管理通过自身由电池供电的变换器来供电的负载的方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及装备有电池的系统，特别涉及装备有由串联设置的电池模块构成的电池的系统，特别是采用电动或混合动力的汽车。
【背景技术】
[0002]通常，在这些系统中，电源变换器可用于将来自电池可提供的直流电的电源供给负载。具体地，变换器可以用作逆变器，为电动机提供正弦电流，例如，三相电流。变换器和电动机构成传动系统。
[0003]电池可以由串联设置的多个电池模块构成，并且这些模块可以独立地串联或不串联放置，即，可以是投切的。也就是说，根据期望被供给负载的电压，来激活更多或更少数目的电池模块。在系统的运行过程中，电池的两端的电压相应地改变。
[0004]通常，在电池和负载之间放置电容器，以平滑由变换器吸收的涌入电流和高频电流。当电池(即模块的组件)通过继电器的方式连接到变换器时(例如，在启动过程中的汽车内)，强的涌入电流出现并且可能损害部件，例如，所使用的继电器、电容器、或者甚至是电源开关。另外，当电池的两端的电压变化时，可能出现电流，因为电池和电容器均充当电压发生器。
[0005]此外，当电池的两端的电压变化时，可能出现由电动机产生的抖动(jerk)。
[0006]因此，在电池的两端的电压改变后，电容器一般被充电，使得该电容器的两端的电压等于电池的两端的电压。
[0007]可以参考欧洲专利申请EP2361799，其阐述了一种用于在连接传动系统之前提升电容器的两端的电压的系统，即，一种用于电容器的预充电系统。具体而言，该文献提出利用电阻器来构成RC型电路以对电容器充电。该系统的不足之处在于，它不能使电容器充电完全，充电的持续时间过长。该系统的另一不足之处是，增加了串联在系统中的电阻器。由于该电阻器，该系统仅能用在汽车的启动时。因此，该系统不适用于在汽车运行过程中激活或去激活电池模块。
[0008]还参考美国专利申请US2012/0025768，其阐述了一种用于对电容器预充电的系统，该系统包括低阻值的电阻器和用于改善电容器的预充电的一组开关。该系统也不能用在汽车的运行过程中。
[0009]国际专利申请W02009/077668阐述了一种用于电容器的预充电系统，在该系统中，将开关与电容器串联连接，并且该开关由脉宽调制信号控制，该信号的占空比是变化的。该解决方案的不足之处在于它增加了包括电容器的支路的阻抗。
[0010]最后，可以参考法国专利申请FR2923962，其阐述了一种用于使用升压型电力变换器来对电容器预充电的系统，但是该系统的不足之处仍是增加了包括电容器的支路的阻抗。因此，该系统也不可能用于汽车的运行过程中，原因在于阻抗的增加所导致的过高损耗。
【发明内容】
[0011]因此，本发明的目的是限制投切电池的模块时高电流(有时也被称作过电流)的出现，并且防止在这些投切过程中可能出现的抖动。
[0012]根据第一实施方式，本发明的主题是一种用于管理负载的方法，通过变换器对该负载供电，该变换器自身由包含可以被投切的模块的电池来供电，电容器被放置于电池和变换器之间。
[0013]根据本方法的一般特征:
[0014]-检测投切命令，
[0015]-如果检测到投切命令，则变换器向负载提供低功率，
[0016]-执行投切动作，
[0017]-如果执行了投切动作，则变换器向负载提供正常功率。
[0018]所谓正常功率具体被理解为例如对于汽车不被限制并且对应于驾驶员的预期命令的功率。也就是说，当变换器向负载提供正常功率时，不再向负载提供低功率，除非变换器已经要运行在低功率(汽车以低速行驶)。
[0019]包括可投切的电池模块的电池是在任何时候均可以将电池模块串联投入或断开连接的电池。通过指示的方式，由电池管理系统(BMS)来控制这些投切。通过示例的方式，可以在任何时候在汽车中执行这些投切，可以在汽车行驶时、充电时或者甚至再生制动阶段期间执行这些投切。
[0020]当应用投切命令时，电池两端的电压改变，并且发明人已经发现这对控制变换器使其向负载提供低功率以防止过电流和避免抖动的发生极其有利。通过向负载提供低功率，来限制在向电容充电的同时可流向负载的电流的量。在已经实施了对应于投切命令的投切后，可以提供不受限制的正常功率。
[0021 ] 此外，变换器可以向负载提供零功率。
[0022]为了向负载提供零功率，可以断开所述变换器的多个开关，例如，逆变器的开关中的全部开关。
[0023]在变型中，可以断开被放置于电容器和变换器之间的开关，以向负载提供零功率。该开关可以在完成对电容器充电之后闭合，以允许系统的正常运行。
[0024]该负载可以是采用电动或混合动力的汽车传动系统的电机。
[0025]根据另一方面，本发明的主题是一种用于管理负载的系统，通过变换器对该负载供电，该变换器自身由包含可以被投切的模块的电池来供电，电容器被放置于电池和变换器之间。
[0026]根据该方面的一般特征，该系统包括:
[0027]-被配置为用于检测投切命令的装置(9)，以及
[0028]-被配置为用于向负载提供低功率并且由所述被配置为用于检测投切命令的装置控制的装置(11，12，15)。
[0029]所述被配置为用于向负载提供低功率的装置可以被配置为用于向负载提供零功率。
[0030]所述被配置为用于向负载提供低功率的装置被被配置为用于向负载提供零功率，并且包括被配置为用于断开所述变换器的多个开关的装置。
[0031 ] 该系统还可以包括被放置于电容器和变换器之间的开关。
[0032]根据又一方面，本发明的主题是一种采用电动或混合动力的汽车，其包括形成所述负载的传动系统的电机并且包括所述系统。
【附图说明】
[0033]—旦阅读了以非限制的示例的方式单独给出并且参考附图做出的以下描述，其它目的、特征及优势将显而易见，在附图中:
[0034]-图1示意性地示出了根据现有技术的系统，
[0035]-图2示意性地示出了根据实施本发明的一种模式的方法的各个步骤，
[0036]-图3和图4示意性地示出了本发明的两个变型实施例。
【具体实施方式】
[0037]在图1中，示意性地示出了根据现有技术的用于管理负载的系统。该系统可以被集成于采用电动或混合动力的汽车内。
[0038]该系统包括电池1，电池1包括例如多个电池模块，可以将多个电池模块串联连接，从而使得该电池两端的电压等于所接入的模块中的每个模块两端的电压的和。该电池的这些模块可以被投切。
[0039]该系统还包括电容器2，电容器2的两个极板被连接至电池1的正负两端。在现有技术的解决方案中，电容器2被预充电，从而例如在启动汽车时(连接电池1时)或者接入或投切电池模块时，保护电容器2以及其它部件。