电源控制装置与电源控制方法与流程

1.本发明系关于一种控制装置与控制方法，特别有关于一种用于控制车辆动力系统的电源的装置与方法。


背景技术：

2.在电动车的动力系统中，系配置高压电池以提供高压电压的电源至马达；为了因应电动车的性能需求，高压电压通常设定为400v～800v的范围。动力系统操作于在上述范围的高压电能，常伴随较高的安全风险，因此必须具备适当安全保护机制。
3.现有技术的安全保护机制系设置放电电路，当动力系统运作异常时，藉由放电电路对于高压电池的高压电压进行放电。为了满足快速放电的安全规范标准，现有技术的放电电路设置大体积与高成本的电阻元件及开关元件，导致动力系统的硬件成本提高。
4.因此，本技术领域的相关产业的技术人员系致力于改良高压电池的电源控制装置，以小体积及低成本的元件实现电源控制装置中的放电电路。并且，改良式的电源控制装置具备完备的保护机制，当动力系统的高压电池及/或额外设置的低压电池运作异常时，能够灵活执行对应的放电操作功能。


技术实现要素：

5.根据本发明的一方面，提出一种电源控制装置，用于控制动力系统的多个电源，此些电源至少包括高压电池以提供高压电压，电源控制装置包括泄放电路及辅助低压电源单元。泄放电路并联连接于稳压电容，稳压电容用以稳定维持高压电压，泄放电路形成第一放电路径。辅助低压电源单元并联连接于泄放电路及稳压电容，辅助低压电源单元形成第二放电路径。动力系统更包括马达及驱动器，驱动器用于驱动该马达，驱动器及马达形成第三放电路径，并且辅助低压电源单元提供辅助低压电压至驱动器，当动力系统运作异常时稳压电容维持的该高压电压经由第一、第二及/或第三放电路径进行放电。
6.根据本发明的另一方面，提出一种电源控制方法，用于控制动力系统的多个电源，此些电源至少包括高压电池以提供高压电压以及低压电池以提供低压电压，其中该电源控制方法藉由上述的该泄放电路形成的该第一放电路径、上述的该辅助低压电源单元形成的该第二放电路径及/或上述的该驱动器及该马达形成的该第三放电路径以对于该高压电压进行放电，该电源控制方法包括以下步骤。判断该低压电池是否启动。当该低压电池未启动时，则启动该辅助低压电源单元以产生辅助低压电压。判断该高压电池是否启动。当该高压电池已启动时，则判断该动力系统运作异常并产生错误信号，并且使连接于该高压电池的正极的该至少一功率开关失能。以及，确认该至少一功率开关处于持续失能的状态，直到该动力系统重新启动。
7.通过以下的图式、实施方式的详细说明以及申请专利范围，可见本发明的其他方面以及优点。
附图说明
8.图1为本发明一实施例的电源控制装置应用于动力系统的简化示意图。
9.图2为图1的电源控制装置应用于动力系统的电路图。
10.图3为本发明的第一至第三放电路径的不同组合示例中，稳压电容的电压与放电时间的关系曲线图。
11.图4a、4b为本发明一实施例的电源控制方法的流程图。
12.其中，附图标记：
13.1000:动力系统
14.2000:电源控制装置
15.100:高压电池
16.101,151:正极
17.102,152:负极
18.111:第一端
19.112:第二端
20.150:低压电池
21.180:驱动器
22.190:调节控制器
23.200:马达
24.300:泄放电路
25.400:辅助低压电源单元
26.410:突波抑制电路
27.420:变压器
28.421:第一侧线圈
29.422:第二侧线圈
30.500:控制器
31.vh:高压电压
32.vl0:电压
33.vl1:低压电压
34.vl2:辅助低压电压
35.c1:稳压电容
36.c2,c3:电容
37.gnd:接地端
38.p1:第一放电路径
39.p2:第二放电路径
40.p3:第三放电路径
41.s0:功率开关
42.s1,s2,s31～s36:开关
43.r1,r2:电阻
44.d1,d2,d3,d4:二极管
45.1～7:曲线(稳压电容的电压vs放电时间的曲线)
46.s110～s180:步骤
47.s210～s240:步骤
具体实施方式
48.本说明书的技术用语系参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，此部分用语的解释系以本说明书的说明或定义为准。本揭露的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本技术领域具有通常知识者可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将此些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。
49.图1为本发明一实施例的电源控制装置2000应用于动力系统1000的简化示意图，图2为图1的电源控制装置2000应用于动力系统1000的电路图。请同时参见图1、2，动力系统1000例如为电动车的马达传动及电力系统，动力系统1000可包括高压电池(high-voltage(hv)battery)100、稳压电容c1、低压电池(low-voltage(lv)battery)150、调节控制器(regulator)190、驱动器180及马达200。并且，本实施例的电源控制装置2000亦设置于动力系统1000中，电源控制装置2000用于提供动力系统1000的电源管理与电源保护机制。
50.高压电池100可提供具有高压电压vh的直流电源。以电动车的动力系统1000为例，高压电压vh例如为400v～800v的范围。高压电池100的正极101连接于功率开关(power switch)s0，可藉由功率开关s0控制高压电压vh的脉冲输入。
51.稳压电容c1系为直流总线(dc-bus)电容，亦可称为「直流连结路径(dc-link)电容」。稳压电容c1大致上系并联连接于高压电池100，其中，稳压电容c1的第一端111经由功率开关s0连接于高压电池100的正极101。当功率开关s0为导通(turn-on)时，即，功率开关s0为致能(enable)状态时，高压电压vh的直流电源可传送于稳压电容c1的第一端111，并因应于高压电压vh的电压值变化而储存电荷于稳压电容c1的第一端111。据此，稳压电容c1具有稳定电压的作用，以使高压电压vh维持于相对恒定的电压值。
52.当功率开关s0为导通时，经由稳压电容c1进行稳压后的高压电压vh的直流电源可传送至驱动器180，致使驱动器180提供驱动电流至马达200内部的转子上设置的线圈(图中未显示转子及线圈)，以驱动马达200内部的转子的运转(本文系省略说明高压电压vh的直流电源转换为交流电源的直流-交流(dc-ac)转换过程)。驱动器180可例如包括多个开关，在本实施例系包括六个开关s31～s36(于下文或申请专利范围中，开关s31～s36亦指「第三开关」)。在一种示例中，开关s31～s36的实体电路元件可藉由晶体管以实现，可控制对应的晶体管的栅极(gate)的栅极电压以分别控制开关s31～s36为导通状态或断路状态，则驱动器180可称为「栅极驱动器(gate driver)」。并且，开关s31～s36可具有反向器(inverter)的电路架构。可藉由脉冲宽度调变(pulse width modulation，pwm)机制控制开关s31～s36为导通的周期比例以调整驱动电流的供给，据以控制马达200的转速。
53.低压电池150(亦可称为「弱电」)可提供具有低压电压vl1的直流电源。以电动车的动力系统1000为例，低压电压vl1例如为10v～36v的范围。低压电池150的正极151连接于二极管d4，可藉由二极管d4对于低压电压vl1的直流电源进行钳位(clamping)处理，以将低压电压vl1的电压值向上或向下平移修正。低压电池150的正极151经由二极管d4连接于调节
控制器190，低压电压vl1的直流电源经由调节控制器190的稳压调节(regulation)处理及滤波(filtering)处理后提供至驱动器180。相较于高压电压vh的直流电源系作为主要的高压电源而提供至驱动器180与马达200以驱动马达200内部的转子的运转，低压电压vl1的直流电源系作为次要的低压电源以维持驱动器180的基本运作；例如，低压电压vl1的直流电源可将驱动器180的开关s31～s36的部分或全部维持为导通的状态。
54.当车辆的车体发生意外状况(例如车辆发生意外碰撞或遭雷击)时，或高压电池100本身发生异常(例如高压电池100发生漏电或短路)为了防止高压电池100输出的高压电压vh对于动力系统1000的各电路元件造成损害，必须在限制时间内将稳压电容c1维持的高压电压vh快速放电时，驱动器180与马达200形成的电路路径可作为高压电压vh的放电路径(于下文中，驱动器180与马达200形成的放电路径可称为「第三放电路径p3」)。在一种示例中，当高压电池100停止提供高压电压vh的直流电源，则马达200内部的转子处于静止状态；并且，低压电池150持续提供低压电压vl1的直流电源，则驱动器180的开关s31～s36的部分或全部可维持为导通的状态。据此，驱动器180中的导通的开关s31～s36与马达200内部的静止的转子可形成导通的第三放电路径p3。
55.电源控制装置2000用于提供动力系统1000的电源管理与电源保护机制，电源控制装置2000可大致设置于稳压电容c1与驱动器180之间。电源控制装置2000可产生辅助低压电压vl2的电源，辅助低压电压vl2的电源可经由调节控制器190提供至驱动器180以使驱动器180维持基本运作；例如，辅助低压电压vl2的电源可将驱动器180的开关s31～s36的部分或全部至少数者维持为导通的状态。换言之，电源控制装置2000提供的辅助低压电压vl2的功效类似于低压电池150提供的低压电压vl1的功效：可将驱动器180维持为导通的状态，使驱动器180与马达200能够形成导通的第三放电路径p3。
56.更具体而言，电源控制装置2000包括泄放电路(bleeder)300、辅助低压电源(auxiliary low-voltage supply)单元400及控制器500。
57.泄放电路300包括串联连接的电阻r1与开关s1。电阻r1的一端连接于稳压电容c1的第一端111并经由功率开关s0连接于高压电池100的正极101。开关s1的一端连接于稳压电容c1的第二端112、高压电池100的负极102以及接地端gnd。于下文或申请专利范围中，开关s1亦可称为「第一开关」；当开关s1为导通时(即，开关s1为致能状态时)，电阻r1与开关s1可形成导通的放电路径以对于稳压电容c1维持的高压电压vh进行放电。于下文中，泄放电路300的电阻r1与开关s1形成的放电路径可称为「第一放电路径p1」。在一种示例中，开关s1可例如为继电器(relay)形式的开关，因此，开关s1可具有较小的体积。并且，相较于现有技术的大体积/大阻值电阻，电阻r1具有较低的阻抗值(例如为1.5k欧姆)，因此电阻r1与稳压电容c1形成的等效的r-c时间常数的数值较小，因而能具有较高的放电速度(discharging speed)。并且，由于电阻r1的阻抗值较低因而功率较小而能够节省功耗。在一种示例中，电阻r1可例如为表面黏着技术(surface mount technology，smt)形式的电阻，因此电阻r1亦可具有较小体积与较低成本。
58.辅助低压电源单元400可设置于泄放电路300的一侧；辅助低压电源单元400可连接于稳压电容c1并经由功率开关s0连接于高压电池100的正极101以接收高压电压vh。辅助低压电源单元400可将高压电压vh降压为辅助低压电压vl2，辅助低压电压vl2例如为9v～20v的范围。
59.辅助低压电源单元400可包括突波(surge)抑制电路410、开关s2、变压器420、二极管d2、二极管d3及电容c3。其中，突波抑制电路410的一端连接于稳压电容c1的第一端111并经由功率开关s0连接于高压电池100的正极101。突波抑制电路410的另一端经由开关s2连接于稳压电容c1的第二端112、高压电池100的负极102以及接地端gnd。突波抑制电路410可包括电容c2、电阻r2及二极管d1，其中，电容c2并联连接于电阻r2，且电容c2与电阻r2共同连接于二极管d1。突波抑制电路410用以抑制高压电压vh可能产生的突波，以确保变压器420以及后级的各电路元件不受高压电压vh可能发生的突波的损害。在一种示例中，若高压电压vh产生突波，突波抑制电路410的电容c2及电阻r2可对于突波进行滤波及平滑处理，并且突波抑制电路410的二极管d1可将高压电压vh的电压电平向下平移修正。
60.于下文或申请专利范围中，开关s2亦可称为「第二开关」；当开关s2为导通时(即，开关s2为致能状态时)，突波抑制电路410与开关s2可形成导通的放电路径以对于稳压电容c1维持的高压电压vh进行放电。于下文中，辅助低压电源单元400之中的突波抑制电路410与开关s2形成的放电路径可称为「第二放电路径p2」。在一种示例中，开关s2亦可例如为继电器形式的开关，其类似于开关s1。
61.变压器420具有第一侧线圈421(即，高压侧线圈)及第二侧线圈422(即，低压侧线圈)，第一侧线圈421可连接于突波抑制电路410、稳压电容c1的第一端111、并经由功率开关s0连接于高压电池100的正极101。第一侧线圈421可接收高压电池100输出的高压电压vh，并经由变压器420进行电压转换(即，降压)以于第二侧线圈422产生低于高压电压vh的电压vl0。可经由二极管d2对于电压vl0进行钳位处理，并因应于电压vl0而储存电荷至电容c3(即，电容c3具有稳压作用)。而后，更经由二极管d3的钳位处理而形成辅助低压电压vl2。二极管d2、d3的钳位处理可将辅助低压电压vl2的电压电平向上或向下平移修正而后，辅助低压电压vl2传送至调节控制器190，进而提供辅助低压电压vl2的电源至驱动器180。除了将高压电压vh转换为较低电压的辅助低压电压vl2，变压器420亦可具有隔离功能以将高压电池100安全隔离于驱动器180及马达200。在一种示例中，低压电池150的正极151可依序经由二极管d4、二极管d3及二极管d2连接于变压器420的第二侧422，并且低压电池150的负极152可直接连接于变压器420的第二侧422。
62.由上，本实施例的辅助低压电源单元400可具有至少以下功效。第一项功效为：当低压电池150运作异常而无法提供低压电压vl1的电源予驱动器180时，辅助低压电源单元400可提供辅助低压电压vl2的电源予驱动器180，以达到驱动器180的电源保护的功效(即，可确保驱动器180的电源供应无虞)。而当稳压电容c1维持的高压电压vh必须进行放电时，辅助低压电压vl2可确保驱动器180内部的电路路径为导通状态，使高压电压vh能够经由驱动器180与马达200形成的第三放电路径p3进行放电。第二项功效为：当稳压电容c1维持的高压电压vh必须进行放电时，辅助低压电源单元400本身亦可提供第二放电路径p2以对于高压电压vh进行放电。
63.根据上述图1、2所示的实施例，当对于稳压电容c1维持的高压电压vh进行放电时，电源控制装置2000可至少提供第一放电路径p1(由泄放电路300所形成)以及第二放电路径p2(由突波抑制电路410与开关s2所形成)。此外，动力系统1000本身既有的电路拓朴(topology)架构中的驱动器180内部的开关s31～s36与马达200内部的转子的线圈亦可提供第三放电路径p3。电源控制装置2000更包括例如为中央处理器(cpu)或微控制器(mcu)的
控制器500；可藉由控制器500分别控制功率开关s0、开关s1及开关s2处于导通状态或断路状态并且控制调节控制器190，以选择经由第一至第三放电路径p1～p3进行放电。此外，亦可藉由控制器500分别启动(致能)或关闭(去能、使失能)高压电池100、低压电池150及辅助低压电源单元400，以使动力系统1000操作于不同模式，并使马达200具有对应的运转状态。请参见表1：
64.表1
[0065][0066][0067]
在「状态一」的一种示例中，车辆系处于停止状态，此时马达200无须输出动力，因而马达200不运转。此时，马达200无须电源供应，高压电池100、低压电池150与辅助低压电源单元400皆无须运作。因此，控制器500将功率开关s0控制为断路状态、且控制器500关闭低压电池150及高压电池100、且辅助低压电源单元400不进行运作。
[0068]
在「状态二」之中，当控制器500关闭低压电池150且高压电池100是启动状态时，若功率开关s0是断路状态，则可启动辅助低压电源单元400以操作于放电模式。在一种示例中，当车辆的车体外部发生意外碰撞或遭雷击等意外状况时，或者车辆的车体内部的动力系统1000的各电路元件发生异常时(例如，高压电池1000漏电、因潮湿而造成短路、或因高温膨胀而失能)为了防止高压电池1000输出的高压电压vh对于动力系统1000的各电路元件造成损害，必须尽快对于高压电压vh放电。为了符合安全法规而必须在限定时间内将高压电压vh快速放电至安全范围之内，此可称为「主动放电」。例如，在政府的相关法规(例如「united nation vehicle regulation ece r94」)中制定必须在五秒内将高压电池100的稳
压电容c1维持的高压电压vh降至60伏特(v)以下；而车辆制造商的规范更为严谨，其制定必须在一秒内将高压电压vh降至36伏特(v)以下。
[0069]
此外，在「状态三」之中，当控制器500关闭低压电池150且高压电池100是启动状态时，若功率开关s0是导通状态，则可启动辅助低压电源单元400以提供驱动器180的电源保护。此时，动力系统1000操作于「安全保护模式(safe protection mode)」。
[0070]
另一方面，在「状态四」及「状态五」之中，当控制器500启动低压电池150时，不论高压电池100是启动状态或关闭状态，动力系统1000皆操作于「常规运作模式(normal operation mode)」。在「状态四」或「状态五」的常规运作模式中，车辆系处于正常行驶状态，且马达200持续运转以提供车辆行驶的动能，此时低压电池150为启动状态以持续提供低压电压vl1；低压电压vl1经由调节控制器190传送至驱动器180以维持驱动器180的基本运作(即，使驱动器180内部的开关s31～s36的部分或全部为导通状态)。
[0071]
然而，在「状态四」及「状态五」的常规运作模式中，当低压电池150为启动状态但低压电池150发生异常时，例如，低压电池150发生漏电状况、因潮湿而造成短路状况、或因高温膨胀而失能，则可能需要对于低压电池150输出的低压电压vl1进行放电。由于低压电压vl1的电压值较低而较无造成危险之虞(较无损害动力系统1000的各电路元件之虞)，因此，可以较慢的速度进行放电，此可称为「被动放电」。当必须对于低压电池150输出的低压电压vl1进行较慢速的「被动放电」时，可经由第一放电路径p1上的电阻r1以及开关s1进行放电；在一种示例中，若仅考量低压电池150的低压电压vl1的「被动放电」而仅需较低的放电速度，则电阻r1亦可具有较高的电阻值，例如为5k欧姆(此时，电阻r1与稳压电容c1形成的等效的r-c时间常数的数值较大)。
[0072]
承上所述，当对于高压电池100输出的高压电压vh进行快速的「主动放电」时，可经由第一至第三放电路径p1～p3的其中一者、两者或全部三者进行放电。另一方面，当对于低压电池150输出的低压电压vl1进行慢速的「被动放电」时，可经由第一放电路径p1进行放电。控制器500可控制开关s1以导通第一放电路径p1，控制开关s2以导通第二放电路径p2，并控制调节控制器190以及开关s31～s36以导通第三放电路径p3。并且，控制器500可控制动力系统1000中的所有功率开关，包括图1、2所示出的连接于高压电池100的正极101的功率开关s0以及图1、2未显示出的其他功率开关。
[0073]
图3为本发明的第一至第三放电路径p1～p3的不同组合示例中，稳压电容c1的电压与放电时间的关系曲线图。其中，横轴为放电时间(单位为「秒」)，纵轴为稳压电容c的电压(单位为「伏特」)。请参见图3，在第一种示例(图式中标号为「1」的曲线)中，控制器500导通开关s1、开关s2及开关s31～s36的部分或全部，使稳压电容c1的高压电压vh可经由第一放电路径p1(泄放电路300)、第二放电路径p2(辅助低压电源单元400的部分电路的路径)及第三放电路径p3(驱动器180及马达200)的全部三者进行放电，因而具有最快的放电速度。其能够在大约1.2秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0074]
在第二种示例(图式中标号为「2」的曲线)中，控制器500导通开关s1及开关s31～s36的部分或全部，使稳压电容c1的高压电压vh可经由第一放电路径p1及第三放电路径p3两者进行放电，其能够在大约2秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0075]
在第三种示例(图式中标号为「3」的曲线)中，控制器500控制开关s2为导通状态，
以使稳压电容c1的高压电压vh可经由第二放电路径p2进行放电。同时，控制器500控制开关s31～s36的部分或全部为导通状态(即，使同一路径上的开关同时导通，例如：使同一路径上的开关s31、s34同时导通、或使开关s32、s35同时导通、或使开关s33、s36同时导通)，以使稳压电容c1的高压电压vh可经由第三放电路径p3进行放电。其亦能够在大约2秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0076]
在第四种示例(图式中标号为「4」的曲线)中，控制器500导通开关s31～s36的部分或全部，使稳压电容c1的高压电压vh仅经由第三放电路径p3进行放电，其能够在大约3.2秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0077]
在第五种示例(图式中标号为「5」的曲线)中，稳压电容c1的高压电压vh经由第一放电路径p1及第二放电路径p2进行放电，其亦能够在大约3.2秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0078]
在第六种示例(图式中标号为「6」的曲线)中，稳压电容c1的高压电压vh经由第一放电路径p1进行放电，其能够在大约4.8秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0079]
在第七种示例(图式中标号为「7」的曲线)中，稳压电容c1的高压电压vh经由第二放电路径p2进行放电，其具有较慢的放电速度，在大约12.3秒将稳压电容c1的高压电压vh从800伏特(v)降至36伏特(v)以下。
[0080]
图4a、4b为本发明一实施例的电源控制方法的流程图，本实施例的电源控制方法可根据图1、2的电源控制装置2000及表1所示的动力系统1000的操作模式及马达200的运转状态而实施。
[0081]
首先请参见图4a，首先，在步骤s110，判断动力系统1000的低压电池150是否为启动(致能)状态。判断低压电池150为启动状态的一种示例为：当动力系统1000操作于表1的「状态四」或「状态五」的常规运作模式时，车辆系处于正常行驶状态，且马达200持续运转以提供车辆行驶所需的动能，此时，低压电池150为启动状态以持续提供低压电压vl1至驱动器180。
[0082]
然而，若在步骤s110中判断低压电池150为未启动状态而无法提供低压电压vl1至驱动器180，则必须执行步骤s120以启动辅助低压电源单元400，使辅助低压电源单元400提供辅助低压电压vl2至驱动器180。判断低压电池150为未启动状态的一种示例为：当动力系统1000操作于表1的「状态二」的放电模式或「状态三」的安全保护模式时，低压电池150为关闭状态(未启动状态)而无法提供低压电压vl1至驱动器180。
[0083]
在步骤s120中，系启动辅助低压电源单元400，以辅助低压电源单元400辅助或支援低压电池150而提供辅助低压电压vl2至驱动器180。在本实施例中，系根据图2所示的辅助低压电源单元400中的变压器420的电压转换处理，以将高压电池100输出的高压电压vh降压至较低电压值的辅助低压电压vl2。换言之，在步骤s120中，由于低压电池150无法提供低压电压vl1，则以辅助低压电压vl2辅助或支援低压电压vl1。因此，尽管在低压电池150未启动的状态下，亦可藉由高压电池100提供的高压电压vh而经过辅助低压电源单元400得到辅助低压电压vl2以提供至驱动器180。
[0084]
此外，在步骤s120中启动辅助低压电源单元400并以变压器420进行电压转换处理之前，亦根据突波抑制电路410预先对于高压电压vh进行突波抑制以确保变压器420以及后
级的各电路元件不受高压电压vh可能发生的突波的损害。
[0085]
接着，执行步骤s130，判断高压电池100是否为启动(致能)状态。在步骤s130中，若判断高压电池100为未启动状态，则重新执行步骤s110以判断低压电池150是否启动。在步骤s130判断高压电池100为未启动状态的示例为：当动力系统1000操作于表1的「状态一」的无动力输出状态(马达200无动力输出)时，车辆系处于停止状态而马达200不运转，此时无须启动高压电池100。或者，当动力系统1000操作于「状态四」的常规运作模式中，当车辆可能发生碰撞时、或当高压电池100本身发生漏电或短路时，基于安全考量而强制关闭高压电池100。在上述两种示例中，高压电池100为未启动状态。
[0086]
另一方面，若在步骤s130判断高压电池100为启动状态，则执行步骤s140以产生错误信号并且关闭(去能)功率开关s0。在步骤s130判断高压电池100为启动状态的一种示例为：当动力系统1000操作于表1的「状态三」的安全保护模式或「状态五」的常规运作模式时，车辆系处于正常行驶状态，且马达200持续运转以提供车辆行驶所需的动能，此时，高压电池100为启动状态以持续提供高压电压vh。高压电压vh经由驱动器转换为驱动电流以驱动马达200的运转。
[0087]
接着，执行步骤s150，确认动力系统1000中所有的功率开关(包括功率开关s0以及图1、2中未显示的其他功率开关)是处于持续关闭的状态，直到动力系统1000重新启动(re-start)。
[0088]
接着，执行步骤s160，判断用于执行「主动放电」的电路是否启动。可藉由第一至第三放电路径p1～p3的一者、两者或全部三者进行「主动放电」，因此，可分别分析第一至第三放电路径p1～p3上对应的开关s1、开关s2及开关s31～s36是否导通以判断执行「主动放电」的电路是否启动。
[0089]
若判断用于执行「主动放电」的电路未开启，则重新执行步骤s110。若在步骤s160判断用于执行「主动放电」的电路已开启，则执行步骤s170以对于执行「主动放电」的电路或控制器500的软件进行初始化。初始化的一种示例为：执行「主动放电」的电路可包括第一至第三放电路径p1～p3的其中任一者，而经由第一至第三放电路径p1～p3进行放电之前，必须对于控制器500的软件程序进行初始化，以利于控制器500经由软件程序控制第一至第三放电路径p1～p3上的开关s1、开关s2及开关s31～s36于导通状态。当执行「主动放电」的电路或控制器500的软件已初始化后，经由第一至第三放电路径p1～p3的其中一者、两者或三者全部执行「主动放电」，以对于稳压电容c1的高压电压vh进行放电。此时，动力系统1000操作于表1所示的「状态二」：放电模式。
[0090]
接着，执行步骤s180，判断高压电压vh是否已被放电至低于法规制定的安全电压(例如36伏特(v))。若高压电压vh低于安全电压，则完成本实施例的电源控制方法。若高压电压vh仍高于安全电压，则重新执行步骤s160以判断用于执行「主动放电」功能的电路是否开启。
[0091]
以下，请参照图4b。若图4a的步骤s110若判断低压电池150已启动，则执行图4b的步骤s210使动力系统1000操作于表1所示的「状态四」或「状态五」：常规运作模式。
[0092]
接着，在步骤s220，判断高压电池100是否启动。若判断高压电池100未启动(此时为表1所示的「状态四」)，则重新执行步骤s210。若判断高压电池100已开启(此时为表1所示的「状态五」)，则执行步骤s230。
[0093]
在步骤s230中，将动力系统1000中的所有安全保护机制进行初始化，并且确保动力系统1000操作于「安全保护模式」。在步骤s230之后可重新执行图4a的步骤s110并且接着执行步骤s240。
[0094]
在步骤s240中，判断是否需要由使用者以人工方式(manual)介入而执行「主动放电」。若需要由使用者介入执行「主动放电」，则执行图4a的步骤s170，对于「主动放电」的电路进行初始化；初始化的一种示例中，可由使用者下达执行指令至控制器500，以使控制器500将第一至第三放电路径p1～p3上的开关s1、开关s2及开关s31～s36控制为导通状态。
[0095]
在步骤s240中，若判断不需要由使用者介入执行「主动放电」，则重新执行步骤s220以判断高压电池100是否启动。
[0096]
综上所述，藉由以上各种示例，本发明的应用于车辆的动力系统1000的电源控制装置2000可设置泄放电路300及辅助低压电源单元400以分别提供第一放电路径p1及第二放电路径p2，并藉由动力系统1000既有的电路拓朴结构中的驱动器180及马达200内部的转子的线圈路径形成的第三放电路径p3，当车辆处于意外状况时可对于高压电池100的稳压电容c1进行放电。其中，可藉由第一至第三放电路径p1～p3的任意组合而执行快速的「主动放电」，另外，系藉由第一放电路径p1执行慢速的「被动放电」。并且，辅助低压电源单元400除了作为第二放电路径p2之外，当低压电池150失效时辅助低压电源单元400亦可提供辅助低压电压vl2以确保驱动器180的电源供应无虞而能够使驱动器180内部的开关s31～s36的部分或全部维持于导通的状态。据此，本发明的电源控制装置2000以及配合实施的电源控制方法可达成快速放电以符合电动车的安全规范，其具有保护动力系统1000的功效。
[0097]
虽然本发明已以较佳实施例及范例详细揭露如上，可理解的是，此些范例意指说明而非限制的意义。可预期的是，所属技术领域中具有通常知识者可想到多种修改及组合，其多种修改及组合落在本发明的精神以及后附的申请专利范围的范围内。

技术特征：
1.一种电源控制装置，其特征在于，用于控制动力系统的多个电源，该些电源至少包括高压电池以提供高压电压，该电源控制装置包括：泄放电路，并联连接于稳压电容，该稳压电容用以稳定维持该高压电压，该泄放电路形成第一放电路径；以及辅助低压电源单元，并联连接于该泄放电路及该稳压电容，该辅助低压电源单元形成第二放电路径；其中，该动力系统更包括马达及驱动器，该驱动器用于驱动该马达，该驱动器及该马达形成第三放电路径，并且该辅助低压电源单元提供辅助低压电压至该驱动器，当该动力系统运作异常时该稳压电容维持的该高压电压经由该些第一、第二及/或第三放电路径进行放电。2.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，该泄放电路包括低阻值电阻及第一开关，该低阻值电阻串联连接于该第一开关以形成该第一放电路径，该低阻值电阻为表面黏着技术形式的电阻，并且该第一开关为继电器开关。3.如权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，该辅助低压电源单元包括变压器，该变压器具有第一侧线圈及第二侧线圈，该第一侧线圈接收该高压电压并于该第二侧线圈产生该辅助低压电压，该辅助低压电压低于该高压电压。4.如权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，该辅助低压电源单元更包括突波抑制电路及第二开关，该突波抑制电路串联连接于该第二开关以形成该第二放电路径，该突波抑制电路包括：第一电容、第一电阻及第一二极管，该第一电容并联连接于该第一电阻，并且该第一电容与该第一电阻共同连接于该第一二极管，且该突波抑制电路并联连接于该变压器的该第一侧线圈。5.如权利要求4所述的电源控制装置，其特征在于，该驱动器包括多个第三开关，该马达连接于该些第三开关以形成该第三放电路径。6.如权利要求5所述的电源控制装置，其特征在于，更包括至少一控制器，当进行主动放电功能时，该至少一控制器致能该第一开关、该第二开关及/或该第三开关以导通该第一放电路径、该第二放电路径及/或该第三放电路径，以对于该稳压电容维持的该高压电压进行快速放电。7.如权利要求6所述的电源控制装置，其特征在于，更包括至少一功率开关，该至少一功率开关连接于该高压电池的正极，当该动力系统运作异常时该至少一控制器使该至少一功率开关失能。8.如权利要求5所述的电源控制装置，其特征在于，该动力系统的该些电源更包括低压电池，该低压电池提供低压电压至该驱动器，当该低压电池运作异常时，该辅助低压电源单元提供该辅助低压电压以取代该低压电压。9.如权利要求8所述的电源控制装置，其特征在于，该低压电池的负极连接于该变压器的该第二侧线圈，且该低压电池的正极经由多个二极管连接于该变压器的该第二侧线圈。10.如权利要求9所述的电源控制装置，其特征在于，更包括至少一控制器，当进行被动放电功能时，该至少一控制器致能该第一开关以导通该第一放电路径，以对于该低压电池提供的该低压电压进行慢速放电。
11.一种电源控制方法，其特征在于，用于控制动力系统的多个电源，该些电源至少包括高压电池以提供高压电压以及低压电池以提供低压电压，其中该电源控制方法藉由权利要求1所述的该泄放电路形成的该第一放电路径、权利要求1所述的该辅助低压电源单元形成的该第二放电路径及/或权利要求1所述的该驱动器及该马达形成的该第三放电路径以对于该高压电压进行放电，该电源控制方法包括：判断该低压电池是否启动；当该低压电池未启动时，则启动该辅助低压电源单元以产生辅助低压电压；判断该高压电池是否启动；当该高压电池已启动时，则判断该动力系统运作异常并产生错误信号，并且使连接于该高压电池的正极的该至少一功率开关失能；以及确认该至少一功率开关处于持续失能的状态，直到该动力系统重新启动。12.如权利要求11所述的电源控制方法，其特征在于，更包括：当该高压电池已启动时，判断是否进行主动放电功能；当进行该主动放电功能时，对于控制该第一放电路径、该第二放电路径及/或该第三放电路径的至少一控制器进行初始化；藉由该至少一控制器控制该第一放电路径、该第二放电路径及/或该第三放电路径为导通状态；经由该第一放电路径、该第二放电路径及/或该第三放电路径进行该主动放电功能以对于该高压电压进行快速放电；以及判断该高压电压是否低于安全电压。13.如权利要求12所述的电源控制方法，其特征在于，该低压电压提供至该驱动器，该电源控制方法更包括：当该低压电池已启动时，判断该低压电池是否运作异常；以及当该低压电池运作异常时，以该辅助低压电压取代该低压电压提供至该驱动器。14.如权利要求13所述的电源控制方法，其特征在于，更包括：当该低压电池已启动时，判断是否进行被动放电功能；当进行该被动放电功能时，藉由该至少一控制器控制该第一放电路径为导通状态；以及经由该第一放电路径进行该被动放电功能以对于该低压电压进行慢速放电。15.如权利要求11所述的电源控制方法，其特征在于，更包括：判断该低压电池是否启动；当该低压电池已启动时，则该至少一控制器控制该动力系统操作于常规运作模式；判断该高压电池是否启动；以及当该高压电池已启动时，则该至少一控制器控制该动力系统操作于安全保护模式。

技术总结
本发明系揭示一种电源控制装置及电源控制方法，用于控制动力系统的多个电源，此些电源至少包括高压电池以提供高压电压。电源控制装置包括泄放电路及辅助低压电源单元。泄放电路并联连接于稳压电容，稳压电容用以稳定维持高压电压，泄放电路形成第一放电路径。辅助低压电源单元并联连接于泄放电路及稳压电容，辅助低压电源单元形成第二放电路径。动力系统的驱动器及马达形成第三放电路径，辅助低压电源单元提供辅助低压电压至驱动器。当动力系统运作异常时稳压电容经由第一、第二及/或第三放电路径进行放电。电路径进行放电。电路径进行放电。


技术研发人员：吴至强 吴安阁 刘邦元 李昀桓
受保护的技术使用者：财团法人工业技术研究院
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2023/7/4