[发明专利]用于向车辆的电负载供电的供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于向车辆的电负载供电的电气供电系统、电池控制模块以及包括这种电气供电系统的车辆。

背景技术

节省现今车辆中的燃油的一种方式是使用所谓的自动起动停止功能，该功能在车辆每次达到完全停止前进（诸如，在交通灯处）时关闭发动机，并将其自动重新起动。具有起动停止功能的车辆中的一些继电器功能比以前受到更加频繁的影响，这对于可靠性、控制和诊断提出了更高的要求。此外，还需要各种顺序的非常快和高的电流。车辆电气系统的电压电平可以宽范围地变化，这产生了电子系统发生故障的风险。

专利申请DE102010000656描述了用于使用两个电池的车辆的供电系统。这种车辆的供电系统具有向起动器供电的第一电池以及具有比第一电池更小的内电阻的第二电池。开关设置在第一电池与第二电池之间的馈电线路之间。供电系统控制单元对该开关进行控制。在发动机运行期间，供电系统控制单元在停止发动机的时段中导通该开关，在运行起动器时关断该开关元件，并当第二电池的容量小于预定值时导通该开关元件。按照此方式，对电子系统进行保护，并始终借助于第二电池对该电子系统提供充足的电能。在DE102010000656的系统中，对这两个电池不断地进行充电和放电，这将不利地影响这两个电池的使用寿命。

本发明的目的是提供一种上述电气供电系统的替代方案，其中，较少地使用第二电池以便增加其使用寿命，这将减少维护费用。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于向车辆的电负载进行供电的电气供电系统包括：主电池、支援电池（support battery）和电池控制模块。所述电池控制模块包括用于连接到所述主电池的第一端子、用于连接到所述支援电池的第二端子、以及用于连接到所述电负载的第三端子。此外，所述模块还包括电压比较器，其设置为确定第三端子处的电压，并且当所确定的电压小于预定临界最低电压电平时输出高输出电平。第一开关设置在所述第一端子与所述第三端子之间，所述第一开关能够由第一控制信号来控制。第二开关设置在所述第二端子与所述第三端子之间。所述电池模块设置为在所述第三端子处的电压下降到低于预定临界电压的情况下，通过使所述第二开关导电来将所述支援电池连接到所述负载。

本发明提供了当输出电压下降到低于指定电压阈值时支持能量源的自动启动。所述支援电池在需要时对所述主电池进行支持，或者充当冗余电源。其只不过需要作为备用电池且并不在正常情况下使用，所以无需对该电池进行频繁充电，从而增加其使用寿命。

在一个实施例中，所述电池控制模块设置为接收第二控制信号，并且当接收到所述第二控制信号时使所述第二开关导电。所以当接收到第二信号时或者当输出电压降低时或者当处于这两种情况时，将会使第二开关导电。

在一个实施例中，第二开关包括以背对背配置设置的两个MOSFET装置。MOSFET能够非常快速地进行切换。此外，当该开关断开（即，非导电）时，背对背配置导致完全隔离的支援电池。

在一个实施例中，如果主电池与所述系统断开，则使第一开关不导电，并使第二开关导电。所以例如在汽车碰撞的情况下，失去输入电压，并使第一开关不导电，隔离任何故障。与此同时，使第二开关导电，以切换作为冗余电源的支援电源。这意味着在碰撞之后，仍然对汽车的一些必要特征进行供电，诸如汽车锁。

在一个实施例中，所述系统还包括预碰撞传感器，所述预碰撞传感器设置为检测危险情况并且发起待要发送到所述电池控制模块的信号，所述电池控制模块在接收到所述信号时使所述第二开关导电。该实施例在预防（avoidance）情形或者预碰撞情形中是有利的。在这些情形中，所述第二开关将会自动启动和连接所述支援电源，以帮助使电压保持在适当电平。

在一个实施例中，所述系统还包括连接到所述第三端子的电气充电器，所述电压传感器设置为识别何时应用所述充电器，并使所述第一开关和所述第二开关这两者导电，从而同时对所述支援电池和所述主电池这两者进行充电。所以对于在同一时间对两个电池进行充电而言，只需要一个充电器。