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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein paralleles Hochvoltrelaissystem in Fahrzeugen und insbesondere auf ein paralleles Hochvoltrelaissystem, welches den Stromfluss durch einen parallelen Relaissatz einstellt, wenn ein Fehler in einem der Relais dieses Relaissatzes detektiert wird.
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2. Diskussion des Standes der Technik
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Elektro- und Elektrohybridfahrzeuge umfassen Relais, die oft elektromechanische Vorrichtungen sind, welche eine elektromagnetische Spule verwenden, um ein Kontaktsystem in einen leitenden (geschlossenen) zu bewegen. Die Relais werden oft in einem Ladeschaltkreis und in einem Vortriebsschaltkreis zum Leiten von Elektrizität zu und von einem Hochvoltbus für eine Hochvoltbatterie verwendet.
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Die in Elektrofahrzeugen verwendeten Relais werden gewöhnlicherweise für den Spitzenwert der Hochvoltbatterie ausgelegt. Der Spitzenwert ist die Spitzenladerate für den Ladeschaltkreis und die maximale Last, die die elektrische Vortriebseinheit einer Hochvoltbatterie für eine gewisse Zeit auferlegen kann. Beispielsweise kann ein Elektrofahrzeug ein Lademaximum von 10 A bei 300 V, d. h. ungefähr 3 kW, aufweisen. Typischerweise wird ein Relais an den positiven Anschluss der Batterie und ein Relais an den negativen Anschluss der Batterie verbunden. Sobald eine Weiterentwicklung bei einem neuen Elektro- oder Elektrohybridfahrzeug anfängt, weist das neue Fahrzeug wahrscheinlich einen im Vergleich zu Fahrzeugen, die vorher entwickelt wurden, unterschiedlichen Spitzenwert auf, da sich die Technologie schnell weiter entwickelt. Demzufolge muss ein neues Relais entwickelt werden, welches bei einem neuen Spitzenwert funktioniert. Darüber hinaus kann mit dem Aufkommen von unterschiedlichen Graden an Hybridisierung, beispielsweise Start/Stopp Elektrohybridfahrzeugen, eine Fülle von vom Hochvoltbus stammenden Bedürfnissen auftreten, die alle besondere Relaiserfordernisse mit sich bringen. Dies stellt einen Unterschied gegenüber den Niedervolterfordernissen des Fahrzeugs dar, bei dem die Relais seit vielen Jahren standardisiert wurden, beispielsweise bei 5, 10, 15, 20 oder 40 A bei 12 V.
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Demzufolge besteht ein Wunsch in der Automobilindustrie, einen Satz von Hochvoltrelais zu vereinheitlichen. Da die Technologie sich fortwährend ändert, hat es sich als nicht praktisch erwiesen, wissen zu wollen, welche Designkriterien für alle Hochvolrelais, die in der Zukunft gebraucht werden, vorliegen werden. Ingenieure haben die Verwendung von Hochvoltrelais mit niedrigerem Strom diskutiert, die parallel geschaltet sind. Parallele Relais haben gewisse Vorteile, insbesondere ist der Betrag an Strom, den jedes Relais verarbeiten muss, reduziert, was es gestattet, die Relais Ausgestaltung einfacher und kostengünstiger zu machen. Darüber hinaus würde durch Verwenden von Relais, die elektrisch miteinander parallel gekoppelt sind, ein neues einzelnes Hochvolt Relais nicht für jedes neue Fahrzeug entwickelt werden müssen. Anstelle dessen könnte dann die geeignete Anzahl von Niederstrom Hochvolt Relais ist parallel für ein neues Fahrzeug verheiratet werden, sobald der Spitzenstrom für das neue Fahrzeug bekannt ist.
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Ein Problem, das mit der Verwendung von mehreren Relais, die elektrisch miteinander parallel gekoppelt sind, liegt in dem Umstand, dass, wenn eines der Relais einen Fehler erfährt, dass dann die gesamte parallele Gruppe von Relais aufgrund ihrer bestimmten Ausführung ausfallen kann. Wenn das beschädigte Relais im geöffneten Zustand festsitzt, dann müssen die verbleibenden Relais mehr Strom verarbeiten, was dazu führt, dass die anderen drei Relais überhitzen und sich möglicherweise in einem geschlossenen Zustand festsetzen. Wenn das beschädigte Relais im geschlossenen Zustand festsitzt, was das wahrscheinlichere Szenario ist, da ein verschweißter Zustand aufgrund der Hochspannung und der erhöhten Strombeträge entsteht, verliert dann das System die Fähigkeit für das Laden der Batterie oder das Steuern des Entladens (Vortrieb). Demzufolge erhöhen die Ausgestaltungen der Relais im allgemeinen die Struktur und die Lebensdauer eines großen Relais, welches dazu führt, dass die Kosten steigen und eine einzelne Fehlerquelle installiert wird, welche das Gesamtsystem für eine Totalausfallbedingung empfänglich macht.
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Darüberhinaus gibt es eine Vielzahl von Ladeerfordernissen ausgehend von verschiedenen Ländern, die verschiedene Wechselstromnetze haben. Beispielsweise verwenden die vereinigten Staaten 120 V, wohingegen Europa 220 V verwendet. Verschiedene Länder setzen unterschiedliche Richtlinien für ein schnelleres Laden von Fahrzeugen in Kraft, beispielsweise das 3-Phasenladen. Demzufolge wäre dann ein Bedarf gegeben, um viele verschiedene Relais zu entwickeln, zu validieren und zu pflegen, wenn verschiedene Relais entwickelt werden würden, beispielsweise für ein Einzelnes Land, eine Region oder für verschiedene Stromlevels für verschiedene Fahrzeuge.
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Es besteht demnach ein Bedürfnis, um einen Vorteil von parallelen Relais ohne die unerwünschten Konsequenzen von einem Totalausfall zuziehen, wenn eines der Niederstrom, Hochvolt Relais in einem parallelen Satz ausfällt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im Einklang mit den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein Hochvoltrelaissystem für ein Fahrzeug offenbart. Das System beinhaltet einen Hochvoltbus, einen parallelen Relaissatz und ein Steuergerät. Der parallele Relaissatz umfasst zwei oder mehr Relais, die miteinander elektrisch parallel gekoppelt und mit dem Hochvoltbus elektrisch gekoppelt sind. Das Steuergerät ist in der Lage, den Strom, der durch den parallelen Relaissatz fließt, einzustellen, wenn eine Fehlfunktion in einem der Relais in dem Satz detektiert wird. Das System kann eine Hochvoltstromquelle beinhalten, die elektrisch mit dem Hochvoltbus durch den parallelen Relaissatz gekoppelt ist, wobei das Steuergerät den Strom, der durch das parallele Relais fließt, durch Reduzieren des Ausgangs der Hochvoltstromquelle reduziert. Das System kann einen Hochvoltmotor umfassen, der elektrisch mit dem Hochvoltbus durch den parallelen Relaissatz gekoppelt ist, wobei das Steuergerät den Strom, der durch den parallelen Relaissatz fließt, durch Reduzieren der Motorleistungsanfragen reduziert, oder analog dazu die Stromnachfrage eines Hochvoltheizsystems oder eines zusätzlichen Stromsystems (DC/DC Konverter) reduziert.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine vereinfachte Draufsicht auf ein Hybridfahrzeug;
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2 ist eine Veranschaulichung eines Ladesystems mit einem einzelnen Hochvoltrelais;
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3 ist ein Ladestromgraph, der die Stromnachfrage und die Kapazität über die Zeit bei einem Starten unter Verwendung des Ladesystems aus der 2 zeigt;
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4 ist eine Veranschaulichung eines Ladesystems mit einem parallelen Relaissatz;
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5 ist ein Graph, der die Stromnachfrage und die Kapazität über die Zeit bei einem Starten für das Ladesystem aus der 4 zeigt;
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6 ist eine Veranschaulichung eines Ladesystems mit einem parallelen Relaissatz und einem Hochvoltsensor;
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7 ist ein schematisches Diagramm eines Schaltkreises, der dazu verwendet werden kann, um die Erfindung auszuführen; und
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8 ist ein Flussdiagramm für eine mögliche Ausführungsform eines Steueralgorithmus.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein System zum Regulieren eines Stroms auf einen Satz von Hochvoltrelais gerichtet ist, ist rein beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken.
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1 ist eine vereinfachte Draufsicht auf ein Hybridelektrofahrzeug 10, welches eine Hochvoltbatterie 12, eine Ladequelle 14, eine Vortriebseinheit 16 und ein Steuergerät 18 umfasst. Die Vortriebseinheit kann ein Traktionsinvertersystem mit Elektromotoren sein. Die Ladequelle 14 lädt die Hochvoltbatterie 12 durch einen Ladeschaltkreis 20. Die Hochvoltbatterie 12 liefert Elektrizität an die Vortriebseinheit 16 über einen Vortriebsschaltkreis 22. Das Steuergerät 18 stellt alle Steuermodule und Geräte dar, die für die Ausführung und die Steuerung des Stromflusses von der Ladequelle 14 durch den Ladeschaltkreis 20 an die Batterie 12 und danach durch den Vortriebsschaltkreis 22 an die Vortriebseinheit 16 notwendig sind. Die Ladequelle 14 kann ein Generator sein, der an eine interne Verbrennungskraftmaschine, eine Brennstoffzelle oder eine Elektrizität von einem Wechselstromnetz, beispielsweise, einer gewöhnlichen Steckdose, gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann das Steuergerät 18 ein Fahrzeug Integration Steuermodul beinhalten, dass ein oder mehrere untergeordnete Steuermodule, beispielsweise aber nicht eingeschränkt darauf, einen Hochvoltbatterie Kontrolle, ein Batteriesystemmodul (BSM) et cetera aufweist. Das Steuergerät 18 kann in einem gewöhnlichen skalierbaren Hochvoltrelais eine Fehlfunktion detektieren und einstellen, wie unten diskutiert werden wird. Ein Fachmann kann verstehen, dass die spezifische Konfiguration des Fahrzeugs 10 nur für Anschauungszwecke dient und dass es viele verschiedene Konfigurationen geben kann, die verwendet werden können, um die Systeme und Algorithmen, die in dieser Beschreibung offenbart werden, zu implementieren.
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Wie diskutiert werden wird, umfassen der Ladeschaltkreis 20 und der Vortriebschaltkreis 22 jeweils einen parallelen Relaissatz von gewöhnlichen skalierbaren Hochvoltrelais (SSHV). Die SSHV-Relais können jegliche elektromechanische Vorrichtung oder Festkörpervorrichtung sein, die dazu in der Lage ist, eine elektrische Verbindung herzustellen, wenn diese angesteuert wird. Oft weisen die elektromechanischen Relais eine Spule mit einem oder zwei Durchschaltern auf. Der parallele Relaissatz von SSHV-Relais ermöglicht höhere Strombeträge, die erzielt werden, wenn sie gebraucht werden, und die Verwendung bereits verfügbarer und qualifizierter SSHV-Relais, die auf dem Markt verfügbar sind. Der parallele Relaissatz von SSHV Relais kann für verschiedene Lasten und Betriebsarten verwendet werden. Das Problem, das ein paralleler Relaissatz ausfällt, wenn ein einzelnes SSHV-Relais eine Fehlfunktion aufweist, kann über die Detektion des Status des einzelnen Relais geheilt werden. Wenn ein SSHV-Relais gefunden wird, das fehlerhaft ist, entweder weil es geöffnet oder geschlossen bleibt, dann kann das Steuergerät 18 eine Gegenmaßnahme unternehmen, beispielsweise das Einstellen des Last/Ladesystems des Fahrzeugs auf einen niedrigeren Stromlevel, solange bis der parallele Relaissatz wieder normal funktioniert. Da weniger Strom durch jedes SSHV-Relais fließt, kann die Anforderung an die SSHV-Relaiskontakte reduziert werden. Dieser Ansatz verhindert einen vollständigen Ausfall des Hochvoltsystems, wenn ein konventionelles einzelnes großes Hochvoltrelais ausfällt. Demzufolge ergibt der parallele Satz von SSHV-Relais ein fehlertolerantes System, das das Fahrzeug in einen verlängerten Betriebsmodus versetzt, bis die Reparaturen abgeschlossen sind.
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2 ist eine Veranschaulichung eines Ladesystems 30, wobei ähnliche Elemente aus dem Blockdiagramm des Fahrzeugs 10 in der 1 mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Das Ladesystem 30 umfasst einen Ladeschaltkreis 20', wobei der Ladeschaltkreis 20' von einer einzelnen Hochvoltbatterie 32 gesteuert wird, welches eine Spule 34 und einen Schalter 36 umfasst, und wobei der Schalter 36 in der geschlossenen Position für ein Laden der Batterie 12 von der Ladequelle 14 gezeigt ist.
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3 ist ein Ladestromgraph 40, bei dem die Zeit auf der horizontalen Achse 46 und der Strom auf der vertikalen Achse 48 aufgetragen sind, welches ein Laden des Systems 30 veranschaulicht. Der Ladestromgraph 40 zeigt ein Relais, das mit einer Stromkapazität 44 des Relais 32 versehen ist, und eine Ladekurve 50. Der Ladestromgraph 40 zeigt, dass die Ladekontakte 42 mit der Zeit variieren, wobei die einzelne Hochvoltrelaisstromkapazität 44 einen maximalen Ladepunkte 50 um einen geringeren Betrag überschreitet, als später in der niedrigeren Ladebereich 52 des Ladestromgraphs 40.
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4 ist eine Veranschaulichung eines Ladesystems 60, wobei ähnliche Elemente aus dem Ladesystem 30 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Ladesystem 60 umfasst einen Ladeschaltkreis 20'', der einen parallelen Relaissatz 62 mit zwei parallelen SSHV-Relais 64 und 66, die die Hochvoltbatterie 12 von der Ladequelle 14 laden. Die SSHV-Relais 64 und 66 können jede Art von Relais sein und sind nur für Anschauungszwecke als elektromechanische Relais mit Spulen 68 und mechanischen Schaltern 70 gezeigt.
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5 ist ein Ladestromgraph 74, der ein Laden des Ladesystems 60 zeigt, wobei ähnliche Elemente aus dem Graphen 40 mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Zu Beginn (auf der linken Seite des Graphen) sind die SSHV-Relais 64 und 66 geschlossen, wenn der Ladestrom sich auf seinem Maximum 50 befindet. Sobald der Entladestrom reduziert wurde, öffnet das Steuergerät 18 zur Zeit 76 das Relais 66 und der Ladestrom läuft nur durch das Relais 64. Wenn man den Graphen 74 betrachtet, kann aus dem Relais, das mit dem Ladestrom 44' gerated ist, entnehmen, dass der parallele Relaissatz 62 die zwei SSHV-Relais 64 und 66 effizienter verwendet, und dass die SSHV-Relais 64 und 66 nicht so viel Strom wie das herkömmliche einzelne Hochvolt-Relais 32 verarbeiten müssen.
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6 ist eine Veranschaulichung eines Ladesystems 80, wobei ähnliche Elemente aus dem Ladesystem 30 mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Das Ladesystem 80 umfasst einen Ladeschaltkreis 20''', der einen parallelen Relaissatz 82 mit zwei parallelen Festkörper-SSHV-Relais 84 und 86 aufweist, die die Hochvoltbatterie 12 aus der Ladequelle 14 laden. Die SSHV-Relais 84 und 86 können jede Art von Relais sein und sind nur für Anschauungszwecke als Festkörper-SSHV-Relais gezeigt. Ein Hochvoltsensor 88 detektiert die Spannung und kann dazu verwendet werden, um zu detektieren, wenn die SSHV-Relais 84 und 86 korrekt funktionieren.
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Da das Steuergerät 18 den Status der SSHV-Relais 64 und 66 in dem parallelen Relaissatz 62 detektieren kann, weist das Gesamtsystem eine höhere Flexibilität und Verlässlichkeit auf. Vor der Erfindung machte die fehlende Möglichkeit, ein ausgefallenes Relais zu detektieren, es unpraktisch, Hochvoltrelais parallel anzuordnen.
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7 zeigt ein schematisches Diagramm eines parallelen Relaissatzsteuerschaltkreis 90, wobei gleiche Elemente aus dem in der 1 gezeigten Fahrzeug 10 mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, und wobei die Spule 68 und der Schalter 70 mit den gleichen Bezugszeichen aus der 4 versehen sind. Der parallele Relaissatzsteuerschaltkreis 90 umfasst die Batterie 12, die den Vortriebsschaltkreis 22 mit Strom versorgt, welcher die Vortriebseinheit 16 antreibt. Die Vortriebseinheit 16 umfasst einen Kondensator 108 und einen Dreiphasen-Inverter 110, der einen Motor 112 mit Strom versorgt. Der Vortriebschaltkreis 22 umfasst ferner einen positiven parallelen Relaissatz 92 mit SSHV-Relais 96, 98 und 101 und einen negativen parallelen Relaissatz 94 mit SSHV-Relais 102, 104 und 106. Die SSHV-Relais 96–106 können jede Art von Relais sein und sind nur für Anschauungszwecke als elektromechanische Relais mit Spulen 68 und mechanischen Schaltern 70 gezeigt. Das Steuergerät 18 detektiert den Status der Relais 96, 98, 100, 102, 104 und 106 und nimmt Einstellungen für die Stromnachfrage der Vortriebseinheit 16 vor, wenn eines der SSHV-Relais 96–106 nicht korrekt arbeitet. Diese Ausgestaltung gestattet es, für die Anzahl von SSHV-Relais, die in dem Vortriebsschaltkreis 22 mit Strom versorgt sind, in Verbindung mit den Stromnachfragen erhöht und erniedrigt zu werden. Beispielsweise wird für die Vortriebseinheit 16 mehr Strom benötigt im Fall, wenn das Fahrzeug 10 beschleunigt, und es wird weniger Strom benötigt, wenn das Fahrzeug 10 abbremst. Wenn der Status des Relais 96 als im geöffneten Zustand festsitzend detektiert wird, dann könnte das Steuergerät 18 die Stromnachfrage um ein Drittel reduzieren, welche die Vortriebseinheit 16 von der Batterie 12 verlangen kann. Dieser Ansatz kann einen Limp-Horne-Modus für den Betrieb des Fahrzeugs 10 bereitstellen, wenn ein Relaisausfall auftritt.
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Obwohl die 7 den Vortriebsschaltkreis 20 in dem parallelen Relaissatzsteuerschaltkreis 90 zeigt, dient dies nur Anschauungszwecken, indem die parallelen Relaissätze 92 und 94 in dem Ladeschaltkreis 14, einem Hochvoltheizsystem, einer zusätzlichen Hochvoltstromversorgung (DC/DC-Wandler) oder irgend einem Schaltkreis aus dem Hochvoltsystem verwendet werden könnten.
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8 ist ein Flussdiagramm 120 für einen möglichen Algorithmus, der von dem Steuergerät 18 verwendet werden könnte. Das Flussdiagramm 120 beginnt im Kasten 124, wenn das Steuergerät 18 eine Anfrage erhält, um die Batterie 12 zu laden oder zu entladen. Danach bestimmt das Steuergerät 18 im Kasten 126 den Status aller SSHV-Relais.
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Es gibt verschiedene Arten für das Steuergerät 18, um den Status eines SSHV-Relais zu bestimmen. Eine Art, um zu bestimmen, ob ein elektromechanisches Relais korrekt arbeitet, ist es, die Impedanz der Spule des Relais zu messen und von der Impedanz zu detektieren, ob das Relais in einer geöffneten oder geschlossenen Position festsitzt, wie es in der US-Patentanmeldung Nr. 13/198,340 mit dem Titel ”Diagnose eines HEV/EV Batterietrennsystems” beschrieben ist, welche durch Bezugnahme hiermit inkorporiert ist. Ein Vorteil für das Testen mit der Spuleninduktanz ist es, das dies keinen Eingriff in den Hochvoltbus benötigt, was teuer sein könnte. Demzufolge ermöglicht das Testen der Spuleninduktanz niedrigere Systemkosten, eine höhere Leistungsfähigkeit und eine bessere Fehlertoleranz.
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Eine andere Art für das Detektieren des Status der SSHV-Relais, welche auch mit Festkörperrelais funktionieren würde, wäre es, Spannungsdetektionsschaltkreise auf der Hochvoltseite des Relaisschalters zu haben und die Spannung zu überwachen, nachdem das Relais unter Strom steht und danach zu schauen, ob sich die Spannung korrekt ändert.
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Das SSHV-Relais kann Hochvoltstromverbindungen und Kontakte an die Spule bereitstellen, um die Hochvoltkontakte zu schließen und zu öffnen. Das Steuergerät 18 kann ein Signal an die Spule des Relais senden, um dessen Impedanz zu detektieren und die Resultate zu interpretieren, um den Status des Relais, wie oben beschrieben, zu bestimmen. Eine alternative Ausführungsform wäre es, bei dem Relais die Impedanz der Spule zu detektieren und den Status des Schalters zu bestimmen, beispielsweise ob dieser korrekt arbeitet oder festsitzt et cetera, und dann könnte das Relais den Status an das Steuergerät 18 kommunizieren.
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Danach empfängt im Kasten 128 das Steuergerät 18 die Antwort von den einzelne Relaisspulen und bestimmt den Status der Relais. Ein bestimmter Algorithmus, den das Steuergerät 18 verwenden könnte, wäre es, einen Status-Code von 1 oder 0 zuzuordnen. Wenn das Relais korrekt arbeitet, dann wird eine 1 zugeordnet. Wenn das Relais nicht korrekt arbeitet, dann wird eine 0 zugeordnet. Die 0 kann bedeuten, dass das Relais in einer geöffneten oder einer geschlossenen Position festsitzt.
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Im Kasten
130 verwendet das Steuergerät
18 die Look-Up-Tabelle 1, um den Strombetrag für das Laden oder Entladen zu bestimmen. Die Tabelle 1 verwendet den Status der drei Hochvoltrelais (SSHV-Relais 1, SSHV-Relais 2 und SSHV-Relais 3), um auf einen Strombetrag zu schließen. Der Strombetrag kann von 3 für den höchsten Strom zu 0 für gar keinen Strom reichen. Tabelle 1 Stromzustandswerte basierend auf dem Relaisstatus
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Danach werden im Kasten 132 die Hochvoltrelais, die korrekt arbeiten, unter Strom gesetzt. Letztendlich begrenzt oder reduziert im Kasten 134 das Steuergerät 18 das Laden oder den Vortrieb ausgehend von dem Strombetrag.
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Viele andere Steueralgorithmen für das Einstellen des Stroms, der durch einen parallelen Relaissatz fließt, sind möglich. Ein Fachmann würde leicht erkennen, wie Alternativen, Modifikationen und Variationen an dem Steueralgorithmus vorgenommen werden könnten. Beispielsweise wäre eine Alternative für den oben beschriebenen Algorithmus, den 0-Statuscode dahingehend zu differenzieren, ob ein Festsitzen im geöffneten oder im geschlossenen Zustand vorliegt, wobei mit dieser weiteren Unterscheidung der Steueralgorithmus verfeinert werden könnte.
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Unter Verwendung der Information über den Status der SSHV-Relais kann das Steuergerät 18 Einstellungen bei dem Strom, der durch den parallelen Relaissatz fließt, vornehmen. Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass ein Lade-SSHV-Relais mit einem Schalter von einem Doppelschalter-Relais in der geschlossenen Position verschweißt festsitzt, so dass es in einem offenen Schaltkreis ist, kann das im offenen Zustand festsitzende Relais übergangen werden und die verbleibenden funktionstüchtigen Relais können betätigt werden und der Ausgang von der Ladequelle 14 kann beschränkt werden.
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Unter Verwendung dieses Ansatzes kann das Steuergerät 18 einen reduzierten Kapazitätsbetrieb auf ein ”Limp Home” bereitstellen, wenn zwei SSHV-Relais in dem parallelen Relaissatz befindlich sind und eines ausfällt. Eine gemeinsame Fähigkeit für Hybrid/Elektrofahrzeuge ist es, die Laderate und den Strombedarf im Vortrieb zu steuern. Wenn nur ein Relais verfügbar ist, kann das Unterrichten der Ladequelle 14 und/oder der elektrischen Vortriebseinheit 16, den Strom zu reduzieren und das Einstellen des parallelen Relaissatz einen Weiterbetrieb eines Fahrzeugs in einem reduzierten Kapazitätsbetrieb ermöglichen. Beispielsweise könnte das Steuergerät 18 in einem Fall, bei dem zwei SSHV-Relais in dem parallelen Relaissatz vorgesehen sind dann, wenn der normale Spitzenstrom 10 A war, das Spitzenladen auf die Hälfte davon, d. h. 5 A, begrenzen.
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Viele Ladesysteme beginnen mit einem Konstantstromladebetrieb und gehen dann in einen Konstantspannungsladebetrieb über. Das Steuergerät 18 könnte den parallelen Relaissatz auf eine geeignete Stromkapazität ausgehend davon, ob das Steuergerät 18 im Konstantstrombetrieb lädt (höherer Strom, d. h. mehrere SSHV-Relais) oder den Konstantspannungsbetrieb (niedriger Strom, d. h. weniger SSHV-Relais) einstellen.
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Die SSHV-Relais mit Fehlerdetektion ermöglichen ein Skalieren. Durch die Möglichkeit einer Ausgestaltungsart eines parallelen Relaissatzes kann die Anzahl und die Größe der SSHV-Relais, die parallel geschaltet sind, korrekt eingestellt werden, um die elektrischen Ausgestaltungsmöglichkeiten eines neuen Fahrzeuges zu treffen, sobald die Erfordernisse für ein neues Elektrofahrzeug bestimmt sind.
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Der parallele Relaissatz mit SSHV-Relais und Fehlerdetektion ermöglicht eine einzigartige Versorgung für jedes neue Fahrzeug, wobei ein gemeinsamer Design-Footprint aufrechterhalten wird. Der SSHV parallele Relaissatz ermöglicht die Verwendung von vielen, kleineren, validierten Teilen anstelle eines größeren einzelnen Designteils für das neue Fahrzeug. Beispielsweise können zwei parallele SSHV-Relais verwendet werden, wenn ein Fahrzeug 6,6 kW erfordert, und dann, wenn nur 3,3 kW an Strom benötigt werden, könnte nur ein einzelnes SSHV-Relais verwendet werden.
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Die SSHV-Relais in Parallelanordnung mit Fehlerdetektion verbessern die Fähigkeit des Systems, mit Hardware-Fehlern umzugehen. Wenn der Batterie-Ladeschütz eines Elektrofahrzeugs beispielsweise ausfällt, führt das nicht dazu, dass das Fahrzeug liegen bleibt oder einen Totalausfall erfährt, sondern es resultiert in einer längeren Ladezeit oder einer reduzierten Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn das Relais in dem Vortriebsschaltkreis ausfällt, dann kann das Fahrzeug immer noch aber unter einer reduzierten Leistung bewegt werden. Dies ist signifikant besser als ein einzelnes Relais, da ein einzelnes Relais bei einem Ausfall einen Fahrzeugstillstand bedeuten würde.
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Der parallele Relaissatz von SSHV-Relais ermöglicht auch eine Energieeinsparung aufgrund des reduzierten Relais-Spulenstroms während einer Niederleistungsbedingung, da nur eine kleinere Relaisspule unter Strom gesetzt werden muss.
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Die vorgehende Diskussion offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann kann aus dieser Diskussion und von den beigefügten Figuren und Patentansprüchen leicht erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne dabei Geist und Schutzumfang der Erfindung, wie in den folgenden Patentansprüchen definiert, zu verlassen.
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Alle Ausdrücke in den Patentansprüchen sollen in ihrer breitesten verständlichen Art und in ihrer normalen Bedeutung, wie von Fachleuten verstanden, konstruiert werden. Die Verwendung eines Artikels im Singular, beispielsweise ”ein”, ”der”, ”dieser” etc. sollte auch auf ein oder mehrere betreffende Elemente gelesen werden.
