CN108604520A - 用于保护电气体系结构的方法和装置 - Google Patents

用于保护电气体系结构的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108604520A
CN108604520A CN201780008145.8A CN201780008145A CN108604520A CN 108604520 A CN108604520 A CN 108604520A CN 201780008145 A CN201780008145 A CN 201780008145A CN 108604520 A CN108604520 A CN 108604520A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuse
temperature
amplitude
electric current
estimation
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
CN201780008145.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108604520B (zh
Inventor
C·马沙尔
P·勒库夫勒尔
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.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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 Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of CN108604520A publication Critical patent/CN108604520A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108604520B publication Critical patent/CN108604520B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/30—Means for indicating condition of fuse structurally associated with the fuse
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/005—Circuits arrangements for indicating a predetermined temperature
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/46—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • 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
    • G01R19/30—Measuring the maximum or the minimum value of current or voltage reached in a time interval
    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/74—Testing of fuses
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于保护电气体系结构(11)的方法，该电气体系结构包括设置有能够在恶化操作模式下熔化的保护保险丝(2)的保护装置(1)，在该恶化操作模式期间，具有高于阈值的安培数的断开电流流过该体系结构(11)，该方法在标称操作模式下还包括以下步骤：周期性地估计(17)所述保险丝(2)的温度(Te)；以及控制(23)流过所述保险丝(2)的有用电流的安培数(I)，从而使得该估计的温度(Te)保持低于所述保险丝(2)的熔化温度(Tf)。

Description

用于保护电气体系结构的方法和装置
本发明涉及一种用于保护具体包含在车辆中且包括保护保险丝的电气体系结构的方法，并且涉及一种用于实施这种方法的保护装置。
本发明还涉及一种计算机程序并且涉及一种包括这种保护装置的车辆、具体地机动车辆。
现有技术披露了一种车辆电气体系结构，诸如在文档FR2967823中所描述的车辆电气体系结构，该车辆电气体系结构包括保护装置和电池，该电池设置有通过连结杆而彼此电气链接的模块。此保护装置被限定成用于在将连结杆处的热量传递至电池的各个模块之前检测该热量，并且因此防止对所述电池产生任何损坏。为此目的，此保护装置包括被链接至安排在这些连结杆上的各个限定区域处的热保险丝的处理单元。因此，只要这些区中的一个经历超出预定义阈值的温度升高，那么相应的保险丝就熔化，并且计算机激活电池的受损使用模式，该受损使用模式对应于将所述电池的充电或放电电流限制成低于某个阈值。
然而，这种保护装置的主要缺点之一与以下事实有关：需要系统地更换已经熔化的损坏的热保险丝，从而使得此装置再次变得可操作，并且使得不由此改变电池的操作、以及扩展地说其中安排有该电池的车辆的操作。
此外，这种保护装置还具有例如与替换损坏的保险丝有关的较高实施和操作成本。
本发明旨在减轻这些与来自现有技术的保护装置和方法有关的缺点。
为此目的，本发明涉及一种用于保护电气体系结构的方法，该电气体系结构包括设置有能够在受损操作模式下熔化的保护保险丝的保护装置，在该受损操作模式期间，具有高于阈值的幅值的断开电流在该体系结构中流动，该方法在标称操作模式下进一步包括以下步骤：
-周期性地估计所述保险丝的温度，以及
-控制在所述保险丝中流动的有用电流的幅值，从而使得该估计的温度保持低于所述保险丝的熔化温度。
在其他实施例中：
-该方法包括以下步骤：针对在所述保险丝中流动的该电流在第一最大幅值上的幅值限定第一极限设定值；
-该控制步骤包括以下步骤：如果该估计的温度高于阈值温度，则针对该电流在第二最大幅值上的有用电流幅值限定第二极限设定值；
-周期性地估计该保险丝的温度的步骤包括：
●测量该保险丝、具体地该保险丝的条带的温度的步骤，或者
●测量在所述保险丝、具体地该保险丝的条带中流动的该电流的幅值的步骤，以及
●基于该测得的幅值以及将温度与关于所述保险丝的幅值关联的数据模型来计算温度的步骤；
-该方法包括以下步骤：基于该保险丝的该熔化温度与同该保险丝倾向于耗散的功率相关的温度变化之间的差来确定阈值温度，此功率低于此保险丝的熔化功率；
-该估计步骤包括以下步骤：基于所述保险丝的所确定环境温度来调整该保险丝的所测得或所计算的温度，并且/或者
-该估计步骤和该控制步骤是通过模拟或PID控制器算法来实施的。
本发明还涉及一种用于保护实施这种保护方法的电气体系结构的装置，该装置包括能够在受损操作模式下熔化的保护保险丝，在该受损操作模式期间，具有高于阈值的幅值的断开电流在该体系结构中流动，该装置在标称操作模式下进一步包括：
-用于周期性地估计所述保险丝的温度的元件，以及
-用于控制在所述保险丝中流动的有用电流的幅值从而使得该估计的温度保持低于所述保险丝的熔化温度的元件。
在其他实施例中：
-该估计元件包括处理单元、用于感测该保险丝的温度的至少一个传感器、用于确定该保险丝的环境温度的装置和/或用于测量在所述保险丝中流动的电流的幅值的至少一个装置；
-该控制元件包括该处理单元、以及用于控制在该保险丝中流动的电流的幅值的装置，并且/或者
-该处理单元被连接至所述至少一个温度传感器，连接至用于测量和控制在该保险丝中流动的电流的幅值的该装置，并且连接至用于确定该保险丝的环境温度的该装置。
本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括程序代码指令，这些程序代码指令用于当所述程序由处理单元执行时执行这种方法的步骤。
本发明更进一步涉及一种车辆、具体地电动车辆或混合动力车辆，包括设置有这种保护装置的电气体系结构。
通过阅读以下参照附图采用非限制性说明性示例的方式给出的对一个优选实施例的说明，本发明的其他优点和特征将变得更加清楚：
-图1示出了根据本发明的实施例的包含在电气体系结构中的保护装置的示意图；
-图2示出了根据本发明的实施例的保护保险丝的示意图；
-图3是关于根据本发明的实施例用于保护电气体系结构的方法的流程图；
-图4A是在保险丝中流动的电流的随时间变化的幅值曲线图，与根据本发明的实施例的保护方法的控制此幅值的步骤的第二变体相关；
-图4B是保险丝的随时间变化的温度曲线图，与根据本发明的实施例的控制步骤的第二变体相关；
-图4C是在保险丝中流动的随保险丝温度变化的幅值曲线图，与根据本发明的实施例的控制步骤的第二变体相关；
-图5A是在保险丝中流动的电流的随时间变化的幅值曲线图，与根据本发明的实施例的保护方法的控制此幅值的步骤的第三变体相关，并且
-图5B是保险丝的随时间变化的温度曲线图，与根据本发明的实施例的控制步骤的第三变体相关。
在图1中示出的一个实施例中，用于保护电气体系结构11的装置1包括保护保险丝2、用于估计保险丝2的温度Te的元件3、以及用于控制在所述保险丝2中流动的有用电流的幅值I的元件4。这种保护装置1优选地在机动车辆、具体地电动车辆或混合动力车辆的电气体系结构11内实施。
图1和图2中展示的保险丝2能够在受损操作模式下熔化，在该受损操作模式期间，具有高于阈值的幅值的断开电流/过载电流在体系结构11中流动。这种受损操作模式可以被限定成无法移动故障状况。
此保险丝2包括金属条带12，也被称为保险丝链2，该金属条带例如由铜制成并且包括敏感熔化区域13，该敏感熔化区域被配置成当断开电流的最高幅值高于阈值时熔化。条带12包括各自设置有连接接片15的两端。这种连接接片15被限定成连接至电气体系结构11的电路。在此保险丝2中，此接片12包含在形成包含沙子14的封闭包壳的壳体16中，通过避免电流继续流过电弧，从而允许敏感区域13在保险丝已经熔化时被快速切断。
如所看出的，在标称操作模式下此装置1包括：用于周期性地估计所述保险丝2的温度Te的元件3；以及用于控制在保险丝2中、并且因此在所述保险丝的条带12中流动的幅值I的电流的元件4。
周期性估计元件3包括：处理单元5；用于测量在所述保险丝2中流动的电流的幅值I的装置6；以及用于感测保险丝2的温度的至少一个传感器7，该传感器可以被安排在保险丝2的连接接片上。此估计元件3还包括用于确定保险丝2的环境温度的装置8，该装置例如是安排在保险丝2的直接环境中的环境温度传感器。处理单元5可以是车辆的车载计算机，该车载计算机包括至少一个计算单元，该至少一个计算单元设置有硬件资源和软件资源、更确切地设置有与存储器元件交互的至少一个处理器。此处理单元5能够执行用于实施计算机程序的指令。
控制元件4包括处理单元5、以及用于控制在保险丝2中流动的电流的幅值I的装置9。
在这些条件下，处理单元5被连接至温度传感器7，并且连接至用于测量和控制在保险丝2中流动的电流的幅值I的装置6、9，并且连接至用于确定保险丝2的环境温度的装置8。
在此保护装置1中，处理单元5的存储器元件包括与所述保险丝2相关、并且将保险丝2的条带12温度与倾向于流过条带的幅值关联的数据模型。这种数据模型是根据此保护装置1的保险丝2的特征来限定的。这种数据模型可以在对温度和保险丝2中流动的电流幅值进行实验测量之后获得的(例如，通过改变此幅值)，或者是在将保险丝2的技术特征考虑在内进行计算之后获得的。在这种数据模型中，温度和幅值可以考虑保险丝2的环境温度。这种数据模型是事先确定的，并且被归档在处理单元5的存储器元件中。
处理单元5的存储器元件还包括模拟或PID(“比例积分微分(ProportionalIntegral Derivative)”的首字母缩写)控制器计算算法，该算法具体地用于实施该方法的在下文中描述的控制步骤。
参照图3，装置1能够实施用于保护包括设置有此保护保险丝2的这种装置1的此电气体系结构11的方法。
在标称操作模式下，这种方法包括步骤17：周期性地估计保险丝2的温度Te。在此步骤17中，可以根据两种替代方案来估算温度Te。具体地，在第一替代方案中，估计步骤17包括步骤18：使用链接至安排在保险丝2的连接接片15之一处的温度传感器7的处理单元5来测量保险丝2、具体地保险丝2的条带12的此温度Te。在这种第一替代方案中，估计步骤17可以包括步骤19：基于所述保险丝2的所确定环境温度Ta来调整此测得温度。更确切地，在此调整步骤19中，使用连接至用于确定保险丝2的直接环境中呈现的环境温度Ta的装置8的处理单元5来测量保险丝2的此环境温度。然后，处理单元5将此环境温度Ta考虑在内，以便估计保险丝2的温度Te。
在第二替代方案中，估计步骤17包括步骤20：使用链接至用于测量在保险丝2中流动的电流的幅值I的装置6的处理单元5来测量在保险丝2中流动的电流的幅值I。此测量步骤20包括步骤21：基于所测得的幅值I以及与所述保险丝2相关、并且将保险丝2的条带12温度与倾向于流过条带的幅值关联的数据模型来计算温度Te。在这种第二替代方案中，估计步骤17可以包括基于所述保险丝2的所确定环境温度Ta来调整此温度的步骤22。更确切地，在该数据模型中，可以根据保险丝2的直接环境中呈现的环境温度Ta来调整针对给定幅值该保险丝2的所确定温度，该环境温度Ta是使用连接至用于确定保险丝2的环境温度的装置8的处理单元5来测量的。
然后，该方法包括步骤23：控制在保险丝2中流动的有用电流的幅值I，从而使得所述保险丝的所估计温度Te保持低于保险丝2的熔化温度Tf。此熔化温度Tf对应于这样一个温度：在此温度下，当断开电流/过载电流在保险丝2中流动时保险丝2的条带12倾向于熔化，从而使得所述保险丝在使此保险丝2的条带12熔化的熔化功率Ef的作用下熔化。可以根据三种变体来实施控制幅值I的此步骤23。在执行此控制步骤23的上下文中，处理单元5使用模拟或PID(“比例积分微分”的首字母缩写)控制器计算算法来实施用于控制在保险丝2中流动的幅值I的机制，这种算法优选地包括比例组件和/或积分组件。更确切地，通过执行这种算法，处理单元5能够执行此控制步骤23的各种变体。
在第一变体中，此控制步骤23包括步骤24：将温度Te与阈值温度Ts进行比较。低于熔化温度Tf的此阈值温度Ts对应于这样一个温度：在此温度下，已经针对保险丝2的最佳操作而限定所述保险丝、以及因此条带12的特征。
在这些条件下，如果所估计的温度Te低于阈值温度Ts，即，Te<Ts，则在保险丝2中流动的电流的幅值I不发生变化。因此，该方法然后规定再次执行周期性地估计温度Te的步骤17。
相反，如果所估计的温度Te高于阈值温度Ts，即，Te>Ts，则控制步骤23包括步骤25：针对电流在第二最大幅值Im2上的幅值I限定第二极限设定值。电流的此最大幅值Im2对应于这样一个幅值：该幅值是针对保险丝2以及因此条带的技术特征而调整的，以便确保此保险丝2的最佳操作。此后，该方法规定再次执行周期性地估计温度Te的步骤17。采用这种配置，在保险丝2中流动的电流的幅值I然后保持在低于或等于第二最大幅值Im2的值上，由此使得可以避免保险丝的周期性地测量的温度Te到达熔化温度Tf。
在第二变体中，控制步骤包括步骤26：限定在所述保险丝2中流动的有用电流的幅值I的第一最大幅值Im1。更确切地，在此步骤26中，在保险丝2中流动的电流的幅值I不得超过此第一最大幅值Im1，也就是说，流过此保险丝2的条带12的幅值I低于或等于此第一最大幅值Im1，即，I≤Im1。在这种变体中，控制步骤23还包括步骤27：将所估计的温度Te与阈值温度Ts进行比较。在这些条件下，如果所估计的温度Te低于阈值温度Ts，即，Te<Ts，则在保险丝2中流动的电流的幅值I不发生变化。因此，该方法然后规定再次执行周期性地估计温度Te的步骤17。
相反，如果所估计的温度Te高于阈值温度Ts，即，Te>Ts，则控制步骤23包括步骤28：针对电流在第二最大幅值Im2上的幅值I限定第二极限设定值。此第二最大幅值Im2低于第一最大幅值Im1。然后，控制步骤23规定执行周期性地估计保险丝2的温度Te的步骤17，并且然后包括将所估计的温度Te与滞后温度T滞后进行比较的新步骤29。在这些条件下，如果所估计的温度Te低于滞后温度T滞后，即，Te<T滞后，则控制步骤23提供步骤30：取消第二极限设定值。之后，再次执行估计步骤17和控制步骤23。应当注意，相反，如果所估计的温度Te高于滞后温度T滞后，即，Te>T滞后，则再次执行估计步骤17和比较步骤29。应当注意，在图4C中举例来讲，阈值温度为145℃，并且滞后温度T滞后为100℃。
参照图4A至图4C，在展示了控制步骤23的方法的这种变体的一个示例中，在时刻t0与t1之间，在已经执行了限定第一设定值的步骤26之后，在此保险丝2中流动的电流的幅值I被限制为第一最大幅值Im1(其在这种情况下为350A)。在这些时刻t0与t1之间，周期性估计的温度Te逐渐上升，直到此温度Te超过阈值温度Ts(其在这种情况下为145℃)。因此，在这些条件下，在时刻t1时的所估计温度Te高于阈值温度Ts(即，Te>Ts)的情况下，在已经实施了限定第二设定值的步骤28之后，在保险丝2中流动的电流的幅值I被限制为第二最大幅值Im2(其在这种情况下为150A)。因此，在时刻t1与t2之间，幅值I下降，直到其到达第二最大幅值Im2。幅值I的这种降低还引起了温度Te的下降。具体地，此温度Te继续下降直到时刻t3，在该时刻时该温度收敛朝向稳定温度T稳定(其在这种情况下为120℃)。于是，只要所估计的温度Te低于滞后温度(其在这种情况下为100℃)，则控制步骤23提供步骤30：取消第二极限设定值。
应当注意，在这些第一变体和第二变体中，PID控制器优选地仅包括比例组件，并且因此可以通过以下方程限定：
IM2＝Kp x(Te–Ts)，其中，Kp对应于比例增益。
在第三变体中，这种方法包括与在第一变体或第二变体的上下文中所描述的类似的控制步骤23。与这两个变体不同，在这种第三变体中，该方法包括步骤31：基于保险丝2的熔化温度Tf与同保险丝2倾向于耗散的功率Ed相关的温度变化ΔT之间的差来确定阈值温度Ts，并且该功率低于该保险丝2的熔化功率Ef，即，Ed<Ef，如图5中可见。更确切地，此功率Ed通过以下方程限定：
Ed＝m Cp∫ΔT dt，其中，m为保险丝2的条带12的质量，并且Cp为其热容量。
参照图5A和图5B，在这种第三变体中，当所估计的温度Te高于如此确定的此阈值温度Ts时，即，Te>Ts，则在时刻t1时，控制步骤23实施步骤24、27：针对电流在第二最大幅值Im2上的电流幅值I限定第二极限设定值，并且如此做直到所估计的温度Te低于阈值温度Ts的时刻t2。因此，在时刻t1与时刻t2之间，此幅值I逐渐降低，并且只要温度Te高于阈值温度Ts就继续降低，而不会到达保险丝2的熔化温度Tf。换言之，如此确定的阈值温度Ts因此非常接近于熔化温度Tf。在这种第三变体中，控制步骤23使得可以控制电流的幅值I，并且因此尽可能准确地控制保险丝2的温度Te。应当注意，如此确定的阈值温度Ts高于保险丝2的具体地用在第一变体和第二变体的上下文中的实验/理论阈值温度，但是低于保险丝2的熔化温度Tf。
在这种第三变体中，PID控制器可以包括比例组件和积分组件，并且对应于以下方程：Im2＝Kp x(Te–Ts)+KI x∫ΔTdt，其中，Kp为比例增益，并且KI为积分增益。
此外，当在控制步骤23的变体中执行限定第二设定值的步骤24、步骤27时，这种方法可以包括对包括这种电器体系结构11的车辆的用户进行提醒的步骤。于是，此提醒步骤可以包括通过处理单元5传输消息至此车辆的仪表板或传输声学信号的步骤。
有利地，此装置1和这种方法使得可以确保保险丝2受到保护免于其自身的热漂移，并且保持所述保险丝的温度在使其操作最佳的温度区中。另外，它们还使得可以将保险丝2的动态特性和热响应时间考虑在内。
本发明还涉及计算机程序，该计算机程序包括程序代码指令，这些程序代码指令用于执行用于保护车辆的电气体系结构11的方法的步骤。在本实施例中，此程序由保护装置1的处理单元5来执行。

Claims (10)

1.一种用于保护电气体系结构(11)的方法，该电气体系结构包括设置有能够在受损操作模式下熔化的保护保险丝(2)的保护装置(1)，在该受损操作模式期间，具有高于阈值的幅值的断开电流在该体系结构(11)中流动，该方法的特征在于，其在标称操作模式下进一步包括以下步骤：
-周期性地估计(17)所述保险丝(2)的温度(Te)，以及
-控制(23)在所述保险丝(2)中流动的有用电流的幅值(I)，从而使得该估计的温度(Te)保持低于所述保险丝(2)的熔化温度(Tf)。
2.如前项权利要求所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤(26)：针对在所述保险丝(2)中流动的该电流在第一最大幅值(Im1)上的幅值(I)限定第一极限设定值。
3.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该控制步骤(23)包括步骤(25，28)：如果该估计的温度(Te)高于阈值温度(Ts)，则针对该电流在第二最大幅值(Im2)上的有用电流幅值(I)限定第二极限设定值。
4.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，周期性地估计该保险丝(2)的温度(Te)的步骤(17)包括：
-测量该保险丝(2)、具体地该保险丝(2)的条带(12)的温度(Te)的步骤(18)，或者
-测量在所述保险丝(2)、具体地该保险丝(2)的条带(12)中流动的该电流的幅值(I)的步骤(20)，以及
-基于该测得的幅值(I)以及将温度与关于所述保险丝(2)的幅值关联的数据模型来计算温度(Te)的步骤(21)。
5.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤(31)：基于该保险丝(2)的该熔化温度(Tf)与同该保险丝(2)倾向于耗散的功率(Ed)相关的温度变化(ΔT)之间的差来确定阈值温度(Ts)，此功率(Ed)低于此保险丝(2)的熔化功率(Ef)。
6.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
-该估计步骤(17)包括步骤(19，22)：基于所述保险丝(2)的所确定环境温度(Ta)来调整该保险丝(2)的所测得或所计算的温度，并且/或者
-该估计(17)步骤和该控制(23)步骤是通过模拟或PID控制器算法来实施的。
7.一种用于保护实施如以上权利要求中任一项所述的保护方法的电气体系结构(11)的装置(1)，该装置(1)包括能够在受损操作模式下熔化的保护保险丝(2)，在该受损操作模式期间，具有高于阈值的幅值的断开电流在该体系结构(11)中流动，该装置的特征在于，其在标称操作模式下进一步包括：
-用于周期性地估计所述保险丝(2)的温度(Te)的元件(3)，以及
-用于控制在所述保险丝(2)中流动的有用电流的幅值(I)从而使得该估计的温度(Te)保持低于所述保险丝(2)的熔化温度(Tf)的元件(4)。
8.如前项权利要求所述的装置，其特征在于：
-该估计元件(3)包括处理单元(5)、用于感测该保险丝(2)的温度的至少一个传感器(7)、用于确定该保险丝(2)的环境温度的装置(8)和/或用于测量在所述保险丝(2)中流动的该电流的幅值(I)的至少一个装置(6)；
-该控制元件(4)包括该处理单元(5)、以及用于控制在该保险丝(2)中流动的该电流的幅值(I)的装置(9)，并且/或者
-该处理单元(5)被连接至所述至少一个温度传感器(7)，连接至用于测量和控制在该保险丝(2)中流动的该电流的幅值(I)的这些装置(6，9)，并且连接至用于确定该保险丝(2)的环境温度的该装置(8)。
9.一种计算机程序，包括程序代码指令，这些程序代码指令用于当所述程序由处理单元(5)执行时执行如权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种车辆、具体地电动车辆或混合动力车辆，包括设置有如权利要求7和8中任一项所述的保护装置(1)的电气体系结构。
CN201780008145.8A 2016-01-19 2017-01-13 用于保护电气体系结构的方法和装置 Active CN108604520B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1650416A FR3046873B1 (fr) 2016-01-19 2016-01-19 Procede et dispositif de protection d'une architecture electrique
FR1650416 2016-01-19
PCT/FR2017/050086 WO2017125668A1 (fr) 2016-01-19 2017-01-13 Procede et dispositif de protection d'une architecture electrique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108604520A true CN108604520A (zh) 2018-09-28
CN108604520B CN108604520B (zh) 2019-12-13

Family

ID=56008668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780008145.8A Active CN108604520B (zh) 2016-01-19 2017-01-13 用于保护电气体系结构的方法和装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10886090B2 (zh)
EP (1) EP3405968A1 (zh)
CN (1) CN108604520B (zh)
FR (1) FR3046873B1 (zh)
WO (1) WO2017125668A1 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20214002U1 (de) * 2002-09-11 2002-11-21 Poweramper Electronic Industry Universelles Gleichstromquellenschutz-Kontrollgerät für Kraftfahrzeuge
US20040036480A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Jack Lin Automobile multi-purpose DC source protection monitor
WO2008098532A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Zustandsanzeigevorrichtung für eine elektrische schmelzsicherung
CN102577089A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 罗伯特·博世有限公司 用于保护汽车发电机防止过热的方法
CN103140819A (zh) * 2010-10-06 2013-06-05 罗伯特·博世有限公司 用于调整传感器元件的温度的方法
CN103718406A (zh) * 2011-07-27 2014-04-09 西门子公司 变流器的热监测
CN104471814A (zh) * 2012-05-16 2015-03-25 标致·雪铁龙汽车公司 用于保护电导体的电子设备和用于控制这样的设备的方法
CN105723583A (zh) * 2013-10-14 2016-06-29 尤尼柯有限公司 针对电气设备的热保护

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7724122B2 (en) * 2006-11-22 2010-05-25 Thomas & Betts International, Inc. Fuse providing circuit isolation and visual interruption indication
US8900983B1 (en) * 2007-01-25 2014-12-02 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Structure and method for self protection of power device with expanded voltage ranges
DE102007058740B4 (de) * 2007-12-06 2011-03-03 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung mit einer Überstromsicherung
HRP20100161A2 (hr) * 2010-03-18 2011-09-30 Kopčić Nikola Indikator stanja rastalnice uloška niskonaponskih visokoučinskih osigurača
JP5646214B2 (ja) * 2010-05-27 2014-12-24 三洋電機株式会社 電源装置
DE102011052805B4 (de) * 2011-08-18 2013-07-18 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Sicherung
US9324533B2 (en) * 2013-03-14 2016-04-26 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Medium voltage controllable fuse
JP6755508B2 (ja) * 2017-12-12 2020-09-16 ショット日本株式会社 感温ペレット型温度ヒューズ
US11289298B2 (en) * 2018-05-31 2022-03-29 Eaton Intelligent Power Limited Monitoring systems and methods for estimating thermal-mechanical fatigue in an electrical fuse

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040036480A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Jack Lin Automobile multi-purpose DC source protection monitor
DE20214002U1 (de) * 2002-09-11 2002-11-21 Poweramper Electronic Industry Universelles Gleichstromquellenschutz-Kontrollgerät für Kraftfahrzeuge
WO2008098532A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Zustandsanzeigevorrichtung für eine elektrische schmelzsicherung
CN102577089A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 罗伯特·博世有限公司 用于保护汽车发电机防止过热的方法
CN103140819A (zh) * 2010-10-06 2013-06-05 罗伯特·博世有限公司 用于调整传感器元件的温度的方法
CN103718406A (zh) * 2011-07-27 2014-04-09 西门子公司 变流器的热监测
CN104471814A (zh) * 2012-05-16 2015-03-25 标致·雪铁龙汽车公司 用于保护电导体的电子设备和用于控制这样的设备的方法
CN105723583A (zh) * 2013-10-14 2016-06-29 尤尼柯有限公司 针对电气设备的热保护

Also Published As

Publication number Publication date
FR3046873B1 (fr) 2019-06-21
US20190035591A1 (en) 2019-01-31
CN108604520B (zh) 2019-12-13
WO2017125668A1 (fr) 2017-07-27
FR3046873A1 (fr) 2017-07-21
EP3405968A1 (fr) 2018-11-28
US10886090B2 (en) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6068409B2 (ja) 負荷回路の制御方法および負荷回路の保護方法
JP5377362B2 (ja) 負荷回路の保護装置
JP5055177B2 (ja) 負荷回路の保護装置
WO2009128478A1 (ja) 負荷回路の保護装置
JP5575205B2 (ja) 電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法
JP5055182B2 (ja) 負荷回路の保護装置
CN108604520A (zh) 用于保护电气体系结构的方法和装置
JP5390837B2 (ja) 負荷回路の保護装置
US11302504B2 (en) Fuse control system and method using defective mode detection
JP5271619B2 (ja) 負荷回路の保護装置
JP5684871B2 (ja) 負荷回路の保護装置
EP3297015B1 (en) System and method for independently controlling relay, using bimetal
KR20150139451A (ko) 퓨즈 회로, 퓨즈 조정 회로, 퓨즈 조정 방법, 프로그램 및 기록 매체
JP5583155B2 (ja) 車両用電線保護装置
TWI696054B (zh) 加熱裝置及加熱裝置之異常偵測方法
EP3349076B1 (en) Control device, control method, and control program
JP7492549B2 (ja) 電池システム
JP6278402B2 (ja) 電子体温計
JP2019215213A (ja) 電池システム
US20230013618A1 (en) Thermal management of battery cell tab temperature
JP2015019544A (ja) 電線保護装置
JP2009261088A (ja) 負荷回路の保護装置
JP2013212779A (ja) デアイサ制御装置

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