CN115136446A - 车载网络的电气供电的优先化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一方面涉及一种用于使车载网络的电气供电相对于车辆电池的再充电优先化的优先化方法(100)，所述方法(100)包括：‑激活步骤(101)，所述激活步骤用于在以下条件经验证时由计算机激活所述车载网络的电气供电的优先化：‑电能产生器的经估计充电比率百分比大于或等于预确定最大化充电比率，‑电能存储器的经估计电流大于或等于预确定激活电流，以及‑没有任何对于使所述电能产生器有意饱和的有意饱和请求经请求，‑确定步骤(102)，所述确定步骤用于确定需由所述电能产生器施加到所述电能存储器的端子处的电压，‑传输步骤(103)，所述传输步骤用于由所述计算机传输最大化电压设定值，所述最大化电压设定值等于经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压。

Description

车载网络的电气供电的优先化方法
技术领域
本发明要求于2020年2月21日提交的法国申请N°2001728的优先权，该申请的内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。
本发明的一方面涉及一种用于使车载网络的电气供电相对于车辆(尤其是机动车辆)的电能存储器的再充电优先化(priorisation)的优先化方法。本发明的另一方面涉及一种车辆(尤其是机动车辆)，所述车辆构造和配置用于实施用于使车载网络的电气供电相对于车辆电能存储器的再充电优先化的优先化方法的步骤。
背景技术
在电能存储器(其例如由车辆电池形成)的充电期间，可能由充电器生成过大电流，这必然改变所述电池的生命时长。从专利申请WO2018/205425A1已知一种用于给机动车辆的电池充电的充电方法，所述充电方法旨在解决可能由过大电流造成的机动电池生命时长改变风险。
还从文件FR3001931A1已知一种车辆的经装载回路，所述经装载回路包括电气发电机、电池和电能管理系统，所述电能管理系统包含用于限制经施加到所述电池处的电压和电流的限制部件，所述电池集成有经施加到车载网络处的最小化电压约束。
还从文件DE102014208999A1已知一种车辆的包括两个电池的经装载电气系统，其中，制动模式下的能量经回收以给所述两个电池再充电。在与所述发电机并联装配的电池的端子处的电压保持低于极限值。
然而，这种方法不能够解决电能产生器的饱和问题，所述电能产生器经使用用于一方面给机动车辆的功率电池再充电以及另一方面给所述车辆的车载网络的组成元件供电。
事实上，如果12V锂式电能存储器(例如，在汽车领域中的辅助电池)的使用带来了较大优点，该类型的电能存储器所具备的内阻产生可能自然地非常高的充电电流，如果未主动地掌控这些充电电流。在具有较弱能力的电气产生器用于给车辆的车载网络供电且用于给12V锂式电能存储器充电的情况下，这可能成为问题。由于尤其处于充电的12V电能存储器的电流未经掌控，这可能导致所述电能产生器的不受期望的饱和，以及导致用于给所述车载网络的组成元件供电的电能的不足。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种用于使车载网络的电气供电相对于车辆电池的再充电优先化的优先化方法来克服现有技术的缺点，所述优先化方法能够给电能存储器再充电而不影响所述车载网络的组成元件的电气供电。
在该背景下，本发明由此在其最广泛的意义上涉及一种用于使车载网络的电气供电相对于车辆(尤其是机动车辆)的电能存储器的再充电优先化的优先化方法，所述方法包括：
-激活步骤，所述激活步骤用于在以下条件经验证时由计算机激活所述车载网络的电气供电的优先化：
-电能产生器的经估计充电比率百分比大于或等于预确定最大化充电比率，
-电能存储器的经估计电流大于或等于预确定激活电流，以及
-没有任何对于使所述电能产生器有意饱和以期回收车辆动能的有意饱和请求经请求，
-确定步骤，所述确定步骤用于确定需由所述电能产生器施加到所述电能存储器的端子处的电压，
-传输步骤，所述传输步骤用于由所述计算机传输最大化电压设定值，所述最大化电压设定值等于经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压。
由于本发明，根据所述电能产生器的应激等级和所述电能存储器的充电等级实施车载网络的电气供电相对于车辆电池的再充电的优先化。通过管理在所述电能存储器的端子处的电压来实施该优先化。所述电能存储器可例如由至少一个锂离子类型的12V电池或铅酸电池形成。该优先化能够确保所述车辆电池的再充电而并不影响所述车载网络的组成元件的供电。
除了刚刚在前一段中提到的特征之外，根据本发明的一方面的用于使车载网络的电气供电相对于电能存储器的再充电优先化的优先化方法可具有一个或多个来自可单独地考虑或者根据技术上可能的所有组合考虑的以下特征的附加特征。
根据本发明的一方面，如果经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压大于所述电能存储器的预确定最大化电压，则所述最大化电压设定值等于所述电能存储器的预确定最大化电压。
根据本发明的一方面，经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压取决于：
-所述电能存储器的经估计内阻，
-所述电能存储器的经估计空载电压，
-所述电能存储器的经估计温度，以及
-所述电能存储器的经估计充电状态。
根据本发明的一方面，所述电能存储器的经估计空载电压OCVse＝Use-(lse*Rse)，其中：
-Use＝所述电能存储器的经估计电压，以及
-Ise＝所述电能存储器的经估计电流。
根据本发明的一方面，经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压等于OCVse+(Rse*Ise_I)，其中Ise_I＝所述电能存储器的极限电流，所述极限电流取决于所述电能存储器的经估计充电状态和所述电能存储器的温度。
根据本发明的一方面，所述方法包括停止步骤，所述停止步骤用于如果所述电气产生器的经估计充电比率百分比小于或等于预确定最大化去饱和充电比率且所述电能存储器的经估计电流小于或等于所述电能存储器的预确定去激活电流则由所述计算机停止所述最大化电压设定值的施加。
根据本发明的一方面，所述方法包括停止步骤，所述停止步骤用于如果对于使所述电能产生器有意饱和以期回收车辆动能的有意饱和请求经请求则由所述计算机停止所述最大化电压设定值的施加。
根据本发明的一方面，所述电能存储器是12V锂离子存储器。
根据本发明的一方面，所述电能产生器是旋转电机或包括至少一个电能存储器和转换器的系统，所述转换器构造和配置用于把直流电压转换成不同的直流电压。
另一方面，本发明涉及一种车辆(尤其是机动车辆)，所述车辆构造和配置用于实施根据其中至少任一上述实施例所述的用于使车载网络的电气供电相对于车辆电池的再充电优先化的优先化方法的步骤。
附图说明
通过阅读本发明的详细说明和附图，将更好地理解本发明，在所述附图中：
图1示意性地示出了根据本发明实施例的用于使车载网络的电气供电相对于车辆电能存储器的再充电优先化的优先化方法。
图2示意性地表示出了符合本发明的一方面的车辆的实施例，所述车辆构造和配置用于实施用于使车载网络的电气供电相对于车辆电能存储器的再充电优先化的优先化方法的步骤。
具体实施方式
对于下文中的描述，不加区别地参考图1和图2。
图1示出了根据本发明的一方面的用于使车载网络的电气供电相对于车辆电能存储器的再充电优先化的优先化方法100的实施示例。
图2示出了本发明的另一方面，其涉及一种车辆1，所述车辆构造和配置用于实施符合本发明的用于使车载网络的电气供电相对于车辆电能存储器的再充电优先化的优先化方法100。为此目的，车辆1包括：
-电能存储器2，
-电气产生器3，
-控制器4，以及
-计算机5。
所述方法100包括激活步骤101，所述激活步骤用于在以下条件经验证时由计算机5激活所述车载网络的电气供电的优先化：
-所述电能产生器的经估计充电比率百分比RCOpe大于或等于预确定最大化充电比率RCO_m，
-所述电能存储器的经估计电流Ise大于或等于预确定激活电流IA，以及
-没有任何对于使所述电能产生器3有意饱和的有意饱和请求DL经请求。
有意饱和请求DL可例如经执行在再生制动期间，在所述再生制动过程中，由旋转电机形成的电能产生器3把机械能量转变成电能以给能量存储器2再充电。
在实施例中，电能存储器2由锂离子类型的12V电池形成。电能产生器3可以是交流发电机或交流起动器类型的旋转电机。在不同实施例中，电能产生器3可由包括电能存储器和转换器的系统形成，所述转换器构造和配置用于把直流电压转变成不同的直流电压。例如，该类型的系统能够使48V或300V电压朝向12V电压转换。
预确定最大化充电比率RCO_m由最大化充电比率百分比形成，从该最大化充电比率百分比起所述电能产生器经认为处于饱和。例如，预确定最大化充电比率RCO_m可经固定为95％。
预确定激活电流IA由所述电能存储器的电流形成，在该电流之上需要限制由12V存储器提取的电流，以通过激活优先化策略来使所述产生器去饱和。例如，预确定激活电流IA可经固定为20A。
所述车载网络的电气供电的优先化步骤101所需的这三个条件由计算机5验证。为此目的，所述电能产生器的经估计充电比率百分比RCOpe由电能产生器3传输至计算机5。所述电能存储器的经估计电流Ise由电能存储器2传输至计算机5。如果没有任何有意饱和请求DL从控制器4传输至计算机5，则计算机5能够触发步骤101。仅当用于整体管理所述车辆的12V电能的管理系统并不故意使所述电能产生器饱和以期回收车辆动能时才激活该优先化策略。在所述交流发电机的压载(lestage)阶段(其用于在减速时或在制动时实施能量回收)中，尤其是这种情况。
用于激活所述车载网络的电气供电相对于所述能量存储器的再充电的优先化的该激活步骤101能够检测所述车辆的12V电能产生器的饱和阶段，并且确定通过限制由12V存储器提取的电流对于优先化策略激活的授权。
一旦激活步骤101经触发，所述方法100包括步骤102，该步骤用于确定需由所述电能产生器施加到所述电能存储器的端子处的电压Upe。
所述方法100还包括步骤103，该步骤用于由所述计算机5传输最大化电压设定值Upe_m，所述最大化电压设定值Upe_m等于经确定的需由所述电能产生器3施加到所述电能存储器2的端子处的电压Upe。
需注意的是，如果没有安置任何用于掌控该电流的掌控策略，12V锂离子电能存储器倾向于从所述电能产生器3提取最大电流以进行充电，这不是受期望的表现，特别是在具有较弱能力的电能产生器3还需给所述车载网络供电的情况下。最大化电压设定值Upe_m能够确定待在12V锂离子电池位置处考虑的极限电压，以尤其是使所述电能产生器3去饱和，并且允许所述车载网络的良好供电。为此，限制由该12V锂离子类型的电能存储器提取的电流。
根据本发明的一方面，如果经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压Upe大于预确定最大化电能存储器电压Use_m，则最大化电压设定值Upe_m等于预确定最大化电能存储器电压Use_m。
预确定最大化电能存储器电压Use_m是经确定用于考虑各种需求和约束(尤其是例如电池耐用性、电能回收性又或车载网络的一些组成元件的性能)的最大化电池电压设定值。该选取因此产生了需由整体电能管理系统考虑的电池极限电压，以随后确定需由所述电能产生器施加到所述电能存储器的端子处的优先化的最大化电压设定值Upe_m。
根据本发明的一方面，经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压Upe取决于：
-所述电能存储器的经估计内阻Rse，
-所述电能存储器的经估计空载电压OCVse，
-所述电能存储器的经估计温度Tse，以及
-所述电能存储器的经估计充电状态SOCse。
所述电能存储器的经估计内阻Rse基于12V锂离子电池的温度来估计。例如，所述电能存储器的经估计内阻Rse可通过使用预建立映射由所述计算机5确定。为此，所述电能存储器2传输自身的温度Tse至所述计算机5。
根据本发明的一方面，所述电能存储器的经估计空载电压OCVse＝Use-(lse*Rse)，其中：
Use＝所述电能存储器2的经估计电压，并且
Ise＝所述电能存储器2的经估计电流。
所述电能存储器的该经估计空载电压OCVse由所述计算机5估计。为此，所述电能存储器2传输自身的经估计电压Use和自身的经估计电流Ise至所述计算机5。
该经估计空载电压可接下来通过使用例如一阶低通滤波器进行滤波，以便具备噪声经处理的信息。
根据本发明的一方面，经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压Upe等于OCVse+(Rse*Ise_I)，其中：
-Ise_I＝所述电能存储器的极限电流，该极限电流取决于所述电能存储器的经估计充电状态SOCse和所述电能存储器的温度Tse。
所述电能存储器的极限电流Ise_I可借助于预确定映射由所述计算机5确定，该预确定映射取决于所述电能存储器的经估计充电状态SOCse和所述电能存储器的温度Tse。为此目的，所述电能存储器2传输自身的温度Tse和自身的经估计充电状态SOCse至所述计算机5。
该计算的目的在于，根据所要求的用于该电能存储器3的最大化目标电流确定在所述12V锂离子电能存储器的端子处的经授权最大化电压。该电流可以是正(充电)、零(保持充电)或负(电池放电)的最大化电流。
根据本发明的一方面，所述方法100包括步骤104，该步骤用于停止最大化电压设定值Upe_m的施加，如果：
-所述电气产生器的经估计充电比率百分比RCOpe小于或等于预确定最大化去饱和充电比率RCOd_m且所述电能存储器的经估计电流Ise小于或等于所述电能存储器的预确定去激活电流lse_D，或
-对于使所述电能产生器3有意饱和的有意饱和请求经请求。
预确定最大化去饱和充电比率RCOd_m是最大化充电比率百分比，从该百分比起电能产生器3不再稳定地处于饱和。例如，预确定最大化去饱和充电比率RCOd_m可经固定为70％。
所述电能存储器的预确定去激活电流lse_D是所述电能存储器的电流，在该电流之下可能使所述电气产生器3的去饱和策略去激活。例如，所述电能存储器的去激活电流lse_D可经固定为5A。
通常地，由于本发明，当期望出于经济原因而尽可能恰当地给使用锂离子存储器的车辆电能产生器3定尺寸时，可以操控由电气存储器2提取的电流。

Claims (10)

1.一种用于使车载网络的电气供电相对于车辆电能存储器(2)的再充电优先化的优先化方法(100)，其特征在于，所述优先化方法(100)包括：
-激活步骤(101)，所述激活步骤用于在以下条件经验证时由计算机(5)激活所述车载网络的电气供电的优先化：
○电能产生器的经估计充电比率百分比(RCOpe)大于或等于预确定最大化充电比率(RCO_m)，
○电能存储器的经估计电流Ise大于或等于预确定激活电流(IA)，以及
○没有任何对于使所述电能产生器(3)有意饱和以期回收车辆动能的有意饱和请求(DL)经请求，
-确定步骤(102)，所述确定步骤用于确定需由所述电能产生器(3)施加到所述电能存储器(2)的端子处的电压(Upe)，
-传输步骤(103)，所述传输步骤用于由所述计算机(5)传输最大化电压设定值(Upe_m)，所述最大化电压设定值(Upe_m)等于经确定的需施加到所述电能存储器(2)的端子处的电压(Upe)。
2.根据权利要求1所述的优先化方法(100)，其特征在于，当经确定的需施加到所述电能存储器(2)的端子处的电压(Upe)大于所述电能存储器的预确定最大化电压(Use_m)时，则所述最大化电压设定值(Upe_m)等于所述电能存储器的预确定最大化电压(Use_m)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的优先化方法(100)，其特征在于，经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压(Upe)取决于：
-所述电能存储器的经估计内阻Rse，
-所述电能存储器的经估计空载电压(OCVse)，
-所述电能存储器的经估计温度(Tse)，以及
-所述电能存储器的经估计充电状态(SOCse)。
4.根据权利要求3所述的优先化方法(100)，其特征在于，所述电能存储器的经估计空载电压OCVse＝Use-(lse*Rse)，其中
-Use＝所述电能存储器的经估计电压，以及
-Ise＝所述电能存储器的经估计电流。
5.根据权利要求3或4所述的优先化方法(100)，其特征在于，经确定的需施加到所述电能存储器的端子处的电压(Upe)等于OCVse+(Rse*Ise_I)，其中
-Ise_I＝所述电能存储器的极限电流，所述极限电流取决于所述电能存储器的经估计充电状态(SOCse)和所述电能存储器的温度(Tse)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的优先化方法(100)，其特征在于，所述优先化方法包括停止步骤(104)，所述停止步骤用于当所述电气产生器的经估计充电比率百分比(RCOpe)小于或等于预确定最大化去饱和充电比率(RCOd_m)且所述电能存储器的经估计电流Ise小于或等于所述电能存储器的预确定去激活电流(lse_D)时则由所述计算机(5)停止所述最大化电压设定值(Upe_m)的施加。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的优先化方法(100)，其特征在于，所述优先化方法包括停止步骤(104)，所述停止步骤用于当对于使所述电能产生器(3)有意饱和以期回收车辆动能的有意饱和请求经请求时则由所述计算机(5)停止所述最大化电压设定值(Upe_m)的施加。
8.根据上述权利要求中任一项所述的优先化方法(100)，其特征在于，所述电能存储器(2)是12V锂离子存储器。
9.根据上述权利要求中任一项所述的优先化方法(100)，其特征在于，所述电能产生器(3)是旋转电机或包括至少一个电能存储器和转换器的系统，所述转换器构造和配置用于把直流电压转换成不同的直流电压。
10.一种车辆(1)，所述车辆构造和配置用于实施根据上述权利要求中任一项所述的用于使车载网络的电气供电相对于车辆电池的再充电优先化的优先化方法(100)的步骤。
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