[发明专利]给用在电动车辆电源系统中的电容器放电的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主动给在电力驱动车辆的电源系统中的电容器放电的放电设备和放电方法。“电力驱动车辆”表示仅具有电力驱动（即，没有其他类型的机械能量源）的车辆或者设置有电力驱动和热驱动的混合动力车辆。

背景技术

为形成混合动力驱动将电力驱动与传统热驱动组合在公路车辆中正变得越来越流行。

电力驱动包括使用三相（通常同步的或者永磁类型的）、可逆旋转电机（即，能够工作为通过汲取电力并且产生机械驱动扭矩的电动马达或工作为通过汲取机械能并且产生电力的发电机），其一方面机械地连接到或者可连接到驱动轮，并且另一方面电连接到与包括工作在高电压（400-600伏的级别）的电化学电池的存储系统交换电力的电子功率转换器。滤波电容器当前紧接于存储系统的下游。滤波电容器安装在电子功率变换器中，并联连接到存储系统的接头，具有高容量并且具有吸收/供应高频电力的功能；换句话说，存储系统供应/吸收交换电力的“平均值”，而滤波电容器供应/吸收交换电力的脉冲变化（这样延长了存储系统的电化学电池的寿命，当电化学电池必须交换瞬态能量时它们快速衰减）。

必要时（例如，在干预的情况下或者在事故的情况下，无论何时在行驶结束时借由启动钥匙使车辆熄火），存储系统借由隔离开关与其余电路电隔离，以保证电力与电路的断开；然而，滤波电容器设置在存储系统的隔离开关的下游，并且通过保持处于充电，它保持电力系统持续很长时间。因此无论何时断开存储系统的隔离开关都需要给滤波电容器放电。如何以被动方式，即借由永久地并联连接到电容器的放电电阻，给电容器放电，或者以主动方式，即通过将放电电阻偏置到导通模式以便产生与电容器并联的借由其耗散电容器电荷的放电支路，是已知的。

被动放电系统是非常安全的，因为它总是在工作（至少直到保证系统的机械完整性），但是替代地它需要很长时间（几分钟的级别）来将电容器的剩余电压带到安全电平，并且由于焦耳效应提供永久的能量耗散。另一方面，主动放电系统可以快速地（在几秒钟内）给电容器放电并且仅当使用它时才耗散能量（因此它具有绝对可忽略的能量耗散），但是另一方面在控制系统出错的情况下它不会被触发，控制系统必须触发放电晶体管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动给在电力驱动车辆的电源系统中的电容器放电的放电设备和放电方法。该放电方法和设备没有上面描述的缺陷，同时容易并且低成本地实施。

附图说明

现在将参考示出了非限制性实施例的附图描述本发明，其中：

图1为设置有根据本发明制造的电容器放电设备的电力驱动车辆的电源系统的视图；

图2为在图1中的放电设备的近似电路图；

图3为在图1中的放电设备的详细电路图；以及

图4包含表示当触发电容器放电时在图1中的放电设备的一些量随时间变化的图表。

具体实施方式

在图1中，数字1作为整体表示混合热力/电力驱动车辆的电源系统。

电源系统1包括三相（通常同步的或者永磁类型的）、可逆旋转电机（即，其可以工作为通过汲取电力并且产生机械驱动扭矩的电动马达或工作为通过汲取机械能并且产生电力的发电机），其机械地连接到或者可连接到车辆的驱动轮。

电源系统1包括借由三个电缆4电连接到电机2并且控制电机2的电子功率转换器3，以及适于存储电力、包括一组锂电池（设置有相应电化学电池）、并且借由一对电缆6电连接到电子功率转换器3的高电压存储系统5（通常400-600伏）。高电压存储系统5具有存储和释放大量能量的功能，能量在电驱动车辆时与电机2交换。

电源系统1包括低电压存储系统7（通常为12伏），其适于存储电力并且大体上包括单个铅蓄电池。低电压存储系统7用来存储小量的电力，其使用来供应车辆以低电压工作的辅助设备。电源系统1包括电子DC/DC转换器8，其借由一对电缆9连接到低电压存储系统7以必要时供应能量到低电压存储系统7从而保持它随时在充电；换句话说，电子DC/DC转换器8从高电压存储系统5获得高电压电力并且将低电压电力转移到低电压系统7。电子DC/DC转换器8也可以是双向类型的以转移电力到低电压存储系统7或者从低电压存储系统7获得电力。

高电压存储系统5设置有隔离开关10，必要时（即，在保持干预的情况下或者在事故的情况下），其自动地断开以将高电压存储系统5与电源系统1的其余部分电隔离。