本公開涉及采用高壓電力系統(tǒng)的動力系統(tǒng)和與其相關(guān)的控制例程。

背景技術(shù)：

車輛可采用結(jié)合非燃燒電機(例如，一個或多個高壓電動機/發(fā)電機)從內(nèi)燃機(發(fā)動機)產(chǎn)生推進(jìn)動力的動力系統(tǒng)。高壓電動機/發(fā)電機經(jīng)由高壓電力電路從車載高壓電能存儲裝置(例如，高壓蓄電池)獲取電力。高壓蓄電池可在車輛運行期間進(jìn)行充電，并且/或者可利用來自車輛外電源的電力進(jìn)行充電。

高壓蓄電池可支持臨界車輛運行。在高壓蓄電池的單元發(fā)生故障的情況下，可能需要將電力供應(yīng)給臨界車輛運行，包含將電力供應(yīng)給不采用次級低壓蓄電池備用系統(tǒng)的車輛中的臨界車輛運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明描述了包含高壓蓄電池組件的車輛，所述高壓蓄電池組件包含第一蓄電池單元模塊和第二蓄電池單元模塊，其中所述第一蓄電池單元模塊和第二蓄電池單元模塊均包含多個電連接單元。DC/DC電力轉(zhuǎn)換器組件包含第一端和第二端，其中第一端接收來自高壓蓄電池組件的電力，第二端以穩(wěn)定的電壓電平遞送低壓電力。將DC/DC電力轉(zhuǎn)換器組件配置成選擇性地轉(zhuǎn)換來自第一蓄電池單元模塊的電力，以及選擇性地轉(zhuǎn)換來自第二蓄電池單元模塊的電力。DC/DC電力轉(zhuǎn)換器的第二端電連接至低壓系統(tǒng)。低壓系統(tǒng)包含配置成提供臨界車輛運行的第一子系統(tǒng)?？刂破髋c高壓蓄電池組件、DC/DC轉(zhuǎn)換器和第一子系統(tǒng)進(jìn)行通信?？刂破靼乃惴ùa可用于執(zhí)行監(jiān)測高壓蓄電池組件。在檢測到高壓蓄電池組件的第一蓄電池單元模塊中發(fā)生故障后，控制器控制DC/DC電力轉(zhuǎn)換器組件將來自第二蓄電池單元模塊的電力電轉(zhuǎn)換成傳送至第一子系統(tǒng)的低壓電力。

結(jié)合附圖，從對實施如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的一些最佳方式和其他實施例進(jìn)行的如下細(xì)節(jié)描述中，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點顯而易見。

附圖說明

現(xiàn)將通過示例的方式參照附圖對一個或多個實施例進(jìn)行描述，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本公開的包含動力系統(tǒng)和高壓電力系統(tǒng)的車輛的實施例；

圖2示意性地示出了根據(jù)本公開的臨界車輛運行維持例程的實施例，在高壓蓄電池發(fā)生故障時可執(zhí)行該例程來控制參照圖1進(jìn)行描述的車輛的操作，以將來自高壓蓄電池的電力供應(yīng)給包含一個或多個與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)的子系統(tǒng)；

圖3示意性地示出了根據(jù)本公開的包含動力系統(tǒng)和高壓電力系統(tǒng)的車輛的另一個實施例；

圖4示意性地示出了根據(jù)本公開的臨界車輛運行維持例程的實施例，在高壓蓄電池發(fā)生故障時可執(zhí)行該例程來控制參照圖3進(jìn)行描述的車輛的操作，以將來自高壓蓄電池的電力供應(yīng)給包含一個或多個與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)的子系統(tǒng)；

圖5示意性地示出了根據(jù)本公開的包含動力系統(tǒng)和高壓電力系統(tǒng)的車輛的另一個實施例；以及

圖6示意性地示出了根據(jù)本公開的臨界車輛運行維持例程的實施例，在高壓蓄電池發(fā)生故障時可執(zhí)行該例程來控制參照圖5進(jìn)行描述的車輛的操作，以將來自高壓蓄電池的電力供應(yīng)給包含一個或多個與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

具體實施方式

現(xiàn)參照附圖，其中描述僅僅是為了示出某些示例性實施例，而不是為了限制這些示例性實施例。圖1示意性地示出了包含動力系統(tǒng)20和由控制器90進(jìn)行控制的高壓電力系統(tǒng)30的車輛100的實施例。動力系統(tǒng)20可包含機械地聯(lián)接至齒輪系24的內(nèi)燃機(發(fā)動機)22和電機26，其中齒輪系24機械地聯(lián)接至車輛動力傳動系統(tǒng)60，以將推進(jìn)動力提供給一個或多個車輪。在若干個附圖中，相同的數(shù)字和術(shù)語表示相同或?qū)?yīng)的元件。車輛100根據(jù)操作員命令和指示進(jìn)行操作，包含根據(jù)通過用戶界面裝置傳遞的操作員命令控制車輛和動力系統(tǒng)的操作，其中用戶界面裝置可包含加速器踏板、制動器踏板、變速器檔位范圍選擇器、點火開關(guān)和/或其他合適的裝置。

高壓電力系統(tǒng)30包含高壓電能存儲裝置(高壓蓄電池)35和低壓電力系統(tǒng)40。高壓蓄電池35經(jīng)由高壓總線50將高壓電力供應(yīng)給電力部件。低壓電力系統(tǒng)40電連接至高壓蓄電池35，并包含經(jīng)由可控開關(guān)電路46將電力選擇性地提供給第一低壓電力導(dǎo)體48和第二低壓電力導(dǎo)體47的第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44。將第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44配置成提供低壓電力，可經(jīng)由可控開關(guān)電路46將該低壓電力供應(yīng)給第一低壓電力導(dǎo)體48和/或第二低壓電力導(dǎo)體47，其中可控開關(guān)電路46優(yōu)選地包含功率晶體管或其他可由控制器90進(jìn)行控制的裝置。第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44可經(jīng)由第一低壓電力導(dǎo)體48電連接至一個或多個與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)82、84和86。通過非限制性實例，與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)82、84和86可包含電動制動系統(tǒng)82、電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)84和輔助約束系統(tǒng)86。第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44可經(jīng)由第二低壓電力導(dǎo)體47連接至一個或多個與非臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)88，其包含各種裝置，例如電動車窗、HVAC風(fēng)機、座椅和其他附屬裝置。第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44均包含DC/DC轉(zhuǎn)換器，該DC/DC轉(zhuǎn)換器優(yōu)選地為將直流電(DC)電力從較高的電壓電平轉(zhuǎn)換至較低的穩(wěn)定電壓電平的電子電路。第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44優(yōu)選地配置成雙重連用式DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中提供至第一子系統(tǒng)42的電力和提供至第二子系統(tǒng)44的電力具有相同的電勢。在一個實施例中，第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44兩者所輸出的穩(wěn)定電壓電平為14.4V-DC，其在此通常被稱為低壓系統(tǒng)。高壓總線50包含標(biāo)稱正母線(HV+)和標(biāo)稱負(fù)母線(HV-)。

高壓蓄電池35可為任何合適的多單元高壓電能存儲裝置，例如，多單元鋰離子裝置。高壓蓄電池35使用多個蓄電池單元31制造而成，且其包含由高壓電中斷熔絲33電間隔開的第一單元模塊32和第二單元模塊34。在一個實施例中，包含第一單元模塊32和第二單元模塊34的多個蓄電池單元31串聯(lián)設(shè)置。可選地，第一單元模塊32和第二單元模塊34可并聯(lián)設(shè)置?？蛇x地，多個蓄電池單元、第一單元模塊32和第二單元模塊34可以以任何合適的包含并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的組合的電設(shè)置方式進(jìn)行設(shè)置。在一個實施例中，第一蓄電池單元模塊32包含一定數(shù)量的蓄電池單元31，該數(shù)量等于第二蓄電池單元模塊34中的單元31的數(shù)量，且高壓蓄電池35中的單元的總數(shù)量可等于第一蓄電池單元模塊32和第二蓄電池單元模塊34中的單元31的總和。因此，第一蓄電池單元模塊32上的電壓電勢等于第二蓄電池單元模塊34上的電壓電勢。第一蓄電池單元模塊32電連接至第一子系統(tǒng)42以向其提供電力，第二蓄電池單元模塊34電連接至第二子系統(tǒng)44以向其提供電力。來自高壓蓄電池35的電力可由電流傳感器52和電壓傳感器54進(jìn)行監(jiān)測。可選地，輸入至第一子系統(tǒng)42和第二子系統(tǒng)44兩者的電力輸入可采用合適的電流傳感器和電壓傳感器來進(jìn)行監(jiān)測。

發(fā)動機22可為任何合適的內(nèi)燃機，其通過燃燒過程將烴基燃料或其他燃料轉(zhuǎn)換成機械能。發(fā)動機22可通過機械的方式旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至齒輪系24或另一合適的機械聯(lián)軸器。發(fā)動機22至電機26的機械聯(lián)接如下：電機26可使發(fā)動機22旋轉(zhuǎn)來作為發(fā)動機啟動過程的一部分。如此，在一個實施例中，在此描述的發(fā)動機22可不配置低壓電起動器系統(tǒng)。

電機26可為任何包含轉(zhuǎn)子和定子的電機，其將高壓電力轉(zhuǎn)換成機械能，并優(yōu)選地將機械能轉(zhuǎn)換成可存儲在高壓蓄電池35中的電能，且在一個實施例中，電機26為電連接至牽引功率逆變器模塊(TPIM)28的高壓多相電機/發(fā)電機裝置。TPIM28電連接至HV+與HV-之間的HV總線50。TPIM28配置有合適的控制電路，包含功率晶體管(例如IGBT)，其將高壓DC電力轉(zhuǎn)換成高壓AC電力，并將高壓AC電力轉(zhuǎn)換成高壓DC電力。在一個實施例中，TPIM28采用脈寬調(diào)制(PWM)控制將來自高壓蓄電池35的存儲DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，以驅(qū)動電機26產(chǎn)生扭矩。同樣地，TPIM28將傳遞至電機26的機械能轉(zhuǎn)換成DC電力，以產(chǎn)生可存儲在高壓蓄電池35中的電能，進(jìn)而作為再生動力控制策略的一部分。將TPIM28配置成接收電機控制命令并控制逆變器狀態(tài)，以提供電機的驅(qū)動和再生致動操作。

動力系統(tǒng)20可采用第二或更多的用于車輛推進(jìn)和其他功能的電機。齒輪系24可無限制地包含任何合適的機械動力傳遞機構(gòu)(例如，行星齒輪、斜齒輪和其他齒輪組)、轉(zhuǎn)軸、離合器、制動器和其他裝置。已知有關(guān)發(fā)動機22、電機26和齒輪系24之間的機械互連的細(xì)節(jié)，因此不在此對其進(jìn)行詳細(xì)描述。

控制器90優(yōu)選地包含多個分立裝置，其與動力系統(tǒng)20的獨立元件處于同一位置上，以根據(jù)操作員命令和動力系統(tǒng)的要求實現(xiàn)對動力系統(tǒng)20的獨立元件的運行控制。用戶界面包含通過信號連接至多個人/機界面裝置的控制器或相關(guān)裝置，操作員可通過該人/機界面裝置命令車輛100運行，且用戶界面可包含用于啟動和終止車輛和動力系統(tǒng)運行的點火鑰匙或車輛啟動按鈕、加速器踏板、制動器踏板、變速器檔位范圍選擇器(PRNDL)和使得操作員能夠使曲柄轉(zhuǎn)動并啟動發(fā)動機22的點火開關(guān)?？刂破?0還可包含提供其他控制裝置的分級控制的控制裝置?？刂破?0直接或經(jīng)由通信總線16與高壓蓄電池35、低壓電力系統(tǒng)40和TPIM28中的每一個進(jìn)行通信，以監(jiān)測和控制其運行?？刂破?0命令動力系統(tǒng)20運行，包含選擇并命令在多個操作模式中的其中一個模式下運行，以在扭矩產(chǎn)生裝置(例如，發(fā)動機22、電機26和動力傳動系統(tǒng)60)之間產(chǎn)生并傳遞扭矩。

術(shù)語“控制器”、“控制模塊”、“模塊”、“控制件”、“控制單元”、“處理器”和類似的術(shù)語指的是特定應(yīng)用集成電路(ASIC)、電子電路、中央處理單元(例如，微處理器)和相關(guān)聯(lián)的以存儲器和存儲裝置(只讀存儲器、可編程只讀存儲器、隨機存取存儲器、硬盤驅(qū)動器等)的形式存在的非瞬變存儲器部件中的任意一個或各種組合。非瞬變存儲器部件能夠存儲以一個或多個軟件或固件程序或例程、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、信號調(diào)制和緩沖電路及其他部件的形式存在的機器可讀指令，所述其他部件可由一個或多個處理器儲存以提供所述功能。輸入/輸出電路和裝置包含模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和監(jiān)測來自傳感器的輸入的相關(guān)裝置，其中以預(yù)設(shè)的采樣頻率或根據(jù)觸發(fā)事件對此類輸入進(jìn)行監(jiān)測?！败浖?、“固件”、“程序”、“指令”、“控制例程”、“代碼”、“算法”和類似的術(shù)語指的是任何包含刻度和查找表的控制器可執(zhí)行指令集。各控制器執(zhí)行控制例程以提供所需功能，包含監(jiān)測來自傳感裝置和其他聯(lián)網(wǎng)控制器的輸入，以及執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動器的操作。在持續(xù)運行期間，可在固定的時間間隔下周期性地執(zhí)行例程?？蛇x地，可響應(yīng)于觸發(fā)事件的發(fā)生而執(zhí)行例程。通信包含以任何合適的形式交換數(shù)據(jù)信號，包含，例如，經(jīng)由傳導(dǎo)介質(zhì)交換電信號、經(jīng)由空氣交換電磁信號、經(jīng)由光波導(dǎo)管交換光信號等。數(shù)據(jù)信號可包含表示來自傳感器的輸入的信號、表示致動器命令的信號和控制器之間的通信信號。如在本文使用的術(shù)語“動態(tài)的”和“動態(tài)地”描述實時執(zhí)行的步驟或過程，所述步驟或過程的特征在于在例程的執(zhí)行期間或在例程的執(zhí)行迭代之間，監(jiān)測或以其他方式確定參數(shù)的狀態(tài)，以及定期或周期性地更新參數(shù)的狀態(tài)。

圖2示意性地示出了臨界車輛運行維持例程(例程)200的第一實施例，可在高壓蓄電池35發(fā)生故障時由控制器90執(zhí)行例程200來控制參照圖1進(jìn)行描述的包含動力系統(tǒng)20的車輛100的運行，以將來自高壓蓄電池35的電力供應(yīng)給一個或多個與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)。與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓系統(tǒng)包含，例如，低壓系統(tǒng)82、84和86。該例程200可有利地應(yīng)用在采用高壓電氣系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)上，其中該車輛系統(tǒng)不具有備用低壓蓄電池。與例程200相對應(yīng)，提供表1來作為圖例，其中標(biāo)記有數(shù)字的方框和對應(yīng)的功能陳述如下。

表1

在進(jìn)行中的車輛運行期間，優(yōu)選周期性執(zhí)行例程200。這包含監(jiān)測來自高壓蓄電池30的第一蓄電池單元模塊32和第二蓄電池單元模塊34的電流(202)，以及通過第一DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)42和第二DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)44平衡蓄電池輸出功率，以確保高壓蓄電池30的單元31全部都以公共速率進(jìn)行放電(204)。用于平衡蓄電池輸出功率的過程是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，因此不在此對其進(jìn)行詳細(xì)的描述。監(jiān)測高壓蓄電池30(206)，其中監(jiān)測包含監(jiān)測與溫度、電流、電壓和/或其他可指示第一蓄電池單元模塊32或第二蓄電池單元模塊34任一者中發(fā)生故障的參數(shù)相關(guān)的參數(shù)狀態(tài)。此類故障可包含開路、短路或另一種故障。用于檢測蓄電池的故障的方法和系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，因此在此不對其進(jìn)行描述。當(dāng)在高壓蓄電池中未檢測到故障時(208)(0)，例程200的此次迭代結(jié)束(230)。

當(dāng)在高壓蓄電池中檢測到故障時(208)(1)，例程200確定該故障是發(fā)生在第一蓄電池單元模塊32中還是發(fā)生在第二蓄電池單元模塊34中，并禁用第一DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)42和第二DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)44中的相應(yīng)的一個，其中被禁用的相應(yīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)與發(fā)生故障的蓄電池單元模塊相連接(210)。斷開或禁用與非臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓電力負(fù)載，或以其他方式使其不起作用，從而使得其不再消耗電力負(fù)載(212)。低壓系統(tǒng)88包含各種裝置，例如，電動車窗、HVAC風(fēng)機、座椅和其他產(chǎn)生低壓電力負(fù)載的附屬裝置。通過第一DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)42和第二DC/DC轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)44中正常運行的一個為與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓電力負(fù)載提供電力(214)。車輛繼續(xù)運行，并經(jīng)由儀表板燈或其他故障發(fā)生警報系統(tǒng)通知車輛操作員(216)。不斷監(jiān)測高壓蓄電池30，包含監(jiān)測其荷電狀態(tài)(SOC)(218)，并且，當(dāng)高壓蓄電池30放電至最小SOC閾值時(220)(1)，關(guān)閉高壓蓄電池30(222)，如車輛100一樣。因此，當(dāng)車輛100甚至在不采用低壓蓄電池的系統(tǒng)上的高壓蓄電池30發(fā)生故障的情況下運行時，臨界車輛運行是連續(xù)的，并持續(xù)不變。

圖3示意性地示出了包含動力系統(tǒng)20和由控制器390控制的高壓電力系統(tǒng)330的車輛300的實施例。已參照圖1對包含發(fā)動機22、TPIM28、電機26、齒輪系24和動力傳動系統(tǒng)60的動力系統(tǒng)20進(jìn)行了描述。高壓電力系統(tǒng)330包含高壓蓄電池335和低壓電力系統(tǒng)340。高壓蓄電池335經(jīng)由高壓總線50將高壓電力供應(yīng)給電力部件(例如，TPIM28)。低壓電力系統(tǒng)340電連接至高壓蓄電池335，并包含將高壓電力供應(yīng)給DC/DC轉(zhuǎn)換器344的電力選擇器子系統(tǒng)，DC/DC轉(zhuǎn)換器344優(yōu)選地包含將DC電力從較高的電壓電平轉(zhuǎn)換至較低的穩(wěn)定電壓電平的電子電路，其中電力選擇器子系統(tǒng)的操作由邏輯控制器343控制。DC/DC轉(zhuǎn)換器344將電力供應(yīng)給第一低壓電力導(dǎo)體48。與非臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的一個或多個低壓系統(tǒng)88(包含各種裝置，例如，電動車窗、HVAC風(fēng)機、座椅和其他附屬裝置)經(jīng)由第二低壓電力導(dǎo)體47電連接至另一低壓電源，例如，電連接至HV總線50并產(chǎn)生第二低壓電力導(dǎo)體47的DC/DC電力轉(zhuǎn)換器45。

電力選擇器子系統(tǒng)342包含控制開關(guān)341，其可由邏輯控制器343選擇性控制，以將電力通過連接至導(dǎo)體342的第一電路345輸送至DC/DC轉(zhuǎn)換器344，導(dǎo)體342電連接至DC/DC轉(zhuǎn)換器344，其中第一電路345包含高壓蓄電池335的第一蓄電池單元模塊32。可選地，控制開關(guān)341可由邏輯控制器343選擇性地控制，以使電力通過第二電路346輸送至電連接至DC/DC轉(zhuǎn)換器344的導(dǎo)體342，其中第二電路346包含高壓蓄電池335的第二蓄電池單元模塊34。如圖所示和如所設(shè)置的，第一蓄電池單元模塊32上的電壓電勢等于第二蓄電池單元模塊34上的電壓電勢。邏輯控制器343采用來自監(jiān)測高壓蓄電池335的電流流量和電壓的信息來平衡來自第一蓄電池單元模塊32和第二蓄電池單元模塊34的蓄電池輸出功率。從DC/DC轉(zhuǎn)換器344輸出的穩(wěn)定電壓電平為14.4V-DC，其標(biāo)稱為低壓系統(tǒng)?？刂破?90命令動力系統(tǒng)20進(jìn)行操作，包含選擇并命令在多個操作模式中的一個模式下進(jìn)行操作，以在扭矩產(chǎn)生裝置(例如，發(fā)動機22、電機26和動力傳動系統(tǒng)60)之間產(chǎn)生并傳遞扭矩。

圖4示意性地示出了臨界車輛運行維持例程(例程)400的另一個實施例，可在高壓蓄電池335發(fā)生故障時由控制器390執(zhí)行例程400來控制參照圖3描述的包含動力系統(tǒng)20的車輛300的運行，以將來自高壓蓄電池335的電力供應(yīng)給第一低壓電力導(dǎo)體48(例如，低壓系統(tǒng)82、84和86)。該例程400可有利地應(yīng)用在采用高壓電氣系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)上，其中該車輛系統(tǒng)不具有備用低壓蓄電池。與例程400相對應(yīng)，提供表2作為圖例，其中標(biāo)記有數(shù)字的方框和對應(yīng)的功能陳述如下。

表2

在進(jìn)行中的車輛運行期間，優(yōu)選周期性地執(zhí)行例程400。這包含監(jiān)測來自高壓蓄電池335的第一蓄電池單元模塊32和第二蓄電池單元模塊34的電流(402)，以及在第一蓄電池單元模塊32與第二蓄電池單元模塊34之間循環(huán)蓄電池輸出功率，以確保其以公共速率進(jìn)行放電(404)。在第一蓄電池單元模塊32與第二蓄電池單元模塊34之間循環(huán)蓄電池輸出功率以確保其以公共速率進(jìn)行放電的過程是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。監(jiān)測高壓蓄電池335(406)，其中監(jiān)測包含監(jiān)測與溫度、電流、電壓和/或其他可指示第一蓄電池單元模塊32或第二蓄電池單元模塊34中故障發(fā)生的參數(shù)相關(guān)的參數(shù)狀態(tài)。此類故障可包含開路、短路或另一種故障。蓄電池的故障檢測是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，因此不在此對其進(jìn)行描述。當(dāng)在高壓蓄電池335中未檢測到故障時(408)(0)，例程400的此次迭代結(jié)束(430)。

當(dāng)在高壓蓄電池中檢測到故障時(408)(1)，例程400確定該故障是發(fā)生在第一蓄電池單元模塊32還是第二蓄電池單元模塊34中，并禁止循環(huán)至該蓄電池單元模塊(410)。斷開或禁用與非臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓電力負(fù)載，或以其他方式使其不起作用，從而使得其不再消耗電力負(fù)載。低壓電力負(fù)載包含低壓系統(tǒng)88，其包含各種裝置，例如，電動車窗、HVAC風(fēng)機、座椅和其他附屬裝置。通過第一蓄電池單元模塊32和第二蓄電池單元模塊34中正常運行的一個為與臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓電力負(fù)載提供電力(412)。車輛繼續(xù)運行，并經(jīng)由儀表板燈或其他故障發(fā)生警報系統(tǒng)通知車輛操作員(414)。不斷監(jiān)測高壓蓄電池335，包含監(jiān)測荷電狀態(tài)(SOC)(416)，并且，當(dāng)高壓蓄電池335放電至最小的SOC閾值時(418)(1)，關(guān)閉高壓蓄電池335(420)，如車輛100一樣。否則(418)(0)，車輛繼續(xù)運行。因此，當(dāng)車輛100甚至在不采用低壓蓄電池的系統(tǒng)上的高壓蓄電池335發(fā)生故障的情況下進(jìn)行操作時，臨界車輛運行是連續(xù)的，并持續(xù)不變。

圖5示意性地示出了包含動力系統(tǒng)20和由控制器590控制的高壓電力系統(tǒng)530的車輛500的實施例。已參照圖1對包含發(fā)動機22、電機26、TPIM28、齒輪系24和動力傳動系統(tǒng)60的動力系統(tǒng)20進(jìn)行了描述。高壓電力系統(tǒng)530包含高壓蓄電池535和低壓電力系統(tǒng)540。低壓電力系統(tǒng)540可充當(dāng)備用電源，以將電力供應(yīng)給臨界車輛運行，例如，將電力供應(yīng)給電連接至低壓系統(tǒng)82、84和86的第一低壓電力導(dǎo)體48。高壓蓄電池535經(jīng)由高壓總線50將高壓電力供應(yīng)給電力部件(例如，TPIM28)。

高壓蓄電池535可為任何合適的多單元高壓電能存儲裝置(例如，多單元鋰離子裝置)。高壓蓄電池535使用多個串聯(lián)設(shè)置的蓄電池單元531制造而成，且其包含多個由高壓電中斷熔絲533電間隔開的單元模塊536、532、534和537。圖中示出了四個單元模塊536、532、534和537，但可選擇任何合適數(shù)量的單元模塊。將電力供應(yīng)給輸送至DC/DC轉(zhuǎn)換器544的高壓電力的單元模塊536、532、534和537中的每一個都優(yōu)選地包含數(shù)量相等的蓄電池單元531。因此，單元模塊536、532、534和537中的每一個上的電壓電勢都是相等的。

低壓電力系統(tǒng)540電連接至四個單元模塊536、532、534和537，這些單元模塊被布置成將電力供應(yīng)至電力選擇器子系統(tǒng)542，該電力選擇器子系統(tǒng)將高壓電力供應(yīng)至DC/DC轉(zhuǎn)換器544，該DC/DC轉(zhuǎn)換器優(yōu)選地包含一些電子電路，這些電子電路在由邏輯控制器543所控制的電力選擇器子系統(tǒng)542的操作下，將DC電力從更高的電壓水平轉(zhuǎn)換成更低的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓水平。如圖所示，這四個單元模塊536、532、534和537串聯(lián)地連接在高壓蓄電池535中且每次只有一個連接至DC/DC轉(zhuǎn)換器544。在這個實施例中，將電力選擇器子系統(tǒng)542配置成禁止并聯(lián)地連接這些模塊536、532、534和537。DC/DC轉(zhuǎn)換器544將電力供應(yīng)至第一低壓電力導(dǎo)體48。與非臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的一個或多個低壓系統(tǒng)88(包含一些設(shè)備，比如電動車窗、HVAC風(fēng)扇、座椅、以及其它附屬設(shè)備)經(jīng)由第二低壓電力導(dǎo)體47電連接至另一個低壓電源，例如，電連接至HV總線50并產(chǎn)生第二低壓電力導(dǎo)體47的DC/DC電力轉(zhuǎn)換器45。電力選擇器子系統(tǒng)542電連接至多個控制開關(guān)541，可以控制這些控制開關(guān)以選擇電力從高壓蓄電池535的四個單元模塊536、532、534和537的被選中的模塊流向DC/DC轉(zhuǎn)換器544，例如，如圖所示的單元模塊536和537。從DC/DC轉(zhuǎn)換器544輸出的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓電平是14.4V-DC，其標(biāo)稱為低壓系統(tǒng)。

圖6示意性地示出了臨界車輛運行持續(xù)例程(例程)600的另一個實施例，可在高壓蓄電池535發(fā)生故障時由控制器90執(zhí)行該例程來控制參照圖5進(jìn)行描述的包含動力系統(tǒng)20的車輛500的運行，以將高壓蓄電池535產(chǎn)生的電力供應(yīng)至第一低壓電力導(dǎo)體48(例如，低壓系統(tǒng)82、84和86)。此例程600可有利地應(yīng)用在采用高壓電氣系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)上，其中該車輛系統(tǒng)不具有備用低壓蓄電池。與例程600相對應(yīng)，提供表3來作為圖例，其中標(biāo)記有數(shù)字的方框和對應(yīng)的功能陳述如下。

表3

在進(jìn)行中的車輛運行期間，優(yōu)選周期性執(zhí)行例程600。這包含采用任何合適的監(jiān)控例程監(jiān)控來自高壓蓄電池535(602)的四個單元模塊536、532、534和537的電流。該監(jiān)控優(yōu)選地包含監(jiān)控與溫度、電流、電壓和/或其它可以指示四個單元模塊536、532、534和537中故障的發(fā)生的參數(shù)相關(guān)的參數(shù)狀態(tài)。這種故障可以包含開路故障、短路故障、或者另一種故障。蓄電池中的故障檢測是熟知的，因此不在此進(jìn)行描述。當(dāng)在高壓蓄電池535中未檢測到故障時(604)(0)，例程600的此次迭代結(jié)束(630)。

當(dāng)在高壓蓄電池535中檢測到故障(604)(1)時，例程600確定故障發(fā)生在哪里(即在高壓蓄電池535的四個單元模塊536、532、534和537的哪一個中)，并且將已知運行的蓄電池單元模塊電連接至DC/DC轉(zhuǎn)換器544以將電力供應(yīng)至臨界電力負(fù)載(606)。斷開或禁用與非臨界車輛運行相關(guān)聯(lián)的低壓電力負(fù)載，或以其他方式使其不起作用，從而使得其不再消耗電力負(fù)載(608)。車輛繼續(xù)運行，并經(jīng)由儀表板燈或其他故障發(fā)生警報系統(tǒng)通知車輛操作員(612)。不斷監(jiān)測高壓蓄電池535，包含監(jiān)測荷電狀態(tài)(SOC)(614)，并且，當(dāng)高壓蓄電池535放電至最小的SOC閾值時(614)(1)，關(guān)閉高壓蓄電池535，如車輛500一樣(616)。因此，當(dāng)車輛500甚至在不采用低壓蓄電池的系統(tǒng)上的高壓蓄電池535發(fā)生故障的情況下運行時，臨界車輛運行仍是非間斷的且持續(xù)不變的。

將高壓蓄電池535分離成多個組件消除來自禁用臨界車輛運行的高壓蓄電池內(nèi)任何單獨的組件故障，并且消除或降低對備用蓄電池設(shè)備的需要(具有隨其產(chǎn)生的添加到車輛的復(fù)雜性)，可以單獨監(jiān)控這些組件并用于獨立地向臨界車輛運行提供電力。

依照本公開的實施例可體現(xiàn)為裝置、方法或計算機程序產(chǎn)品。于是，本公開可采取完全硬件實施例的形式，完全軟件實施例(包含固件、常駐軟件、微代碼等)或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例(在此一般均可以被稱為“模塊”或者“系統(tǒng)”)。而且，本公開可以采取體現(xiàn)為表達(dá)的任何有形介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品的形式，該表達(dá)具有體現(xiàn)為介質(zhì)的計算機可用程序代碼。

根據(jù)本公開的各種實施例，流程示意圖中的流程圖和框圖示出了系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)、功能和操作。就此而言，流程圖或框圖中的每個方框可以表示模塊、代碼段、或者代碼部分，該代碼包含用于實現(xiàn)指定邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行的指令。還將要注意的是，方框圖和/或流程圖說明的每個方框以及方框圖和/或流程圖說明的方框組合，可以由執(zhí)行指定的功能或動作的基于硬件的專用系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者由專用硬件和計算機指令的組合來實現(xiàn)。這些計算機程序指令也可以存儲在計算機可讀取的介質(zhì)中，該計算機可讀取的介質(zhì)能夠指導(dǎo)計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特殊的方式運行，以使得存儲在計算機可讀取介質(zhì)中的指令產(chǎn)生包含指令裝置的制造產(chǎn)品，該指令裝置實現(xiàn)了流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作。

詳細(xì)描述和附圖或圖是對本發(fā)明原理的支持和描述，但本發(fā)明的范圍僅由下面的權(quán)利要求限定。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了一些用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式和其它實施例，仍存在用于實踐所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的各種備選的設(shè)計和實施例。