操作混合动力车辆的方法和布置的制作方法_2

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范围。在附图中:
[0034]图1示出与根据本发明的方法一起使用的示意性指示的混合动力车辆;
[0035]图2示出适合在图1中所示的车辆中使用的预充电电路的示意图;和
[0036]图3示出应用于计算机布置上的本发明。
【具体实施方式】
[0037]图1示出示意性示出的混合动力车辆,其包括通过离合器13、电动机14、变速箱15和传动轴机械地耦合至一组驱动轮12的内燃机11。电动马达/发电机14连接至高电压电池组17并且受功率转换系统的控制。电动机14是可选择地以发电和发动模式操作的马达/发电机,并且如图1中所示直接地,或者通过适当的传动,诸如驱动皮带而机械耦合至发动机11。功率转换系统包括许多高电压DC总线18、19、20、16、高电压接线盒22、将高电压总线19连接至低电压DC总线24的DC/DC转换器23,以及用于控制DC/DC转换器23的操作的DC/DC控制单元(DCU)25。在下文中,数字18、19、20、26都指的是组成已装配的高电压总线的不同DC总线。把将高电压接线盒22连接至电动马达/发电机14的DC总线将被称为高电压牵引总线26。
[0038]在图1中所示的实例中,也称为混合接线盒的高电压接线盒22被用于将高电压总线结合并且分配给多个不同的电气组件。用于高电压电池组17的电池充电器(未示出)也将经由插座连接至高电压接线盒22。第一高电压总线18将高电压电池组17连接至高电压接线盒22。高电压电池组17设置有:电池管理单元(BMU) (35),其包括电源连接器和用于控制电池组17的电子元件(未示出);和组成电池组17的单元电池。电源连接器可包括与受控元件或诸如继电器的接触器并联的熔丝,或者与继电器串联的熔丝。将在下文中结合图2描述电源连接器的功能。由BMU 35控制继电器的通/断状态。第二高电压总线19将低电压DC总线24和DC/DC转换器23连接至高电压接线盒22。第三高电压总线20将高电压接线盒22连接至一个或多个高电压电气负荷,或者电功率输出(take-off)负荷(ePT0)27。第四高电压总线,或者高电压牵引总线26将高电压接线盒22连接至电子马达驱动器(EMD)单元37。EMD 37包括用于控制电动马达/发电机14的电源电子元件,包括马达控制单元(MCU)32和逆变器(未示出)。类似地,内燃机11由电子发动机控制单元(EE⑶)33控制,并且变速箱15由变速器电子控制单元(TE⑶)34控制。每个控制单元25、32、33、34、35也都连接至线束31,以便例如经由CAN总线与混合动力控制单元(HP⑶)36通信。线束31连接至中央处理单元(未示出),并且将控制信号发射至控制单元/从控制单元接收信号。
[0039]低电压DC总线24连接至各种12或24伏负荷以及辅助12或24伏蓄电池28。低电压DC总线24也经由DC/DC转换器23连接至高电压总线20,以用于在系统故障的情况下经由接线盒22保持总线电压并且临时地向例如车辆的转向伺服器或空调单元的高电压电气负荷(ePT0)27供电。
[0040]根据可替换实例(未示出),接线盒本身可以包括多个电气组件,诸如用于保持总线电压的一个或多个总线电容器、将高电压总线的正极侧连接至主电池组的电源连接器,以及经由高电压牵引总线将高电压DC总线连接至电动机的逆变器。在该情况下,接线盒也将连接至线束,线束连接至车辆电气控制系统,诸如CAN总线。
[0041]在图1的布置中,电源连接器包括与熔丝或热敏电阻并联的继电器。BMU 35被编程为当检测到需要断开高电压电池组17的条件时断开继电器。为了最小化继电器必须阻断的电流并且防止瞬态电压,在断开继电器之前,MCU 32通常对逆变器断电,并且DOT 25对DC/DC转换器23断电。由DC/DC转换器23和EMD 37提供DC总线电容,以用于降低电压纹波。然而,一旦继电器断开并且断开电池组17,总线电容器中使电动机14操作的备用电功率就不足。而且,电负载27的仅有的电源是辅助蓄电池28。
[0042]当在车辆启动过程期间检测出防止连接高电压电池组17的条件时发生类似情况。在电池组17断开的同时,车辆不能以电动模式操作,因为辅助蓄电池28的电功率不足以使车辆以电动模式操作。
[0043]当检测出防止连接高电压电池组17的条件时,并且在内燃机11还未准备运行的条件下,使用辅助蓄电池17操作起动机马达。起动机马达包括图1中所示的电气负荷27中的一个。在任一情况下,当发动机11运行时,其用于驱动作为发电机的电动机14。此时,电动机14在发动机11被用于车辆的正常操作的同时切换并且以电压控制模式操作。这允许在高电压电池组17断开时,可用电动机14驱动车辆并且向ePTO 27供电,和/或可以向从动轮提供至少部分附加牵引力。可向驾驶员发射警报,以指示可以驱动车辆,但是可能不可获得全部牵引动力。
[0044]HP⑶36和/或BMU 25将监视防止将高电压电池组17连接至高电压总线18、19、20,26的条件或多个条件。通过检测车辆的操作期间与电气系统的状态有关的至少一个参数来执行监视。这样的参数的实例为:高电压电池具有低于预定阈值的电池温度;预充电电阻器是不可操作的;预充电电路开关是不可操作的;还未完成预开动诊断测试;或者高电压电池连接至电池充电器。这是指示电气系统的状态的参数的非详尽列表,并且可以监视该参数以确定是否存在防止将高电压电池组17连接至高电压牵引总线26的条件。
[0045]当检测出不再存在上述条件时,HP⑶36和/或BMU 25就将开始重新连接高电压电池组17。在闭合至少一个接触器之前,电动机14以电压控制模式操作,以便将高电压总线电容预充电到电池组电压预定范围内的期望电压。当高电压牵引总线26的电压处于预定范围内时,该至少一个接触器闭合,以将高电压电池组17连接至高电压牵引总线26。为此,适当的电压范围可在主电池组电压的±5-10%的范围内。
[0046]图2示出示意图,其示出具有用于控制对负荷的供电的预充电模块40的预充电电路的实例。预充电模块40可以为固态式,并且被配置为与预充电电阻器42串联的固态模块,例如10欧姆预充电电阻器,并且其横跨接触器45的触点43、44连接在一起。在所示实施例中,接触器45是用于接通和断开负荷的电源的主继电器或主接触器。在图2中,该负荷被图示为布置在混合动力车辆内的EMD 37(图1)中的逆变器47。由接触器46接通或关断的功率是来自高电压电池组17的电功率。应当注意,虽然结合图1中的特定应用描述预充电模块40,但是其不限于在该实施例中的用途,并且预充电模块40可在需要预充电的任何应用中使用。预充电电路本身是本领域众所周知的,并且这里将不详细描述。
[0047]在操作中,预充电模块40对一个或多个电容器46预充电。在图1的实例中,由DC/DC转换器23和EMD 37提供DC总线电容形式的示意性示出的电容器。电容器46可以相对地大,诸如1000微法拉(mF)或2000mF,其中预充电模块40将预充电电压与全功率电压(例如,300伏特或600伏特)隔离。预充电模块40在向预充电模块40施加地电压时接通对电容器46的预充电,并且当电容器46已经达到期望预定预充电电平,例如高于电容器46的总充电容量的大约80-95%时关断(允许接触器45接通)。然而,预充电继电器40可以被配置成允许电容器46达到高于或低于所描述电平的任何预定预充电电平。
[0048]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,其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描述的方法。
[0049]图3示出应用于计算机布置上的本发明。图3示出根据本发明的一个实施例的装置50,包括非易失性存储器52、处理器51和读写存储器56。存储器52具有第一存储器部分53,其中存储用于控制装置50的计算机程序。存储器部分53中用于控制装置50的计算机程序可以是操作系统。
[0050]例如,可将装置50封入控制单元中。例如,数据处理单元50可以包括微型计算机。
[0051]存储器52也具有第二存储器部分54,其中存储根据本发明的用于控制目标齿轮选择功能的程序。在替换实施例中,在用于数据的单独非易失性存储介质55中,诸如例如在CD或可交换半导体存储器中存储用于控制传动
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