DE102015222536A1 - Verfahren und System zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs werden bereitgestellt. In dem Verfahren stellt, wenn eine momentane Stromunterbrechung in einer AC-Eingangsenergiequelle auftritt, eine DC-DC-Steuereinheit eine Ausgangsstromanweisung ein, um auf die minimale Ladeleistung begrenzt zu werden, und eine Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Steuereinheit gibt eine Spannungsanweisung an einen ersten Kondensator (Gleichspannungszwischenkreiskondensator), welcher mit einem Ausgangsanschluss der PFC-Steuereinheit verbunden ist, aus, um auf null (0) oder einen tatsächlichen Wert des Gleichspannungszwischenkreiskondensators aktualisiert zu werden. Wenn die AC-Eingangsenergiequelle dann wiederhergestellt ist, gibt die PFC-Steuereinheit die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator aus, um auf die vorhandene Spannungsanweisung mit einer vorbestimmten Steigung zu erhöhen, um den Ladebetrieb des Fahrzeugbatterieladegeräts ohne Auszusetzen reibungslos auszuführen.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, welches ermöglicht, dass ein Ladebetrieb des Fahrzeugbatterieladegeräts reibungsloser ohne Auszusetzen ausgeführt wird, bis eine Wechselstrom(AC)-Eingangsleistung nach einer momentanen Stromunterbrechung wiederhergestellt ist.
  • (b) Stand der Technik
  • Im Allgemeinen ist ein separates Fahrzeugbatterieladegerät, welches zum Erzeugen eines Ladestroms für eine Hochspannungsbatterie durch Umwandeln einer externen Leistung (zum Beispiel einer Haushalts-AC-Leistung) in eine aufladbare Gleichstrom(DC)-Leistung ausgebildet ist, in einem Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug angebracht, was eine Art eines umweltfreundlichen Fahrzeugs ist. Entsprechend wird eine während einer Fahrt des umweltfreundlichen Fahrzeugs benötigte elektrische Energie in einer Batterie unter Verwendung des Fahrzeugbatterieladegeräts von einer externen AC-Energiequelle (zum Beispiel Haushalt-AC-Energiequelle) geladen, wodurch die Fahrt des umweltfreundlichen Fahrzeugs ausgeführt wird.
  • Ein Verfahren zum Laden einer Batterie unter Verwendung des Fahrzeugbatterieladegeräts umfasst ein Anlegen einer Haushalts-AC-Leistung an das Fahrzeugbatterieladegerät, welches in einem Fahrzeug angebracht ist, Erzeugen eines Ladestroms durch Umwandeln einer AC-Leistung in eine DC-Leistung unter Verwendung des Fahrzeugbatterieladegeräts, und Anlegen des in dem Fahrzeugbatterieladegerät erzeugten Ladestroms an eine Hochspannungsbatterie zum Aufladen der Hochspannungsbatterie.
  • 1 ist eine Ansicht, welche ein Fahrzeugbatterieladegerät eines umweltfreundlichen Fahrzeugs entsprechend des Standes der Technik darstellt, und 2 ist ein Graph, welcher einen konventionellen Ladesteuerprozess eines Fahrzeugbatterieladegeräts darstellt, wenn eine momentane Stromunterbrechung in einer Eingangsstromquelle auftritt, entsprechend dem Stand der Technik. Das Fahrzeugbatterieladegerät wird zum Aufladen einer Hochspannungsbatterie als eine Hauptbatterie des umweltfreundlichen Fahrzeugs verwendet. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeugbatterieladegerät einen Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Konverter 1, einen DC-DC-Konverter 2, eine PFC-Steuereinheit 3, eine DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8, einen ersten Kondensator 4 und einen zweiten Kondensator 5.
  • Der PFC-Konverter 1 ist mit einem Ausgangsanschluss einer AC-Energiequelle 6 zum Wandeln einer AC-Eingangsspannung VAC, welche von der AC-Energiequelle 6 eingegeben wird, in eine DC-Spannung VDC und gleichzeitigen Kompensieren eines Leistungsfaktors der AC-Energiequelle 6. Der DC-DC Konverter 2 ist zwischen einem Ausgangsanschluss des PFC-Konverters 1 und einem Eingangsanschluss einer Hochspannungsbatterie 7 zum Empfangen einer DC-Spannung VDC, welche von dem PFC-Konverter 1 ausgegeben wird, und zum Wandeln der DC-Spannung VDC in eine Spannung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie 7 verbunden.
  • Insbesondere kann ein isolierter DC-DC-Konverter, welcher einen Vollbrückenschaltkreis oder einen Halbbrückenschaltkreis verwendet, als der DC-DC-Konverter 2 verwendet werden. Der erste Kondensator 4 und der zweite Kondensator 5 sind ausgebildet, eine Ausgangsspannung VDC des PFC-Konverters 1 und eine Ausgangsspannung VO des DC-DC-Konverters 2 jeweils ständig zu glätten. Die PFC-Steuereinheit 3 ist ausgebildet einen AC-Strom IAC und eine AC-Spannung VAC, welche von der AC-Energiequelle 6 ausgegeben wird, und eine Ausgangsspannung VDC des PFC-Konverters 1 zum Betreiben des PFC-Konverters 1 zu empfangen. Zusätzlich ist die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8 ausgebildet, einen Ausgangsstrom IO und eine Ausgangsspannung VO des DC-DC-Konverters 2 zum Betreiben des DC-DC-Konverters 2 zu empfangen.
  • Während dem Aufladen des, wie oben beschrieben, konfigurierten Fahrzeugbatterieladegeräts, erlaubt, obwohl die Übertragung der AC-Eingangsspannung an das Fahrzeugbatterieladegerät aufgrund einer momentanen Unterbrechung oder Trennung angehalten ist, die Steuereinheit die vorhandene Ladesteuerung unbeachtlich des Ein/Aus einer AC-Eingangsleistung beizubehalten. Wenn die AC-Eingangsspannung an dem Fahrzeugbatterieladegerät momentan unterbrochen wird, wird die Eingangsspannung VAC nicht in den PFC-Konverter 1 eingegeben. Entsprechend wird die Steuerung des PFC-Konverters 1 aufgrund des Fehlens einer Eingangsspannung unmöglich und die PFC-Steuereinheit 3 kann die Ausgangsspannung VDC des PFC-Konverters 1 nicht einstellen.
  • Mit Bezug zu 2, wenn ein Ladebetrieb des Fahrzeugbatterieladegeräts identisch zu dem vorhandenen Zustand (zum Beispiel ein Zustand, bei welchem die AC-Eingangsspannung ein ist) eingestellt wird, obwohl die AC-Eingangsspannung VAC aus ist, das heißt, wenn die PFC-Steuereinheit 3 eine Stromanweisung an den PFC-Konverter 1 und eine Spannungsanweisung an den ersten Kondensator (zum Beispiel Gleichspannungszwischenkreiskondensator (DC-link capacitor)) identisch zu dem vorhandenen Zustand ausführt, verringert sich die Ausgangsspannung VDC des ersten Kondensators 4 graduell bis auf weniger als die Minimalspannung bei einem AC-Unterbrechungsabschnitt.
  • Mit anderen Worten, in einem Zustand, bei welchem ein Eingangsstrom und eine Eingangsspannung des PFC-Konverters aufgrund einer momentanen Stromunterbrechung fehlen, das heißt, in einem Zustand, bei welchem die Ausgangsspannung VDC des ersten Kondensators 4 bei dem AC-Unterbrechungsabschnitt nicht beibehalten wird, ist die PFC-Steuereinheit 3 ausgebildet zum Ausführen der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator 4 und Ähnliches auf dem Niveau der vorhandenen Anweisung auszuführen, um die Ausgangsspannung VDC des ersten Kondensators 4 auf weniger als die Minimalspannung graduell zu vermindern. Daher werden Steuerfehler der PFC-Steuereinheit kontinuierlich angesammelt.
  • Insbesondere, wenn die AC-Eingangsleistung einer Auflösung der Unterbrechung wiederhergestellt wird, werden eine wesentliche AC-Eingangsspannung VAC und ein wesentlicher Eingangsstrom IAC sofort an den PFC-Konverter 1 angelegt, wie in 2 gezeigt, und daher fließt ein wesentlicher Induktionsstrom IL in den PFC-Konverter 1. Zusätzlich wird eine Einschwingspannung zum Aufladen der Batterie an den ersten Kondensator 4 angelegt.
  • Wenn eine Überspannung oder ein Überstrom wiederholt in dem Fahrzeugbatterieladegerät auf Grund einer momentanen Stromunterbrechung erzeugt wird, wie oben beschrieben, wird der Ladebetrieb des in dem Fahrzeug angebrachten Fahrzeugbatterieladegeräts aufgrund eines Schadens an einer internen Vorrichtung usw. angehalten. Entsprechend lädt, wenn eine Haushalts-Energiequelle zum Aufladen des Fahrzeugbatterieladegeräts verwendet wird und der AC-Eingangsenergiequelle für einige Millisekunden aufgrund einer momentanen Unterbrechung der AC-Eingangsenergiequelle keine Energie zugeführt wird, das Fahrzeugbatterieladegerät die Batterie andauernd durch Erschöpfen der Spannung des Gleichspannungszwischenkreiskondensators (erster Kondensator 4). Danach fließt, wenn die AC-Eingangsleistung wiederhergestellt ist, ein Strom von einigen hundert Ampere oder mehr sofort in den Gleichspannungszwischenkreiskondensator zum Aufladen der Batterie, und daher kann eine Überspannung größer als die Spannungsfestigkeit an den Gleichspannungszwischenkreiskondensator durch den Strom angelegt werden.
  • Im Ergebnis können Probleme wie beispielsweise ein Schaden an einer Vorrichtung aufgrund eines Überstroms und an einem Kondensator aufgrund einer Überspannung größer als die Spannungsfestigkeit auftreten und daher wird der Ladebetrieb des in dem Fahrzeug angebrachten Fahrzeugbatterieladegeräts angehalten.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs bereit, bei welchem, wenn eine momentane Stromunterbrechung in einer AC-Eingangsenergiequelle auftritt, eine DC-DC-Steuereinheit ausgebildet ist, eine Ausgangsstromanweisung einzustellen, um auf die minimale Ladeleistung begrenzt zu werden, und eine Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Steuereinheit ausgebildet ist, eine Spannungsanweisung an einen mit einem Ausgangsanschluss der PFC-Steuereinheit verbundenen ersten Kondensator (Gleichspannungszwischenkreiskondensator) einzustellen, um auf null (0) oder einen tatsächlichen Wert des Gleichspannungszwischenkreiskondensators aktualisiert zu werden, und, wenn die AC-Eingangsenergiequelle dann wiederhergestellt ist, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator einzustellen, um auf die vorhandene Spannungsanweisung mit einer vorbestimmten Steigung erhöht zu werden, um den Ladebetrieb des Fahrzeugbatterieladegeräts ohne Auszusetzen problemlos auszuführen.
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs bereit, welches umfassen kann: Bestimmen, ob eine Unterbrechung eines elektrischen Stroms in einer AC-Eingangsleistungsquelle während eines Ladebetriebs des Fahrzeugbatterieladegeräts auftritt; wenn die Stromunterbrechung in einer AC-Eingangsenergiequelle auftritt, Begrenzen einer Ausgangsstromanweisung für ein Aufladen einer Hochspannungsbatterie auf einen minimalen Ladestrom; Einstellen einer Spannungsanweisung an einem mit einem Ausgangsanschluss eines Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Konverters verbundenen ersten Kondensator, um auf null (0) oder ein tatsächliches Ausgangsspannungsniveau des ersten Kondensators aktualisiert zu werden; wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist, Wiederherstellen der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Anweisung; und Wiederherstellen der Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf die ursprüngliche Ladestromanweisung.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt, kann die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator eingestellt werden, um auf null (0) aktualisiert zu werden, durch Ausschalten der PFC-Steuereinheit oder Zurücksetzen eines Integrators in der PFC-Steuereinheit. Wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist, kann die PFC-Steuereinheit wieder eingeschaltet werden und das Zurücksetzen des Integrators kann ebenso angehalten werden.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator graduell auf die ursprüngliche Anweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung wiederhergestellt werden. Zusätzlich kann die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie graduell auf die ursprüngliche Ladestromanweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung wiederhergestellt werden. Die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie kann auf die ursprüngliche Ladestromanweisung wiederhergestellt werden, wenn das Wiederherstellen der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Anweisung abgeschlossen ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun genau mit Bezug zu beispielhaften Ausführungsformen davon beschrieben werden, welche in den beigefügten Figuren dargestellt sind, welche nachfolgend als lediglich erläuternd gegeben werden, und somit für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend sind, und wobei:
  • 1 eine Ansicht ist, welche ein Fahrzeugbatterieladegerät eines umweltfreundlichen Fahrzeugs entsprechend dem Stand der Technik darstellt;
  • 2 ein Graph ist, welcher ein konventionelles Ladesteuerverfahren eines Fahrzeugbatterieladegeräts darstellt, wenn eine momentane Stromunterbrechung in einer Eingangsenergiequelle auftritt, entsprechend dem Stand der Technik;
  • 3 ein Graph ist, welcher ein Ladesteuerverfahren eines Fahrzeugbatterieladegeräts darstellt, wenn eine momentane Stromunterbrechung in einer Eingangsenergiequelle auftritt, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Flussdiagramm ist, welches eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, welches eine andere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • 6 ein Flussdiagramm ist, welches eine weitere andere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Es sollte verstanden sein, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei diese eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen, welche die Grundprinzipien der Erfindung darstellen, wiedergeben. Die bestimmten Ausbildungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, umfassen beispielsweise bestimmte Abmessungen, Orientierungen, Positionierungen und Formen, welche teilweise durch die bestimmte vorgesehene Anwendung und Anwendungsumgebung bestimmt werden. In den Figuren bezeichnen Bezugszeichen dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die mehreren Figuren der Zeichnung hindurch.
  • DETAILBESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-„ oder andere ähnliche Begriffe, wie sie hierin verwendet werden, Motorfahrzeuge im Allgemeinen wie beispielsweise Personenwagen, umfassend Sports-Utility-Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, umfassend eine Vielfalt an Booten und Schiffen, Flugzeuge und ähnliches umfasst und Hybrid-Fahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoff-betriebene Fahrzeuge und andere Alternativ-Kraftstoff-Fahrzeuge (zum Beispiel aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnene Kraftstoffe) umfasst. Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybrid-Fahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise sowohl benzinbetriebene und elektrisch-betriebene Fahrzeuge.
  • Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wird, wobei eine Vielzahl von Einheiten verwendet wird, um das beispielhafte Verfahren auszuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenso durch ein oder eine Vielzahl von Modulen ausgeführt werden können. Zusätzlich versteht es sich, dass der Begriff Steuereinheit/Controller sich auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist zum Speichern der Module ausgebildet und der Prozessor ist insbesondere zum Ausführen der Module ausgebildet, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, welche weiter unten beschrieben werden.
  • Weiterhin kann eine Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgebildet sein, welches ausführbare Programmanweisungen beinhaltet, welche durch einen Prozessor, eine Steuereinheit/Controller oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, magnetische Bänder, Floppydisks, Flash-Speicher, Smart-Karten und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Speichermedium kann ebenso in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilt sein, sodass die computerlesbaren Medien gespeichert werden und in einer verteilten Weise ausgeführt werden, zum Beispiel durch einen Telematik-Server oder ein Steuerbereichsnetzwerk (Controller Area Network-CAN).
  • Die hierin verwendete Bezeichnungsweise dient lediglich der Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht die Erfindungen zu beschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „einer“, „eine“, „ein“ und „der“, „die“, „das“ dazu gedacht die Pluralformen ebenso zu umfassen, es sei denn der Zusammenhang gibt deutlich etwas anderes an. Es versteht sich weiter, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn diese in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten bestimmen, schließen allerdings das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren zugehörigen aufgelisteten Elementen.
  • Nachfolgend wird nun genau auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung ist dazu gedacht nicht nur die beispielhaften Ausführungen sondern ebenso verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abzudecken, welche in dem Geist und Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt, umfasst sein können.
  • Wie oben mit Bezug zu 1 beschrieben, kann ein Fahrzeugbatterieladegerät eines umweltfreundlichen Fahrzeugs einen Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Konverter 1, einen DC-DC-Konverter 2, eine PFC-Steuereinheit 3, eine DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8, einen ersten Kondensator (Gleichspannungszwischenkreiskondensator) 4, einen zweiten Kondensator 5 und Ähnliches umfassen.
  • In der vorliegenden Erfindung kann, wenn bestimmt ist, dass eine momentane Stromunterbrechung in einer AC-Eingangsenergiequelle aufgetreten ist, die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8 ausgebildet sein, eine Ausgangsstromanweisung für ein Aufladen einer Hochspannungsbatterie einzustellen, um auf einen minimalen Ladestrom begrenzt zu werden. Zusätzlich kann die PFC-Steuereinheit 3 ausgebildet sein, eine Spannungsanweisung an den ersten Kondensator (zum Beispiel Gleichspannungszwischenkreiskondensator) einzustellen, um auf null (0) oder ein aktuelles tatsächliches Ausgangsspannungsniveau eines DC-Verbindungkondensators aktualisiert zu werden.
  • Weiterhin kann in der vorliegenden Erfindung, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist, die PFC-Steuereinheit 3 ausgebildet sein die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator (Gleichspannungszwischenkreiskondensator) einzustellen, um graduell auf die ursprüngliche Spannungsanweisung für den Gleichspannungszwischenkreiskondensator mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung erhöht zu werden. Die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8 kann ausgebildet sein, die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie einzustellen, um auf die ursprüngliche Ausgangsstromanweisung mit einer im Wesentlichen konstanten Steigung zu einem Zeitpunkt, wenn die Wiederherstellung der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Spannungsanweisung abgeschlossen ist, erhöht zu werden.
  • Durch Ausführen einer Aufladesteuerung bis die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist, nach der momentanen Unterbrechung der AC-Eingangsenergiequelle, kann verhindert werden, dass ein sofortiger Überstrom und eine Überspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator des Fahrzeugbatterieladegeräts angelegt wird, somit werden interne Vorrichtungen (zum Beispiel eine Diode, ein Schalter, ein Kondensator, usw.) des Fahrzeugbatterieladegeräts, Komponenten und Ähnliches geschützt. Weiter kann der Aufladebetrieb des Fahrzeugbatterieladegeräts problemloser ohne Auszusetzen ausgeführt werden.
  • Insbesondere wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend der vorliegenden Erfindung wie nachfolgend beschrieben. 3 ist ein Graph, welcher ein Ladesteuerverfahren des Fahrzeugbatterieladegeräts der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn eine momentane Stromunterbrechung in einer Eingangsenergiequelle auftritt. 4 ist ein Flussdiagramm, welches eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt. Die nachfolgenden Verfahren verstehen sich als durch eine Hauptsteuereinheit (zum Beispiel eine obere Steuereinheit oder Ähnliches) mit einem Speicher und einem Prozessor ausgeführt zu werden.
  • Zuerst wird während eines Aufladebetriebs des Fahrzeugbatterieladegeräts bestimmt, ob eine Unterbrechung der AC-Eingangsenergiequelle auftritt. Vorzugsweise, wenn die AC-Eingangsenergiequelle sofort während des Aufladebetriebs des Fahrzeugbatterieladegeräts ausgeschaltet wird, bestimmt die PFC-Steuereinheit 3 und die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8, dass die Unterbrechung der AC-Eingangsenergiequelle aufgetreten ist.
  • Als Nächstes kann, wenn die AC-Eingangsenergiequelle aufgrund der Stromunterbrechung ausgeschaltet wird, wie durch eine Ausgangsstromanweisung an das Ladegerät in 3 angegeben, die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8 ausgebildet sein die Ausgangsstromanweisung an das Ladegerät auszugeben, das heißt, eine Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie einzustellen, um auf den minimalen Ladestrom begrenzt zu werden. Zusätzlich kann, wenn die AC-Eingangsenergiequelle aufgrund der Stromunterbrechung ausgeschaltet wird, wie durch eine Spannungsanweisung an den ersten Kondensator (Gleichspannungszwischenkreiskondensator) in 3 angegeben, die PFC-Steuereinheit 3 ausgebildet sein, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator 4 auszugeben, das heißt, der Gleichspannungszwischenkreiskondensator, welcher mit einem Ausgangsanschluss des PFC-Konverters 1 verbunden ist, wird auf null (0) oder ein aktuelles (tatsächliches) Ausgangsspannungsniveau des ersten Kondensators 4 aktualisiert.
  • Insbesondere kann die PFC-Steuereinheit ausgebildet sein, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator 4 auszugeben, um auf null (0) oder das aktuelle (zum Beispiel tatsächliche) Ausgangsspannungsniveau (zum Beispiel ein Niveau, bei welchem die Ausgangsspannung VDC des ersten Kondensators graduell auf weniger als die Minimalspannung vermindert wird) zu aktualisieren, um ein Phänomen zu verhindern, wobei, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt wird, eine Einschwingspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator angelegt wird, und daher wird die Ausgangsspannung des ersten Kondensators auf einem Überspannungsniveau oder darüber ausgegeben (es kann beobachtet werden, dass VDC das Überspannungsniveau überschreitet, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt wird, in 2).
  • Indessen kann, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt wird, das heißt, wenn die Unterbrechung der AC-Eingangsenergiequelle aufgelöst wird, die PFC-Steuereinheit 3 ausgebildet sein, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator 4 auszugeben, um graduell auf die ursprüngliche Anweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung erhöht zu werden. Weiter kann unter Berücksichtigung, dass, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt wird, eine Einschwingspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator angelegt werden kann, die PFC-Steuereinheit 3 ausgebildet sein, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator 4 auszugeben, um auf die ursprüngliche Anweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung erhöht zu werden.
  • Zusätzlich, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt wird, kann die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8 ausgebildet sein, die Ausgangsstromanweisung an das Ladegerät auszugeben, das heißt, dass die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie nicht auf den minimalen Ladestrom begrenzt wird und auf die ursprüngliche Ladestromanweisung erhöht wird. Insbesondere kann die DC-DC-Konverter-Steuereinheit 8 ausgebildet sein, die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie einzustellen, um graduell auf die ursprüngliche Ladestromanweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung erhöht zu werden. Mit anderen Worten kann die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf die ursprüngliche Ladestromanweisung zu einem Zeitpunkt wiederhergestellt werden, wenn die Wiederherstellung der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Spannungsanweisung abgeschlossen ist.
  • Entsprechend kann, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt, die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf den minimalen Ladestrom begrenzt werden und die Spannungsanweisung an den Gleichspannungszwischenkreiskondensator kann eingestellt werden, um auf null (0) oder ein tatsächliches Ausgangsspannungsniveau aktualisiert zu werden, um zu verhindern, dass ein sofortiger Überstrom und eine Überspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator des Fahrzeugbatterieladegeräts angelegt wird. Entsprechend kann es möglich sein, interne Vorrichtungen (zum Beispiel eine Diode, einen Schalter, einen Kondensator, usw.) des Fahrzeugbatterieladegeräts, Komponenten und Ähnliches zu schützen.
  • Nachfolgend wird eine andere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend der vorliegenden Erfindung wie nachfolgend beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine andere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Wie in dem Verfahren der zuvor genannten beispielhaften Ausführungsform, kann in dem Verfahren dieser beispielhaften Ausführungsform die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf den minimalen Ladestrom begrenzt werden, wenn eine Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt. Allerdings unterscheidet sich das Verfahren dieser beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf ein Ausschalten der PFC-Steuereinheit von Beginn an oder auf ein Zurücksetzen eines Integrators in der PFC-Steuereinheit zum Ausgeben der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator, um auf null (0) aktualisiert zu werden. Wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt wird, kann die PFC-Steuereinheit erneut eingeschaltet werden und das Zurücksetzen des Integrators kann angehalten werden.
  • Wie in der zuvor genannten beispielhaften Ausführungsform, kann in dieser beispielhaften Ausführungsform, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt, die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf den minimalen Ladestrom begrenzt werden und die Spannungsanweisung an den Gleichspannungszwischenkreiskondensator kann eingestellt werden, um auf null (0) durch Ausschalten der PFC-Steuereinheit von Beginn an aktualisiert zu werden, um zu verhindern, dass ein sofortiger Überstrom und eine Überspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator des Fahrzeugbatterieladegeräts angelegt wird. Entsprechend kann es möglich sein, interne Vorrichtungen (zum Beispiel eine Diode, einen Schalter, einen Kondensator, usw.) des Fahrzeugbatterieladegeräts, Komponenten und Ähnliches zu schützen.
  • Weiter wird eine weitere andere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend der vorliegenden Erfindung wie nachfolgend beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, welches eine weitere andere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugbatterieladegeräts entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Insbesondere kann das Verfahren dieser beispielhaften Ausführungsform ähnlich zu dem der zuvor genannten Ausführungsform ausgeführt werden. Allerdings unterscheidet sich das Verfahren dieser beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf ein Ausschalten der PFC-Steuereinheit oder auf ein Zurücksetzen eines Integrators in der PFC-Steuereinheit zum Ausgeben der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator, um auf null (0) aktualisiert zu werden, wenn die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie nicht begrenzt ist, wenn eine Stromunterbrechung in der AC-Energiequelle auftritt. Wenn die AC-Energiequelle wiederhergestellt wird, kann die PFC-Steuereinheit erneut eingeschaltet werden und das Zurücksetzen des Integrators kann angehalten werden.
  • Zusätzlich kann, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt, die Spannungsanweisung an den Gleichspannungszwischenkreiskondensator eingestellt werden, um auf null (0) durch Ausschalten der PFC-Steuereinheit von Beginn an aktualisiert zu werden, wenn die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie nicht begrenzt ist, um zu verhindern, dass ein sofortiger Überstrom und eine Überspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator des Fahrzeugbatterieladegeräts angelegt wird. Entsprechend kann es möglich sein, interne Vorrichtungen (zum Beispiel eine Diode, einen Schalter, einen Kondensator, usw.) des Fahrzeugbatterieladegeräts, Komponenten und Ähnliches zu schützen.
  • Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung nachfolgende Vorteile bereit.
  • Zuerst, obwohl eine momentane Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle während eines Aufladebetriebs des Fahrzeugbatterieladegeräts auftritt, kann ein Aufladen der Hochspannungsbatterie stabiler und problemloser ausgeführt werden.
  • Zweitens kann verhindert werden, dass ein sofortiger Überstrom und eine Überspannung an den PFC-Konverter und den Gleichspannungszwischenkreiskondensator des Fahrzeugbatterieladegeräts angelegt wird, wenn die AC-Eingangsleistung nach der momentanen Unterbrechung der AC-Eingangsleistungsquelle wiederhergestellt wird, um interne Vorrichtungen (zum Beispiel eine Diode, einen Schalter, einen Kondensator, usw.) des Fahrzeugbatterieladegeräts, Komponenten und Ähnliches zu schützen.
  • Die Erfindung wurde genau mit Bezug zu beispielhaften Ausführungsformen davon beschrieben. Allerdings wird durch den Fachmann verstanden werden, dass Änderungen in diesen beispielhaften Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geiste der Erfindung, dessen Schutzbereich in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalente bestimmt ist, abzuweichen.

Claims (10)

  1. Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, umfassend: Bestimmen, durch eine Steuereinheit, ob eine Stromunterbrechung in einer Wechselstrom(AC)-Eingangsenergiequelle während eines Ladebetriebs des Fahrzeugbatterieladegeräts auftritt; Begrenzen, durch die Steuereinheit, einer Ausgangsstromanweisung für ein Aufladen einer Hochspannungsbatterie auf einen minimalen Ladestrom, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt; Ausgeben, durch die Steuereinheit, einer Spannungsanweisung an einen ersten Kondensator, welcher mit einem Ausgangsanschluss eines Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Konverter verbunden ist, um auf 0 oder ein tatsächliches Ausgangsspannungsniveau des ersten Kondensators aktualisiert zu werden; Wiederherstellen, durch die Steuereinheit, der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Anweisung, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist; und Wiederherstellen, durch die Steuereinheit, der Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf die ursprüngliche Ladestromanweisung.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator eingestellt ist, um auf 0 durch Ausschalten einer PFC-Steuereinheit oder Zurücksetzen eines Integrators in der PFC-Steuereinheit aktualisiert zu werden, und, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist, die PFC-Steuereinheit erneut eingeschaltet wird und das Zurücksetzen des Integrators angehalten wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator graduell auf die ursprüngliche Anweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung wiederhergestellt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie graduell auf die ursprüngliche Ladestromanweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung wiederhergestellt wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf die ursprüngliche Ladestromanweisung zu einem Zeitpunkt wiederhergestellt wird, wenn die Wiederherstellung der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Anweisung abgeschlossen ist.
  6. Ein System zum Steuern eines Fahrzeugbatterieladegeräts eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, umfassend: einen Speicher, ausgebildet zum Speichern von Programmanweisungen; und einen Prozessor, ausgebildet zum Ausführen der Programmanweisungen, wobei die Programmanweisungen, wenn diese ausgeführt werden, ausgebildet sind zum: Bestimmen, ob eine Stromunterbrechung in einer Wechselstrom(AC)-Eingangsenergiequelle während eines Ladebetriebs des Fahrzeugbatterieladegeräts auftritt; Begrenzen einer Ausgangsstromanweisung zum Aufladen einer Hochspannungsbatterie auf einen minimalen Ladestrom, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt; Ausgeben einer Spannungsanweisung an einen ersten Kondensator, welcher mit einem Ausgangsanschluss eines Leistungsfaktorkorrektur(Power Factor Corrector-PFC)-Konverter verbunden ist, um auf 0 oder ein tatsächliches Ausgangsspannungsniveau des ersten Kondensators aktualisiert zu werden; Wiederherstellen der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Anweisung, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist; und Wiederherstellen der Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf die ursprüngliche Ladestromanweisung.
  7. System gemäß Anspruch 6, wobei, wenn die Stromunterbrechung in der AC-Eingangsenergiequelle auftritt, die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator eingestellt ist, um auf 0 durch Ausschalten einer PFC-Steuereinheit oder Zurücksetzen eines Integrators in der PFC-Steuereinheit aktualisiert zu werden, und, wenn die AC-Eingangsenergiequelle wiederhergestellt ist, die PFC-Steuereinheit erneut eingeschaltet wird und das Zurücksetzen des Integrators angehalten wird.
  8. System gemäß Anspruch 6, wobei die Spannungsanweisung an den ersten Kondensator graduell auf die ursprüngliche Anweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung wiederhergestellt wird.
  9. System gemäß Anspruch 6, wobei die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie graduell auf die ursprüngliche Ladestromanweisung mit einem vorbestimmten Schritt oder einer vorbestimmten Steigung wiederhergestellt wird.
  10. System gemäß Anspruch 6, wobei die Ausgangsstromanweisung zum Aufladen der Hochspannungsbatterie auf die ursprüngliche Ladestromanweisung zu einem Zeitpunkt wiederhergestellt wird, wenn die Wiederherstellung der Spannungsanweisung an den ersten Kondensator auf die ursprüngliche Anweisung abgeschlossen ist.
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