CN101385216A - 用于车辆电源的电气管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆电源的电气管理装置。该用于车辆电源的电气管理装置包含一个转换器(CO)，以便使得同时控制至少包含一个电能存储电池(1)的机动车上的两个能量源——例如光电源(2；11)与热电源(3；12)--所需部件的数量最小化。

Description

用于车辆电源的电气管理装置
技术领域
本发明涉及用于测量电源的电气管理装置。
汽车内燃机停止时在车内供给电力的可能性提供了多种优点，其中有:
-当内燃机停止时，包括在长时间停泊时，电气设备(electricalservices)的供电；
-保持电池被充电；
-保持最大数量的待机电子装置(尤其是多媒体)的可能性；以及
-其他服务。
另外，如果这种电力供给来自于例如太阳能感测器或热发电器(其使用内燃机损失的热的一部分)等“免费的(free)”源、换句话说即没有燃料消耗，这种电力供给提高了车辆的能量效率。
背景技术
存在这样的并不太普及的应用:太阳能感测器安装在车顶上，因此，当车辆停在太阳下时，向乘客舱提供气流。这使得乘客舱中的温度能被保持在与车外温度类似的水平，因此，当车辆被乘坐时提供可感知到的温度舒适性。另外，已经存在发动机底壳或排气装置上装有由碲化铋制成的热发电器的卡车样机的信息(communication)。这被描述为目的在于具有与能量效率提高相关联的附加电力源。
在文档US-A-5,479,557中，介绍了这样的系统:来自太阳能电池的电力被用于当车辆停泊时向车辆乘客舱供给气流，或保持电池被充电。没有同时设想这两个功能。没有设想其他的电源(例如热电的)。
在文档US-A-2002-000243中，介绍了提供与文档US-A-5,479,557中所介绍系统同样的功能的系统，但将DC/DC转换器用作太阳能发电器与用于向乘客舱的气流的DC电动机或被保持为充电的电池之间的接口。
在文档US-A-2002/000785中，介绍了提供与文档US-A-2002/000243中所介绍系统同样的功能的系统，但DC/DC转换器首先供给42V电池，气流电动机所需的电力由42V电池取出。
在文档US-A-5,779,817中，介绍了提供与文档US-A-5,479,557中所介绍系统相同的功能的系统，取决于电力被供给气流还是电池被保持为充电，在太阳能电池之间进行切换。没有设想由功率电子装置进行的控制，切换由继电器实现。
发明内容
本发明的第一目的在于同时或独立地管理不同类型的两个DC电源(典型地为太阳能电池与热发电器)，其中，这些源各自可基于任何给定的技术(例如，对于太阳能电池基于单晶硅或多晶硅的技术，对于热发电器基于例如Te-Bi、Zn-Sb或方钴矿的热电偶的技术)。
根据本发明另一实施形态，使用一个特别的DC/DC转换器实现的这种管理使得在多种环境条件下能够由各个源在各个时刻供给的最大电力能被吸收。考虑到这些发电器的低效率，这样的管理提供了对于汽车应用的最优运行。
该技术方案允许提供具有以下优点的附加电源:
-节省燃料:事实上，所产生的电力的全部或部分不是来自内燃机或来自燃料电池，而是来自燃料的燃烧，
-在没有燃料供给且没有排放的情况下保持发电，
-当内燃机停止时，电气装置与附件的使用或它们的电池的再充电，
-在特别长的停泊时间段中(几星期)，保持电池被充电，
-当车辆处于内燃机停止的状态时，以及在特别长的停泊时间段中，保持特定的电气服务，
-对于温度舒适性，对于多媒体资源等等，保持电子设备的特定部件处于待机，
-作为接口运行的转换器允许各个源摆脱供给与电池电压兼容的电压的限制。因此，各个源以其最优功率/容量被设计。事实上，对于构成各发电器的基本元件的并联/串联构造，串联元件的数量不再受到电池的决定。电力(换句话说，元件的数量、容量，且因此的成本)刚好以所需要的水平被设计，
-具有与车辆的主电力网络独立的源的可能性使得多种装置在测试期间或调节期间——其间，主电力网可能被中断并因此导致这些装置故障——被供电。
不同类型的源的管理保证了提高的电力可用性。另外，当两个源可用时，将增大有用的电力。
出于这种目的，本发明涉及用于车辆电源的电气管理装置，其特征在于包含一个转换器，以便使得对包含至少一个电能存储电池的汽车上的两个电源——例如光电源与热电源——同时进行控制所需要的部件的数量最小化。
根据本发明一实施形态，转换器包含这样的装置:其依赖于各个源的最大电力执行控制定律，以便保持所述电存储电池的确定的充电水平。
根据本发明一实施形态，转换器的用于执行控制定律的装置使用对所述电存储电池的电压变化不敏感的电路。
根据本发明一实施形态，转换器的用于执行控制定律的装置包含:装置，其管理由热电源产生的电力的控制，以便将之保持在最大电力；基准电压管理装置。
根据本发明一实施形态，所述电存储电池以这样的方式至少选自车辆的主电池和/或专用电池:即使在车辆的内燃机停止的情况下，以及即使所有消费品电路被关闭的情况下，管理装置运行。
根据本发明一实施形态，转换器装有防止其高电位高于电源电位的电池对所述源放电的转换器第一手段。
根据本发明一实施形态，所述转换器第一手段具有两个二极管，其阴极连接在一起，且其阳极分别连接到第一或第二电源各自的高电位，阴极的公共连接被连接到电池。
根据本发明一实施形态，转换器装有用于对于第一和/或第二电源产生电压和/或耗散电流电气配置信号的第二手段。
根据本发明一实施形态，转换器包含分别连接到第一滤波器与第二滤波器的两个输入，第一滤波器被连接到第一电源的最高电位，第二滤波器被连接到第二电源的最高电位。
根据本发明一实施形态，各滤波器为T型滤波器，其分别由串联电感与并联电容器构成。
根据本发明一实施形态，以这样的方式进行计算这两个滤波器:电感由连接电缆自身构成。
根据本发明一实施形态，转换器包含控制器以及用于对两个源所产生的电流进行合并的装置。
根据本发明一实施形态，用于对电流进行合并的装置包含具有两个铁心与三个绕组的变压器:
-第一绕组，其被连接到接至第二源的滤波器的输出的转换器的输入，
-第二绕组，其被连接到接至第一源的滤波器的输出的转换器的输入，以及
-第三绕组，其被连接到电流合并装置的输出。
根据本发明一实施形态，第一绕组包含第二端子，其被连接到受到来自控制器输出的输出信号控制的开关装置的开关端子，且第二绕组包含第二端子，其被连接到受到来自控制器输出的输出信号控制的开关装置的开关端子。
根据本发明一实施形态，每个开关由MOS型功率晶体管构成，其栅极被连接到控制器的对应的控制信号端子，其漏极被连接到变压器第一或第二绕组中的一个的第二端子，且其源极被连接到本发明的电路的低电位线。
根据本发明一实施形态，变压器的第三绕组的第一高电位端子被连接到传导二极管的阳极，该二极管的阴极被相应地连接到电池，也被连接到存储电容器的第一端子，该电容器的第二端子自身被连接到电路的低电位线。
根据本发明一实施形态，控制器包含以这样的方式安装的两个独立调节环:最优地判断对于每个晶体管或开关装置的控制状态。
根据本发明一实施形态，各调节环与以下协作:
-基准电压发生器，其被设计为将调节引入至少接近于最大电力供给的模式，
-控制器的一个或另一输入端子，以便取得与第一热电源相关联的滤波器的输出上的瞬时电压；或控制器的输入端子，以便取得与使用光电池的第二源相关联的滤波器的输出上的瞬时电压。
根据本发明一实施形态，控制器的每个输入被连接到产生两个源的一个或另一个的瞬时测量电压的平均值的电路，平均电压发生电路的输出被连接到所讨论的(in question)调节环的输入端子。
根据本发明一实施形态，各调节环包含:对于表示输入端子调节用调节阈值的信号的减法器电路，减法器电路从该值中减去从源传送到输入端子的电压的瞬时或平均值；校正器电路，其包含用于开关装置的控制脉冲序列发生器。
根据本发明一实施形态，脉冲序列发生器装有用于确定脉冲序列的波形、幅值、占空比、频率的装置。
根据本发明一实施形态，校正器电路包含用于改变其占空比的装置。
根据本发明一实施形态，控制器具有用于基准电压校准的电路，其以开关装置的规则间隔产生中断，以便对施加到端子的基准电压进行更新。
根据本发明一实施形态，校准电路还包含用于在导通时间逐渐减小直到达到零的阶段之后产生MOS晶体管的开关的中断的装置。
根据本发明一实施形态，管理装置包含温度传感器，控制器与借助将温度转换为Vo/2的形式的基准电压的函数用于计算直接由温度得出的基准电压Vo/2的电路协作。
根据本发明一实施形态，对于使用太阳能电池的第二电源，实现温度传感器和/或日照传感器，以便借助用于对第二源的调节基准电压进行校准的电路对基准电压V0-∈进行校正。
根据本发明其他实施形态:
-用于对使用光电池的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器，其具有在表示温度测量的值上编入索引的一个输入，
-用于对使用光电池的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器，其具有在表示日照水平的测量的值上编入索引的一个输入，
-用于对使用光电池的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器，其具有相应地在表示温度测量的值上以及表示日照水平的测量的值上编入索引的两个输入。
根据本发明一实施形态，存储器产生对于基准电压的偏置值E，所述偏置值在减法器的负输入上产生，减法器的正输入连接到产生光电池发电器的最大电力的电压V0特性的电路，以由光电发电器传送的电流和电压在所希望的特性范围内工作的方式，产生光电池发电器的最大电力的电压V0特性的电路与开关装置或用于连接光电池的装置协作。
附图说明
借助说明书以及附图，可更好地理解本发明的其他优点和特点，在附图中:
图1为根据本发明第一实施例的管理装置的电路图；
图2为根据本发明第二实施例的电气管理装置的电路图；
图3为一图表，其中绘出了用于本发明的电气管理装置的第一类型的源的电压与功率特性；
图4为一图表，其中绘出了用于本发明的电气管理装置的第二类型的源的电压与功率特性；
图5为用于本发明第二实施例的电气管理装置的电路的框图；
图6为用于本发明第二实施例的电气管理装置的另一电路的框图；
图7为本发明的装置的四个控制参数的一系列的四个图表；
图8为一图表，其阐释了本发明的装置的另一控制电路的运行；以及
图9为用于本发明第二实施例的电气管理装置的另一电路的框图。
具体实施方式
根据本发明，存在同时管理两个不同的附属电源(太阳能与热电的)的几种方法。最简单但效果最差的方法由图1介绍。在图1中，示出了本发明的装置的第一实施例。未示出的车辆包含电池1。此电池可以为通常由受到传统的车辆内燃机驱动的交流发电机供电的、车辆的主电池。在一个变型中，电池1为专用电池，其经由图1未示出的电路连接到车内电源网。在一个或其他的情况下，无论电池1是否为车辆主电池或无论其是否为专用电池，即使在车辆内燃机停止的情况下以及即使在所有消费品电路被关断的情况下，本发明的管理装置运行。
本发明的管理装置包含用字母C表示的一个转换器，其通过两个不同的输入一方面连接到第一电源2、另一方面连接到第二电源3。在一个优选实施例中，第一电源由热发电器构成。第二电源由例如布置在车辆顶板上的多个光电池构成。
本发明的转换器C装有一个或一个以上的装置或与一个或一个以上的装置协作，取决于它们是集成在转换器中还是简单地电气连接到转换器外面。转换器的第一手段防止电池或另一源——其高电位可比电源的要高——向所述源放电。在图1的实施例中，此手段由两个二极管5、6构成。
转换器C的第二手段(未示出)允许对于第一和/或第二电源产生电压和/或耗散电流电气配置信号。特别是在光电池的电池的情况下(第二源3的情况)，基于这样的配置信号，可以以这样的方式通过开关来改变串联和/或并联的光电池的组:在光电池的情况下，将电流和电压的确定值选择为在转换器C的对应输入上可用，这些确定值对应于转换器C和电池1在其再度充电时的最优运行。为第一热发电器源2设置同样的电气配置手段。
在图1所示本发明的装置的第一实施例中，所述一个转换器包含第一5以及第二6二极管。第一二极管5的阳极被连接到由热发电器构成的源2的高电位的点。第二二极管的阳极被连接到由光电池的电池构成的源3的高电位的点。第一5与第二6二极管的阴极在所述一个转换器C的输出上连接在一起，使得其被连接到电池1的高电位端子。电池1的低电位端子分别被连接到第一2与第二3电源的低电位端子。
然而，这种拓扑具有下面介绍的缺点。
光电与热电源必须被配置为供给与电池电压兼容的电压，这限制了对于所需要的功率以及所分配的容量对基本元件(串联和/或并联)的布置进行最优化的可能。
电源没有得到好的使用。其原因在于缺少其不能在所有条件(对于太阳能电池的日照水平，以及对于热发电器的温度差)下以它们的最大电力点使用的任何控制装置。
在第二实施例中，本发明允许太阳能和热电电源以其最大可用电力受到管理，无论对此最大电力具有大的影响的环境条件(日照程度以及温度差)如何。图2中的电路详细示出了所用转换器的设计。
如图1中的情况一样，图2中的装置包含车辆电池10，其最低电位分别被连接到由热发电器构成的第一电源11以及由光电池的电池构成的第二电源12的最低电位。
本发明第二实施例的转换器一方面被插在两个源11与12之间，另一方面插在与电池10之间。其包含具有两个输入的转换部分C0，这两个输入分别一方面连接到接至第一电源11的最正电位的滤波器F1，另一方面连接到接至第二电源12的最正电位的第二滤波器F2。在一个特定实施例中，各滤波器为T型滤波器，其分别由串联电感——例如电感13或15——以及并联电容器——例如电容器14与16——构成。在一个特定实施例中，两个滤波器F1与F2以这样的方式计算:电感13与15由自身的连接电缆构成。
另外，转换器C0包含控制器29，控制器29包含至少两个输入端子，分别是连接到对第一源11进行保护的滤波器F1的输出的B以及连接到对第二源12进行保护的滤波器F2的输出的C。控制器29至少包含两个输出端子，分别为D与E，其将在下面进行介绍。
控制器C0包含用于对由两个源11与12产生的电流进行合并的装置A。优选为，电流合并装置A包含具有两个铁心与三个绕组的变压器:
-第一绕组21，其被连接到接至第二源12的滤波器F2的输出的转换器C0的输入，
-第二绕组22，其被连接到接至第一源11的滤波器F1的输出的转换器C0的输入，
-第三绕组24，其被连接到电流合并装置A的输出。
绕组21与22通过铁心22磁耦合，绕组22与24通过铁心23耦合，其中，两个铁心20与23可以以三相变压器的方式在一个磁路中相关联。
第一绕组21包含第二端子，该第二端子被连接到受到来自控制器29的输出D的输出信号控制的开关装置25的开关端子。第二绕组22包含第二端子，该第二端子被连接到受到来自控制器29的输出E的输出信号控制的开关装置26的开关端子。
依赖于控制器29的对应输出信号状态的类型，每个开关25或26可被开通或断开。每个开关25或26包含控制端子，其分别连接到控制器29的输出D以及输出E。每个开关25或26最后包含第二开关端子，其被连接到本发明的电路的低电位线。
在一个优选实施例中，各个开关24或25由MOS型功率晶体管构成，其栅极连接到控制器29的对应的控制信号端子，其漏极被连接到变压器A的第一或第二绕组中的一个的第二端子，且其源极被连接到本发明的电路的低电位线。
变压器A的第三绕组24的第一高电位端子被连接到传导二极管27的阳极，该二极管的阴极分别被连接到用于连接到电池10的本发明的电路的输出以及存储电容器28的第一端子，存储电容器28的第二端子自身被连接到本发明的电路的低电位线。
最后，由电压的观点，控制器29经由连接到本发明的电路的低电位线的线F被参照。没有示出允许控制器29的内部电路被偏置的正电源线。然而，控制器29包含用于产生正偏置电源电压的装置以及将输入B与C上的输入信号变换为这些输出D与E上的控制信号的电路。
本发明第二实施例的优点如下。首先，两个源(热发电器以及光电池)连接到提供它们的同时管理的同一转换器。
滤波电感13与15实际上为源与转换器之间的电缆的电感。事实上，运行与建筑结构限制意味着源通常远离转换器(太阳能电池典型地位于车顶上，而热发电器典型地位于发动机底壳或排气装置上)。这种构造利用了这种限制，以便从电路中消除电感性元件(可能很大且成本昂贵)。
其余元件(除电池以外)为构成转换器的部分的物理部件。
这一拓扑允许某些部件被分配给两个发电器。其中有:
-变压器A，其副方绕组被共用；
-输出二极管27；
-输出上的滤波电容器28。
在这种构造中，在车辆发动机以及任何其他消耗燃料的源可被停止的同时(例如，停泊或以电气模式混合运行)，附属源——其为热发电器11与太阳能电池12——对电池和/或电力附件充电。
控制器29所进行的操作的基本原理在于具有能量恢复或“返驰(flyback)”转换器的开关模式电源的原理。由于电子开关25与26的交替运行序列，磁路20、23被一个源11以及另一个源12交替磁化。图1详细示出了由控制器29产生并被施加到MOS晶体管25与26的栅极的控制信号的序列。
磁路受到各个晶体管25或26的交替磁化，以由它们的相应的滤波电容器(14与16)上测量的平均电压获得的调节的周期。依赖于副方绕组中的磁通是否能到零，这种操作可以是连续和间歇的。
热发电器电源的电压与功率特性在图3中对于两个温度坡度示出。对于第一温度坡度T1，示出了功率特性30和电压特性31。电压特性具有以下形式:
V＝V0-r x I
其中，V0为热发电器的开路电压，r为热发电器的内阻，I为由热发电器源耗散到接收器电路中的电流。这样的发电器所耗散的功率由以下形式的公式给出:
P＝V x I
P＝I x(V0-r x I)
对于值I0＝V0/2r，其示出了最大值。
对于另一温度坡度T2，示出了同样的发电器的功率32与电压33的特性对。两个坡度之间的变化由开路电压V0＝V0(T)建立，其中，T为发电器的温度坡度。
本发明的电气管理装置的控制基于最大电力定律以这样的方式进行:热发电器源所耗散的电流因此具有I0(T)＝V0(T)/(2 x r)的形式，其因此可被预先确定并记录在控制器29中。
在图4中，对于两个不同的日照水平，示出了使用光电池的电源的电压与功率特性。
对于第一日照水平存在功率34与电压35的特性对，存在对于第二日照水平的功率36与电压37的特性对。
值V0直接联系到光电池的雪崩电压，对于给定水平的日照，光发电器所传送的电压保持基本恒定，只要耗散电流不超过依赖于光电池的日照暴露水平的限制值。由于功率是测量得到的电压与耗散电流的乘积V x I的结果，直到最大电流值，其自身为线性。
鉴于每个源的电气特性，每个晶体管(或其占空比)的导通时间受到控制器29内部的占空比调节电路的调节，以便对于每个发电器处于最大电力运行点，其为:
-对于热发电器，V0/2，如示出了热发电器对于两个不同温度坡度的电流/功率特性的图3所示(施加到热发电器的温度差对于实线大于对于虚线)。
-对于太阳能电池，V0-ε，ε为V0的相对较小的分数，以便当电压开始下降时将其自身恰好保持在最大电力点，如图4所示。
由于本发明的电气管理装置用具有不同特性的两个电源工作，其控制器29必须包含两个独立的调节环，指定该调节环的特性，以便最优地确定每个晶体管或开关装置25、26的控制状态。
图5示出了这些环中的一个或另一个的原理电路图。在控制器29(图2)中实现的两个环的一个或另一个的输入端子39被连接到被设计为将调节引入至少接近于最大电力供电的模式的基准电压发生器。结果，如上面所阐释，施加到调节环的输入39的基准电压为:
·V0/2，对于第一热发电器源11上的调节环；
·V0-ε，对于使用光电池的第二源12上的调节环。
一个或另一个调节环的的第二输入端子40分别被连接到:
-控制器29的输入端子C，以便取得与第一热发电器源相关联的滤波器F1的输出上的瞬时电压；
-控制器29的输入端子B，以便取得与使用光电池的第二源相关联的滤波器F2的输出上的瞬时电压。
在一个特定实施例中，控制器29中的输入B或C各自被连接到产生两个源的一个或另一个的瞬时测量电压的平均值的电路。平均电压产生电路的输出于是被连接到所讨论的调节环的输入端子40。
每个调节环于是包含对于表示用于输入端子39的调节的调节阈值的信号的减法器电路38，减法器电路38由该值减去从源传送到输入端子40的电压的瞬时或平均值。输出值于是被寻址(address)到校正器电路41，校正器电路41包含对于MOS晶体管栅极、或者更一般而言对于依赖于调节环被分配到第一源11还是第二源12的任何开关装置25或26的控制脉冲序列发生器。
脉冲序列发生器具有用于确定脉冲序列的频率、占空比、幅值和波形的装置。在一个优选实施例中，频率、幅值和波形保持为恒定，而校正器41包含用于改变晶体管的占空比、换句话说改变导通时间的装置，该晶体管的栅极对于MOS晶体管25被连接到接至用于热发电器的调节环的输出42的控制器29的输出端子D，或对于MOS晶体管26的光发电器的调节环的输出端子E。
图7示出了图2中的电路的运行实例的四个定时图，该电路的控制器29装有与图5中的环类似的两个调节环。在上面的图中，曲线50表示变压器A的输出上的副方绕组中的磁通的变化。该曲线由以开关装置25与26的开关频率的周期性锯齿序列构成。在下面的图中，曲线51表示输出二极管中的电流的时间变化，其为周期性方波函数，以开关装置25与26的开关频率为周期。
在下面的图中，曲线52表示开关装置25或26——当其由MOS晶体管构成时——中的一个或另一个的电流的时间变化，其为梯形波周期性函数，以开关装置25与26的开关频率为周期。
在下面的图中，曲线53表示各MOS晶体管25或26的栅极控制电压的时间变化，其为方波周期性函数，以开关装置25与26的开关频率为周期。
在由借助图5介绍的控制器29的调节环确定的导通时间中，每个有关的晶体管被引入导通“ON”状态(图表53)。作为响应，流经开通的晶体管——将会明了，仅仅一个可被开通——的漏极-源极通道的电流增大。其结果在于，磁能被存储在变压器A的原方绕组中(曲线50的上升部分)。于是，当电路(或原方电路)开路时，电流在原方下降到零(图表52)，存储在原方的能量同时在副方绕组中被恢复(图表50的下降部分)；副方电流可在输出二极管中流动，该二极管在磁充电周期(magnetic chargingperiod)中阻塞副方。
因此，可以在本发明的装置的输出电容器28的端子之间产生电压，使得其能参与电池1的再充电。
晶体管的导通时间(换句话说，其开通的时间)可独立于退磁时间(换句话说，其关断(阻塞)与另一晶体管的触发开通之间的时间)或直接作用在占空比(晶体管开通的时间与一个周期的持续时间之间的比)上。
电压Vo对于热发电器随着环境条件很大地变化。这基本上由于温度差异。施加到分配给第一源11的控制的调节环的减法器38的输入端子39的设置点电压因此应当受到校准。为此目的，控制器29具有用于基准电压的校准的电路(未示出)，其以对应的滤波电容器14充电到电压Vo的、控制热发电器的MOS晶体管25的规则间隔产生中断。该电压由校准电路进行测量，于是，施加到端子39的基准电压得到更新。此时，校准电路产生致动信号，该信号使得调节环上开关和传送所讨论的发电器的电力的过程能被重新开始。
为了防止滤波电感13中含有的能量对电容器14过充电并导致错误，校准电路也包含在图8所示导通时间逐渐减小直到达到零(称为“软停止”)的阶段之后产生MOS晶体管25的开关的中断的装置。
在本发明的电气管理装置的另一实施例中，设置了温度传感器。于是，控制器C0与用于计算基准电压Vo/2的电路协作，借助用于将温度转换为V0/2的形式的基准电压的装置，该电压由温度直接得出。
在图9中，校准电路包含输入端子56，表示热发电器源11的温度的信号被施加到该端子，其被输入信号转换装置转换为预先编程的表中的读取地址，该表对于温度信号的每个转换值包含可在其读取端子58上获得的调节基准电压V0/2的值，该端子可被连接到被分配给第一热发电器源11的调节环的输入端子39(图5)。
只要涉及使用太阳能电池的第二电源，如果温度传感器和/或日照传感器被提供，基准电压V0-ε可受到这些测量值的校正，以便在最大电力运行点上更为精确。连接到分配给使用光电池的第二电源12的调节环的输入端子39的电压设置点可通过用于图6所示第二源的调节基准电压的校准电路产生。
用于校准第二源的调节基准电压的电路包含至少一个用于表示光电池的温度的信号的输入端子43，和/或用于光电传感器的日照暴露水平的检测信号的输入端子45。
在第一变型中，用于对使用光电池12的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器44，其具有在表示温度测量的值上编入索引的一个输入(输入43)。
在第二变型中，用于对使用光电池12的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器44，其具有在表示日照水平测量的值上编入索引的一个输入(输入45)。
在第三变型中，用于对使用光电池12的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器，其具有分别在表示温度的测量的值上(输入43)以及在日照水平测量的值上(输入45)编入索引的两个输入。
存储器44的读取值在其读取输入46上可用，其产生对于基准电压Va的偏置值E，所述偏置值在减法器48的负输入上产生，减法器48的正输入被连接到产生光电池发电器12的最大电力的电压Va特性的电路47。减法器48的输出被连接到用于对使用光电池的第二源的调节基准电压进行校准的电路的输出端子，因此被传送到被分配给使用光电池的第二源的控制的调节环的基准输入端子39。
在一个特定实施例中，产生光电池发电器12的最大电力的电压va特性的电路47以这样的方式与开关装置或用于连接光电池的装置协作:由光电发电器传送的电流和电压在不是本发明的直接目的的所希望的特性中运行。
将会明了，所介绍的装置可用其他的装置构成。特别地，如已经提到的那样，用于基准电压的校准电路的存储器44或57可用其中编程有表示所希望的校准值的函数的校准电路替换。

Claims (28)

1.一种用于车辆电源的电气管理装置，其特征在于包含一个转换器(C0)，以便使得同时控制包含至少一个电能存储电池(1)的汽车上的两个电源——例如光电源(2；11)与热电源(3；12)——所需要的部件的数量最小化。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述转换器(C0)包含这样的装置:其依赖于各个源(11，12)的最大电力执行控制定律，以便保持所述电存储电池(1)的确定的充电水平。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于所述转换器(C0)的用于执行控制定律的所述装置使用对所述电存储电池(1)的电压变化不敏感的电路。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于所述转换器(C0)的用于执行控制定律的所述装置包含:装置，其管理由热电源(3；12)产生的电力的控制，以便将之保持为最大电力；基准电压管理装置。
5.根据权利要求1-4中任意一项的装置，其特征在于所述电存储电池(1)以这样的方式至少选自车辆的主电池和/或专用电池:即使在车辆的内燃机停止的情况下，以及在即使所有消费品电路被关闭的情况下，所述管理装置运行。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于所述转换器(C)装有防止其高电位比电源(1，2；11，12)的要高的电池(1)对所述源放电的转换器第一手段(5，6；27)。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于所述转换器(C0)第一手段具有两个二极管(5，6)，所述二极管的阴极连接在一起，且阳极分别连接到第一(2)或第二(3)电源各自的高电位，阴极的公共连接被连接到电池(1)。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于所述转换器(C0)装有用于对于第一和/或第二电源产生电压和/或耗散电流电气配置信号的第二手段。
9.根据权利要求5的装置，其特征在于所述转换器(C0)包含分别连接到第一滤波器(F1)与第二滤波器(F2)的两个输入，所述第一滤波器(F1)被连接到第一电源(11)的最高电位，所述第二滤波器(F2)被连接到第二电源(12)的最高电位。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于各滤波器(F1，F2)为分别由串联电感(13)或(15)与并联电容器(14与16)构成的T型滤波器。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于以这样的方式计算两个滤波器(F1与F2):所述电感(13)与(15)由连接电缆自身构成。
12.根据权利要求10的装置，其特征在于所述转换器(C0)包含控制器(29)以及用于对两个源(11与12)所产生的电流进行合并的装置(A)。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于用于对电流进行合并的装置(A)包含具有两个铁心与三个绕组的变压器:
-第一绕组(21)，其被连接到接至第二源(12)的滤波器(F2)的输出的转换器(C0)的输入，
-第二绕组(22)，其被连接到接至第一源(11)的滤波器(F1)的输出的转换器(C0)的输入，以及
-第三绕组(24)，其被连接到电流合并装置(A)的输出。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于所述第一绕组(21)包含第二端子，该端子被连接到受到来自控制器(29)的输出(D)的输出信号控制的开关装置(25)的开关端子，且所述第二绕组(22)包含第二端子，该端子被连接到受到来自控制器(29)的输出(E)的输出信号控制的开关装置(26)的开关端子。
15.根据权利要求14的装置，其特征在于每个开关(24，25)由MOS型功率晶体管构成，其栅极被连接到控制器(29)的对应的控制信号端子，其漏极被连接到变压器(A)的第一或第二绕组中的一个的第二端子，且其源极被连接到本发明的电路的低电位线。
16.根据权利要求13的装置，其特征在于所述变压器(A)的第三绕组(24)的第一高电位端子被连接到传导二极管(27)的阳极，该二极管的阴极被相应地连接到电池(10)，也被连接到存储电容器(28)的第一端子，该电容器的第二端子自身被连接到电路的低电位线。
17.根据权利要求12的装置，其特征在于所述控制器(29)包含以这样的方式安装的两个独立调节环:最优地判断对于每个晶体管或每个开关装置(25，26)的控制状态。
18.根据权利要求17的装置，其特征在于各调节环与以下协作:
-基准电压发生器，其被设计为将调节引入至少接近于最大电力供给的模式，
-控制器(29)的一个或另一个输入端子(C)，以便取得与第一热电源相关联的滤波器(F1)的输出上的瞬时电压；或控制器(29)的输入端子(8)，以便取得与使用光电池的第二源相关联的滤波器(F2)的输出上的瞬时电压。
19.根据权利要求18的装置，其特征在于所述控制器(29)的每个输入(B)或(C)被连接到产生两个源的一个或另一个的瞬时测量电压的平均值的电路，平均电压发生电路的输出被连接到所讨论的调节环的输入端子(40)。
20.根据权利要求19的装置，其特征在于各调节环包含:对于表示用于输入端子(39)的调节的调节阈值的信号的减法器电路(38)，减法器电路(38)从该值中减去从源传送到输入端子(40)的电压的瞬时或平均值；校正器电路(41)，其包含用于开关装置(25或26)的控制脉冲序列发生器。
21.根据权利要求19的装置，其特征在于所述脉冲序列发生器装有用于确定脉冲序列的波形、幅值、占空比、频率的装置。
22.根据权利要求21的装置，其特征在于校正器电路(41)包含用于改变其占空比的装置。
23.根据权利要求18-22中的一项的装置，其特征在于控制器(29)具有用于基准电压校准的电路，其以开关装置(25)的规则间隔产生中断，以便对施加到端子(39)的基准电压进行更新。
24.根据权利要求23的装置，其特征在于校准电路还包含用于在导通时间逐渐减小直到达到零的阶段之后产生MOS晶体管(25)的开关的中断的装置。
25.根据权利要求23或24的装置，其特征在于包含温度传感器，控制器(C0)与这样的电路协作:该电路借助用于将温度转换为Vo/2的形式的基准电压的函数计算由温度直接得到的基准电压Vo/2。
26.根据权利要求18-24中的一项的装置，其特征在于对于使用太阳能电池的第二电源，实现温度传感器和/或日照传感器，以便借助用于对第二源的调节基准电压进行校准的电路对基准电压
Figure A200780005981C0005111836QIETU
进行校正。
27.根据权利要求26的装置，其特征在于:
-用于对使用光电池(12)的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器(44)，其具有在表示温度测量的值上编入索引的一个输入(43)，
-用于对使用光电池(12)的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器(44)，其具有在表示日照水平测量的值上编入索引的一个输入(45)，
-用于对使用光电池(12)的第二源的调节基准电压进行校准的电路包含存储器，其具有相应地在表示温度测量的值上(43)以及表示日照水平测量的值上(45)编入索引的两个输入。
28.根据权利要求27的装置，其特征在于所述存储器(44)产生对于基准电压(V0)的偏置值E，所述偏置值在减法器(48)的负输入上产生，减法器的正输入连接到产生光电池发电器(12)的最大电力的电压V0特性的电路(47)，以由光电发电器传送的电流和电压在所希望的特性范围内工作的方式，产生光电池发电器(12)的最大电力的电压(V0)特性的电路(47)与开关装置或用于连接光电池的装置协作。
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