[发明专利]使车辆静止期间的损耗最小化的电动车辆供电系统

说明书

提供了一种用于电动车辆的电源管理系统，该系统在车辆不使用期间维持对各种车辆“始终开启”的部件和子系统的供电，而不需要低压电池经历频繁的充电/放电循环。该系统使用输出电压较低且以比初级DC/DC转换器更高效率运行的二次DC/DC转换器。作为该系统的结果，低压电池的寿命被延长，并且功率消耗效率被提高，从而最小化汽车停放时的里程损失。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年2月26日提交的题为“使车辆静止期间的损耗最小化的电动车辆供电系统”的美国专利申请第16/801702号的优先权，其公开内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明总体涉及电动车辆，更具体地，涉及在汽车静止时优化电动车辆系统的电力输送的系统。

背景技术

为了满足不断上涨的燃油价格和全球变暖的可怕后果所驱动的消费者需求，汽车行业正慢慢开始接受对超低排放、高效率汽车的需求。虽然业内一些人试图通过设计更高效的内燃机来实现这些目标，但其他人正在将混合动力或全电动传动系统纳入他们的车辆阵容。全电动传动系具有多种优势，包括消除车辆污染的主要来源，同时显著降低传动系的复杂性。

不管电动车辆(EV)是使用混合动力还是全电动传动系，在这种汽车中使用的电池组在整个车辆的成本中占很大一部分。除了成本之外，车辆的设计团队和制造商必须考虑各种因素，包括车辆总重量、重量分布、电池组包装尺寸以及车辆所需的性能和行驶里程。

总的来说，所有汽车，无论是采用内燃机(ICE)、混合动力传动系还是全电动传动系，都包括许多“始终开启”的部件和系统。这些部件和系统直接连接到车辆的电源，因此总是处于通电状态。这种部件和系统的示例可以包括电动门锁、电动车窗、电动座椅、内部和外部灯、警报系统、娱乐系统(例如收音机、时钟等)、HVAC风扇、GPS定位服务以及可用于监控车辆和/或电池健康(例如电池组温度、电池组放电等)的各种监控系统。虽然电池的功率消耗可能很小，特别是考虑到典型的EV或混合电池组的尺寸，但如果允许这种消耗持续很长一段时间，例如当用户正在度假并将汽车存放起来时，这种消耗可能会产生意想不到的后果。因此，需要一种电池管理系统，其能够最小化“始终开启”的车辆部件和系统的影响，而不限制它们的使用。本发明提供了这样一种系统。

发明内容

本发明提供了一种电动车辆(EV)电源管理系统，包括(i)高压(HV)电池；(ii)初级DC/DC转换器；(iii)可在接通位置和断开位置之间调节的车辆电源开关，其中当车辆电源开关处于接通位置时，初级DC/DC转换器电连接到HV电池，当车辆电源开关处于接通位置时，初级DC/DC转换器在第一电源线上提供第一电压的第一电源，其中当车辆电源开关处于断开位置时，初级DC/DC转换器与HV电池电断开，并且当车辆电源开关处于断开位置时，初级DC/DC转换器停止在第一电源线上提供第一电源；(iv)二次DC/DC转换器，其中二次DC/DC转换器电连接到HV电池，并且当车辆电源开关处于接通位置和车辆电源开关处于断开位置时都保持电连接到HV电池，其中二次DC/DC转换器在第二电源线上提供第二电压的第二电源，并且其中第二电压低于第一电压；(v)电子控制单元(ECU),其中ECU电连接到至少一个EV电气部件；以及(vi)开关电路，其电连接到ECU，并且配置为在将第一电源线电连接到ECU和将第二电源线电连接到ECU之间进行选择，其中当第一电源线上的第一电压大于第二电源线上的第二电压时，开关电路将第一电源线电连接到ECU，并且当第二电压大于第一电源线上的电压时，开关电路将第二电源线电连接到ECU。开关电路基于电压电平在第一和第二电源线之间进行选择。连接到ECU的EV电气部件优选地选自包括由以下构成的组：电动门锁、电动车窗、电动座椅、内部灯、外部灯、车辆警报系统、车辆娱乐系统、HVAC风扇、GPS系统、安全气囊系统、安全带预张紧器、ABS系统、制动助力器真空泵、转向辅助系统和车辆监控系统。优选地，车辆电源开关确定车辆的运行状态。此外，在至少一个实施例中，由二次DC/DC转换器提供的第二电源的大小能够闭合HV电池接触器。