用于控制车辆中的电气系统的方法_2

文档序号:8449418阅读:来源:国知局
换。上述方法可W包括;在第二操作模 式运行的同时,在第四开关布置与第二开关布置之间切换。
[0030] 第一开关布置、第二开关布置、第=开关布置和第四开关布置可W全部不同,或者 其中的一些可W相同。任意操作模式可W包括任意必要的开关布置或开关布置的组合。
[0031] 根据本发明的另一方面,提供了一种用于在车辆中使用的电气系统,电气系统包 括;至少第一开关和第二开关,所述至少第一开关和第二开关被布置成使得操作所述开关 能够隔离电气系统的一部分;被布置成操作所述开关的控制单元;W及操作模式及其优先 级的数据库,上述操作模式包括上述开关的至少不同布置,控制单元被布置成根据W上描 述的方法中的任意方法来控制电气系统。
[0032] 电气系统可W包括主电池和辅助电池,第一开关被布置成使得操作第一开关能够 将辅助电池与电气系统内的至少一个部件隔离。
[0033] 本发明还提供了包括W上描述的电气系统的车辆。
[0034] 根据本发明的另一方面,提供了包括电气系统的车辆,电气系统具有W下部件:内 燃发动机;向发动机的起动电机提供电力的主电池;电气负载;发电机;辅助电池;分别连 接至主电池和辅助电池W选择性地将主电池和辅助电池连接至电气负载的第一开关和第 二开关;W及控制单元。控制单元适于在电气系统的不同操作模式之间操作开关,该些操 作模式具有至少部分地根据上述操作模式及其优先级的数据库分配的不同的相对优先级。 控制单元可W适于;将电气系统置于第一操作模式,第一操作模式包括至少第一开关布置; 接收进入第二操作模式的请求,第二操作模式包括至少第二开关布置;至少部分地通过查 阅数据库来确定第一操作模式和第二操作模式的优先级;在第二操作模式比第一操作模式 具有较高优先级的情况下或者当第一操作模式停止时,将控制单元切换至第二操作模式; W及否则,W第一操作模式继续。
[0035] 上述操作模式可W选自:
[0036] 正常驱动操作模式,其中上述主电池连接至上述电气负载,而上述辅助电池与上 述电气负载隔离;
[0037] 车辆的停止起动操作期间的发动机起动操作模式,其中上述主电池连接至上述起 动电机,而上述辅助电池连接至上述电气负载;
[003引辅助电池充电操作模式,其中上述主电池连接至上述电气负载,而上述辅助电池 连接至发电机;
[0039] 一系列的连接,其中:
[0040] 首先,上述主电池连接至上述电气负载,而上述辅助电池与上述电气负载断开,测 量第一电池上消耗的第一电流,w及
[0041] 其次,上述主电池和辅助电池连接至上述电气负载,测量第一电池上消耗的第二 电流,
[0042] 由此能够估计辅助电池的荷电量。
[0043] 如W上所描述的方法的一种操作模式、或者如W上所描述的电气系统中的一种操 作模式可W包括用于确定电池中的荷电状态的方法和系统。该方法包括提供主电池和辅助 电池。该方法然后包括;将主电池连接至电气负载,测量当主电池连接至电气负载时从主电 池汲取的电流Ii;将辅助电池与主电池和电气负载并联;测量当主电池连接至电气负载和 辅助电池时从主电池汲取的电流12;W及基于至少Ii与12之间的差异来估计辅助电池中的 荷电状态。
[0044] W该一方式,上述方法根据来自辅助电池的放电电流的大小来估计辅助电池的荷 电状态。因此可W估计辅助电池中的荷电状态而不需要对辅助电池进行直接测量。相反, 可W仅使用附接至主电池的设备如电池监测系统炬M巧来得到上述估计。不需要将专用监 巧。设备附接至辅助电池,因此避免了第二BMS或专用电流传感器的费用。另外,电气负载始 终被提供有电力,该表示采用该样的方法的车辆内的电气系统一一包括安全关键系统如制 动系统一一会持续操作。上述方法可W用在车辆中,其中车辆包括主电池、辅助电池和电气 负载。
[0045] 该一方法的一个主要优势是在负载状态下检查电池的性能。该表示测试可W在包 括上述系统的汽车的正常操作期间执行。由于上述方法的结果不是安全关键的,并且故障 通常仅会引起电池的充电周期,所W测试的成功通过稳健地表示电池能够在需要时提供电 源。
[0046] 上述方法可W包括;得到Ii和I2的多个测量值;W及使用I1和I2的多个测量值 来得出对辅助电池中的荷电状态的多个估计。
[0047] 由于电气负载的大小随时间变化,其可W在Ii的测量值与I2的测量值之间变化。 执行多次检测能够帮助补偿该误差来源。上述方法可W包括取多个荷电状态的估计的平均 值,并且使用平均荷电状态来确定辅助电池是否需要经历充电周期。
[0048] 上述方法可W包括;将每个荷电状态的估计分类为指示电池高于口限荷电量或电 池低于该口限荷电量。上述方法然后可W包括;一旦预定数目的估计指示电池低于口限荷 电量,则对电池充电。上述方法还可W或可W替选地包括;一旦预定数目的估计指示电池高 于口限荷电量,则结束上述方法。
[0049] 上述方法可W包括;确定主电池的温度;W及基于至少Ii与I2之间的差异和主电 池的温度来估计辅助电池中的荷电状态。
[0050] 类似地,上述方法可W包括;确定辅助电池的温度;W及基于至少Ii与12之间的 差异和辅助电池的温度来估计辅助电池中的荷电状态。
[0化1 ] W该一方式,上述方法根据已知条件如温度下来自辅助电池的放电电流的大小来 估计辅助电池的荷电状态。确定任一电池的温度可W包括使用传感器如热敏电阻器来直接 测量温度。替选地,确定任一电池的温度可W包括使用热模型来计算估计温度。估计温度可 W基于变量如车辆中其他位置的温度、环境温度W及汽车已经操作了多长时间。在具体的 实施方式中,可W通过BMS来测量主电池的温度,可W使用热模型来估计辅助电池的温度。
[0052] 上述方法可W包括;如果所估计的辅助电池中的荷电状态在预定电平W下,则开 始辅助电池的充电周期。
[0053] 上述方法可W包括;首先确定电气负载的大小;W及在电气负载在预定口限负载W下的情况下中断上述方法。一旦上述方法已经被中断,则上述方法可W包括;在负载上升 至预定口限W上的情况下重新开始上述方法。替选地,上述方法可W包括;首先确定电气负 载的大小;W及在电气负载在预定最小值W下的情况下增加电气负载的大小。
[0化4] 上述方法可W包括;在执行上述方法的同时确定电气负载的大小;W及在电气负 载超过预定最大值的情况下中断上述方法。
[0055] 可W通过直接测量来确定电气负载的大小,或者可W通过例如W下方式来估计电 气负载的大小:识别哪些电气系统处于启动状态,并且基于每个系统的典型电气负载来得 到估计。
[0化6]上述方法可W包括在进行测量时停用第S电源如交流发电机或DC/DC转换器,W使得第=电源不W不可预测的方式改变车辆的电气特性。众所周知,在具有内燃发动机的 车辆中采用交流发电机来对电池充电,而DC/DC转换器主要用在混合动力车辆中,在混合 动力车辆中电动机可与比普通车辆系统高的电压运转,并且电源相应地被设置。另外, 停用第=电源可W用于增加从主电池和辅助电池汲取的电流,该会倾向于使上述方法的结 果更可靠。
[0057] 上述方法可W包括;提供使Ii与12之间的差异与辅助电池中的荷电状态相关的表 格;W及使用该表格来估计辅助电池中的荷电状态。
[0化引替选地,可W通过等式来使Ii和I2与电池中的荷电状态相关。
[0化9] 上述方法可W包括;计算电流贡献率C,其中,C=Is/di- 12) 及基于至少C的 值来估计辅助电池中的荷电状态。
[0060] 估计辅助电池中的荷电状态可W包括将C与C的口限值相比较。
[0061] 还描述了校准在W上描述的方法中使用的表格的方法,校准方法包括:在预定的 一段时间内不对辅助电池充电或放电;测量跨越辅助电池的端子的电压;基于至少跨越端 子的电压来估计辅助电池中的荷电状态;使用如W上所描述的方法来估计辅助电池中的荷 电状态;比较两个估计;W及修改表格使得两个估计一致。
[0062] 在使用等式而非表格的情况下,可W通过W下方式来校准等式;在预定的一段时 间内不对辅助电池充电或放电;测量跨越辅助电池的端子的电压;基于至少跨越端子的电 压来估计辅助电池中的荷电状态;使用如W上所描述的方法来估计辅助电池中的荷电状 态;比较两个估计;W及修改等式中的至少一个常量使得两个估计一致。
[0063] 在W上描述的两种方法中的任意一种方法中,在测量跨越辅助电池的端子的电压 时,可W将辅助电池与其他电气部件如负载隔离。该可W帮助防止对可能改变结果的电池 的充电或放电。
[0064] 还提供了一种电源管理系统,其包括;控制单元;主电池;W及辅助电池。控制单 元被布置成使用如W上所描述的方法来估计辅助电池的荷电状态。控制单元可W是现有的 电源控制单元。W该一方式,可W在现有的硬件平台上实现本发明而不需要附加部件。
[0065] 控制单元可W包括存储器,存储器包括使Ii与12之间的差异与辅助电池中的荷电 状态相关的表格。
[0066] 替选地,存储器可W包括使Ii与l2之间的差异与辅助电池中的荷电状态相关的等 式。
[0067] 控制单元可W被布置成使用如W上所描述的方法来校准表格或等式。
[0068] 本发明还提供了采用如W上所描述的方法和/或包括如W上所描述的电源管理 系统的车辆。
[0069] 因此,提供了一种车辆,其包括;电气负载;W及主电池和辅助电池,主电池和辅 助电池能够通过控制单元独立地连接至电气负载和用于测量电气负载从主电池汲取的电 流(I)的装置,其中,控制单元被布置成将主电池连接至电气负载,确定在主电池连接至电 气负载时从主电池汲取的电流Ii,将辅助电池与主电池并联并且连接至电气负载,测量在 主电池连接至电气负载和辅助电池时从主电池汲取的电流12,W及基于至少Ii与I2之间的 差异来估计辅助电池中的荷电状态。
[0070] 在一种实施方式中,车辆包括内燃发动机,并且具有停止起动操作模式,由此在发 动机运转时使用主电池来起动发动机并且操作车辆电气负载,而在上述停止起动操作模式 期间在发动机通过主电池被起动时使用辅助电池来操作车辆电气负载,其中,上述控制单 元被布置成在发动机运转时估计辅助电池的荷电状态。车辆可W是混合电动车辆。在车辆 是混合电动车辆的情况下,在处于任何电动车辆模式时可W使用辅助电池。
[0071] 车辆的控制单元可W被布置成执行W上描述的方法步骤。
[0072] 在本申请的范围内,可W明确地设想的是,可W独立地或W其任何组合来采用在 前述段落、权利要求和/或下面的描述和附图中W及具体地在其各个特征中所阐述的各个
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