[发明专利]电压断开结构

说明书

与具有电池组以及正极和负极总线轨的系统一起使用的断开结构包括中间组低功率(LP)继电器、保险丝、半导体开关和定序器电路。中间组LP继电器设置在电池组的中间堆栈点处的轨线之间，并当被命令打开时划分遍及电池组的电压。保险丝设置在中间组LP继电器和正极总线轨之间，并且响应于系统的完全短路状况而打开。半导体开关设置成与中间组LP继电器电平行。定序器电路选择性地开启半导体开关并由此响应于系统的检测的部分短路状况而协调通过半导体开关和中间组LP继电器的电流的流动。系统包括电池组、总线轨和断开结构。

技术领域

本发明涉及一种电压断开结构。

背景技术

电池组在各种固定和移动系统中使用，以对一个或多个电机和电子设备供电。电动发电机单元是通常用于将电能提供或存储到系统中的一种类型的电机。例如，电动机/发电机单元可从电池组获取电能以将转矩传递到动力传输系统的一个或多个齿轮组或其他旋转构件。这种发动机/发电机单元还可用于发电而不是消耗电，并由此对电池组再充电或对电子设备供电。

由于适用于某些应用的电压水平可能较高，故用于将电池组连接到系统的其余部分的任何电子电路需要电压隔离。典型地，当系统被关闭时或者在电气故障期间，包括高功率保险丝和高压机械接触器的电池断开单元用于将DC电压总线与电池组隔离并提供电隔离。然而，高压接触器和保险丝的大小、重量和成本可能不是最佳。

发明内容

本公开涉及电压断开结构，即，使电压断开过程机械化的系统和其附属器具，当用于具有相对高电压水平的系统中时其特别重要。该结构降低了对以上所述类型的重型机械接触器的需求。该结构可消除对预充电电阻器的需求以最初地对DC总线轨充电至所需电压水平。如本领域所公知，预充电电阻器与接触器或其他机械开关(二者均与另一个机械接触器电平行放置)典型地串联连接。预充电电阻器提供电子电路中充足的电阻以便防止来自电池组的大电压差和高涌入电流，二者均可潜在地损坏或焊接接触器。因此，预充电电路的增加成本和大小可经由本文所公开的结构和方法来消除。

公开了与具有电池组、正极总线轨和负极总线轨的系统一起使用的断开结构的特定实施例。该结构包括设置在正极和负极总线轨之间、在电池组的中间堆栈点处或附近的保险丝组和中间组低功率(LP)继电器，其中LP继电器设置在保险丝组和负极总线轨之间。当中间组LP继电器被命令打开时，为高电压/电流LP继电器的中间组LP继电器与保险丝组战略地结合放置以便划分遍及电池组的电压。所公开结构还包括与中间组LP继电器电平行设置的一对半导体开关。此外，定序器电路配置为响应于系统的检测的部分短路状况(例如本文所述的过电流或紧急非过电流状况)而协调通过半导体开关和中间组LP继电器的电流的流动。

断开结构可包括各自设置在正极和负极总线轨的相应一个上的一对高电流/LP继电器。LP继电器可选择性地打开以提供系统中的电隔离，例如，当系统被关闭时。

还公开了包括具有多个电池的电池组、正极和负极总线轨和上述断开结构的系统。

当结合附图时，根据实施本公开的最佳模式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是描述了本文所述的断开结构的示例性实施例的示意性电子电路。

图2是根据另一个实施例描述了图1的断开结构的示意性电子电路。

图3是可以用作图1和2所示的断开结构的一部分的定序器电路的示意性电子电路。

图4是可用作图1和2所示的断开结构的一部分的示意性三门驱动器电路。

图5A-C是分别以过电流、紧急非过电流和正常推进/充电情形的形式示出了示例性故障状况的各种压力和电流幅度的时间曲线图。

图6是描述了用于图4的驱动器电路的三个可能逻辑状态的表。

具体实施方式