DE102017206011A1 - DC/DC-Wandler, Batterieenergiemanagementsystem und Hybridfahrzeug - Google Patents

DC/DC-Wandler, Batterieenergiemanagementsystem und Hybridfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102017206011A1
DE102017206011A1 DE102017206011.5A DE102017206011A DE102017206011A1 DE 102017206011 A1 DE102017206011 A1 DE 102017206011A1 DE 102017206011 A DE102017206011 A DE 102017206011A DE 102017206011 A1 DE102017206011 A1 DE 102017206011A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
converter
battery
voltage power
low
voltage
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
DE102017206011.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Jia Hu
Binyan Xu
Lingling Li
Lei Zhang
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
Publication of DE102017206011A1 publication Critical patent/DE102017206011A1/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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • 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]
    • B60L58/14—Preventing excessive discharging
    • 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]
    • B60L58/15—Preventing overcharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • 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
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

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 einen DC/DC-Wandler für ein Hybridfahrzeug, ein Batterieenergiemanagementsystem mit dem DC/DC-Wandler und ein entsprechendes Hybridfahrzeug. Der erfindungsgemäße DC/DC-Wandler ist dazu eingerichtet, eine an dem Niederspannungs-Stromnetz anliegende Ausgangsspannung in Abhängigkeit von Parameterinformationen eines Batteriezustands in dem Hochspannungs-Stromnetz oder dem Niederspannungs-Stromnetz und/oder von Parameterinformationen eines Fahrzeugbetriebszustands zu steuern. Die Erfindung kann den Niederspannungsbatteriepack immer in einem geeigneten Ladezustandsniveau halten. In Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsmodi eines Fahrzeugs kann der DC/DC-Wandler eine Erhöhung oder Reduzierung der Ausgangsspannung automatisch steuern.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Hybridfahrzeug, genauer gesagt, einen DC/DC-Wandler für ein Hybridfahrzeug, ein Batterieenergiemanagementsystem mit dem DC/DC-Wandler und ein entsprechendes Hybridfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Mit einer wachsenden Entwicklung des Hybridfahrzeugs stellt es unter der Voraussetzung einer Gewährleistung der dynamischen Leistungen ein zu lösendes Problem dar, einen minimalen Kraftstoffverbrauch sowie eine minimale Emission zu garantieren und einen SOC-Ladezustandswert einer Batterie in einem relativ guten Bereich zu aufrechtzuerhalten. In der Regel ist ein im Hybridfahrzeug verwendeter Akkumulator hauptsächlich eine Blei-Säure-Batterie, eine NiMH-Batterie und eine Litium-Ionen-Batterie. Am Beispiel einer Blei-Säure-Batterie ist eine 12V-Blei-Säure-Batterie eine Stromversorgung eines Niederdrucksystems eines Fahrzeugs, die über einen DC/DC-Wandler eine Hochspannungsstromversorgung eines Hochspannungsbatteriepacks in eine Niederspannungsstromversorgung umwandelt, und die Blei-Säure-Batterie wird durch eine Steuerung eines Ein- und Ausschaltens des DC/DC-Wandlers geladen.
  • Im gegenwärtigen Hybridsystem ist noch keine Aufmerksamkeit darauf geschenkt, eine Ausgangsspannung einer Niederspannungsseite (12V oder 14V) eines DC/DC-Wandlers zu steuern. Deshalb ist der DC/DC-Wandler normalerweise als ein traditioneller Generator verwendet. Wenn sich der DC/DC-Wandler in einem Einschaltzustand befindet, bleibt die Blei-Säure-Batterie in einem geladenen Zustand, unabhängig davon, ob sie voll oder nicht ist. Dies kann eine Überladung der Blei-Säure-Batterie verursachen, wodurch die Lebensdauer der Blei-Säure-Batterie erheblich reduziert ist. Außerdem gibt es keinen Platz für eine Speicherung zusätzlicher Energie, z.B. die beim Bremsen oder Ausrollen des Fahrzeugs erzeugte freie Energie, wenn der Hochspannungsbatteriepack ebenfalls voll ist. Dies führt zu einer Energieverschwendung und einem relativ hohen Kraftstoffverbrauch.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Steuerung einer Ausgangszielspannung eines DC/DC-Wandlers eines vorhandenen Hybridfahrzeugs zu verbessern, um einen Ladezustand eines Akkumulators, insbesondere einer Niederspannungsbatterie, auf einem geeigneten Niveau zu halten, so dass ausreichende Leistungen beim Anfahren oder Beschleunigen des Fahrzeugs bereitgestellt sind, während Energie beim Bremsen oder Verzögern des Fahrzeugs rückgewonnen ist. Dadurch werden die Lebensdauer sowie die Sicherheit der Batterie verbessert und der Kraftstoffverbrauch wird reduziert.
  • Dafür ist gemäß einem Aspekt der Erfindung ein DC/DC-Wandler für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, das ein Hochspannungs-Stromnetz und ein Niederspannungs-Stromnetz umfasst, wobei der DC/DC-Wandler dazu eingerichtet ist, eine an dem Niederspannungs-Stromnetz anliegende Ausgangsspannung in Abhängigkeit von Parameterinformationen eines Batteriezustands in dem Hochspannungs-Stromnetz oder dem Niederspannungs-Stromnetz und/oder von Parameterinformationen eines Fahrzeugbetriebszustands zu steuern.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der DC/DC-Wandler über einen CAN-BUS mit einer die Parameterinformationen des Batteriezustands und/oder des Fahrzeugbetriebszustands aufnehmenden Überwachungseinheit und einer die Ausgangsspannung steuernden Steuereinheit kommuniziert.
  • Im Falle einer Aufnahme der Parameterinformationen des Batteriezustands zum Steuern der Ausgangsspannung ist gemäß einer Ausführungsform der DC/DC-Wandler zum Reduzieren der Ausgangsspannung eingerichtet und damit wird ein Laden eines Niederspannungsbatteriepacks zum Sparen von Energien gestoppt, wenn der Niederspannungsbatteriepack des Niederspannungs-Stromnetzes einen hohen Ladezustandswert aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der DC/DC-Wandler zum Erhöhen der Ausgangsspannung eingerichtet, so dass ein Niederspannungsbatteriepack geladen wird, wenn ein Ladezustandwert eines Niederspannungsbatteriepacks des Niederspannungs-Stromnetzes einen eingestellten Schwellenwert unterschreitet oder ein Hochspannungsbatteriepack des Hochspannungs-Stromnetzes einen hohen Ladezustandswert aufweist. Dabei kann freie Energie, die während eines Fahrzeugbetriebszustands (z.B. Bremsen oder Ausrollen) erzeugt ist, rückgewonnen und in den Niederspannungsbatteriepack gespeichert werden.
  • In bevorzugten Formen umfasst das Hochspannungs-Stromnetz eine elektrische Maschine, wobei durch die elektrische Maschine und ein Batteriemanagementsystem (BMS) die Parameterinformationen des Batteriezustands des Hochspannungs-Stromnetzes erhalten werden, und wobei die Parameterinformationen des Batteriezustands des Niederspannungs-Stromnetzes durch einen Batteriesensor (EBS) erhalten werden können. Mit diesen Informationen steuert der DC/DC-Wandler eine Zielausgangsspannung für das Niederspannungs-Stromnetz. Somit bleibt der Ladezustand eines Niederspannungsbatteriepacks immer in einem geeigneten Bereich und mehr freie Energie kann gespeichert werden.
  • Im Falle einer Aufnahme der Parameterinformationen des Fahrzeugbetriebszustands zum Steuern der Ausgangsspannung ist gemäß einer Ausführungsform der DC/DC-Wandler während eines Anfahrens oder Beschleunigens des Fahrzeugs zum Reduzieren der Ausgangsspannung eingerichtet, um einem Motor mehr Energie zum Beschleunigen bereitzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der DC/DC-Wandler während einer Verzögerung oder eines Bremsens des Fahrzeugs zum Erhöhen der Ausgangsspannung eingerichtet, um mehr freie Energie zu sparen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Batterieenergiemanagementsystem bereitgestellt, das ein Hochspannungs- und ein Niederspannungs-Stromnetz umfasst, die über den DC/DC-Wandler miteinander verbunden sind.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Hybridfahrzeug mit dem Batterieenergiemanagementsystem dargestellt.
  • Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegen darin, das Niederspannungsbatteriepack immer auf einem geeigneten Ladezustandsniveau zu halten und den Platz für das Speichern freier Energie zu lassen. Dadurch können mehr Kraftstoffen gespart werden. In Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsmodi des Fahrzeugs kann der DC/DC-Wandler eine Erhöhung oder Verringerung der Ausgangsspannung automatisch steuern. Ferner wird in dem erfindungsgemäßen Batterieenergiemanagementsystem ein traditioneller Generator durch eine elektrische Maschine ersetzt. Damit kann Hochspannungsenergie in einem Generatormodus erzeugt werden. Gleichzeitig kann die elektrische Maschine auch als einen Elektromotor verwendet werden, um die Energie des Motors des Fahrzeugs zu erhöhen oder den Motor direkt zu starten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, wobei:
  • 1: eine beispielhafte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batterieenergiemanagementsystems für ein Hybridfahrzeug,
  • 2: eine schematische Darstellung einer automatischen Einstellung einer Ausgangsspannung eines DC/DC-Wandlers von einem Hybridfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batterieenergiemanagementsystem während eines Betriebs. Konkrete Ausführungsformen:
    Im Folgenden werden Ausführungen sowie Verwendungen der Ausführungsbeispiele detailliert dargestellt. Allerdings versteht es sich, dass die diskutierten Ausführungsbeispiele nur einige Weisen zum Ausführen sowie Verwenden der Erfindung beispielhaft darstellen und den Rahmen der Erfindung nicht beschränken.
  • In Bezug auf 1 ist zunächst ein erfindungsgemäßes Batterieenergiemanagementsystem mit einem DC/DC-Wandler für ein Hybridfahrzeug gezeigt. Das Batterieenergiemanagementsystem umfasst ein Hochspannungs-Stromnetz 20 und ein Niederspannungs-Stromnetz 30, die über einen DC/DC-Wandler 10 miteinander verbunden sind. Das Hochspannungs-Stromnetz 20 umfasst eine elektrische Maschine 21, einen Hochspannungsbatteriepack 22 und eine Hochspannungslastanordnung 23. Das Niederspannungs-Stromnetz 30 umfasst einen Starter 31, einen Niederspannungsbatteriepack 32 und eine Niederspannungslastanordnung 33. Erfindungsgemäß ist der DC/DC-Wandler 10 dazu eingerichtet, eine an dem Niederspannungs-Stromnetz 30 anliegende Ausgangsspannung in Abhängigkeit von Parameterinformationen eines Batteriezustands in dem Hochspannungs-Stromnetz 20 oder dem Niederspannungs-Stromnetz 30 und/oder von Parameterinformationen eines Fahrzeugbetriebszustands zu steuern. Somit verbessert das Batterieenergiemanagementsystem in vorteilhafter Weise ein Ladezustandsniveau eines Niederspannungsbatteriepacks in einem Fahrzeug-Niederspannungsnetz mit einer Spannung von 12V. Dadurch ist das Ziel, Energie zu sparen sowie Kraftstoffverbrauch zu verbessern, erreicht und gleichzeitig ist die Lebensdauer des Niederspannungsbatteriepacks verlängert.
  • Der Einfachheit halber ist in der 1 nur ein wesentlicher Teil des Batterieenergiemanagementsystems gezeigt. Es versteht sich, dass das Batterieenergiemanagementsystem unbedingt eine Überwachungseinheit und eine Steuereinheit umfasst. Das Hochspannungs-Stromnetz 20 ist beispielsweise ein 48V Fahrzeug-Hochspannungs-Stromnetz. Vorteilhafterweise wird durch die elektrische Maschine 21 ein Generator in einem traditionellen Hybridfahrzeug ersetzt und die elektrische Maschine kann von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Dadurch wird in einem Generatormodus elektrische Energie in Abhängigkeit von einer Drehbewegung des Verbrennungsmotors generiert und in das Hochspannungs-Stromnetz 20 eingespeist, um mehrere Hochspannungslastanordnungen 23 zu betreiben. Gleichzeitig kann die elektrische Maschine 21 als ein Elektromotor verwendet werden, um die Energie des Motors des Fahrzeugs zu erhöhen oder den Motor direkt zu starten. Der Starter 31 zum Starten des Verbrennungsmotors und der Niederspannungsbatteriepack 32 sind in dem Niederspannungs-Stromnetz 30 einer Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers 10 angeordnet, wobei über den DC/DC-Wandler 10 eine Gleichspannung von beispielsweise 12V bis 48V an der Eingangsseite in eine Ausgangsspannung von beispielsweise 12V oder 14V an der Ausgangsseite umgewandelt wird, um die mehreren Hochspannungslastanordnungen 23 zu betreiben.
  • Vorzugsweise kommuniziert der DC/DC-Wandler 10 beispielsweise über einen CAN-BUS mit einer die Parameterinformationen des Batteriezustands und/oder des Fahrzeugbetriebszustands aufnehmenden Überwachungseinheit sowie einer die Ausgangsspannung steuernden Steuereinheit, um eine Übertragung von Informationen des relevanten Stromnetzstatuses, Informationen des Fahrzeugbetriebszustands und der Steuerparametern zu ermöglichen. Dabei kann die Parameterinformation des Batteriezustands des Hochspannungsbatteriepacks 22 des Hochspannungs-Stromnetzes 20 durch die elektrische Maschine 21 und ein Batteriemanagementsystem BMS (nicht gezeigt) sowie eine Parameterinformation eines Batteriezustands des Niederspannungsbatteriepacks 32 des Niederspannungs-Stromnetzes 30 durch einen Batteriesensor EBS (nicht gezeigt) erhalten werden. Zum Beispiel kann das Batteriemanagementsystem BMS zum Überwachen und Verarbeiten von Batteriezustandsparametern eines Batteriepacks ausgebildet werden, die Temperatur, Spannung, Strom, Ladezustand SOC usw. umfassen. Aufgrund der aufgenommenen Batteriezustandsparameter kann der DC/DC-Wandler 10 die Ausgangsspannung seiner Ausgangsseite steuern.
  • Im Falle einer Aufnahme der Parameterinformationen des Batteriezustands zum Steuern der Ausgangsspannung verringert der DC/DC-Wandler 10 die Ausgangsspannung und damit wird ein Laden des Niederspannungsbatteriepacks 32 gestoppt, wenn der Niederspannungsbatteriepack 32 voll ist und einen hohen Ladezustandswert aufweist. Wenn der Niederspannungsbatteriepack 32 nicht voll ist und sein Ladezustandswert einen eingestellten Schwellenwert unterschreitet oder der Hochspannungsbatteriepack 22 einen hohen Ladezustandswert aufweist, ist die elektrische Maschine 21 in einen Generatormodus umgeschaltet und der Niederspannungsbatteriepack 32 wird durch eine Erhöhung der Ausgangsspannung von dem DC/DC-Wandler 10 geladen. Außerdem kann der Batteriepack in diesem Fall Energie rückgewinnen, die beim Bremsen, Hinunterfahren oder Leerlaufen des Fahrzeugs erzeugt ist. Dadurch wird die Effizienz der Energierückgewinnung erheblich verbessert und der Kraftstoffverbrauch reduziert.
  • Im Falle einer Aufnahme der Parameterinformationen des Fahrzeugbetriebszustands zum Steuern der Ausgangsspannung ist erfindungsgemäß der DC/DC-Wandler dazu eingerichtet, eine Erhöhung oder Verringerung der Ausgangsspannung abhängig von verschiedenen Betriebsmodi des Fahrzeugs automatisch zu steuern. In 2 ist ein Fahrvorgang in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten v in Beschleunigungsprozessen A1, A2 und Verzögerungsprozessen D1, D2 sowie einem Prozess mit konstanter Geschwindigkeit dazwischen aufgeteilt. Während des Prozesses mit konstanter Geschwindigkeit ist die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers auf einem normalen Niveau U2 gehalten. Während der Beschleunigungsprozesse A1, A2, beispielsweise beim Anfahren oder Beschleunigen des Fahrzeugs, ist die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers auf ein niedriges Niveau U3 reduziert. Während der Verzögerungsprozesse D, D2, beispielsweise beim Verzögern oder Bremsen des Fahrzeugs, ist die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers auf ein hohes Niveau U1 erhöht.
  • Um die Erfindung besser zu verstehen, werden in der obigen Offenbarung der Fall der Aufnahme der Parameterinformationen des Batteriezustands oder der Aufnahme der Parameterinformationen des Fahrzeugbetriebszustands getrennt beschrieben. Allerdings versteht es sich, dass die Parameterinformationen der beiden Zustände nicht absolut unabhängig voneinander sind. Bei tatsächlichen Verwendungen des Hybridfahrzeugs führt das erfindungsgemäße Batterieenergiemanagementsystem über den CAN-BUS Kommunikationen durch, um eine Aufnahme bzw. Verarbeitung der Parameterinformationen relevanter Zustände und eine Übertragung relevanter Steueranweisungen zu erfolgen. In Abhängigkeit von diesen Informationen wird die Ausgangsspannung an einer Seite des Niederspannungs-Stromnetzes durch den DC/DC-Wandler entsprechend reduziert oder erhöht, so dass der Ladezustand des Niederspannungsbatteriepacks immer in einem geeigneten Bereich liegt und die Batterie in einem guten Betriebszustand gehalten werden kann. Dadurch sind eine Überladung bzw. eine Überentladung vermieden und die Lebensdauer der Batterie ist verlängert und die Kosten sind reduziert. Zugleich kann mehr freie Energie gespeichert werden und damit sind die dynamische Leistung und die Wirtschaftlichkeit des Hybridfahrzeugs in einem größeren Ausmaß garantiert.
  • Bisher sind die technischen Inhalte und Merkmale der Erfindung offenbart. Allerdings kann es verstanden werden, dass der Fachmann mit Rücksicht auf das kreative Denken der Erfindung das offenbarte Konzept unterschiedlich ändern und modifizieren kann, wobei die unterschiedliche Änderungen und Modifikationen auch zum Schutzumfang der Erfindung gehören. Die Beschreibung der Ausführungsformen ist nicht einschränkend, sondern beispielhaft, und der Schutzumfang der Erfindung ist von den Ansprüchen bestimmt.

Claims (9)

  1. DC/DC-Wandler für ein Hybridfahrzeug, das ein Hochspannungs-Stromnetz und ein Niederspannungs-Stromnetz umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler dazu eingerichtet ist, eine an dem Niederspannungs-Stromnetz anliegende Ausgangsspannung in Abhängigkeit von Parameterinformationen eines Batteriezustands in dem Hochspannungs-Stromnetz oder dem Niederspannungs-Stromnetz und/oder von Parameterinformationen eines Fahrzeugbetriebszustands zu steuern.
  2. DC/DC-Wandler nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler über einen CAN-BUS mit einer die Parameterinformationen des Batteriezustands und/oder des Fahrzeugbetriebszustands aufnehmenden Überwachungseinheit und einer die Ausgangsspannung steuernden Steuereinheit kommuniziert.
  3. DC/DC-Wandler nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler zum Reduzieren der Ausgangsspannung eingerichtet ist, wenn ein Niederspannungsbatteriepack des Niederspannungs-Stromnetzes einen hohen Ladezustandswert aufweist.
  4. DC/DC-Wandler nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler zum Erhöhen der Ausgangsspannung eingerichtet ist, wenn ein Ladezustandwert eines Niederspannungsbatteriepacks des Niederspannungs-Stromnetzes einen eingestellten Schwellenwert unterschreitet oder ein Hochspannungsbatteriepack des Hochspannungs-Stromnetzes einen hohen Ladezustandswert aufweist.
  5. DC/DC-Wandler nach dem Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochspannungs-Stromnetz eine elektrische Maschine umfasst, wobei durch die elektrische Maschine und ein Batteriemanagementsystem die Parameterinformationen des Batteriezustands des Hochspannungs-Stromnetzes erhalten werden, und wobei die Parameterinformationen des Batteriezustands des Niederspannungs-Stromnetzes durch einen Batteriesensor erhalten werden.
  6. DC/DC-Wandler nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler während eines Anfahrens oder Beschleunigens des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung zu reduzieren.
  7. DC/DC-Wandler nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler während einer Verzögerung oder einem Bremsens des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung zu erhöhen.
  8. Batterieenergiemanagementsystem mit einem Hochspannungs-Stromnetz und einem Niederspannungs-Stromnetz, die über einen DC/DC-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7 miteinander verbunden sind.
  9. Hybridfahrzeug mit einem Batterieenergiemanagementsystem nach dem Anspruch 8.
DE102017206011.5A 2016-04-14 2017-04-07 DC/DC-Wandler, Batterieenergiemanagementsystem und Hybridfahrzeug Pending DE102017206011A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620310499.0U CN205554092U (zh) 2016-04-14 2016-04-14 Dc/dc转换器、电池能量管理系统及混合动力车辆
CN201620310499.0 2016-04-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017206011A1 true DE102017206011A1 (de) 2017-10-19

Family

ID=56810911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017206011.5A Pending DE102017206011A1 (de) 2016-04-14 2017-04-07 DC/DC-Wandler, Batterieenergiemanagementsystem und Hybridfahrzeug

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170297440A1 (de)
CN (1) CN205554092U (de)
DE (1) DE102017206011A1 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765641B1 (ko) * 2016-09-09 2017-08-23 현대자동차 주식회사 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치 및 방법
KR101776763B1 (ko) * 2016-11-11 2017-09-08 현대자동차 주식회사 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법 및 장치
US10611258B2 (en) * 2016-11-15 2020-04-07 Ford Global Technologies, Llc Battery recharge notification and automatic recharge
KR102506849B1 (ko) * 2016-12-13 2023-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 직류컨버터 제어 장치 및 방법
CN108263214B (zh) * 2016-12-30 2020-03-24 北京汽车集团有限公司 一种混合动力电动汽车低压蓄电池的能量控制方法及装置
CN108657159B (zh) * 2017-03-31 2020-09-15 比亚迪股份有限公司 混合动力汽车及其动力系统和发电控制方法
US11289929B2 (en) * 2018-02-23 2022-03-29 Volvo Construction Equipment Ab Method for evaluating a state of charge of a rechargeable battery
DE102018202854B4 (de) * 2018-02-26 2020-01-02 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes eines Hybridkraftfahrzeugs und Hybridkraftfahrzeug
CN108515961B (zh) * 2018-03-29 2020-04-21 吉利汽车研究院（宁波）有限公司 48v混合动力系统的dcdc控制方法及系统
US10703218B2 (en) 2018-08-03 2020-07-07 Ford Global Technologies, Llc System and method for selecting converters to pass non-zero current in distributed converter system
US10793019B2 (en) 2018-08-16 2020-10-06 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle DC power conversion with balancing of battery states
US20200180595A1 (en) * 2018-12-06 2020-06-11 Textron Inc. Integrated starter-generator
CN109733212B (zh) * 2019-01-24 2021-11-05 赵睿忱 一种电动汽车
US10766371B1 (en) 2019-02-22 2020-09-08 Ford Global Technologies, Llc System and method to improve range and fuel economy of electrified vehicles using life balancing
CN112736311B (zh) * 2021-01-08 2022-07-19 恒大新能源汽车投资控股集团有限公司 蓄电池的充电方法、装置和电子设备
CN113147631B (zh) * 2021-05-06 2023-03-31 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 一种低压电压变换器的输出功率确定方法及相关设备
US20240190413A1 (en) * 2021-08-10 2024-06-13 Ningbo Geely Royal Engine Components Co., Ltd Dcdc output voltage control method and control system for hybrid electric vehicle
CN115378071B (zh) * 2022-08-16 2024-02-20 惠州市乐亿通科技股份有限公司 充电控制方法、系统、装置、车载充电模组和存储介质
CN115257458A (zh) * 2022-08-24 2022-11-01 中国第一汽车股份有限公司 Dcdc转化器的控制方法、控制装置及车辆

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5321651B2 (ja) * 2011-07-21 2013-10-23 株式会社デンソー 電力変換装置
KR101417308B1 (ko) * 2012-07-30 2014-07-08 기아자동차주식회사 전기 자동차 ｌｄｃ 액티브 제어 시스템
DE102014201345A1 (de) * 2014-01-27 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Bordnetz und Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes
DE102014004791B3 (de) * 2014-04-02 2015-08-06 Audi Ag Verfahren zur Überprüfung einer Verbindung zwischen einem Niedrigspannungsnetz und einer Batterie und Kraftfahrzeug
KR101637648B1 (ko) * 2014-05-16 2016-07-08 현대자동차주식회사 출력 전압 제어 방법 및 장치
KR101628133B1 (ko) * 2014-07-04 2016-06-08 현대자동차 주식회사 펄스폭 변조 공진 컨버터 및 이를 이용한 차량용 충전기
KR20160012505A (ko) * 2014-07-24 2016-02-03 삼성전기주식회사 양방향 dc-dc 컨버터의 전력 변환 모드 제어 장치, 방법 및 이를 포함하는 양방향 dc-dc 컨버팅 장치
US20160352120A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle high-voltage system alert
KR101664713B1 (ko) * 2015-06-22 2016-10-11 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 직류변환장치 전압 제어 방법
KR101713735B1 (ko) * 2015-07-10 2017-03-08 현대자동차 주식회사 친환경 차량의 저전압 직류 변환기의 출력 제어 방법, 및 친환경 차량의 저전압 직류 변환기
JP6384441B2 (ja) * 2015-09-24 2018-09-05 トヨタ自動車株式会社 電源制御装置、車両及び電源の制御方法
US10611258B2 (en) * 2016-11-15 2020-04-07 Ford Global Technologies, Llc Battery recharge notification and automatic recharge

Also Published As

Publication number Publication date
US20170297440A1 (en) 2017-10-19
CN205554092U (zh) 2016-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017206011A1 (de) DC/DC-Wandler, Batterieenergiemanagementsystem und Hybridfahrzeug
DE10200120B4 (de) Verfahren zur Regelung eines lastabhängigen Stromgeneratorsystems in einem Elektrofahrzeug
EP2387524B1 (de) Bordnetz und Spannungswandler für ein Fahrzeug und Verfahren zum Antreiben eines Mehrspannungsbordnetzes
DE102014011768A1 (de) Brennstoffzellenfahrzeug
EP3036139B1 (de) Antriebsvorrichtung für ein hybridfahrzeug
DE102011011370A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
DE10254411A1 (de) Powermanagementsystem für einen Elektromotor
DE102010025828A1 (de) Hybridfahrzeug
DE102013101597B4 (de) Elektrische Leistungserzeugungs-Steuervorrichtung
EP3095658B1 (de) Verfahren und steuervorrichtung zur rekuperation von energie in einem hybridfahrzeug
DE102011008247B4 (de) Steueralgorithmus für Niederspannungsschaltung in Hybrid- und herkömmlichen Fahrzeugen
EP1676738A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridenergiespeichers in einem Fahrzeug mit einem Hybridantriebsystem
DE102017217850A1 (de) Wandlersteuereinrichtung für Hybridfahrzeuge und Wandlersteuerverfahren für Hybridfahrzeuge
EP1974979B1 (de) Flurförderzeug mit Hybridantrieb
DE102016217955A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
DE102016215564A1 (de) Leistungsversorgung von Fahrzeugkomponenten im Notbetrieb
DE102017200608A1 (de) Hybrid-Elektrofahrzeug
WO2010063360A1 (de) Verfahren zur regelung bzw. steuerung des ladezustands eines elektrischen energiespeichers eines hybridfahrzeugs
DE102015110688B9 (de) Hybridfahrzeug
DE102016223145A1 (de) Elektrofahrzeug-Steuervorrichtung
EP3312069B1 (de) Betriebsverfahren und vorrichtung zur steuerung eines motorischen betriebs einer elektrischen maschine eines mild-hybridantriebs eines kraftfahrzeugs
DE102015222182A1 (de) Elektrofahrzeug, System und Verfahren zur Steuerung des Elektrofahrzeugs
DE102012209453A1 (de) Kraftfahrzeugbordnetz mit einer elektrischen Maschine und wenigstens zwei Energiespeichern mit unterschiedlichen Ladespannungen sowie Verfahren zum Betreiben desselben
DE102022100299A1 (de) System zum aufwärmen einer traktionsbatterie eines stationären fahrzeugs
DE102012208462B4 (de) Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed