專利名稱：用于交通工具電池?cái)嗦菲鞯墓?jié)能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被配置成有助于將交通工具系統(tǒng)從交通工具電池?cái)嗦返墓?jié)能器，例如 但不限于適合用在需要將牽引電動(dòng)機(jī)從高壓電池?cái)嗦返碾娏蚧旌想娏煌üぞ咧械墓?jié) 能器。背景 節(jié)能器可包括線圈或其他磁場(chǎng)生成元件，以便將繼電器從通常的打開(kāi)位置吸引至 閉合位置。吸引繼電器所需的電流的量依賴于繼電器的尺寸，其一般與在其上通過(guò)的電流 量成比例。就這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，為線圈供電所需的電流量能夠依賴于繼電器的尺寸來(lái)變化。與 可操作以吸引用來(lái)連接低壓電池，即具有范圍在0-30VDC內(nèi)電壓的電池的繼電器的線圈相 比，可操作以吸引用來(lái)連接高壓電池，即具有范圍在250-550VDC內(nèi)電壓的電池的繼電器的 線圈典型地需要更大量的電流。增加的電流需要較大的線圈，以便產(chǎn)生足夠的磁力，但這可 能有不希望出現(xiàn)的發(fā)熱副作用。至少就需要更大的封裝設(shè)計(jì)和更加昂貴的組件這方面而 言，上述工作方式可能是有問(wèn)題的。附圖描述本發(fā)明的范圍和精神在附加權(quán)利要求中具體指出。然而，通過(guò)連同附圖一道參考 以下詳述，本發(fā)明的其他特征將變得更加明顯，并且本發(fā)明將被最好地理解，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性的方面的電池?cái)嗦废到y(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性的方面的節(jié)能器。詳述圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)非限制性的方面的電池?cái)嗦废到y(tǒng)10。該系統(tǒng)10主要 關(guān)于電池?cái)嗦菲?2來(lái)描述，所述電池?cái)嗦菲?2支持在電池14被用來(lái)為牽引電動(dòng)機(jī)16供 能的類型的電力交通工具或者混合電力交通工具內(nèi)對(duì)電池?cái)嗦?。僅出于示例性目的提供本 描述，并且除非另有說(shuō)明，本描述無(wú)意于限制本發(fā)明的范圍和考慮。本發(fā)明全面地考慮了其 在非交通工具或非機(jī)動(dòng)交通工具應(yīng)用中的應(yīng)用，例如但不限于在同一時(shí)間需要驅(qū)動(dòng)至少兩 個(gè)繼電器/開(kāi)關(guān)的任何其他應(yīng)用(例如DC/DC穩(wěn)定器stabilizer)。電池?cái)嗦菲?2可包括正負(fù)端子20、22，用于為牽引逆變器28的正負(fù)端子24、26供 能，所述牽引逆變器28被配置成為牽引電動(dòng)機(jī)16供電(牽引逆變器28可以是獨(dú)立的元件 和/或與牽引電動(dòng)機(jī)16集成)。正負(fù)繼電器30、32可分別被包括在正負(fù)端子20、22、24、26 之間，以便控制這些端子之間的電流流動(dòng)?？稍诖蜷_(kāi)和閉合位置之間操作繼電器30、32，以 便分別阻止和允許在端子22、22、24、26之間的電流流動(dòng)。在電池14為高壓電池的情況下， 繼電器30、32可以是較大類型的電池，其需要支持更高的電流需求，和/或支持由用于電力或混合動(dòng)力交通工具的電池所產(chǎn)生的更高的電壓。 可使用彈簧或其他偏置元件(未顯示)令繼電器30、32持續(xù)偏置在打開(kāi)位置上， 這使得可能需要磁場(chǎng)以便將繼電器30、32從打開(kāi)位置驅(qū)動(dòng)(吸引)至閉合位置。所述電池 斷路器12可包括第一和第二線圈34、36，以便分別將正負(fù)繼電器30、32從打開(kāi)位置驅(qū)動(dòng)至 閉合位置。用來(lái)驅(qū)動(dòng)線圈34、36的電流可由節(jié)能器40提供。該節(jié)能器40可被操作以便為 線圈34、36中的每一個(gè)提供變化量的電流，這依賴于繼電器30、32的所需的定位。以這種 方式，可在同一時(shí)間控制線圈34、36中的一個(gè)或多個(gè)，以便將繼電器30、32中的一個(gè)或多個(gè) 從打開(kāi)位置驅(qū)動(dòng)至閉合位置。此后，可使用提供到線圈34、36中的一個(gè)或兩個(gè)的量被減少 的電流令繼電器30、32維持在閉合位置上。減少被提供到線圈34、36的電流量的能力能夠幫助限制系統(tǒng)的電力消耗和發(fā)熱 量。然而，這種對(duì)電流的減少可能限于繼電器30、32保持在閉合位置時(shí)所需的能量小于被 吸至閉合位置所需的能量要小的類型的情況。節(jié)能器40可被配置成提供跨每個(gè)線圈34、 36的保持電壓，以便提供將相應(yīng)的繼電器30、32維持在閉合位置所必需的電流，以及提供 跨每個(gè)線圈34、36的吸合電壓，以便提供將相應(yīng)的繼電器30、32從打開(kāi)位置驅(qū)動(dòng)至閉合位 置所必需的電流。在一些情況下，所述保持和吸合(pull in)電壓對(duì)于兩個(gè)線圈30、32而 言可以是不同的。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)非限制性的方面的節(jié)能器40。該節(jié)能器40可包括正 負(fù)節(jié)點(diǎn)(端子)42、44，其被配置成電氣連接電壓源46的相應(yīng)正負(fù)節(jié)點(diǎn)。所述電壓源可以 是電壓較低的、被配置成輸出近似12VDC的DC電源，例如但不限常規(guī)的、通常在汽車中出現(xiàn) 的低壓電池(即，交通工具中的電池，不同于高壓電池)、轉(zhuǎn)換器或被充分配置以便通過(guò)本 發(fā)明所考慮的方式來(lái)為節(jié)能器供電的其他設(shè)備。可供選擇地，電壓源46可由輸入控制信號(hào) 獲得，使得如果至少一個(gè)控制信號(hào)起作用的話，則電壓就會(huì)變得可用于為節(jié)能器40和繼電 器線圈34、36供電。節(jié)能器40可包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)/FET 50、52、54，以便選擇性地將線 圈34、36連接在電壓源46兩端。可包括二極管56或者其他方向性相關(guān)設(shè)備，以便促進(jìn)對(duì) 電流流動(dòng)方向和跨線圈34、36的電壓降的控制。可選擇地，可包括與二極管56串聯(lián)的電阻 器(未顯示)以便進(jìn)一步減少保持電力。本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面特別考慮將線圈34、36和開(kāi)關(guān)50、52、54配置成可用 控制器60有選擇地控制線圈34、36的連接。以下所示的表格示出了各種不同的交通工具 控制模式。
權(quán)利要求
1.一種交通工具中的節(jié)能器，包括第一線圈和第二線圈，所述第一線圈和所述第二線圈可被操作來(lái)分別在打開(kāi)位置和閉 合位置之間驅(qū)動(dòng)第一繼電器和第二繼電器；第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、和第三開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)都可被操作來(lái)置于打開(kāi)位置和閉合位置中 的一個(gè)；所述第一線圈和所述第二線圈以及所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)相 對(duì)于電壓源來(lái)布置，使得依賴于所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)是否在所述 打開(kāi)位置和所述閉合位置上，所述第一線圈和所述第二線圈至少被可控制地跨所述電壓源 串聯(lián)和并聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能器，其中所述第一線圈和所述第二線圈以及所述第一開(kāi) 關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)相對(duì)于所述電壓源來(lái)布置，使得當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)、所述 第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)都在所述閉合位置上時(shí)，所述第一線圈和所述第二 線圈跨所述電壓源并聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的節(jié)能器，其中所述第一線圈和所述第二線圈以及所述第一開(kāi) 關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)相對(duì)于所述電壓源來(lái)布置，使得當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)和所述 第三開(kāi)關(guān)在所述打開(kāi)位置且所述第二開(kāi)關(guān)在所述閉合位置上時(shí)，所述第一線圈和所述第二 線圈跨所述電壓源串聯(lián)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的節(jié)能器，其中所述第一線圈和所述第二線圈以及所述第一開(kāi) 關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)相對(duì)于所述電壓源來(lái)布置，使得當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)在所述 閉合位置上且所述第二開(kāi)關(guān)和所述第三開(kāi)關(guān)在所述打開(kāi)位置上時(shí)，所述第一線圈跨所述電 壓源連接而所述第二線圈被旁路。
5.如權(quán)利要求4所述的節(jié)能器，其中所述第一線圈和所述第二線圈以及所述第一開(kāi) 關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)相對(duì)于所述電壓源來(lái)布置，使得當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)在所述 打開(kāi)位置上且所述第二開(kāi)關(guān)和所述第三開(kāi)關(guān)在所述閉合位置上時(shí)，所述第二線圈跨所述電 壓源連接而所述第一線圈被旁路。
6.如權(quán)利要求5所述的節(jié)能器，其中所述第一線圈和所述第二線圈以及所述第一開(kāi) 關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、和所述第三開(kāi)關(guān)相對(duì)于所述電壓源來(lái)布置，使得當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)和所述 第二開(kāi)關(guān)在所述閉合位置上且所述第三開(kāi)關(guān)在所述打開(kāi)位置上時(shí)，所述第一線圈跨所述電 壓源連接而所述第二線圈被旁路。
7.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能器，其中不包括其他開(kāi)關(guān)，以促進(jìn)將所述第一線圈和所述 第二線圈與所述電壓源串聯(lián)和并聯(lián)連接。
8.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能器，其中所述第一線圈和所述第二線圈可操作來(lái)當(dāng)跨所述 電壓源并聯(lián)連接時(shí)而不是跨所述電壓源串聯(lián)連接時(shí)，分別將所述第一繼電器和所述第二繼 電器從所述打開(kāi)位置驅(qū)動(dòng)至所述閉合位置。
9.如權(quán)利要求8所述的節(jié)能器，其中在所述第一繼電器和所述第二繼電器從所述打開(kāi) 位置被驅(qū)動(dòng)至所述閉合位置之后，所述第一線圈和所述第二線圈在跨所述電壓源串聯(lián)連接 時(shí)可操作來(lái)將所述第一繼電器和所述第二繼電器分別維持在閉合位置上。
10.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能器，其中所述電壓源包括正節(jié)點(diǎn)和負(fù)節(jié)點(diǎn)，并且其中所述 第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、所述第三開(kāi)關(guān)、所述第一線圈和所述第二線圈每個(gè)都包括正極端和負(fù)極端；并且其中，所述第一線圈的所述正極端和所述第三開(kāi)關(guān)的所述正極端被連接到 所述正節(jié)點(diǎn)上，所述第一開(kāi)關(guān)的所述負(fù)極端和所述第二開(kāi)關(guān)的所述負(fù)極端被連接到所述負(fù) 節(jié)點(diǎn)上，所述第一線圈的所述負(fù)極端被連接到所述第一開(kāi)關(guān)的所述正極端，所述第三開(kāi)關(guān) 的所述負(fù)極端被連接到所述第二線圈的所述正極端，所述第二線圈的所述負(fù)極端被連接到 所述第二開(kāi)關(guān)的所述正極端。
11.如權(quán)利要求10所述的節(jié)能器，其中所述節(jié)能器包括連接在所述第一線圈的所述負(fù) 極端和所述第二線圈的所述正極端之間的二極管。
12.如權(quán)利要求10所述的節(jié)能器，其中所述節(jié)能器包括與在所述第一線圈的所述負(fù)極 端和所述第二線圈的所述正極端之間的二極管串聯(lián)連接的電阻器。
13.一種交通工具電池?cái)嗦菲?，包括正接觸器，其可在打開(kāi)位置和閉合位置之間操作，所述正接觸器可操作來(lái)在所述閉合 位置上時(shí)將高壓電池的正端子連接到牽引電動(dòng)機(jī)的正端子，所述正接觸器可操作來(lái)在所述 打開(kāi)位置上時(shí)將所述高壓電池的所述正端子從所述牽引電動(dòng)機(jī)的所述正端子斷路，負(fù)接觸器，其可在打開(kāi)位置和閉合位置之間操作，所述負(fù)接觸器可操作來(lái)在所述閉合 位置上時(shí)將所述高壓電池的負(fù)端子連接到所述牽引電動(dòng)機(jī)的負(fù)端子，所述負(fù)接觸器可操作 來(lái)在所述打開(kāi)位置上時(shí)將所述高壓電池的所述負(fù)端子從所述牽引電動(dòng)機(jī)的所述負(fù)端子斷 路，節(jié)能器，其可操作來(lái)在所述打開(kāi)位置和所述閉合位置之間驅(qū)動(dòng)所述正接觸器和所述負(fù) 接觸器，所述節(jié)能器具有接近所述正接觸器的第一線圈，和接近所述負(fù)接觸器的第二線圈， 所述第一線圈和所述第二線圈可操作來(lái)接收吸合電壓，以便將所述接觸器從所述打開(kāi)位置 驅(qū)動(dòng)至所述閉合位置，所述第一線圈和所述第二線圈可操作來(lái)接收保持電壓，以便將所述 接觸器維持在所述閉合位置，所述保持電壓小于所述吸合電壓；以及所述節(jié)能器具有多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述多個(gè)開(kāi)關(guān)可操作來(lái)選擇性地將所述第一線圈和所述第 二線圈串聯(lián)和并聯(lián)連接至電壓源，當(dāng)所述第一線圈和所述第二線圈并聯(lián)連接至所述電壓源 時(shí)，所述第一線圈和所述第二線圈被提供所述吸合電壓，當(dāng)所述第一線圈和所述第二線圈 串聯(lián)連接至所述電壓源時(shí)，所述第一線圈和所述第二線圈被提供所述保持電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的電池?cái)嗦菲?，其中所述電壓源包括正?jié)點(diǎn)和負(fù)節(jié)點(diǎn)，并且其 中所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、所述第三開(kāi)關(guān)、所述第一線圈和所述第二線圈每個(gè)都包括 正極端和負(fù)極端；并且其中，所述第一線圈的所述正極端和所述第三開(kāi)關(guān)的所述正極端被 連接到所述正節(jié)點(diǎn)，所述第一開(kāi)關(guān)的所述負(fù)極端和所述第二開(kāi)關(guān)的所述負(fù)極端被連接到所 述負(fù)節(jié)點(diǎn)，所述第一線圈的所述負(fù)極端被連接到所述第一開(kāi)關(guān)的所述正極端，所述第三開(kāi) 關(guān)的所述負(fù)極端被連接到所述第二線圈的所述正極端，所述第二線圈的所述負(fù)極端被連接 到所述第二開(kāi)關(guān)的所述正極端。
15.如權(quán)利要求14所述的電池?cái)嗦菲?，還包括在所述第一線圈的所述負(fù)極端和所述第 二線圈的所述正極端之間串聯(lián)連接的二極管，所述二極管為可操作來(lái)允許電流從所述第一 線圈流向所述第二線圈的單向器件。
16.如權(quán)利要求13所述的電池?cái)嗦菲鳎渲兴鰻恳妱?dòng)機(jī)僅在所述正接觸器和所述 負(fù)接觸器這兩者同時(shí)被閉合時(shí)才能夠使用由所述高壓電池所提供的能量來(lái)操作，僅當(dāng)所述 第一線圈和所述第二線圈與所述電壓源串聯(lián)或并聯(lián)連接時(shí)，所述正接觸器和所述負(fù)接觸器才能操作來(lái)同時(shí)處于所述閉合位置。
17.一種與節(jié)能器操作的控制器，其用來(lái)控制對(duì)正接觸器和負(fù)接觸器的驅(qū)動(dòng)，以便依賴 于被提供到第一線圈和第二線圈的電壓將牽引電動(dòng)機(jī)的正端子和負(fù)端子分別連接至電池 的正端子和負(fù)端子，所述控制器還可操作來(lái)在打開(kāi)位置和閉合位置之間分別驅(qū)動(dòng)所述正接 觸器和所述負(fù)接觸器，所述控制器被配置成選擇性地激活和去激活被設(shè)置在電源和所述線圈的端子之間的三個(gè)開(kāi)關(guān)中的至少一 個(gè)，使得所述開(kāi)關(guān)的激活和去激活選擇性地將所述線圈與所述電源的所述端子串聯(lián)連接和 并聯(lián)連接，當(dāng)所述線圈并聯(lián)連接時(shí)，所述線圈被提供吸合電壓，并且當(dāng)所述線圈串聯(lián)連接 時(shí)，所述線圈被提供保持電壓。
18.如權(quán)利要求17所述的控制器，還被配置成選擇性地激活和去激活所述開(kāi)關(guān)，使得 所述線圈中的至少一個(gè)被旁路，同時(shí)其他線圈與所述電源的所述端子串聯(lián)連接。
19.如權(quán)利要求18所述的控制器，還被配置成當(dāng)接收到預(yù)充電命令時(shí)協(xié)調(diào)所述第一線 圈的旁路，所述預(yù)充電命令與被用來(lái)預(yù)充電所述牽引電動(dòng)機(jī)的預(yù)充電操作對(duì)應(yīng)。
20.如權(quán)利要求17所述的控制器，還被配置成通過(guò)在所述第一線圈和所述第二線圈串 聯(lián)連接時(shí)添加與所述第一線圈和所述第二線圈串聯(lián)的電阻器來(lái)控制所述第一線圈和所述 第二線圈所產(chǎn)生的熱量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于交通工具電池?cái)嗦菲鞯墓?jié)能器，其被配置成將線圈與電壓源串聯(lián)和并聯(lián)連接，以便促進(jìn)將繼電器吸至閉合位置，并且隨后在減少跨線圈施加的電壓的同時(shí)將所述繼電器保持在閉合位置。
文檔編號(hào)H01H47/00GK102034646SQ201010278459
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者喬斯·加布里埃爾·費(fèi)爾南德斯·巴納爾斯, 格雷格·迪克爾胡夫, 阿里克·亨德森·安格林 申請(qǐng)人:李爾公司