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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives Steuersystem für einen LDC (Niederspannungs-Gleichspannungswandler - Low-voltage DC/DC Converter) in einem Elektrofahrzeug und insbesondere eine LDC-Steuerung für ein Elektrofahrzeug, die es ermöglicht, die zurückgelegten Meilen/Kilometer pro Ladung in einem Elektrofahrzeug zu erhöhen und die Lebensdauer einer Niederspannungsbatterie mit der Unterstützung einer LDC-Spannungstechnik ohne die Verwendung eines Batteriesensors zu erhöhen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Hybridfahrzeug stellt ein Fahrzeug dar, das zwei oder mehrere unterschiedliche Antriebsquellen verwendet, um das Fahrzeug zu bewegen. Die Bezeichnung „Hybridfahrzeug“ bezieht sich häufig auf Hybrid-Elektrofahrzeuge (Hybrid Electric Vehicles - HEVs), die einen Verbrennungsmotor und einen oder mehrere Elektromotoren kombinieren. Jedoch sind weitere Arten von Hybridfahrzeugen wie zum Beispiel Brennstoffzellen-Hybrid-Elektrofahrzeuge von dieser Fahrzeugklasse umfasst. In den vergangenen zehn Jahren haben sich Hybridfahrzeuge aufgrund ihrer erhöhten Kraftstoffeffizienz weit verbreitet. Hybridfahrzeuge sind in der Lage, die Kraftstoffeffizienz durch Bereitstellen einer Antriebskraft an den Antriebsstrang über einen Elektromotor (in dem Fall eines Hybridfahrzeugs vom Parallel-Typ) während einem Starten oder Beschleunigen und Laden der Batterie während einem Bremsen zu erhöhen.
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Typischerweise ist eine übergeordnete Steuerung (d.h., die aus einem Prozessor und einem Speicher aufgebaut ist) eingerichtet, um den gesamten Betrieb eines Elektrofahrzeugs zu steuern. Diese übergeordnete Steuerung wird oftmals als eine HCU (Hybrid Control Unit - Hybridsteuereinheit) oder eine VCU (Vehicle Control Unit - Fahrzeugsteuereinheit) bezeichnet. Die HCU oder die VCU ist eingerichtet, um mit einer MCU (Motor Control Unit - Motorsteuereinheit), die eine untergeordnete Steuerung darstellt, in Verbindung zu stehen, um dadurch das Drehmoment, die Drehzahl und die elektrische Drehmomentabgabe des Elektromotors, der das Gesamte oder einen Teil der Antriebsquelle bereitstellt, zu steuern. Die HCU ist ferner eingerichtet, um mit einer ECU (Engine Control Unit - Verbrennungsmotor-Steuereinheit) in Verbindung zu stehen, die den Verbrennungsmotor steuert. Der Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug erzeugt eine Antriebskraft, die auf den Antriebsstrang (d.h., das Getriebe) ausgeübt wird, sowie eine Spannung, die an die Batterie angelegt wird, um die Batterie in einem bestimmten Ladezustand (State of Charge - SOC) zu halten. Dazu führt die ECU eine Relais-Steuerung in Bezug auf eine Antriebskraft und eine Fehlerdiagnose durch.
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Darüber hinaus steht die HCU mit einem BMS (Batterie-Management-System) in Verbindung, das eingerichtet ist, um die Temperatur, die Spannung und den SOC (State of Charge) einer Batterie zu erfassen und um den gesamten Betriebszustand der Batterie zu verwalten, wodurch das Motordrehmoment und die Motordrehzahl abhängig von dem Zustand des SOC gesteuert werden, und um ferner mit einer TCU (Transmission Control Unit - Getriebesteuereinheit) in Verbindung zu stehen. Die TCU bestimmt und steuert ein Drehzahländerungsverhältnis abhängig von der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und einer Fahranforderung von einem Fahrer, wodurch die durch den Fahrer geforderte Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert und beibehalten wird.
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Die Kommunikationen zwischen der HCU, einer übergeordneten Steuerung, und einer der untergeordneten Steuerungen wird oftmals über eine CAN-Kommunikation durchgeführt, so dass die Informationen zwischen jeder dieser Steuerungen ausgetauscht werden und ein Steuersignal dort dazwischen empfangen und übertragen wird.
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Alle Fahrzeuge mit einem Elektromotor sind häufig mit einem LDC (Low-voltage DC/DC converter - Niederspannungs-Gleichspannungswandler) ausgerüstet, der eingerichtet ist, um die von der Hochspannungsbatterie eingehende Hochspannung in einen Niederspannungs-Gleichstrom DC zu vermindern. Der LDC stellt eine Elektronikschaltung dar, die eine Quellenspannung von der Hochspannungsbatterie des Fahrzeugs, die eine Gleichspannung (DC) ausgibt, von einem Spannungspegel zu einem anderen für eine Vielzahl von unterschiedlichen Belastungsanforderungen umwandelt. Insbesondere wird der LDC benötigt, um Zubehörteile und das HVAC-System mit Energie zu versorgen.
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Im Allgemeinen ist der LDC in der Lage, um die maximale Ausgangsleistung unabhängig von einer Lichtmaschine/Alternator eines Verbrennungsmotors und der Fahrzeugdrehzahl zu erzeugen, und arbeitet mit einer 12V-Batterie unter allen Bedingungen, wie einem Fahren, einem Stopp, etc. Während einem Ladevorgang der Hochspannungsbatterie in einem Elektrofahrzeug, da die Niederspannungsbatterie immer geladen wird, wird die Niederspannungsbatterie oftmals fortlaufend überladen.
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Darüber hinaus, da die LDC-Ausgangsspannung bei einer eingestellten Spannung von 14,3 V ausgegeben wird, wird elektrische Energie aufgrund der kontinuierlichen Ausgabe der LDC-Hochspannung (nämlich 14,3V) unnötig verbraucht. Daher verringert sich infolgedessen die Anzahl von Meilen/Kilometer, die das Fahrzeug pro Ladung fahren kann. Da zusätzlich die Niederspannungsbatterie fortlaufend geladen wird, sinkt die Lebensdauer der Batterie als Ergebnis des Überladens und eines Gaserzeugungs-Phänomens (Gasung). Dieses Phänomen tritt auf, wenn ein übermäßiges Aufladen einen Teil des Wassers in der Batterie, die Wasserstoff und Sauerstoff darin emittiert, durch Elektrolyse zersetzt.
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Die Druckschrift
DE 43 10 240 B4 offenbart ein elektrisches Leistungsversorgungssystem für Kraftfahrzeuge mit einem vom Motor des Kraftfahrzeugs angetriebenen Generator, einer ersten Last, und einem Wandler.
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Die Druckschrift
JP 2003-037903 A offenbart ein Ladeverfahren für eine Batterie des Zubehörs eines Elektrofahrzeugs.
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Die Druckschrift
US 2011/0025127 A1 offenbart ein System zur Steuerung der an elektronische Geräte in einem Hybridfahrzeug zu liefernden Spannung.
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Die Druckschrift
JP 2011-116330 A offenbart ein Verfahren zur Steuerung der Ladespannung einer 12V-Hilfsbatterie für ein Hybridfahrzeug.
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Die Druckschrift
JP 2010-136495 A offenbart eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Programm zur Ladungssteuerung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein aktives LDC-Steuersystem in einem Elektrofahrzeug bereit, das die Anzahl von Meilen/Kilometer pro Ladung, die ein Elektrofahrzeug fahren kann, unter Verwendung einer LDC-Spannungssteuerungstechnologie statt eines Batteriesensors (d.h., ohne die Verwendung eines Batteriesensors) erhöht. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aktives LDC-Steuersystem bereitzustellen, das ein Überladen einer Niederspannungsbatterie und eine Gaserzeugung in der Mitte eines Ladens eines Elektrofahrzeugs verhindern kann.
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Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Bereitstellen eines aktiven Steuersystems für einen LDC in einem Elektrofahrzeug, das es ermöglicht, mittels einer erhaltenen Ladezeit der Niederspannungsbatterie, einer aktiven Steuerung beim Erhalten einer Ladezeit und einer Überstrom-Ladungsbegrenzungslogik eine zurückgelegte Meilenzahl/Kilometerzahl eines Elektrofahrzeugs zu erhöhen und eine Lebensdauer einer Batterie zu verlängern.
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Die obigen Aufgaben werden durch ein Steuersystem für einen LDC in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Bevor im Folgenden eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, werden einige Aspekte der Erfindung, die zum Verständnis der Erfindung beitragen, gesondert aufgeführt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, und alle Beispiele und Ausführungsformen, die nicht durch diese Ansprüche abgedeckt sind, sind auch als Aspekte zu verstehen, die zum Verständnis der Erfindung beitragen.
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Es wird ein aktives Steuersystem für einen LDC (Low-voltage DC/DC Converter - Niederspannungs-Gleichspannungswandler) in einem Elektrofahrzeug bereitgestellt, aufweisend einen LDC, der zwischen einer Hochspannungsbatterie und einer Niederspannungsbatterie angeordnet ist und die Spannung in zwei Richtungen absenkt und erhöht, und eine VCU (Vehicle Control Unit - Fahrzeugsteuereinheit), die eingerichtet ist, um den LDC zu steuern, wobei die VCU eingerichtet ist, um den LDC für eine aktive DC-Betriebsart derart zu steuern, so dass er für den Zweck zum Erhalten der minimalen Ladedauer der Niederspannungsbatterie nicht startet, falls die Ladedauer mit voller Geschwindigkeit niedriger als eine erste Referenzladezeit mit voller Geschwindigkeit ist, und um den LDC gemäß der aktiven LDC-Betriebsart zu steuern, wenn die aktive LDC-Betriebsart startet, falls die die Ladedauer mit voller Geschwindigkeit höher als die erste Referenzladezeit mit voller Geschwindigkeit ist. Hierbei ist die aktive LDC-Betriebsart eingerichtet, um die Niederspannungsbatterie mit der LDC-Ausgangsspannung in der Spannungstabelle auf der Grundlage der Fahrinformation zu laden.
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Die Fahrinformationen können als eine oder eine Kombination von einer Verzögerung, einem Stopp in einer P-Schaltstufe, einer festen Geschwindigkeit, einer Beschleunigung und/oder einem Ein-/Aus-Zustand einer Last mit einem starken elektrischen Feld ausgebildet sein. Ebenso kann die Spannungstabelle als eine oder eine Kombination einer Spannungstabelle A, einer Spannungstabelle B und einer Spannungstabelle C ausgebildet sein.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die VCU eingerichtet sein, um die LDC-Ausgangspannung abzusenken und auszugeben, nachdem die Niederspannungsbatterie zunächst für eine bestimmte Zeitdauer geladen worden ist. Wenn die aktive LDC-Betriebsart nicht startet, teilt sich der LDC in eine Last mit einem starken elektrischen Feld im Gebrauchszustand und eine Last mit einem starken elektrischen Feld im Nicht-Gebrauchszustand und gibt unterschiedliche LDC-Ausgangsspannungen aus. Wenn jedoch die Niederspannungsbatterie mit einem hohen Strom geladen wird, vergleicht die VCU die Last mit dem starken elektrischen Feld mit dem LDC-Ausgangsstrom und steuert die LDC-Ausgangsspannung, wodurch der LDC-Ausgangsstrom eingestellt wird.
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Es ist in vorteilhafter Weise möglich, die Anzahl von Meilen/Kilometer, die ein Elektrofahrzeug fahren kann, bei einer einzigen Ladung unter Verwendung einer Logik zum Erhalten Niederspannungsbatterie-Ladedauer (d.h., eine aktive Steuerung beim Erhalten einer Ladedauer und/oder eine Überstrom-Ladungsbegrenzungslogik) zu erhöhen. Darüber hinaus erhöht die vorliegende Erfindung die Lebensdauer einer Batterie, indem ein Überladen einer Niederspannungsbatterie und eine Gaserzeugung innerhalb der Batterie aufgrund eines übermäßigen Ladens verhindert werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm, das ein aktives LDC- (Low-voltage DC-DC Converter - Niederspannungs-Gleichspannungswandler) Steuersystem für ein Elektrofahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 zeigt eine grafische Darstellung, die eine resultierende erhöhte Meilenleistung/Kilometerleistung pro Ladung in einem Elektrofahrzeug mit Hilfe einer LDC-Spannung in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 3 zeigt eine grafische Darstellung, die eine Logik zum Erhalten einer niedrigsten Ladedauer in einer Niederspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 4A zeigt eine Tabelle, die die aktive LDC-Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 4B zeigt eine grafische Darstellung, die die aktive LDC-Steuerung von 4A darstellt.
- 5 zeigt eine grafische Darstellung, die eine Überladungs-Schutzlogik beim Laden einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Arten verändert werden und kann unterschiedliche Ausführungsformen aufweisen, obwohl spezielle Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Die speziellen Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt und sie sind bevorzugt derart zu verstehen, dass sie alle Änderungen, Äquivalente oder Alternativen umfassen, die alle zu dem Konzept und dem technischen Bereich der vorliegenden Erfindung gehören.
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Bei der Beschreibung jeder Zeichnung sind ähnliche Bezugszeichen ähnlichen Elementen zugeordnet. Die Begriffe wie erste, zweite, usw. könnten verwendet werden, um verschiedene Elemente zu bezeichnen; jedoch sind solche Elemente durch die Begriffe nicht beschränkt. Die oben genannten Begriffe werden zum Zweck der Unterscheidung eines Elements von einem weiteren Element verwendet. Zum Beispiel könnten das erste Element als ein zweites Element benannt werden, so lange wie es zu dem Umfang des Rechts der vorliegenden Erfindung gehört, und auf ähnliche Weise könnte das zweite Element als ein erstes Element benannt werden, und der Begriff „und/oder“ bedeutet eine Kombination einer Mehrzahl von Elementen oder ein bestimmtes Element unter einer Mehrzahl von in Beziehung stehenden Elementen.
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Es ist offensichtlich, dass ein gewöhnlicher Fachmann auf dem Gebiet gute Kenntnisse über die Bedeutungen von allen Begriffen in der vorliegenden Beschreibung einschließlich der technischen und wissenschaftlichen Begriffe hat, so lange wie sie nicht speziell als andere Elemente definiert sind. Die in gut bekannten Wörterbüchern definierten Begriffe sollten derart interpretiert werden, dass sie dieselben Bedeutungen des Standes der Technik im Hinblick auf ihre Kontexte haben, und sie sollten nicht derart ausgelegt werden, dass sie zu ideale oder typische Bezeichnungen haben, außer wenn ihre Bedeutungen in der vorliegenden Beschreibung speziell definiert sind.
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Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, alle Hybrid-Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-angetriebene Fahrzeuge und weitere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, stellt ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug dar, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl Benzin-angetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus ist es selbstverständlich, dass sich der Begriff Steuerung oder Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, die weiter unten beschrieben sind.
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Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
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Das aktive Steuersystem für einen LDC in einem Elektrofahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Berücksichtigung des obigen beschrieben.
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1 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm, das ein aktives Steuersystem für einen LDC in einem Elektrofahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Elektrofahrzeug eine Hochspannungsbatterie 11, ein Hauptrelais 12, eine VCU (Vehicle Control Unit - Fahrzeugsteuereinheit) 13, die eine übergeordnete Steuerung darstellt, eine MCU (Motor Control Unit - Motorsteuereinheit) 14, die eine untergeordnete Steuerung darstellt, eine ECU (Engine Control Unit - Verbrennungsmotor-Steuereinheit) 15, einen Motor 16, einen Verbrennungsmotor 17, einen LDC (Low-voltage DC/DC converter - Niederspannungs-Gleichspannungswandler) 18 und eine Niederspannungsbatterie 19.
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Die VCU 13 ist eingerichtet, um den gesamten Betrieb des Elektrofahrzeugs zu steuern. Die VCU 13 steht in Verbindung mit einer MCU 14, die eine untergeordnete Steuerung darstellt, über ein bestimmtes Kommunikationsverfahren (z.B. über ein CAN), während das Drehmoment, die Drehzahl und die Stromerzeugungs-Drehmomentabgabe des Motors 16 gesteuert werden, und steht mit einer ECU 15 in Verbindung, die den Verbrennungsmotor 17 steuert. Der Verbrennungsmotor 17 in einem Hybridfahrzeug erzeugt eine Antriebskraft, die auf den Antriebsstrang (d.h., das Getriebe) ausgeübt wird, sowie eine Spannung, die an die Batterie angelegt wird, um die Batterie in einem bestimmten Ladezustand (SOC - State of Charge) zu halten. Dazu führt die ECU eine Relaissteuerung in Bezug auf eine Antriebskraft und eine Fehlerdiagnose durch.
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Die VCU 13 ist eingerichtet, um die Temperatur, die Spannung und den gegenwärtigen SOC (State of Charge) der Hochspannungsbatterie 11 zu erfassen. Wie oberhalb beschrieben, stellt die Hochspannungsbatterie 11 die Hauptenergiequelle für den Motor 16 dar. Die VCU steht ebenfalls mit einem BMS (Batterie-Management-System) (nicht gezeigt) in Verbindung, die den Zustand der Hochspannungsbatterie 11 handhabt und überwacht. Demzufolge steuert das BMS das Drehmoment und die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von dem Zustand des SOC und setzt sich mit einer TCU (Transmission Control Unit - Getriebesteuereinheit) (nicht gezeigt) in Verbindung, die das Drehzahländerungsverhältnis in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Leistungsanforderung von einem Fahrer bestimmt und steuert, wodurch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Anforderung des Fahrers beibehalten wird.
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Darüber hinaus führt die VCU 13 eine aktive LDC-Steuerung und/oder Überstrom-Ladungsbegrenzungslogik durch, wenn die Ladedauer der Niederspannungsbatterie erhalten wird und die Ladedauer erhalten wird. Genauer gesagt, sammelt die VCU 13 die Fahrinformationen, die eine oder mehrere von einer Verzögerung, einem Stopp in einer P-Schaltstufe, einer festen Geschwindigkeit, einer Beschleunigung und/oder einen Ein-/Aus-Zustand einer Last mit einem starken elektrischen Feld umfassen. Die VCU 13 kann ebenfalls eingerichtet sein, um den LDC derart zu steuern, um eine aktive LDC-Steuerung auf der Grundlage der oberhalb beschriebenen Fahrinformationen bereitzustellen. Mit anderen Worten überwacht und führt die VCU Bestimmungen auf der Grundlage eines APS (Accelerator Position Sensor - Gaspedalpositionssensor), eines Öffnungswinkels, eines Schaltzustandes, usw. Die Kommunikationen zwischen der VCU 13 und der MCU 14 und der ECU, die untergeordnete Steuerungen darstellen, können über eine Controller Area Network (CAN) -Kommunikation durchgeführt werden, um Informationen durch Übertragen und Empfangen von Steuersignalen dort dazwischen über das CAN auszutauschen.
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Wie oben angegeben, ist das Elektrofahrzeug mit einem LDC 18 zum Zweck der Gleichrichtung eines Stromausgangs von der Hochspannungsbatterie 11 einer Hochspannung und der Umwandlung des Stromes in einen Gleichstrom ausgerüstet. Der LDC 18 dient dazu, um einen gewöhnlichen Gleichstrom zu schalten und ihn in eine Wechselspannung umzuwandeln und um die Ausgangsspannung unter Verwendung einer Spule, eines Transformators, einer Kapazität, usw. zu verringern, und dann erneut den Strom in einen Gleichstrom gleichzurichten, wodurch elektrische Energie in Abhängigkeit von der Spannung, die in jeder Last mit einem elektrischen Feld verwendet wird, einzeln zugeführt wird. Die Last mit dem elektrischen Feld kann zum Beispiel ein Scheinwerfer, ein Wischermotor, ein Gebläse, usw. als eine Last mit einem starken elektrischen Feld sein.
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2 zeigt eine grafische Darstellung, die eine erhöhte Meilenleistung/Kilometerleistung pro Ladung in einem Elektrofahrzeug auf der Grundlage der LDC-Spannung darstellt. Wie darin gezeigt, kann die Anzahl von Meilen/Kilometern, die das Elektrofahrzeug pro Ladung in Abhängigkeit von der LDC-Spannung fahren kann, durch die resultierende grafische Darstellung in 2 bestimmt werden. Wie aus der grafischen Darstellung ersichtlich ist, da sich die LDC-Spannung erhöht, verringert sich die Meilenleistung/Kilometerleistung.
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3 zeigt eine grafische Darstellung, die die Logik zum Erhalten einer minimalen Ladedauer der Niederspannungsbatterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 3 gezeigt, startet das Elektrofahrzeug die aktive LDC-Betriebsart nicht, ohne dass ein zuverlässiger Batterie-SOC erhalten wird. Genauer gesagt kann die Ladedauer des Elektrofahrzeugs mit voller Geschwindigkeit ungefähr 6 Stunden betragen. Wenn demzufolge die Ladedauer des Elektrofahrzeugs mit voller Geschwindigkeit weniger als 3 Stunden beträgt, ist das Elektrofahrzeug programmiert, um eine bestimmte Logik auszuführen, die die minimale Ladedauer der Niederspannungsbatterie erhält. In diesem Fall teilt der LDC die Last in eine Last mit einem starken elektrischen Feld im Gebrauchszustand und eine Last mit einem starken elektrischen Feld im Nicht-Gebrauchszustand und gibt demzufolge die LDC-Spannung unterschiedlich aus. Wie oben angegeben, kann die Last mit dem starken elektrischen Feld einen eingeschalteten Scheinwerfer (Scheinwerfer ein), einen eingeschalteten Wischer (Wischer ein) und/oder ein Gebläse auf maximaler Stufe (Gebläse max) umfassen.
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4A zeigt eine Tabelle, die die aktive LDC-Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 4A, sobald das Elektrofahrzeug drei Stunden der Ladedauer mit voller Geschwindigkeit erhält, leitet das Elektrofahrzeug die aktive LDC-Betriebsart ein. Wie in 4A gezeigt, wird die Niederspannungsbatterie (19 von 1) mit der LDC-Ausgangsspannung wie in der Spannungstabelle gezeigt auf der Grundlage von Fahrinformationen geladen. Hierbei beziehen sich die Fahrinformationen auf eine Verzögerung, einen Stopp in einer P-Schaltstufe, eine feste Geschwindigkeit, eine Beschleunigung und einen Ein-/AusZustand einer Last mit einem starken elektrischen Feld.
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Die Spannungstabelle wird aus einer Spannungstabelle A von 14,3 V, einer Spannungstabelle B von 13,6 V und einer Spannungstabelle C von 13,2 V gebildet. Die oberhalb beschriebene Spannungstabelle ist eine Nachschlagstabelle und wird im Vorfeld in dem Speicher der VCU (13 von 1) programmiert und gespeichert. Zusätzlich wird, wenn die Ladedauer unzureichend ist, ein Zwangsladen in Abhängigkeit von der aktiven LDC-Betriebsart durchgeführt. In diesem Fall beträgt die LDC-Ausgangsspannung 13,6 V und die Spannungstabelle B wird durch den LDC verwendet. 4B zeigt eine grafische Darstellung, die die aktive LDC-Steuerung von 4A darstellt.
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5 zeigt eine grafische Darstellung, die eine Überladungs-Schutzlogik einer Niederspannungsbatterie, die beim Laden der Hochspannungsbatterie zum Einsatz kommt, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 5 senkt der LDC die LDC-Ausgangsspannung nach einer anfänglichen Ladedauer (ungefähr 3 Stunden) der Niederspannungsbatterie 19 ab und gibt diese aus. In 5 wird eine Logik verwendet, die programmiert ist, um ein Überladen der Niederspannungsbatterie beim Laden der Hochspannungsbatterie zu verhindern. Genauer gesagt, wenn die Hochspannungsbatterie 11 geladen wird, wird die Niederspannungsbatterie 19 zur gleichen Zeit geladen. Wenn das Elektrofahrzeug geladen wird, wird die LDC-Ausgangsspannung nach drei Stunden abgesenkt, so dass die Überladung der Niederspannungsbatterie und das Gaserzeugungs-Phänomen (Gasung) verhindert werden können. Für die ersten drei Stunden beträgt die LDC-Ausgangsspannung 14,3 V und die Niederspannungsbatterie wird mit 14,3 V geladen. Nach den ersten drei Stunden beträgt die LDC-Ausgangsspannung 13,6 V und die Niederspannungsbatterie wird mit 13,6 V geladen.
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Außerdem wird das Überstrom-Laden gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung begrenzt. Die VCU 13 dient dazu, um die Last mit dem starken elektrischen Feld mit dem LDC-Ausgangstrom zu vergleichen, wenn die Niederspannungsbatterie mit einem hohen Strom geladen wird, und steuert dann die LDC-Ausgangsspannung, wodurch der LDC-Ausgangsstrom eingestellt wird. Somit kann das Überstrom-Laden der Batterie verhindert werden und die Anzahl von Meilen/Kilometern, die das Fahrzeug fahren kann, wird erhöht.
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Im Interesse eines besseren Verständnisses der vorliegenden Erfindung wurde die VCU als Beispiel bereitgestellt. Allerdings kann die vorliegende Erfindung bei der HCU (Hybrid Control Unit - Hybridsteuereinheit) des Hybridfahrzeugs in spezifischeren Szenarien zum Einsatz kommen, ohne von dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
