操作混合动力车辆的方法和布置的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于连接混合动力车辆中的电池的方法，该车辆包括高电压电池组、以发电和发动模式操作的电动机，以及用于驱动电动机和/或车辆的内燃机。更具体地，本发明涉及一种用于操作电动机的方法，该方法允许在车辆运动的同时，随着电池组连接至电气系统，持续操作发动机和电动机。
【背景技术】
[0002]通常，混合动力车辆使电动推进与传统的内燃机推进组合以实现更高燃料经济性和/或降低废气排放。通常通过使用电池和电动马达产生电动推进。这种电动推进系统提供低转速下高扭矩、高效以及可再生地捕捉以其他方式将损失的刹车能量的期望特性。来自内燃机的推进提供高能量密度，并且由于大规模使用的经济性而享有现有基础结构和较低成本。通过以适当的控制策略组合两种推进系统，结果是降低每种设备在其较不高效范围内的使用。此外，在并联混合动力构造中，将小尺寸发动机与电动推进系统组合到最小的混合动力车辆中使得更好地利用发动机，这改善燃料消耗。此外，电动马达和电池可以补偿发动机尺寸的缩小。
[0003]这些并联混合动力车辆执行各种控制，例如，当车辆加速时，电动马达辅助发动机的输出，并且当车辆减速时，电动马达通过减速再生发电对电池充电来产生电力，等等。因此，可以恒定地保持电能，即电池中的剩余电池电量，并且对驾驶员对车辆作出的需求进行响应。
[0004]在混合动力车辆中，不仅可以使用专用于开动发动机的起动机马达开动发动机，而且也可以使用使车辆行驶的驱动马达开动发动机。
[0005]传统的混合动力车辆在开动发动机时存在的问题在于，在考虑对混合动力车辆中的各种设备和零件的保护的同时还未适当地执行起动机马达或驱动马达的选择。此外，在传统的混合动力车辆中，当开动发动机时，在考虑到其中驾驶员想要快速开动发动机的情况，或者当来自主电池组的功率在开动时不可用时还未适当地执行起动机马达或驱动马达的选择。
[0006]另一问题涉及当车辆在运动时与主电池组的连接。如果主电池组在启动时未连接至高电压总线，或者如果临时故障导致电池组在启动后断开，则通常要求车辆在可以执行再连接之前处于固定。
[0007]本发明的目标在于提供一种解决上述问题的改进方法。
【发明内容】
[0008]已经通过所附权利要求中所要求保护的方法和布置解决了上述问题。
[0009]在下文中，术语“高电压”被用于以超过100V，通常是以300V或更高电压操作的系统。类似地，术语“低电压”被用于以12-42V范围内的电压操作的系统。
[0010]根据优选实施例，本发明涉及一种用于操作包括内燃机和电气系统的混合动力车辆的方法，该电气系统包括电子控制单元；发动机驱动电动机，该发动机驱动电动机可作为用于驱动车辆的马达操作，或者作为经由高电压总线向一个或多个电气负荷供电的发电机操作。高电压电池组通过至少一个接触器耦合至高电压总线，该至少一个接触器被布置成将电池组连接至高电压总线。
[0011 ] 该方法包括执行下列步骤:
[0012]-检测与电气系统的状态有关的至少一个参数，
[0013]-确定所述至少一个参数是否指示防止将电池组连接至高电压总线的条件，
[0014]-监视该条件并且确定电气系统的状态是否允许将电池组连接至高电压牵引总线，
[0015]-使用发动机驱动作为发电机的电动机，
[0016]-在车辆的操作期间以电压控制模式操作电动机，
[0017]-使用电动机对高电压牵引总线预充电，并且如果该条件消除，
[0018]-就闭合所述至少一个接触器，以在车辆的操作期间将高电压电池组连接至牵引电压总线。
[0019]根据本发明，如果在启动时防止将电池组连接至高电压牵引总线，车辆就从发动机开动开始以电压控制模式操作。作为替换，如果在车辆的操作期间，电池组与高电压牵引总线断开，车辆就以电压控制模式操作，直到检测出可以再连接电池组。在两种情况下都监视指示防止将电池组连接至高电压牵引总线的条件的所述至少一个参数。如果并且当该条件消除时，就可以在操作车辆的同时将电池组连接至高电压牵引总线。
[0020]因此，第一实例包括:在车辆的操作之前检测与电气系统的状态有关的至少一个参数；并且如果所述至少一个参数指示防止将电池组连接至高电压牵引总线的条件，就使用起动机马达开动发动机。可以将用于开动内燃机的起动机马达连接至辅助电池组。使用发动机以电压控制模式操作电动机，直到可以连接电池组。
[0021]第二实例包括:在车辆的操作期间检测与电气系统的状态有关的至少一个参数；并且如果检测参数导致电池组的断开，就使用发动机以电压控制模式操作电动机。
[0022]所述至少一个检测参数可以是:高电压电池具有低于预定阈值的电池温度；检测参数是预充电电阻器是不可操作的；检测参数是预充电电路开关是不可操作的；还未完成自诊断；或者检测参数是高电压电池连接至电池充电器。应当注意，这些参数不包括与可能导致电气系统中的故障的条件相关联的可能可检测参数的详尽列表。
[0023]可以在闭合所述至少一个接触器之前以电压控制模式操作电动机，以将高电压牵引总线电容预充电到处于电池组电压的预定范围内的期望电压。当高电压牵引总线的电压处于预定范围内时，就闭合所述至少一个接触器，以将高电压电池组连接至高电压牵引总线。
[0024]本发明还涉及一种包括内燃机和电气系统的混合动力车辆，该电气系统包括电子控制单元。发动机驱动电动机可作为用于驱动车辆的马达操作，或者作为经由高电压牵引总线向一个或多个电气负荷供电的发电机操作。高电压电池组通过至少一个接触器耦合至高电压牵引总线，所述至少一个接触器被布置成将电池组连接至高电压牵引总线。发动机可能由起动机马达使用辅助、低电压电池开动，或者由电动机使用高电压电池组开动。
[0025]电子控制单元被布置成检测与电气系统的状态有关的至少一个参数。电子控制单元还被布置成确定所述至少一个参数是否指示防止将电池组连接至高电压牵引总线的条件。如果检测出这样的条件，电子控制单元就被布置成监视该条件，并且确定电气系统的状态是否允许将电池组连接至高电压牵引总线。
[0026]电动机被布置成作为使用发动机的发电机驱动，其中电动机被布置成在车辆的操作期间以电压控制模式操作。电动机在电池组与高电压牵引总线断开时以电压控制模式操作。电动机被布置成在存在防止连接电池组的条件时对高电压牵引总线预充电。电子控制单元被布置成如果确定了该条件消除，就闭合该至少一个接触器以在车辆的操作期间将高电压电池组连接至高电压牵引总线。
[0027]如上所述，如果在启动时防止将电池组连接至高电压牵引总线，或者如果电池组在车辆的操作期间与高电压牵引总线断开，就从发动机开动开始以电压控制模式操作车辆。
[0028]根据第一实例，电子控制单元被布置成，如果在车辆的操作之前，即，在发动机启动序列之前或期间，确定了指示防止将电池组连接至高电压牵引总线的条件的所述至少一个参数，就借助于起动机马达开动发动机。起动机马达可以连接至用于开动发动机的辅助电池组。
[0029]根据第二实例，电子控制单元被布置成在车辆的操作期间检测与电气系统的状态有关的至少一个参数，并且发动机被布置成如果电池组在操作车辆的同时与高电压牵引总线断开，就以电压控制模式操作电动机。
[0030]电动机被布置成以电压控制模式操作，以将高电压牵引总线电容预充电到处于电池组电压的预定范围内的期望电压。在预充电后，所述至少一个接触器被布置成当高电压牵引总线的电压处于预定范围内时闭合，以将高电压电池组连接至高电压牵引总线。
[0031]所述至少一个检测参数可以是:高电压电池具有低于预定阈值的电池温度；检测参数是预充电电阻器是不可操作的；检测参数是预充电电路开关是不可操作的；或者检测参数是高电压电池连接至电池充电器。
[0032]本发明也涉及计算机程序、计算机程序产品和用于计算机的存储介质，它们都与计算机一起使用以用于执行上述实例中的任何一个中所述的方法。
【附图说明】
[0033]在下文中，将参考附图详细地描述本发明。这些示意图仅用于例示，并且不以任何方式限制本发明的