CN112203904A - 混合动力机动车辆的电网的供电管理 - Google Patents

混合动力机动车辆的电网的供电管理 Download PDF

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Abstract

一种在通过车辆的电动装置执行的行驶阶段期间向机动车辆的电网供电的供电方法(1000)，车辆包括热机、由热机驱动并连接到电网的交流发电机、以及确保电网的电能供应的功率转换器，该方法包括将转换器温度的当前值与阈值进行比较的步骤(1002)，以及在当前值大于阈值时，减少由转换器提供给电网的电能供应的步骤(1004)，检验热机的运行状态的步骤(1003)，以及当热机运行时，通过由交流发电机向电网供应电能来补偿减少由转换器向电网供电的步骤(1005)。

Description

混合动力机动车辆的电网的供电管理
技术领域
本发明涉及为机动车辆的至少一个安全部件供电的电网的供电，更特别地涉及一种能够为热电混合动力机动车辆的电网供电的交流发电机的使用策略。
背景技术
机动车辆包括多个安全部件，诸如照明系统以及制动辅助装置、牵引辅助装置或者控制这些系统和辅助装置的各种计算器。
向这些安全部件供应电能对于确保机动车辆的正常运行是必不可少的，尤其是对于减小事故风险或事故时的人身伤害是必不可少的。
在通过热电混合动力机动车辆的热机执行的行驶阶段，电网通过连接到热机的交流发电机来供电，或者通过连接到牵引电池的功率转换器来供电。在通过热电混合动力机动车辆的电动装置执行的行驶阶段，电网通过连接到还能够驱动机动车辆的电动装置、或者连接到牵引电池的功率转换器来供电。
然而，转换器可能发热，并因此降低它的性能，这影响对电网的供电。
文献FR2969846_A1描述了一种包括多个能够为机动车辆的电网供应电能的转换器的机动车辆。该机动车辆包括根据转换器中的每一个的温度平衡电流的模块。
当转换器中的一个的温度的增大可能危害机动车辆的整体性时，这样的方法允许在一定程度上有效地确保对该电网供电的持续性。相反，如在文献FR2969846_B1中描述的机动车辆则需要添加仅确保一个安全功能的第二转换器。
发明内容
本发明的目的是提出，一种在通过机动车辆的热机执行的行驶阶段期间，当转换器达到高温时，确保对热电混合动力机动车辆的电网持续稳定供应电能的方法，无需添加部件，以减小机动车辆的重量、消耗、生产时间和成本。
为此，本发明首先提出一种在通过机动车辆的电动装置执行的行驶阶段期间对机动车辆的电网供电的方法，机动车辆包括热机、由热机驱动的交流发电机、以及确保电网的电能供应的功率转换器，该交流发电机连接到电网，供电方法包括比较转换器的温度的当前值与阈值的步骤，以及当转换器的温度的当前值大于阈值时，减小由转换器向电网提供的电能供应的步骤，在减小供电的步骤之前，供电方法包括热机运行状态的检验步骤，在该检验步骤期间，当热机在运行时，该方法包括补偿步骤，用于通过由交流发电机向电网供应电能来补偿减少由转换器向电网提供的电能供应的步骤。
因此，在由电动装置执行的机动车辆的行驶阶段期间，当热机在运行时，相对于机动车辆的正常运行，供电方法迫使强制使用交流发电机，以向电网供电。这允许减小转换器的使用，因而降低转换器的温度。
可以单独或组合地设置如下的各种附加特征：
-在检验热机的运行状态的步骤期间，当热机停止时，该方法包括另一比较测量的温度的当前值与临界值的步骤，阈值小于临界值，并且当温度的当前值大于临界值时，该方法包括强制起动热机的步骤，以及减弱由转换器向电网提供的电能供应的步骤，减弱步骤通过由交流发电机向电网供应电能的补偿步骤来补偿；因此，在转换器的温度可能危害的机动车辆的整体性时，与机动车辆的正常运行相比，即使热机停止，供电方法也迫使热机强制起动并通过电网的交流发电机强制供电，以维持机动车辆的良好运行，从而减小事故风险或者事故时的人身伤害；
-临界值被区分为增大临界值和小于增大临界值的减小临界值，并且当转换器的温度的当前值增大并大于增大临界值时，起动热机且交流发电机被用于为电网供电，直到温度的当前值小于减小临界值；由于增大临界值和减小临界值是不同的，因此防止在温度的临界值没有被区分且转换器温度的当前值基本等于临界值的情况下，可能发生的在热机的起动和停止之间的不适时转换；
-阈值被区分为增大阈值和小于增大阈值的减小阈值，并且，当转换器的温度的当前值增大且介于增大阈值和临界值之间，并且当热机在运行时，交流发电机被用于为电网供电，直至温度的当前值小于减小阈值；由于增大阈值和减小阈值是不同的，因此防止在温度的阈值未被区分且转换器温度的当前值基本等于阈值的情况下，可能发生的在交流发电机的使用和停止使用之间的不适时转换。
其次提出了一种机动车辆，包括：
电网；
电动装置；
热机；
由热机驱动的交流发电机，交流发电机与电网连接；
转换器，确保对电网的电能供应；
针对转换器的温度的传感器；
机动车辆包括用于实施上述供电方法的工具。
可以单独或组合设置如下的各种附加特征：
-车辆包括牵引电池并且电动装置包括换流器，牵引电池和换流器通过转换器连接到电网；
-车辆包括用于连接热机和电动装置的连接装置；
-车辆包括与机动车辆的至少一个后车轮联接的第二电动装置，并且电动装置和热机联接至机动车辆的至少一个前车轮；
-第二电动装置配置有第二换流器，第二换流器通过转换器与电网连接；
-交流发电机是交流发电机-起动机，或者交流发电机是交流发电机-起动机，并且机动车辆包括允许通过外部电源为牵引电池充电的插头。
附图说明
通过以下参照仅作为示出本发明实施例的示例给出的附图的解释性描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、特征、细节和优点将更清楚地显现，在附图中:
图1是机动车辆的图示，示意性示出了通过转换器或交流发电机为连接到机动车辆安全部件的电网供电；
图2是电网的供电方法的步骤的示意图；
图3是由上到下根据时间示出转换器温度的当前值、机动车辆的热机的起动命令、热机的当前运行状态和交流发电机的使用命令的曲线图。
具体实施方式
图1示出了包括第一电动装置110和第一联接设备120的机动车辆1，第一联接设备120用于将第一电动装置110联接到机动车辆1的前车轮210中的至少一个。
机动车辆1包括热机130和连接装置140，连接装置140用于将热机130连接到第一电动装置110，以将热机130联接到至少一个前车轮210。
在不同的实施例中，第一电动装置110和热机130联接到后车轮220中的至少一个。作为变型，第一电动装置110或热机130通过另一联接设备联接到后车轮220中的至少一个。
机动车辆1还包括转换器300，转换器300连接第一电动装置110和为机动车辆1的安全部件供电的电网410。
机动车辆1包括针对转换器300的温度T的传感器(未示出)。
机动车辆1包括交流发电机500，交流发电机500由热机300驱动并且连接到为机动车辆1的安全部件供电的电网410。
优选地，交流发电机500能够起动机动车辆1的热机130。在这种情况下，交流发电机500被称为交流发电机-起动机，并且机动车辆1是所谓的“微混合动力”或“轻度混合动力”。
安全部件例如是照明系统421、制动辅助系统422、或者控制这些系统和辅助装置的各种计算器423。
根据示出的实施例，第一电动装置110包括能够通过第一联接设备120联接到至少一个前车轮210的第一电机111，以及将第一电动装置110连接至转换器300的第一换流器120。
转换器300能够确保从第一电动装置110或者从牵引电池150向电网410供应电能，牵引电池150连接到转换器300和第一电动装置110的第一换流器120。
根据示出的实施例，牵引电池150能够通过第一电动装置110来充电，并且/或者在车辆1为插电式混合动力机动车辆的情况下，牵引电池150能够通过能够可连接到机动车辆1的插头600的外部电源来充电，机动车辆1是所谓的插电式混合动力车辆或“PHEV”。牵引电池150能够为第一电动装置110供电。
交流发电机500也能够通过热机130确保对电网410的电能供应。
在示出的实施例中，电网410连接至车载电池430，车载电池430通过转换器300或交流发电机500克服电网410的暂时供电故障。然而，车载电池430不能确保供应长时间的供电中断或供电降低。
在对转换器300的需求高时，该转换器300发热并降低其对电网410供应电能的能力。
为了改善对电网410的电能供应的持续性，图2所示的用于在通过第一电动装置110实现的行驶阶段期间为机动车辆1的电网410供电的方法1000包括：
-步骤1001，测量转换器300的温度T；
-第一比较步骤1002，将测量的该温度T的当前值TC与阈值T1、T2进行比较；
当转化器300的温度T的当前值TC大于、或者大于或等于阈值T1、T2时，
-步骤1003，检验热机130的运行状态EM，检查热机130是在运行还是停止；
当热机130在运行时，
-步骤1004，减少由转换器300向电网410提供的电能供应；
-第一补偿步骤1005，通过由交流发电机500向电网410强制供应AF电能，补偿由转换器300向电网410提供的电能供应的减少1004。
表述“热机130在运行”意思是，热机130在其联接到机动车辆1的车轮210、220中的至少一个时能够向车轮210、220中的至少一个提供功。
表述“热机130停止”意思是，热机130在其联接到机动车辆1的车轮210、220中的至少一个时无法向车轮210、220中的至少一个提供功。
因此，在通过第一电动装置110实现的机动车辆1的行驶阶段期间，当热机130在运行时，与机动车辆1的正常运行相比，供电方法1000迫使交流发电机500的强制使用AF，以向电网410供电。这允许减少转换器300的使用，并且因此降低转换器300的温度T。
在示出的实施例中，减少的步骤1004和第一补偿步骤1005同时执行。
在不同的实施例中，减小的步骤1004和第一补偿步骤1005按不同的顺序执行。
根据示出的实施例，通过第一电动装置110实现的行驶阶段是指，在整个阶段中电网410由转换器300供电。
在示出的实施例中，供电方法1000以规则的时间间隔循环执行。
在检验热机130的运行状态EM的步骤1003期间，当热机130停止时，供电方法1000还包括：
-第二比较步骤1006，比较测量的温度T的当前值TC与临界值T3、T4，阈值T1、T2小于临界值T3、T4；
当温度T的当前值TC大于、或者大于或等于临界值T3、T4时，
-步骤1007，对热机130进行强制起动DF；
-步骤1008，减弱通过转换器300提供的对电网410的电能供应；
-第二补偿步骤1009，通过由交流发电机500向电网410强制供应AF电能，补偿由转换器300向电网410提供的电能供应的减弱1008。
热机130的用于起动的步骤1007允许使热机130从“停止”的运行状态EM转变到“在运行”的运行状态EM。
因此，当转换器300的温度T可能危及机动车辆1的整体性时，与机动车辆的正常运行相比，即使热机130停止，供电方法1000也迫使热机130进行强制起动DF并通过交流发电机500为电网410强制供电AF，以维持机动车辆1的良好运行，从而减小事故风险或者事故时的人身伤害。
方法1000使热机130的使用最小化，以便在可以停止热机130的情况下不强制起动热机130，从而在使转换器300的尺寸最小化的同时，减少机动车辆1的消耗和污染排放。
在示出的实施例中，起动步骤1007、减弱步骤1008和第二补偿步骤1009同时执行。
在不同的实施例中，起动步骤1007、减弱步骤1008和第二补偿步骤1009按不同的顺序执行。
在未示出的实施例中，减小步骤1004和减弱步骤1008是相同的并且可以使用同一命令，并且第一补偿步骤1005和第二补偿步骤1009是相同的并且可以使用同一命令。
机动车辆1包括用于实施为电网410供电的方法1000的装置2000。
如图3所示，在示出的实施例中，阈值T1、T2被区分为增大阈值T2和减小阈值T1。增大阈值T2大于减小阈值T1。
临界值T3、T4被区分为增大临界值T4和减小临界值T3。增大临界值T4大于减小临界值T3。
曲线图由上到下：
-根据时间t示出转换器300的温度T的当前值TC；
-根据时间t示出相对于温度T的当前值TC变化的热机130的强制起动DF的命令；
-根据时间t示出热机130的运行状态EM；
-根据时间t示出相对于温度T的当前值TC变化的通过交流发电机500的强制供电AF。
在图3中可以观测到：
-在第一种情况S1下，当热机130停止并且转换器300的温度T的当前值TC小于、或者小于或等于增大临界值T4时，热机130的起动不是强制的，并且因此交流发电机500没有被用于为电网410供电；
-在第二种情况S2下，当热机130在运行并且转换器300的温度T的当前值TC小于、或者小于或等于增大阈值T2时，交流发电机500没有被强制用于为电网410供电；
-在第三种情况S3下，当热机130在运行并且转换器300的温度T的当前值TC大于、或者大于或等于增大阈值T2时，交流发电机500被强制用于为电网410供电，直到温度T的当前值TC小于、或者小于或等于减小阈值T1；
-在第四种情况S4下，当热机130停止并且转换器130的温度T的当前值TC大于、或者大于或等于增大临界值T4时，热机130被强制起动并且交流发电机500被强制用于为电网410供电，直到温度T的当前值TC小于、或者小于或等于减小临界值T3。
由于增大阈值T2和减小阈值T1是不同的，因此防止在温度T的阈值T1、T2没有被区分并且转换器300的温度T的当前值TC基本等于阈值T1、T2的情况下，可能发生的在交流发电机500的使用和停止使用之间的不适时转换。
由于增大临界值T4和减小临界值T3是不同的，因此防止在温度T的临界值T3、T4没有被区分并且转换器300的温度T的当前值TC基本等于临界值T3、T4的情况下，可能发生的在热机130的起动和停止之间的不适时转换。
根据示出的实施例，通过转换器300向电网410的电能供应被减少甚至被消除。
在不同的实施例中，阈值T1、T2和临界值T3、T4取决于例如机动车辆1的速度、驾驶模式(经济、四轮驱动、运动……)或者高度。
在不同的实施例中，所测量的温度T例如是转换器300的冷却系统的温度或室外温度。
在不同的实施例中，在方法100中使用的阈值T1、T2和临界值T3、T4可以根据转换器300的磨损状态来修改。
在示出的实施例中，机动车辆1包括第二电动装置160，以及用于将第二电动装置160联接至机动车辆1的后车轮220中的至少一个的第二联接设备170。
在不同的实施例中，第二电动装置160联接到机动车辆1的前车轮210中的至少一个。
转换器300连接第二电动装置160和电网410。转换器300能够确保从第二电动装置160向电网410供应电能。
根据示出的实施例，牵引电池150能够通过第二电动装置160充电。牵引电池150可以为第二电动装置160供电。
根据示出的实施例，第二电动装置160包括能够通过第二联接设备170联接到至少一个后车轮220的第二电机161，以及将第二电动装置160连接到转换器300的第二换流器162。
在示出的实施例中，转换器300、第一电动装置110、第二电动装置160和牵引电池150连接到所谓的低压电网。电压例如介于二百伏特至三百伏特之间，或者基本等于四十八伏特。
在示出的实施例中，电网410是所谓的超低压电网。电压例如等于十二或二十四伏特。

Claims (10)

1.一种在通过机动车辆(1)的电动装置(110、160)执行的行驶阶段期间向所述机动车辆(1)的电网(410)供电的供电方法(1000)，所述机动车辆(1)包括热机(130)、由所述热机(130)驱动的交流发电机(500)、以及确保所述电网(410)的电能供应的功率转换器(300)，所述交流发电机(500)与所述电网(410)连接，所述供电方法(1000)包括将所述转换器(300)的温度(T)的当前值(TC)与阈值(T1、T2)进行比较的步骤(1002)，以及当所述转换器(300)的温度(T)的当前值(TC)大于所述阈值(T1、T2)时，减少由所述转换器(300)向所述电网(410)提供的电能供应的步骤(1004)，所述供电方法(1000)的特征在于，在减少供电的步骤(1004)之前，所述供电方法包括检验所述热机(130)的运行状态(EM)的步骤(1003)，并且在所述检验步骤(1003)期间，当所述热机(130)在运行时，所述方法(1000)包括补偿步骤(1005)，用于通过由所述交流发电机(500)对所述电网(410)进行电能供应(AF)来补偿所述减少由转换器(300)向电网(410)提供的电能供应的步骤(1004)。
2.根据前项权利要求所述的供电方法(1000)，其特征在于，在所述检验热机(130)的运行状态(EM)的步骤(1003)期间，当所述热机(130)停止时，所述供电方法包括另一比较所述测量的温度(T)的当前值(TC)与临界值(T3、T4)的步骤(1006)，所述阈值(T1、T2)小于所述临界值(T3、T4)，并且当所述温度(T)的当前值(TC)大于所述临界值(T3、T4)时，所述方法(1000)包括对所述热机(130)进行强制起动(DF)的步骤(1007)，以及减弱由所述转换器(300)向所述电网(410)提供的电能供应的步骤(1008)，减弱步骤(1008)通过由所述交流发电机(500)对所述电网(410)进行电能供应(AF)的补偿步骤(1009)来补偿。
3.根据前项权利要求所述的供电方法(1000)，其特征在于，所述临界值(T3、T4)被区分为增大临界值(T4)和小于所述增大临界值(T4)的减小临界值(T3)，并且，当所述转换器(300)的温度(T)的当前值(TC)增大并且大于所述增大临界值(T4)时，所述热机(130)被起动，并且所述交流发电机(500)被用于为所述电网(410)供电，直到所述温度(T)的当前值(TC)小于所述减小临界值(T3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的供电方法(1000)，其特征在于，所述阈值(T1、T2)被区分为增大阈值(T2)和小于所述增大阈值(T2)的减小阈值(T1)，并且，当所述转换器(300)的温度(T)的当前值(TC)增大且介于所述增大阈值(T2)和所述临界值(T3、T4)之间时，并且当所述热机(130)在运行时，所述交流发电机(500)被用于为所述电网(410)供电，直到所述温度(T)的当前值(TC)小于所述减小阈值(T1)。
5.一种机动车辆(1)，包括：
-电网(410)；
-电动装置(110、160)；
-热机(130)；
-由所述热机(130)驱动的交流发电机(500)，所述交流发电机(500)与所述电网(410)连接；
-转换器(300)，确保对所述电网(410)的电能供应；
-针对所述转换器(300)的温度(T)的传感器；
所述机动车辆(1)的特征在于，包括用于实施根据前述权利要求中任一项所述的供电方法(1000)的装置(2000)。
6.根据前项权利要求所述的机动车辆(1)，其特征在于，包括牵引电池(150)，并且，所述电动装置(110、160)包括换流器(112、162)，所述牵引电池(150)和所述换流器(112、162)通过所述转换器(300)与所述电网(410)连接。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的机动车辆(1)，其特征在于，包括用于连接所述热机(130)和所述电动装置(110)的连接装置(140)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的机动车辆(1)，其特征在于，包括与所述机动车辆(1)的至少一个后车轮(220)联接的第二电动装置(160)，并且，所述电动装置(110)和所述热机(130)联接至所述机动车辆(1)的至少一个前车轮(210)。
9.根据前项权利要求所述的机动车辆(1)，其特征在于，所述第二电动装置(160)配置有第二换流器(162)，所述第二换流器(162)通过所述转换器(300)连接到所述电网(410)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的机动车辆(1)，其特征在于，所述交流发电机(500)是交流发电机-起动机，或者，所述交流发电机(500)是交流发电机-起动机，并且所述机动车辆(1)包括允许通过外部电源为所述牵引电池(150)充电的插头(600)。
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