DE102014219526A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102014219526A1
DE102014219526A1 DE102014219526.8A DE102014219526A DE102014219526A1 DE 102014219526 A1 DE102014219526 A1 DE 102014219526A1 DE 102014219526 A DE102014219526 A DE 102014219526A DE 102014219526 A1 DE102014219526 A1 DE 102014219526A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
state
voltage
electric machine
charge
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014219526.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Jochen Fassnacht
Klaus Ries-Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014219526.8A priority Critical patent/DE102014219526A1/de
Publication of DE102014219526A1 publication Critical patent/DE102014219526A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das wenigstens eine elektrische Maschine, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs motorisch und zur Stromerzeugung generatorisch betrieben wird, ein die elektrische Maschine aufweisendes Hochspannungsnetz mit wenigstens einem elektrischen Hochspannungsspeicher, wenigstens einen für den Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendigen elektrischen Verbraucher und ein mindestens einen elektrischen Niederspannungsspeicher aufweisendes Niederspannungsnetz sowie ein Kühlsystem aufweist. Es ist vorgesehen, dass eine Temperatur des Kühlsystems erfasst und mit einem vorgebbaren ersten Grenzwert verglichen wird, und dass, wenn die Temperatur den Grenzwert überschreitet, in Abhängigkeit von einem Ladezustand des Hochspanungsspeichers und des Niederspannungsspeichers die elektrische Maschine in einen Notbetrieb geschaltet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das wenigstens eine elektrische Maschine, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs motorisch und zur Stromerzeugung generatorisch betrieben wird, ein die elektrische Maschine aufweisendes Hochspannungsnetz mit wenigstens einem elektrischen Hochspannungsspeicher, wenigstens einen für den Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendigen elektrischen Verbraucher und mindestens ein einen elektrischen Niederspannungsspeicher aufweisendes Niederspannungsnetz sowie ein Kühlsystem aufweist.
  • Stand der Technik
  • Verfahren zum Betreiben von Kraftfahrzeugen der eingangs genannten Art sind grundsätzlich bekannt. In Zukunft werden vermehrt Fahrzeuge mit elektrischen Antrieben zum Einsatz kommen, die nur eine oder mehrere elektrische Maschinen oder zumindest eine elektrische Maschine in Kombination mit einer herkömmlichen, fossile Kraftstoffe verbrauchenden Antriebsmaschine, zum Antreiben des Fahrzeugs nutzen. In jedem Fall benötigt ein derartiges Kraftfahrzeug zwei Spannungsnetze, die unterschiedliche Spannungspotentiale aufweisen. Für den Betrieb der elektrischen Maschine wird in der Regel ein Hochspannungsnetz vorgesehen, sodass die elektrische Maschine hohe Leistungen zum Antreiben oder zum Aufladen eines elektrischen Hochspannungsspeichers erbringen kann. Von Bedeutung ist dabei auch eine zwischen der elektrischen Maschine und dem Hochspannungsspeicher geschaltete Leistungselektronik, die die Gleichspannung des Hochleistungsspeichers in eine Wechselspannung für den Betrieb der elektrischen Maschine wandelt. Im generatorischen Betrieb erzeugt die
  • elektrische Maschine über die Leistungselektronik einen Ladestrom für den Hochvoltspeicher. Üblicherweise wird aus dem Hochspannungsnetz, insbesondere aus dem Hochspanungsspeicher, mittels eines Gleichspannungswandlers das Niederspannungsnetz, insbesondere ein Niederspannungsspeicher des Niederspannungsnetzes, mit elektrischer Energie versorgt beziehungsweise gespeist. Das Niederspannungsnetz versorgt typischerweise einen Großteil von wesentlichen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Steuergeräte für Getriebe- und Motomanagement, elektrische Kühlmittelpumpen, elektrische Lenkeinrichtungen und dergleichen. Eine elektrische Versorgung dieser Verbraucher ist für den Fahrzeugbetrieb zwingend notwendig.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die für den Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendigen Verbraucher möglichst lange mit Energie versorgt werden, auch dann, wenn das Kühlsystem des Kraftfahrzeugs ausgefallen oder beschädigt ist. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Temperatur des Kühlsystems, insbesondere kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen, erfasst und mit einem vorgebbaren ersten Grenzwert verglichen wird, und dass, wenn die Temperatur den Grenzwert überschreitet, in Abhängigkeit von einem Ladezustand des Hochspannungsspeichers und des Niederspannungsspeichers die elektrische Maschine in einen, insbesondere Temperatur-reduzierenden Notbetrieb geschaltet wird. Dadurch wird erreicht, dass die elektrische Maschine das Kühlsystem selbst nicht weiter oder zumindest geringer belastet, sodass das Kühlsystem zum Kühlen weiterer Komponenten, insbesondere eine Brennkraftmaschine oder andere notwendige Verbraucher genutzt werden kann. Durch Vergleich der aktuellen Temperatur mit dem Grenzwert wird auf einfache Art und Weise auf die Temperatur des Kühlsystems und einen kritische Zustand des Kühlsystems geschlossen. Wird der Grenzwert überschritten, so wird die elektrische Maschine entsprechend in den Notbetrieb geschaltet, sodass zumindest durch die elektrische Maschine keine weitere Wärmeenergie in das Kühlsystem übertragen wird.
  • Bevorzugt ist dazu vorgesehen, dass in einem ersten Ladezustandsbereich der elektrischen Speicher die elektrische Maschine verlustreduziert angesteuert wird. Insbesondere durch eine Ansteuerung der Leistungselektronik ist es möglich, die elektrische Maschine verlustreduziert anzusteuern. Damit einhergehende Leistungsverluste werden in Kauf genommen, da beispielsweise der Weiterbetrieb des Kraftfahrzeugs wichtiger ist, als eine hohe Drehmomentabgabe.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass alternativ oder zusätzlich in dem ersten Ladezustandsbereich eine Schaltfrequenz eines Inverters der elektrischen Maschine auf einen ersten Frequenzwert reduziert wird. Der Inverter stellt insbesondere die Leistungselektronik der elektrischen Maschine dar, und wandelt die Gleichspannung des Hochspannungsspeichers in eine Wechselspannung zum Betreiben der elektrischen Maschine um. Um den Betrieb der elektrischen Maschine weiterhin zu ermöglichen und gleichzeitig Verluste der elektrischen Maschine, insbesondere der Leistungselektronik, die zu einer Temperaturerhöhung der Leistungselektronik beziehungsweise der elektrischen Maschine führen, zu vermeiden, wird die Schaltfrequenz reduziert.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zusätzlich oder alternativ in dem ersten Ladezustandsbereich die elektrischen Speicher nur dann geladen werden, wenn die erfasste Temperatur im Wesentlichen konstant bleibt oder fällt. Ein generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine wird also unterbunden, falls die Temperatur des Kühlsystems weiter ansteigt. Vorzugsweise wird der elektrische Speicher nur dann geladen, wenn die erfasste Temperatur fällt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem zweiten Ladezustandsbereich, in welchem der Hochspannungsspeicher und/oder der Niederspannungsspeicher einen niedrigeren Ladezustand aufweisen, als in dem ersten Ladezustandsbereich, die Schaltfrequenz des Inverters auf einen zweiten Frequenzwert, der niedriger als der erste Frequenzwert ist, reduziert wird. Wenn also die erfasste Temperatur des Kühlsystems den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, und der Ladezustand des Niederspannungsspeichers und/oder des Hochspannungsspeichers weiter gefallen ist, wird die Schaltfrequenz des Inverters weiter reduziert, um die Verluste der elektrischen Maschine, insbesondere der Leistungselektronik und die damit an hergehende Wärmeübertragung in das Kühlsystem zu verringern. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Schaltfrequenz des Inverters in dem ersten Ladezustandsbereichs auf einen ersten Frequenzwert von 5 kHz und in dem zweiten Ladezustandsbereich auf einen zweiten Frequenzwert von 2 kHz verringert wird.
  • Ferner ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass in dem zweiten Ladezustandsbereich die Drehzahl der elektrischen Maschine vorzugsweise erhöht wird. Durch ein erhöhen der Drehzahl der elektrischen Maschine werden die Stromwerte reduziert und damit die Verlustleistungen der elektrischen Maschine reduziert.
  • Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass alternativ oder zusätzlich in dem zweiten Ladezustandsbereich eine Leistung oder das Drehmoment der elektrischen Maschine reduziert werden. Hierdurch kann die durch die elektrische Maschine und deren Leistungselektronik erzeugte Wärmeleistung beziehungsweise Verlustleistung weiter reduziert werden. Dadurch wird zwar auch eine Antriebsleistung reduziert, dies wird jedoch auch im Hinblick darauf, dass dafür das Kraftfahrzeug nicht liegen bleibt, in Kauf genommen.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass, wenn die erfasste Temperatur den Grenzwert in dem Notbetrieb weiterhin überschreitet, die Leistung der elektrischen Maschine begrenzt wird. Wird also festgestellt, dass trotz der oben beschriebenen Maßnahmen die Temperatur des Kühlsystems weiter steigt oder den Grenzwert nicht unterschreitet, die Leistung der elektrischen Maschine begrenzt wird. Damit steht dem Kraftfahrzeug zwar nicht mehr die volle Antriebsleistung oder die volle Stromerzeugungsleistung zur Verfügung, jedoch wird der Weiterbetrieb, zumindest für einen Weile gewährleistet.
  • Besonders bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass die elektrische Maschine abgeschaltet und der wenigstens eine Verbraucher nur noch durch die in den elektrischen Speichern gespeicherte Energie versorgt wird, wenn die erfasste Temperatur einen vorgebbaren zweiten Grenzwert, der höher als der erste Grenzwert ist, überschreitet. Falls die Temperatur des Kühlsystems also weiter steigt und einen kritischen zweiten Grenzwert erreicht, wird die elektrische Maschine bevorzugt abgeschaltet beziehungsweise deaktiviert, sodass von ihr keine Wärme mehr in das Kühlsystem eingebracht wird. Der Weiterbetrieb beziehungsweise die Dauer des Weiterbetriebs des Kraftfahrzeugs hängt dann von der in dem Hochspannungsspeicher und in dem Niederspannungsspeicher gespeicherten Energie ab.
  • Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass als Temperatur des Kühlsystems eine Kühlwassertemperatur des Kühlsystems erfasst wird. In Anhängigkeit von der Kühlwassertemperatur lässt sich der Betriebszustand des Kühlsystems und insbesondere dessen Kühlkapazitäten bestimmen. Die Temperatur des Kühlwassers lässt sich dabei auf einfache Art und Weise durch herkömmliche Mittel/Sensoren erfassen. Durch das Erfassen der Kühlwassertemperatur ist das Verfahren auf einfache und kostengünstige Art und Weise durchführbar.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige
  • Figur ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs als Flussdiagramm.
  • Die einzige Figur zeigt in einem Flussdiagramm ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine aufweist, wobei die elektrische Maschine generatorisch zur Stromerzeugung und motorisch zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments betreibbar ist. Das Kraftfahrzeug weist ein Hochspannungsnetz auf, dem die elektrische Maschine zugeordnet ist, sodass die elektrische Maschine durch das Hochspannungsnetz gespeist wird. Indem Hochspannungsnetz ist weiterhin ein elektrischer Hochspannungsspeicher vorgesehen, der durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine geladen und zum motorischen Betrieb der elektrischen Maschine entladen werden kann. Das Kraftfahrzeug weist weiterhin ein Niederspannungsnetz auf, das als herkömmliches Bordnetz dient und im Vergleich zum Hochspannungsnetz ein niedrigeres Spannungsniveau aufweist. In dem Niederspannungsnetz ist ein Niederspannungsspeicher vorgesehen, beispielsweise als herkömmliche Kraftfahrzeugbatterie, und wenigstens ein für den Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendiger elektrischer Verbraucher, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere für ein Getriebe- und/oder Motormanagement, eine elektrische Kühlmittelpumpe oder eine elektrische Lenkeinrichtung. Fällt der elektrische Verbraucher aus, weil er beispielsweise nicht mehr mit elektrischer Energie versorgt werden kann, so ist ein Weiterbetrieb des Kraftfahrzeugs nicht mehr möglich. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug ein Kühlsystem auf, dass zum Kühlen insbesondere der Komponenten der Antriebsvorrichtung dient. Die Antriebsvorrichtung weist dabei vorteilhafterweise neben der elektrischen Maschine auch noch eine Brennkraftmaschine auf. Das Kühlsystem ist sowohl mit der Brennkraftmaschine als auch mit der elektrischen Maschine zu deren Kühlung jeweils verbunden, wobei das Kühlsystem als Wärmeleiter ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser aufweist.
  • Durch das im Folgenden beschriebene Verfahren wird gewährleistet, dass bei einem Ausfall oder Defekt des Kühlsystems das Kraftfahrzeug noch möglichst lange weiterbetrieben werden kann.
  • In einem ersten Schritt S1 wird das Kraftfahrzeug in Betrieb genommen, wobei beispielsweise ein Antriebsdrehmoment durch die elektrische Maschine und/oder die Brennkraftmaschine bereitgestellt wird. Vorzugsweise regelmäßig wird in einem Schritt S2 nach Inbetriebnahme eine Temperatur des Kühlwassers des Kühlsystems erfasst und mit einem ersten Grenzwert verglichen. Unterschreitet die erfasste Temperatur den Grenzwert, so wird das Verfahren beendet und zu einem vorgebbaren Zeitpunkt wieder erneut begonnen, wie durch einen Rückpfeil angedeutet (n).
  • Wird jedoch erkannt, dass die erfasste Temperatur den Grenzwert überschreitet (j) so wird in einem darauffolgenden Schritt S3 der Ladezustand des Hochspannungsspeichers und des Niederspannungsspeichers überprüft. Zunächst wird der Ladezustand des Hochspannungsspeichers und des Niederspannungsspeichers darauf geprüft, ob der Ladezustand des Hochspannungsspeichers größer als beispielsweise 50% und der des Niederspannungsspeichers größer als beispielsweise 80% ist. Ist dies der Fall so beginnt das Verfahren von vorn und es werden keine weiteren Maßnahmen ergrifft, da in diesem Zustand das Kraftfahrzeug auch nur durch Betrieb der elektrischen Maschine eine Weile weiterbetrieben werden könnte, wodurch die notwendige Kühlleistung zum Kühlen der Brennkraftmaschine entfallen kann. Wird jedoch ein von den genannten Werten abweichender Ladezustand erfasst, so wird gemäß den Folgenden Bedingungen auf unterschiedliche Ladezustandsbereiche erkannt:
    Es werden dabei die Ladezustände beider Speicher erfasst. Die erfassten Ladezustände werden mit vorgegebenen Ladezustandsbereichen verglichen. Ein erster Ladezustandsbereich wird dadurch definiert, dass der Ladezustand des Niederspannungsspeichers zwischen 50% und 80% und der Ladezustand des Hochspannungsspeichers zwischen 40% und 50% liegt. Erfüllen die erfassten Ladezustände diese Bedingungen, so wird auf den ersten Ladezustandsbereich erkannt. Ein zweiter Ladezustandsbereich wird dadurch definiert, dass der Ladezustand des Niederspannungsspeichers zwischen 30% und 50% und der Ladezustand des Hochspannungsspeichers zwischen 20% und 30% liegt. Hierdurch werden also zwei Ladezustandsbereiche voneinander unterschieden, die sich aus einer Kombination der Ladezustände des Niederspannungsspeichers und des Hochspannungsspeichers ergeben. In Betrieb kann der Niederspannungsspeicher durch Energie aus dem Hochspannungsspeicher aufgeladen werden, sodass die Ladezustände im Betrieb auch aktiv verändert werden können, ohne dass Energie durch den Verbraucher oder die elektrische Maschine erzeugt oder verbraucht wird.
  • Wird nun in dem Schritt S3 auf den ersten Ladezustandsbereich erkannt (j1) so werden die folgenden Maßnahmen einer ersten Stufe in einem Schritt S41 eingeleitet: Die elektrische Maschine wird in einen Blockbetrieb geschaltet, wodurch eine verlustreduzierte Ansteuerung der elektrischen Maschine erfolgt, die geringere Schaltverluste in der die elektrische Maschine ansteuernden Leistungselektronik (Inverter) generiert. Zusätzlich wird vorzugsweise die Schaltfrequenz des Inverters reduziert, von beispielsweise 10 kHz auf 5 kHz. Darüber hinaus werden die elektrischen Speicher nur solange weiter geladen, solange die Kühlwassertemperatur nicht weiter steigt. Durch diese Maßnahmen entsteht zwar ein Komfortverlust und Geräuschemissionen werden erhöht, dies wird jedoch dafür in Kauf genommen, dass das Kraftfahrzeug länger trotz ausgefallenem oder beschädigten Kühlsystem betrieben werden kann.
  • Anschließend wird in einem Schritt S5 erneut die Temperatur des Kühlwassers geprüft. Ist die Temperatur unter den vorgegebenen Grenzwert gefallen (j) so beginnt das Verfahren von vorn. Hat sich an der Kühlwassertemperatur nichts geändert oder steigt diese weiterhin, so wird die ladezustandsabhängige Prüfung gemäß Schritt S3 erneut durchgeführt (n1).
  • Wird bei der Prüfung ein Schritt S3 festgestellt, dass sich die Ladezustände der elektrischen Speicher in dem zweiten Ladezustandsbereich befinden (j2), so werden in einem Schritt S42 die folgenden Maßnahmen einer zweiten Stufe durchgeführt: Reduktion der Schaltfrequenz des Inverters von zum Beispiel 10 kHz auf 2 kHz, eine Drehzahlerhöhung der elektrischen Maschine, wodurch Stromwerte reduziert werden, eine Leistungs- und Drehmomentreduktion der elektrischen Maschine im Fahrbetrieb, wodurch erzeugte Wärmeleistung verringert wird, und/oder Begrenzen des Aufladen der Speicher derart, dass die Speicher nur dann geladen werden, wenn die Kühlwassertemperatur nicht (weiter) steigt. Auch hier werden ein Komfortverlust und Geräuschemissionen zu Gunsten eines längeren Fahrbetriebs in Kauf genommen.
  • Erneut wird in einem Schritt S5 die Temperatur des Kühlwassers geprüft und mit dem Grenzwert verglichen. Zeigen die Maßnahmen Erfolg (j), fällt also die Temperatur unter den Grenzwert, so wird das Verfahren beendet und zu einem späteren Zeitpunkt, wie zuvor bereits erwähnt, erneut gestartet. Zeigt das Verfahren jedoch trotz der Maßnahmen der zweiten Stufe auch weiterhin keinen Erfolg (n2), und wird in einem Schritt S6 erkannt, dass die Kühlwassertemperatur einen zweiten Grenzwert, der größer als der erste Grenzwert ist, überschreitet, dann wird die Leistung der elektrischen Maschine in einem Schritt S7 reduziert, um die elektrische Maschine und die Leistungselektronik der elektrischen Maschine vor Beschädigungen zu schützen. Reicht die Reduktion der Leistung der elektrischen Maschine nicht aus, so wird die elektrische Maschine in einem Schritt S8 abgeschaltet, um eine Beschädigung zu vermeiden. In dem Fall bleibt das Kraftfahrzeug liegen und kann sich nicht mehr selbstständig weiter fortbewegen. Dies stellt somit die letzte Notmaßnahme dar, die nur im äußersten Notfall zur Anwendung kommt. Die wesentlichen Verbraucher des Kraftfahrzeugs werden bis dahin aus dem Hochspannungsnetz oder dem Niederspannungsnetz versorgt, bis die Energiespeicher entladen sind. Solange kann das Kraftfahrzeug auch noch durch die Brennkraftmaschine weiterbetrieben werden, sofern der Temperaturwert des Kühlwassers dies erlaubt.
  • Vorteilhafterweise wird dem Fahrer das Überschreiten eines Grenzwertes durch die Kühlwassertemperatur angezeigt, sodass sich dieser insbesondere auf einen Betrieb mit verringerter Leistung der elektrischen Maschine einstellen kann. Durch die verschiedenen Maßnahmen der Stufe 1 und 2 wird der Ladezustand des Hochspannungsspeicher auf hohem Niveau gehalten, zumindest solange keine bleibenden Schädigungen durch das defekte Kühlsystem befürchtet werden. Besteht die Gefahr einer bleibenden Schädigung der elektrischen Maschine oder ihrer Leistungselektronik, so wird ein Generatorbetrieb der elektrischen Maschine verhindert, sodass kein Strom mehr erzeugt und das Kraftfahrzeug nur noch aus den elektrischen Speichern mit elektrischer Energie versorgt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das wenigstens eine elektrische Maschine, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs motorisch und zur Stromerzeugung generatorisch betrieben wird, ein die elektrische Maschine aufweisendes Hochspannungsnetz mit wenigstens einem elektrischen Hochspannungsspeicher, wenigstens einen für den Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendigen elektrischen Verbraucher und mindestens ein einen elektrischen Niederspannungsspeicher aufweisendes Niederspannungsnetz sowie ein Kühlsystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Kühlsystems erfasst und mit einem vorgebbaren ersten Grenzwert verglichen wird, und dass, wenn die Temperatur den Grenzwert überschreitet, in Abhängigkeit von einem Ladezustand des Hochspanungsspeichers und des Niederspannungsspeichers die elektrische Maschine in einen Notbetrieb geschaltet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Ladezustandsbereich der elektrischen Speicher die elektrische Maschine verlustreduziert angesteuert wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Ladezustandsbereich eine Schaltfrequenz eines Inverters der elektrischen Maschine auf einen ersten Frequenzwert reduziert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Ladezustandsbereich die elektrischen Speicher nur dann geladen werden, wenn die erfasste Temperatur im Wesentlichen konstant bleibt oder fällt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Ladezustandsbereich, in welchem der Hochspannungsspeicher und/oder der Niederspannungsspeicher einen niedrigeren Ladezustand aufweisen, als in dem ersten Ladezustandsbereich, die Schaltfrequenz des Inverters auf einen zweiten Frequenzwert, der niedriger als der erste Frequenzwert ist, reduziert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Ladezustandsbereich die Drehzahl der elektrischen Maschine erhöht wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Ladezustandsbereich eine Leistung und/oder ein Drehmoment der elektrischen Maschine reduziert werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die erfasste Temperatur den Grenzwert in dem Notbetrieb weiterhin überschreitet, die Leistung der elektrischen Maschine begrenzt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine abgeschaltet und der Verbraucher nur noch durch die in den elektrischen Speichern gespeicherter Energie versorgt wird, wenn die erfasste Temperatur einen vorgebbaren zweiten Grenzwert, der höher als der erste Grenzwert ist, überschreitet.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Temperatur eine Kühlwassertemperatur des Kühlsystems erfasst wird.
DE102014219526.8A 2014-09-26 2014-09-26 Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs Pending DE102014219526A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014219526.8A DE102014219526A1 (de) 2014-09-26 2014-09-26 Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014219526.8A DE102014219526A1 (de) 2014-09-26 2014-09-26 Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014219526A1 true DE102014219526A1 (de) 2016-03-31

Family

ID=55485700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014219526.8A Pending DE102014219526A1 (de) 2014-09-26 2014-09-26 Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014219526A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673667A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 郑州宇通客车股份有限公司 一种车用充电连接装置的智能温控方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673667A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 郑州宇通客车股份有限公司 一种车用充电连接装置的智能温控方法及装置
CN110673667B (zh) * 2018-07-03 2021-12-21 郑州宇通客车股份有限公司 一种车用充电连接装置的智能温控方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10393874B4 (de) Verfahren zur Bereitstellung elektrischer Leistung für einen Verbraucher, Leistungsversorgungssystem und Steuervorrichtung sowie Verwendung des Leistungsversorgungssystems in einem Brennstoffzellenfahrzeug
DE112012007029B4 (de) Energieversorgungs-Handhabungssystem und Energieversorgungs-Handhabungsverfahren
DE102011012316B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Niedervoltbatterie in einem elektrischen Antriebssystem
DE102010042328A1 (de) Verfahren zum Überwachen des Ladebetriebs eines Energiespeichers in einem Fahrzeug und Ladesystem zum Laden eines Energiespeichers in einem Fahrzeug
EP2237986A1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrischen netzwerks, insbesondere eines kraftfahrzeugs
DE112013004727T5 (de) Leistungszufuhrsystem und Fahrzeug sowie Verwaltungsvorrichtung, die darin verwendet wird
DE112008000378T5 (de) Generatorantriebsvorrichtung, Hybridfahrzeug und Steuerungsverfahren für die Generatorantriebsvorrichtung
DE102010001250A1 (de) Elektrisches Bordnetz sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes
WO2015172924A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum laden zweier energiespeicher
DE102009044944A1 (de) Wechselrichter für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters für eine elektrische Maschine
DE102018109248A1 (de) Motorantriebsvorrichtung mit Restladungsverbrauch-Steuereinheit
DE102013200019B4 (de) Versorgung von elektrischen Traktionsmotoren eines Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie unter Verwendung einer Mehrzahl von Verbrennungsmotoren
DE102013203830A1 (de) Verfahren und Systeme für das Steuern eines Aufwärtswandlers
DE102020118738A1 (de) Durch integrierte leistungsnetzwerke versorgtes dc/ac-wechselrichtersystem für erhöhte ausgabeleistung mit robuster auto-stopp-steuerung
DE102013211567A1 (de) Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Zwischenkreises
EP3067240B1 (de) Verfahren zur spannungsversorgung eines bordnetzes eines kraftfahrzeugs
DE102017221825B4 (de) Verfahren zum Steuern einer elektrischen Anlage eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs
EP2840253B1 (de) Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen Bordnetz
DE102017221033A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Energiespeichereinrichtung
WO2017016746A1 (de) Verfahren zum betrieb eines mehrphasigen gleichspannungswandlers
DE102016208148A1 (de) Energiespeichersystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
DE102019002411A1 (de) Verfahren Steuerungsanordnung zum Laden einer Batterie eines wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs
DE102014219526A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE102017205874A1 (de) Motoransteuereinrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen in einem DC-Stützkondensator
WO2017125347A1 (de) Verbesserte energiespeicher-anordnung mit mehreren energiespeichern

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60L0011180000

Ipc: B60L0050600000

R012 Request for examination validly filed