[发明专利]汽车双电压电池充电系统

说明书

一种双电压电源，包括至少一个具有多个电池模块B_i的电池(20)和第一开关组S_j，该第一开关组S_j用于串联连接电池模块从而在第一开关S_j闭合的情况下向第一电路提供第一电压并且在第一开关S_j打开的情况下断开串联连接；以及至少一个连接抽头，该连接抽头连接到电池模块B_i中的一个电池模块，以将其电压U₂提供给在比第一电路(1)低的电压(U₂)处操作的第二电路(2)，并且该连接抽头通过第二开关组P_i+、P_i‑并联连接到其它电池模块B_i，其中在第二开关组P_i+、P_i‑闭合的情况下，其它电池模块B_i与彼此以及电池模块B_i中的所述一个电池模块并联连接，并且在第二开关组P_i+、P_i‑打开的情况下，其它电池模块B_i不并联连接，如果电池模块B_i中的所述一个电池模块对至少一个DC/DC转换器(30)供电以用于在第一电路的低功率需求时间期间对第一电路供电(2)，并且如果至少一个电容器C₁并联连接到DC/DC转换器(30)的输出端，那么，即使内燃机以比较低的转速驱动它们，也能够用现成的发电机充电。

技术领域

本发明涉及为用于车辆(例如，轻型卡车、卡车、汽车等)的双电压电源充电。双电压电源至少包括具有多个电池模块的电池。电池还可以包括用于串联连接电池模块的第一开关组和用于并联连接电池模块的第二开关组。在建立串联连接的情况下，第一电压U₁经由第一连接抽头(tap)提供给第一电路。第二电压U₂经由第二连接抽头提供给第二电路。在建立并联连接的情况下，全部或一些电池模块可以经由第二连接抽头连接到第二电路。本发明还涉及用于操作这种双电压电源和用于对电池充电的方法。

背景技术

US 2004/0130214 A1建议了一种用于汽车应用的双电压系统。双电压系统具有包括电池的42V电路、用于对电池充电的交流发电机以及高功率负载，像是例如起动器。电池由多个串联连接的电池单元组成，以获得所述42V。电池还提供低电压抽头，用于以14V向低电压电路馈电。低电压抽头仅仅是到电池单元的串联连接的中间电压电平的连接。两个电压电路通过双向DC/DC转换器耦合。在从低电压电路抽取的负载为低的情况下，低电压电路由DC/DC转换器馈电。在低电压电路的电流需求较高的情况下，由DC/DC转换器的低电压输出端提供的电压下降并且额外所需的能量由低电压抽头提供。电池单元的不对称放电由电荷均衡器进行补偿。

US 2014/0265559 A1也涉及用于汽车应用的双电压系统。第一电压系统对DC/DC转换器的输入侧供电，DC/DC转换器进而向第二电压系统供给较高的电压。第二电压系统包括能量存储装置。如果DC/DC转换器的输入侧的功率需求超过阈值，则能量存储装置提供额外的功率。

US 4,992,672公开了包括由车辆发动机以可变速度驱动的交流发电机的双电压电源。该交流发电机以第一电压电平直接向如风挡加热器等的负载馈电并且由第一或第二电压调节器控制(其中第一电压电平高于第二电压电平)，后者控制交流发电机场电流。交流发电机输出经由第二电压调节器供给以对电池充电并向第二电压电路提供电力。在高功率以及因此第一电压设备被关闭的情况下，交流发电机输出被调节以通过交流发电机场控制电路维持对电池的充电。