本公开涉及用于在车辆再充电期间的高压部件保护的系统和方法。
背景技术：
1、电动车辆中的许多电气系统在为电动车辆的电池组指定的相同高电压下操作。有时使用大于电池组高电压的再充电电压来缩短再充电时间。再充电电压可能由于故障状况而施加在电气系统上。故障状况可以包括隔离损失和电阻短路。例如，一个电气系统中的故障可能通过公共底盘连接将再充电电压耦合到其他电气系统，公共底盘连接是以其他方式彼此高阻抗隔离的。故障可产生不期望的底盘电流和/或过高电压，如果暴露于过高电压达延长的积累时间，则这些不期望的底盘电流和/或过高电压可引起不可逆的硬件降级。因此，本领域技术人员在电动车辆再充电期间的高压部件保护领域继续进行研究和开发工作。
技术实现思路
1、本文提供一种用于高压部件的保护系统。保护系统包括开关电路和保护控制器。开关电路可耦合到多个电池组和高压部件。开关电路被配置为在并联布置和串联布置之间改变多个电池组的可变布置，并且将电功率从多个电池组传输到高压部件。多个电池组中的每个都以电池电压操作。高压部件以电池电压操作。高压部件包括输入节点和浮动底盘接地。保护控制器耦合至开关电路和高压元件。保护控制器被配置为：响应于第一再充电会话而命令开关电路进入串联布置，在第一再充电会话中命令第一电流的第一流动，在第一再充电会话期间测量高压部件的输入节点与浮动底盘接地之间的测量电压，在测量电压指示输入节点与浮动底盘接地之间存在不适当的电压时使计时器前进，以及响应于存在不适当的电压大于暴露时间而取消第一再充电会话。第一再充电会话向串联布置的多个电池组提供第一直流快速充电电压。第一直流快速充电电压大于电池电压。
2、在保护系统的一个或多个实施例中，保护控制器还被配置为在第一再充电会话已被取消之后命令开关电路进入并联布置，并且在自从第一再充电会话由于不适当的电压而被取消以来保护系统已被移动小于阈值距离时维持多个电池组的并联布置。
3、在保护系统的一个或多个实施例中，保护控制器还被配置为响应于自从第一再充电会话由于不适当的电压而被取消以来保护系统被移动大于阈值距离而启用多个电池组的串联布置。
4、在保护系统的一个或多个实施例中，保护控制器还被配置为当多个电池组处于并联布置时，命令第二再充电会话中的电流流动。第二再充电会话向并联布置的多个电池组提供第二直流快速充电电压。第二直流快速充电电压与电池电压大致匹配。
5、在保护系统的一个或多个实施例中，保护控制器还被配置为响应于计时器超过累积时间而禁用多个电池组的串联布置。
6、在一个或多个实施例中，保护系统包括维护端口，其耦合到保护控制器并且被配置成接收已经在高压部件上执行维护的通知。保护控制器还被配置为响应于该通知而启用多个电池组的串联布置。
7、在保护系统的一个或多个实施例中，累积时间为大约600秒，并且暴露时间为大约5秒。
8、在保护系统的一个或多个实施例中，高压部件的输入节点包括正输入节点和负输入节点。测量电压包括正输入节点和浮动底盘接地之间的正测量电压，以及负输入节点和浮动底盘接地之间的负测量电压。由保护控制器基于正测量电压和负测量电压中的一个或多个来确定不适当的电压的存在。
9、在保护系统的一个或多个实施例中，电池电压为大约400伏，并且第一直流快速充电电压为大约800伏。
10、本文提供了一种在再充电车辆时进行故障检测的方法。该方法包括：响应于第一再充电会话，将车辆的多个电池组的可变布置从并联布置改变为串联布置。多个电池组中的每个都以电池电压操作。该方法包括：将电功率从多个电池组传输到车辆的高压部件。高压部件以电池电压操作，并且包括输入节点和浮动底盘接地。该方法还包括：利用车辆的保护控制器在第一再充电会话中命令第一电流的第一流动。第一再充电会话向串联布置的多个电池组提供第一直流快速充电电压。第一直流快速充电电压大于电池电压。该方法包括：在第一再充电会话期间测量高压部件的输入节点与浮动底盘接地之间的测量电压；在测量电压指示高压部件的输入节点与浮动底盘接地之间存在不适当的电压时使计时器前进；以及响应于高压部件处存在不适当的电压大于暴露时间而取消第一再充电会话。
11、在一个或多个实施例中，该方法包括：在第一再充电会话已被取消之后将多个电池组重新布置成并联布置；以及在自从第一再充电会话由于不适当的电压而被取消以来车辆已被驾驶小于阈值距离时维持多个电池组的并联布置。
12、在一个或多个实施例中，该方法包括：响应于自从第一再充电会话由于不适当的电压而被取消以来车辆被驾驶大于阈值距离而启用多个电池组的串联布置。
13、在一个或多个实施例中，该方法包括：在多个电池组处于并联布置时在第二再充电会话中命令第二电流的第二流动。第二再充电会话向并联布置的多个电池组提供第二直流快速充电电压。第二直流快速充电电压与电池电压大致匹配。
14、在一个或多个实施例中，该方法包括：响应于计时器超过累积时间而禁用多个电池组的串联布置。
15、在一个或多个实施例中，该方法包括：响应于已经在车辆上执行维护的通知而启用多个电池组的串联布置。
16、在所述方法的一个或多个实施例中，累积时间约为600秒，暴露时间约为5秒。
17、本文提供一种车辆。该车辆包括多个电池组、高压部件、开关电路和保护控制器。多个电池组中的每个都以电池电压操作。高压部件具有输入节点和浮动底盘接地。高压部件以电池电压操作。开关电路耦合到多个电池组和高压部件，并且可耦合到充电站。开关电路被配置为在并联布置和串联布置之间改变多个电池组的可变布置，并且将电功率从多个电池组传输到高压部件。保护控制器耦合到开关电路和高压部件，并且可耦合到充电站。保护控制器被配置为：响应于再充电会话而命令开关电路进入串联布置；在再充电会话中命令来自充电站的电流流动；在再充电会话期间测量高压部件的输入节点与浮动底盘接地之间的测量电压；在测量电压指示高压部件的输入节点与浮动底盘接地之间存在不适当的电压时使计时器前进；以及响应于存在不适当的电压大于暴露时间而取消再充电会话。
18、在车辆的一个或多个实施例中，高压部件的输入节点包括正输入节点和负输入节点。测量电压包括正输入节点和浮动底盘接地之间的正测量电压，以及负输入节点和浮动底盘接地之间的负测量电压。不适当的电压的存在基于正测量电压和负测量电压中的一个或多个。
19、在一个或多个实施例中，车辆包括被配置为测量车辆的速度的传感器。保护控制器还被配置为：响应于自从再充电会话由于不适当的电压而被取消以来速度小于阈值速度，禁用多个电池组的串联布置；以及响应于自从再充电会话由于不适当的电压而被取消以来速度大于阈值速度，启用多个电池组的串联布置。
20、本发明还可包括下列方案。
21、1. 一种用于高压部件的保护系统，包括：
22、开关电路，其能够耦合到多个电池组和所述高压部件，并且被配置为：
23、在并联布置和串联布置之间改变所述多个电池组的可变布置；以及
24、将电功率从所述多个电池组传输到所述高压部件，其中所述多个电池组中的每个以电池电压操作，所述高压部件以所述电池电压操作，并且所述高压部件包括输入节点和浮动底盘接地；以及
25、保护控制器，其耦合到所述开关电路和所述高压部件，并且被配置为：
26、响应于第一再充电会话，命令所述开关电路进入串联布置；
27、在所述第一再充电会话中命令第一电流的第一流动；
28、在所述第一再充电会话期间测量所述高压部件的所述输入节点与所述浮动底盘接地之间的测量电压；
29、在所述测量电压指示所述输入节点与所述浮动底盘接地之间存在不适当的电压时，使得计时器前进；以及
30、响应于存在所述不适当的电压大于暴露时间而取消所述第一再充电会话，其中所述第一再充电会话向串联布置中的所述多个电池组提供第一直流快速充电电压，并且所述第一直流快速充电电压大于所述电池电压。
31、2. 根据方案1所述的保护系统，其中，所述保护控制器还被配置为：
32、在已经取消所述第一充电会话之后命令所述开关电路进入并联布置；以及
33、当自从所述第一再充电会话由于所述不适当的电压而被取消以来所述保护系统已经移动小于阈值距离时，维持所述多个电池组的并联布置。
34、3. 根据方案2所述的保护系统，其中，所述保护控制器还被配置为响应于自从所述第一再充电会话由于所述不适当的电压而被取消以来所述保护系统移动大于所述阈值距离，启用所述多个电池组的串联布置。
35、4. 根据方案3所述的保护系统，其中，所述保护控制器还被配置为当所述多个电池组处于并联布置时，在第二再充电会话中命令电流流动，所述第二再充电会话向并联布置的所述多个电池组提供第二直流快速充电电压，并且所述第二直流快速充电电压与所述电池电压大致匹配。
36、5. 根据方案1所述的保护系统，其中，所述保护控制器还被配置为响应于所述计时器超过累积时间而禁用所述多个电池组的串联布置。
37、6. 根据方案5所述的保护系统，还包括维护端口，所述维护端口耦合到所述保护控制器并且被配置为接收已经对所述高压部件执行维护的通知，其中所述保护控制器还被配置为响应于所述通知而启用所述多个电池组的串联布置。
38、7. 根据方案5所述的保护系统，其中所述累积时间为大约600秒，并且所述暴露时间为大约5秒。
39、8. 根据方案1所述的保护系统，其中：
40、所述高压部件的所述输入节点包括正输入节点和负输入节点；
41、所述测量电压包括所述正输入节点与所述浮动底盘接地之间的正测量电压，以及所述负输入节点与所述浮动底盘接地之间的负测量电压；以及
42、由保护控制器基于正测量电压和负测量电压中的一个或多个来确定不适当的电压的存在。
43、9. 根据方案1所述的保护系统，其中，所述电池电压为大约400伏，并且所述第一直流快速充电电压为大约800伏。
44、10. 一种用于在再充电车辆时进行故障检测的方法，包括：
45、响应于第一再充电会话，将所述车辆的多个电池组的可变布置从并联布置改变为串联布置，其中所述多个电池组中的每个以电池电压操作；
46、将电功率从所述多个电池组传输到所述车辆的高压部件，其中所述高压部件以所述电池电压操作，并且包括输入节点和浮动底盘接地；
47、利用所述车辆的保护控制器在所述第一再充电会话中命令第一电流的第一流动，其中，所述第一再充电会话向串联布置中的所述多个电池组提供第一直流快速充电电压，并且所述第一直流快速充电电压大于所述电池电压；
48、在所述第一再充电会话期间测量所述高压部件的所述输入节点与所述浮动底盘接地之间的测量电压；
49、在测量电压指示在所述高压部件的所述输入节点与所述浮动底盘接地之间存在不适当的电压时，使计时器前进；以及
50、响应于在所述高压部件处存在所述不适当的电压大于暴露时间，取消所述第一再充电会话。
51、11. 根据方案10所述的方法，还包括：
52、当自从所述第一再充电会话由于所述不适当的电压而被取消以来所述车辆已经被驾驶小于阈值距离时，维持所述多个电池组的并联布置。
53、12. 根据方案11所述的方法，还包括：
54、响应于自从所述第一再充电会话由于所述不适当的电压而被取消以来所述车辆被驾驶大于所述阈值距离，启用所述多个电池组的串联布置。
55、13. 根据方案12所述的方法，还包括：
56、当所述多个电池组处于并联布置时，在第二再充电会话中命令第二电流的第二流动，其中，所述第二再充电会话向并联布置的所述多个电池组提供第二直流快速充电电压，并且所述第二直流快速充电电压大致匹配所述电池电压。
57、14. 根据方案10所述的方法，还包括：
58、响应于所述计时器超过累积时间，禁用所述多个电池组的串联布置。
59、15. 根据方案14所述的方法，还包括：
60、响应于已经在所述车辆上执行维护的通知，启用所述多个电池组的串联布置。
61、16. 根据方案14所述的方法，其中所述累积时间为约600秒，并且所述暴露时间为约5秒。
62、17. 一种车辆，包括：
63、多个电池组，每个电池组以电池电压操作；
64、高压部件，其具有输入节点和浮动底盘接地，并且在所述电池电压下操作；
65、开关电路，所述开关电路耦合到所述多个电池组和所述高压部件，能够耦合到充电站，并且被配置为：
66、在并联布置和串联布置之间改变所述多个电池组的可变布置；以及
67、将电功率从所述多个电池组传输到所述高压部件；以及
68、保护控制器，其耦合到所述开关电路和所述高电压组件，能够耦合到所述充电站，且被配置为：
69、响应于再充电会话，命令所述开关电路进入串联布置；
70、在所述再充电会话中命令来自所述充电站的电流的流动；
71、在再充电会话期间测量高压部件的输入节点和浮动底盘接地之间的测量电压；
72、在测量电压指示在所述高压部件的所述输入节点与所述浮动底盘接地之间存在不适当的电压时，使计时器前进；以及
73、响应于存在所述不适当的电压大于暴露时间，取消所述再充电会话。
74、18. 根据方案17所述的车辆，其中：
75、所述高压部件的所述输入节点包括正输入节点和负输入节点；
76、所述测量电压包括所述正输入节点与所述浮动底盘接地之间的正测量电压，以及所述负输入节点与所述浮动底盘接地之间的负测量电压；以及
77、不适当的电压的存在基于正测量电压和负测量电压中的一个或多个。
78、19. 根据方案17所述的车辆，还包括：
79、传感器，其被配置为测量所述车辆的速度；以及
80、其中，所述保护控制器还被配置为：
81、响应于自从所述再充电会话由于所述不适当的电压而被取消以来所述速度小于阈值速度，禁用所述多个电池组的串联布置；以及
82、响应于自从所述再充电会话由于所述不适当的电压而被取消以来所述速度大于阈值速度，启用所述多个电池组的串联布置。
83、20. 根据方案17所述的车辆，其中，所述保护控制器还被配置为：
84、响应于所述计时器超过累积时间，禁用所述多个电池组的串联布置；以及
85、响应于已经在所述车辆上执行维护的通知，启用所述多个电池组的串联布置。
86、在车辆的一个或多个实施例中，保护控制器还被配置为：响应于计时器超过累积时间，禁用多个电池组的串联布置；以及响应于已经在车辆上执行维护的通知，启用多个电池组的串联布置。从对用于执行本公开的最佳模式的以下详细描述结合附图，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。