用于機動車輛車載電網的轉換供電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為機動車輛車載電網供電的轉換供電裝置。本發(fā)明尤其涉及裝配有自動重啟系統(tǒng)的機動車輛，在所述機動車輛中不同的電動系統(tǒng)對于取決于駕駛階段的電功率具有各種需求。
【背景技術】
[0002]在機動車輛中，電能消耗配件趨于越來越多。所述配件涉及例如空調、助力轉向系統(tǒng)、或內燃機的自動停止和重啟裝置(經常被稱為“Start&Stop”系統(tǒng))。所述自動停止和重啟裝置例如可包括能夠在車輛制動時重啟內燃機并且回收動能的可逆交流發(fā)電機?；厥盏降脑撃芰靠杀晦D化為可用于為車輛的電能存儲器充電的電能。
[0003]這些能夠使內燃機恢復運轉的裝備具有較高的能量需求。所述裝備需要較強的電功率，這通過較大的電流體現(xiàn)。然而該功率要求需被滿足，既不因此使供電部件的尺寸過大，也不因此促使車載電網上的電壓下降，這通過感知到車輛的較差性能而體現(xiàn)，所述較差性能為發(fā)動機轉矩的瞬時降低甚至是車輛的安全功能(例如制動或外部照明)的損失。
[0004]為了解決這些問題，已提出增加與車輛車載電網連接的輔助能量源，例如第二電池。然而，該解決方案相對昂貴并且占用發(fā)動機蓋下方或車輛行李箱內的額外空間。
[0005]另一個解決方案在于提供一種通過在車載電網中再增加第二電能存儲部件而瞬時增加電壓的裝置，所述第二電能存儲部件例如為具有較大電容量(例如300F)的電容器。除了使用用于啟動和重啟電容器并且用于為與電網連接的電能消耗配件供電的12V傳統(tǒng)酸鉛電池之外，還可使用該解決方案。
[0006]專利文件US 2009 050092描述了一種帶有蓄能器、二極管和變壓器的發(fā)動機啟動器，所述發(fā)動機啟動器用于在啟動時增加電壓并且因此增加所需的功率。
[0007]專利文件WO 2011 121053描述了一種帶有兩個電能存儲器和相關聯(lián)的控制裝置的車載電網。所述裝置能夠調節(jié)傳送到車載電網上的電壓。
[0008]專利文件FR 2896744描述了一種帶有可充電電能存儲元件的車輛車載電網供電系統(tǒng)，所述電能存儲元件能夠通過使用增壓器和電網電壓調節(jié)系統(tǒng)而傳送電功率。
[0009]專利US 2004 239181描述了一種制動電能再生系統(tǒng)。根據(jù)再生功率的等級，該系統(tǒng)為與車載電網連接的不同電動配件供電。
[0010]專利文件FR 2784517描述了一種具有兩個電壓等級的為車輛車載電網供電的電路。第一電路分支直接由轉換器供電，而第二電路分支包括帶有轉換器的蓄能部件，該轉換器具有多種輸出等級。
[0011]在已知的裝置中，附加的電能存儲器只用于起到唯一的作用。附加的存儲器或者用于增加車載電網的電壓，或者用于維持車載電網的電壓。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供彌補至少其中一個上述缺陷的裝置和方法。更具體地，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠對于不同任務而使用同一附加電能存儲器的轉換供電裝置。例如涉及啟動、重啟、增加車載電網電壓或維持車載電網電壓的任務。本發(fā)明提出了對于裝配有“ Stop&Start ”系統(tǒng)的車輛的一般供電概念。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種用于為機動車輛車載電網供電的轉換供電裝置。所述電網被分成連接在所述裝置上游的電網部分以及連接在所述裝置下游的電網部分。其特征在于，所述裝置包括:
[0014]-用于控制開關組的控制器；
[0015]-用于與至少三個電能存儲器連接的輸入端口，以及
[0016]-DC/DC電功率轉換器，
[0017]控制器的特征還在于其允許以選擇性方式由第一存儲器為連接在上游的電網部分供電。此外，所述控制器允許選擇性地轉換以使第二存儲器與第一存儲器串聯(lián)，以便為連接在上游的電網部分供電。所述控制器還允許以選擇性方式由第一存儲器為連接在下游的電網部分供電，以及所述控制器允許以選擇性方式由第二存儲器或第三存儲器經由DC/DC轉換器為連接在下游的電網部分供電。
[0018]所述開關組包括五個斷路開關?？蛇x地，所述開關組包括兩個斷路開關和兩個換向開關。
[0019]優(yōu)選地，所述控制器允許以選擇性方式由連接在上游的電網部分為所連接的至少一個存儲器充電。
[0020]所述DC/DC電功率轉換器可優(yōu)選地為可逆轉換器，這能夠增加或降低輸入電壓。
[0021]所述控制器可優(yōu)選地包括輸入部件，所述輸入部件能夠接收來自與車載電網連接的至少一個元件的信號。
[0022]此外，所述控制器可配置成根據(jù)至少一個接收到的信號以選擇性方式轉換開關。
[0023]本發(fā)明的目的還在于提供一種包括程序代碼指令的電腦程序，在由可編程處理器執(zhí)行所述程序時，所述程序使所述可編程處理器作為根據(jù)本發(fā)明所述的裝置的控制器運行。
[0024]本發(fā)明的目的還在于提供一種包括車載電網和至少三個電能存儲器的機動車輛。其特征在于，所述車載電網包括符合本發(fā)明的轉換供電裝置。優(yōu)選地，所述車輛可包括自動重啟系統(tǒng)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的裝置的邏輯轉換結構不取決于與所述裝置連接的存儲器的類型和電容量。這允許為所述控制器編程，以與車輛的供電需求一致。例如通過裝載恰當?shù)挠嬎銠C程序來進行編程，所述計算機程序建立了在不同駕駛階段中電網部分的需求與開關的狀態(tài)之間的聯(lián)系。這些程序的輸入處于本領域技術人員所知的范圍內。所提出的系統(tǒng)是一般的并且可使用在不同類型的車輛上。另外，該系統(tǒng)能夠優(yōu)化與所述裝置連接的不同存儲器的使用，這增加了使用周期。
【附圖說明】
[0026]通過閱讀以下詳細說明和附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將更加清楚，在附圖中:
[0027]-圖1為應用根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實施例的電路圖；
[0028]-圖2為應用根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實施例的電路圖的細節(jié)，其中包括所應用的可選方式。
【具體實施方式】
[0029]圖1示例性示出了實施根據(jù)本發(fā)明的裝置100的電路。該裝置用于在上游與車輛車載電網的第一部分200連接并且在下游與車輛車載電網的第二部分300連接。電網200典型地包括尤其可使用“Stop&Start”自動重啟系統(tǒng)的電動發(fā)電機和機械發(fā)電機。電壓Vup通過裝置100傳送到電網200。在啟動階段或重啟階段中，電壓Vup需增加，以便通過電機傳送所需的電功率，從而提供用于啟動或重啟發(fā)動機的充足機械轉矩。
[0030]電網300典型地包括安裝在車輛中的耗電裝置，例如助力轉向系統(tǒng)或空調。該裝置將電壓Vdown施加在電網300上。為電網部分300提供通常不變的電壓是重要的，所述電壓不取決于電網部分200中的能量需求。
[0031]裝置100包括能夠分別連接電能存儲器10、20和30的連接端口 101、102和103。在所描述的非限制性示例中，假定能量存儲器10為已知的12V鉛酸型汽車電池。與車輛的地線聯(lián)接的能量存儲器20和30優(yōu)選地為超級電容器。超級電容器為能夠得到在電池與傳統(tǒng)的電解電容器之間的功率密度和能量密度的特定電容器。在現(xiàn)有技術中已知這些元件，這些元件的功能將不在本說明書的范圍中被更詳細地闡述。通常，位于存儲器10的接線柱處的電壓Vl明顯比分別位于存儲器20和30的接線柱處的電壓V2和V3更高。優(yōu)選地，電壓V3基本比電壓V2更高。
[0032]在所給出的示例的配置中，未示出的控制器元件能夠根據(jù)電網部分200和300的電功率要求而控制斷路開關K1、K2、K3、K4和K5?？删幊烫幚砥骺捎糜趹每刂破髟?。有利地，該控制器擁有與傳感器元件聯(lián)接的信號輸入端，所述傳感器元件向該控制器通知聯(lián)結在兩個電網部分200和300上的元件的暫時狀態(tài)。根據(jù)如此檢查的電網狀態(tài)和要求，該控制器根據(jù)預定的規(guī)則來致動開關，所述規(guī)則優(yōu)選地儲存在可編程存儲器中，該控制器具有對所述可編程存儲器的讀取入口。有利地通過現(xiàn)有技術中已知的MOSFET型晶體管應用開關Kl至K5。應用變型將為本領域技術人員所知。
[0033]作為示例并且參考圖1，裝置100的多個運行狀態(tài)將根據(jù)開關Kl至K5的各自狀態(tài)來描