具有直流电压转换器的低压电网和用于测试低压电池的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测试低压电池的直流电压转换器、一种具有低压电网和直流电压转换器的电驱动系统以及一种用于测试尤其是电运行的车辆、如电动车和混合动力车辆中的低压电池的方法。
【背景技术】
[0002]呈现出，在将来不仅在静态的应用、诸如风力设施或太阳能设施中，而且在车辆、如混合动力或电动车辆中，增加地使用电子系统，所述电子系统将新型的储能技术与电驱动技术组合。
[0003]在电运行的车辆的电驱动系统中的低压车载电网中，车载电网耗电器、诸如制动或转向辅助功能一方面通过低压电池并且另一方面通过其他的能量源供电。其他的能量源在传统的车辆中通常是发电机，而在电运行的车辆、如电动或混合动力车辆中，直流电压转换器作为其他的能量源从车辆的高压电网中提取电能并且馈入到低压电网中。通常，例如为12伏电池的低压电池用于在峰值负载的情况下进行辅助和/或缓冲，而对于车载电网耗电器的主要或基本负载通过其他的能量源承担。
[0004]如果在电驱动系统运行期间低压电池由于失灵或故障应该失效，那么低压电池在峰值负载的情况下的缓冲作用被取消。因此，必需的是，改变低压电网中的能量管理，以便使低压电网稳定。
[0005]这需要可靠地、快速地并且安全地识别出低压电池的失效，以便能够尽可能快地导入稳定对策。出版物EP 2 073 028 Al例如公开了一种用于电池的传感器装置，借助于所述传感器装置能够检测电池的运行状态并且将其转发到电运行的车辆中的能量管理系统。出版物DE 102 19 824 Al公开了一种用于识别车辆车载电网的非电池运行的方法，其中所述车辆车载电网具有由发动机驱动的发电机、电池、低压耗电器以及用于电压分析的构件。
[0006]存在对下述解决方案的需求:所述解决方案能够以可靠的并且快速的方式实现对电驱动系统的低压电网中的低压电池的诊断。
【发明内容】
[0007]本发明根据一个方面创造一种直流电压转换器，所述直流电压转换器被设计用于，用低压电压供给包括低压电池和电池传感器电路的低压电网，所述直流电压转换器具有脉冲生成装置，所述脉冲生成装置被设计用于，将用于通过电池传感器电路测试低压电池的电脉冲馈入到低压电网中。
[0008]根据另一个方面，本发明创造一种低压电网、尤其是用于电运行的车辆的电驱动系统中的低压电网，所述低压电网具有根据本发明的直流电压转换器、低压电池和电池传感器电路，所述电池传感器电路被设计用于:根据通过直流电压转换器产生的电脉冲检测低压电池的运行参数。
[0009]根据另一个方面，本发明创造一种用于测试低压电池的方法，所述方法具有下述步骤:通过直流电压转换器生成电脉冲，所述直流电压转换器被设计用于:将低压电压供给包括低压电池和电池传感器电路的低压电网；将电脉冲馈入到低压电网中并且通过电池传感器电路根据电脉冲检测低压电池的运行参数。
[0010]本发明的优点
本发明的构思是，考虑将直流电压转换器用于测试低压电网的低压电池的运行状态，所述直流电压转换器将电驱动或发电系统的高压电网与低压电网耦合并且从高压电网用电能供给低压电网。对此，直流电压转换器产生一个或多个特征性成形的电压、电流或功率脉冲，所述电压、电流或功率脉冲被馈入到低压电网中并且在此尤其是被馈入到低压电池中。与低压电池连接的电池传感器能够利用所述特征性的测试脉冲，以便执行对低压电池的运行状态的诊断，并且在此尤其是识别低压电池的失灵或故障。
[0011]本发明的一个优点是，也能够识别低压电池的在低压电池负荷的情况下才可能出现或被检测到的错误或故障。因此，借助于通过直流电压转换器生成特征性的测试脉冲，可以的是，实施对低压电池的有针对性的短时的动态激励，所述动态激励能够实现准确地确定关键的电池参数，诸如内阻。
[0012]尤其有利的是，不必将其他的部件引入到电驱动系统或发电系统中。因此，已经存在的电池传感器或直流电压转换器仅必须在其运行模式中被适配。这减少驱动系统或发电系统的实施成本、结构空间需求以及系统重量。
[0013]此外，有利的是，能够根据需要产生测试脉冲，由此能够与低压耗电器的波动的能量需求无关地识别低压电池的失灵或故障。由此，提高低压电网的可靠性进而提高低压电网的可用性。
[0014]按照根据本发明的直流电压转换器的一个实施方式，脉冲生成装置能够被设计用于:将多个电脉冲以预定的顺序馈入到低压电网中。由此，能够借助统计平均来补偿由于低压电网中的功率消耗的随机的波动造成的干扰效应。
[0015]按照根据本发明的直流电压转换器的另一个实施方式，脉冲生成装置能够被设计用于:将电脉冲作为电流脉冲、电压脉冲或功率脉冲来产生。
[0016]按照根据本发明的直流电压转换器的另一个实施方式，脉冲生成装置能够被设计用于:将有关电脉冲的参数经由通信接口传递到电网管理装置上。由此，可以有利地进行脉冲生成与低压电池的运行参数的检测的关联或同步。
[0017]按照根据本发明的低压电网的一个实施方式，低压电网此外能够具有电网管理装置，所述电网管理装置与直流电压转换器和电池传感器电路耦合，并且所述电压管理装置被设计用于:将电脉冲通过直流电压转换器的生成与低压电池的运行参数通过电池传感器电路的检测同步。
[0018]按照根据本发明的低压电网的另一个实施方式，电池传感器电路能够具有检测装置、电流传感器和电压传感器，并且检测装置能够被设计用于:经由电流传感器检测来自低压电池或进入低压电池的电流并且经由电压传感器检测在低压电池上下降的电压。
[0019]按照根据本发明的方法的一个实施方式，电脉冲能够包括电流脉冲、电压脉冲或功率脉冲。
[0020]按照根据本发明的方法的另一个实施方式，该方法还能够包括借助于电网管理装置将电脉冲通过直流电压转换器的生成与低压电池的运行参数通过电池传感器电路的检测同步的步骤。
【附图说明】
[0021]本发明的实施方式的其他的特征和优点从参考附图的随后的描述中得出。
[0022]其中:
图1示出根据本发明的一个实施方式的具有直流电压转换器的低压电网的示意图；并且图2示出根据本发明的另一个实施方式的用于测试低压电池的方法的示意图。
【具体实施方式】
[0023]高压电网在本发明的意思上能够是下述电网范围，在所述电网范围中，与车载电网电压相比，高的额定电压占主导。尤其是，高压电网能够具有大于100伏的高压电压。对于具有入门级混合的电驱动系统而言，高压电压也能够小于100伏、尤其是小于60伏、例如为42或48伏。在所述高压电网中，相对于混合动力车辆的用户的无意的碰触，为了系统的安全需要更少的花费。
[0024]与此相对地，低压电网在本发明的意义上例如能够具有电运行的车辆的车载电网，所述车载电网在比高压电网更低的电压范围中、例如12伏或14伏来运行。
[0025]图1示出系统100，所述系统具有直流电压转换器I。直流电压转换器I在输出端侧经由输出端子2a、2b与低压电网2耦合。低压电网2例如能够以14伏的运行电压来运行。直流电压转换器I能够例如从高压电网将高压电压供给低压电网2，所述高压电网能够被耦合到直流电压转换器I的输入端子la、lb上。高压电网例如能够具有电驱动器，例如由串联的逆变器和电机组成的单元。电机例如能够包括电激励的同步电机，例如爪形电极电机。然而，也能够可以的是，在电驱动器中使用其他的电机，例如无刷的直流发动机或磁阻电机。例如，也能够由燃料电池馈电高压电网。
[0026]低压电网2例如包括低压电池9、例如14伏铅电池，低压耗电器8、诸如车辆电子设备8a、无线电设备8k或诸如此类的和电池传感器电路3。低压耗电器8的数量在图1中以两个来示出，其中然而任意其他数量同样是可以的。此外，低压耗电器8也能够选择性地接入到低压电网2中或从其上断开。低压耗电器8因此为低压电网2的负载可变的功率消耗器。
[0027]直流电压转换器I能够被设计用于:将低压电压、例如14伏供给低压电网2