CN108028534A - 机动车中电压跌落的预测 - Google Patents

机动车中电压跌落的预测 Download PDF

Info

Publication number
CN108028534A
CN108028534A CN201680055594.3A CN201680055594A CN108028534A CN 108028534 A CN108028534 A CN 108028534A CN 201680055594 A CN201680055594 A CN 201680055594A CN 108028534 A CN108028534 A CN 108028534A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
accumulator
power system
onboard power
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680055594.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108028534B (zh
Inventor
D·伦纳
T·哈克纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of CN108028534A publication Critical patent/CN108028534A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108028534B publication Critical patent/CN108028534B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513—Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
    • G01R31/379—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator for lead-acid batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/192—Power-up or power-down of the driveline, e.g. start up of a cold engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/45—Engine shutdown at standstill
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于在机动车(1)中按计划起动负载(6)之前预测车载电网(2)中的电压跌落(14)的方法，其中在机动车(1)中为了运行负载(6)设有至少一个电压源(7)和经由车载电网(3)与至少一个电压源(7)并联连接的蓄能器(8)，假如车载电网(3)的车载电网电压(U0)大于预定最大值，蓄能器(8)既不吸收充电电流也不产生放电电流。蓄能器(8)的该性能应加以考虑。本发明设定：在该方法中，确定在负载(6)起动之后预见性需要的供电电流(10)；基于车载电网电压(U0)的当前值(Ustart)确定：至少一个电压源(7)在没有蓄能器(8)的情况下产生供电电流(10)的哪部分作为源电流(I1)，直至车载电网电压(U0)下降到最大值(U0)。

Description

机动车中电压跌落的预测
技术领域
本发明涉及一种用于当在机动车中按计划起动负载时预测机动车的车载电网中的电压跌落/电压扰动或电压下降的方法。该方法设定用于如下情况，即负载通过车载电网供应电能，其中电能一方面通过至少一个电压源(或者电源)而另一方面通过与该至少一个电压源并联连接的蓄能器来提供。属于本发明的还包括一种机动车，该机动车按照本发明的方法运行。
背景技术
基于用于提供车辆功能的装置的越来越高的电气化，在机动车中中央电气供应装置的功率提高是必要的。至今，如果机动车不运行，亦即关断内燃机，则电气供应装置仅仅通过所谓的起动电池亦即铅蓄电池提供。铅蓄电池的另一种叫法是铅酸蓄电池。在内燃机运转或起动时，用于提供源电压的发电机是额外可用的。
为了实现供应装置的功率提高，很有前途的一种方案在于，在机动车的车载电网中设有多电池供应。在此可以设有相比或相对小型的大功率存储器(其通常基于锂离子电池而产生)以及与之相比大型的、形式为已知的铅蓄电池的电气存储器。这两个电池的直接连接通过车载电网实现为并联电路。
虽然由此实现所述的提高的功率能力，但是也产生电气供应装置的另一系统性能。如果电气负载在运行中并且因此需要来自车载电网的电流，那么电气负载依赖于并联连接的电池的相互配合，其车载电网电压反应于被负载所需的供电电流而形成。但是人们想要尽可能预测或预先知道这一点，由此必要时可以阻止负载的起动，假如由供电电流引起的电压跌落会干扰另一电气负载的运行的话。换言之，人们对在特别是通过大功率负载如例如电气起动机或增压式发动机给车载电网加载的情况下电压跌落的评估感兴趣。
由文献DE 102 32 539 A1已知一种用于在机动车中接通电气负载时避免电压跌落的方法。在接通要求之后，确定在车载电网中可供使用的峰值功率并且在时间上如下延迟负载的接通时刻，使得在接通时刻也确保地准备好负载所需的峰值功率。
由文献DE 10 2011 054 582 A1已知一种具有发电机和两个电池的机动车，其中通过机动车的开关机构确定用于引导电流的线路路径。
发明内容
本发明的任务在于，在具有至少一个电压源和蓄能器的并联电路的机动车车载电网中预测在电气负载起动时可产生的电压跌落。
该任务通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利改进通过从属权利要求的特征给出。
通过本发明提供一种用于在机动车中按计划起动负载时预测车载电网中的电压跌落的方法。该方法的出发点在于，在机动车中为了运行负载设有至少一个电压源和经由车载电网并联连接到该至少一个电压源的蓄能器。并联连接在此可理解为：至少一个电压源和蓄能器永久或持久地通过车载电网的电传导元件电流连接。即不设有开关用以使蓄能器与车载电网和/或至少一个电压源电气断耦或分隔。蓄能器在此具有如下特性，即假如车载电网电压大于预定最大值，那么蓄能器既不吸收(值得一提的)充电电流也不产生放电电流。这样的蓄能器例如通过所述的铅蓄电池给出，虽然例如15伏特的充电电压可以施加到其上，但是这并不导致：在铅蓄电池的电池单元中的静止电压也实际上达到该充电电压。取而代之地，铅蓄电池的端电压仅仅在施加充电电压时提高到15伏特。如果人们除去电压源，那么端电压下降回到最大电压，而为此无需流过相关的放电电流。对此的原因是铅蓄电池的所谓的超压。最大电压的值、即最大值依赖于铅蓄电池的先前历史和电池技术。最大值可以例如借助于特性曲线来确定。例如最大值可以位于12.8伏特至13.5伏特的范围中。
在该方法中，对预见性地在起动所述负载之后需要的供电电流进行确定。基于车载电网电压的当前值确定：所述至少一个电压源在没有蓄能器的情况下产生供电电流的哪部分(份额)作为源电流，直至车载电网电压下降到所述最大值。即，只要车载电网电压大于最大值，那么用于负载的供电电流仅通过所述至少一个电压源来提供。在此以自身已知的方式车载电网电压基于至少一个电压源的内阻下降。换言之，在车载电网中产生电压跌落。通过该方法确定：至少一个电压源提供供电电流的哪部分，直至达到最大值，亦即将车载电网电压降低到最大值。
通过本发明产生如下优点，即考虑了至少一个电压源与蓄能器之间的单独的电流分配。为此确定，在车载电网电压降低或跌落得大到使得因为车载电网电压小于最大值所以蓄能器也与放电电流反应之前，多大的所需供电电流是单独由至少一个电压源提供或产生的。按照本发明的方法特别是在机动车的内燃机关断的情况下实施。内燃机可以例如是柴油机或汽油机。
本发明也包括可选的改进方案，通过这些改进方案的特征产生附加的优点。
一种改进方案设定，基于至少一个电压源的相应的内阻确定该至少一个电压源的源电流。车载电网电压从当前值下降到低于最大值的电压跌落仅仅基于至少一个电压源的相应的内阻来确定，而无需考虑蓄能器的内阻。电压跌落换言之独立于蓄能器的内阻确定。由此产生如下优点，即在最大值之上的电压范围中便已以不出错的方式考虑了蓄能器的影响，如否则在由至少一个电压源和蓄能器的并联电路进行总计算时的情况那样。
源电流单独地理解为供电电流的这样的部分，该部分流过，从而基于至少一个电压源的内阻将车载电网电压由当前值降低到最大值。也可以说，这不足以提供全部供电电流。一种改进方案附加地设定，确定在所确定的供电电流I0与源电流I1之间的剩余电流Id，并且基于所述最大值Umax确定：在至少一个电压源和蓄能器并行/并联地输出电流时得到车载电网电压的哪个终值Uend。亦即，如果源电流I1单独不足够，那么得到剩余电流Id＝I0-I1。该附加的放电电流那么不仅通过至少一个电压源而且通过蓄能器共同地提供，因为达到了和低于最大电压值Umax。通过该改进方案产生如下优点，即实际上正是在出现从仅通过至少一个电压源供电(车载电网电压大于最大值)到通过至少一个电压源和蓄能器共同供电(车载电网电压小于最大值)的阶段过渡或阶段变换时，才考虑由至少一个电压源和蓄能器形成的电气供应装置的系统性能的变化。
为此一种改进方案设定，基于所述至少一个电压源的相应的内阻Ri1和所述蓄能器的内阻Ri2之间的并联电路来确定所述终值Uend。即，这产生由内阻Ri1与内阻Ri2组成的并联电路或并联电阻Rp，这也标记为Rp＝Ri1||Ri2。由此那么总体上得到用于车载电网电压的终值，即Uend＝Umax-Id Rp。
为此一种改进方案设定，也可以发生的是，车载电网电压的当前值已经小于最大值。那么仅仅具有第二电压阶段，其中不仅通过至少一个电压源而且通过蓄能器对负载进行并行的或共同的供电。在该改进方案中，假如车载电网电压的当前值小于最大值，那么仅仅考虑并联的电流输出。因此该方法可灵活地用于所有电压情况。
一种改进方案涉及如下情况，即识别到危急的电压跌落，该电压跌落将危急或影响其他电气负载的功能能力。在该改进方案中机动车的车辆功能对负载的起动进行计划。
例如车辆功能可以是用于内燃机的发动机起动的起停功能。如果机动车例如停在交通信号灯处，那么起停功能关断内燃机。这自身由现有技术已知。在该改进方案中，假如车载电网电压的终值如基于内燃机的电气起动机的供电电流预测的那样小于预定的最小电压值Umin，那么将该车辆功能去激活。换言之，例如去激活该起停功能，从而内燃机在交通信号灯处总是连续运行或运转。由此产生如下优点，即负载的起动不影响其他电气负载或不干扰其他电气负载的功能。
一种改进方案设定，蓄能器是铅蓄电池，基于最大静止电压包括铅酸蓄电池的过压作为最大值。铅蓄电池具有所述电气性能，即在其端子连接端上虽然可以施加大于最大值的电压，但是这在铅蓄电池中不引起值得一提的如下反应，即充电电流会流入铅蓄电池中。在端电压降低时(该降低发生在最大值之上)，一样也不引起显著的放电电流或调整电流。铅蓄电池仅在出现到最大值之下的电压变化时才与通过电流反应。
如已经说过的，本发明也包括一种机动车。按照本发明的机动车以所述的方式为了运行电气负载具有至少一个电压源和经由机动车的车载电网并联连接到该至少一个电压源的蓄能器。蓄能器以所述方式在车载电网电压大于预定最大值的情况下阻止充电电流进入蓄能器和放电电流从蓄能器流出。在此涉及如以所述方式由铅蓄电池已知的那样的蓄能器的性能或电化学现象。在按照本发明的机动车中提供控制装置，该控制装置设立为，实施根据按照本发明的方法的实施形式用以在按计划起动电气负载之前预测电压跌落。该控制装置可以例如基于微控制器或微处理器实现。控制装置特别是可以是机动车的控制设备。
如上所述，蓄能器特别是铅蓄电池。
另一实施形式设定，所述至少一个电压源包括锂离子电池和/或发电机和/或直流电压转换器(DC-DC转换器)。该电压源相比于铅蓄电池具有显著不同的对于负载起动的反应性能，从而通过按照本发明的方法并且在按照本发明的机动车中电压跌落的预测在此是特别有意义和有利的。对于电压源是锂离子电池的情况，优选地设定，电压源的储存能力小于蓄能器的储存能力。
按照本发明的机动车优选设计为汽车，特别是轿车/载人汽车。
附图说明
在下文中描述本发明的实施例。其中：
图1示出按照本发明的机动车的一个实施形式的示意图；
图2示出电压源和蓄能器的示意性的等效电路图；
图3示出具有用于电压的示意性的特性曲线的图，该电压可以按照图2的等效电路图产生；
图4示出用于阐明在车载电网电压的当前值小于最大值的情况下按照本发明的方法的一个实施形式的图；
图5示出用于阐明在车载电网电压的当前值大于最大值的情况下的方法的图。
具体实施方式
在下文中阐述的实施例是本发明的优选实施形式。在该实施例中，实施形式的所描述的构件分别是本发明的单个的、相互独立地考虑的特征，其分别也相互独立地改进本发明并且因此也可以单个地或以与所示出的组合不同的组合视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施形式也可通过本发明的已经描述的特征中的另外的特征加以补充。
在附图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
图1示出机动车1，该机动车例如可以是汽车、特别是轿车。机动车1具有车载电网2，在该车载电网中提供车载电网电压U，该车载电网电压例如可以提供在车载电网2的正极引线3与机动车1的接地电位4之间。
正极引线3例如可以通过电缆和/或电流母线形成。接地电位4可以例如通过机动车1的车架和/或承载件形成。通过车载电网2，电气供应装置5与电气负载相互电连接。对于电气负载，在图1中仅仅示出一个电气负载6。供应装置5在示出的示例中具有电压源7和蓄能器8。电压源7可以是例如锂离子电池。蓄能器8例如可以是铅蓄电池，亦即铅酸蓄电池。通过车载电网2，电压源7与蓄能器8电流地彼此持久地连接，亦即持久或永久地并联连接。车载电网电压U0通过电压源7和蓄能器8产生。负载6可以通过监控装置9如下控制，即：通过监控装置9起动和关断负载6。负载6可以例如是用于机动车1的内燃机(未示出)的电气起动机。监控装置9可以例如通过发动机控制设备实现。例如通过监控装置9可以借助于作为起动机的负载6实现机动车1的起停运行。
在通过监控装置9接通或激活负载6时，负载6消耗或需要供电电流I0。根据供电电流I0的电流强度产生车载电网电压U0的电压值。对此的原因在于，由电压源7和蓄能器8产生的电压的一部分在相应的内阻Ri1、Ri2上下降。
在图2中为此示出，通过电压源7和蓄能器8产生的内电压Ui1、Ui2在有电流通过时如何部分降低了在电压源7和蓄能器8内的内阻电压Uri1、Uri2，从而车载电网电压U0等于内电压Ui1、Ui2和内阻电压Uri1、Uri2的差。
即，如果供电电流I0不流经，那么车载电网电压U0相比于在如下情况下——即供电电流I0以大于0的数值流过时——具有更大的电压值。
车载电网电压U0的当前值Ustart可以通过电压测量装置10以自身已知的方式在机动车1中测得。控制装置11可以根据车载电网电压U0的当前值Ustart确定：车载电网电压U0基于供电电流I0的下降是否变得大得能影响另外的负载的功能能力。如果情况如此，那么通过控制装置11产生阻止信号12，该阻止信号在监控装置9中招致负载6不被起动。监控装置9因此显现出如下车辆功能：假如通过控制装置11识别出，电压会下降到小于阈值或最小电压值Umin的、车载电网电压U0的终值Uend，则该车辆功能被去激活。
控制装置11可以预测电压跌落，亦即电气负载6不必首先被激活，而是先预测或预估电压跌落。为此控制装置11附加地确定在负载6起动时或起动之后可产生的、预见性流过的供电电流I0的电流值13。例如电流值13可以通过监控装置9告知给控制装置11。控制装置11可以例如基于微控制器或微处理器实现。
在下文中根据图3阐明：如果两个技术不同的电气功率源(即电压源7和蓄能器8)提供在电气供应装置5中用以提供供电电流I0，那么在预测或预计车载电网电压U0的终值Uend时会产生哪些问题。
图3示出所产生的车载电网电压U0依赖于蓄能器8和作为电压源7的锂离子电池的充电状态L变化的曲线图。在内燃机运行期间，发电机(未示出)产生充电电压Uchar，其例如可以为15.5伏特。基于该充电电压Uchar给作为锂离子电池的电压源7和蓄能器8充电。铅蓄电池基于过压效应而自身、亦即在没有充电电压Uchar的情况下总体上最高产生的端电压或车载电网电压的大小为最大值Umax、例如13.5V，该最大值小于充电电压Uchar。如果更大的电压如充电电压Uchar施加给蓄能器8的连接端，那么该蓄能器不再与充电电流反应。同样，对于车载电网电压U0位于在充电电压Uchar与车载电网电压的最大值Umax之间的范围中的情况，蓄能器8也不会自主地产生放电电流。该范围在图3中表示为电压阶段SP1。如果车载电网电压U0具有等于或小于最大值Umax的电压值，那么在蓄能器8上同样产生放电电流。其中蓄能器8也与放电电流反应的该电压情况在图3中表示为电压阶段SP2。
图4和图5阐明，如何可以通过控制装置11从车载电网电压U0的当前值Ustart出发在负载6起动之前便已基于电流值13预测或预计降到终值Uend上的电压跌落14。
图4在此阐明，通过当前值Ustart已经存在电压阶段SP2，亦即值Ustart小于或等于最大值Umax。图4阐明供电电流I0的两种情况。在第一种情况下，用于供电电流I0的电流值13为值I01。对于第二种情况，用于供电电流I0的电流值13为值I02，其大于值I01。因为存在电压阶段2，所以控制装置13的出发点为：供电电流I0不仅由电压源7而且由蓄能器8提供。也即分别产生子电流15、16。供电电流I0在此与电压源7和蓄能器8的内阻Ri1、Ri2成反比地分为子电流15、16。亦即，假如当前电压值9直接或间接地信号表示电压阶段2，那么产生如下终值：
SP2:Uend＝Ustart-I0Rp
其中Rp＝Ri1||Ri2(并联电阻)。
图5阐明如下情况，即通过车载电网电压U0的当前值Ustart信号表示电压阶段SP1作为初始情况。换言之，车载电网电压U0的当前值Ustart大于最大值Umax。图5在此阐明：在起动负载6(I0＝0)之前电压源7可以主动地有助于支持车载电网电压U0，而蓄能器8在此期间是非活性的，亦即只要车载电网电压U0大于最大值Umax就不产生放电电流。因此蓄能器8确定为最大值Umax。
如果现在供电电流I0设有比较小的电流值I01，那么车载电网电压U0仅仅通过电压源7支持并且产生如下终值：
SP1:Uend＝Ustart-I01Ri1
终值Uend因此总是还位于在最大值Umax之上。
在具有大于电流值I01的电流值I02的大的供电电流I0的情况下，可以实现由电压阶段SP1转换到电压阶段SP2，如在图5中右侧阐明的那样。为了在此也正确预测终值Uend，控制装置11首先确定源电流I1，该源电流仅仅由电压源7产生并且大得使得在电压源7的端子上会得到最大值Umax。该源电流I1如下计算：
SP1+Sp2:I1＝(Ustart-Umax)/Ri1
假如源电流I1小于计划的供电电流I02，那么计算差电流或剩余电流：
SP1+Sp2:Id＝I0-I1
基于最大值Umax于是又假定电压阶段2，其中现在基于最大值Umax：
SP1+Sp2:Uend＝Umax–Id Rp
在此应注意的是，蓄能器8的电压由内电压Ui2和(未示出的)过压组成，如其自身结合铅蓄电池由现有技术已知的那样。
通过控制装置11因此提供用于在通过负载6以负载电流I0给车载电网2电流加载时预测地确定电压跌落14的方法。在此可以考虑，供电电流通过多个电气存储器、即电压源7和蓄能器8来提供。尽管如此也能正确预测车载电网电压U0的终值Uend。根据当在车载电网2中使用电流加载时所存在的车载电网电压U0的值Ustart显著区分电压跌落，因为可以得到两个不同的电压阶段SP1、SP2。通过控制装置11根据按照电压值Ustart的当前电压水平，在使用电流加载以预测地评估电压跌落14时，相应地区分电压阶段SP1、SP2。根据所使用的电气供应装置5亦即电压源7和蓄能器8的特性，考虑个别地分到电压源7和蓄能器8上的电流。因此确保，在对于车载电网电压U0的任意值的情况下，对于供电电流I0的所有可能的电流值I01、I02以及对于每个充电状态L可以预测性地准确确定电压跌落14。
所述的在电压阶段SP1与电压阶段SP2之间的情况区分能实现：可以准确地并且以独立于如电压值9描述的起动电压或独立于供电电流I0的电流强度负荷的方式确定电压跌落14。由此确保在机动车1中电压跌落14的预测。
在使用按照供电电流I0进行的电流加载时按照当前电压值Ustart的工作点的电压水平位于静止电压的电压值(包括蓄能器8的过压在内)的水平之下或正好在该水平上，亦即等于最大值Umax的水平或在此之下。蓄能器8的整个静止电压曲线通过电压源7覆盖。因此在该情况下可以通过蓄能器内阻Ri1、Ri2的并联电路来计算电压跌落14。
电压跌落14的确定可以在此不仅对于在电压源7的端子上而且蓄能器8的端子上的电压实现，这根据基于哪个连接拓扑。
在如下情况下，即在使用按照供电电流I0进行的电流加载时按照电压值Ustart的当前工作点的电压水平位于最大值Umax之上时，得到电压阶段SP1作为初始阶段或起动阶段。在此必须分开地计算从工作点下降至最大值Umax的电压跌落14。在此直至最大值Umax的电压水平或电平为止，电压源7承担全部的电流值I1。然后转换到电压阶段SP2。在此，从电压值或最大值Umax直至最终的电压值Uend的电压跌落14通过将剩下的剩余电流Id分到两个相应的电阻Ri1、Ri2上来确定。在此产生子电流15、16。
示例总体上示出，可以如何通过本发明提供一种用于在传统的机动车中的多电池车载电网的情况下确定电压跌落的方法。

Claims (10)

1.用于当在机动车(1)中负载(6)按计划起动之前预测车载电网(2)中的电压跌落(14)的方法，其中，在机动车(1)中为了运行负载(6)设有至少一个电压源(7)和经由车载电网(3)与该至少一个电压源(7)并联连接的蓄能器(8)，如果车载电网(3)的车载电网电压(U0)大于预定的最大值，则蓄能器(8)既不吸收充电电流也不产生放电电流，其中在该方法中：
-确定在起动所述负载(6)之后预见性需要的供电电流(10)；
-基于车载电网电压(U0)的当前值(Ustart)确定：直至车载电网电压(U0)下降到最大值(U0)为止，在没有蓄能器(8)的情况下所述至少一个电压源(7)产生供电电流(10)的哪部分作为源电流(I1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述至少一个电压源(7)的相应的内阻(Ri1)确定所述源电流(11)。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，确定在所确定的供电电流(10)与源电流(11)之间的剩余电流(Id)，并且基于最大值(Umax)确定：在所述至少一个电压源(7)和蓄能器(8)并行输出电流时得到车载电网电压(U0)的哪个终值(Uend)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述至少一个电压源(7)的相应的内阻(Ri1)和所述蓄能器(8)的内阻(Ri2)的并联电路确定所述终值(Uend)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，假如车载电网电压(U0)的当前值(Ustart)小于最大值(Umax)，那么仅考虑并行的电流输出。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，机动车(1)的车辆功能(9)计划使负载(6)起动，假如终值(Uend)小于预定的最小电压值(Umin)，那么将该车辆功能(9)去激活。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，蓄能器(8)是铅蓄电池，以铅酸蓄电池的最大静止电压加上过压为基础作为最大值(Umax)。
8.机动车(1)，其中，在机动车(1)中为了运行电气负载(8)设有至少一个电压源(7)和经由机动车(1)的车载电网(2)与该至少一个电压源(7)并联连接的蓄能器(8)，该蓄能器(8)在车载电网电压(U0)大于预定的最大值(Umax)的情况下阻止充电电流进入蓄能器(8)并阻止放电电流从蓄能器流出，其特征在于，提供有控制装置(11)，该控制装置设立为，实施根据上述权利要求之一所述的方法用以在负载(6)按计划起动之前预测电压跌落(14)。
9.根据权利要求8所述的机动车(1)，其中，蓄能器(8)是铅蓄电池。
10.根据权利要求8或9所述的机动车(1)，其中，所述至少一个电压源(7)包括锂离子电池和/或发电机和/或直流电压转换器。
CN201680055594.3A 2015-09-25 2016-07-15 机动车中电压跌落的预测 Active CN108028534B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015012415.3A DE102015012415B4 (de) 2015-09-25 2015-09-25 Vorhersage eines Spannungseinbruchs in einem Kraftfahrzeug
DE102015012415.3 2015-09-25
PCT/EP2016/001233 WO2017050404A1 (de) 2015-09-25 2016-07-15 Vorhersage eines spannungseinbruchs in einem kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108028534A true CN108028534A (zh) 2018-05-11
CN108028534B CN108028534B (zh) 2021-07-06

Family

ID=56555355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680055594.3A Active CN108028534B (zh) 2015-09-25 2016-07-15 机动车中电压跌落的预测

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10670640B2 (zh)
CN (1) CN108028534B (zh)
DE (1) DE102015012415B4 (zh)
WO (1) WO2017050404A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018108101A1 (de) * 2018-04-05 2019-10-10 Seg Automotive Germany Gmbh Elektronische Messvorrichtung für einen Starter eines Verbrennungsmotors, Starter und Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines mit dem Starter verbundenen Bordspannungsnetzes
US11342705B2 (en) * 2018-04-17 2022-05-24 Aptiv Technologies Limited Electrical power supply device and method of operating same
US11652315B2 (en) 2018-04-17 2023-05-16 Aptiv Technologies Limited Electrical power supply device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0398691A2 (en) * 1989-05-17 1990-11-22 Pita Witehira Electrical power distribution system
DE10232539A1 (de) * 2002-07-18 2004-02-05 Robert Bosch Gmbh Energie- und Verbrauchermanagement in einem elektrischen Bordnetz
CN101365606A (zh) * 2006-02-10 2009-02-11 株式会社明电舍 Dc电力存储设备
CN101523685A (zh) * 2006-10-11 2009-09-02 丰田自动车株式会社 电动机负载控制装置及其控制方法
US20100224157A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-09 Denso Corporation Apparatus for detecting the state of battery
JP2012090404A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Denso Corp バッテリシステム制御装置
US20130289539A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Medtronic, Inc. Power Management System for a Piston-Based Implantable Infusion Pump
CN104093604A (zh) * 2011-12-05 2014-10-08 标致·雪铁龙汽车公司 机动车辆的电能管理方法及实施该方法的机动车辆
CN204205591U (zh) * 2014-12-11 2015-03-11 三峡大学 一种电动汽车可灵活接入的高可靠性直流配电网

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19842656A1 (de) * 1998-09-17 2000-03-23 Volkswagen Ag Zwei-Batteriensystem
DE10011404C2 (de) * 2000-03-09 2003-05-15 Daimler Chrysler Ag Einrichtung und Verfahren zur Erkennung einer Fremdenergieversorgung insbesondere eines Kraftfahrzeuges
US6690140B2 (en) * 2001-08-30 2004-02-10 International Truck Intellectual Property Company, Llc Vehicle electrical system
US7840969B2 (en) * 2006-04-28 2010-11-23 Netapp, Inc. System and method for management of jobs in a cluster environment
DE102009001300A1 (de) 2009-03-03 2010-09-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer charakteristischen Größe zur Erkennung der Bordnetzstabilität
EP2272722B1 (en) 2009-07-01 2015-04-08 Denso Corporation Power source apparatus for vehicle
US8643216B2 (en) * 2009-07-31 2014-02-04 Thermo King Corporation Electrical storage element control system for a vehicle
EP2469070B1 (de) 2010-12-21 2014-02-19 Eberspächer Controls GmbH & Co. KG Begrenzung des Startspannungseinbruchs in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz
DE102011014811A1 (de) 2011-03-23 2011-10-06 Daimler Ag Omnibus mit einem elektrischen Antrieb und Verwendung eines elektrischen Energiespeichers in einem Omnibus
US8775008B2 (en) * 2011-12-14 2014-07-08 GTR Development LLC Electrical system health monitor (ESHM) system and method
DE102012217184A1 (de) 2012-09-24 2014-06-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiemanagement für Kraftfahrzeug mit Koppelspeichervorrichtung
JP6367805B2 (ja) * 2013-07-31 2018-08-01 三洋電機株式会社 車両用電源システム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0398691A2 (en) * 1989-05-17 1990-11-22 Pita Witehira Electrical power distribution system
DE10232539A1 (de) * 2002-07-18 2004-02-05 Robert Bosch Gmbh Energie- und Verbrauchermanagement in einem elektrischen Bordnetz
CN101365606A (zh) * 2006-02-10 2009-02-11 株式会社明电舍 Dc电力存储设备
CN101523685A (zh) * 2006-10-11 2009-09-02 丰田自动车株式会社 电动机负载控制装置及其控制方法
US20100224157A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-09 Denso Corporation Apparatus for detecting the state of battery
JP2012090404A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Denso Corp バッテリシステム制御装置
CN104093604A (zh) * 2011-12-05 2014-10-08 标致·雪铁龙汽车公司 机动车辆的电能管理方法及实施该方法的机动车辆
EP2788228B1 (fr) * 2011-12-05 2015-09-09 Peugeot Citroën Automobiles SA Procede de gestion de l'energie electrique d'un vehicule automobile et vehicule automobile mettant en uvre un tel procede
US20130289539A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Medtronic, Inc. Power Management System for a Piston-Based Implantable Infusion Pump
CN204205591U (zh) * 2014-12-11 2015-03-11 三峡大学 一种电动汽车可灵活接入的高可靠性直流配电网

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015012415B4 (de) 2021-06-10
US10670640B2 (en) 2020-06-02
WO2017050404A1 (de) 2017-03-30
US20180275174A1 (en) 2018-09-27
DE102015012415A1 (de) 2017-03-30
CN108028534B (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10491019B2 (en) Battery management system and method of controlling the same
CN109792160B (zh) 车载用的备用装置
US9387763B2 (en) Power source device for vehicle
KR101886498B1 (ko) 차량의 전력 제어 장치 및 방법
US10432005B2 (en) Discharge circuit for discharging a battery
CN112041200B (zh) 车载用的备用电路及车载用的备用装置
US10263438B2 (en) Battery management system for vehicle
US10913361B2 (en) Battery temperature control system and method
EP2672606B1 (en) Charging-control device and charging-control method
KR102365831B1 (ko) 제어 배선 없이 울트라캐패시터의 충전 및 방전을 관리하는 장치 및 방법
EP1778513A2 (en) System and method for electrical energy switching and control in a vehicle
KR20120062956A (ko) 전기 자동차의 고전압 시스템
CN107963040B (zh) 电池组装置、用于电池组装置的运行方法以及车辆
CN105517827A (zh) 用于机动车发动机的控制系统和用于控制机动车发动机的方法
CN109075590A (zh) 车载电源用的开关装置及车载用电源系统
CN105934860B (zh) 用于运行车载电网的方法
JP2015532574A (ja) 自走車両のための電子回路網
JP2012514554A (ja) スタートストップシステムを備えた車両用の車載電源網
CN108702004B (zh) 用于控制馈送到电池组的电流的方法和系统
US11673485B2 (en) Method for controlling an electrical system of an electrically drivable motor vehicle having a plurality of batteries, and electrical system of an electrically drivable motor vehicle having a plurality of batteries
CN108028534A (zh) 机动车中电压跌落的预测
CN108233496A (zh) 车辆充电器
CN104662285B (zh) 车载电网架构
CN112236917A (zh) 车辆用电源装置
DE102013205638A1 (de) Fahrzeugbordnetz

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant