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特開2024-7457ＤＣ－ＤＣ電力変換器を備える道路車両の電気システムおよび関連する道路車両
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024007457
(43)【公開日】2024-01-18
(54)【発明の名称】ＤＣ－ＤＣ電力変換器を備える道路車両の電気システムおよび関連する道路車両
(51)【国際特許分類】
H02J 1/00 20060101AFI20240110BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240110BHJP
H02H 7/18 20060101ALI20240110BHJP
B60L 58/18 20190101ALI20240110BHJP
B60L 53/20 20190101ALI20240110BHJP
B60L 1/00 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
H02J1/00 306K
H02J7/00 P
H02J1/00 306L
H02J1/00 304E
H02J7/00 S
H02H7/18
B60L58/18
B60L53/20
B60L1/00 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023106578
(22)【出願日】2023-06-29
(31)【優先権主張番号】102022000013954
(32)【優先日】2022-07-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(71)【出願人】
【識別番号】519463178
【氏名又は名称】フェラーリ エッセ．ピー．アー．
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＲＲＡＲＩ Ｓ．ｐ．Ａ．
【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｅｍｉｌｉａ Ｅｓｔ， １１６３， ４１１００ ＭＯＤＥＮＡ， Ｉｔａｌｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ジョバンニ ロ カルツォ
(72)【発明者】
【氏名】ウーゴ シッタ
(72)【発明者】
【氏名】ロベルト ベッロ
(72)【発明者】
【氏名】ジュゼッペ アグネロ
(72)【発明者】
【氏名】ロレンツォ ディ ナルド
(72)【発明者】
【氏名】ルカ ポッジョ
【テーマコード（参考）】
5G053
5G165
5G503
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G053AA01
5G053AA02
5G053BA04
5G053CA02
5G053DA01
5G053EA01
5G053EB04
5G053EB08
5G053EC02
5G053FA05
5G165BB08
5G165BB09
5G165DA02
5G165DA07
5G165EA02
5G165FA02
5G165GA09
5G165JA04
5G165JA09
5G165KA05
5G165LA01
5G165MA01
5G165NA06
5G165NA10
5G503AA07
5G503BA04
5G503BB02
5G503CA11
5G503CC02
5G503DA17
5G503DA18
5G503FA06
5G503GA12
5G503GB03
5H125AA01
5H125AB01
5H125AC12
5H125BB00
5H125BB05
5H125BB07
5H125BB09
5H125BC28
5H125EE26
5H125EE51
5H125EE70
5H125FF03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＤＣ－ＤＣ電力変換器を備える道路車両の電気システムおよび対応する道路車両を提供する。
【解決手段】第１の蓄電システム６を備えた高電圧（ＨＶ）電気回路８と、第２の蓄電システム１０を備え、複数の電気負荷１１を有する低電圧（ＬＶ）電気回路９と、低電圧（ＬＶ）電気回路９と高電圧（ＨＶ）電気回路８とを互いに接続して、高電圧（ＨＶ）電気回路８から低電圧（ＬＶ）電気回路９へ、及び／又はその逆に電気エネルギーを選択的に伝達する電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム１５と、を備える道路車両の電気システム７であって、第１の蓄電システム６、第２の蓄電システム１０及び／又は電気負荷１１のうちの少なくとも１つの故障を検出し、故障に応じて、電気負荷１１のうちの少なくともいくつかの優先負荷１３への電力の供給を保証するために、変換装置１８及び分配ユニット２０を制御する制御ユニット２１を備える。
【選択図】図２
【解決手段】第１の蓄電システム６を備えた高電圧（ＨＶ）電気回路８と、第２の蓄電システム１０を備え、複数の電気負荷１１を有する低電圧（ＬＶ）電気回路９と、低電圧（ＬＶ）電気回路９と高電圧（ＨＶ）電気回路８とを互いに接続して、高電圧（ＨＶ）電気回路８から低電圧（ＬＶ）電気回路９へ、及び／又はその逆に電気エネルギーを選択的に伝達する電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム１５と、を備える道路車両の電気システム７であって、第１の蓄電システム６、第２の蓄電システム１０及び／又は電気負荷１１のうちの少なくとも１つの故障を検出し、故障に応じて、電気負荷１１のうちの少なくともいくつかの優先負荷１３への電力の供給を保証するために、変換装置１８及び分配ユニット２０を制御する制御ユニット２１を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
道路車両（１）の電気システム（７）であって、前記電気システム（７）が、
第１の蓄電システム（６）と、電気式またはハイブリッド式パワートレインシステム（４）用の少なくとも１つの電気機械（５）とを備える高電圧（ＨＶ）電気回路（８）と、
第２の蓄電システム（１０）と複数の電気負荷（１１，３０）とを備える低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と、を備え、
前記電気システム（７）が、前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）とを互いに接続して、前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）から前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）へ、および／またはその逆に電気エネルギーを選択的に伝達する、少なくとも１つの電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム（１５）を備え、
前記電子管理変換システム（１５）が、
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
ＤＣ電圧を可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在する少なくとも１つの変換装置（１８）と、
前記変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された分配ユニット（２０）と、
前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記電気負荷（１３，３１）のうちの少なくとも一部の優先負荷（１１，３０）への電力供給を保証するように前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御するように構成されており、
前記電気システム（７）が、互いに並列な少なくとも第１の管理変換システム（１５）および第２の管理変換システム（１５）を備え、その少なくとも一方が、前記第１の蓄電システム（６）および前記第２の蓄電システム（１０）の双方に接続されている、ことを特徴とする、電気システム（７）。
第１の蓄電システム（６）と、電気式またはハイブリッド式パワートレインシステム（４）用の少なくとも１つの電気機械（５）とを備える高電圧（ＨＶ）電気回路（８）と、
第２の蓄電システム（１０）と複数の電気負荷（１１，３０）とを備える低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と、を備え、
前記電気システム（７）が、前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）とを互いに接続して、前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）から前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）へ、および／またはその逆に電気エネルギーを選択的に伝達する、少なくとも１つの電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム（１５）を備え、
前記電子管理変換システム（１５）が、
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
ＤＣ電圧を可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在する少なくとも１つの変換装置（１８）と、
前記変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された分配ユニット（２０）と、
前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記電気負荷（１３，３１）のうちの少なくとも一部の優先負荷（１１，３０）への電力供給を保証するように前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御するように構成されており、
前記電気システム（７）が、互いに並列な少なくとも第１の管理変換システム（１５）および第２の管理変換システム（１５）を備え、その少なくとも一方が、前記第１の蓄電システム（６）および前記第２の蓄電システム（１０）の双方に接続されている、ことを特徴とする、電気システム（７）。
【請求項2】
前記負荷（１１，３０）と前記分配ユニット（２０）との間に介在し、前記制御ユニット（２１）によって与えられるコマンドにしたがって特定の負荷を選択的に接続または切断するように構成された選択ユニット（２２）を備える、請求項１に記載の電気システム（７）。
【請求項3】
前記故障（Ｍ）が前記電気負荷（１１，３０）のうちの１つに関連する場合、前記制御ユニット（２１）が、故障している電気負荷を前記電気システム（７）の残りの部分から切断するように前記選択ユニット（２２）に命令するように構成されている、請求項２に記載の電気システム（７）。
【請求項4】
前記制御ユニット（２１）が、前記故障（Ｍ）が前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）にそれぞれ関連する場合、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）を前記電気負荷（１１，３０）から切断し、少なくとも前記優先負荷（１３，３１）に常に電力を供給し、非優先負荷（１４，３２）を切断するように構成されている、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項5】
前記非優先負荷（１４，３２）が、快適性および／またはオプションに関連する電気負荷（１１，３０）であり、前記優先負荷（１３，３１）が、前記道路車両（１）の安全性および／または性能に関連する電気負荷（１１，３０）である、請求項４に記載の電気システム（７）。
【請求項6】
前記電子管理変換システム（１５）が、前記高電圧（ＨＶ）入力または前記分配ユニット（２０）のいずれかにおいて互いに並列に接続された少なくとも２つの変換装置（１８）を備える、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項7】
前記制御ユニット（２１）が、前記電気負荷（１１，３０）によって必要とされる電力を推定するように構成され、前記電気負荷（１１，３０）によって必要とされる前記電力にしたがって一体に動作する変換装置（１８）の数を決定する、請求項６に記載の電気システム（７）。
【請求項8】
前記第２の蓄電システム（１０）が、少なくとも前記優先負荷（１３，３１）に独立して給電することができるサイズである、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項9】
前記変換装置（１８）が双方向であり、すなわち、電力降圧または電力昇圧として選択的に動作する、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項10】
前記電子管理変換システム（１５）が、少なくとも前記変換装置（１８）、前記制御ユニット（２１）、および前記分配ユニット（２０）、好ましくは前記選択ユニット（２２）も内部に収容する単一の外側保護エンクロージャを備える、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項11】
中電圧（ＭＶ）回路（２８）をさらに備え、前記電子管理変換システム（１５）が、
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された中電圧（ＭＶ）出力（２９）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された低電圧（ＬＶ）出力（１９）と、
前記ＤＣ電圧を高電圧（ＨＶ）から中電圧（ＭＶ）に可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力に接続された第１の変換装置（１８）と、
直流電圧を中電圧（ＭＶ）から低電圧（ＬＶ）に可変可能であり、前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）に接続された第２の変換装置（１８）と、
前記第１の変換装置（１８）と前記第２の変換装置（１８）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の変換装置（１８）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第１の分配ユニット（２０）と、
前記第２の変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第２の変換装置（１８）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第２の分配ユニット（２０）と、
前記第１および第２の変換装置（１８）と前記第１および第２の分配ユニット（２０）とを制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記低電圧もしくは中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記第１の変換装置（１８）および／または前記第２の変換装置（１８）ならびに前記第１の分配ユニット（２０）および／または前記第２の分配ユニット（２０）を制御して、前記低電圧および／または中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくともいくつかの優先負荷（１３，３１）への電力供給を保証するように構成されている、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された中電圧（ＭＶ）出力（２９）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された低電圧（ＬＶ）出力（１９）と、
前記ＤＣ電圧を高電圧（ＨＶ）から中電圧（ＭＶ）に可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力に接続された第１の変換装置（１８）と、
直流電圧を中電圧（ＭＶ）から低電圧（ＬＶ）に可変可能であり、前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）に接続された第２の変換装置（１８）と、
前記第１の変換装置（１８）と前記第２の変換装置（１８）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の変換装置（１８）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第１の分配ユニット（２０）と、
前記第２の変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第２の変換装置（１８）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第２の分配ユニット（２０）と、
前記第１および第２の変換装置（１８）と前記第１および第２の分配ユニット（２０）とを制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記低電圧もしくは中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記第１の変換装置（１８）および／または前記第２の変換装置（１８）ならびに前記第１の分配ユニット（２０）および／または前記第２の分配ユニット（２０）を制御して、前記低電圧および／または中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくともいくつかの優先負荷（１３，３１）への電力供給を保証するように構成されている、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項12】
前記低電圧（ＬＶ）が、４８Ｖ以下、特に１２Ｖに等しい、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項13】
前記高電圧（ＨＶ）が、４８Ｖ以上、特に４８Ｖまたは８００Ｖに等しい、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項14】
道路車両（１）であって、
－少なくとも一対の車輪（２，３）が駆動される４つの車輪（２，３）と、
－電気式またはハイブリッド式のパワートレインシステム（４）と、
－請求項１または２に記載の電気システム（７）と、を備える、道路車両。
－少なくとも一対の車輪（２，３）が駆動される４つの車輪（２，３）と、
－電気式またはハイブリッド式のパワートレインシステム（４）と、
－請求項１または２に記載の電気システム（７）と、を備える、道路車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０２２年７月１日に出願されたイタリア特許出願第１０２０２２００００１３９５４号の優先権を主張し、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本特許出願は、２０２２年７月１日に出願されたイタリア特許出願第１０２０２２００００１３９５４号の優先権を主張し、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、ＤＣ－ＤＣ電力変換器を備える道路車両の電気システムおよび対応する道路車両に関する。
【0003】
特に、本発明は、必須ではないが、有利には、高性能電気（またはハイブリッド）道路車両に適用されることができ、この道路車両は、一般性を失うことなく、以下の説明において明示的に参照される。
【背景技術】
【0004】
蓄電システム、すなわち電池パックに電気的に接続され、駆動輪にトルクを伝達するために駆動輪に機械的に接続された少なくとも１つの電気機械を備えるハイブリッドまたは電気自動車が知られている。
【0005】
ハイブリッドまたは電気自動車の電気システムは、通常、電気機械が接続される高電圧（相対的に言えば、僅か４８ボルトの公称電圧を有することもできる）および高電力の電気回路を備え、高電圧電気回路は、蓄電装置（電気化学電池、例えばリチウムイオン電池またはポリマー電池の少なくとも１つのパックを備える）と、直流側では蓄電装置に接続され、交流側では電気機械に接続され、電気機械を制御する機能を果たす双方向ＤＣ－ＡＣ電力変換器とを備える。
【0006】
これらの車両の電気システムは、全ての補助電気サービス（例えば、全ての車両サブシステムの制御ユニット、インフォテインメントシステム、盗難防止システム、乗員室照明システム、外部ライト、ハイブリッド車両の場合の熱機関の電気スタータモータなど）が接続される低電圧（一般に１２ボルトの公称電圧を有する）および低電力を有する電気回路をさらに備える。ハイブリッド車両では、低電圧電気回路は、熱機関の電気スタータモータに（数秒間）供給するのに必要な高い突入電流（電力）を有するそれ自体の（１つの単一の電気電池を備え、比較的重く、大型である）蓄電装置を備える。さらにまた、一般に、低電圧電気回路と高電圧電気回路とを互いに接続して電気エネルギーを一方から他方に伝達するＤＣ－ＤＣ電力変換器が設けられる。すなわち、高電圧電気回路によって提供される電気エネルギーは、低電圧電気回路の蓄電装置を充電するため、および低電圧電気回路の電気負荷に電力を供給するための双方に使用される。
【0007】
高性能車両では、例えばトラックをレースするときに、車両の性能を最大にするために、重量および寸法が常に低減される必要がある。
【0008】
ハイブリッド車両では、低電圧電気回路の軽量化および小型化を試みるために、低電圧電気回路の蓄電装置が排除されることができ、ＤＣ－ＤＣ電力変換器によって供給されることができる電力が増加されることができる。しかしながら、この設計解決策では、ＤＣ－ＤＣ電力変換器の公称電力を約２ｋＷ（車両の通常走行中に全ての電気負荷に電力を供給するために必要）から１０ｋＷ（エンジンの動作を開始する数瞬間に電気スタータモータによって必要）を超えて増加させなければならないため、節約される総重量は、僅かであることが判明している（一方、総製造コストは、大幅に増加する）。
【0009】
電気自動車全体では、低電圧蓄電装置の存在は、理論的に言えば、それほど必要ではない。しかしながら、低電圧電気回路の蓄電装置がなくなると、ＤＣ－ＤＣ電力変換器は、車両が駐車しているときであっても、常に給電される必要がある電気負荷（典型的には、車両が駐車されているときに常にアクティブである盗難防止システム、および車両が駐車されているときに遠方からまたは遠隔支援センタから車両の所有者と対話することができるインフォテインメントシステム）に必要な電力を供給するために、常にアクティブのままである必要がある。結果として、ＤＣ－ＤＣ電力変換器は、継続的にストレスを受け（すなわち、２４／７で動作する必要がある）、したがって、十分に長い時間継続して動作することを可能にするために、より高価な設計を必要とする（車両の最低寿命が少なくとも１０年であるという事実を考慮する）。
【0010】
さらに、安全の観点からますます関連性が高まっている車両負荷の継続的な追加は、負荷のタイプごとの専用制御ユニットの設置をもたらし、したがって負荷の領域に配置された異なる制御ユニット／回路を有する分散アーキテクチャの形成をもたらし、したがって、電気システム全体の信頼性を保証するための（場合によっては認証されるべき）複雑な電源システムを実現する。例えば、ローカルラックマウント変換器およびディスコネクタ（例えば、パワーガードナー）が現在使用されている。
【0011】
最後に、特に電気自動車の場合、負荷が電源から完全に除外されるか、または障害、例えば短絡がいくつかの負荷に広がる状況が発生する可能性があるため、（すなわち、上記の指示による高電圧蓄電システムの）主蓄電システムまたは負荷もしくはスイッチの１つの起こり得る障害は、運転者、車両または車両の近くに立つ人の安全性にとって許容できないリスクを決定する可能性がある。これを回避するために、唯一の既知の解決策は、複雑で高価で冗長な分散構造の形成であり、これは、例えば、各制御ユニットにローカル蓄電システムが設けられ、コストおよび道路車両の配線の複雑さが大幅に増加する。
【0012】
米国特許出願公開第２０２２／０９１１９３号明細書は、開回路障害を診断するように構成された自律型車両の電源のための制御装置を開示している。
【0013】
前記特許は、主電源線と、主電源線に結合された副線と、コントローラとを備える電力分配システムを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は、上述した欠点によって少なくとも部分的に影響を受けず、同時に製造が容易で経済的である、ＤＣ－ＤＣ電力変換器を備える道路車両の電気システムおよび関連する道路車両を提供することである。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、本明細書に添付の独立請求項、好ましくは、独立請求項に直接的または間接的に従属する従属請求項のいずれか１つに記載の、ＤＣ－ＤＣ電力変換器と、関連する道路車両とを備える道路車両の電気システムが提供される。
【0016】
添付の特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を説明し、本発明の不可欠な部分を形成するものである。
【図面の簡単な説明】
【0017】
ここで、本発明のいくつかの非限定的な実施形態を示す、添付の図面を参照して、本発明の説明を行う。
【図1】本発明の実施形態にかかる道路車両の、より明確にするために詳細を省略した概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１において、符号１は、全体として、２つの前輪２および２つの後輪３を備え、それらの少なくとも一対（または全て）が電気式またはハイブリッド式のパワートレインシステム４からトルクを受ける道路車両を一般的に示している。パワートレインシステム４は、専ら電気式（すなわち、１つまたは複数の電気モータのみを備える）またはハイブリッド式（すなわち、内燃熱機関と、少なくとも１つの電気モータとを備える）とすることができる。
【0019】
図面において、同一の符号および同一の参照文字は、同一の機能を有する同一の要素または構成要素を示す。
【0020】
本発明の目的に対し、「第２の」構成要素という用語は、「第１の」構成要素が存在することを暗に示すものではない。実際のところ、これらの用語は、明瞭性を向上させるための符号としてのみ使用されるものであり、限定するものと解釈されるべきではない。
【0021】
以下に記載されるように、様々な好ましい実施形態、含まれた図面における要素および特徴は、互いに組み合わせられることができ、その理由のために本特許出願の保護範囲を超えることはない。
【0022】
パワートレインシステム４は、好ましくは、化学電池を備えた第１の蓄電システム６に接続されたＡＣ／ＤＣ電力変換器（すなわち、「インバータ」）（既知の種類のものであり、本明細書には示されていない）によって制御される少なくとも１つの電気機械５を備える。
【0023】
必須ではないが、好ましくは、ＤＣ－ＡＣ電力変換器は、双方向電力変換器であり、第１の蓄電システム６に接続された直流側と、電気機械５に接続された三相交流側とを備える。
【0024】
さらにまた、道路車両１は、例えば限定的ではなく、８００または４００または４８ボルトの公称電圧を有する高電圧ＨＶ電気回路８（相対的に）と、例えば１２ボルトの公称電圧を有する低電圧ＬＶ電気回路９とを備える電気システム７を備える。
【0025】
電気回路８は、電気回路９の公称電圧（１２Ｖ）よりも大きい公称電圧（８００Ｖ，４００Ｖ，４８Ｖ）を有するため、「高電圧」回路と定義されること、すなわち、定義「高電圧」は、唯一の電気システム７に関するものとして、１２ボルトの公称電圧を有する電気回路１９を参照して解釈されるべきであることが指摘されるべきである。
【0026】
いくつかの非限定的な事例では、高電圧ＨＶ電気回路８は、第１の蓄電システム６と、ＡＣ／ＤＣ電力変換器とを備え、ＡＣ／ＤＣ電力変換器は、一方側では第１の蓄電システム６に接続され、反対側では電気機械５に（すなわち、電気機械５のステータ巻線に）接続される。簡単にするために、添付の図面において、高電圧ＨＶ電気回路８は、少なくとも第１の蓄電システム６のみを備える。
【0027】
いくつかの好ましい非限定的な実施形態によれば、低電圧ＬＶ電気回路９は、第２の蓄電システム１０（明らかに電気回路９と同じ電圧を有する）と、それぞれがそれ自体の動作のために電気エネルギーのみを吸収するように設計された複数の電気負荷１１とを備える（すなわち、これらの電気負荷のいずれも電気エネルギーを生成することができない）。
【0028】
第２の蓄電システム１０は、第１の蓄電システム６よりも小さい電圧を有する。
【0029】
特に、電気負荷１１は、（すなわち、例えば、道路車両１が駐車しているときであっても、常に電力が供給されなければならない）適度な電力吸収を有し、道路車両１の使用に関係なく常に電力が供給されなければならない（優先順位の高い）連続的な電気負荷１２と、道路車両１が使用されているときにのみ、場合によっては限られた時間の間のみ電力が供給されなければならない（優先順位１３または非優先順位１４）時々発生する電気負荷１３，１４とを備える。
【0030】
有利には、必須ではないが、連続的な電気負荷１２は、例えば、警報システムおよびインフォテインメントシステムを備える。しかしながら、例えば、電力の供給が中断された場合に、それらが再開されたときにエラーメッセージを生成する電子制御ユニット（すなわち、スタンバイおよび低エネルギーモードで動作することが可能であるにもかかわらず、それらが再起動されたときに常に連続的に電力供給される必要があるか、そうでなければエラーを生成する電子制御ユニット）など、上述したもの以外のさらなる連続的な電気負荷が明らかに提供されることができる。
【0031】
一方、好ましくは、限定されないが、優先電気負荷１３は、その故障Ｍが運転者、車両１、または車両１の近くの人々に許容できないリスクをもたらす可能性がある負荷であり、したがって、例えば、インバータおよび／またはＢＭＳなどのパワートレインシステム４に使用され、および／またはワイヤ、アクティブサスペンションなどで操舵される制御ユニットである。換言すれば、優先電気負荷１３は、道路車両１の性能または安全性を危険にさらす可能性がある任意の種類の負荷である。
【0032】
例えば、故障Ｍは、蓄電システム６，１０による電力供給を監視することによって検出され、短絡、過負荷、開放負荷などから構成されることができる。
【0033】
特に、一方で、限定されないが、非優先電気負荷１４は、例えば、乗員室照明システム、外部ライト、空調システム（図示せず）、これらのシステムの異なる制御ユニット、窓の作動、ラジオセット、ナビゲーションシステムを備える。換言すれば、非優先電気負荷１４は、運転者の快適性に関係する、または任意であると考えることができる全てを含む。明らかに、上述したもの以外のさらなる非優先電気負荷１３が設けられることができる。
【0034】
有利には、電気システム７は、高電圧ＨＶ電気回路８から低電圧ＬＶ電気回路９に、および／またはその逆に電気エネルギーを選択的に伝達するために、低電圧ＬＶ電気回路９と高電圧ＨＶ電気回路８とを互いに接続する少なくとも１つの電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム１５を備える。
【0035】
特に、電子管理変換システム１５は、蓄電システム６または１０の一方が存在しない場合に、負荷１１（特に、少なくとも優先負荷１３）を存続させる、すなわち電力を供給されるように構成されている。換言すれば、第１の蓄電システム６または第２の蓄電システム１０（図３および図４）の故障Ｍの場合、電子管理変換システム１５は、第２の蓄電システム１０または第１の蓄電システム６からそれぞれ電力を搬送することによって負荷１１（特に、少なくとも優先負荷１３）に電力を供給する。
【0036】
図２の非限定的な実施形態によれば、電子管理変換システム１５は、第１の蓄電システム６に接続された高電圧ＨＶ入力／出力１６と、第２の蓄電システム１０に接続された低電圧ＬＶ入力／出力１７とを備える。
【0037】
特に、限定されないが、電子管理変換システム１５は、蓄電システム６および１０とは異なり且つ別個である。換言すれば、それらは、同じ位置に配置されず、単一のケーシングに一体化されない。
【0038】
有利には、電子管理変換システム１５は、直流電圧を変化させることができ（例えば、８００Ｖから１２Ｖおよびその逆、または４００Ｖから１２Ｖおよびその逆、または４８Ｖから１２Ｖおよびその逆、または８００Ｖから４８Ｖおよびその逆など）、高電圧ＨＶ入出力１６と低電圧入出力１７との間に介在する少なくとも１つの変換装置１８を備える。
【0039】
電子管理変換システム１５は、例えば、図２の非限定的な実施形態に示すように、低電圧電気回路９の電気負荷１１に接続された低電圧ＬＶ出力１９（すなわち、４８Ｖ未満、例えば１２Ｖの公称張力を有する）をさらに備える。
【0040】
有利には、添付の図面の非限定的な実施形態に示すように、電子管理変換システム１５は、変換装置１８（すなわち、電力変換器）と低電圧入出力１７との間に介在し、第１の蓄電システム６または第２の蓄電システム１０から到来するエネルギーを介して選択的に道路車両１の電気負荷１１に電力を供給するように構成された分配ユニット２０（例えば、電力ｍｕｘ）をさらに備える。特に、公称動作条件では、電気負荷１１は、第２の低電圧蓄電システム１０によって給電される。
【0041】
最後に、電子管理変換システム１５は、内部に、変換装置１８および分配ユニット２０を制御するように構成された制御ユニット２１を備える。
【0042】
特に、制御ユニット２１は、第１の蓄電システム６および／または第２の蓄電システム１０および／または電気負荷１１のうちの少なくとも１つの故障Ｍを検出し、検出された故障Ｍに応じて、電気負荷１１のうちの少なくともいくつかの優先負荷１３への電力の供給を保証するように変換装置１８および分配ユニット２０を制御するように構成されている。
【0043】
有利には、限定されないが、制御ユニット２１は、メモリおよびマイクロプロセッサ（既知の種類のものであり、したがって詳細には記載されていない）を備え、電子ＤＣ－ＤＣ管理変換システム１５の動作を監視し、変換装置１８を起動（動作）させ、ならびに蓄電システム６および１０ならびに電気負荷１１の起こり得る故障に関する情報を受信する。
【0044】
好ましくは、限定されないが、制御ユニット２１は、ローカルネットワークを介して（例えば、ＣＡＮまたはイーサネット（登録商標）プロトコルを使用して）道路車両１の他の制御ユニットと相互作用する。詳細には、制御ユニット２１は、低電圧ＬＶ入出力１７によって直接給電され、したがって、第２の蓄電システム１０によっても給電される。代替的に（または追加的に）、制御ユニット２１は、高電圧ＨＶ入出力１６によって直接給電されることができ、したがって、第１の蓄電システム６および／または電気機械５によって直接給電される。
【0045】
好ましいが非限定的な実施形態によれば、電気システム７は、電気負荷１１と分配ユニット２０との間に介在し、制御ユニット２１によって与えられるコマンドにしたがって特定の負荷１１を選択的に接続または切断するように構成された選択ユニット２２をさらに備える。特に、選択ユニット２２は、切断機能、すなわち分配ユニット２０から到来する電源の「金属」導通を遮断する機能のみを有する複数の切断装置２３、例えばリレー、ヒューズまたはスイッチを備える。換言すれば、分配ユニット２０は、第１の蓄電システム６と第２の蓄電システム１０との間の選択を可能にするが、（通常は閉じられた）切断装置２３は、それぞれの負荷１１に接続され、制御ユニット２１が故障Ｍを検出し、その内部ロジックによって前記負荷１１を非優先負荷１４として定義した場合に、前記負荷１１への電力の供給を遮断する（すなわち、開く）ように構成されている。
【0046】
添付の図面の非限定的な実施形態では、分配ユニット２０は、それぞれが変換装置１８（すなわち、第１の蓄電システム６への）および／または第２の蓄電システム１０への負荷１１の接続または欠如を決定する、２つのセレクタ２４（例えば、スイッチ２５および安全ダイオード２６を備える）を備える。
【0047】
有利には、必須ではないが、故障Ｍが電気負荷１１のうちの１つに関連する場合、制御ユニット２１は、故障している電気負荷１１を電気システム７の残りの部分から切断するように選択ユニット２２を制御するように構成されている。
【0048】
特に、電気システム７、より正確には選択ユニット２２には、優先電気負荷１３用の少なくとも１つの切断装置２３と、非優先電気負荷１４用の切断装置２３とが設けられる。
【0049】
添付の図面の非限定的な実施形態では、連続的な電気負荷１２は、特に電子管理変換システム１５の外部で、低電圧電気回路９に直接接続される。
【0050】
本明細書に示されていない他の非限定的な場合では、連続的な電気負荷１２は、負荷１２および１３のように、それぞれの切断装置２３（または優先負荷１３と同じ切断装置２３）に接続される。したがって、特に、連続的な電気負荷１２は、電子管理変換システム１５に接続される。
【0051】
有利には、必須ではないが、図３、図４、図７、図８、図１１、および図１２の非限定的な実施形態に示すように、制御ユニット２１は、故障Ｍ（前述の図ではＸによって示されている）が第１の蓄電システム６または第２の蓄電システム１０にそれぞれ関連する場合、第１の蓄電システム６または第２の蓄電システム１０を電気負荷１１から切断するように構成され、同時に少なくとも優先負荷１３に電力を常に供給し、非優先負荷１４のうちの１つまたは複数を切断する。
【0052】
上述したように、非優先負荷１４は、快適性に関しておよび／またはオプションと見なされる電気負荷１１であり、優先負荷１３は、安全性および／または道路車両１の性能に関する電気負荷１１である。
【0053】
いくつかの非限定的な事例では、例えば第１の蓄電システム６の問題の場合、故障Ｍに応じて、道路車両１の性能に関する負荷１１の一部は、非優先負荷１４と見なされ、したがって、制御ユニット２１から切断される。このようにして、道路車両１は、たとえ劣化した程度であっても、重大な故障Ｍの場合であっても、依然として使用されることができ、運転者および車両１の安全性を保証する。
【0054】
有利には、必須ではないが、電子管理変換システム１５は、スケーラブルおよび／または冗長であり、すなわち、高電圧入力／出力１６および分配ユニット２０の双方において（すなわち、低電圧回路９へのそれぞれの接続において）互いに並列に接続された少なくとも２つの変換装置１８を備える。このようにして、ｎ個の電力変換器を設けることによって、電気負荷１１のためのｎ個の電力供給ラインが画定され、これは、起こり得る責任または安全性の制限を考慮する冗長性を作り出すために、選択ユニット２２を用いて制御ユニット２１によって集中的に切断されることができる。
【0055】
いくつかの好ましい非限定的な実施形態によれば、制御ユニット２１は、特に道路車両１が使用されるとき（すなわち、それが多かれ少なかれ連続的に移動しているとき）、電気負荷１１によって要求される電力を推定し、電気負荷１１によって要求される電力に応じていくつの変換装置１８が一緒に動作するかを決定するように構成されている。
【0056】
有利には、必須ではないが、これまでに開示されたものによれば、第２の蓄電システム１０は、少なくとも非優先負荷１３に自律的に電力を供給する（すなわち、蓄電システム６の助けを借りずに）ことができるようなサイズにされる。
【0057】
いくつかの好ましい非限定的な場合では、変換装置１８（または１つを超えて存在する場合、それらのそれぞれ）は、双方向装置であり、すなわち、それは、パワーバック（バックモード）またはパワーブースト（ブーストモード）として選択的に動作する（したがって、高電圧回路８からの、または高電圧回路８への電力の流れの方向を変更する）。例えば、限定されないが、装置１８は、道路車両１が駐車されているときに高電圧ＨＶを維持するためのシステムが存在する場合のパワーブーストとして使用されることができる。
【0058】
いくつかの好ましい非限定的な実施形態によれば、電子管理変換システムは、少なくとも変換装置１８、制御ユニット２１、および分配ユニット２０、好ましくは選択ユニット２２も内部に収容する単一の外側保護エンクロージャ２７（金属またはプラスチック製）を備える。このようにして、システム７の論理および電力管理は集中化され、したがって、変移された局所的に給電されるシステムの必要性を回避し、要求された車両安全性に必要な冗長性を保証する。
【0059】
図１０から図１３の非限定的な実施形態では、電気システム７は、互いに並列な一対の管理変換システム１５を備え、それらの少なくとも１つ（図１０から図１３の上部に示す）は、第１の蓄電システム６および第２の蓄電システム１０の双方に接続されている。一方、他のシステム１５、すなわち下部に示されているシステムは、第１の蓄電システム６に排他的に接続される。本明細書に示されていない他の非限定的な事例では、他のシステム１５、すなわち下部に示されているものもまた、蓄電システム６および１０の双方に接続される。特に、これらの実施形態では、優先負荷１３は、変換装置１８のうちの一方に故障Ｍがある場合に、安全性の観点から有用な冗長性を保証するために、双方のシステム１５によって給電される。
【0060】
図６から図９の実施形態に示されるもののようないくつかの非限定的な場合において、電気システム７は、中電圧ＭＶ回路２８（すなわち、常に相対的に、低電圧ＬＶよりも大きく高電圧よりも小さい電圧を有する）をさらに備える。
【0061】
特に、電子管理変換システム１５は、前述の場合と同様に、低電圧電気負荷１１に接続された高電圧入力／出力１６、低電圧ＬＶ入力／出力１７および低電圧ＬＶ出力１９を備える。好ましくは、限定されないが、さらに、電子システム１５は、中電圧電気負荷３０に接続された中電圧ＭＶ出力２９を備える。負荷１１についてこれまでに開示されたことは、明らかに電気負荷３０にも適用され、その中には優先負荷３１および非優先負荷３２がある。
【0062】
これらの非限定的な場合では、電子管理変換システム１５は、以下をさらに備える：
－直流電圧を高電圧ＨＶから中電圧ＭＶに変化させることができ且つ高電圧入出力部１６に接続された第１の変換装置１８；
－中電圧ＭＶから低電圧ＬＶに直流電圧を変化させることができ且つ低電圧ＬＶ入出力１７に接続された第２の変換装置１８；
－第１の変換装置１８と第２の変換装置１８との間に介在し、第１の蓄電システム６（すなわち、第１の変換装置１８から）または第２の変換装置１８から到来するエネルギーによって選択的に道路車両１の中電圧ＭＶ電気負荷３０に電力を供給するように構成された第１の分配ユニット２０；
－第２の変換装置１８と低電圧入出力１７との間に介在し、第２の変換装置１８または第２の蓄電システム１０から到来するエネルギーによって選択的に道路車両１の低電圧ＬＶ電気負荷１１に電力を供給するように構成された第２の分配ユニット２０；
－第１および第２の変換装置１８ならびに第１および第２の分配ユニット２０（必要に応じて、各分配ユニット２０と各電気負荷１１，３０との間に介在する各選択ユニット２２）の双方を制御するように構成された制御ユニット２１。
－直流電圧を高電圧ＨＶから中電圧ＭＶに変化させることができ且つ高電圧入出力部１６に接続された第１の変換装置１８；
－中電圧ＭＶから低電圧ＬＶに直流電圧を変化させることができ且つ低電圧ＬＶ入出力１７に接続された第２の変換装置１８；
－第１の変換装置１８と第２の変換装置１８との間に介在し、第１の蓄電システム６（すなわち、第１の変換装置１８から）または第２の変換装置１８から到来するエネルギーによって選択的に道路車両１の中電圧ＭＶ電気負荷３０に電力を供給するように構成された第１の分配ユニット２０；
－第２の変換装置１８と低電圧入出力１７との間に介在し、第２の変換装置１８または第２の蓄電システム１０から到来するエネルギーによって選択的に道路車両１の低電圧ＬＶ電気負荷１１に電力を供給するように構成された第２の分配ユニット２０；
－第１および第２の変換装置１８ならびに第１および第２の分配ユニット２０（必要に応じて、各分配ユニット２０と各電気負荷１１，３０との間に介在する各選択ユニット２２）の双方を制御するように構成された制御ユニット２１。
【0063】
特に、限定されないが、これらの実施形態では、制御ユニット２１は、第１の蓄電システム６および／または第２の蓄電システム１０および／または低電圧ＬＶもしくは中電圧ＭＶ電気負荷１１，３０のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、故障Ｍに応じて、第１の変換装置１８および／または第２の変換装置１８ならびに第１の分配ユニット２０および／または第２の分配ユニット２０を制御して、低電圧および／または中電圧電気負荷１１，３０のうちの少なくともいくつかの優先負荷１３，３１への電力の供給を保証するように構成されている。
【0064】
有利には、必須ではないが、低電圧ＬＶは、４８Ｖ以下、特に１２Ｖに等しい。
【0065】
有利には、必須ではないが、高電圧ＨＶは、４８Ｖ以上、特に４８Ｖ、４００Ｖまたは８００Ｖに等しい。
【0066】
以下、いくつかの動作シナリオは、単なる例として説明されるため、それらは、本発明を限定するものと見なされるべきではない。
【0067】
図２の非限定的な実施形態は、電子管理変換システム１５を備える道路車両１の電気システム７を示し、制御ユニット２１は、いかなる故障Ｍも検出しない。特に、全ての切断装置２３が閉じられ、負荷１１が分配ユニット２０によって、詳細には低電圧蓄電システム１０および高電圧蓄電システム６の双方によって給電されることを可能にする（前記高電圧は変換装置１８によって変換される）。
【0068】
この場合、例えば、高電圧は、８００Ｖ、４００Ｖまたは４８Ｖであり、低電圧は、１２Ｖであるが、既に指摘したように、異なる電圧値が明らかに可能であり得る。
【0069】
図３の非限定的な実施形態は、低電圧蓄電システム１０が故障Ｍ（連続線を有するＸ記号によって概略的に示されている）を被る第１のシナリオを示している。この故障は、連続的な電気負荷１２（例えば、上記の種類のものであり、Ｘ記号によって破線で示されている）への電力の供給の損失を引き起こす。制御ユニット２１は、故障Ｍを検出した場合、蓄電システム１０を他の電気システム７から切断するために、蓄電システム１０に接続されたセレクタ２４を開くように分配ユニット２０を制御する。同時に、蓄電システム１０による電力供給の不足を補うために、非優先負荷１４に接続された切断装置２３は、非優先負荷１４（またはその少なくとも一部）を開放および切断するように制御ユニット２１によって制御され、したがって、例えば、パワートレインシステム４の電子制御ユニット、アクティブサスペンションの可能なシステム（特に、各車輪２，３に１つ）などの優先負荷１３への電力の連続供給を可能にする。
【0070】
図４の非限定的な実施形態は、高電圧蓄電システム６が故障Ｍ（連続線を有するＸ記号によって概略的に示されている）を被る第２のシナリオを示している。この故障は、電力供給の喪失、したがって変換装置１８の動作の喪失を引き起こす（Ｘ記号によって破線で示されている）。制御ユニット２１は、故障Ｍを検出した場合、蓄電システム６を他の電気システム７から切断するために、蓄電システム６に（すなわち、変換装置１８に）接続されたセレクタ２４を開くように分配ユニット２０を制御する。同時に、蓄電システム６による電力供給の不足を補うために、非優先負荷１４に接続された切断装置２３は、非優先負荷１４（またはその少なくとも一部）を開放および切断するように制御ユニット２１によって制御され、したがって、例えばパワートレインシステム４の電子制御ユニットなどの優先負荷１３への電力の連続供給を可能にする。したがって、蓄電システム１０は、例えば上述した種類の優先負荷１３への電力の供給に十分であるようなサイズにされる。
【0071】
特に、従来技術によれば、低電圧回路９の故障Ｍがある場合、道路車両１全体に電力が供給されることが防止され（特に完全に電気自動車の場合）、したがって全ての駆動が失われる。反対に、システム７は、無線、空調、またはナビゲータなどの余分な負荷（すなわち、非優先負荷１４）の切断を可能にするが、それでもなお、パワートレインシステム４の一部、小さいものであっても作動させるのに必要な電力を供給する。換言すれば、電気システム７は、故障Ｍにかかわらず、少なくとも道路車両１のコーストダウンに電力を供給し、したがって車両１および乗員の安全を保証する。
【0072】
添付の図面の非限定的な実施形態では、実線は、電力接続、すなわち電気システム７の構成要素への電力の供給に関連する電力接続を示し、破線は、論理接続を示している。
【0073】
図５の非限定的な実施形態は、電気負荷１１のうちの一方が故障Ｍ（連続線を有するＸ記号によって概略的に示されている）を被る第３のシナリオを示している。制御ユニット２１は、故障Ｍを検出した場合、分配ユニット２０を制御してセレクタ２４を閉じた状態で各蓄電システム６，１０に接続させたままにするが、同時に、故障した負荷１１に接続された切断装置２３が制御ユニット２１によって制御されて、故障した負荷１１を開いて残りの電気システム７から切断する。このようにして、一連の故障が回避される。故障している電気負荷１１のタイプにかかわらず、他の作動負荷１１への電力の供給は保証され、したがって、例えば運転者に停止を提案することによって、または運転者にパワートレインシステム４の劣化した動作モードを警告することによって、少なくとも道路車両１の安全性を保証する。
【0074】
図６から図９の非限定的な実施形態は、中電圧回路２８、すなわち変換装置１８、分配ユニット２０および選択ユニット２２からなる内部構造が直列に繰り返される中電圧回路も備える電子管理変換システム１５における図２から図５と同じシナリオを示している。
【0075】
特に、この場合、高電圧ＨＶは、例えば８００Ｖまたは４００Ｖであり、中電圧ＭＶは、例えば４８Ｖであり、低電圧ＬＶは、例えば１２Ｖである。
【0076】
例えば、限定されないが、優先電気負荷３１は、道路車両１のアクティブサスペンションシステムであり、優先負荷１３は、道路車両１の制動または駆動システムである。
【0077】
これらの場合、図８の第２のシナリオに示すように、電気負荷３０は、少なくとも中電圧優先負荷３１に給電するために、第２の変換装置２０によって第２の蓄電システム１０によって給電され、第２の変換装置は、昇圧モードで動作して、蓄電システム１０によって供給される低電圧を中電圧に変換する。対照的に、限定されないが、図７の第１のシナリオでは、双方の変換装置１８は、バックモードで動作し、最初に、負荷３０、特に３１に対して中電圧ＭＶに、その後、負荷１１、特に１３に対して低電圧ＬＶに、蓄電システム６によって供給される高電圧ＨＶを変換する。
【0078】
【0079】
特に、この場合、高電圧ＨＶは、例えば８００Ｖまたは４００Ｖであり、低電圧ＬＶは、例えば１２Ｖである。
【0080】
例えば、一般的に言えば、優先負荷１３は、完全に電気的に操作され、したがって道路車両１の機能性および安全性を危険にさらす可能性がある場合には、前輪２の操舵システムを備える。
【0081】
これらの場合、最初の２つのシナリオでは、制御ユニット２１は、上述したように装置１８および／またはユニット２０および２２を制御する。さらに、この実施形態はまた、相対装置１８ならびにユニット２０および２２の切断を引き起こす制御ユニット２１（図１３を参照）のうちの１つの起こり得る故障Ｍを補うこともできる。この場合、優先負荷１１は、可能な全ての負荷１１に正しく電力を供給するようにそれぞれの変換装置１８、分配ユニット２０および選択ユニット２２を制御する正しく動作する制御ユニット２１の動作によって給電される。
【0082】
特に、制御ユニット２１の故障がある場合、蓄電システム６に対する連続的な負荷１２の直接接続は、それらが電力供給されることを可能にする。
【0083】
これらの非限定的な実施形態は、各管理変換システム１５のための制御ユニット２１の存在を示す。しかしながら、分配ユニット２０は、システム１５よりも少なくすることができる。実際に、図１０から図１３の非限定的な実施形態では、ボトムシステム１５の分配ユニット２０は、任意である（高電圧蓄電システム６に排他的に接続されているため）。
【0084】
上述した本発明は特定の実施形態に関連しているが、その保護範囲は、例えば、異なるタイプの優先または非優先負荷、異なる数のシステム１５または装置１８、異なる値の高、中または低電圧など、添付の特許請求の範囲によってカバーされる全ての変形、変更、または簡略化も含むため、上記実施形態に限定されると見なされるべきではない。
【0085】
本明細書に記載の実施形態は、互いに組み合わせることができ、そのために本発明の保護範囲を超えることはない。
【0086】
上述したシステムおよび車両は、多くの利点を有する。
【0087】
第１に、それらは、道路車両１の電気システムのサイズおよび重量を大幅に低減し、ローカル蓄電装置の必要性を排除する。特に、これらの効果は、例えばトラックでレースするための高性能車両において特に重要である。
【0088】
さらに、電気システムの複雑さが単純化され、必要な冗長性および安全性が、電子管理変換システムによって、および複数の変換装置の存在の可能性によって保証される。
【0089】
さらにまた、蓄電システム１０の十分なサイズのおかげで、上述した電気システム７は、いずれにせよ変換装置にストレスを与えることなく（すなわち、変換装置を連続的に動作させることなく）、車両のパワートレイン、サスペンションおよびステアリングシステムに関する優先負荷への電力の供給を保証することができる。
【0090】
本発明のさらなる利点は、統合されたスケーラブルなシステムを提供するという事実にあり、「スケーラブル」とは、所与の負荷によって要求される電力に応じて、ローカル変換器の必要性を排除し、必要に応じて、オプションおよび道路車両モデルの特徴に基づいて適切な変換器の追加を可能にするために、異なる変換比を有する異なるタイプの電力変換器を設置することが可能であることを意味する。例えば、車両がアクティブサスペンションを有する場合、その特定の装置に正しい電圧を直接供給するために、変換器、例えば８００Ｖ／４８Ｖが容易に統合されることができる。
【0091】
最後に、上述した電気システム７は、市販の構成要素から構成されているため、コストが比較的低く、複雑さが比較的小さいことを特徴とする。
【符号の説明】
【0092】
１ 車両
２ 前輪
３ 後輪
４ パワートレインシステム
５ 電気機械
６ 第１の蓄電システム
７ 電気システム
８ 高電圧電気回路
９ 低電圧電気回路
１０ 蓄電システム
１１ 電気負荷
１２ 連続的な電気負荷
１３ 優先電気負荷
１４ 非優先電気負荷
１５ 電子管理変換システム
１６ 高電圧入出力
１７ 低電圧入出力
１８ 変換装置
１９ 低電圧出力
２０ 分配ユニット
２１ 制御ユニット
２２ 選択ユニット
２３ 切断装置
２４ セレクタ
２５ スイッチ
２６ ダイオード
２７ エンクロージャ
２８ 中電圧回路
２９ 中電圧出力
３０ 電気負荷
３１ 優先電気負荷
３２ 非優先電気負荷
ＨＶ 高電圧
ＬＶ 低電圧
Ｍ 故障
ＭＶ 中電圧
２ 前輪
３ 後輪
４ パワートレインシステム
５ 電気機械
６ 第１の蓄電システム
７ 電気システム
８ 高電圧電気回路
９ 低電圧電気回路
１０ 蓄電システム
１１ 電気負荷
１２ 連続的な電気負荷
１３ 優先電気負荷
１４ 非優先電気負荷
１５ 電子管理変換システム
１６ 高電圧入出力
１７ 低電圧入出力
１８ 変換装置
１９ 低電圧出力
２０ 分配ユニット
２１ 制御ユニット
２２ 選択ユニット
２３ 切断装置
２４ セレクタ
２５ スイッチ
２６ ダイオード
２７ エンクロージャ
２８ 中電圧回路
２９ 中電圧出力
３０ 電気負荷
３１ 優先電気負荷
３２ 非優先電気負荷
ＨＶ 高電圧
ＬＶ 低電圧
Ｍ 故障
ＭＶ 中電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
道路車両（１）の電気システム（７）であって、前記電気システム（７）が、
第１の蓄電システム（６）と、電気式またはハイブリッド式パワートレインシステム（４）用の少なくとも１つの電気機械（５）とを備える高電圧（ＨＶ）電気回路（８）と、
第２の蓄電システム（１０）と複数の電気負荷（１１，３０）とを備える低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と、を備え、
前記電気システム（７）が、前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）とを互いに接続して、前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）から前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）へ、および／またはその逆に電気エネルギーを選択的に伝達する、少なくとも１つの電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム（１５）を備え、
前記電子管理変換システム（１５）が、
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
ＤＣ電圧を可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在する少なくとも１つの変換装置（１８）と、
前記変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された分配ユニット（２０）と、
前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記電気負荷（１３，３１）のうちの少なくとも一部の優先負荷（１１，３０）への電力供給を保証するように前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御するように構成されており、
前記電気システム（７）が、互いに並列な少なくとも第１の管理変換システム（１５）および第２の管理変換システム（１５）を備え、その少なくとも一方が、前記第１の蓄電システム（６）および前記第２の蓄電システム（１０）の双方に接続されている、ことを特徴とする、電気システム（７）。
第１の蓄電システム（６）と、電気式またはハイブリッド式パワートレインシステム（４）用の少なくとも１つの電気機械（５）とを備える高電圧（ＨＶ）電気回路（８）と、
第２の蓄電システム（１０）と複数の電気負荷（１１，３０）とを備える低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と、を備え、
前記電気システム（７）が、前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）と前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）とを互いに接続して、前記高電圧（ＨＶ）電気回路（８）から前記低電圧（ＬＶ）電気回路（９）へ、および／またはその逆に電気エネルギーを選択的に伝達する、少なくとも１つの電子ＤＣ－ＤＣ電子管理変換システム（１５）を備え、
前記電子管理変換システム（１５）が、
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
ＤＣ電圧を可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在する少なくとも１つの変換装置（１８）と、
前記変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された分配ユニット（２０）と、
前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記電気負荷（１３，３１）のうちの少なくとも一部の優先負荷（１１，３０）への電力供給を保証するように前記変換装置（１８）および前記分配ユニット（２０）を制御するように構成されており、
前記電気システム（７）が、互いに並列な少なくとも第１の管理変換システム（１５）および第２の管理変換システム（１５）を備え、その少なくとも一方が、前記第１の蓄電システム（６）および前記第２の蓄電システム（１０）の双方に接続されている、ことを特徴とする、電気システム（７）。
【請求項2】
前記負荷（１１，３０）と前記分配ユニット（２０）との間に介在し、前記制御ユニット（２１）によって与えられるコマンドにしたがって特定の負荷を選択的に接続または切断するように構成された選択ユニット（２２）を備える、請求項１に記載の電気システム（７）。
【請求項3】
前記故障（Ｍ）が前記電気負荷（１１，３０）のうちの１つに関連する場合、前記制御ユニット（２１）が、故障している電気負荷を前記電気システム（７）の残りの部分から切断するように前記選択ユニット（２２）に命令するように構成されている、請求項２に記載の電気システム（７）。
【請求項4】
前記制御ユニット（２１）が、前記故障（Ｍ）が前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）にそれぞれ関連する場合、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の蓄電システム（１０）を前記電気負荷（１１，３０）から切断し、少なくとも前記優先負荷（１３，３１）に常に電力を供給し、非優先負荷（１４，３２）を切断するように構成されている、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項5】
前記非優先負荷（１４，３２）が、快適性および／またはオプションに関連する電気負荷（１１，３０）であり、前記優先負荷（１３，３１）が、前記道路車両（１）の安全性および／または性能に関連する電気負荷（１１，３０）である、請求項４に記載の電気システム（７）。
【請求項6】
前記電子管理変換システム（１５）が、前記高電圧（ＨＶ）入力または前記分配ユニット（２０）のいずれかにおいて互いに並列に接続された少なくとも２つの変換装置（１８）を備える、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項7】
前記制御ユニット（２１）が、前記電気負荷（１１，３０）によって必要とされる電力を推定するように構成され、前記電気負荷（１１，３０）によって必要とされる前記電力にしたがって一体に動作する変換装置（１８）の数を決定する、請求項６に記載の電気システム（７）。
【請求項8】
前記第２の蓄電システム（１０）が、少なくとも前記優先負荷（１３，３１）に独立して給電することができるサイズである、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項9】
前記変換装置（１８）が双方向であり、すなわち、電力降圧または電力昇圧として選択的に動作する、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項10】
前記電子管理変換システム（１５）が、少なくとも前記変換装置（１８）、前記制御ユニット（２１）、および前記分配ユニット（２０）を内部に収容する単一の外側保護エンクロージャを備える、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項11】
前記単一の外側保護エンクロージャは、選択ユニット（２２）も内部に収容する、請求項１０に記載の電気システム（７）。
【請求項12】
中電圧（ＭＶ）回路（２８）をさらに備え、前記電子管理変換システム（１５）が、
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された中電圧（ＭＶ）出力（２９）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された低電圧（ＬＶ）出力（１９）と、
前記ＤＣ電圧を高電圧（ＨＶ）から中電圧（ＭＶ）に可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力に接続された第１の変換装置（１８）と、
直流電圧を中電圧（ＭＶ）から低電圧（ＬＶ）に可変可能であり、前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）に接続された第２の変換装置（１８）と、
前記第１の変換装置（１８）と前記第２の変換装置（１８）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の変換装置（１８）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第１の分配ユニット（２０）と、
前記第２の変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第２の変換装置（１８）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第２の分配ユニット（２０）と、
前記第１および第２の変換装置（１８）と前記第１および第２の分配ユニット（２０）とを制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記低電圧もしくは中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記第１の変換装置（１８）および／または前記第２の変換装置（１８）ならびに前記第１の分配ユニット（２０）および／または前記第２の分配ユニット（２０）を制御して、前記低電圧および／または中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくともいくつかの優先負荷（１３，３１）への電力供給を保証するように構成されている、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
前記第１の蓄電システム（６）に接続された高電圧（ＨＶ）入出力（１６）と、
中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された中電圧（ＭＶ）出力（２９）と、
前記第２の蓄電システム（１０）に接続された低電圧（ＬＶ）入出力（１７）と、
前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に接続された低電圧（ＬＶ）出力（１９）と、
前記ＤＣ電圧を高電圧（ＨＶ）から中電圧（ＭＶ）に可変可能であり、前記高電圧（ＨＶ）入出力に接続された第１の変換装置（１８）と、
直流電圧を中電圧（ＭＶ）から低電圧（ＬＶ）に可変可能であり、前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）に接続された第２の変換装置（１８）と、
前記第１の変換装置（１８）と前記第２の変換装置（１８）との間に介在し、前記第１の蓄電システム（６）または前記第２の変換装置（１８）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第１の分配ユニット（２０）と、
前記第２の変換装置（１８）と前記低電圧（ＬＶ）入出力（１９）との間に介在し、前記第２の変換装置（１８）または前記第２の蓄電システム（１０）からのエネルギーによって選択的に前記道路車両（１）の前記低電圧（ＬＶ）電気負荷（１１，３０）に電力を供給するように構成された第２の分配ユニット（２０）と、
前記第１および第２の変換装置（１８）と前記第１および第２の分配ユニット（２０）とを制御する制御ユニット（２１）と、を備え、
前記制御ユニット（２１）が、前記第１の蓄電システム（６）および／または前記第２の蓄電システム（１０）および／または前記低電圧もしくは中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくとも１つの故障（Ｍ）を検出し、前記故障（Ｍ）に応じて、前記第１の変換装置（１８）および／または前記第２の変換装置（１８）ならびに前記第１の分配ユニット（２０）および／または前記第２の分配ユニット（２０）を制御して、前記低電圧および／または中電圧（ＭＶ）電気負荷（１１，３０）のうちの少なくともいくつかの優先負荷（１３，３１）への電力供給を保証するように構成されている、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項13】
前記低電圧（ＬＶ）が、４８Ｖ以下、特に１２Ｖに等しい、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項14】
前記高電圧（ＨＶ）が、４８Ｖ以上、特に４８Ｖまたは８００Ｖに等しい、請求項１または２に記載の電気システム（７）。
【請求項15】
道路車両（１）であって、
－少なくとも一対の車輪（２，３）が駆動される４つの車輪（２，３）と、
－電気式またはハイブリッド式のパワートレインシステム（４）と、
－請求項１または２に記載の電気システム（７）と、を備える、道路車両。
－少なくとも一対の車輪（２，３）が駆動される４つの車輪（２，３）と、
－電気式またはハイブリッド式のパワートレインシステム（４）と、
－請求項１または２に記載の電気システム（７）と、を備える、道路車両。
【外国語明細書】