах. Фигуры не обязательно представлены в масштабе, некоторые элементы могут быть увеличены или уменьшены, чтобы показать детали конкретных компонентов. Таким образом, конкретные элементы конструкции и функциональные детали, раскрываемые в данном описании, должны рассматриваться не как ограничивающие, а как репрезентативная основа для формулы изобретения и/или как репрезентативная основа для объяснения специалистам в данной области техники различных способов осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.1 показано устройство 10 в рабочем режиме. Устройство 10 может быть установлено в гибридном или электрическом транспортном средстве. Известно, что различные варианты осуществления описанного в настоящем документе устройства и/или способа могут быть использованы применительно к любому типу транспортного средства, в котором происходит осуществление разрядки различных электрических компонентов в любой из систем транспортного средства. Устройство 10 содержит источник 12 питания высокого напряжения, контактор 14, разрядную цепь 16, зарядный элемент 18, реверсивный инвертор/выпрямитель 20 (далее - «реверсивная цепь» 20) и двигатель 22. Как правило, источник 12 питания может содержать любое количество аккумуляторных батарей или элементов аккумуляторной батареи и выполнен с возможностью генерирования энергии постоянного тока высокого напряжения (HVDC). Когда контактор 14 находится в замкнутом положении, может быть осуществлена передача энергии постоянного тока высокого напряжения (HVDC) между источником 12 питания и двигателем 22 через реверсивную цепь 20. Реверсивная цепь 20 инвертирует энергию постоянного тока высокого напряжения (HVDC) в энергию переменного тока (АС) для передачи на катушки 24а - 24n ("24") двигателя 22. Реверсивная цепь 20 содержит совокупность переключателей 26а - 26n (каждый переключатель может представлять собой биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), полевой транзистор (FET) или другое подходящее электрическое устройство, которое может осуществлять инверсию энергии постоянного тока в энергию переменного тока). Двигатель 22 представляет собой двигатель переменного тока, который может быть выполнен с возможностью выработки дополнительной мощности для транспортного средства в дополнение к мощности двигателя внутреннего сгорания (не показан на чертеже) или с возможностью выработки электроэнергии в генераторном режиме. Устройство 10 также дает возможность направить поток энергии от двигателя 22 обратно на источник 12 питания для зарядки источника 12 питания.
Зарядная цепь 18 может быть выполнена в виде конденсатора. Конденсатор 18 выполнен с возможностью накапливания энергии высокого напряжения между источником 12 питания и двигателем 22. Разрядная цепь 16 содержит переключатель 30 и разрядный резистор 32. Рабочий режим, как правило, определен как режим, в котором двигатель 22 получает энергию переменного тока от реверсивной цепи 20, или режим, в котором источник 12 питания получает энергию от двигателя 22. В рабочем режиме транспортное средство находится в состоянии, в котором оно на ходу (двигается) или его двигатель запущен. Если возникает необходимость передать энергию на двигатель 22, то контроллер (не показан) направляет управляющий сигнал на контактор 14 для его замыкания и на переключатель 30 для его размыкания, в результате чего поток энергии поступает на двигатель 22. Известно, что переключатель 30 может представлять собой транзистор, биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), полевой МОП-транзистор (MOSFET) или другое подходящее устройство, выполненное с возможностью размыкания/замыкания для передачи через него энергии при необходимости. В рабочем режиме переключатель 30 остается в разомкнутом положении для предотвращения потери энергии на резисторе 32. В рабочем режиме конденсатор 18 накапливает, по меньшей мере, частично энергию высокого напряжения, сгенерированную источником 12 питания. Конденсатор 18 подает переходный ток на реверсивную цепь 20 для уменьшения скачков напряжения на шине высокого напряжения и для стабилизации напряжения на шине высокого напряжения. Когда необходимо передать энергию от двигателя 22 обратно на источник 12 питания, контроллер посылает управляющий сигнал на контактор 14 для его замыкания и посылает управляющий сигнал на переключатель 30 для его размыкания.
На Фиг.2 устройство 10 в режиме разрядки. Как правило, режим разрядки определен как режим, в котором отсутствует передача энергии на двигатель 22 или от него (то есть двигатель транспортного средства выключен). В режиме разрядки контроллер посылает управляющий сигнал на контактор 14 для его размыкания для предотвращения подачи энергии высокого напряжения на двигатель 22 или от него. Кроме того, контроллер посылает управляющий сигнал на переключатель 30 для его замыкания, и происходит высвобождение накопленной на конденсаторе 18 энергии через резистор 32. В режиме разрядки предпочтительно высвобождение энергии, накопленной на конденсаторе 18 и на катушках 24а - 24n двигателя для обеспечения безопасности технического специалиста, обслуживающего транспортное средство. Сопротивление резистора 32 может быть малым, в этом случае энергия конденсатора 18 может быть высвобождена быстро. Размещение разрядной цепи 16 относительно положения контактора 14 позволяет установить малую величину сопротивления на резисторе 32. Благодаря соответственному размещению разрядной цепи 16 и малой величине сопротивления резистора 32 потеря мощности в устройстве 10 может быть сведена к минимуму, когда устройство 10 находится в рабочем режиме.
На Фиг.3 показано устройство 50 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Устройство 50 содержит источник 52 питания, контактор 54, цепь 56 низкого напряжения, разрядную цепь 58, конденсатор 60, реверсивный инвертор/выпрямитель 62 (далее - «реверсивная цепь» 62), двигатель 64 и контроллер 65. Аналогично описанному выше устройству 10, которое показано на Фиг.1, как правило, источник 52 питания содержит любое количество аккумуляторных батарей или элементов аккумуляторной батареи и выполнен с возможностью передачи электрической энергии на двигатель 64 или накопления энергии, генерируемой двигателем 64. Реверсивная цепь 62 содержит совокупность переключателей 68а - 68n ("68") (таких как, в частности, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и полевые транзисторы (FET)). Совокупность переключателей 68 способствует инвертированию энергии постоянного тока (DC) в энергию переменного тока (АС) для передачи на двигатель 64. Совокупность переключателей 68 дополнительно способствует преобразованию энергии переменного тока (АС) в энергию постоянного тока (DC) для ее накопления в источнике 52 питания.
Конденсатор 60 накапливает энергию высокого напряжения между источником 52 питания и двигателем 64. Разрядная цепь 58 содержит контактор 70 и резистор 72. Каждый из контакторов 54 и 70 может быть выполнен в виде механического реле. Контактор 54 содержит катушку 74 и переключатель 76, которые образуют реле. Контактор 54 может быть выполнен в форме реле с нормально разомкнутыми контактами. Реле с нормально разомкнутыми контактами, как правило, означает, что переключатель 76 разомкнут, когда на катушку 74 не подается питание. Контактор 70 содержит катушку 78 и переключатель 80, которые образуют реле. Контактор 70 может быть выполнен в форме реле с нормально замкнутыми контактами. Реле с нормально замкнутыми контактами, как правило, означает, что переключатель 80 замкнут, когда на катушку 78 не подается питание. Катушки 74, 78 расположены в цепи 56 низкого напряжения. Цепь 56 низкого напряжения дополнительно содержит источник 82 питания, переключатель 84, диод 86 и зенеровский диод 88.
Транспортное средство, как правило, выполнено с возможностью работать на двух уровнях напряжения: на уровне высокого напряжения (то есть приблизительно 150 В или выше) и на уровне низкого напряжения (то есть приблизительно 12 В или выше). Источник 52 питания высокого напряжения, конденсатор 60, реверсивная цепь 62, двигатель 64, переключатель 76 контактора 54, переключатель 80 контактора 70 и резистор 72, как правило, выполнены с возможностью работы в области уровней высокого напряжения. Источник 52 питания может генерировать напряжение 150 В или выше. Как правило, когда контроллер 65 направляет управляющий сигнал на переключатель 84 для замыкания, контактор 54 также переходит в замкнутое положение, а контактор 70 переходит в разомкнутое положение. В ответ на это реверсивная цепь 62 инвертирует энергию высокого напряжения (HV) в энергию переменного тока (АС) для приведения в движение двигателя 64 или преобразует энергию переменного тока в энергию постоянного тока высокого напряжения (HVDC).
Источник 82 питания, переключатель 84, катушка 74 контактора 54, катушка 78 контактора 70, диод 86 и зенеровский диод 88, как правило, выполнены с возможностью работы в области уровней низкого напряжения. Энергия низкого напряжения, генерируемая источником 82 питания, может генерировать напряжение приблизительно 12 В. Благодаря энергии от источника 82 питания, как правило, активируют такие функции, как, в частности, обогревание/охлаждение, развлекательные функции, работа замков, освещение (внешнее/внутреннее).
Когда транспортное средство находится в рабочем режиме, контроллер 65 направляет управляющий сигнал на переключатель 84 для его замыкания, таким образом способствуя передаче энергии низкого напряжения на катушку 74 и катушку 78. Катушка 74 генерирует электромагнитное поле в ответ на энергию низкого напряжения, благодаря которому происходит замыкание переключателя 76 контактора 54. Аналогично катушка 78 генерирует электромагнитное поле в ответ на энергию низкого напряжения, благодаря которому происходит размыкание переключателя 80 контактора 70 (то есть контактор 70 находится в состоянии нормального размыкания и переходит в замкнутое состояние при воздействии на него электромагнитного поля). Это условие позволяет энергии высокого напряжения проходить через реверсивную цепь 62. В свою очередь, реверсивная цепь 62 инвертирует энергию постоянного тока (DC) в энергию переменного тока (АС) для передачи на двигатель 64 или преобразует энергию переменного тока (АС), поступающую от двигателя 64 к источнику 52 питания.
Путем выполнения контактора 54 и контактора 70 в форме механических реле возможна физическая изоляция этих устройств, а также минимизация или предотвращение возникновения тока утечки, который может повлиять на возможность достижения конденсатором 60 состояния полной зарядки.
Например, если контактор 70 разомкнут (то есть переключатель 80 разомкнут), возможно предотвращение прохождения тока утечки, сгенерированного в результате замыкания контактора 54, через резистор 72, тем самым происходит увеличение количества электроэнергии, которая может быть передана на конденсатор 60.
В случае выполнения контактора 54 и контактора 70 в форме твердотельных переключателей такие устройства могут допустить неприемлемый уровень тока утечки, проходящего через них, даже в том случае, если контактор 54 или контактор 70 будет разомкнут. В частности, в случае выполнения контактора 70 в форме твердотельного переключателя контактор 70 может способствовать нежелательному уровню тока утечки, протекающего через него, даже в разомкнутом состоянии. Такой ток утечки может увеличить потерю энергии и неблагоприятно повлиять на экономию топлива.
В режиме разрядки (то есть двигатель транспортного средства выключен) контроллер 65 может направить управляющий сигнал на переключатель 84 для его размыкания, таким образом, препятствуя передаче энергии низкого напряжения на катушки 74 и 78. В ответ на это переключатель 76 размыкается, и это препятствует подаче энергии на двигатель 64 (или препятствует подаче энергии с двигателя 64 на источник 52 питания). Кроме того, на катушку 78 не подается питание, в результате чего переключатель 80 замыкается. В результате этого энергия, накопленная конденсатором 60, высвобождается через переключатель 80 разрядной цепи 58. Для быстрого высвобождения энергии из конденсатора 60 может быть предусмотрен резистор 72 с малым сопротивлением. Кроме того, известно, что зенеровский диод 88 может способствовать рассеиванию всей энергии с катушек 74 и 78. Например, зенеровский диод 88 может вызывать больший спад напряжения (вместе с диодом 86), в результате чего энергия будет рассеиваться быстрее (то есть Р=V*I, где V - общий спад напряжения на диоде 86 и зенеровском диоде 88). В случае если зенеровский диод 88 не будет использован, диод 86 может обеспечить спад напряжения приблизительно на 0,7 В после размыкания переключателя 84. Потребление энергии одним диодом 86 будет небольшим в этом случае. Это может создать условие, при котором необходимо большее время для потребления всей энергии катушек 74 и 78 и которое вызывает задержку в переключении контакторов 54 и 70 при разомкнутом переключателе 84.
Известно, что контактор 54, при его выполнении в виде механического реле, может не допускать возникновения тока утечки (или может существенно уменьшить напряжение тока утечки) на конденсаторе 60. Это условие может также обеспечить быстрое высвобождение энергии, накопленной на конденсаторе 60, из устройства 50.
Несмотря на то что были проиллюстрированы и описаны варианты воплощения изобретения, это не означает, что эти варианты иллюстрируют или описывают все возможные формы изобретения. Наоборот, термины, использованные в настоящем описании, имеют скорее описательный, а не ограничивающий характер, и необходимо понимать, что возможны различные изменения, которые могут быть осуществлены без отступления от сущности и объема изобретения.

Claims (24)

1. Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства в транспортном средстве, содержащее:
первый источник питания, выполненный с возможностью подачи энергии низкого напряжения;
переключатель для активации и деактивации первого источника питания;
второй источник питания, выполненный с возможностью подачи энергии высокого напряжения для зарядки электрического устройства;
первый контактор, содержащий первую катушку и первый переключатель, причем первая катушка соединена с первым источником питания для приема энергии низкого напряжения и первый переключатель соединен со вторым источником питания для приема энергии высокого напряжения, при этом первый контактор выполнен с возможностью активации второго источника питания для подачи энергии высокого напряжения на электрическое устройство для зарядки его в ответ на активацию упомянутым переключателем первого источника питания; и
второй контактор, содержащий вторую катушку и второй переключатель, причем вторая катушка соединена с первой катушкой и с первым источником питания для приема энергии низкого напряжения и второй переключатель соединен со вторым источником питания для приема энергии высокого напряжения,
при этом упомянутый переключатель подключен между первым источником питания и по меньшей мере одной из первой катушки и второй катушки так, что второй контактор переходит в разомкнутое состояние в ответ на активацию переключателем первого источника питания.
2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее контроллер, выполненный с возможностью управления упомянутым переключателем для активации и деактивации первого источника питания.
3. Устройство по п. 1, в котором первый контактор дополнительно выполнен с возможностью деактивации подачи энергии высокого напряжения вторым источником питания в ответ на деактивацию переключателем первого источника питания.
4. Устройство по п. 1, в котором электрическое устройство включает в себя конденсатор, при этом конденсатор выполнен с возможностью накапливать энергию в ответ на активацию переключателем второго источника питания для подачи энергии высокого напряжения.
5. Устройство по п. 1, в котором конденсатор дополнительно выполнен с возможностью разрядки энергии из него в ответ на деактивацию переключателем второго источника питания.
6. Устройство по п. 5, дополнительно содержащее резистор, размещенный со вторым контактором, чтобы позволить энергии проходить через него в ответ на разрядку энергии конденсатора.
7. Устройство по п. 1, в котором первый источник питания, переключатель, первая катушка и вторая катушка соединены для образования цепи низкого напряжения.
8. Устройство по п. 1, в котором первый контактор и второй контактор синхронизированы с переключателем так, что первый переключатель первого контактора замыкается и второй переключатель второго контактора размыкается в ответ на замыкание упомянутого переключателя и активацию первого источника питания.
9. Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства, содержащее:
цепь низкого напряжения, включающую в себя: первый источник питания для подачи низкого напряжения, первую катушку, соединенную с первым источником питания, вторую катушку, соединенную с первой катушкой, и переключатель, подключенный между первым источником питания и по меньшей мере одной из первой катушки и второй катушки для активации/деактивации первого источника питания;
цепь высокого напряжения, включающую в себя второй источник питания для подачи энергии высокого напряжения, конденсатор, соединенный со вторым источником питания, первый переключатель, подключенный между вторым источником питания и конденсатором и связанный с первой катушкой так, что первый переключатель замыкается, чтобы подать высокое напряжение на конденсатор в ответ на активацию переключателем первого источника питания; и
разрядную цепь, включающую в себя второй переключатель, соединенный с резистором, причем разрядная цепь соединена со вторым источником питания и с конденсатором, второй переключатель связан со второй катушкой так, что второй переключатель размыкается для деактивации разрядной цепи в ответ на активацию переключателем первого источника питания.
10. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее первый контактор, включающий в себя первую катушку и первый переключатель, и второй контактор, включающий в себя вторую катушку и второй переключатель, причем каждый из первого контактора и второго контактора выполнен в форме механического реле.
11. Устройство по п. 10, в котором первый контактор представляет собой реле с нормально замкнутыми контактами, а второй контактор представляет собой реле с нормально разомкнутыми контактами.
12. Устройство по п. 9, в котором низкое напряжение составляет приблизительно 12 В и высокое напряжение составляет приблизительно 150 В или выше.
13. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее контроллер, функционально соединенный с переключателем для управления переключателем, чтобы активировать и деактивировать первый источник питания.
14. Устройство по п. 9, в котором первый переключатель размыкается, чтобы деактивировать второй источник питания в ответ на деактивацию переключателем первого источника питания.
15. Устройство по п. 9, в котором второй переключатель замыкается, чтобы активировать разрядную цепь в ответ на деактивацию переключателем первого источника питания.
RU2012127217A 2011-06-29 2012-06-29 Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства RU2610469C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/171,887 2011-06-29
US13/171,887 US9381819B2 (en) 2011-06-29 2011-06-29 Method and apparatus for charging or discharging and electrical device by controlling switches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012127217A RU2012127217A (ru) 2014-01-10
RU2610469C2 true RU2610469C2 (ru) 2017-02-13

Family

ID=45933499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012127217A RU2610469C2 (ru) 2011-06-29 2012-06-29 Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9381819B2 (ru)
CN (1) CN102856985B (ru)
DE (1) DE102012211043A1 (ru)
RU (1) RU2610469C2 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012201827A1 (de) * 2012-02-08 2013-08-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Zwischenkreises eines Spannungsnetzes
US9270182B2 (en) * 2012-05-04 2016-02-23 Schneider Electric Industries Sas Conversion stage, electric converter including such a conversion stage, device for converting an AC current into DC current including such a converter, terminal for recharging an electric battery including such a converter or conversion device
FR2990310B1 (fr) * 2012-05-04 2014-06-13 Schneider Electric Ind Sas Convertisseur electrique, dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu comportant un tel convertisseur, et borne de rechargement d'une batterie electrique comportant un tel convertisseur ou dispositif de conversion
FR2998115B1 (fr) * 2012-11-13 2014-11-21 Schneider Electric Ind Sas Etage de conversion, convertisseur electrique comportant un tel etage de conversion, dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu comportant un tel convertisseur, et borne de rechargement d'une batterie electrique comportant un tel convertisseur ou dispositif de conversion
CN104410318A (zh) * 2014-12-17 2015-03-11 安徽启光能源科技研究院有限公司 逆变整流一体化的功率转换电路
US10179566B2 (en) * 2016-06-14 2019-01-15 GM Global Technology Operations LLC High voltage electrical systems and disconnect mechanisms
US10035422B2 (en) * 2016-06-14 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Self-limiting active discharge circuit for electric vehicle inverter
CN106655372A (zh) * 2016-12-16 2017-05-10 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 电动汽车电机控制器主动放电控制电路及控制器
JP6713014B2 (ja) * 2018-03-22 2020-06-24 住友電装株式会社 リレー回路及び電気接続箱
US11175350B2 (en) * 2020-04-20 2021-11-16 Lear Corporation Leakage current monitoring system
EP4020789A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-29 Hamilton Sundstrand Corporation Motor drive system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2035787C1 (ru) * 1993-06-07 1995-05-20 Акционерное общество "Авар" Электромагнитное реле
US5619107A (en) * 1994-07-13 1997-04-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System for controlling electric vehicle motor
US20110031939A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Discharge Circuit for Smoothing Capacitor of DC Power Supply

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3359792B2 (ja) * 1995-09-06 2002-12-24 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の制御装置
JP3567437B2 (ja) * 2002-03-28 2004-09-22 本田技研工業株式会社 車両駆動装置の給電装置
JP4075836B2 (ja) * 2004-03-30 2008-04-16 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
CN101025436B (zh) 2006-12-28 2011-06-08 奇瑞汽车股份有限公司 用于电动汽车的高压电安全监测装置
JP4771172B2 (ja) 2007-02-20 2011-09-14 株式会社デンソー 車両用電力変換装置の平滑コンデンサ放電装置
JP4144646B1 (ja) 2007-02-20 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 電動車両、車両充電装置および車両充電システム
US7768237B2 (en) 2007-05-11 2010-08-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Simplified automatic discharge function for vehicles
DE102007047713A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Entladung des Hochspannungsnetzes
JP4969516B2 (ja) * 2008-05-27 2012-07-04 株式会社ケーヒン 電動車両用電源制御装置
JP5317188B2 (ja) * 2009-02-20 2013-10-16 株式会社安川電機 電動車両のインバータ装置及びその保護方法
JP5434381B2 (ja) * 2009-08-31 2014-03-05 株式会社デンソー 車載電動機の駆動装置
JP4821906B2 (ja) * 2009-11-27 2011-11-24 株式会社豊田自動織機 電源制御装置
JP5007754B2 (ja) * 2010-05-14 2012-08-22 株式会社デンソー 電力変換システムの放電制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2035787C1 (ru) * 1993-06-07 1995-05-20 Акционерное общество "Авар" Электромагнитное реле
US5619107A (en) * 1994-07-13 1997-04-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System for controlling electric vehicle motor
US20110031939A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Discharge Circuit for Smoothing Capacitor of DC Power Supply

Also Published As

Publication number Publication date
US9381819B2 (en) 2016-07-05
US20120091792A1 (en) 2012-04-19
CN102856985B (zh) 2017-04-26
RU2012127217A (ru) 2014-01-10
DE102012211043A1 (de) 2013-01-03
CN102856985A (zh) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2610469C2 (ru) Устройство для зарядки и разрядки электрического устройства
CN107508528B (zh) 电动车辆逆变器的自限制有源放电电路
US11682914B2 (en) Battery system
CA2647732C (en) Solid state pre-charge module
CN203104301U (zh) 用于带有中间电路的电流变换器的电路装置
US9018865B2 (en) Passive high-voltage DC bus discharge circuit for a vehicle
RU2669760C1 (ru) Система электропитания для электрического транспортного средства
US20220348084A1 (en) Discharge apparatus for an electrical drive arrangement of a vehicle and electrical drive arrangement comprising the discharge apparatus
US20120306412A1 (en) Vehicle electric drive and power systems
US20230238591A1 (en) Battery energy processing device and method, and vehicle
WO2017163820A1 (ja) インバータ装置
JP6307983B2 (ja) インバータ制御装置
WO2011108501A1 (ja) 負荷駆動装置
JP2022511854A (ja) 電力供給網およびハイブリッド車両
KR20160134206A (ko) 친환경자동차용 전기동력시스템의 능동형 커패시터 방전회로장치
US20210159897A1 (en) Drive circuit
RU2646770C2 (ru) Схема аккумулирования энергии, система аккумулирования энергии и способ эксплуатации схемы аккумулирования энергии
KR101508180B1 (ko) 마일드 하이브리드 전기자동차용 충전장치
KR102528423B1 (ko) 소음 저감을 위한 차량용 배터리 제어 시스템 및 그 동작 방법
JP5696614B2 (ja) コンデンサの放電回路
WO2022030422A1 (ja) 回路構成体
KR101178018B1 (ko) 무접점 프리차지 모듈
JP2015216800A (ja) 制御システム
JP2014204627A (ja) 電力変換装置
US20230318445A1 (en) Automotive dc-dc power converter with flyback converter for input capacitor charging

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
HE9A Changing address for correspondence with an applicant