CN112601680A - 电气电路及包括这种电路的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的电气电路(2)，该机动车辆包括电气设备(4，5，6)和内燃发动机。该电气电路包括第一电池(B1)和第二电池(B2)，并且被配置为使得：‑当该车辆处于长时间停放状态时，该第二电池向所述设备中的一些设备供电，而该第一电池与所述设备断开连接，并且使得‑在起动该发动机的阶段中，该第一电池向所述设备中的至少一些设备供电。此外，在相等电量状态下，并且在至少给定的电量状态范围内，该第二电池展现出的电压大于该第一电池展现出的电压。本发明还涉及一种配备有这样的电气电路的机动车辆。

Description

电气电路及包括这种电路的机动车辆
技术领域
本发明总体上涉及用于具有内燃发动机的机动车辆的电源电路的领域。
本发明更具体地涉及这样的电气电路，该电气电路包括：
-第一电池，该第一电池通过第一受控开关连接到该电气电路中，
-第二电池，该第二电池通过第二受控开关连接到该电气电路中，以及
-电子控制单元，该电子控制单元能够控制该第一受控开关和该第二受控开关。
本发明还涉及一种包括内燃发动机和这种类型的电源电路的机动车辆。
背景技术
在具有内燃发动机的机动车辆中，发动机由起动器起动，该起动器由电池、通常是铅酸电池供电。
在现如今生产的大多数机动车辆中，当车辆在长时间停放阶段中处于静止且未被占用时，该电池递送待机电流(该待机电流有时称为“关闭”电流)。待机电流为车辆的即使在此停放阶段期间也运行的各种车载设备供电。这些设备例如可以包括车辆的电子控制单元，该电子控制单元以规律的间隔自动地(没有来自车辆外部的干预)通电持续较短时间段，以便监测车辆的状态。这些设备通常还包括机电集中式车辆打开系统，该系统定期测试用于打开车辆的密钥卡是否靠近车辆。
当车辆处于长时间停放状态时，即使待机电流不是很强，电池也会递送待机电流持续很长的时间段，该时间段可能会超过一个月。这样由电池递送的总电量可能非常高，达到几十安培小时的数量级。因此，在长期停车之后，电池会被部分地放电，有时会多于其总充电容量的一半。
即使在这样放电之后，电池也必须能够递送起动器起动内燃发动机所需的功率。
为了满足该约束，车辆中通常选择具有非常大的充电容量的电池，该充电容量显著大于在长时间停放期间通常消耗的电量与在内燃发动机起动期间消耗的电量之和。具体地，为了能够在这样的起动期间递送较高的瞬时功率，电池的电量状态本身必须高。
然而，这种具有非常大的充电容量的电池既沉重又昂贵。
此外，该电池必须紧邻起动器，以便限制电池与起动器之间的连接电阻(并且因此限制在起动内燃发动机时电池与起动器之间的电压降)。于是，大容量电池构成了必须容纳在发动机舱内的大体积元件。这是限制性的，特别是因为在铅酸电池的情况下，该电池必须保持易于接近以便能够定期更换。
此外，文献WO 2017/163959披露了一种用于包括内燃发动机的机动车辆的电源电路。这种电路包括铅酸电池和锂电池。如果需要增大该电路递送的电压，则经由一个电阻器和两个MOSFET晶体管连接锂电池，而不再经由继电器连接。这使得可以防止由于该电压增大而引起的锂电池的再充电减慢所讨论的电压增大。然而，该操作不能解决旨在向车辆的起动器供电的一个或多个电池的重量和体积的问题。
发明内容
为了改正现有技术中的上述缺点，本发明提出了一种用于机动车辆的电气电路，该机动车辆包括内燃发动机和电气设备，该电气电路包括：
-第一电池，该第一电池通过第一受控开关连接到所述电气设备中的至少一些电气设备，
-第二电池，该第二电池通过第二受控开关连接到所述电气设备中的至少一些电气设备，以及
-电子控制单元，该电子控制单元能够控制该第一受控开关和该第二受控开关。
根据本发明：
-该控制单元被编程为：
-当该机动车辆处于长时间停放状态时，控制该第一开关进入断开状态，并控制该第二开关进入闭合状态，并且
-在起动该车辆的内燃发动机的阶段中，控制该第一开关进入闭合状态，并且此外，
-在相等的电量状态下，第二电池展现出的开路电压大于第一电池展现出的开路电压，特别是在至少给定的电量状态范围内。
因此，在车辆的长时间停放期间，待机电流由第二电池供应，而第一电池不递送任何电流(因为第一受控开关断开)。
因此，在该阶段期间，第一电池的电量状态得以维持(它不降低或几乎不降低)，并且因此能够保持在较高水平。由于第一电池的电量状态保持较高，因此即使其总充电容量有限，第一电池也能够递送起动发动机所需的功率。
因此，以这种方式来使用通过适当驱动开关连接的两个单独的电池使得可以大大减小起动内燃发动机的电池(在此为第一电池)的尺寸，这从而使得可以解决上述体积问题。
另外，由于第二电池展现出的开路电压大于第一电池展现出的开路电压(在这两个电池处于同一电量状态的情况下)，因此如果必要，第二电池可以对第一电池进行充电(无需使用助力器系统来执行此操作，这可能会使电气电路更复杂且更昂贵)。
因此，除了避免在长时间停放期间使第一电池放电之外，根据本发明的电气电路甚至使得可以容易地对该电池进行充电，从而使得在起动内燃发动机时第一电池具有高电量状态，或者甚至具有最大电量状态(100％)。
与仅包括一个(铅酸)电池的常规电源电路相比，这允许更大程度地减小第一电池的尺寸。
举例来说，由于所提出的这些内容，第一电池的尺寸可能具有以下约束：该第一电池能够在80％(或甚至100％)的电量状态并且在-30摄氏度的温度下起动发动机。就尺寸而言，该约束远没有在具有单个电池的常规车辆中所必需遵守的约束严格(在常规车辆的情况下，电池应该例如能够在20％或30％的电量状态并且在-30摄氏度的温度下起动发动机，这只有在电池的充电容量非常大的情况下才能实现)。
由于第一电池旨在向内燃发动机的起动器供电，因此第一电池应布置在该起动器附近(如上文已经指出的，为了减小电池与起动器之间的电连接电阻)。因此，第一电池应该能够承受内燃发动机附近普遍存在的高温而不会劣化。对于锂电池，这涉及使用相对昂贵的技术(例如，下文进一步描述的“LMO/LTO”技术)。然而，由于可以将第一电池的储存容量减小到起动发动机所需的最小值，这使得可以补偿因使用这种技术带来的成本。
因此，根据本发明的电源电路的结构使得可以在与使用铅酸电池的常规电路的成本相当的成本下切换为不使用铅酸电池的技术。这是特别有益的，因为从长远来看，铅酸电池的使用可能会受到各种法规的限制，并且还因为锂电池尤其通常具有高于铅酸电池的功率重量比和比能量。
以下是根据本发明的电气电路的其他非限制性的以及有利的特征，这些特征可以单独地或以任何技术上可行的组合加以考虑：
-所述电量状态范围从第一电量状态延伸到第二电量状态，该第一电量状态小于或等于40％，并且该第二电量状态电量大于或等于80％；
-该控制单元被编程为当该车辆处于长时间停放状态时：
-获取表示该第一电池的温度的数据项和表示该第一电池的电量状态的数据项，
-基于所述数据，将该第一电池的电量状态与起动电量状态进行比较，在该起动电量状态并且在所述温度下，该第一电池能够起动该内燃发动机，并且
-当该比较表明该第一电池的电量状态低于所述起动电量状态时，控制该第一受控开关和第二受控开关中的每一个进入其闭合状态；
-即使在该第二电池仅被充了一半电并且该第一电池的电量状态大于阈值80％时，该第二电池展现出的开路电压也大于该第一电池展现出的开路电压；
-该第二电池在放完电时展现出的开路电压小于该第一电池在充满电时展现出的开路电压；
-该电气电路还包括耦合到该内燃发动机的交流发电机，该交流发电机被配置为递送至多等于最大标称电压的可调车载电压；
-针对该第二电池的部分电量状态，该第二电池展现出的开路电压变得大于所述最大标称电压；
-该第一电池和该第二电池中的每一个都是锂电池；
-该控制单元被编程为当该车辆处于长时间停放状态时：
-获取表示该第二电池的电量状态的数据项，并且
-基于所述获取的数据项，将该第二电池的电量状态与最小储备电量状态进行比较，并且
-当该比较表明第二电池的电量状态小于或等于该最小储备电量状态时，控制该第二受控开关进入其断开状态。
本发明还提出了一种机动车辆，该机动车辆包括内燃发动机、电气设备和如上所述的电气电路。
特别地，可以将电气电路的第一电池容纳在车辆的发动机舱中，并且将第二电池容纳在发动机舱的外部。
附图说明
参照附图通过非限制性实例给出的描述将使得容易理解本发明包括的内容以及如何实施本发明。
在附图中：
-图1示出了根据本发明的第一实施例的机动车辆的示意性平面图，
-图2是示出了来自图1的车辆的电气电路的主要元件的电路图，
-图3示意性地示出了来自图2的电路的第一电池和第二电池分别展现出的电压(以伏为单位)随这些电池的电量状态(以百分比表示)的演变，
-图4示意性地示出了第一电池的最小电量状态随该电池的温度(以摄氏度表示)的演变，高于该最小电量状态时，该电池能够起动来自图1的车辆的内燃发动机，
-图5示意性地示出了根据本发明的第二实施例的机动车辆的第二电池，以及
-图6示意性地示出了该第二实施例的第二电池展现出的电压(以伏为单位)随该电池的电量状态(以百分比为单位)的演变。
具体实施方式
机动车辆
图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的机动车辆1。该车辆由内燃发动机3推进，该内燃发动机容纳在与乘客舱11分离并且位于车辆的发动机罩下方的发动机舱10中。
车辆1包括各种电气设备，特别是：
-耦合到内燃发动机3的起动器4，
-车辆的电子控制单元5，以及
-与起动器4分离的车载设备6，这些车载设备包括用于通过无线控制来集中式打开车辆的集中式机电打开系统61、仪表板62、以及例如电动车窗打开和关闭系统。
车辆的控制单元5被配置为获取表示车辆的状态(温度、车辆中是否存在乘员、燃料液位、电池的电量状态等)、以及可能地车辆的动态(移动速度、位置等)的各种数据。控制单元5还被配置为驱动车辆的各种部件(显示器、制动系统、喷射器等)。
当车辆1处于长时间停放状态时，车辆1的一些电气设备、特别是控制单元5和集中式机电打开系统61会至少间歇性地运行。因此，当车辆1被停放时，这些设备会消耗通常为几毫安数量级的待机电流。
车辆1配备有电气电路2，该电气电路使得在使用车辆进行的旅程期间以及在车辆被停放时都可以向这些电气设备供电。
在本披露的其余部分中，“停放”将被定义为内燃发动机静止的车辆状态。
在此，将更特别关注“长时间停放”的情况。这种长时间停放将被定义为内燃发动机3已经关闭了大于限制持续时间的持续时间的车辆状态，该限制持续时间例如对应于一天。
如果下面将要描述的方法实际上适用于长时间停放的情况，则该方法当然可以在车辆的停放开始后立即实施。
车辆中装配的电气电路
值得注意的是，车辆1的电气电路2包括(图2)：
-蓄电池的第一电池B1，旨在向发动机的起动器4供电，以及
-蓄电池的第二电池B2，旨在当车辆处于长时间停放状态(此停放可能持续数周)时供应待机电流，并用作车辆和第一电池B1的一种电量储备。
因此，使用两个电池(其中第一个具有起动内燃发动机3的作用，而第二个具有尤其是供应待机电流的作用)使得可以根据这两个电池各自的功能最佳地适配这些电池中的每一个的特征以及它们在车辆中的定位。
因此，用作一种电量储备的第二电池B2是相对便宜的大容量电池，而第一电池B1是容量较小但是比第二电池B2更稳健且更高效的电池。
第一电池B1被容纳在发动机舱10中、靠近起动器4，以便减小其自身与该起动器4之间的连接电阻(并且因此限制在起动内燃发动机时该电池与起动器之间的电压降)。起动器4和第一电池B1通过具有较大截面(例如，具有大于15平方毫米的截面)的电导体彼此电连接。
第二电池B2容纳在发动机舱10的外部，以便腾出发动机舱中的空间。更确确地，第二电池B2被容纳在车辆的乘客舱11中、优选地在行李舱中。该第二电池通过具有较小截面(例如，具有小于5平方毫米的截面)的电导体连接到车辆的电气设备。
在已经整体上呈现了电气电路2之后，将在下面详细描述第一电池和第二电池的详细特征。
该电气电路2包括：
-第一部分，该第一部分包括起动器4和旨在向该起动器供电的第一电池B1，以及
-第二部分，该第二部分更具体地专用于向车辆的车载设备6供电。
电气电路2的第一部分除了第一电池B1和起动器4之外，还包括耦合到内燃发动机3的交流发电机7。这三个元件彼此并联连接：它们各自连接在一方面的车载网络的电气接地端M与另一方面的第一公共端子21之间。
因此，第一电池B1的一个端子直接连接到接地端M，并且该电池的另一端子经由第一受控开关K1连接到第一公共端子21。当第一受控开关K1断开时(也就是说，当其处于断开状态时)，第一电池因此与电气电路2的其余部分断开连接，并且不递送任何电流。实际上，该开关在制造时就被包含在第一电池B1的壳体中。
以相同的方式，起动器4的一个端子直接连接到接地端M，并且起动器4的另一端子经由第三受控开关K3连接到第一公共端子21。
关于交流发电机7的两个端子，它们中的一个直接连接到接地端M，并且另一个直接连接到第一公共端子21。
当第一受控开关K1闭合时(也就是说，当其处于闭合状态时)，交流发电机7因此可以向第一电池B1供电。并且，当第一开关K1和第三开关K3闭合时，第一电池B1向起动器4供电。
电气电路2的第二部分包括第二电池B2和车辆的上述车载设备6。
这些车载设备6连接在接地端M与第二公共端子22之间。并且，关于第二电池B2，其一个端子直接连接到接地端M，而其另一个端子经由第二受控开关K2连接到第二公共端子22。
当第二受控开关K2闭合时，第二电池因此向车载设备6供电。以与第一电池相同的方式，第二受控开关K2在制造时就被包含在第二电池B2的壳体中。
在此，电路的第一部分和第二部分经由第四受控开关K4进行连接，该第四受控开关经常是闭合的(除非车辆在其内燃发动机关闭的情况下行驶)。该开关将第一公共端子21与第二公共端子22彼此连接。
当第一开关K1、第二开关K2和第四开关K4闭合时，第一电池B1和第二电池B2因此彼此并联电连接。
第四受控开关K4是可选的，并且作为变体，其可以用连接这两个公共端子的电导体来代替。
此外，电气电路2的第二部分包括用于加热第二电池B2的加热设备8，该加热设备连接在接地端M与经由第五受控开关K5接触的第二公共端子22之间。
最后，车辆的控制单元5本身也由第一电池B1和/或第二电池B2供电。为此，控制单元5的电源端子例如可以一个连接到接地端M，并且另一个连接到第一公共端子21和/或第二公共端子22(该连接在图2中未示出)。
车辆1的各种电气设备4、5、6能够执行其各自的功能，只要供应给它们的电压保持在最小标称电压Vmin(在此为10.5伏)与最大标称电压Vmax(在此为15.5伏)之间即可(可选地，这些设备中的一些还可能装配有调节其最终接收的电压的DC/DC转换器)。
因此，交流发电机7被配置为基于其从控制单元5接收到的电压命令Valt来递送能够在所述最小标称电压Vmin与所述最大标称电压Vmax之间调整的车载电压。
在此，各种受控开关K1至K5以及由交流发电机7递送的电压由车辆的控制单元5驱动，如将在下面详细解释的。
然而，作为变体，刚刚描述的电气电路可以配备有专用于其的控制单元，该控制单元与车辆的电子控制单元分离并且被编程为驱动交流发电机和上述受控开关。
电气电路的第一电池和第二电池的特征
现在可以更详细地呈现该电气电路2的第一电池B1和第二电池B2的特征。
用于生产这两个电池的技术彼此明显不同。
在此，第一电池B1是“LMO/LTO”类型的锂电池，也就是说，其阴极主要由锂锰氧化物(“LMO”)组成，并且阳极主要由钛酸锂(“LTO”)组成。
该第一电池包括串联连接的五个电化学电池单元(即五个阳极/阴极对)。如图3所示，该第一电池的开路电压U1在0％(电池放完电)与100％(电池充满电)之间的整个电量状态范围内都保持在最小标称电压Vmin与标称电压Vmax之间。因此，第一电池非常适合用于向车辆的电气设备(特别是起动器4)供电，并且能够通过交流发电机再充满电(因为最大标称电压Vmax大于跨第一电池B1的端子两端的电压，即使在100％的电量状态下也是如此)。
关于第二电池B2，它也是锂电池，但是“NMC/石墨”类型的，也就是说，其阴极主要由钴锂锰镍氧化物(“NMC”)组成，并且阳极主要由石墨组成。
该第二电池包括串联连接的电化学电池单元。无论该电池的电量状态SOC2如何，其开路电压U2都大于最小标称电压Vmin(图2)。在另一方面，该第二电池在其电量状态超过电量状态阈值SOC2max(在这种情况下等于约73％)时的开路电压U2变得大于最大标称电压Vmax。因此，第二电池B2也适合于向车辆的电气设备供电，但是第二电池不能通过交流发电机7再充满电。所述交流发电机仅能够将第二电池B2再充电最多达到上述电量状态阈值SOC2max。
由于交流发电机的运行特性，因此第二电池B2的电量状态SOC2限于电量状态阈值SOC2max，该事实具有许多优点。首先，这使得可以限制第二电池B2特别是在高温区域中的老化。其次，这使得在该电池中可以使用来源于对其他锂电池(例如，用于电动车辆或混合动力车辆的电池)的回收利用的经过改制的电化学电池单元。这样的电池单元具有通常相对分散的(开路)电压和/或总充电容量。即使电池单元以可变方式劣化，不使用这些电池单元的所有可用充电容量也使得可以保证给定的最小容量。另一方面，不对第二电池B2再充满电使得可以避免在对该电池进行再充电时将锂沉积在石墨阳极上(这将不利于电池的后续运行)(当电池的电量状态接近100％时，能避免这种锂沉积的最大可允许充电电流会明显减小，从而使得难以将这种电池再充满电)。
图3还展示了第一电池B1和第二电池B2的特别值得注意的特性：在相等的电量状态下，第二电池B2展现出的开路电压U2大于第一电池B1展现出的开路电压U1，特别是在整个一定的电量状态范围内。在这种情况下，此电量状态范围特别宽广：在此，该范围从约3％的第一电量状态SOC’延伸到100％的第二电量状态SOC”。
由于这种特性，能够由第二电池B2特别是以特别简单的方式对第一电池B1进行再充电，即通过直接将这两个电池彼此并联连接(例如，无需使用助力器系统)。
能够用第二电池B2对第一电池B1进行再充电是特别有益的，因为这尤其使得当起动内燃发动机3时第一电池B1可以具有较高的电量状态(即使作为交换，第二电池B2的电量状态降低)。
在图3中还可以看到，第二电池B2展现出的开路电压U2仅比第一电池B1展现出的开路电压U1大几伏(这两个电压之差保持小于约3.5伏)。这使得可以通过将这两个电池彼此直接并联连接来利用第二电池B2对第一电池B1进行再充电，而不会有损坏第一电池B1的风险(特别是在不常进行这种额外的再充电的情况下)。
此外，并不是仅当两个电池B1和B2具有相同的电量状态时(也就是说，当SOC1＝SOC2时)，第二电池B2的开路电压U2才大于第一电池的开路电压U1。特别地，在第二电池的整个一定的电量状态SOC2范围内(从约7％到100％的范围内)，第二电池B2的开路电压U2都大于第一电池B1在充满电时展现出的开路电压值U1100％。
因此，即使在被部分放电后，第二电池B2也有利地保持能够将第一电池B1再充满电。
此外，第二电池B2在放完电时展现出的开路电压U2(SOC2＝0％)小于第一电池B1在充满电时展现出的开路电压U1(SOC1＝100％)。
由于这种特性，第一电池B1通过阻止第二电池放完电来保护第二电池B2(这两个电池彼此并联连接)。
在此，更准确地说，第一电池B1在充满电时展现出的开路电压U1(SOC1＝100％)会变得大于第二电池B2在其电量状态SOC2变得小于称为接管电量状态SOC2p(其在此情况下等于约7％)的某一电量状态后随即展现出的开路电压U2。其结果是，当第二电池的电量状态SOC2变得小于接管电量状态SOC2p时，充满电的第一电池B1然后就会从第二电池B2接管对电流的供应，并且因此阻止第二电池放完电。
在此，这种特性是特别有利的，因为第二电池具有石墨阳极，并且因此在放完电的情况下会遭受严重损坏。
驱动电气电路的受控开关
现在可以描述驱动该电气电路的受控开关K1至K5的控制单元5的编程方式。
车辆1的长时间停放阶段：管理和维持第一电池B1的电量状态、相关联的优点
控制单元5被编程为在车辆的长时间停放期间：
-控制第一开关K1、第三开关K3和第五开关K5进入其断开状态，并且
-控制第二开关K2进入其闭合状态。
就其本身而言，第四开关K4的状态是无关的。
因此，在这种情况下，由车辆的车载设备6和控制单元5消耗的待机电流由第二电池B2供应，而第一电池B1不递送任何电流(第一受控开关断开)。
因此，在该阶段期间，第一电池的电量状态SOC1得以维持(它不降低或几乎不降低)，并且因此保持完全可用于随后起动内燃发动机3。
然而，可能发现，在这样的停放阶段开始时，第一电池B1的初始电量状态不足以允许随后起动内燃发动机3。
为了改正此问题，控制单元5被编程为在车辆1的长时间停放期间：
-获取表示第一电池B1的温度T1的数据项和表示其电量状态SOC1的数据项，
-基于所述数据，将第一电池的电量状态SOC1与起动电量状态SOC1sta进行比较，在该起动电量状态并且在所述温度T1下，第一电池B1能够起动内燃发动机3，并且
-当该比较表明第一电池SOC1的电量状态低于所述起动电量状态SOC1sta时，控制第一受控开关K1、第二受控开关K2以及在这种情况下第四受控开关K4中的每一个进入其闭合状态。
一旦这些开关已经被闭合，第二电池B2就会对第一电池B1进行再充电，因为其开路电压U2大于第一电池B1的开路电压U1。
然后，第一电池的电量状态SOC1升高。当它到达起动电量状态SOC1sta时，控制单元5可以例如控制第一开关K1进入其断开状态，第二电池B2然后停止对第一电池B1进行再充电。
在这种情况下，起动电量状态SOC1sta等于第一电池B1在温度T1下能够起动内燃发动机3(实际上其本身也处于该温度T1)的最小电量状态。如图4所示，起动电量状态SOC1sta随温度T1的变化相对较大。在此，例如，它从当温度T1为20摄氏度时的仅40％变化为当温度T1为-20摄氏度时的几乎90％。因此，控制单元5以规律的间隔检查第一电池B1的电量状态SOC1是否大于起动电量状态SOC1sta是特别有用的。特别地，第一电池的在停放阶段开始时足以起动发动机的初始电量状态然后可能会随着车辆1的周围环境的温度下降而变得不足(即使其未降低)。
因此，除了防止第一电池B1在长时间停放期间放电之外，如果证明有必要，则电气电路2还使得可以对该电池进行再充电，使得该电池具有足以随后起动内燃发动机3的电量状态。
由此，第一电池B1的总充电容量能够被降低至起动内燃发动机3所需的最小值(因为在这种起动之前，第一电池在必要的情况下会由第二电池充满电)。因此，第一电池B1的尺寸可以被确定为尽可能适当，而不是像通常情况下一样尺寸过大。
以这种方式减小第一电池B1的尺寸是特别有益的，因为这使得可以容易地将该电池容纳在发动机舱10中(该发动机舱也被车辆的通常体积较大并且相对于彼此的布置较复杂的许多部件占据)。
举例来说，在此描述的实施例中，第二电池B2的充电容量约为50安培小时，而第一电池B1的充电容量已经能够被减小至仅约15安培小时。
另外，仅在长时间停放阶段期间使用第二电池B2向车辆1的电气设备供电使得可以对第一电池B1的尺寸进行标准化，而与装配在车辆中的可选的车载设备无关。换句话说，这使得可以仅基于内燃发动机3及其起动器4的特征来确定第一电池B1的尺寸。这种标准化有助于将第一电池B1容易地安装在发动机舱10中。
另一方面，关于第二电池B2的尺寸，这些尺寸可以根据车辆1所配备的车载设备的数量(导航系统是否被集成到车辆中，电动车窗开关系统是否存在，等等)而不同。然而，这仅仅稍微增大了将第二电池B2安装在车辆中的复杂度，因为与第一电池不同，第二电池被容纳在存在较大可用容积的区域中(在车辆的行李舱中)。
如已经指出的，在此第一电池B1是“LMO/LTO”电池。使用这种类型的技术(特别是使用“LTO”阳极)使得该电池可以承受发动机舱10中普遍存在的高温而不会劣化。然而，作为交换，这使得该电池较为昂贵(比具有石墨阳极的相同容量的电池贵得多)。因此，将第一电池B1的尺寸减小到必要的最小值(同时作为交换增大第二电池B2的尺寸)使得可以以非常有益的方式降低电气电路2的成本。
在上述使用条件下，第一电池B1的预期使用寿命可以与车辆1本身的预期使用寿命相当。于是，该电池不再是车辆的“易损件”并因此可以被永久地安装在发动机舱10中，而无需使该电池易于接近(因为不太可能需要更换)。这使得可以更大的自由度布置容纳在发动机舱10中的元件。
关于第二电池B2，尽管它不如第一电池稳健，但是由于其定位在行李舱中(例如，在与备用轮胎的壳体相当的壳体中)，该第二电池易于接近并且能够易于更换。
现在，关于第二电池的电量状态SOC2的管理，控制单元5被编程为在车辆的长时间停放阶段中以规律的间隔(例如每3个或4个小时)：
-获取表示第二电池的电量状态SOC2的数据项，
-基于所述获取的数据项，将第二电池的电量状态SOC2与最小储备电量状态SOC2min(在此为约10％)进行比较，并且
-当该比较表明第二电池的电量状态SOC2小于或等于最小储备电量状态SOC2min时，控制第二受控开关K2进入其断开状态。
在这种情况下，第二电池B2然后与车辆的各种电气设备断开连接，从而能够防止其电量状态SOC2下降到低于最小储备电量状态SOC2min。在这种情况下，电气电路2不再供应车辆1的车载设备6的运行所需的待机电流，并且然后车辆的某些功能不可用(例如，然后必须使用机械钥匙手动地解锁车辆的车门，并且需要例如使用点火钥匙手动地起动内燃发动机3)。作为交换，这使得可以避免第二电池B2放完电(这可能会使第二电池劣化)。
继续参考由控制单元5执行的驱动，应注意的是，该控制单元5本身能够确定车辆处于长时间停放状态，也就是说处于待机中。在此描述的实施例中，控制单元5被更确切地被编程为：
-检测车辆是否已经接收到待机命令(例如，在从锁定遥控装置(例如“plip”钥匙)接收到中央锁定命令的情况下)，和/或检测车辆解锁密钥卡是否不再位于车辆中或其给定规定的附近区域，并且
-在检测到的情况下，确定车辆的长时间停放已经开始。
作为变体或补充，控制单元5可以被编程为：
-检测是否内燃发动机3被关闭并且车辆1未被占用，和/或检测是否内燃发动机3被关闭并且停车制动被施加，并且
-在检测到的情况下，确定车辆处于长时间停放状态。
起动内燃发动机的阶段
控制单元5被编程为在起动内燃发动机3的阶段中控制第一受控开关K1进入其闭合状态。
然后，第三受控开关K3闭合，使得第一电池B1向起动器4供电，然后起动器起动内燃发动机3。在发动机已经起动之后，第三受控开关K3断开。
在整个该阶段中，第四受控开关K4就其本身而言是闭合的。
关于第二受控开关K2和第五受控开关K5，它们被控制进入的状态取决于第二电池B2的温度T2。特别地，需要避免在该电池的温度较低(通常低于10摄氏度)时用石墨阳极对该电池进行再充电。
当第二电池B2的温度T2大于10摄氏度时，一旦起动阶段开始，控制单元5就控制第二受控开关K2进入其闭合状态(而第五受控开关K5保持断开)。然后，一旦发动机已经起动，第二电池B2的再充电阶段(如下所述)就会开始。
另一方面，当第二电池B2的温度T2小于10摄氏度时，控制单元5控制第二受控开关K2进入其断开状态，并且控制第五受控开关K5进入其闭合状态。一旦发动机已经起动，第一电池B1、以及然后交流发电机7就会因此向加热设备8供电以加热第二电池。一旦第二电池B2的温度T2已经变得大于或等于10摄氏度，第二电池B2的再充电阶段就会开始。
在这种情况下也要注意，控制单元5本身能够确定车辆是否处于起动阶段。为此，例如该控制单元被编程为：
-检测车辆是否已经(例如从锁定遥控装置)接收到用于解锁车辆的命令，和/或检测车辆解锁密钥卡是否位于车辆中或其给定规定的附近区域，并且
-在检测到的情况下，确定起动车辆的阶段已经开始。
对第二电池再充电的阶段
当发动机已经起动并且有必要为第二电池再充电(例如，因为该电池在先前的长时间停放阶段中已大量放电)时，控制单元5进行以下操作：
-控制第一受控开关K1、第三受控开关K3和第五受控开关K5进入其断开状态，并且
-控制第二受控开关K2和第四受控开关K4进入其闭合状态，
使得交流发电机7然后对第二电池B2进行再充电。
此外，控制单元5经由上述电压命令Valt驱动交流发电机7，使得其递送的车载电压令第二电池B2以小于该电池的最大可允许电流的有限充电电流I2进行再充电。
该最大可允许电流是限制电流，超过该限制电流，锂会沉积在第二电池的石墨阳极上。当第二电池的温度降低时，并且当第二电池的电量状态SOC2接近100％时，该最大可允许电流的值会减小。最大可允许电流的值由控制单元5特别是基于第二电池的温度T2及其电量状态SOC2来确定。
车辆在微混合动力模式下的运行
车辆的微混合动力运行模式是这样的运行模式，其中：
-在车辆的制动期间，车辆的一些动能由交流发电机转换为电能，从而将该电能储存在车辆的一个或多个电池中(通过交流发电机进行的再生制动)，并且其中，
-相反，当内燃发动机的效率较低时，交流发电机几乎不递送电能，或甚至不递送电能。
因此，在微混合动力模式下运行有利地使得可以减少车辆1的燃料消耗。
在这种运行模式下，控制单元5进行以下操作：
-控制第二受控开关K2、第三受控开关K3和第五受控开关K5进入其断开状态，并且
-控制第一受控开关K1和第四受控开关K4进入其闭合状态。
因此，交流发电机7电连接到第一电池B1，但是不电连接到第二电池。
另外，控制单元5(经由上述电压命令Valt)驱动交流发电机7，使得该交流发电机所递送的车载电压：
-在车辆制动时尽可能地大(因此在这种情况下等于最大标称电压Vmax)，以使交流发电机在此制动期间尽可能多地为第一电池再充电(交流发电机然后展现出增大的机械阻力)，并且
-相反地，当内燃发动机3的效率较低——低于给定阈值时等于最小标称电压Vmin(或至少小于第一电池B1展现出的电压)，从而允许从交流发电机移除负载(因为该交流发电机然后不再对第一电池进行再充电)。
在这样的运行模式下，第一电池B1交替地被充电、然后被放电、然后被充电，依此类推。然后，该第一电池的电量状态SOC1例如在约30％至90％之间变化，以便实现最佳的燃料经济性。
因此，在这种情况下，车辆可能会停留在长时间停放状态中，而第一电池B1只能被部分地充电。然后，电气电路2使得可以对第一电池进行再充电(如果有必要的话再充满电)以便随后进行起动，这一事实因此是特别有益的(这使得可以在最佳电量状态范围内进行微混合动力运行、以及随后进行车辆的起动)。
内燃发动机关闭时的行驶阶段
在某些情况下，当下坡时，为了节省燃料而关闭内燃发动机3。然后，车辆1在其自身重量和惯性的作用下移动(这种行驶模式有时称为“行进停止”或“滑行”)。
在这种情况下，控制单元5进行以下操作：
-控制第三受控开关K3、第四受控开关K4和第五受控开关K5进入其断开状态，并且
-控制第一受控开关K1和第二受控开关K2进入其闭合状态。
然后，第二电池B2供应车辆的车载设备6和控制单元5的运行所需的电流。
因此，第一电池B1的电量状态得以维持，并且如果必要，可以通过闭合第三受控开关K3而在任何时候重新起动内燃发动机3。
在这样的配置中，由于交流发电机不再由发动机驱动(其被关闭并脱离接合，而同时车辆“滑行”)，因此供应给车辆的电气设备(起动器除外)的电压不再由交流发电机7设定。
因此，闭合第四受控开关K4将导致供应给车辆的电气设备的电压降低，因为接地端M与第二公共端子22之间的电压然后将被建立为第二电池B2的电压与第一电池B1的低电压之间的值。
具有第四受控开关K4然后使得可以分离电气电路2的第一部分和第二部分，并且避免供应给这些设备的电压的这种下降。
当重新起动内燃发动机3时，第四受控开关K4还可以保持断开(如上文已经描述的，另一方面，在车辆的大多数其他运行阶段中，第四受控开关K4闭合)。
当车辆1在其内燃发动机3关闭的情况下行驶时，具有第一电池和第二电池两者允许电能源的冗余，这提高了车辆1的运行安全性。
特别地，在第一电池B1突然故障的情况下，第三受控开关K3和第四受控开关K4被控制进入其闭合状态，并且然后第二电池B2起动内燃发动机3。在这种情况下，第二电池还供应执行车辆1的安全功能所需的电能，直到所述车辆停止为止。
车辆的电源的这种冗余(这在所述车辆在其内燃发动机3关闭的情况下行驶时是至关重要的)还提高了车辆在上述其他运行阶段中的运行安全性。
成对电池的其他示例
在本发明的第二实施例(图5)中，电气电路2的第二电池B2’是“LFP/石墨”锂电池(也就是说，其阴极主要由磷酸铁锂组成，而阳极主要由石墨组成)，而不是“NMC/石墨”电池。
关于电气电路2的其他部件，这些部件在该第二实施例中与在上述第一实施例中完全相同(特别地，第一电池B1与第一实施例中的完全相同)。
图6中示意性地示出了随该第二实施例中的第二电池B2’的电量状态SOC2而变化的该第二电池展现出的开路电压U2’。在这种情况下，该电池单元也包括串联连接的五个电化学电池单元。在该图中还示出了第一电池B1展现出的开路电压U1。
如从该图中可以看出的，对于两个电池B1和B2’的同一电量状态，第二电池B2’的开路电压U2’大于第一电池的开路电压U1，特别是在整个一定的电量状态范围内(在这种情况下为从0％到100％)。
因此，该第二电池B2’本身也非常适合用作“储备”电池，从而根据需要对第一电池B1进行再充电(并供应待机电流)。
另外，即使在第二电池B2’仅被充了一半电并且第一电池的电量状态SOC1大于阈值90％时，第二电池B2’展现出的开路电压U2’也大于第一电池B1展现出的开路电压U1。
因此，该第二实施例中的第二电池B2’在其电量状态SOC2大于即使是50％时也能够将第一电池B1几乎再充满电(在这种情况下，再充电至最大电量状态90％)。
已经通过示例示出了上述两对电池B1、B2和B1、B2’：还可以设想具有上述有益特性中的一个或多个特性的其他成对电池作为变体。
在选择这样的成对电池时，如果这两个电池是锂电池，则可以例如选择：
-针对第一电池，具有“LTO”阳极的电池，如上所述，其具有良好的承受发动机舱中的高温的能力、并且能够在低温下非常快速地再充电的优点；该电池的阴极就其本身而言可以是“LMO”阴极(如上述实施例中那样)、“NMC”阴极、或甚至例如是“LCO”阴极(也就是说主要由锂钴氧化物组成)，并且
-针对第二电池，具有碳阳极的电池，例如“石墨”阳极或“硬碳”阳极(无序形式的碳)，其具有便宜的优点，并且因此非常适合用于大容量电池；然后，该第二电池的阴极可以是“NMC”阴极、“LFP”阴极(如上述实施例中那样)、或甚至是“LCO”阴极。
作为另一变体，电气电路的这两个电池之一可以是镍电池，或者甚至可以是铅酸电池。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆(1)的电气电路(2)，该机动车辆包括电气设备(4，5，6)和内燃发动机(3)，该电气电路(2)包括：
-第一电池(B1)，该第一电池通过第一受控开关(K1)连接到所述电气设备(4，5，6)中的至少一些电气设备，
-第二电池(B2；B2’)，该第二电池通过第二受控开关(K2)连接到所述电气设备(4，5，6)中的至少一些电气设备，以及
-电子控制单元(5)，该电子控制单元能够控制该第一受控开关和该第二受控开关(K1，K2)，
其特征在于：
-该控制单元(5)被编程为：
-当该机动车辆(1)处于长时间停放状态时，控制该第一开关(K1)进入断开状态，并控制该第二开关(K2)进入闭合状态，并且
-在起动该内燃发动机(3)的阶段中，控制该第一开关(K1)进入闭合状态，并且在于，
-在相等电量状态下、在至少给定的电量状态范围内，该第二电池(B2；B2’)的开路电压(U2；U2’)大于该第一电池(B1)的开路电压(U1)。
2.如权利要求1和2中任一项所述的电气电路(2)，其中，所述电量状态范围从第一电量状态(SOC’)延伸到第二电量状态(SOC”)，该第一电量状态(SOC’)小于或等于40％，并且该第二电量状态(SOC”)大于或等于80％。
3.如权利要求1至3之一所述的电气电路(2)，其中，该控制单元(5)被编程为当该车辆(1)处于长时间停放状态时：
-获取表示该第一电池的温度(T1)的数据项和表示该第一电池的电量状态(SOC1)的数据项，
-基于所述数据，将该第一电池的电量状态(SOC1)与起动电量状态(SOC1sta)进行比较，在该起动电量状态并且在所述温度(T1)下，该第一电池(B1)能够起动该内燃发动机(3)，并且
-当该比较表明该第一电池的电量状态(SOC1)低于所述起动电量状态(SOC1sta)时，控制该第一受控开关和该第二受控开关(K1，K2)中的每一个进入其闭合状态。
4.如权利要求1至3之一所述的电气电路(2)，其中，即使在该第二电池(B2；B2’)仅被充了一半电并且该第一电池的电量状态(SOC1)大于阈值80％时，该第二电池(B2；B2’)展现出的开路电压(U2；U2’)也大于该第一电池(B1)展现出的开路电压(U1)。
5.如权利要求1至4之一所述的电气电路(2)，其中，该第二电池(B2)在放完电时展现出的开路电压(U2)小于该第一电池(B1)在充满电时展现出的开路电压(U1)。
6.如权利要求1至5之一所述的电气电路(2)，
-还包括耦合到该内燃发动机(3)的交流发电机(7)，该交流发电机(7)被配置为递送至多等于最大标称电压(Vmax)的可调车载电压，
-并且其中，针对该第二电池的部分电量状态(SOC2max)，该第二电池(B2)展现出的开路电压(U2)变得大于所述最大标称电压(Vmax)。
7.如权利要求1至6之一所述的电气电路(2)，其中，该第一电池(B1)和该第二电池(B2；B2’)中的每一个都是锂电池。
8.如权利要求1至7之一所述的电气电路(2)，其中，该控制单元(5)被编程为当该车辆(1)处于长时间停放状态时：
-获取表示该第二电池的电量状态(SOC2)的数据项，并且
-基于所述获取的数据项，将该第二电池的电量状态(SOC2)与最小储备电量状态(SOC2min)进行比较，并且
-当该比较表明该第二电池的电量状态(SOC2)小于或等于该最小储备电量状态(SOC2min)时，控制该第二受控开关(K2)进入其断开状态。
9.一种机动车辆(1)，该机动车辆包括内燃发动机(3)、电气设备(4，5，6)和如权利要求1至8之一所定义的电气电路(2)。
10.如权利要求9所述的机动车辆(1)，包括发动机舱(10)，其中，该第一电池(B1)容纳在该发动机舱(10)中，并且其中，该第二电池(B2)容纳在该发动机舱(10)的外部。
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