用于电动车辆的放电系统及包括放电系统的电动车辆的制作方法

本技术涉及电驱动系统（electric drive system）的有源放电（activedischarge）。

背景技术：

1、电驱动系统存在于电动车辆——诸如例如电动汽车和卡车、混合动力电动汽车和卡车以及电动火车和有轨电车——中。电动车辆通常包括逆变器，该逆变器将电池或其他直流（dc）输出转换为交流（ac）信号以用于驱动电动马达。在这些车辆中，能量存储电容通常被用作电池和逆变器之间的中间缓冲器。这些电容可以被称为“dc链路电容器”。这些电容向逆变器输出级提供低电感电流路径，以及存储能量。

2、电池供电的电动车辆中的电驱动系统通常将在其运行寿命内被关停（shut down）数千次。在关停期间，电池与电驱动系统的其余部分隔离。然而，在没有进一步措施的情况下，中间dc链路电容器将在与电池断开连接之后保留电荷。出于安全原因，监管机构通常要求在关停之后不久合理地消散此电荷。车辆制造商可能还具有放电要求。例如，典型的要求将使dc链路电容器在2秒内放电到在60伏特以下的电压。

3、在一些情况下，放电开关和电阻器可以并联耦合于dc链路电容器。在与电池断开连接之后，此放电开关被切换成传导，并且dc链路电容器通过该电阻器放电。

技术实现思路

1、本实用新型提供了至少以下技术方案：

2、1. 一种用于电动车辆的放电系统，所述电动车辆具有两个电压域，其中，所述电压域中的较高电压域用于提供用于驱动电动马达的功率，并且所述电压域中的较低电压域用于为车辆部件提供功率，所述放电系统包括：

3、用户交互输入部件，其被配置为接收源自人类用户的输入，其中所述输入指示所述电动车辆将关停，

4、降压功率转换器（step-down power converter），其被配置为将所述较高电压域中的输入电压降压到所述较低电压域中的输出电压，其中所述输入电压高于所述输出电压，其中所述降压功率转换器是备用或应急功率转换器，所述备用或应急功率转换器被耦合以在所述较低电压域中的电池为用户交互部件供应功率发生故障的情况下为所述用户交互部件供应所述较低电压域中的功率；

5、放电电路，其耦合到所述降压功率转换器的输出，其中所述放电电路是可逆地可驱动的，以给所述降压功率转换器加负载；以及

6、放电驱动电路，其被配置为响应于由所述用户交互输入部件接收的、指示所述电动车辆将关停的输入而驱动所述放电电路以给所述降压功率转换器加负载。

7、2. 根据技术方案1所述的放电系统，其中所述放电驱动电路被配置为驱动所述放电电路以间歇地给所述降压功率转换器加负载。

8、3. 根据技术方案1或2所述的放电系统，还包括故障检测电路，其中所述放电驱动电路被配置为通过驱动所述放电电路以给所述降压功率转换器加负载来响应于所述故障检测电路对故障的识别。

9、4. 根据技术方案1或2所述的放电系统，其中所述降压功率转换器被配置为将200伏特至1200伏特之间的输入电压降压到5伏特至50伏特之间的输出电压。

10、5. 根据技术方案1或2所述的放电系统，其中：

11、所述降压功率转换器被耦合以在所述较低电压域中的供电轨之间输出所述输出电压；

12、所述放电电路耦合在所述较低电压域中的所述供电轨之间；以及

13、所述放电系统还包括耦合在所述供电轨之间的电池；以及

14、所述放电驱动电路包括电子器件，所述电子器件被耦合以从所述较低电压域中的所述供电轨被供应功率，其中所述电子器件包括输出端子，所述输出端子被耦合以向所述放电电路提供驱动放电信号，其中所述放电电路由所述驱动放电信号可逆地可驱动以允许电流在所述较低电压域中的所述供电轨之间流动。

15、6. 根据技术方案5所述的放电系统，还包括沿所述较低电压域中的所述供电轨中的第一供电轨设置的去耦二极管，其中所述去耦二极管设置在所述放电电路到所述较低电压域中的所述供电轨中的第一供电轨的耦合和所述电池到所述较低电压域中的所述供电轨中的第一供电轨的耦合之间。

16、7. 根据技术方案6所述的放电系统，其中所述降压功率转换器的输出电压低于所述电池的标称电压和所述去耦二极管的二极管压降之和。

17、8. 根据技术方案6所述的放电系统，还包括感测线，其中所述感测线在所述降压功率转换器的输出和所述去耦二极管之间耦合到所述供电轨中的第一供电轨。

18、9. 根据技术方案8所述的放电系统，其中所述感测线还耦合到所述电子器件，其中所述电子器件被配置为可逆地驱动所述放电电路，并且基于在所述感测线上感测的电压，确定所述降压功率转换器是否运行。

19、10. 根据技术方案8所述的放电系统，其中还包括第二感测线，其中，所述第二感测线耦合到所述电池的输出。

20、11. 根据技术方案10所述的放电系统，其中所述第二感测线还耦合到所述电子器件，并且其中所述电子器件被配置为将由所述第二感测线感测的电压或电流与由所述感测线感测的电压或电流进行比较。

21、12. 一种电动车辆，其具有两个电压域并且包括任一项前述技术方案所述的放电系统，其中所述电动车辆还包括：

22、电动马达，其可逆地可耦合并且可去耦合以从较高电压域中的正供电轨和所述较高电压域中的负供电轨接收功率；以及

23、供电电容器，其耦合在所述较高电压域中的所述正供电轨和所述较高电压域中的所述负供电轨之间；

24、其中所述降压功率转换器被耦合以从所述供电电容器汲取功率，其中耦合的所述降压功率转换器被配置为使所述供电电容器两端的电压降压并且在输出上输出电压，其中所述输出上的所述电压低于所述供电电容器两端的电压。

25、13. 根据技术方案12所述的电动车辆，还包括开关，所述开关被设置为可逆地耦合和去耦合所述电动马达，所述电动马达被耦合以从所述较高电压域中的正供电轨接收功率，其中所述开关由从被耦合以由所述降压功率转换器供应功率的电路输出的控制信号控制。

26、14. 根据技术方案12所述的电动车辆，还包括：

27、初级电池，其具有足以驱动所述电动马达的输出功率；以及

28、第二电池，其具有与所述降压功率转换器的输出电压相当的输出电压。

29、15. 根据技术方案14所述的电动车辆，其中：

30、所述降压功率转换器的输出和所述第二电池的输出都耦合到用于所述电动车辆的电气部件的较低电压域中的电压供电轨。

31、16. 根据技术方案15所述的电动车辆，其中所述电动车辆的所述电气部件包括车载电子器件、车载传感器、头灯、尾灯或仪表板中的一个或多个。

技术特征：

1.一种用于电动车辆的放电系统，所述电动车辆具有两个电压域，其中，所述电压域中的较高电压域用于提供用于驱动电动马达的功率，并且所述电压域中的较低电压域用于为车辆部件提供功率，其特征在于，所述放电系统包括：

2.根据权利要求1所述的放电系统，其特征在于，所述放电驱动电路被配置为驱动所述放电电路以间歇地给所述降压功率转换器加负载。

3.根据权利要求1或2所述的放电系统，其特征在于，还包括故障检测电路，其中所述放电驱动电路被配置为通过驱动所述放电电路以给所述降压功率转换器加负载来响应于所述故障检测电路对故障的识别。

4.根据权利要求1或2所述的放电系统，其特征在于，所述降压功率转换器被配置为将200伏特至1200伏特之间的输入电压降压到5伏特至50伏特之间的输出电压。

5.根据权利要求1或2所述的放电系统，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的放电系统，其特征在于，还包括沿所述较低电压域中的所述供电轨中的第一供电轨设置的去耦二极管，其中所述去耦二极管设置在所述放电电路到所述较低电压域中的所述供电轨中的第一供电轨的耦合和所述电池到所述较低电压域中的所述供电轨中的第一供电轨的耦合之间。

7.根据权利要求6所述的放电系统，其特征在于，所述降压功率转换器的输出电压低于所述电池的标称电压和所述去耦二极管的二极管压降之和。

8.根据权利要求6所述的放电系统，其特征在于，还包括感测线，其中所述感测线在所述降压功率转换器的输出和所述去耦二极管之间耦合到所述供电轨中的第一供电轨。

9.根据权利要求8所述的放电系统，其特征在于，所述感测线还耦合到所述电子器件，其中所述电子器件被配置为可逆地驱动所述放电电路，并且基于在所述感测线上感测的电压，确定所述降压功率转换器是否运行。

10.根据权利要求8所述的放电系统，其特征在于，还包括第二感测线，其中，所述第二感测线耦合到所述电池的输出。

11.根据权利要求10所述的放电系统，其特征在于，所述第二感测线还耦合到所述电子器件，并且其中所述电子器件被配置为将由所述第二感测线感测的电压或电流与由所述感测线感测的电压或电流进行比较。

12.一种电动车辆，其具有两个电压域并且包括任一项前述权利要求所述的放电系统，其特征在于，所述电动车辆还包括：

13.根据权利要求12所述的电动车辆，其特征在于，还包括开关，所述开关被设置为可逆地耦合和去耦合所述电动马达，所述电动马达被耦合以从所述较高电压域中的正供电轨接收功率，其中所述开关由从被耦合以由所述降压功率转换器供应功率的电路输出的控制信号控制。

14.根据权利要求12所述的电动车辆，其特征在于，还包括：

15.根据权利要求14所述的电动车辆，其特征在于：

16.根据权利要求15所述的电动车辆，其特征在于，所述电动车辆的所述电气部件包括车载电子器件、车载传感器、头灯、尾灯或仪表板中的一个或多个。

技术总结
用于电动车辆的放电系统及包括放电系统的电动车辆。在一个实施方式中，一种用于电动车辆的放电系统包括：降压功率转换器，其被配置为将输入电压降压到输出电压；放电电路，其耦合到所述降压功率转换器的输出，其中所述放电电路是可逆地可驱动的，以给所述降压功率转换器加负载；输入部件，其被配置为接收源自人类用户或所述电动车辆的传感器的输入，其中所述输入指示所述电动车辆将关停；以及放电驱动电路，其被配置为响应于所述电动车辆将关停的指示而驱动所述放电电路以给所述降压功率转换器加负载。本技术的技术方案可以帮助确保车辆的继续安全运行。

技术研发人员：C·达斯特,A·福尔克,K·哈尔曼
受保护的技术使用者：电力集成公司
技术研发日：20221123
技术公布日：2024/1/15