Устройство электропитания

(57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству электропитания, в котором возможно обнаружить неисправность системы охлаждения. Вентилятор (30) охлаждения вторичной аккумуляторной батареи (10) и вентилятор (40) охлаждения DC/DC-преобразователя (20) расположены параллельно для совместного использования одного воздуховыпускного тракта (80). Температурный датчик (12) на воздухозаборной стороне и температурный датчик (14) на воздуховыпускной стороне закреплены на вторичной аккумуляторной батарее (10). Когда вентилятор (30) охлаждения неисправен, температурный перепад между воздухозаборной стороной и воздуховыпускной стороной во вторичной аккумуляторной батарее (10) увеличивается, поскольку через выпускной тракт (80) образуется компонента (95) обратного потока выпускного воздуха (90), когда работает вентилятор (40) охлаждения. На основании данного эффекта, когда выдаются команды работы для обоих вентиляторов (30, 40) охлаждения, схема (50) управления обнаруживает неисправность в вентиляторе (30) охлаждения посредством контроля температурного перепада между температурами (Тb1, Тb2), что является техническим результатом изобретения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству электропитания и, в частности, к обнаружению неисправностей систем охлаждения и согласованному управлению системами охлаждения в устройстве электропитания, снабженному множеством генераторов напряжения и систем охлаждения.

Уровень техники

Система электропитания, содержащая вторичную аккумуляторную батарею, применяется в составе различного оборудования и систем, типичным примером которых является транспортное средство с комбинированной силовой установкой. Вторичная аккумуляторная батарея характеризуется интервалом температур, в котором эффективность заряда данной батареи резко снижается, когда температура самой вторичной аккумуляторной батареи повышается под действием теплоты, выделяемой в процессе заряда и разряда вторичной аккумуляторной батареи. Поэтому данная система электропитания нуждается в системе охлаждения для вторичной аккумуляторной батареи.

Для данного типа системы охлаждения вторичной аккумуляторной батареи обычно предлагали конфигурацию, которая управляет включением/выключением вентилятора охлаждения в соответствии с температурой вторичной аккумуляторной батареи для охлаждения вторичной аккумуляторной батареи. Вентилятор охлаждения приводят в действие для предотвращения повышения температуры, чтобы температуру вторичной аккумуляторной батареи можно было удерживать в подходящем интервале температур.

Однако в системе вторичной аккумуляторной батареи могут возникать аномалии. Например, возможен случай, когда вентилятор охлаждения становится неработоспособным из-за обрыва проводов, или случай, когда вентилятор охлаждения становится неуправляемым из-за нарушения нормального функционирования системы управления данным вентилятором. В другом случае тракт охлаждающего воздуха может быть забит пылью так, что циркуляция воздуха, выполняющего функцию охлаждающей среды, заблокирована, хотя в системе охлаждения нет ни механической, ни электрической аномалий. Упомянутая аномалия вентилятора охлаждения непосредственно сказывается на режиме охлаждения вторичной аккумуляторной батареи и мешает вторичной аккумуляторной батарее обеспечивать при использовании искомые рабочие показатели. В связи с вышеизложенным предложены различные конфигурации, которые обнаруживают неисправность вентилятора охлаждения вторичной аккумуляторной батареи.

Для устройства электропитания, снабженного вентилятором охлаждения для охлаждения вторичной аккумуляторной батареи, например, была предложена конфигурация, которая вычисляет предполагаемое значение изменения температуры аккумуляторной батареи на основании входной и выходной мощности и температурной разности между температурами аккумуляторной батареи и охлаждающей среды и, по результату сравнения предполагаемого значения изменения температуры и фактического значения изменения температуры, определяет неисправность вентилятора охлаждения аккумуляторной батареи (например, как предложено в японской выложенной заявке на патент № 200186601).

В качестве альтернативы предлагалась, например, конфигурация, которая контролирует температуру охлаждающего воздуха после того, как управляющий сигнал выдан в вентилятор охлаждения аккумуляторной батареи, и определяет неисправность вентилятора охлаждения, если снижение температуры охлаждающего воздуха имеет малое значение (например, как предложено в японской выложенной заявке на патент № 2001210389), или конфигурация, которая определяет неисправность системы охлаждения, если отклонение фактической температуры аккумуляторной батареи от расчетной температуры аккумуляторной батареи, которая вычисляется по току заряда и разряда и режима охлаждения, имеет большое значение (например, как предложено в японской выложенной заявке на патент № 2001313092).

Однако, если вблизи вторичной аккумуляторной батареи расположен другой источник питания (генератор напряжения), который может быть источником выделения теплоты, требуется конфигурация для эффективного охлаждения обоих источников питания. Данная конфигурация требуется, например, для устройства электропитания, в котором вблизи вторичной аккумуляторной батареи расположен преобразователь постоянного тока в постоянный (DC/DC-преобразователь), который подает напряжение питания в другое оборудование и другие устройства.

В упомянутом устройстве электропитания применена конфигурация, в которой отдельные вентиляторы охлаждения обеспечены для соответственно вторичной аккумуляторной батареи и DC/DC-преобразователя и размещены параллельно, чтобы обеспечивать достаточную охлаждающую способность как для вторичной аккумуляторной батареи, так и для DC/DC-преобразователя.

В данной конфигурации с параллельным расположением вентиляторы охлаждения могут находиться один вблизи другого, и потоки воздуха, выполняющего роль охлаждающей среды (холодоносителя), могут влиять друг на друга. Поэтому необходимо согласованно управлять обоими вентиляторами охлаждения. В конфигурации, в которой датчик частоты вращения и другие датчики размещены для обнаружения неисправности вентиляторов охлаждения, количество подлежащих размещению датчиков обнаружения неисправностей увеличивается с увеличением числа подлежащих размещению вентиляторов охлаждения, что приводит к росту затрат. Если учитывать нарушение функционирования самих датчиков обнаружения неисправностей, в частности, надежность обнаружения неисправности снижается с увеличением числа подлежащих размещению вентиляторов охлаждения.

Соответственно в устройстве электропитания, снабженном множеством вентиляторов охлаждения, неисправность вентиляторов охлаждения желательно обнаруживать без обеспечения датчика, который определяет рабочее состояние вентиляторов охлаждения.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение создано для решения вышеописанных проблем. Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности обнаруживать неисправности систем охлаждения в устройстве электропитания, в котором применена конфигурация охлаждения, где системы охлаждения расположены параллельно и соответственно множеству генераторов напряжения, без обеспечения датчика, который определяет рабочее состояние каждой из систем охлаждения.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение согласованного управления множеством систем охлаждения, расположенных параллельно, для достаточного охлаждения каждого из генераторов напряжения в устройстве электропитания, в котором применена вышеописанная конфигурация охлаждения.

Устройство электропитания в соответствии с настоящим изобретением содержит: первый генератор напряжения; второй генератор напряжения; первую систему охлаждения; вторую систему охлаждения; выпускной тракт холодоносителя; первый и второй температурные датчики; схему управления. Первый генератор напряжения содержит первый тракт холодоносителя, допускающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения первого генератора напряжения. Второй генератор напряжения содержит второй тракт холодоносителя, допускающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения второго генератора напряжения. Первая система охлаждения подает холодоноситель к стороне впуска холодоносителя первого тракта холодоносителя. Вторая система охлаждения подает холодоноситель к стороне впуска холодоносителя второго тракта холодоносителя. Выпускной тракт холодоносителя соединен как со стороной выпуска холодоносителя первого тракта холодоносителя, так и со стороной выпуска холодоносителя второго тракта холодоносителя. Первый температурный датчик закреплен на первом генераторе напряжения. Второй температурный датчик закреплен на первом генераторе напряжения со стороны выпуска холодоносителя первого тракта холодоносителя относительно первого температурного датчика. Схема управления управляет работой каждой из первой и второй систем охлаждения. Когда схема управления выдает команду работы в каждую из первой и второй систем охлаждения, в частности схема управления обнаруживает неисправность в первой системе охлаждения, когда температурный перепад между температурой, определяемой первым температурным датчиком, и температурой, определяемой упомянутым вторым температурным датчиком больше, чем опорное значение.

В вышеописанном устройстве электропитания первая и вторая системы охлаждения расположены параллельно, при этом выпускной тракт холодоносителя (например, воздуховыпускной тракт) совместно используется данными системами. Поэтому, когда неисправна первая система охлаждения, создается обратный поток выпускаемого холодоносителя (типичным примером которого является выпускаемый воздух) через выпускной тракт холодоносителя в то время, как действует вторая система охлаждения. С учетом данного эффекта неисправность в первой системе охлаждения можно эффективно обнаруживать без обеспечения на первой системе охлаждения датчика обнаружения неисправности, например датчика частоты вращения, по факту увеличения температурного перепада между стороной впуска холодоносителя (воздухозаборной стороной) и стороной выпуска холодоносителя (воздуховыпускной стороной) первого генератора напряжения до значения выше, чем заданное опорное значения.

В предпочтительном варианте устройство электропитания в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит третий температурный датчик. Третий температурный датчик закреплен на втором генераторе напряжения. Кроме того, когда схема управления приводит в действие вторую систему охлаждения для охлаждения второго генератора напряжения с учетом температуры, определяемой третьим температурным датчиком, схема управления также приводит в действие первую систему охлаждения во вспомогательном режиме для предотвращения обратного потока выпускаемого холодоносителя из второго тракта холодоносителя в первый тракт холодоносителя через выпускной тракт холодоносителя, даже когда по температурам, определяемым первым и вторым температурными датчиками, установлено, что охлаждение первого генератора напряжения не обязательно.

В вышеописанном устройстве электропитания, когда вторая система охлаждения приведена в действие, первая система охлаждения приводится в действие во вспомогательном режиме даже когда установлено, что охлаждение первого генератора напряжения не обязательно. Поэтому можно предотвращать обратный поток выпускаемого холодоносителя из тракта холодоносителя второго генератора напряжения в тракт холодоносителя первого генератора напряжения через общий выпускной тракт холодоносителя (воздуховыпускной тракт). В результате, когда первая система охлаждения находится в нормальном состоянии, можно уменьшать отклонение температурного перепада между стороной впуска холодоносителя (воздухозаборной стороной) и стороной выпуска холодоносителя (воздуховыпускной стороной) первого генератора напряжения.

В предпочтительном варианте в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением скорость потока холодоносителя из первой системы охлаждения, когда первая система охлаждения приведена в действие во вспомогательном режиме, установлена ниже, чем скорость потока холодоносителя, когда первая система охлаждения приведена в действие для охлаждения первого генератора напряжения.

В вышеописанном устройстве электропитания скорость потока холодоносителя в первой системе охлаждения, когда первая система охлаждения приведена в действие во вспомогательном режиме, можно назначать ниже, чем скорость потока холодоносителя, когда первая система охлаждения охлаждает первый генератор напряжения, и, в частности, можно ограничить до уровня, необходимого для предотвращения обратного потока выпускаемого холодоносителя (теплого выпускаемого воздуха) через выпускной тракт холодоносителя (воздуховыпускной тракт). В результате можно снизить мощность привода первой системы охлаждения и генерацию в ней шума по сравнению со случаем, когда устанавливается одинаковое значение скоростей потоков холодоносителя во вспомогательном режиме и во время охлаждения.

В более предпочтительном варианте в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением первый генератор напряжения представляет собой вторичную аккумуляторную батарею, и второй генератор напряжения представляет собой преобразователь мощности, содержащий встроенный в него полупроводниковый элемент коммутации питания.

В вышеописанном устройстве электропитания, в котором применена конфигурация, в которой вторичная аккумуляторная батарея и преобразователь мощности и их соответствующие системы охлаждения расположены параллельно, можно эффективно обнаруживать неисправность в системе охлаждения, соответствующей вторичной аккумуляторной батарее, в которой возрастает расхождение температур в устройстве, по температурам, определяемым множеством температурных датчиков, закрепленных на вторичной аккумуляторной батарее.

В качестве альтернативы устройство электропитания в соответствии с настоящим изобретением содержит: первый генератор напряжения; второй генератор напряжения; первую систему охлаждения; вторую систему охлаждения; выпускной тракт холодоносителя; схему управления. Первый генератор напряжения содержит первый тракт холодоносителя, допускающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения первого генератора напряжения. Второй генератор напряжения содержит второй тракт холодоносителя, допускающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения второго генератора напряжения. Первая система охлаждения подает холодоноситель к стороне впуска холодоносителя первого тракта холодоносителя. Вторая система охлаждения подает холодоноситель к стороне впуска холодоносителя второго тракта холодоносителя. Выпускной тракт холодоносителя соединен как со стороной выпуска холодоносителя первого тракта холодоносителя, так и со стороной выпуска холодоносителя второго тракта холодоносителя. Схема управления управляет работой каждой из первой и второй систем охлаждения. Когда схема управления приводит в действие одну систему охлаждения из первой и второй систем охлаждения, в частности схема управления приводит также в действие другую систему охлаждения из первой и второй систем охлаждения, даже когда охлаждение генератора напряжения, соответствующего другой системе охлаждения, не обязательно.

В вышеописанном устройстве электропитания первая и вторая системы охлаждения расположены параллельно, при этом выпускной тракт холодоносителя (выпускной тракт) совместно используется данными системами. Поэтому, когда приведена в действие только одна из систем охлаждения, возможно повышение температуры генератора напряжения, соответствующего другой из систем охлаждения, из-за обратного потока выпускаемого холодоносителя (теплого выпускаемого воздуха) через выпускной тракт холодоносителя. Соответственно, когда одна из систем охлаждения приведена в действие, другая из систем охлаждения также приводится в действие, даже когда даже когда охлаждение генератора напряжения, который соответствует другой системе охлаждения, не обязательно. Тем самым можно предотвращать образование вышеупомянутого обратного потока выпускаемого холодоносителя (теплого выпускаемого воздуха) и достаточно охлаждать каждый из генераторов напряжения.

В предпочтительном варианте в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением схема управления управляет работой каждой из первой и второй систем охлаждения по выходному сигналу каждого из температурных датчиков, обеспеченных на первом и втором генераторах напряжения.

В вышеописанном устройстве электропитания управление работой каждой из систем охлаждения осуществляется по значению, фактически измеряемому каждым из температурных датчиков, и следовательно, каждый из генераторов напряжения можно надежнее выдерживать при температуре не выше заданной контрольной температуры.

В более предпочтительном варианте в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением, когда схема управления приводит в действие одну систему охлаждения, и когда схема управления приводит в действие также другую систему охлаждения, даже когда охлаждение генератора напряжения, соответствующего другой системе охлаждения, не обязательно, схема управления устанавливает скорость потока холодоносителя из одной системы охлаждения сравнительно выше, чем скорость потока холодоносителя из другой системы охлаждения.

В вышеописанном устройстве электропитания скорость потока холодоносителя в системе охлаждения, когда система охлаждения приведена в действие во вспомогательном режиме, даже когда подача холодоносителя первоначально не обязательна, может быть назначена ниже, чем скорость потока холодоносителя из системы охлаждения, приводимой в действие для охлаждения генератора напряжения, и, в частности, может быть ограничена до уровня, необходимого для предотвращения обратного потока выпускаемого холодоносителя (теплого выпускаемого воздуха) через выпускной тракт холодоносителя (воздуховыпускной тракт). В результате можно снизить потребляемую мощность и генерацию шума в системе охлаждения, работающей во вспомогательном режиме, по сравнению со случаем, когда устанавливается одинаковое значение скоростей потоков холодоносителя.

В качестве альтернативы в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением схема управления предпочтительно управляет работой первой системы охлаждения так, что первый генератор напряжения выдерживается при температуре не выше первой опорной температуры, и управляет работой второй системы охлаждения так, что второй генератор напряжения выдерживается при температуре не выше второй опорной температуры. Первая опорная температура ниже, чем вторая опорная температура. Кроме того, когда схема управления приводит в действие вторую систему охлаждения для охлаждения второго генератора напряжения, схема управления также приводит в действие первую систему охлаждения, даже когда охлаждение первого генератора напряжения не обязательно.

В вышеописанном устройстве электропитания, когда генераторы напряжения имеют разные опорные температуры, используемые каждая по отдельности как заданное контрольное значение, только первая система охлаждения, соответствующая генератору напряжения с меньшей опорной температурой, может быть системой охлаждения, приводимой в действие во вспомогательном режиме для предотвращения обратного потока выпускаемого холодоносителя, даже когда охлаждение не обязательно. Другими словами, ввиду того, что обратный поток выпускаемого холодоносителя из генератора напряжения, который имеет меньшую опорную температуру, в генератор напряжения, который имеет более высокую опорную температуру, оказывает менее неблагоприятное воздействие с точки зрения повышения температуры в генераторе напряжения, вышеописанный вспомогательный режим работы не реализуется во второй системе охлаждения, соответствующей генератору напряжения, который имеет более высокую опорную температуру, что позволяет снизить потребляемую мощность и генерацию шума в данной системе.

В более предпочтительном варианте в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением, когда схема управления приводит в действие вторую систему охлаждения, и когда схема управления приводит в действие также первую систему охлаждения, даже когда охлаждение первого генератора напряжения не обязательно, схема управления устанавливает скорость потока холодоносителя из второй системы охлаждения сравнительно выше, чем скорость потока холодоносителя из первой системы охлаждения.

В вышеописанном устройстве электропитания скорость потока холодоносителя в системе охлаждения (первой системе охлаждения), приводимой в действие во вспомогательном режиме, когда охлаждение не обязательно, можно назначать ниже, чем скорость потока холодоносителя из системы охлаждения (второй системы охлаждения), приводимой в действие для охлаждения генератора напряжения, а, в частности, можно ограничить до уровня, необходимого для предотвращения обратного потока выпускаемого холодоносителя (выпускаемого воздуха) через выпускной тракт холодоносителя (воздуховыпускной тракт). В результате можно снизить потребляемую мощность и генерацию шума в первой системе охлаждения во вспомогательном режиме работы по сравнению со случаем, когда устанавливается одинаковое значение скоростей потоков холодоносителя.

В предпочтительном варианте устройство электропитания в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит первый и второй каналы. Первый канал оборудован между стороной нагнетания первой системы охлаждения и первым трактом холодоносителя. Второй канал оборудован в форме ответвления от первого канала. Кроме того, сторона всасывания и сторона нагнетания второй системы охлаждения соединены со вторым каналом и вторым трактом холодоносителя соответственно.

В вышеописанном устройстве электропитания холодоноситель может подаваться из каждой из первой и второй систем охлаждения всего лишь обеспечением тракта ввода холодоносителя на впускной стороне первой системы охлаждения. Кроме того, выпускной тракт холодоносителя (например, воздуховыпускной тракт) также может совместно использоваться первой и второй системами охлаждения. И следовательно, как первый, так и второй генераторы напряжения могут охлаждаться в компактной конфигурации охлаждения.

В предпочтительном варианте в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением схема управления управляет работой каждой из первой и второй систем охлаждения так, что первый и второй генераторы напряжения выдерживаются при температурах не выше их соответствующих заданных контрольных температур. В частности, первый генератор напряжения представляет собой вторичную аккумуляторную батарею, и второй генератор напряжения представляет собой преобразователь мощности, содержащий встроенный в него полупроводниковый элемент коммутации питания. Заданная контрольная температура преобразователя мощности выше, чем заданная контрольная температура вторичной аккумуляторной батареи.

В вышеописанном устройстве электропитания, в котором применена конфигурация, в которой вторичная аккумуляторная батарея и преобразователь мощности и их соответствующие системы охлаждения расположены параллельно, можно достаточно охлаждать вторичную аккумуляторную батарею и преобразователь мощности предотвращением, в частности, образования обратного потока выпускаемого холодоносителя (выпускаемого воздуха) во вторичную аккумуляторную батарею, имеющую сравнительно низкую заданную контрольную температуру.

Соответственно в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением, где устройство электропитания использует конфигурацию, в которой системы охлаждения, соответствующие множеству относящихся к ним генераторов напряжения, расположены параллельно, и выпускной тракт холодоносителя (воздуховыпускной тракт) используется совместно, неисправность в системах охлаждения можно обнаруживать без обеспечения датчика, который определяет рабочее состояние каждой из систем охлаждения.

Кроме того, в устройстве электропитания в соответствии с настоящим изобретением используется конфигурация, в которой системы охлаждения, соответствующие множеству относящихся к ним генераторов напряжения, расположены параллельно, и выпускной тракт холодоносителя (воздуховыпускной тракт) используется совместно, соответствующие генераторы напряжения могут достаточно охлаждаться обеспечением согласованного управления системами охлаждения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема примера конфигурации устройства электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - чертеж, показывающий изменение температур вторичной аккумуляторной батареи и DC/DC-преобразователя в устройстве электропитания, показанном на фиг. 1.

Фиг. 3 - пример работы вентилятора охлаждения, показанного на фиг. 1.

Фиг. 4 - блок-схема последовательности этапов, характеризующих способ обнаружения неисправности в вентиляторе охлаждения вторичной аккумуляторной батареи в устройстве электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций, характеризующих способ обнаружения неисправности в вентиляторе охлаждения DC/DC-преобразователя в устройстве электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 - блок-схема другого примера конфигурации устройства электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 - чертеж, показывающий управление работой вентилятора охлаждения в каждом из устройств электропитания, показанных на фиг. 1 и 6.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Ниже представлено подробное описание варианта осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи. В дальнейшем одинаковые или соответствующие элементы обозначены одинаковыми позициями, и их принципиальное описание не повторяется.

На фиг. 1 представлена блок-схема, изображающая конфигурацию устройства 100 электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как видно из фиг. 1, устройство 100 электропитания содержит вторичную аккумуляторную батарею 10, изображенную как типичный пример "первого источника питания (генератора напряжения)", DC/DC-преобразователь 20, изображенный как типичный пример преобразователя мощности, соответствующего "второму источнику питания (генератору напряжения)", вентилятор 30 охлаждения, оборудованный соответственно для вторичной аккумуляторной батареи 10, и вентилятор 40 охлаждения, оборудованный соответственно для DC/DC-преобразователя 20, и электронную схему управления (ECU) 50.

В устройстве 100 электропитания, вентилятор 30 охлаждения соответствует "первой системе охлаждения" в настоящем изобретении, вентилятор 40 охлаждения соответствует "второй системе охлаждения" в настоящем изобретении. Схема 50 ECU, которая соответствует "схеме управления" в настоящем изобретении, построена из микрокомпьютера, памяти и других элементов для выполнения последовательности обработки по заданной программе.

Вторичная аккумуляторная батарея 10 содержит тракт 15 холодоносителя. Вентилятор 30 охлаждения подает собираемый холодоноситель (типичным примером которого является воздух) с воздухозаборной стороны (стороны впуска холодоносителя) тракта 15 холодоносителя. По мере того как холодоноситель от вентилятора 30 охлаждения проходит по тракту 15 холодоносителя, происходит теплообмен между холодоносителем и вторичной аккумуляторной батарей 10, и затем холодоноситель выпускается в воздуховыпускной тракт 80, подсоединенный к воздуховыпускной стороне (стороне выпуска холодоносителя) тракта 15 холодоносителя.

Аналогично DC/DC-преобразователь 20 содержит тракт 25 холодоносителя. Вентилятор 40 охлаждения подает собираемый холодоноситель с воздухозаборной стороны (стороны впуска холодоносителя) тракта 25 холодоносителя. По мере того как холодоноситель от вентилятора 40 охлаждения проходит по тракту 25 холодоносителя, происходит теплообмен между холодоносителем и DC/DC-преобразователем 20, и затем холодоноситель выпускается в воздуховыпускной тракт 80, подсоединенный к воздуховыпускной стороне (стороне выпуска холодоносителя) тракта 25 холодоносителя. Другими словами, воздуховыпускной тракт 80 соответствует "выпускному тракту холодоносителя" в настоящем изобретении.

Хотя форма и другие параметры трактов 15 и 25 холодоносителя предназначены для достижения достаточной эффективности охлаждения во вторичной аккумуляторной батарее 10 и DC/DC-преобразователе 20, на фиг. 1 тракты 15 и 25 охлаждения схематически показаны прямыми линиями.

По существу воздуховыпускные стороны трактов 15 и 25 холодоносителя соединены с общим воздуховыпускным трактом 80, и следовательно, холодоноситель, выпускаемый после теплообмена из вторичной аккумуляторной батареи 10, и холодоноситель, выпускаемый после теплообмена из DC/DC-преобразователя 20, выпускаются в комбинированном режиме. Воздуховыпускной тракт 80 расположен вблизи вентилятора 30 охлаждения, который подает большой объем холодоносителя для охлаждения вторичной аккумуляторной батареи 10, и следовательно, выпускаемый воздух 90, выходящий из DC/DC-преобразователя 20, может содержать компоненту 95 обратного потока, которая протекает обратно в сторону вторичной аккумуляторной батареи 10, в дополнение к компоненте, протекает в направлении воздуховыпускного тракта 80.

Ниже приведено описание тепловыделяющего свойства вторичной аккумуляторной батареи 10 и DC/DC-преобразователя 20.

Вторичная аккумуляторная батарея 10 является сравнительно крупной и выделяет теплоту за счет электрохимической реакции, обусловленной операцией заряда и разряда. Поэтому энергетическая плотность, с которой выделяется теплота, является сравнительно невысокой, и область тепловыделения увеличивается, что приводит к значительному расхождению температур внутри устройства. Поэтому необходимо обеспечить множество температурных датчиков на вторичной аккумуляторной батарее 10. В настоящем варианте осуществления на вторичной аккумуляторной батарее 10 обеспечены, по меньшей мере, температурные датчики 12, 14, и температурные датчики 12, 14 закреплены на воздухозаборной стороне (впускной стороне холодоносителя), которая находится вблизи вентилятора 30 охлаждения, и воздуховыпускной стороне (выпускной стороне холодоносителя), которая находится вблизи воздуховыпускного тракта 80 соответственно.

Температурные датчики 12, 14 сложно закреплять внутри элемента аккумуляторной батареи, и следовательно, температурные датчики 12, 14 прикреплены к поверхности контейнера элемента аккумуляторной батареи соответственно участкам конструкции, которые обладают сравнительно высокой теплопроводностью изнутри элемента аккумуляторной батареи. Температура Tb1, определяемая температурным датчиком 12, и температура Tb2, определяемая температурным датчиком 14, выводятся в схему 50 управления.

Напротив, в DC/DC-преобразователе 20, встроенный в него полупроводниковый элемент коммутации питания (не показанный) выделяет теплоту в режиме высокочастотной коммутации. Поэтому в DC/DC-преобразователе 20 энергетическая плотность, с которой выделяется теплота, является относительно высокой, и область тепловыделения уменьшается. Соответственно DC/DC-преобразователь 20 характеризуется более высокой скоростью и большим значением подъема температуры во время работы. Поэтому в настоящем варианте осуществления на DC/DC-преобразователе 20 оборудован единственный температурный датчик 22. Температурный датчик 22 закреплен соответственно месту, в котором расположен полупроводниковый элемент коммутации питания. Температура Td, определяемая температурным датчиком 22, выводится в схему 50 управления.

Схема 50 управления управляет режимами работы вентиляторов 30, 40 охлаждения, другими словами, рабочим состоянием (ВКЛ.) и нерабочим состоянием (ВЫКЛ.) каждого из вентиляторов охлаждения, и заданной скоростью потока холодоносителя во время работы в зависимости от температур Tb1, Tb2 и Td, определяемых температурными датчиками 12, 14 и 22. В частности, управление частотой вращения каждого их вентиляторов охлаждения осуществляется в соответствии с установленной скоростью потока холодоносителя. В последующем температуры Tb1, Tb2, определяемые температурными датчиками 12, 14, оборудованными на вторичной аккумуляторной батарее 10, именуются также "температурами аккумуляторной батареи", тогда как температура Td, определяемая температурным датчиком 22, оборудованном на DC/DC-преобразователе 20, именуется также "температурой преобразователя".

В устройстве 100 электропитания температурный датчик 12 соответствует "первому температурному датчику" в настоящем изобретении, тогда как температурный датчик 14 соответствует "второму температурному датчику" в настоящем изобретении. Температурный датчик 22 соответствует "третьему температурному датчику" в настоящем изобретении.

Ниже приведено описание режимов работы вентиляторов 30, 40 охлаждения со ссылками на фиг. 2 и 3.

Как видно из фиг. 2, включение устройства 100 электропитания ведет к началу одновременного повышения температуры Td преобразователя и температур Tb1, Tb2 аккумуляторной батареи. При включении устройства 100 электропитания как вторичная аккумуляторная батарея 10, так и DC/DC-преобразователь 20 характеризуются еще малыми значениями повышения температуры, и следовательно, оба вентилятора 30, 40 охлаждения переключены в нерабочее состояние (ВЫКЛ.) схемой 50 управления, как показано на фиг. 3.

Как также видно из фиг. 2, после включения устройства 100 электропитания, температуры вторичной аккумуляторной батареи 10 и DC/DC-преобразователя 20 постепенно повышаются из-за теплоты, выделяемой во вторичной аккумуляторной батарее 10 и DC/DC-преобразователе 20. Как описано выше, относительно большое количество теплоты, выделяемой в DC/DC-преобразователе 20, и следовательно, температура Td преобразователя характеризуется более высокой скоростью роста, чем температуры Tb1, Tb2 аккумуляторной батареи.

Соответственно в вентилятор 40 охлаждения выдается команда работы в момент времени t1, когда температура Td преобразователя превышает опорную температуру Tdr. В частности, как показано на фиг. 3, схема 50 управления выдает команду установки частоты вращения, которая соответствует предусмотренной заданной скорости X1 потока холодоносителя, в вентилятор 40 охлаждения, и вследствие этого вентилятор 40 охлаждения переключается из выключенного состояния во включенное состояние. Тем самым предотвращается повышение температуры Td преобразователя после момента времени t1.

Напротив, температура вторичной аккумуляторной батареи 10 повышается медленно, и следовательно, в момент времени t1 температуры Tb1, Tb2 аккумуляторной батареи еще не поднялись до уровня, при котором требуется охлаждение. Однако, чтобы не допустить образования компоненты 95 обратного потока, показанного на фиг. 1, выпускаемым воздухом 90 из DC/DC-преобразователя, схема 50 управления не только приводит в действие вентилятор 40 охлаждения, но также приводит в действие вентилятор 30 охлаждения во вспомогательном режиме. В частности, команда установки частоты вращения, которая соответствует заданной скорости Y1 потока холодоносителя во вспомогательном режиме, выдается из схемы 50 управления в вентилятор 30 охлаждения. Соответственно выпускаемый воздух 90, показанный на фиг. 1, из DC/DC-преобразователя вводится в воздуховыпускной тракт 80 без протекания обратно в тракт 15 холодоносителя вторичной аккумуляторной батареи 10.

Как также видно из фиг. 2, вентиляторы 30 и 40 охлаждения работают согласованно, как описано выше, и вследствие этого температуры Tb1 (на воздухозаборной стороне) и Tb2 (на воздуховыпускной стороне) аккумуляторной батареи продолжают повышаться без доведения до значительного возрастания температурного перепада ΔTb между ними (ΔTb=|Tb1-Tb2|).

В последующий момент времени t2 схема 50 управления определяет, что вторичная аккумуляторная батарея 10 нуждается в охлаждении в ответ на превышение, по меньшей мере, одной из температур Tb1, Tb2 опорной температуры Tbr.

Соответственно, как показано на фиг. 3, схема 50 управления выдает команду установки частоты вращения, которая соответствует заданной скорости Y2 потока холодоносителя во время охлаждения, в вентилятор 40 охлаждения. В вентиляторе 30 охлаждения заданная скорость Y2 потока холодоносителя во время охлаждения устанавливается выше, чем заданная скорость Y1 потока холодоносителя во вспомогательном режиме. По существу заданная скорость потока холодоносителя, когда вентилятор 30 охлаждения работает во вспомогательном режиме, в котором не требуется охлаждения, ограничена до уровня, необходимого для предотвращения обратного потока выпускаемого воздуха, и вследствие этого можно сэкономить мощность привода вентилятора 30 охлаждения по сравнению со случаем, когда устанавливаются одинаковые скорости потоков холодоносителя во вспомогательном режиме и во время охлаждения.

Что касается режимов работы вентиляторов 30, 40 охлаждения, заданные скорости X1, Y2 потоков холодоносителя во время охлаждения (фиг. 3) могут устанавливаться на множестве этапов в соответствии со определяемыми температурами Tb1, Tb2, Td.

Как также видно из фиг. 2, объем холодоносителя для активного охлаждения вторичной аккумуляторной батареи 10 подается из вентилятора 30 охлаждения, как описано выше, и тем самым предотвращается повышение температур Tb1, Tb2 аккумуляторной батареи. В частности, обратный поток выпускаемого воздуха 90 из DC/DC-преобразователя 20 не образуется, и следовательно, выдерживается сравнительно небольшой температурный перепад ΔTb между температурами Tb1, Tb2 аккумуляторной батареи.

Напротив, температура аккумуляторной батареи, когда вентилятор 30 охлаждения становится неисправным, показывает изменение, обозначенное позициями #Tb1 и #Tb2 на фиг. 2.

Как описано выше, причинами неисправности вентилятора охлаждения могут быть электрическая аномалия, например обрыв провода, непригодность к работе из-за механической поломки и неуправляемость, вызванная аномалией системы управления. Или же тракт охлаждающего воздуха может быть, например, забит пылью, блокирующей циркуляцию холодоносителя (воздуха), хотя в вентиляторе охлаждения нет ни механической, ни электрической аномалии.

Когда вентилятор 30 охлаждения оказывается неисправным, команда работы выдается в вентилятор 30 охлаждения после момента времени t1, в который включается вентилятор 40 охлаждения, и после момента времени t2, в который требует охлаждения вторичная аккумуляторная батарея 10. Фактически однако холодоноситель (воздух) не подается в тракт 15 охлаждения.

Что касается температур #Tb1 и #Tb2 аккумуляторной батареи, которые продолжают повышаться, температура #Tb2 на воздуховыпускной стороне становится выше, чем температура #Tb1 на воздухозаборной стороне из-за воздействия обратного потока выпускаемого воздуха 90 из DC/DC-преобразователя 20. Соответственно, когда вентилятор 30 охлаждения неисправен, устройство 100 электропитания сталкивается с характерным эффектом, когда температурный перепад Δ#Tb (Δ#Tb=|#Tb1-#Tb2|) становится больше, когда работает вентилятор 40 охлаждения.

С учетом данного эффекта неисправность обнаруживается в устройстве 100 электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения подпрограммой обнаружения неисправности вентилятора охлаждения, показанной на фиг. 4, без обеспечения датчика определения вращения на вентиляторе 30 охлаждения. Подпрограмму обнаружения неисправности вентилятора охлаждения, показанную на фиг. 4, заранее вводят в ECU 50 для исполнения.

На фиг. 4 представлена блок-схема последовательности этапов, характеризующих способ обнаружения неисправности, предназначенный для определения обладает или нет вентилятор 30 охлаждения достаточной охлаждающей способностью, другими словами, исправен или нет вентилятор 30 охлаждения.

Как видно на фиг. 4, в подпрограмме обнаружения неисправности для вентилятора 30 охлаждения в устройстве 100 электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения сначала с заданной периодичностью снимаются замеры температур Tb1 и Tb2 аккумуляторной батареи, определяемые температурными датчиками 12 и 14 (этап S100). По снятым замерам температур Tb1 и Tb2 аккумуляторной батареи выполняется определение, является ли или нет температурный перепад между данными температурами больше, чем определяющее опорное значение Trb, другими словами, выполняется ли или нет условие |Tb1-Tb2|>Trb (этап S110).

Если температурный перепад |Tb1-Tb2| больше, чем определяющее опорное значение Trb (когда получен результат определения ДА на этапе S110), то выполняется проверка, выданы ли или нет команды работы в вентиляторы 30 и 40 охлаждения (этап S120).

Если даже несмотря на то, что в вентиляторы 30 и 40 охлаждения выданы команды работы, температурный перепад |Tb1-Tb2| во вторичной аккумуляторной батарее увеличивается вследствие эффекта обратного потока выпускаемого воздуха через воздуховыпускной тракт 80 (когда получен результат определения ДА на этапе S120), то в вентиляторе 30 охлаждения определяется неисправность (этап S130).

Если обнаруживается неисправность вентилятора 30 охлаждения (когда получен результат определения ДА на этапе S130), то выполняется процедура при неисправности (этап S140). Что касается процедуры при неисправности, пользователь сначала извещается, что вентилятор 30 охлаждения неисправен и нуждается в ремонте. Кроме того, когда охлаждающая способность вентилятора 30 охлаждения снижается, осуществляется управление в форме ограничения операции заряда и разряда вторичной аккумуляторной батареи 10. Соответственно возможна работа с амортизацией отказов в состоянии, в котором выходная мощность устройства 100 электропитания ограничена в то время, как сдерживается тепловыделение во вторичной аккумуляторной батарее 10.

Пока неисправность вентилятора 30 охлаждения не обнаружена (когда получен результат определения НЕТ на этапах S110 и S120), процедура определения неисправности на этапах S100-S120 циклически выполняется с заданной периодичностью по замерам температур Tb1, Tb2 аккумуляторной батареи.

По существу в устройстве электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения неисправность вентилятора 30 охлаждения можно эффективно определять благодаря применению конфигурации с параллельным расположением вентиляторов 30, 40 охлаждения на основании температурного перепада во вторичной аккумуляторной батарее 10, без обеспечения датчика обнаружения неисправности, например датчика частоты вращения.

Напротив, место тепловыделения в DC/DC-преобразователе 20 является сравнительно небольшим, и следовательно, только по температуре Td преобразователя, определяемой единственным температурным датчиком 22, можно определить, обладает ли или нет вентилятор 40 охлаждения достаточной охлаждающей способностью, другими словами, исправен или нет вентилятор 40 охлаждения.

На фиг. 5 представлена блок-схема последовательности операций, характеризующих способ для определения, обладает ли или нет вентилятор 40 охлаждения DC/DC-преобразователя достаточной охлаждающей способностью, другими словами, для определения неисправности в вентиляторе 40 охлаждения.

Как видно из фиг. 5, в подпрограмме обнаружения неисправности вентилятора 40 охлаждения в устройстве 100 электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения температура Td преобразователя замеряется с заданной периодичностью температурным датчиком 22, обеспеченным на DC/DC-преобразователе 20 (этап S200). Выполняется определение, является ли или нет замеренная температура Td преобразователя выше, чем определяющее опорное значение Trd (назначенное так, чтобы выполнялось условие: определяющее опорное значение Trd опорной температуры Tdr), другими словами, выполняется ли или нет условие Td>Trd (этап S210).

Если температура Td преобразователя выше, чем определяющее опорное значение Trd (когда получен результат определения ДА на этапе S210), то выполняется проверка, выдана ли или нет команда работы в вентилятор 40 охлаждения 40 (этап S220).

Если даже несмотря на то, что в вентилятор 40 охлаждения выдана команда работы, температура Td преобразователя повышается (когда получен результат определения ДА на этапе S220), то в вентиляторе 40 охлаждения определяется неисправность (этап S230).

Если обнаруживается неисправность вентилятора 40 охлаждения (когда получен результат определения ДА на этапе S230), то выполняется процедура при неисправности, аналогичная процедуре при неисправности на этапе S140 (этап S240). Другими словами, пользователь извещается, что вентилятор 40 охлаждения неисправен, и осуществляется управление в форме ограничения выходной мощности DC/DC-преобразователя, когда снижается охлаждающая способность вентилятора 40 охлаждения. Соответственно возможна работа с амортизацией отказов в состоянии, в котором выходная мощность устройства 100 электропитания ограничена в то время, как сдерживается тепловыделение в DC/DC-преобразователе 20.

Пока неисправность вентилятора 40 охлаждения не обнаружена (когда получен результат определения НЕТ на этапах S210 и S220), процедура определения неисправности на этапах S200-S220 циклически выполняется с заданной периодичностью по замерам температуры Td преобразователя.

По существу DC/DC-преобразователь 20, который является целевым объектом охлаждения вентилятором 40 охлаждения, имеет конфигурацию, в которой менее вероятно образование расхождения температур, обусловленное обратным потоком выпускаемого воздуха, и следовательно, обнаружение неисправности в вентиляторе охлаждения может выполняться в соответствии с общей конфигурацией по измеренному значению температуры целевого объекта охлаждения.

Устройство 100 электропитания в конфигурации, содержащей вторичную аккумуляторную батарею, установлено, например, на транспортном средстве с комбинированной силовой установкой. В данном случае вторичная аккумуляторная батарея 10 выполняет функцию источника питания, в основном, приводного электродвигателя транспортного средства, с преобразованием мощности инвертером, расположенным в последующем каскаде. Напротив, DC/DC-преобразователь 20 выполняет функцию источника питания других вспомогательных машин и прочих устройств. Если система охлаждения неисправна в конфигурации, в которой вторичная аккумуляторная батарея 10 и DC/DC-преобразователь 20 расположены параллельно, то неисправность в вентиляторе охлаждения можно определять для водителя и информировать водителя о том, что рекомендован ремонт, и продолжить вождение транспортного средства в режиме с амортизацией отказа посредством ограничения выходных мощностей вторичной аккумуляторной батареи 10 и DC/DC-преобразователя 20.

Когда устройство 100 электропитания применяется для транспортного средства с комбинированной силовой установкой, в частности, повышается выходная мощность вторичной аккумуляторной батареи 10. Поэтому требуется больше элементов, что приводит к дополнительному увеличению температурного перепада во вторичной аккумуляторной батарее 10. Соответственно устройство электропитания, снабженное системой охлаждения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, пригодно для установки на транспортном средстве с комбинированной силовой установкой.

На фиг. 6 представлен другой пример конфигурации устройства электропитания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

При сравнении фиг. 6 с фиг. 1, устройство 100# электропитания, показанное на фиг. 6, отличается от устройства 100 электропитания, показанного на фиг. 1, тем, что между стороной нагнетания вентилятора 30 охлаждения и трактом 15 холодоносителя оборудован канал 32, ответвляющийся от канала 31, и тем, что заборная сторона вентилятора 40 охлаждения соединена с каналом 32. Другими словами, устройство 100# электропитания имеет конфигурацию, в которой впускной тракт 29 холодоносителя оборудован только на заборной стороне вентилятора 30 охлаждения, так что холодоноситель можно подавать в оба тракта 15, 25 холодоносителя.

В результате вентиляторы 30, 40 охлаждения могут совместно использовать как впускной тракт, так и выпускной тракт холодоносителя в устройстве 100# электропитания, и следовательно, можно обеспечить компактные конфигурации охлаждения как вторичной аккумуляторной батареи 10, так и DC/DC-преобразователя 20.

Другие конфигурации устройства 100# электропитания аналогичны конфигурациям устройства 100 электропитания, показанного на фиг. 1, и следовательно, их подробные описания не повторяются. Что касается управления вентиляторами 30, 40 охлаждения схемой 50 управления, согласованное управление аналогично тому, которое осуществляется в устройстве 100 электропитания.

По существу схема 50 управления определяет, требуется или нет охлаждение вторичной аккумуляторной батареи 10 по результату сравнения температуры Tb аккумуляторной батареи с опорной температурой Tbr, и определяет, требуется или нет охлаждение DC/DC-преобразователя 20 по результату сравнения температуры Td преобразователя и опорной температуры Tdr.

По существу схема 50 управления приводит в действие вентилятор 30 охлаждения, когда данная схема определяет, что требуется охлаждение вторичной аккумуляторной батареи 10, и выключает вентилятор 30 охлаждения из работы, когда данная схема определяет, что охлаждение вторичной аккумуляторной батареи 10 не обязательно. Аналогично схема 50 управления по существу приводит в действие вентилятор 40 охлаждения, когда данная схема определяет, что требуется охлаждение DC/DC-преобразователя 20, и выключает вентилятор 40 охлаждения из работы, когда данная схема определяет, что охлаждение DC/DC-преобразователя 20 не обязательно.

Температура Tb аккумуляторной батареи и температура Td преобразователя являются температурами, применяемыми для определения того, требуется или нет охлаждение вторичной аккумуляторной батареи 10 и DC/DC-преобразователя 20. Другими словами, если на вторичной аккумуляторной батарее 10 и DC/DC-преобразователе 20 расположено множество температурных датчиков, то в качестве репрезентативного значения можно взять максимальное значение или среднее значение температур, определяемых соответствующими температурными датчиками, или взять температуру, определяемую температурным датчиком, установленным на конкретном участке.

Как показано на фиг. 7, схема 50 управления приводит в действие оба вентилятора 30 и 40 охлаждения, когда Tb>Tbr и Td>Tdr, и выключает оба вентилятора 30 и 40 охлаждения из работы, когда Tb≤Tbr и Td≤Tdr.

Когда Td>Tdr и Tb≤Tbr, охлаждение DC/DC-преобразователя 20 необходимо, а охлаждение вторичной аккумуляторной батареи 10 не обязательно. Однако, как описано выше, если в действие приведен только вентилятор 40 охлаждения, температура вторичной аккумуляторной батареи 10 может повышаться вследствие образования компоненты 95 обратного потока выпускаемого воздуха из DC/DC-преобразователя 20, имеющего относительно высокую опорную температуру по сравнению с вторичной аккумуляторной батарей 10, имеющей относительно низкую опорную температуру. Соответственно схема 50 управления приводит в действие вентилятор 40 охлаждения для охлаждения DC/DC-преобразователя 20 и одновременно приводит в действие во вспомогательном режиме вентилятор 30 охлаждения, работа которого первоначально не обязательна, для предотвращения образования компоненты 95 обратного потока выпускаемого воздуха 90 из DC/DC-преобразователя.

Как в случае, описанном на фиг. 2, скорость потока холодоносителя в вентиляторе 30 охлаждения во вспомогательном режиме устанавливается ниже, чем скорость потока холодоносителя во время охлаждения (в действии). Соответственно скорость потока холодоносителя в вентиляторе 30 охлаждения в данном случае устанавливается ниже, чем скорость потока холодоносителя в вентиляторе 40 охлаждения, приводимого в действие для охлаждения DC/DC-преобразователя 20.

Напротив, когда Td≤Tdr и Tb>Tbr, даже если в действие приведен только вентилятор 30 охлаждения, соответствующий вторичной аккумуляторной батарее 10, имеющей сравнительно низкую заданную контрольную температуру, вероятность, что в DC/DC-преобразователе 20 со сравнительно высокой опорной температурой случится значительное повышение температуры из-за компоненты обратного потока выпускаемого воздуха, является незначительной. Соответственно схема 50 управления приводит в действие вентилятор 30 охлаждения для охлаждения вторичной аккумуляторной батареи 10 и в то же время выключает из работы вентилятор 40 охлаждения, соответствующий DC/DC-преобразователю 20, без приведения вентилятора 40 охлаждения в действие во вспомогательном режиме.

По существу, что касается компоненты обратного потока выпускаемого воздуха, оказывающей менее неблагоприятное воздействие с точки зрения повышения температуры, вспомогательный режим работы вентилятора охлаждения для предотвращения образования обратного потока не исполняется, что может предотвратить повышение потребляемой мощности и генерацию рабочего шума (помех).

Если в тракт 15 холодоносителя подается холодоноситель со слишком высокой температурой или слишком низкой температурой, возможно неблагоприятное влияние на работу вторичной аккумуляторной батареи 10. Соответственно схема 50 управления контролирует температуру Tre холодоносителя на впуске температурным датчиком (не показанным), обеспеченным во впускном тракте 29 холодоносителя. Если температура Tre холодоносителя на впуске выше или ниже заданного опорного диапазона, то принимается решение, что охлаждение вторичной аккумуляторной батареи 10 необязательно, независимо от температуры Tb аккумуляторной батареи. Другими словами, если температура Tre холодоносителя на впуске находится за пределами опорного диапазона, то управление вентилятором 30 охлаждения, показанное на фиг. 7, осуществляется как в случае Tb≤Tbr, независимо от фактической температуры Tb аккумуляторной батареи.

Управление работой вентиляторов 30, 40 охлаждения, описанное со ссылкой на фиг. 7, можно применить как к устройству 100 электропитания на фиг. 1, так и к устройству 100# электропитания на фиг. 6, описанным выше. Другими словами, в обоих устройствах 100, 100# электропитания, как вторичную аккумуляторную батарею 10, так и DC/DC-преобразователь 20 можно достаточно охлаждать обеспечением согласованного управления, показанного на фиг. 7, параллельно расположенными вентиляторами 30, 40 охлаждения.

Как описано выше, устройство электропитания, показанное на фиг. 6, обладает компактной конфигурацией, которая допускает охлаждение как вторичной аккумуляторной батареи 10, так и DC/DC-преобразователя 20, и следовательно, пригодно для установки на транспортное средство с комбинированной силовой установкой, которое нуждается в том, чтобы устройство электропитания занимало небольшой объем.

В настоящем изобретении значения, измеряемые температурными датчиками, обеспеченными на вторичной аккумуляторной батарее 10 и DC/DC-преобразователе 20, используются как температура Tb аккумуляторной батареи и температура Td преобразователя, которые необходимы для управления работой вентиляторов 30, 40 охлаждения схемой 50 управления. Или в качестве температуры Tb аккумуляторной батареи и температуры Td преобразователя можно использовать ожидаемые значения температуры, основанные на рабочих состояниях вторичной аккумуляторной батареи 10 и DC/DC-преобразователя 20. Однако следует отметить, что управление вентилятором охлаждения по значениям, измеренным температурными датчиками, позволяет более надежно выдерживать вторичную аккумуляторную батарею 10 и DC/DC-преобразователь 20 при температуре не выше, чем заданная контрольная температура.

В устройствах 100, 100# электропитания, показанных в настоящем варианте осуществления, можно также применить другие источники питания, например другие виды аккумуляторных батарей, включая топливные элементы и прочие элементы, и конденсаторы и прочие элементы, которые выполняют функцию электрического аккумуляторного устройства, которое хранит вводимый снаружи электрический заряд, вместо вторичной аккумуляторной батареи 10.

В настоящем изобретении описана конфигурация устройства электропитания, в котором расположенные параллельно целевые объекты охлаждения (генераторы напряжения) представляют собой вторичную аккумуляторную батарею и DC/DC-преобразователь, содержащий встроенный в него полупроводниковый элемент коммутации питания. Однако применение настоящего изобретения не ограничено данной конфигурацией. Другими словами, настоящее изобретение применимо без ограничения целевого объекта охлаждения (генератора напряжения), холодоносителя и системы охлаждения, пока устройство электропитания имеет конфигурацию охлаждения, в которой целевые объекты охлаждения (генераторы напряжения) и системы охлаждения соответствуют данной конфигурации, соответственно расположены параллельно, и стороны выпуска холодоносителя систем охлаждения соединены между собой.

При этом можно определить подходящую систему охлаждения, которая должна быть целевым объектом вспомогательного режима для предотвращения обратного потока выпускаемого холодоносителя, соответственно характеристики (например, заданной контрольной температуры, тепловыделяющей способности) подлежащих охлаждению целевых объектов (генераторов напряжения). Для конфигурации, в которой параллельно расположены однотипные генераторы напряжения и системы охлаждения, было бы целесообразно обеспечить для каждой из систем охлаждения возможность работы во вспомогательном режиме, когда работают другие системы охлаждения.

Следует понимать, что описанный здесь вариант осуществления служит для иллюстрации во всех отношениях и не подлежит истолкованию в ограничительном смысле. Объем настоящего изобретения определяется не вышеприведенным описанием, а объемом притязаний формулы изобретения, и предполагается охват всех модификаций в пределах объема притязаний формулы изобретения и их эквивалентных значений.

Устройство электропитания в соответствии с настоящим изобретением можно применять для электропитания различных типов электрооборудования, типичным примером которого является оборудование, устанавливаемое на транспортное средство с комбинированной силовой установкой.

1. Устройство электропитания, содержащее первый генератор (10) напряжения, содержащий первый тракт (15) холодоносителя, обеспечивающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения первого генератора (10) напряжения; второй генератор (20) напряжения, содержащий второй тракт (25) холодоносителя, обеспечивающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения второго генератора (20) напряжения; первую систему (30) охлаждения, подающую холодоноситель к стороне впуска холодоносителя первого тракта холодоносителя; вторую систему (40) охлаждения, подающую холодоноситель к стороне впуска холодоносителя второго тракта холодоносителя; выпускной тракт (80) холодоносителя, соединенный как со стороной выпуска холодоносителя первого тракта холодоносителя, так и со стороной выпуска холодоносителя второго тракта холодоносителя; первый температурный датчик (12), закрепленный на первом генераторе напряжения; второй температурный датчик (14), закрепленный на первом генераторе напряжения со стороны выпуска холодоносителя первого тракта холодоносителя относительно первого температурного датчика; и схему (50) управления, управляющую работой каждой из первой и второй систем охлаждения, при этом когда схема управления выдает команду работы в каждую из первой и второй систем охлаждения, схема управления обнаруживает неисправность в первой системе охлаждения, когда температурный перепад (ДТb, ДТb#) между температурой, определяемой первым температурным датчиком, и температурой, определяемой вторым температурным датчиком, больше, чем опорное значение.

2. Устройство электропитания по п.1, которое также содержит третий температурный датчик (22), закрепленный на втором генераторе напряжения, при этом,

когда схема (50) управления приводит в действие вторую систему (40) охлаждения для охлаждения второго генератора (20) напряжения с учетом температуры, определяемой третьим температурным датчиком, схема (50) управления также приводит в действие первую систему (30) охлаждения во вспомогательном режиме для предотвращения обратного потока холодоносителя, выпускаемого из второго тракта (25) холодоносителя, в первый тракт (15) холодоносителя через выпускной тракт (80) холодоносителя, даже когда по температурам (Тb1, Тb2), определяемым первым и вторым температурными датчиками, установлено, что охлаждение первого генератора напряжения необязательно.

3. Устройство электропитания по п.2, в котором скорость (Y1) потока холодоносителя из первой системы (30) охлаждения, когда первая система (30) охлаждения приведена в действие во вспомогательном режиме, установлена ниже, чем скорость (Y2) потока холодоносителя, когда первая система охлаждения приведена в действие для охлаждения первого генератора (10) напряжения.

4. Устройство электропитания по любому из пп.1-3, в котором первый генератор (10) напряжения представляет собой вторичную аккумуляторную батарею, и второй генератор (20) напряжения представляет собой преобразователь мощности, содержащий встроенный в него полупроводниковый элемент коммутации питания.

5. Устройство электропитания, содержащее первый генератор (10) напряжения, содержащий первый тракт (15) холодоносителя, обеспечивающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения первого генератора (10) напряжения; второй генератор (20) напряжения, содержащий второй тракт (25) холодоносителя, обеспечивающий протекание по нему холодоносителя для охлаждения второго генератора (20) напряжения; первую систему (30) охлаждения для подачи холодоносителя к стороне впуска холодоносителя первого тракта холодоносителя; вторую систему (40) охлаждения для подачи холодоносителя к стороне впуска холодоносителя второго тракта холодоносителя; выпускной тракт (80) холодоносителя, соединенный как со стороной выпуска холодоносителя первого тракта холодоносителя, так и со стороной выпуска холодоносителя второго тракта холодоносителя; и схему (50) управления, управляющую работой каждой из первой и второй систем охлаждения, при этом, когда схема управления приводит в действие одну систему охлаждения из первой и второй систем охлаждения, схема управления приводит также в действие другую систему охлаждения из первой и второй систем охлаждения, даже когда охлаждение генератора напряжения, соответствующего другой системе охлаждения, необязательно.

6. Устройство электропитания по п.5, в котором схема (50) управления управляет работой каждой из первой и второй систем (30, 40) охлаждения по выходному сигналу каждого из температурных датчиков (12, 14, 22), обеспеченных на первом и втором генераторах (10, 20) напряжения.

7. Устройство электропитания по любому из п.5 или 6, в котором, когда схема (50) управления приводит в действие одну систему охлаждения, и когда схема (50) управления приводит в действие также другую систему охлаждения, даже когда охлаждение генератора напряжения, соответствующего другой системе охлаждения, необязательно, схема (50) управления устанавливает скорость потока холодоносителя из одной системы охлаждения сравнительно выше, чем скорость потока холодоносителя из другой системы охлаждения.

8. Устройство электропитания по п.5, в котором схема (50) управления управляет работой первой системы (30) охлаждения так, что первый генератор (10) напряжения удерживается при температуре, не выше первой опорной температуры (Tbr), и управляет работой второй системы (40) охлаждения так, что второй генератор (20) напряжения удерживается при температуре не выше второй опорной температуры (Tdr), при этом, первая опорная температура ниже, чем вторая опорная температура, и

когда схема управления приводит в действие вторую систему охлаждения для охлаждения второго генератора напряжения, схема управления также приводит в действие первую систему охлаждения, даже когда охлаждение первого генератора напряжения необязательно.

9. Устройство электропитания по п.8, в котором, когда схема (50) управления приводит в действие вторую систему (40) охлаждения, и когда схема (50) управления приводит в действие также первую систему (30) охлаждения, даже когда охлаждение первого генератора (10) напряжения необязательно, схема (50) управления устанавливает скорость потока холодоносителя из второй системы охлаждения сравнительно выше, чем скорость потока холодоносителя из первой системы охлаждения.

10. Устройство электропитания по п.5, которое также содержит первый канал (31), оборудованный между стороной нагнетания первой системы (30) охлаждения и первым трактом (15) холодоносителя; и второй канал (32), ответвляющийся от первого канала, при этом сторона всасывания и сторона нагнетания второй системы (40) охлаждения соединены со вторым каналом и вторым трактом холодоносителя, соответственно.

11. Устройство электропитания по любому из пп.5, 6 и 8-10, в котором

схема (50) управляет работой каждой из первой и второй систем (30, 40) охлаждения так, что первый и второй генераторы (10, 20) напряжения выдерживаются при температурах не выше, чем, соответственно, заданная контрольная температура (Tbr) и заданная контрольная температура (Tdr), первый генератор напряжения представляет собой вторичную аккумуляторную батарею,

упомянутый второй генератор напряжения представляет собой преобразователь мощности, содержащий встроенный в него полупроводниковый элемент коммутации питания, и заданная контрольная температура (Tdr) преобразователя мощности выше, чем заданная контрольная температура (Tbr) вторичной аккумуляторной батареи.