)導(dǎo)致花費(fèi)顯著增加。在沒有增加高成本組件的情況下更好地利用蓄電池監(jiān)測(cè)IC的性能評(píng)估接觸器狀態(tài)是合意的。
[0020]如圖3所示，本發(fā)明通過蓄電池監(jiān)測(cè)IC的輔助/熱敏電阻A/D輸入的再利用實(shí)現(xiàn)了前述目標(biāo)，輔助/熱敏電阻A/D輸入從執(zhí)行溫度監(jiān)測(cè)到執(zhí)行接觸器狀態(tài)確定。
[0021]多單元蓄電池組60提供了正總線61和負(fù)總線62之間的主蓄電池電壓。電動(dòng)車輛負(fù)載63 (如升壓轉(zhuǎn)換器和逆變器)通過正接觸器開關(guān)64和通過負(fù)接觸器開關(guān)65耦接到總線61和62。多個(gè)蓄電池監(jiān)測(cè)IC 66-68以相同的方式連接到各個(gè)蓄電池單元，用于監(jiān)測(cè)單元電壓和諸如此類。每個(gè)蓄電池監(jiān)測(cè)IC具有與主微控制器或微處理器70的串行數(shù)據(jù)鏈路，例如通過數(shù)字隔離電路72從蓄電池監(jiān)測(cè)IC 66的串行輸出引線83到主微控制器或微處理器70提供的串行鏈路71。如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的，通過高壓、低壓域屏障(low voltagedomain barrier)發(fā)送串行鏈路(如SPI =小外圍接口 )可以使用數(shù)字隔離器(如美國(guó)模擬器件公司(Analog Devices)的ADuM1401四通道數(shù)字隔離器)實(shí)現(xiàn)。主微控制器或微處理器70參考底板地線73，而高壓域參考高壓地線74。主微控制器或微處理器70與總線61和62數(shù)字隔離以便它可以容易地連接到遍及車輛的其他控制模塊(未示出)。
[0022]為了確定正接觸器開關(guān)64的狀態(tài)，高壓評(píng)估開關(guān)75具有耦接到正接觸器開關(guān)64和負(fù)載63之間的接頭的輸入，以及通過由電阻器76和77組成的分壓器耦接到負(fù)總線62的輸出。反向電壓阻流二極管78可以耦接在開關(guān)75的輸出和電阻器76之間以操作開關(guān)和其他瞬態(tài)。在高側(cè)電阻器76和低側(cè)電阻器77之間的接頭80通過為進(jìn)一步減小噪音和瞬態(tài)可選地包括的濾波器82提供了分出的電壓輸出至IC 66的輔助/熱敏電阻A/D輸入
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[0023]評(píng)估開關(guān)75可以包括適當(dāng)偏置的開關(guān)晶體管86和87，用于切換輸出以響應(yīng)從IC66的輔助輸出終端85接收到的可選擇的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。終端85可以是如現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的通用輸入/輸出引線。許多其他可接受的晶體管設(shè)備和驅(qū)動(dòng)配置可以用作開關(guān)75。
[0024]當(dāng)主微控制器或微處理器70需要確定正接觸器開關(guān)64的狀態(tài)時(shí)，它通過串行鏈路71發(fā)送相應(yīng)的命令至蓄電池監(jiān)測(cè)IC 66。作為響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)輔助輸出終端85為高以便打開評(píng)估開關(guān)75。如果接觸器開關(guān)64的狀態(tài)是關(guān)閉的，那么總線61和62之間的主蓄電池電壓跨接二極管78和電阻器76和77。在耦接到輔助A/D輸入81的輸出80產(chǎn)生正電壓以便相應(yīng)的數(shù)字值通過串行數(shù)據(jù)鏈路71傳送到主微控制器或微處理器70。代表分出的電壓輸出的數(shù)字值由主微控制器或微處理器70與適當(dāng)?shù)呐R界值進(jìn)行比較，以便確定接觸器開關(guān)64是否處于預(yù)期的關(guān)閉。如果接觸器開關(guān)64沒有關(guān)閉，那么負(fù)載63將仍然無動(dòng)力且分出的電壓輸出80將有對(duì)應(yīng)于負(fù)總線62的電壓。因此，只使用相對(duì)便宜的組件在高壓域中確定了接觸器開關(guān)64的狀態(tài)。
[0025]為了確定負(fù)接觸器開關(guān)65的狀態(tài)，IC 66的正電壓供應(yīng)終端90通過由電阻器91和92組成的分壓器與反向電壓阻流二極管93串聯(lián)耦接至接觸器開關(guān)65和負(fù)載63之間的接頭。分壓器電阻器91和92之間的接頭耦接至IC 66的第二輔助/熱敏電阻A/D輸入引線84。當(dāng)接觸器開關(guān)65打開時(shí)，那么沒有電流流過第二分壓器91/92且在輸入84的電壓大致等于來自電源終端90的正電壓。當(dāng)接觸器開關(guān)65關(guān)閉時(shí)，流過電阻器91和92的電流在輸入84產(chǎn)生低于正電壓供應(yīng)的第二分出的電壓。代表第二分出的電壓的第二數(shù)字值由IC 66通過串行數(shù)據(jù)鏈路71傳輸?shù)街魑⒖刂破骰蛭⑻幚砥?0，主微控制器或微處理器70將第二分出的電壓與第二臨界值進(jìn)行比較從而確定接觸器開關(guān)65是否關(guān)閉。
[0026]通過利用蓄電池監(jiān)測(cè)IC的熱敏電阻A/D輸入代替執(zhí)行接觸器開關(guān)狀態(tài)評(píng)估，輸入對(duì)于執(zhí)行至少一些蓄電池單元的溫度監(jiān)測(cè)不再有效。然而，用于溫度監(jiān)測(cè)的熱敏電阻不需要連接在高壓域中。因此，本發(fā)明可以通過連接相應(yīng)的熱敏電阻93-95至主微控制器或微處理器70的有效A/D輸入繼續(xù)監(jiān)測(cè)連接到蓄電池監(jiān)測(cè)IC 66的單元的溫度。電阻器96是用于熱敏電阻93-95的上拉電阻。因?yàn)橹挥行铍姵乇O(jiān)測(cè)IC 66的輔助A/D輸入改變用途，相應(yīng)的用于由IC 67和68監(jiān)測(cè)的單元的熱敏電阻可以繼續(xù)連接到IC 67和68，相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)鏈路提供至主微控制器或微處理器70。
[0027]圖4中的流程圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選方法。在步驟100，設(shè)置至接觸器開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在步驟101，在它操作的適當(dāng)時(shí)間，主微控制器或微處理器命令蓄電池監(jiān)測(cè)IC開始接觸器開關(guān)的評(píng)估。在步驟102，通用輸入/輸出引線切換到高壓以打開高壓開關(guān)，從而在正接觸器開關(guān)的負(fù)載側(cè)和負(fù)總線之間耦接相應(yīng)的分壓器。在步驟103，取樣來自分壓器的分出的輸出電壓且使用串行數(shù)據(jù)鏈路將分出的輸出電壓發(fā)送到主微控制器或微處理器。在步驟104，由蓄電池監(jiān)測(cè)IC取樣連接到負(fù)接觸器開關(guān)的負(fù)載側(cè)的第二分壓器的輸出且將該輸出發(fā)送到主微控制器或微處理。然后，在步驟105，主微控制器或微處理器檢查電壓測(cè)量結(jié)果以確定接觸器開關(guān)的狀態(tài)。因此，在不需要高壓域中光電耦合設(shè)備或其他專用的高成本組件的情況下可以確定接觸器開關(guān)的狀態(tài)。而早已存在的蓄電池監(jiān)測(cè)IC可以通過與主微控制器或微處理器的串行鏈路進(jìn)行控制，其已有用于在兩個(gè)電壓域之間移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)車輛系統(tǒng)，其特征在于，包含: 多單元蓄電池組，其提供正總線和負(fù)總線之間的主蓄電池電壓； 第一接觸器開關(guān)，其可選擇地耦接正總線至負(fù)載； 主微控制器，其監(jiān)測(cè)蓄電池組、接觸器開關(guān)的性能，主微控制器耦接至底板地線且與正總線和負(fù)總線數(shù)字隔離； 蓄電池監(jiān)測(cè)1C，其連接到蓄電池組以測(cè)量蓄電池組中各自的單元的電壓，其中蓄電池監(jiān)測(cè)IC具有隔離的至主微控制器的串行數(shù)據(jù)鏈路以報(bào)告測(cè)量到的電壓，其中蓄電池監(jiān)測(cè)IC進(jìn)一步包括多個(gè)可選擇地提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輔助/熱敏電阻A/D輸入和輔助輸出終端； 評(píng)估開關(guān)，其具有輸入、輸出和控制終端，其中輸入連接到第一接觸器開關(guān)和負(fù)載之間的接頭，并且其中控制終端耦接到輔助輸出終端以便激活評(píng)估開關(guān)以響應(yīng)通過串行數(shù)據(jù)鏈路從主微處理器接收到的命令；以及 分壓器，其耦接在評(píng)估開關(guān)的輸出和負(fù)總線之間，并提供分出的電壓輸出至輔助/熱敏電阻A/D輸入之一； 其中蓄電池監(jiān)測(cè)IC通過串行數(shù)據(jù)鏈路傳輸代表分出的電壓輸出的數(shù)字值至主微處理器，并且其中主微處理器響應(yīng)于數(shù)字值確定第一接觸器的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，分壓器是由高側(cè)電阻器和低側(cè)電阻器串聯(lián)耦接組成，其中電阻器之間的接頭提供分出的電壓輸出，并且其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包含耦接在評(píng)估開關(guān)和高側(cè)電阻器之間的反向電壓阻流二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含耦接在輔助/熱敏電阻A//D輸入和在高側(cè)和低側(cè)電阻器之間的接頭之間的濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，蓄電池監(jiān)測(cè)IC具有正電壓供應(yīng)終端，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包含: 第二接觸器開關(guān)，其可選擇地耦接負(fù)總線至負(fù)載； 第二分壓器，其從正電壓供應(yīng)終端耦接至第二接觸器開關(guān)和負(fù)載之間的接頭，其中第二分壓器提供第二分出的電壓至第二輔助/熱敏電阻A/D輸入之一； 其中蓄電池監(jiān)測(cè)IC通過串行數(shù)據(jù)鏈路傳輸代表第二分出的電壓的第二數(shù)字值至主微處理器；其中主微處理器響應(yīng)于第二數(shù)字值確定第二接觸器的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含反向電壓阻流二極管，其耦接第二分壓器至第二接觸器開關(guān)和負(fù)載之間的接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含熱敏電阻，其安裝用于感測(cè)蓄電池組的溫度且其耦接到主微處理器的A//D轉(zhuǎn)換輸入和底板地線。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車輛蓄電池接觸器開關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)了多單元蓄電池組和電動(dòng)車輛負(fù)載之間的接觸器開關(guān)。具有底板地線的主微控制器與蓄電池組的正總線和負(fù)總線數(shù)字隔離。具有多個(gè)輔助/熱敏電阻A/D輸入的蓄電池監(jiān)測(cè)IC測(cè)量蓄電池單元各自的電壓。連接評(píng)估開關(guān)至第一接觸器開關(guān)和負(fù)載之間的接頭。激活評(píng)估開關(guān)以響應(yīng)從主微處理器接收到的命令。在評(píng)估開關(guān)的輸出和負(fù)總線之間耦接分壓器以提供分出的電壓輸出至輔助/熱敏電阻A/D輸入之一。蓄電池監(jiān)測(cè)IC通過串行數(shù)據(jù)鏈路傳輸代表分出的電壓輸出的數(shù)字值至主微處理器，并且主微處理器響應(yīng)于數(shù)字值確定接觸器的狀態(tài)。
【IPC分類】B60L3-00, B60L3-12
【公開號(hào)】CN104626997
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410643236
【發(fā)明人】羅伯特·J·博爾達(dá)克
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年11月7日
【公告號(hào)】DE102014222673A1, US9146281, US20150130469