电动化车辆高压接触器控制的制作方法

本公开涉及控制高压接触器的断开/闭合，所述高压接触器将电动化车辆的高压电力总线连接到诸如电池充电器的另一个高压装置。

背景技术：

1、电动化车辆包括高压电池包，所述高压电池包经由高压总线为各种部件供电。由相关联的车辆控制器操作的电接触器或继电器可以用于将部件与高压总线电连接/断开连接。当总线与正在连接的装置之间存在大电压差时闭合接触器，或者当大电流正在流过接触器时断开接触器，可能导致接触器的加热或电弧放电以及相关联的磨损。由于接触器是电控机械装置，因此在命令接触器闭合与在连接的电气部件之间建立稳定的物理接触之间存在小的但有限且可变的时间延迟。

技术实现思路

1、在各种实施例中，一种电动化车辆包括：接触器，所述接触器包括线圈，所述线圈可由低压控制信号操作以选择性地将高压总线的端子电耦接到充电器；以及控制器，所述控制器被编程为预测接触器的闭合时间，并且响应于总线电压与充电器电压之间的差在接触器的预测的闭合时间小于第一阈值而生成低压控制信号。接触器的预测闭合时间可以基于线圈温度和控制信号电压中的至少一者。控制器可以被编程为从非暂时性计算机可读存储介质中检索预测的闭合时间，所述非暂时性计算机可读存储介质具有所存储的由线圈温度和控制信号电压中的至少一者索引的预测的闭合时间。可以测量或估计线圈温度。在一个实施例中，基于测量的电池包温度来估计线圈温度。可以基于测量的电池包温度和从车辆钥匙关断起经过的时间来估计线圈温度。控制器还可以被编程为仅在充电器电压的变化率小于第二阈值的情况下才生成低压控制信号。第二阈值可以基于第一阈值和预测的闭合时间而变化。在一个实施例中，第二阈值对应于第一阈值的两倍除以预测的闭合时间。控制器还可以被编程为预测闭合时间期间的充电电压变化，其中当充电器电压等于总线电压减去充电电压变化时，生成控制信号。

2、实施例还可以包括一种用于控制电动化车辆的方法，所述方法由编程的车辆控制器执行。所述方法可以包括：预测可由控制信号操作以选择性地将高压车辆总线的端子和充电器电耦接的接触器的闭合时间；以及响应于耦接到电动化车辆的高压总线和充电器之间的差在预测的闭合时间小于相关联的阈值而产生控制信号以闭合接触器。预测接触器的闭合时间可以包括基于接触器的线圈的温度和控制信号的电压来预测闭合时间。预测的线圈温度可以基于车辆电池包温度和从车辆钥匙关断起经过的时间。所述方法还可以包括预测在预测的闭合时间的充电器电压。

3、在一个或多个实施例中，响应于高压总线与充电器之间的差小于相关联的阈值并且充电器电压变化小于第二阈值而生成控制信号，其中第二阈值是基于第一阈值和预测的闭合时间。可以从通过接触器的线圈的温度和控制信号的电压访问的存储的查找表中检索预测的闭合时间。

4、实施例还可以包括电动化车辆，所述电动化车辆具有：高压牵引电池，所述高压牵引电池耦接到高压总线；接触器，所述接触器包括线圈，所述线圈可由低压控制信号操作以选择性地将高压总线的第一端子电耦接到可连接到外部电池充电器的第二端子；以及控制器，所述控制器被编程为响应于以下项而生成低压控制信号：第一端子的电压和第二端子的电压之间的差小于第一阈值，并且在第二端子处的电压变化小于第二阈值，其中第二阈值是基于接触器的预测的闭合时间。接触器的预测的闭合时间可以基于线圈的温度和控制信号的电压来预测。第二阈值可以是第一阈值的倍数除以接触器的预测的闭合时间。可以基于高压牵引电池的温度来估计线圈的温度。

5、根据本公开的一个或多个实施例可以具有相关联的优点。例如，实施例可以减少闭合总线接触器以连接外部充电器所需的时间，同时确保总线与充电器之间的电压差在期望范围内以减少或消除接触器的电弧放电、过热和相关联的磨损。基于车辆和环境工况(诸如线圈温度和命令信号电压)来预测实际闭合时间增加了稳健性，使得系统操作不太容易受由于工况的可变性和/或对应部件的公差引起的性能变化的影响。

技术特征：

1.一种电动化车辆，其包括：

2.如权利要求1所述的电动化车辆，其中所述接触器的所述预测的闭合时间是基于线圈温度和控制信号电压中的至少一者。

3.如权利要求2所述的电动化车辆，其中所述控制器被编程为从非暂时性计算机可读存储介质中检索所述预测的闭合时间，所述非暂时性计算机可读存储介质具有所存储的由所述线圈温度和所述控制信号电压中的至少一者索引的预测的闭合时间。

4.如权利要求2所述的电动化车辆，其中估计所述线圈温度。

5.如权利要求4所述的电动化车辆，其中基于测量的电池包温度来估计所述线圈温度。

6.如权利要求5所述的电动化车辆，其中基于所述测量的电池包温度和从车辆关断钥匙起经过的时间来估计所述线圈温度。

7.如权利要求1所述的电动化车辆，其中所述控制器还被编程为仅在所述充电器电压的变化率小于第二阈值的情况下才生成所述低压控制信号。

8.如权利要求7所述的电动化车辆，其中所述第二阈值基于所述第一阈值和所述预测的闭合时间而变化。

9.如权利要求8所述的电动化车辆，其中所述第二阈值对应于所述第一阈值的两倍除以所述预测的闭合时间。

10.如权利要求1所述的电动化车辆，其中所述控制器还被编程为预测所述闭合时间期间的充电电压变化，并且其中当所述充电器电压等于所述总线电压减去所述充电电压变化时，生成所述控制信号。

11.一种用于控制电动化车辆的方法，所述方法包括通过车辆控制器进行以下操作：

12.如权利要求11所述的方法，其中预测所述接触器的所述闭合时间包括基于所述接触器的线圈的温度和所述控制信号的电压来预测所述闭合时间。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括基于车辆电池包温度和从车辆钥匙关断起经过的时间来预测所述线圈的所述温度。

14.如权利要求11所述的方法，其还包括预测在所述预测的闭合时间的充电器电压。

15.如权利要求11所述的方法，其中响应于所述高压总线与所述充电器之间的所述差小于所述相关联的阈值并且充电器电压变化小于第二阈值而生成所述控制信号，其中所述第二阈值是基于所述相关联的阈值和所述预测的闭合时间。

技术总结
本公开提供了“电动化车辆高压接触器控制”。一种电动化车辆包括接触器，所述接触器具有线圈，所述线圈能够由低压控制信号操作以将高压总线的端子选择性地电耦接到充电器，所述充电器从外部源接收电力。被编程的控制器基于线圈温度和命令信号的电压来预测接触器在接收到命令之后闭合所需的时间。控制器响应于总线电压与充电器电压之间的差在接触器的预测的闭合时间小于第一阈值而生成低压控制信号。控制信号还可以取决于充电器电压的变化率小于第二阈值。

技术研发人员：王锐,韦斯利·爱德华·伯克曼,帕特森·卡杜维纳尔·亚伯拉罕,爱·克雷米达斯
受保护的技术使用者：福特全球技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5