DE102015120960A1

DE102015120960A1 - System und Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie

Info

Publication number: DE102015120960A1
Application number: DE102015120960.8A
Authority: DE
Inventors: Mun Soon KWON
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-01-19
Also published as: CN106356583B; US20170018823A1; CN106356583A; US10141618B2

Abstract

Ein System und ein Verfahren sind in der Lage eine Hochspannungsbatterie zu kühlen, die in der Lage sind, einen Pegel erzeugter Wärme der Hochspannungsbatterie in einem optimalen Zustand zu halten, indem ein Kühlerlüfter-Elektromotor (300) basierend auf Information zu der Zündung eines Fahrzeugs und Information zu dem Betrieb einer Klimaanlage gesteuert werden, wenn ein Fehler in der Steuerung- Bereichsnetzwerk-Kommunikation mit einem Batterie-Managementsystem auftritt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität und den Vorteil der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0100647 , eingereicht am 15. Juli 2015 und der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0135158 , eingereicht am 24. September 2015 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie und insbesondere eine Technologie, die in der Lage ist, eine Hochspannungsbatterie für ein umweltfreundliches Fahrzeug effizient zu kühlen, selbst wenn ein Fehler in der Steuerung-Bereichsnetzwerk(controller area network, CAN)-Kommunikation vorliegt, durch die Information, die zum Kühlen der Hochspannungsbatterie erforderlich ist, übermittelt wird.
Hintergrund
Ein umweltfreundliches Fahrzeug, beispielsweise ein hybrid-elektrisches Fahrzeug (HEV), ein Elektrofahrzeug (EV), ein Plug-in hybridelektrisches Fahrzeug (PHEV), ein brennstoffzellenelektrisches Fahrzeug (FCEV) und ähnliches, ist mit einem Elektromotor als Antriebsleistungsquelle ausgestattet und ist mit einer Hochspannungsbatterie als Antriebsleistungsquelle des Elektromotors ausgestattet.
Das umweltfreundliche Fahrzeug ist notwendigerweise mit einem System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie ausgestattet, um ein Überhitzen der Hochspannungsbatterie zu verhindern.
Das System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß der bezogenen Technik umfasst ein Batterie-Managementsystem (BMS) und eine Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung. Die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung empfängt Steuerungsfaktoren, Zustände/Bedingungen (beispielsweise auf Basis der Steuerungsfaktoren) und ähnliches, eines Kühlerlüfter-Elektromotors von dem Batterie-Managementsystem durch eine CAN-Kommunikation, um den Kühlerlüfter-Elektromotor zu steuern.
Das System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß der bezogenen Technik umfasst eine Backup-Steuerung, die in der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung angeordnet ist, um für einen Fall vorbereitet zu sein, in dem ein Fehler in der CAN-Kommunikation auftritt. Jedoch ist die Effizienz gering, da die Backup-Steuerung den Kühlerlüfter-Elektromotor einfach auf Basis eines Zündung-Signals 1 (ING 1) steuert, das anzeigt ob oder ob nicht die Zündung des Fahrzeuges eingeschaltet ist.
Insbesondere wird, wenn der Kühlerlüfter-Elektromotor gesteuert wird ohne zu berücksichtigen, ob oder ob nicht eine Klimaanlage in dem Fahrzeug betrieben wird, eine erzeugte Wärmemenge bzw. Wärmeerzeugungsbetrag der Hochspannungsbatterie übersehen, bedingt durch die Eigenschaften der Klimaanlage, dass sie eine große Menge an Leistung erfordert, was ein Faktor des Reduzierens einer Lebensdauer der Hochspannungsbatterie sein kann.
Zusammenfassung
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme, die in der bezogenen Technik auftreten, zu lösen, während Vorteile, die durch den Stand der Technik erreicht werden, aufrecht erhalten bleiben.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein System und ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie bereit, die in der Lage sind ein Niveau erzeugter Wärme der Hochspannungsbatterie in einem vorteilhaften, beispielsweise optimalen Zustand aufrechtzuerhalten, indem ein Kühlerlüfter-Elektromotor basierend auf Information der Zündung eines Fahrzeuges und Information eines Betriebs einer Klimaanlage gesteuert wird, für den Fall, dass ein Fehler in der Steuerung-Bereichsnetzwerk(CAN)-Kommunikation mit einem Batterie-Managementsystem auftritt.
Die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben erwähnte Aufgabe beschränkt, und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung, die nicht genannt sind, können durch die folgende Beschreibung verstanden werden und werden besser verständlich durch die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus kann es leicht erkannt werden, dass Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung durch die in den Ansprüchen und einer Kombination davon erwähnten Mittel realisiert werden können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weist ein System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie auf: einen Klimaanlage-Drucktransmitter, der eingerichtet ist, ein Signal auszugeben, das anzeigt, ob oder ob nicht die Zündung eines Fahrzeuges eingeschaltet ist und ob oder ob nicht eine Klimaanlage betrieben wird; ein Kühlerlüfter-Elektromotor, der eingerichtet ist, die Hochspannungsbatterie des Fahrzeuges zu Kühlen; und eine Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung, die eingerichtet ist, den Kühlerlüfter-Elektromotor basierend auf dem Ausgabesignal des Klimaanlage-Drucktransmitters zu steuern, wenn ein Fehler in der CAN-Kommunikation vorliegt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie auf: Ausgeben eines Signals mittels eines Klimaanlage-Drucktransmitters, das anzeigt, ob oder ob nicht die Zündung eines Fahrzeugs eingeschaltet ist/wird und ob oder ob nicht eine Klimaanlage betrieben wird; Steuern eines Kühlerlüfter-Elektromotors basierend auf dem Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter mittels einer Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung, wenn ein Fehler in der CAN-Kommunikation erzeugt wird; und Kühlen der Hochspannungsbatterie des Fahrzeugs mittels des Kühlerlüfter-Elektromotors.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
2 ist ein Graph, der ein Ausgabesignal eines Klimaanlage-Drucktransmitters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5 ist ein Graph, der einen Ausgabewert eines Klimaanlage-Drucktransmitters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
6 ist ein Graph, der ein Ausgabewert eines Kühlerlüfters bei jeder Batterietemperatur in den Modi A und B gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
7 ist ein Graph, der ein Ausgabewert eines Kühlerlüfters bei jeder Batterietemperatur in einem Modus C gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
8 ist eine Betriebstabelle, die jeden Modus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie veranschaulicht, für den Fall, dass ein Ausfall eines Temperatursensors betrachtet wird, bevor in einen in 9 dargestellten Modus C eingetreten wird.
Ausführliche Beschreibung
Die oben genannten Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher. Deshalb können die Fachleute auf dem Gebiet, das die vorliegende Offenbarung betrifft, leicht eine technische Idee der vorliegenden Offenbarung umsetzen. Ferner wird beim Beschreiben der vorliegenden Offenbarung, für den Fall, in dem ersichtlich ist, dass eine detaillierte Beschreibung einer bekannten Technik, die mit der vorliegenden Offenbarung assoziiert ist, unnötiger Weise das Wesen der vorliegenden Offenbarung unklar macht, eine ausführliche Beschreibung dieser weggelassen. Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Wie in 1 gezeigt ist, ist das System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eingerichtet, einen Klimaanlage-Drucktransmitter (air condition pressure transmitter, APT) 10, eine Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 und einen Kühlerlüfter-Elektromotor 30 aufzuweisen.
Die oben genannten Komponenten werden nachfolgend jeweils beschrieben. Zunächst gibt der Klimaanlage-Drucktransmitter 10 ein Signal aus, das anzeigt ob oder ob nicht die Zündung eines Fahrzeuges eingeschaltet ist und ob oder ob nicht eine Klimaanlage betrieben wird.
Bezugnehmend auf 2 weist ein Ausgabesignal V_Aus des Klimaanlage-Drucktransmitters 10 unterschiedliche Ausgangsspannungen auf, die einen Zustand A, einen Zustand B und einen Zustand C repräsentieren, abhängig von einem Zustand des Fahrzeuges.
D.h., in dem Zustand A, der ein Zustand ist, in dem die Zündung des Fahrzeuges ausgeschaltet ist oder eine Verbindungsleitung unterbrochen ist, ist die Ausgangsspannung V_Aus beispielsweise 0 V.
Ein erstes Signal, das mit dem Zustand B korrespondiert, ist ein Signal, das anzeigt, dass die Zündung des Fahrzeuges in einem eingeschalteten Zustand ist und ein Betrieb der Klimaanlage in einem ausgeschalteten Zustand ist, und die Ausgangsspannung V_Aus des ersten Signals ist beispielsweise 1 V.
Ein zweites Signal, das mit dem Zustand C korrespondiert, ist ein Signal, das anzeigt, dass die Zündung des Fahrzeugs in einem eingeschalteten Zustand ist und ein Betrieb der Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand ist, und die Ausgangsspannung V_Aus des zweiten Signals ist beispielsweise größer als 1 V und kleiner oder gleich 5 V.
Weiterhin steuert die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 den Kühlerlüfter-Elektromotor 30 basierend auf dem Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter 10, für den Fall, dass ein Fehler in der CAN-Kommunikation (CAN = controller area network, d.h. Steuerung-Bereichsnetzwerk) vorliegt.
D.h., die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 stellt eine Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors 30 auf eine Referenzgeschwindigkeit ein, wenn das Ausgabesignal dem ersten Signal entspricht. Hier ist die Referenzgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit, bei der ein Betrieb der Klimaanlagen nicht berücksichtigt ist.
Die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 stellt die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors 30 beispielsweise auf 120 % der Referenzgeschwindigkeit ein, wenn das Ausgabesignal dem zweiten Signal entspricht. Dies korrespondiert mit dem Fall eines Systems, in dem ein Teil der kalten Luft, die mittels des Betriebs der Klimaanlage erzeugt wird, nicht zum Kühlen der Hochspannungsbatterie verwendet wird. In dem Fall eines Systems, in dem ein Teil der kühlen Luft, die mittels des Betriebs der Klimaanlage erzeugt wird, zum Kühlen der Hochspannungsbatterie verwendet wird, stellt die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors 30 beispielsweise auf 80 % der Referenzgeschwindigkeit ein.
Die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 weist ein Steuerung-Bereichsnetzwerk-Empfänger (CAN-Empfänger) 21, eine Backup-Steuerung 22, eine Geschwindigkeitssteuerung 23, und eine Elektromotor-Antriebssteuerung 24 auf.
Der CAN-Empfänger 21 empfängt Steuerungsfaktoren, Zustände/Bedingungen und ähnliches; des Kühlerlüfter-Elektromotors 30 von einer Batteriemanagement-System – elektronische Steuereinheit (battery managment system electronic control unit, BMS ECU).
Die Backup-Steuerung 22 überträgt das Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter 10 zu der Geschwindigkeitssteuerung 23, wenn ein Fehler in dem CAN-Empfänger 21 auftritt.
Die Geschwindigkeitssteuerung 23 stellt die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors 30 basierend auf dem Ausgabesignal ein, das durch die Backup-Steuerung 22 übertragen wurde.
Die Elektromotor-Antriebssteuerung 24 treibt den Kühlerlüfter-Elektromotor 30 bei der Geschwindigkeit an, die mittels der Geschwindigkeitssteuerung 23 eingestellt wurde.
Weiterhin dient der Kühlerlüfter-Elektromotor 30 zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie eines umweltfreundlichen Fahrzeuges unter einer Steuerung/Kontrolle der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Zunächst gibt der Klimaanlage-Drucktransmitter 10 das Signal aus, ob oder ob nicht die Zündung des Fahrzeuges eingeschaltet ist und ob oder ob nicht die Klimaanlage betrieben wird (301).
Dann steuert die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 den Kühlerlüfter-Elektromotor 30 basierend auf dem Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter 10 (302), wenn der Fehler in der CAN-Kommunikation auftritt.
Dann kühlt der Kühlerlüfter-Elektromotor 30 die Hochspannungsbatterie des Fahrzeuges unter der Steuerung/Kontrolle der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 20 (303).
In dem Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ein Wärmeerzeugungsniveau der Hochspannungsbatterie durch das oben genannte Verfahren in einem optimalen Zustand aufrechterhalten werden.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Das System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eingerichtet, ein Batteriemanagement-System 100, eine Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200, einen Kühlerlüfter-Elektromotor 301 und einen Klimaanlage-Drucktransmitter 400 aufzuweisen.
Das Batteriemanagement-System 100 überwacht/verwaltet/managet ein Zustand der Batterie und stellt Information bezüglich eines Betriebszustandes der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 durch eine CAN-Kommunikation bereit, wenn die Zündung des Fahrzeuges eingeschaltet ist, so dass ein Zündungssignal IG1 eingegeben ist. Hier übermittelt das Batteriemanagement-System 100 einen Steuerungszustand des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 durch einen CAN-Empfänger 120 und empfängt und überwacht ein Steuerungsprozess des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 von der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200.
Zu diesem Zweck weist das Batteriemanagement-System 100 einen Leistungsversorgungsschaltkreis 110 und den CAN-Empfänger 120 auf. Der Leistungsversorgungsschaltkreis ist verbunden mit einem Batteriespannung-Terminal. Der CAN-Empfänger 120 verbindet das Batteriemanagement-System 100 und die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 miteinander, so dass eine Kommunikation untereinander durch eine CAN-Kommunikationsleitung möglich ist, im Gegensatz zu einer vorhandenen, verkabelten Drahtverbindung, die das Batteriemanagementsystem 100 und die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 miteinander verbindet.
Ein Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 400 ist ein Signal, das einen aktuellen Zustand des Fahrzeuges anzeigt. Hier hat der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters einen Spannungswert/-bereich zwischen 1,5 V und 5 V, wie in 5 veranschaulicht ist.
Die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 empfängt Steuerungsfaktoren und Zustände (beispielsweise eine Batterietemperatur, eine Elektromotortemperatur, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Elektromotor Umdrehung-pro-Minute(U/min bzw. rotation per minute, RPM)-Bereich für jede Batterietemperatur, und Ähnliches) des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 von dem Batteriemanagement-System 100, um eine Geschwindigkeit- und Antriebssteuerung des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 auszuführen. Darüber hinaus ist die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung direkt für eine allgemeine Steuerung des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 zuständig, beispielsweise eine Backup-Steuerung, die für eine vorgegebene Zeit eine fortgesetzte Steuerung des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 ermöglicht, wenn ein Fehler in der CAN-Kommunikation mit dem Batteriemanagement-System 100 auftritt.
Zu diesem Zweck weist die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einen CAN-Empfänger 202, der die Steuerungszustände des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 zu und von dem Batteriemanagement-System übermittelt und empfängt, eine Geschwindigkeitssteuerung 204, die eine Elektromotor-RPM (d.h. die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors) des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 steuert, abhängig von den Steuerungszuständen des Kühlerlüfter-Elektromotors 300, eine Elektromotor-Antriebsteuerung 206, die den Kühlerlüfter-Elektromotor 300 abhängig von einem Geschwindigkeitssignal der Geschwindigkeitssteuerung 204 antreibt, eine Backup-Steuerung 208, die den Kühlerlüfter-Elektromotor 300 steuert, indem der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 400 verwendet wird, wenn der Fehler in der CAN-Kommunikation mit dem Batteriemanagement-System 100 auftritt, und einen Temperatursensor, der eine Temperatur der Batterie ermittelt.
Die Backup-Steuerung 208 empfängt Backup-Leistung zum Zeitpunkt des Ermittelns des Fehlers in der CAN-Kommunikation, um temporär die Geschwindigkeitssteuerung 204 und die Elektromotor-Antriebssteuerung 206 mittels eines Backup-Signals zu steuern.
Vorzugsweise ermittelt, für den Fall, dass der Fehler in einer CAN-Kommunikationsleitung auftritt, durch die die Steuerungsfaktoren, Zustände/Bedingungen und ähnliches des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 von dem Batteriemanagement-System 100 zu der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 übertragen werden, die Backup-Steuerung 208 den Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitter 400 und bestimmt/ermittelt, ob der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitter im ersten Zustand (beispielsweise 1,5 V bis 4 V) oder im zweiten Zustand (beispielsweise 0 V oder 5 V) ist.
Für den Fall, dass der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 400 im ersten Zustand ist (1,5 V bis 4 V), wird die Backup-Steuerung 208 in einem Modus A oder einen Modus B angetrieben, die in einer Tabelle der 8 veranschaulicht sind, um die Elektromotor-Antriebssteuerung 206 zu steuern, um eine Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung aufrechtzuerhalten oder die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung um beispielsweise 10 % zu erhöhen.
Unterdessen, für den Fall, dass der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitter 400 im zweiten Zustand ist (0 V oder 5 V) tritt die Backup-Steuerung 208 in einen Modus C der Tabelle in der 8 ein, um die Elektromotor-Antriebssteuerung 206 zu steuern, so dass die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung von der vorherigen Ausgangs-Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung auf beispielsweise 150 % erhöht wird. Hier kann, bezugnehmend auf die 6 und 7, es vorteilhaft sein, dass eine höhere Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerungsspannung in dem Modus C ausgegeben wird als in den Modi A und B.
Die Backup-Steuerung 208 ermittelt ein Kühlerlüfter-Ausgangssignal und ein Temperatursensorsignal, um zu ermitteln, ob oder ob nicht ein Ausfall in den Temperatursensor vorliegt, für den Fall, in dem der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters im zweiten Zustand ist (0 V oder 5 V). Die Backup-Steuerung 208 steuert die Geschwindigkeitssteuerung 204, um die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerungsspannung so groß wie möglich auszugeben und gibt eine Warnung auf einer Instrumententafel (nicht veranschaulicht) aus, für den Fall, dass der Ausfall in dem Temperatursensor vorliegt.
Unterdessen kann, für den Fall, dass ein Fehler in einem Betrieb des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 durch einen Elektromotorausfall erzeugt wird, ein Ausfall eines Feldeffekttransistor-Elements und ein Antriebswelle-Positionssensor, ein Ausfall des Temperatursensors 210 oder Ähnliches, ein Warnmittel (beispielsweise ein Cluster), das einen Treiber/Fahrer warnt, dass der Fehler in den Kühlerlüfter-Elektromotor 300 aufgetreten ist, mit der Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung durch die CAN-Verbindungsleitung verbunden sein, so dass der Fahrer/Treiber gewarnt wird, dass der Fehler in dem Kühlerlüfter-Elektromotor 300 vorliegt.
Wie oben beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Offenbarung ermittelt, ob oder ob nicht der Fehler in der CAN-Kommunikation vorliegt, und die Steuerungsspannung zum Treiben des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 wird abhängig von dem Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters angepasst und ausgegeben für den Fall, dass der Fehler in der CAN-Kommunikation vorliegt, wodurch ein stabiler Kühl-Steuerungsbetrieb ermöglicht wird.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Offenbarung die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 direkt für die Geschwindigkeit- und Antriebssteuerung des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 zuständig, so dass der Kühlerlüfter die Batterie kontinuierlich kühlen kann, abhängig vom Antreiben des Kühlerlüfter-Elektromotors 300; und Komponenten wie beispielsweise ein vorhandener gedruckte-Leiterplatte(PCB)-Typ-Elektromotor-Geschwindigkeitssensor, ein Relais und ähnliches sind ausgeschlossen, wodurch ermöglicht wird, Kosten zu reduzieren und Lärm durch Ein- und Ausschalten des Relais zu entfernen.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ausführlich mit Bezug auf 9 beschrieben.
Zunächst ermittelt die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 durch Zusammenarbeit mit dem Batteriemanagement-System 100 ob oder ob nicht die Zündung des Fahrzeuges aktuell in einem eingeschalteten Zustand ist (S101), und gibt die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung (S102) aus, in dem Fall, dass die Zündung des Fahrzeuges in dem eingeschalteten Zustand ist. Hier kann die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung 200 die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung ausgeben, indem die Steuerungszustände (beispielsweise die Batterietemperatur, die Elektromotortemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Elektromotor-RPM-Bereich für jede Batterietemperatur und Ähnliches) des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 von dem Batteriemanagement-System 100, die durch die CAN-Kommunikation empfangen werden, verwendet werden. D.h. die Geschwindigkeitssteuerung 204 steuert eine RPM des Kühlerlüfter-Elektromotors 300, um einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu entsprechen, abhängig von den Steuerungszuständen des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 und die Elektromotor-Antriebsteuerung 206 steuert den Kühlerlüfter-Elektromotor 300, um mit der vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben zu werden. Hier kann die RPM des Kühlerlüfter-Elektromotors 300 durch einen allgemeinen, sensorlosen Algorithmus gemessen werden und kann als ein Steuerfaktor der Geschwindigkeitssteuerung 204 verwendet werden. Beispielsweise kann zur Steuerung des Kühlerlüfter-Elektromotors auf zusätzliche Sensorik gegenüber der ohnehin für die Klimaanlagen-Steuerung vorgesehene Sensorik im Wesentlichen verzichtet werden.
Dann ermittelt die Backup-Steuerung 208 ob oder ob nicht der Fehler in einem Zustand der CAN-Kommunikation mit dem Batteriemanagement-System vorliegt (S103) und wird in einem normalen Steuerungsmodus (S104) angetrieben für den Fall, dass der Zustand der CAN-Kommunikation normal ist.
Für den Fall, dass der Fehler in dem Zustand der CAN-Kommunikation in S103 erzeugt ist, ermittelt die Backup-Steuerung 208 den Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 400 (S105) und ermittelt, ob der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 400 dem ersten Zustand (1,5 V bis 4 V) oder dem zweiten Zustand (0 V oder 5 V) entspricht (S106).
Für den Fall, dass der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 400 dem ersten Zustand (1,5 V bis 4 V) entspricht, wird die Backup-Steuerung 208 in dem Modus A oder dem Modus B angetrieben, veranschaulicht in der Tabelle der 8 (S107). Die Backup-Steuerung 208 steuert die Elektromotor-Antriebssteuerung 206, um eine Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung an den Kühlerlüfter-Elektromotor 300 auszugeben, die die gleiche ist wie eine Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung in dem normalen Steuerungsmodus des S104, oder eine Steuerungsspannung an den Kühlerlüfter Elektromotor 300 auszugeben, die von der Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung in dem normalen Steuerungsmodus um 10 % erhöht ist (S108). Hier ist 6 ein Graph, der einen Ausgabewert eines Kühlerlüfters bei jeder Batterietemperatur in den Modi A und B gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Unterdessen tritt für den Fall, dass der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 0 V oder 5 V in S106 ist, die Backup-Steuerung 208 in den Modus C der 8 ein (S109). Hier korrespondiert, für den Fall, dass der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitters 0 V oder 5 V ist, mit einem Zustand, in dem ein Ausgabeschaltkreis des Klimaanlage-Drucktransmitters geöffnet oder kurzgeschlossen ist, d.h. mit einem Fehlerzustand. Daher steuert die Backup-Steuerung 208 die Elektromotor-Antriebsteuerung 206, so dass die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung von der vorherigen, ausgegebenen Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung um 150 % erhöht wird (S110). Hier ist 7 ein Graph, der ein Ausgabewert eines Kühlerlüfters bei jeder Batterietemperatur in einem Modus C gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 7 veranschaulicht ist, kann es vorteilhaft sein, dass in dem Modus C eine höhere Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung ausgegeben wird als in den Modi A und B.
Unterdessen wird ein Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie in dem Fall, dass ein Ausfall eines Temperatursensors betrachtet wird, bevor ein Modus C in 9 eintritt, ausführlich mit Bezug auf 10 beschrieben.
In dem Fall, dass der Ausgabewert des Klimaanlage-Drucktransmitter 0 V oder 5 V ist (S201), ermittelt die Backup-Steuerung 208 das Kühlerlüfter-Ausgabesignal und das Temperatursensorsignal (S202).
Dadurch ermittelt die Backup-Steuerung 208 ob oder ob nicht der Ausfall in dem Temperatursensor (S203) erzeugt ist/aufgetreten ist, und in dem Fall, dass der Ausfall nicht in dem Temperatursensor 210 erzeugt/aufgetreten ist, tritt die Backup-Steuerung 208 in einem Kompensation-Steuermodus ein, um die Elektromotor-Steuerung 206 zu steuern, um die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung auszugeben, die von der vorherigen Ausgabe-Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung um 120 % erhöht ist (S204).
Unterdessen steuert, für den Fall, dass der Ausfall in dem Temperatursensor 210 erzeugt ist, die Backup-Steuerung 208 die Elektromotor-Antriebsteuerung 106, um die Kühlerlüfter-Elektromotor-Steuerungsspannung so groß wie möglich auszugeben, und gibt eine Warnung an die Instrumententafel (nicht veranschaulicht) aus.
Unterdessen kann das Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wie oben beschrieben mittels eines Computerprogrammes realisiert werden. Zusätzlich können Codes und Codesegmente, die das Computerprogramm konfigurieren, leicht von einem fachkundigen Computerprogrammierer abgeleitet werden. Ferner ist das Computerprogramm in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert (Informationsspeichermedium) und wird von einem Computer gelesen und ausgeführt, um das Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu implementieren. Zusätzlich kann das computerlesbare Aufzeichnungsmedium alle Typen von Aufzeichnungsmedien umfassen, die vom Computer gelesen werden kann.
Wie oben beschrieben, wird, gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, in dem Fall, dass der Fehler in der CAN-Kommunikation mit dem Batteriemanagementsystem auftritt, der Kühlerlüfter-Elektromotor basierend auf Information zu der Zündung des Fahrzeuges und Information zu dem Betrieb der Klimaanlage gesteuert werden, wodurch es möglich wird, ein Wärmeerzeugungsniveau der Hochspannungsbatterie in einem optimalen Zustand aufrecht zu erhalten.
Vorstehend wurde zwar die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann verschiedenartig modifiziert und vom Fachmann auf dem Gebiet, das die vorliegende Erfindung betrifft, verändert werden, ohne von dem Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen wie sie in den folgenden Ansprüchen beansprucht sind.
Bezugszeichenliste

22: Backup-Steuerung
23: Geschwindigkeitssteuerung
24: Elektromotor-Antriebssteuerung
110: Leistungsversorgungsschaltkreis
120: CAN-Empfänger
202: CAN-Empfänger
204: Geschwindigkeitssteuerung
206: Elektromotor-Antriebssteuerung
208: Backup-Steuerung
210: Temperatursensor
300: Kühlerlüfter-Elektromotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2015-0100647 [0001]
KR 10-2015-0135158 [0001]

Claims

System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie, aufweisend: • einen Klimaanlage-Drucktransmitter (400), der eingerichtet ist, ein Signal auszugeben, das anzeigt, ob oder ob nicht die Zündung eines Fahrzeuges eingeschaltet ist und ob oder ob nicht eine Klimaanlage betrieben wird; • einen Kühlerlüfter-Elektromotor, der eingerichtet ist, die Hochspannungsbatterie des Fahrzeuges zu Kühlen; und • eine Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung (200), die eingerichtet ist, den Kühlerlüfter-Elektromotor (300) basierend auf dem Ausgabesignal des Klimaanlage-Drucktransmitters (400) zu steuern, wenn ein Fehler in der Steuerung-Bereichsnetzwerk-Kommunikation erzeugt wird oder vorliegt.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 1, die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung (200) ferner aufweisend: • einen Steuerung-Bereichsnetzwerk-Empfänger; • eine Backup-Steuerung (208), die eingerichtet ist, das Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter (400) an eine Geschwindigkeitssteuerung (204) zu übermitteln, wenn ein Fehler in dem Steuerung-Bereichsnetzwerk-Empfänger erzeugt wird oder vorliegt; • wobei die Geschwindigkeitssteuerung (204) eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors basierend auf dem Ausgabesignal einzustellen, das von der Backup-Steuerung (208) übermittelt wurde; • eine Elektromotor-Antriebssteuerung (206), die eingerichtet ist, den Kühlerlüfter-Elektromotor (300) bei der Geschwindigkeit anzutreiben, die mittels der Geschwindigkeitssteuerung (204) eingestellt wurde.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 2, wobei die Geschwindigkeitssteuerung (204) die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors einstellt, so dass sie kleiner als eine Referenzgeschwindigkeit ist, wenn ein Teil der kühlen Luft, die von der Klimaanlage erzeugt wird, verwendet wird, um die Hochspannungsbatterie zu kühlen.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Geschwindigkeitssteuerung (204) die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors einstellt, so dass sie höher ist als eine Referenzgeschwindigkeit, wenn ein Teil der kühlen Luft, die von der Klimaanlage erzeugt wird, nicht zum Kühlen der Hochspannungsbatterie verwendet wird.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ausgabesignal ein erstes Signal ist, das anzeigt, dass die Zündung des Fahrzeuges in einem eingeschalteten Zustand ist und die Klimaanlage in einem ausgeschalteten Zustand ist; oder ein zweites Signal ist, das anzeigt, dass die Zündung des Fahrzeugs in einem eingeschalteten Zustand ist und die Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand ist.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung (200) ferner aufweisend: • einen Temperatursensor (210), der eingerichtet ist, eine Temperatur der Hochspannungsbatterie zu ermitteln; • einen Steuerung-Bereichsnetzwerk-Empfänger; • eine Backup-Steuerung (208), die eingerichtet ist, das Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter (400) an eine Geschwindigkeitssteuerung (204) zu übermitteln, wenn ein Fehler in dem Steuerung-Bereichsnetzwerk-Empfänger erzeugt wird; • wobei die Geschwindigkeitssteuerung (204) eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors basierend auf dem Ausgabesignal, dass von der Backup-Steuerung (208) übertragen wurde, und der Temperatur, die von dem Temperatursensor (210) ermittelt wurde, einzustellen; und • eine Elektromotor-Antriebssteuerung (206), die eingerichtet ist, den Kühlerlüfter-Elektromotor (300) bei der Geschwindigkeit, die mittels der Geschwindigkeitssteuerung (204) eingestellt wurde, anzutreiben.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 6, wobei die Backup-Steuerung (208) die Geschwindigkeitssteuerung (204) steuert, um die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors auf eine Referenzgeschwindigkeit einzustellen oder die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors von der Referenzgeschwindigkeit um eine Stufe zu erhöhen, wenn eine Spannung des Ausgabesignals einem ersten Zustand entspricht.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 6, wobei die Backup-Steuerung (208) die Geschwindigkeitssteuerung (204) steuert, um die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors um zwei Stufen zu erhöhen, wenn eine Spannung des Ausgabesignals einem zweiten Zustand entspricht.
System zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 8, wobei die Backup-Steuerung (208) die Geschwindigkeitssteuerung (204) steuert, um die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors auf ein Maximum zu erhöhen, wenn die Spannung des Ausgabesignals dem zweiten Zustand entspricht und eine Störung in dem Temperatursensor (210) erzeugt wird oder vorliegt.
Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie, aufweisend: • Ausgeben eines Signals mittels eines Klimaanlage-Drucktransmitters (400), das anzeigt, ob oder ob nicht die Zündung eines Fahrzeugs eingeschaltet ist/wird und ob oder ob nicht eine Klimaanlage betrieben wird; • Steuern eines Kühlerlüfter-Elektromotors basierend auf dem Ausgabesignal von dem Klimaanlage-Drucktransmitter, wenn ein Fehler in der Steuerung-Bereichsnetzwerk-Kommunikation erzeugt wird oder vorliegt mittels einer Kühlerlüfter-Elektromotorsteuerung (200); und • Kühlen der Hochspannungsbatterie des Fahrzeugs mittels des Kühlerlüfter-Elektromotors.
Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 10, das Steuern des Kühlerlüfter-Elektromotors aufweisend: • Übermitteln des Ausgabesignals von dem Klimaanlage-Drucktransmitter (400) an eine Geschwindigkeitssteuerung (204) mittels einer Backup-Steuerung (208), wenn der Fehler in der Steuerung-Bereichsnetzwerk-Kommunikation erzeugt wird, vorliegt oder auftritt; • Einstellen einer Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors mittels der Geschwindigkeitssteuerung (204) basierend auf dem übertragenen Ausgabesignal; und • Antreiben des Kühlerlüfter-Elektromotors mittels einer Elektromotor-Antriebsteuerung mit der eingestellten Geschwindigkeit.
Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 11, wobei beim Einstellen der Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors, die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors kleiner als die Referenzgeschwindigkeit eingestellt wird, wenn ein Teil der kalten Luft, die mittels der Klimaanlage erzeugt wird, verwendet wird, um die Hochspannungsbatterie zu kühlen.
Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei beim Einstellen der Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors, die Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors höher als eine Referenzgeschwindigkeit eingestellt wird, wenn ein Teil der kühlen Luft, die mittels der Klimaanlage erzeugt wird, nicht verwendet wird, die Hochspannungsbatterie zu kühlen.
Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 10, wobei das Ausgabesignal ein erstes Signal ist, das anzeigt, dass die Zündung des Fahrzeuges in einem eingeschalteten Zustand ist und die Klimaanlage in einem ausgeschalteten Zustand ist; oder ein zweites Signal ist, das anzeigt, dass die Zündung des Fahrzeugs in einem eingeschalteten Zustand ist und die Klimaanlage in einem eingeschalteten Zustand ist.
Verfahren zum Kühlen einer Hochspannungsbatterie gemäß Anspruch 10, die Steuerung des Kühlerlüfter-Elektromotors aufweisend: • Übertragen des Ausgabesignals von dem Klimaanlage-Drucktransmitter (400) an eine Geschwindigkeitssteuerung (204) mittels einer Backup-Steuerung (208), wenn der Fehler in der Steuerung-Bereichsnetzwerk-Kommunikation erzeugt wird, vorliegt oder auftritt; • Ermitteln einer Temperatur der Hochspannungsbatterie mittels eines Temperatursensor (210)s; • Einstellen einer Geschwindigkeit des Kühlerlüfter-Elektromotors basierend auf der ermittelten Temperatur und dem übertragenen Ausgabesignal mittels der Geschwindigkeitssteuerung (204); und • Antreiben des Kühlerlüfter-Elektromotors mit der eingestellten Geschwindigkeit mittels einer Elektromotor-Antriebsteuerung.