專利名稱：電動車的高電壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動車的高電壓系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及一種電動車的高電壓系統(tǒng)，其通過設置能夠充當備用電池(sub-battery)的高電壓電池而使得可以消除備用電池。
背景技術：
通常，電動車指的是在很大程度上利用電力作為動力的車輛，并且HEV(混合電動車)、PHEV(插電式混合電動車)和EV(電動車)是典型的電動車。如圖1中所示，電動車的高電壓系統(tǒng)包括高電壓電池1、逆變器、LDC 2、電壓縮機和高電壓電動機4。如另外示出的那樣，除了高電壓電池1之外還使用備用電池3 (例如，12V 的鉛酸電池)以便操作除了通常由高電壓電池操作的高電壓部件以外的普通電氣設備。在電動車中，備用電池3通常是(1)在利用LDC 2由作為電源的高電壓電池對其充電之后使用，(2)被用于操作普通低電壓電氣設備，或者(3)被用于控制啟動車輛時的繼電器通斷。如上所述，根據(jù)相關技術的電動車的高電壓系統(tǒng)的高電壓電池1始終從備用電池 3接收電力，用于啟動車輛時的繼電器通斷以及用于低電壓電氣設備(見圖2)。因此，需要額外空間來收容備用電池3。結果，空間利用率降低并且布局變得困難。此外，由于備用電池的壽命相對較短，所以在使用車輛時有必要更換多個電池。這會導致隨著時間的額外成本。本背景技術部分中公開的上述信息只是為了增強對本發(fā)明的背景的理解，并且因此可能包含不構成在該國對本領域普通技術人員而言已知的現(xiàn)有技術的信息。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種使得可以消除對備用電池的需要的電動車的高電壓系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明提供了一種電動車的高電壓系統(tǒng)，其中高電壓電池的單個單元電池或單個模塊通過NC繼電器被直接連接到需要低電壓的低電壓電氣設備。在某些方面中，一個或多個單元電池和/或模塊可以被設置成與低電壓電氣設備連接。在一個方面中，本發(fā)明提供了一種包括高電壓電池的電動車的高電壓系統(tǒng)，其中高電壓電池的一個或多個單元電池和/或模塊(優(yōu)選地為單個單元電池或單個模塊)通過 NC繼電器連接到低電壓電氣設備，使得高電壓電池的單元電池和/或模塊的電力在點火裝置關斷時被供應給低電壓電氣設備。在優(yōu)選實施例中，高電壓電池在點火裝置接通時通過使用單元電池和/或模塊的電力來開啟高電壓繼電器。此外，通過高電壓繼電器連接到高電壓電池的LDC的電力在點火裝置接通之后被供應給低電壓電氣設備。根據(jù)本發(fā)明，可以消除對常規(guī)需要的備用電池的需要，并且因此，可以去除備用電池。特別地，根據(jù)本發(fā)明，通過將高電壓電池的一個或多個單元電池和/或模塊(優(yōu)選地為單個單元電池或單個模塊)直接連接到低電壓電氣設備的電路以充當備用電池，可以消除備用電池。因此，除了減小設計車輛時的制造成本和重量之外，還可以減小用于備用電池的額外成本并通過保證有利布局來高效地使用可用空間。此外，可以通過保證所需的空間來提高商業(yè)價值并通過減小重量來增大燃料效率。應理解的是，本文中使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括一般的機動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的客車)、包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等，并且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。如本文中所述，混合動力車是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如既有汽油動力又有電動力的車輛。本發(fā)明的上述及其它特征在下文中討論。


現(xiàn)在將參考附圖中示出的本發(fā)明的某些示例性實施例來詳細描述本發(fā)明的上述及其它特征，其中附圖將在下文中僅通過例證的方式給出，并且因此并非對本發(fā)明進行限制，其中圖1是示出相關技術的電動車的高電壓系統(tǒng)的配置的圖；圖2是示出圖1中所示的高電壓系統(tǒng)的操作的圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動車的高電壓系統(tǒng)的圖；并且圖4和5是示出根據(jù)本發(fā)明的電動車的高電壓系統(tǒng)的操作的流程圖。應該理解的是，附圖不一定要依比例，而是呈現(xiàn)出說明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的稍微簡化的表示。本文中公開的本發(fā)明的特定設計特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形狀，將部分地由期望的特定應用和使用環(huán)境來確定。在附圖中，附圖標記在附圖的幾幅圖中始終指代本發(fā)明的相同或等效部分。
具體實施例方式現(xiàn)在將在下文中詳細參考本發(fā)明的各種實施例，其實例在附圖中示出并在下面描述。雖然將結合示例性實施例來描述本發(fā)明，但應理解的是，本說明并非旨在將本發(fā)明限于那些示例性實施例。相反，本發(fā)明旨在不僅涵蓋這些示例性實施例，而且涵蓋可包括在所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內的各種替代形式、改型、等效形式和其它實施例。在下文中參考附圖來詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。這些描述和示出某些優(yōu)選實施例的附圖并非旨在對這些優(yōu)選實施例進行限制。本發(fā)明涉及一種電動車的高電壓系統(tǒng)，其被設計成去除對備用電池的需要，并且因此允許去除或消除常規(guī)地用在高電壓系統(tǒng)中的這種備用電池。特別地，本發(fā)明涉及一種高電壓系統(tǒng)，其配置成允許高電壓電池10向由低電壓電力操作的普通電氣設備供應電力。為了進行該操作，根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動車的高電壓系統(tǒng)包括高電壓電池10 和LDC 13 (低電壓DC-DC轉換器)、高電壓繼電器12和NC繼電器14(常閉繼電器)。在本發(fā)明的實施例中，如圖3中所示，高電壓電池10的單個單元電池(cell)或高電壓電池10的單個模塊通過NC繼電器14與低電壓電氣設備連接，優(yōu)選地直接連接到低電壓電氣設備。如此，即使在點火裝置關斷時，高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊的電力也始終與低電壓電路連接以供應低電壓電力并操作低電壓電氣設備。雖然在各個實施例中，高電壓電池的單個單元電池或模塊通過繼電器與低電壓電氣設備連接，但是在需要的情況下可以使用一個或多個單元電池和/或模塊的組合。因此，應理解的是，在下面的說明中，對單個單元電池或單個模塊的提及可以根據(jù)本發(fā)明進行修改，以便包括一個或多個單元電池和/或模塊的任意組合。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過使用高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊的電力來啟動車輛。特別地，高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊的電力可以通過連接在NC繼電器14和低電壓部件之間的LDC 13供應，以便在點火裝置接通和啟動操作時提供用于高電壓繼電器12和MCU 15的初始電力。在各個實施例中，NC繼電器14具有響應于操作信號而被斷開的開關端子，這是本領域所公知的。因此，開關端子在繼電器開啟時斷開并在繼電器關閉時閉合，使得NC繼電器14被連接。如圖3中另外示出的那樣，安全熔斷器11和高電壓繼電器12可以直接連接到高電壓電池10，而連接到高電壓繼電器12的LDC 13被直接連接到配備有低電壓電氣設備的低電壓電流。LDC 13充當在車輛行駛時用于低電壓電氣設備的電源，使得它充當常規(guī)使用的備用電池。此外，LDC 13通過由于NC繼電器關閉而使高電壓電路和低電壓電路分開來保證
安全性。特別地，LDC 13根據(jù)轉換操作而將高電壓電池10的高電壓電力減小為低電壓，并且當NC繼電器14開啟并且繼電器變得斷開時，將低電壓供應給低電壓電氣設備。特別地，高電壓電池10通過在點火裝置關斷狀態(tài)下充當(例如，代替)常規(guī)備用電池，而充當?shù)碗妷弘姎庠O備的電源，并且還在點火裝置接通狀態(tài)下充當用于高電壓繼電器的點火裝置接通操作的驅動電源。此外，高電壓電池10特別地通過在點火裝置接通之后停止充當備用電池并返回到高電壓電路，來供應用于啟動車輛的高電壓電力。此時，當高電壓電池10停止充當備用電池時，作為替代，LDC充當(例如，代替)備用電池(例如在點火裝置接通狀態(tài)下)，如上所述。本發(fā)明使得可以防止由于在車輛啟動之后高電壓電路和低電壓電路之間的斷開所可能產生的對絕緣電阻器的損害或高電流的流入而引起的問題。特別地，本發(fā)明可以通過將NC繼電器14布置在高電壓電池10的高容量單個單元電池或單個模塊與低電壓電氣設備之間來防止這些問題。作為參考，在本發(fā)明的各個實施例中，如圖3中所示，高電壓繼電器12由主繼電器 (_)、主繼電器(+)和預充電繼電器構成。應注意的是，該配置是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一個實例，并且也可以適當?shù)靥峁┢渌渲?。在下文中，參考圖4和5描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的高電壓系統(tǒng)的操作。參考圖4，在點火裝置接通狀態(tài)下，高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊的電力被施加到高電壓繼電器12，使得高電壓繼電器12被開啟并且高電壓電路被閉合從而被連接。然后，LDC開始操作并且NC繼電器被開啟，使得高電壓電動機16根據(jù)啟動操作由來自高電壓電池10的電力操作，從而啟動車輛。
S卩，當高電壓電路被閉合并且LDC開始操作時，NC繼電器變得開啟以啟動車輛，同時高電壓電路和低電壓電路保持斷開。在該操作中，高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊的電力被用作控制高電壓電動機16的MCU 15的初始電力。高電壓電池10的電力在車輛啟動之后通過LDC 13的操作被供應給低電壓電氣設備，其中NC繼電器14保持開啟并斷開，使得高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊與低電壓電氣設備斷開，并因此允許車輛以正常方式被驅動。同時，參考圖5，在點火裝置關斷狀態(tài)下，高電壓繼電器12被關閉，并且高電壓電池10、LDC 13,MCU 15和FATC 17(全自動溫度控制器)由于高電壓繼電器12的斷開而被斷開，同時NC繼電器14被關閉并且高電壓電池10的單個單元電池或單個模塊直接與低電壓電氣設備連接。S卩，高電壓電池10在點火裝置關斷狀態(tài)下與高電壓電路斷開，然而它被連接到低電壓電路并充當備用電池。因此，即使在點火裝置關斷狀態(tài)下，低電壓電氣設備也可以由高電壓電池10的高容量單個單元電池或單個模塊的電力操作。根據(jù)相關技術，用于普通電氣設備的電力和用于高電壓繼電器的初始電力僅從電動車的高電壓系統(tǒng)中的備用電池供應。根據(jù)本發(fā)明，電氣系統(tǒng)的高電壓系統(tǒng)中的高電壓電池供應用于普通電氣設備的電力和當車輛啟動時高電壓繼電器的初始電力。因此，根據(jù)本發(fā)明，備用電池是不必要的并且可以去除備用電池，因為高電壓電池被配置成使得它能夠充當備用電池。因此，可以減小用于更換備用電池的額外復發(fā)的成本，以便通過保證有利的布局來更高效地使用車輛中的空間，并且以便進一步降低設計車輛時的制造成本和重量。此外， 可以通過保證空間來提高車輛的商業(yè)價值，同時通過減小車輛的車體重量來增大燃料效率。此外，由于低電壓電力可以在較長使用期限內由高電壓電池保證，所以可以防止備用電池的頻繁更換及其額外成本(例如，用于更換電池及其勞務費的成本)。本發(fā)明的高電壓系統(tǒng)可以適當?shù)赜糜诮柚唠妷弘姵氐碾娔荛_始行駛的所有類型的電動車，諸如EV(電動車)、HEV(混合電動車)和PHEV(插電式混合電動車)。已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了詳細描述。然而，本領域技術人員應該理解的是，可以在這些實施例中做出變更而不脫離本發(fā)明的原理和精神，其中本發(fā)明的范圍在所附權利要求及其等價形式中限定。
權利要求
1.一種電動車的高電壓系統(tǒng)，包括高電壓電池，其中所述高電壓電池的一個或多個單元電池和/或模塊通過NC繼電器連接到車輛的低電壓電氣設備，使得所述高電壓電池的所述一個或多個單元電池和/或模塊的電力在點火裝置關斷時被供應給所述低電壓電氣設備。
2.如權利要求1所述的電動車的高電壓系統(tǒng)，還包括通過高電壓繼電器連接到所述高電壓電池的低電壓DC-DC轉換器，其中所述高電壓電池在點火裝置接通時通過使用所述一個或多個單元電池和/或模塊的電力來開啟所述高電壓繼電器，并且所述低電壓DC-DC轉換器的電力在點火裝置接通之后被供應給所述低電壓電氣設備。
3.如權利要求1所述的電動車的高電壓電池系統(tǒng)，其中所述高電壓電池的所述單個單元電池或單個模塊被連接到所述低電壓電氣設備，使得所述高電壓電池的單個單元電池或單個模塊的電力在點火裝置關斷時被供應給所述低電壓電氣設備。
4.如權利要求1或2所述的電動車的高電壓電池系統(tǒng)，其中在點火裝置關斷時以及在點火裝置接通之后，僅僅所述高電壓電池的單元電池和/或模塊的電力或所述低電壓 DC-DC轉換器的電力被供應給所述低電壓電氣設備。
5.一種電動車，包括如權利要求1所述的電動車的高電壓電池系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動車的高電壓系統(tǒng)，其通過允許高電壓電池充當備用電池而使得可以去除在這樣的系統(tǒng)中常規(guī)地需要的備用電池。高電壓系統(tǒng)包括高電壓電池，其中高電壓電池的一個或多個單元電池和/或模塊通過NC繼電器連接到車輛的低電壓電氣設備，使得高電壓電池的一個或多個單元電池和/或模塊的電力在點火裝置關斷時被供應給低電壓電氣設備。
文檔編號B60L11/18GK102555831SQ20111026815
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者崔帝勛, 林度暻, 金錫亨 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社