0配置为按照需要选择性地启动(即打开或关闭)第一和开关Swl和Sw2，例如经由将电压脉冲输送到栅极Gl或G2中被选择的一个。由此，经由第一和第二开关Swl和Sw2的被选择状态控制流动通过图1的电系统50的电流。通过控制器20传递到第一和第二开关Swl和Sw2的控制信号可以使用任何合适电子装置68相对于底盘地(Gc)进行电平移位，例如使用光親元件、脉冲变压器、电介光电隔离器(dielectric isolator)等。开关信号(箭头Pl和P2)传递到栅极驱动电路60，以造成开关Swl和Sw2中的所需状态改变。
[0058]参见图3，表格70显示了图2的DC-DC转换器系统35的两个可能的操作模式:降压模式(buck mode) (Ml)和升压模式(boost mode) (M2)。如本领域技术人员理解的，降升压型转换器(buck-boost converter)是一种DC-DC转换器，其具有的输出电压量值在量值上超过或小于输入电压，这对于给定的状态或运行模式来说都是需要的。换句话说，在图2的例子中，推进电压Vp和辅助电压V 4可以彼此不同，且通常是这样的。在降压模式，经DC-DC转换器系统35的电压被减小，而在升压模式下则发生相反情况。
[0059]降压模式操作用于将功率从推进DC总线44输送到辅助DC总线144，且升压模式操作用于在P-ESS 40的充电状态不足以让车辆10正常工作的情况下从A-ESS 42为P-ESS40充电。在经由MGU 30重新起动发动机12期间，和/或在发动机12的扭矩辅助器件期间，无论合适MGU 30运行于电动机模式，在一些实施例中DC-DC转换器系统35的操作可以被选择性地停止，以便使得从P-ESS 40输送到发动机12的功率最大化。
[0060]使用图2的示例性设计，对于降压模式(Ml)，对第一开关62的电压输入可以经由来自控制器20的脉宽调制(PWM)信号(箭头Pl)控制。在第一开关62关闭时，第二开关64操作为同步整流器(SR)。同样，在升压模式(M2)中时，第二开关64经由来自控制器20的不同组的PWM信号(箭头P2)而被控制。在第二开关64于升压模式下关闭时，第一开关62操作为同步整流器(SR)。PWM信号Pl和P2由此是图2示意性地所示的DC-DC转换器控制信号(箭头28)的一部分。本文使用的术语“同步整流器”是指任何类型的电子开关，其通过跨经开关模式调节器的二极管整流器设置低电阻传导路径而改善功率转换效率。能如此做的半导体开关设计可以在本发明的范围中使用，图2的MOSFET设计仅仅是说明性的。
[0061]在上文所述的动力传动系11 (具有按照图3的表格70控制的图1和2所示的电系统50)目的是提供更低成本的设计，其寻求避免与例如常规的18-30VDC或更高电压混合动力设计中与电弧故障有关的问题。通过PM、任何DC线缆和图1的较小MGU 30中的更低电流实现的高压隔离电路的消除以及减小的电子封装尺寸也可以提供一些设计优点。
[0062]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【主权项】
1.一种车辆，包括: 底盘； 内燃发动机，具有曲轴； 变速器，具有连接到曲轴的输入构件； 多相电机，其连接到曲轴，且能操作为用于以下功能中的至少一种:选择性地起动发动机、选择性地辅助发动机的输出扭矩、和产生电功率；和 电系统，具有直流(DC)推进能量存储系统(P-ESS)和DC辅助能量存储系统(A-ESS)，这两个能量存储系统每一个具有相应的正端子和负端子； 其中，P-ESS的正端子和A-ESS的正端子彼此电连接，A-ESS的负端子电连接到底盘，从而底盘形成电学地，且P-ESS的负端子不连接到电学地，从而允许P-ESS的负端子的电压水平在电学地的预定电压范围中浮动或变化。2.如权利要求1所述的车辆，其中多相电机为电动机/发电机单元(MGU)，车辆进一步包括功率逆变模块(P頂)和控制器，其中P頂具有交流(AC)侧和DC侧，所述交流侧经由AC推进总线电连接到MGU，所述DC侧电连接到P-ESS的正端子和负端子。3.如权利要求1所述的车辆，进一步包括DC-DC转换器系统，其具有电连接在一起且与P-ESS和A-ESS的相应正端子电连接的正输入端子和正输出端子，以及具有电连接到P-ESS的负端子的负输入端子。4.如权利要求3所述的车辆，其中多相电机是电动机/发电机单元(MGU)，车辆进一步包括控制器，所述控制器与DC-DC转换器系统通信，其中控制器被编程为在从包括MGU的驾驶汽车模式、经由MGU的发动机重新起动、和经由MGU的发动机扭矩辅助的组中选择的预定状态期间暂时地停止DC-DC转换器系统，以由此使得从P-ESS输送到发动机的功率最大化。5.如权利要求1所述的车辆，其中多相电机为电动机/发电机单元(MGU)，车辆进一步包括连接到曲轴的第一带轮、连接到MGU的第二带轮和连接在第一和第二带轮之间的传动带。6.如权利要求1所述的车辆，其中多相电机为发电机而不是电动机，车辆进一步包括辅助起动器电动机，其具有转子轴、连接到曲轴的环齿轮和定位在转子轴上的小齿轮，所述小齿轮与环齿轮机械接合，且其中辅助起动器电动机配置为选择性地使得小齿轮旋转，以起动发动机。7.一种用于车辆的电系统，所述车辆具有底盘、带曲轴的内燃发动机、具有连接到曲轴的输入构件的变速器、和连接到曲轴的多相电机，电系统包括: 交流(AC)推进总线； 直流(DC)推进能量存储系统(P-ESS)，具有正端子和负端子； 直流(DC)推进总线； 功率逆变模块(P頂)，具有经由AC推进总线电连接到电机的AC侧和电连接到P-ESS的正端子和负端子的DC侧；和 DC辅助能量存储系统(A-ESS)，具有正端子和负端子； 其中，P-ESS和A-ESS的正端子彼此电连接，A-ESS的负端子电连接到底盘，以形成电学地，且P-ESS的负端子不连接到电学地，从而允许P-ESS的负端子的电压水平相对于电学地的电压水平浮动或变化。8.如权利要求7所述的电系统，进一步包括DC-DC转换器系统，该DC-DC转换器系统具有系接在一起且连接到P-ESS和A-ESS的正端子的正输入端子和正输出端子，和电连接到P-ESS的负端子的负输入端子。9.如权利要求7所述的电系统，其中DC-DC转换器系统包括栅极驱动电路以及第一和第二半导体开关，且其中第一和第二半导体开关经由开关信号和栅极驱动电路激活，以分别建立DC-DC转换器系统的降压模式和升压模式。10.如权利要求9所述的电系统，其中第一和第二半导体开关是金属氧化物半导体场效应晶体管，其每一个具有栅极，且其中栅极驱动电路响应于开关信号传递栅极偏置信号。
【专利摘要】一种分离轨车辆功率架构。一种车辆，包括底盘、发动机、变速器、可操作为选择性地为发动机提供功率的电机和电系统。电系统包括DC推进能量存储系统(P-ESS)和DC辅助ESS(A-ESS)。两个ESS的正端子电连接。A-ESS负端子连接到作为电学地的底盘。P-ESS负端子不连接到地，从而P-ESS负端子的电压水平相对于地浮动。功率逆变模块(PIM)经由AC推进总线连接到MGU且连接到P-ESS的正和负端子。DC-DC转换器系统的正输入端子和输出端子系接在一起且连接到P-ESS和A-ESS的正端子。DC-DC转换器系统的负输入端子电连接到P-ESS的负端子。
【IPC分类】B60K6/44
【公开号】CN104908575
【申请号】CN201510110117
【发明人】C.S.纳马杜里, A.G.霍姆斯, M.G.雷诺兹, T.W.内尔
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年3月13日
【公告号】DE102015103196A1, US20150258946