專利名稱：用于機動車車載設(shè)備的供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機動車領(lǐng)域，且涉及電裝置的供電，更具體地涉及當(dāng)這些車輛裝備有 可回收制動系統(tǒng)的情況。其涉及與可回收制動系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的特定供電網(wǎng)的使用，且其目標(biāo)是一種供電系 統(tǒng)，該供電系統(tǒng)特別適用于一種設(shè)備，這種設(shè)備的運行產(chǎn)生在短時間段對電流的較大需求 且其必須在短響應(yīng)時間內(nèi)被供電，以允許所述設(shè)備的動態(tài)運行。其目標(biāo)還是一種微混合系 統(tǒng)，其被設(shè)計用于該系統(tǒng)的實施。
背景技術(shù)：
例如，在車輛中，需要具有短響應(yīng)時間的供電的該類型設(shè)備特別包括-所謂的“電-渦輪(e-turbo)”電輔助渦輪壓縮機(turbo-compressor)，或所謂 的“電-增壓器(e-charger) ”增壓器(supercharger)，該設(shè)備典型地需要持續(xù)1至2秒的 1至2KW的電力水平。這些電力水平和持續(xù)時間可以更高，但是分別不超過3KW和3秒。供 電的響應(yīng)時間通常必須小于數(shù)十毫秒；-電輔助轉(zhuǎn)向器，其可在瞬態(tài)條件下持續(xù)1至2ms消耗25至100A的電流；-電動泵單元，其可需要持續(xù)約200ms的約100A的電流；和-電磁控制閥，其可需要持續(xù)1至140ms的約40A的電流。機動車的傳統(tǒng)供電網(wǎng)通常包括兩個電流源，即電池(一般為鉛電池)和交流發(fā)電 機。但是，這些電流源都不適于以短響應(yīng)時間為可對電流或電壓產(chǎn)生強需求的電設(shè)備供電。實際上，傳統(tǒng)交流發(fā)電機的響應(yīng)時間大約為數(shù)百毫秒，對于滿足該類型需求來說 太長了。鉛電池還不適于短響應(yīng)時間的高電流峰值周期性供應(yīng)，特別是由于其隨后進行的 放電循環(huán)加速了其老化。其它類型的電池可滿足該需求，但是它們太昂貴，以至于不能設(shè)想 把它們布置在大規(guī)模生產(chǎn)的機動車內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)其第一特征，在裝備有可運行于可回收制動模式中的微混合系統(tǒng)的車輛中， 本發(fā)明提出使用與該運行模式相關(guān)聯(lián)的特定供電網(wǎng)，以便以短響應(yīng)時間為車輛的設(shè)備供 電，該設(shè)備在動態(tài)運行中可產(chǎn)生相當(dāng)大的電流需求。微混合系統(tǒng)以已知的方式，例如具有交流發(fā)電機-起動機，可以降低車輛的燃料 消耗，且可運行于制動回收模式中。這些系統(tǒng)通常包括可逆旋轉(zhuǎn)電機、可逆AC/DC轉(zhuǎn)換器、 輔助能量儲存單元和可逆DC/DC轉(zhuǎn)換器，以及用于該組件電子控制的裝置。優(yōu)選地，輔助 能量儲存單元包括聯(lián)合的具有很大電容的多個基本電容單元，該單元還被稱為“超級電容 器”。該輔助能量儲存單元和可逆DC/DC轉(zhuǎn)換器形成微混合系統(tǒng)的“電源組”。同樣以已知的方式，例如在組件運行于可回收制動模式中時，通過旋轉(zhuǎn)電機回收 的電能被儲存在輔助能量儲存單元中。具有可回收制動的微混合系統(tǒng)提供雙電壓網(wǎng)，其首先能提供在輔助能量儲存單元的端子處獲得的直流浮動電壓，且其次能提供鉛電池的端子 處的低直流電壓。已知為“14+X電壓”的浮動直流電壓高于所述鉛電池的端子處的以傳統(tǒng) 方式為12V供電網(wǎng)供電的電壓。輔助能量儲存單元的電容元件使得可以在短時間段期間供應(yīng)高電流，且還可以以 非常短的響應(yīng)時間供應(yīng)電流，其適于為車輛的特定電設(shè)備供電。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該“14+X”電壓被使用以便更特別地為電馬達供電以輔 助車輛的熱力發(fā)動機的渦輪壓縮機或增壓器。實際上，以已知的方式，渦輪壓縮機通常包括渦輪，其由發(fā)動機的燃燒獲得的熱氣 旋轉(zhuǎn)，該渦輪隨后驅(qū)動安裝在同一軸上的壓縮機。由壓縮機壓縮的空氣然后被注入發(fā)動機 的汽缸以改善后者內(nèi)的燃燒。渦輪壓縮機的運行的優(yōu)化包括降低其響應(yīng)時間和增加其運行范圍(發(fā)動機的高 速和低速)。除了機械方案(例如包括提供具有可變幾何的渦輪或在流體進入壓縮機前為 其施加旋轉(zhuǎn)力矩)，電輔助方案是已知的，其中在渦輪和壓縮機之間插入適當(dāng)?shù)碾婑R達可以 增加該類型的渦輪壓縮機的優(yōu)化性能范圍該類型的渦輪壓縮機的術(shù)語為“電輔助渦輪壓 縮機”。但是，使得該輔助成為可能的電馬達需要一種供電，其能周期性地提供強電流且 具有降低到最小的響應(yīng)時間，例如以允許包括瞬變現(xiàn)象(transientphenomena)的動態(tài)運 行，該現(xiàn)象需要用于高頻的良好供電響應(yīng)。前述“14+X”電壓網(wǎng)由此適用于該類型的使用。更具體地，用于輔助渦輪壓縮機的電馬達的供電是脈沖形式的供電，通常由斷續(xù) 器獲得，該斷續(xù)器自身由車輛的直流電壓供電。根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該斷續(xù)器整合在前述“14+X”電壓網(wǎng)的電源組中，且由 “ 14+X”浮動直流電壓直接供電。


本發(fā)明現(xiàn)在將參考圖1通過優(yōu)選實施例予以更詳細的描述，該圖1示出了其優(yōu)選 實施例中的一個的過程示意圖。
具體實施例方式圖1示意性地示出了可運行于可回收制動(recuperative braking)模式中的微 混合系統(tǒng)MH的不同元件。微混合系統(tǒng)MH包括可逆旋轉(zhuǎn)電機1，其機械地聯(lián)接(該聯(lián)接由圖1中的虛線100 示意性地表示)到車輛的熱力發(fā)動機M。可逆旋轉(zhuǎn)電機1或交流發(fā)電機-起動機被連接到 可逆AC/DC轉(zhuǎn)換器2 (連接部200)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機1運行于交流發(fā)電機模式中時，轉(zhuǎn)換器2把旋轉(zhuǎn)電機供應(yīng)的三相電壓 轉(zhuǎn)換為被整流的直流電壓，基于該直流電壓，輔助能量儲存單元4的超級電容器和鉛電池3 被充電。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機1運行于起動機模式中時，則其通過可逆AC/DC轉(zhuǎn)換器2(基于輔助能 量儲存單元4的端子處存在的直流電壓)產(chǎn)生的交流三相電壓供電?；诋?dāng)旋轉(zhuǎn)電機1運行于交流發(fā)電機模式中時由AC/DC轉(zhuǎn)換器2供應(yīng)的被整流的直流電壓，以及基于輔助能量儲存單元4的端子處存在的電壓，可逆DC/DC轉(zhuǎn)換器5可以獲 得直流電壓Vb，該直流電壓Vb用于為車輛的電池3充電。該電池的端子處的電壓Vb被用 于為車輛的一定數(shù)目的車載電設(shè)備供電。輔助能量儲存單元4和可逆DC/DC轉(zhuǎn)換器5形成微混合系統(tǒng)MH的電源組P。此外，儲存在輔助能量儲存單元4中的能量可被用于為浮動直流電壓網(wǎng)供電，其 稱為Vb+X電壓網(wǎng)。該浮動直流電壓大于電池電壓Vb。通常，由于電池充電電壓通常為約 14V,電壓網(wǎng)Vb+X還被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“14+X網(wǎng)”，如前所述。應(yīng)注意，該類型的描述絕 不限制鉛電池供電網(wǎng)電壓，或與裝備有可回收制動的微混合系統(tǒng)MH相關(guān)聯(lián)的浮動直流電 壓網(wǎng)的電壓。與用于控制和指揮發(fā)動機的運行的電子單元7結(jié)合，電子單元6提供微混合系統(tǒng) MH的所有元件的管理。根據(jù)本發(fā)明，電壓Vb+X被用于車輛的特定設(shè)備，該設(shè)備為了動態(tài)地運行而需要以 短響應(yīng)時間在短時間段內(nèi)被供應(yīng)高電流。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其由圖1示意性地示出，電壓Vb+X被用于為斷續(xù)器8 供電，該斷續(xù)器以脈沖功率形式為輔助渦輪壓縮機(在圖中以9表示)的電馬達供電。實際上，如前所述，輔助儲存單元4的超級電容器適于以短響應(yīng)時間供應(yīng)峰值電流。根據(jù)本發(fā)明的其它特征，如圖1所示的實施例，用于輔助渦輪壓縮機9的電馬達通 過斷續(xù)器8被供電，該斷續(xù)器被整合在電源組P中，該電源組還包括輔助能量儲存單元4和 DC/DC轉(zhuǎn)換器5。這還使得可以特別改善系統(tǒng)的緊湊性。本發(fā)明由此指向具有短響應(yīng)時間的電源的可用性，且其還適于在短時間段內(nèi)供應(yīng) 高電流，該電源通過可回收制動模式運行，即，不導(dǎo)致在裝備有微混合系統(tǒng)的車輛中安裝任 何(the slightest)附加部件的需要。這使得可以限制車輛的整體能耗，同時，在圖1所示 的本發(fā)明優(yōu)選實施例中，獲得一種渦輪壓縮機，其性能水平可通過電輔助而被優(yōu)化，由此導(dǎo) 致所述車輛的能耗的額外優(yōu)化。但是應(yīng)注意，本發(fā)明不限于所述實施例，且其特別延伸到任意等同的機構(gòu)和這些 機構(gòu)的任意技術(shù)有效組合。特別地，本發(fā)明不限于與微混合系統(tǒng)MH相關(guān)聯(lián)且為渦輪壓縮機 9或電增壓器供電的“14+X”電壓的使用。其可被用于為車輛的需要具有短響應(yīng)時間的電 源的任意電設(shè)備供電，用于其動態(tài)運行通過非限制性例子，本發(fā)明還可用于為輔助轉(zhuǎn)向裝 置、電磁控制閥和電動泵單元(其確保機動車內(nèi)的流體循環(huán))供電。
權(quán)利要求
一種機動車輛中的微混合系統(tǒng)和該車輛的車載設(shè)備的組合，所述微混合系統(tǒng)能運行于可回收制動模式中，且包括至少一個可逆旋轉(zhuǎn)電機(1)、AC/DC轉(zhuǎn)換器(2)、輔助能量儲存單元(4)和DC/DC轉(zhuǎn)換器(5)，所述微混合系統(tǒng)特別在其所裝備的機動車輛的可回收制動階段期間能為所述輔助能量儲存單元(4)供電，以在所述車輛中產(chǎn)生雙電壓網(wǎng)，該電壓網(wǎng)具有為所述車輛的電池(3)供電的低電壓(Vb)和在所述輔助能量儲存單元(4)的端子處的浮動電壓(Vb+X)，該浮動電壓高于該低電壓，其特征在于，所述車載設(shè)備是可為其動態(tài)運行而在短時間段內(nèi)消耗高電流的設(shè)備(8，9)，且在于，以短響應(yīng)時間為所述設(shè)備(8，9)提供所述浮動電壓(Vb+X)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述車載設(shè)備是電輔助渦輪壓縮機(9)或增 壓器，其與所述機動車輛的發(fā)動機相關(guān)聯(lián)，所述電輔助渦輪壓縮機(9)或增壓器通過斷續(xù) 器(8)以脈沖模式供電，且所述斷續(xù)器(8)由所述浮動電壓供電。
3.如權(quán)利要求2所述的組合，其特征在于，所述輔助能量儲存單元(4)和DC/DC轉(zhuǎn)換器 (5)形成所述微混合系統(tǒng)的電源組(P)，所述斷續(xù)器(8)并入在所述電源組中。
全文摘要
本發(fā)明涉及裝備有微混合系統(tǒng)的汽車的車載設(shè)備的供電，該系統(tǒng)可運行于可回收制動模式中，在該模式期間，所述微混合系統(tǒng)的可逆旋轉(zhuǎn)電機(1)回收的能量被儲存在輔助能量儲存單元(4)中。微混合系統(tǒng)提供雙電壓網(wǎng)，其一方面包括為車輛的電池(3)供電的低電壓(Vb)，另一方面包括在所述輔助能量儲存單元的端子處的比所述低電壓高的浮動電壓(Vb+X)。根據(jù)本發(fā)明，浮動電壓(Vb+X)被用于為車輛的在短時間段內(nèi)需要高電流用于其動態(tài)運行的車載設(shè)備供電。本發(fā)明特別適用于為電輔助渦輪增壓器供電。
文檔編號B60L1/00GK101855103SQ200880115539
公開日2010年10月6日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者保羅·阿米羅里 申請人:法雷奧電機設(shè)備公司