用于操作机动车辆车载供电系统的方法以及其供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于操作机动车辆车载供电系统的方法，以及涉及一种机动车辆车载供电系统。
【背景技术】
[0002]铅酸电池——其用在具有启动/停止功能的机动车辆中以及微型混合动力车辆中一为了除去硫酸层需要以一定的间隔更新或脱硫循环，其在仅仅部分充电的电池时的较长操作的情况下发生。为了有效的更新，对于铅酸电池以最大电压(例如15伏)优选至少24小时的连续周期来充电通常是必要的。这样长的充电周期不能确保有更短的行程时间，例如，典型的20-30分钟。此外，为了获得有效脱硫，在相对长的时间周期(例如持续几天或几周)的高电压的机动车辆的操作导致机动车辆的燃料消耗的增加。
[0003]DElO 2011 054 582A1号专利文件尤其公开了一种用于控制电池系统的设备，其中使用铅二次电池和相对于铅二次电池具有较高功率密度和能量密度的锂二次电池。以金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)形式的半导体开关导电连接到交流发电机和铅二次电池以及锂二次电池，并且，以在内燃发动机操作期间锂二次电池充电接近设定点的电荷值这样一种方式通过控制器(ECU)驱动。变量设置单元以变量方式基于依赖于锂二次电池的再生充电状态和/或放电状态的状态变量设定这个电荷值。
[0004]EP 2 041 862B1尤其公开了一种电能源和一种用于控制电能源的方法，其中还、使用以锂离子电池形式的高压电池和以铅酸电池形式的低压电池。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于操作机动车辆车载供电系统的方法以及一种机动车辆车载供电系统，其能使在机动车辆车载供电系统中提供的电池有效更新或脱硫同时节省尽可能多的燃料。
[0006]这个目的通过本发明公开的方法以及本发明公开的机动车辆车载供电系统实现。
[0007]在一种用于操作机动车辆车载供电系统的方法中，其中机动车辆具有内燃发动机，一次电池和二次电池，一次电池的脱硫在内燃发动机操作期间发生——至少暂时——以便除去硫酸层。
[0008]方法的特征在于，一旦内燃发动机关闭，电能就会从二次电池传送到一次电池以便继续脱硫。
[0009]本发明尤其基于扩大或延伸一次铅酸电池的更新或脱硫循环和二次(特别是锂系)电池的使用的概念。这里，第二或二次电池在一定程度上用来作为“辅助电池”，特别是，一方面，使在内燃发动机关闭的操作状态下的脱硫循环能够继续，并且另一方面，也创造快速再充电的可能性。
[0010]由于当内燃发动机或机动车辆关闭时二次电池钳在一次电池上，所以电荷从二次电池转移到一次电池。脱硫循环的继续因此成为可能。尽管较低的电压一例如通常是13V—但是充电继续(以较低的速率)。二次电池在完全放电时可以随意地松开。在机动车辆的下个行程期间，完全充电和放电循环于是可以重复:在机动车辆的行程期间，两个电池充电，并且当内燃发动机或机动车辆关闭时，放电过程可以在铅酸电池中继续，直到脱硫循环完成为止。
[0011]以最大电压的充电模式有利地使一次(铅酸)电池和二次(锂系)电池能够充电。这里，二次电池的电池荷电状态(SOC)可以重新校准，因为100%充电的状态是定义的电池状态。而且，一次(铅酸)电池的电池传感器也可以重新校准。
[0012]根据一实施例，二次电池一放电，在二次电池和一次电池之间的导电连接就中断。
[0013]根据一实施例，在内燃发动机操作期间，一次电池和二次电池充电。
[0014]根据一实施例，二次电池具有比一次电池的开路电压大的放电电压。
[0015]本发明此外也涉及一种机动车辆车载供电系统，其设计为执行具有上面所描述的特征的方法。
[0016]本发明的另外实施例可以从以下的说明书和从属权利要求中进行推断。本发明将在下文中参照附图的示例性实施例的基础上解释。
【附图说明】
[0017]附图中:
[0018]图1显示了电路布置用来解释根据本发明的机动车辆车载供电系统的第一实施例。
[0019]图2显示了电路布置用来解释根据本发明的机动车辆车载供电系统的又一实施例。
[0020]图3显示了流程图用来解释根据本发明的机动车辆车载供电系统的操作或运行。
[0021]图4显示了根据依据一个实施例的电池荷电状态(SOC)绘制的根据本发明的布置中提供的电池的示例性电压曲线的曲线图。
【具体实施方式】
[0022]图1和2每一个显示了在不同的应用场景中具有本发明的实施方式的电路布置。
[0023]这里，图1显示了具有自动停止/启动功能的机动车辆中的机动车辆车载供电系统。根据图1的机动车辆车载供电系统配备有内燃发动机12和起动发电机13，其连接到内燃发动机12的机轴上，以及在发电机操作中，提供以一次(铅酸)电池10的形式的供应电池以及负载或电耗14。起动发电机13用在电动机操作中来启动内燃发动机12和从一次电池10中提供这种操作阶段。附图标记“10a”表示一次电池10的电池管理系统。根据图1，机动车辆车载供电系统还具有与开关16相关联的二次(锂系)电池11，其中，这个开关16可以根据内燃发动机12是否接通或关闭通过电路控制器15得到致动。
[0024]而且，根据图1提供用于解耦机轴为了实施停止/启动机动车辆的操作的开关设备17。在停止/启动操作期间，二次电池11也用在图1的机动车辆车载供电系统中用于能量回收和稳定。
[0025]图2显示了在没有自动停止/启动功能的机动车辆中相似的电路布置，其中与图1相似的或实质上具有相同功能的组件通过附图标记增加“ 10”来表示。
[0026]根据本发明的机动车辆车载供电系统的典型地操作或运行将在下文中参照根据图3的流程图和根据图1和2的电路布置描述。
[0027]当点火装置接通时(步骤S10)，开关16或26在步骤S20中关闭，其中二次电池11或21导电连接或钳住。一旦点火装置关闭(步骤S30)，就会有规律地查询后运行循环是否完成或电池电流是否小于0.1安培(A)。如果根据步骤S40中的查询是这种情况(否则重复查询或执行步骤S40)，则开关16或26在步骤S50中打开，并且二次电池11或21松开。
[0028]转换策略包含在机动车辆或内燃发动机的操作期间通过一次和二次电池的负载电源以及跟随机动车辆或内燃发动机的关闭的一次(铅酸)电池的再充电。当内燃发动机12或22处于关闭状态时，在二次(锂系)电池11或21内储存的能量转移到一次(铅酸)电池10或20，以致于当内燃发动机处于关闭状态时，脱硫循环可以继续。在机动车辆的下个行程期间，两个电池充电，且一次(铅酸)电池内的放电过程在内燃发动机或机动车辆关闭的状态下可以继续，直至脱硫循环完成。
[0029]图4显示了根据电池荷电状态(SOC)绘制的根据本发明的机动车辆车载供电系统中提供的电池的示例性电压水平曲线的曲线图。这里，“A”表示二次(锂系)电池11或21的开路电压(OCV)，“B”表示一次(铅酸)电池10或20的开路电压，“C”表示放电极限，以及“D”表示电荷极限。而且，二次(锂系)电池11或21的操作范围通过“I”表示，并且一次(铅酸)电池10或20的操作范围通过“II”表示。二次(锂系)电池11或21最好具有值超过一次(铅酸)电池10或20的特性开路电压的放电电压。
【主权项】
1.一种操作机动车辆内的机动车辆车载供电系统的方法，其中机动车辆具有内燃发动机，一次电池和二次电池，其中一次电池的脱硫至少暂时地在内燃发动机操作期间发生，以便除去硫酸层，其特征在于，一旦内燃发动机(12，22)关闭，电能就从二次电池(11，21)转移到一次电池(10，20)以便继续脱硫。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二次电池(11，21)—放电，在二次电池(11，21)和一次电池(10，20)之间的导电连接就中断。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一次电池(10，20)和二次电池(11，21)在内燃发动机(12，22)操作期间充电。
4.根据权利要求1至3中的一项权利要求所述的方法，其特征在于，二次电池(11，21)具有比一次电池(10，20)的开路电压大的放电电压。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，一次电池(10，20)是铅酸电池。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，二次电池(11，21)是锂系电池。
7.—种机动车辆车载供电系统，其中机动车辆具有内燃发动机(12，22)，一次电池(10，20)和二次电池(11，21)，其中一次电池(10，20)的脱硫至少暂时地在内燃发动机(12，22)操作期间发生，以便除去硫酸层，其特征在于，机动车辆车载供电系统设计为执行如前述权利要求之一所述的方法。
【专利摘要】本发明涉及一种操作机动车辆内的机动车辆车载供电系统的方法和一种机动车辆车载供电系统，其中机动车辆具有内燃发动机，一次电池和二次电池，且一次电池的脱硫至少暂时地在内燃发动机操作期间发生，以便除去硫酸层。用根据本发明的方法，一旦内燃发动机(12，22)关闭，电能就从二次电池(11，21)转移到一次电池(10，20)以便继续脱硫。
【IPC分类】B60R16-033
【公开号】CN104554093
【申请号】CN201410540040
【发明人】恩格伯特·世派克, 埃克哈德·卡登, 阿明·沃姆
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月14日
【公告号】DE102013220643A1, US20150102763