用于運行蓄電池系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運行蓄電池系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 101 39 050 A1涉及一種用于執(zhí)行自動充電狀態(tài)均衡的方法和裝置。其中獲取關(guān)于車主的駕駛習(xí)慣的靜態(tài)數(shù)據(jù)。在檢測到充電狀態(tài)均衡的必要性后將這些數(shù)據(jù)使用于，為啟動充電狀態(tài)均衡的準(zhǔn)備階段和后續(xù)執(zhí)行階段提供優(yōu)化的時間點。
[0003]DE 10 2005 023 365 A1涉及一種混合動力車輛中蓄電池的蓄電池管理系統(tǒng)。其通過數(shù)學(xué)的蓄電池模型實現(xiàn)確定蓄電池量如T、S0C、S0H，該蓄電池模型描述蓄電池的熱和/或電的特性。于是當(dāng)估計蓄電池(4)的將來的電負荷IBat(t)時和當(dāng)該蓄電池模型基于所估計的電負荷IBat (t)計算蓄電池量Z、S0C、S0H將來的變化時，尤其能夠有效地使用該蓄電池。
[0004]電驅(qū)動的車輛、混合動力車輛或者電動車輛的蓄電池包括二次電池、例如鋰離子蓄電池單池的布置和電接線。此外蓄電池包含至少一個控制裝置或者是調(diào)節(jié)裝置，其用于，測量蓄電池單池電壓、蓄電池單池溫度和總電流以及根據(jù)這些測量量基于模型預(yù)測最大的電功率或者電流，其在蓄電池接下來的時間步長里可以要求電驅(qū)動裝置。該結(jié)果直接通過數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)、例如CAN總線向驅(qū)動系統(tǒng)傳輸。
[0005]車輛的電驅(qū)動裝置、更確切地說功率電子器件，同樣保持通過這種總線系統(tǒng)通知車輛的待調(diào)節(jié)的期望轉(zhuǎn)矩，該期望轉(zhuǎn)矩的來源在油門踏板位置處且因此在于駕駛員。該功率電子器件導(dǎo)致通過連接B6半導(dǎo)體橋提供額定轉(zhuǎn)矩。該B6半導(dǎo)體橋能夠，接通在電機階段調(diào)制的其輸入電壓并且通過即將到來的電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。該功率電子器件應(yīng)當(dāng)隨時遵循蓄電池的功率/電流預(yù)測，以不向該蓄電池要求超過允許的標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]因為蓄電池和驅(qū)動系統(tǒng)表示物理連接的單元，所以完全可能的是，蓄電池的功率電子器件要求蓄電池有超過對蓄電池有利的更高的功率或者電流。這種情況下蓄電池具有理論上最后的可能性，來斷開主接觸器。當(dāng)蓄電池不這么做時，在大多數(shù)行駛狀態(tài)下由于安全原因也不可能這么做，于是對蓄電池產(chǎn)生以下影響且按照過載對蓄電池產(chǎn)生影響:
[0007]蓄電池單池能夠面臨更進一步的老化。此外擔(dān)心強烈地加熱這些蓄電池單池以及由此接著可能損壞危及安全的溫度水平。最后對在軟件側(cè)存放的蓄電池單池的電壓極值進行損壞。
[0008]極端情況也將使功率電子器件受到傷害，該極端情況可能是關(guān)于功率電子器件中的電橋電路在蓄電池上設(shè)置低電阻短路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明提出了一種用于控制和調(diào)節(jié)電動車輛或混合動力車輛的電驅(qū)動裝置的車輛結(jié)構(gòu)，包括功率電子器件，其一方面與電驅(qū)動裝置且另一方面與蓄電池或蓄電池系統(tǒng)相連接，其中蓄電池管理系統(tǒng)隸屬于后者中。根據(jù)本發(fā)明提出的車輛結(jié)構(gòu)的特征在于，其包括主控制器，在所述主功能中至少擴展蓄電池管理系統(tǒng)的和電驅(qū)動裝置的功率電子器件的功能。根據(jù)本發(fā)明提出的車輛結(jié)構(gòu)的該附加的主控制器具有更上層的管理可能性，通過其能夠進行具有決定意義的任務(wù)，例如優(yōu)化不同的參數(shù)，例如對蓄電池或蓄電池系統(tǒng)進行必要的冷卻或者對車輛的不同的充電狀態(tài)或者是行駛狀態(tài)進行協(xié)調(diào)。通過根據(jù)本發(fā)明提出的主控制器實現(xiàn)控制和/或調(diào)節(jié)實體或者實現(xiàn)已經(jīng)存在的控制器的軟件功能，通過其可以調(diào)用所有相關(guān)的子系統(tǒng)，例如車輛的冷卻系統(tǒng)、例如蓄電池或蓄電池系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)、電驅(qū)動裝置的功率電子器件或者還有蓄電池或者是蓄電池系統(tǒng)的蓄電池管理系統(tǒng)。
[0010]從而該車輛結(jié)構(gòu)除了蓄電池或者是蓄電池系統(tǒng)外還包括蓄電池斷開單元，該蓄電池斷開單元是蓄電池系統(tǒng)的部件且能夠安裝在蓄電池內(nèi)或者外，此外還包括功率電子器件，其隸屬于電機，即電驅(qū)動裝置。該蓄電池或蓄電池系統(tǒng)一方面由蓄電池管理系統(tǒng)監(jiān)測，該蓄電池管理系統(tǒng)通過測量裝置信息獲得蓄電池中的電壓和溫度以及電流且另一方面也控制隸屬于蓄電池或者是蓄電池系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提出的主控制器能夠在車輛結(jié)構(gòu)內(nèi)與車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)相連接，此外能夠與已經(jīng)提到的冷卻系統(tǒng)，電驅(qū)動裝置的功率電子器件以及蓄電池斷開單元相連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明使用的中央控制和/或調(diào)節(jié)實體的工作原理在于，通過合適的算法和回溯使用的來自車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)的信息關(guān)于各待行駛的路徑確保，能夠優(yōu)化地操縱車輛。因此可能的是，通過根據(jù)本發(fā)明提出的主控制器直接控制蓄電池或者是蓄電池系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，其例如在炎熱的季節(jié)里在高的外部溫度時是必須的。此外在該主控制器中如下擴展功率電子器件的功能，使得該主控制器也實現(xiàn)降低車輛的轉(zhuǎn)矩需求且因此通過對上層各功率電子器件的作用實現(xiàn)降低車輛功率。這允許優(yōu)化例如關(guān)于行駛距離的車輛的可操作性以及僅允許特定的車輛功率和車輛速度以及轉(zhuǎn)矩，其對車輛蓄電池或者是車輛系統(tǒng)的持續(xù)的進一步運行沒有負作用。
[0013]此外可能的是，在根據(jù)本發(fā)明提出的主控制器中實施自適應(yīng)的控制或者調(diào)節(jié)算法，其將整體系統(tǒng)“車輛”以優(yōu)化的方式與駕駛員的駕駛方式或者是與預(yù)期的行駛情況相協(xié)調(diào)。優(yōu)選的能夠通過回溯由車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)對預(yù)期的行駛路線進行行駛距離優(yōu)化。通過根據(jù)本發(fā)明使用的上層的表示控制實體的主控制器可能的是，能夠正是通過主控制器來控制或者調(diào)節(jié)附加的車輛構(gòu)件，例如電空調(diào)壓縮機、用于以交流電充電的AC/DC轉(zhuǎn)換器(車載充電器)、HV加熱器(多個HV-PTC)、直流快速充電接口(DC快速充電粧、充電站)與DC/DC轉(zhuǎn)換器的協(xié)調(diào)，該DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠用于支持12V的車載網(wǎng)絡(luò)。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點
[0015]通過根據(jù)本發(fā)明提出的方案能夠以有利的方式實現(xiàn)更上層的管理實體，其解決整個任務(wù)部分的相互矛盾的參數(shù)、例如轉(zhuǎn)矩需求和蓄電池或者是蓄電池系統(tǒng)的充電電容，且因此在沖突詢問時解決伴隨的沖突。為此該主控制器包含合適的算法且能夠例如通過可能回溯的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的信息，來確保優(yōu)化待行駛的路徑。來自控制器、例如蓄電池管理系統(tǒng)的主控制器以及電驅(qū)動裝置的功率電子器件且在在必要的情況下的在主控制器上的其他車輛構(gòu)件的功能的過程，具有技術(shù)上和經(jīng)濟上的優(yōu)勢。即不再是將每個系統(tǒng)保持為關(guān)于外部世界的封閉系統(tǒng);該整個系統(tǒng)通過主控制器封閉。能夠看出根據(jù)本發(fā)明提出的車輛結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，在此不再是數(shù)個獨立的控制器相互通信且車輛的效率取決于總線、例如CAN數(shù)據(jù)總線通信如何好地起作用。而是通過根據(jù)本發(fā)明提出的方案實現(xiàn)車輛結(jié)構(gòu)，該車輛結(jié)構(gòu)具有更上層的控制和/或調(diào)節(jié)實體，其通過對運行參數(shù)的全局協(xié)調(diào)和配合來協(xié)調(diào)和最后確定運行策略。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提出的方案關(guān)于計算需求和對該計算來說必須的時間段是尤其有效。通過根據(jù)本發(fā)明提出的方案避免，更多系統(tǒng)必須相互通信且其后必須控制和調(diào)節(jié)每個子系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明提出的整個系統(tǒng)相比于各個子系統(tǒng)對軟件故障的結(jié)果更具有魯棒性，或者是更簡單地檢驗。在各子系統(tǒng)中從技術(shù)上復(fù)制所有條件，其能夠在對應(yīng)的子系統(tǒng)之間通信或者是相互作用時進行以達到完全的測試覆蓋。因為由于避免計算時間而節(jié)約了時間，因為從此在例如兩個控制器之間的協(xié)調(diào)進程是多余的，能夠進行對主控制器的快速控制或者是調(diào)節(jié)。這在尤其是關(guān)于安全的功能的情況下導(dǎo)致安全性提高且能夠因此導(dǎo)致為了保護人員、材料和環(huán)境作出重要的貢獻。
【附圖說明】
[0017]下面根據(jù)附圖來描述本發(fā)明。
[0018]唯一的附圖以示意性的方式示出了根據(jù)本發(fā)明所提出的車輛結(jié)構(gòu)的多個構(gòu)件。
【具體實施方式】
[0019]根據(jù)圖1所示摘取根據(jù)本發(fā)明提出的車輛結(jié)構(gòu)的各個構(gòu)件的示意圖。
[0020]車輛結(jié)構(gòu)10包括附加的控制機構(gòu)12，該控制機構(gòu)12在下文被稱作主控制器。該主控制器12與集成在車輛結(jié)構(gòu)10中的車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)14相連接。
[0021 ] 此外車輛結(jié)構(gòu)10還包括蓄電池斷開單元(BDU)，參看位置16。蓄電池斷開單元16包括主接觸器，該主接觸器用于將蓄電池22或者蓄電池系統(tǒng)22與高伏特端口網(wǎng)絡(luò)接通或者從高伏特端口網(wǎng)絡(luò)斷開。此外該蓄電池斷開單元16包括具有串聯(lián)連接的多個預(yù)充電電阻的預(yù)充電接觸器，以實現(xiàn)車輛中對中間電路電容的輕微預(yù)充電。此外可選技術(shù)方案是該蓄電池斷開單元16具有快速充電接觸器，該快速充電接觸器也與主接觸器串聯(lián)連接，以能夠獨立地將直流充電器接口斷開。示例例如是插座