DE102019115389A1 - System und verfahren zum aktiven entladen eines hochspannungs-gleichstrombusses für ein fahrzeug - Google Patents

System und verfahren zum aktiven entladen eines hochspannungs-gleichstrombusses für ein fahrzeug Download PDF

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Konking Wang
Kris Sevel
Steven V. Wybo
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Abstract

Entladesteuersystem eines Fahrzeugs ein Traktionswechselrichtermodul (TPIM), das dafür konfiguriert ist, eine erste Gleichstrom-(DC)-Spannungsausgabe durch eine erste Batterie in Wechselstrom (AC)-Leistung umzuwandeln und den Wechselstrom an einen Elektromotor anzulegen. Ein Zusatzleistungsmodul (APM) ist dafür konfiguriert, die erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung einer zweiten Batterie umzuwandeln. Ein Spannungsberechnungsmodul ist dafür konfiguriert, wenn die erste DC-Spannung kleiner als eine Betriebsschwellenspannung des APM ist, die zweite DC-Spannung basierend auf einer Funktion der ersten DC-Spannung und der Betriebsschwellenspannung zu bestimmen. Ein Diagnosemodul ist dafür konfiguriert, anzuzeigen, ob ein Entladefehler vorliegt. Ein Entladesteuermodul ist dafür konfiguriert, wenn der Entladefehler vorliegt, basierend auf der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung, selektiv den Betrieb von mindestens einem von (i) dem TPIM und (ii) dem APM zu steuern.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die in diesem Abschnitt bereitgestellten Informationen dienen der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Abschnitt beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeuge und insbesondere das aktive Entladen eines Hochspannungs-Gleichstrombusses.
  • Ein Fahrzeug kann einen Motor beinhalten, der durch Verbrennung eines Luft-Kraftstoffgemischs ein Antriebsmoment erzeugt. Ein Motorsteuergerät (ECM) steuert den Motor. Das Fahrzeug kann auch einen oder mehrere Elektromotoren beinhalten. Ein Elektromotor kann zu einer gegebenen Zeit entweder als ein Generator oder als ein Motor arbeiten. Wenn er als Motor arbeitet, erzeugt der Elektromotor ein Drehmoment, das beispielsweise zum Ergänzen oder Ersetzen von Drehmomentausgabe durch den Motor verwendet werden kann.
  • Wenn er als Generator arbeitet, wandelt ein Elektromotor mechanische Energie in elektrische Energie um. Die elektrische Energie kann beispielsweise zum Laden einer Hochspannungs-(HV)-Batterie verwendet werden. Ein Zusatzleistungsmodul (APM) liefert Strom an Zubehörlasten von einer Niederspannungsbatterie (LV-Batterie). Das APM beinhaltet einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom (DC)-Wandler, der Strom von einer Gleichspannung der HV-Batterie in eine oder mehrere andere Gleichspannungen umwandelt, wie beispielsweise eine Gleichspannung der LV-Batterie.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In einem Merkmal beinhaltet ein Entladesteuersystem eines Fahrzeugs ein Traktionswechselrichtermodul (TPIM), das dafür konfiguriert ist, eine erste Gleichstrom-(DC)-Spannungsausgabe durch eine erste Batterie in Wechselstrom (AC)-Leistung umzuwandeln und den Wechselstrom an einen Elektromotor anzulegen. Ein Zusatzleistungsmodul (APM) ist dafür konfiguriert, die erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung einer zweiten Batterie umzuwandeln, wobei die zweite Gleichspannung geringer ist als die erste Gleichspannung. Ein Spannungsberechnungsmodul ist dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung kleiner als eine Betriebsschwellenspannung des APM ist, die zweite Gleichspannung basierend auf einer Funktion der ersten Gleichspannung und der Betriebsschwellenspannung zu bestimmen. Ein Diagnosemodul ist dafür konfiguriert, anzuzeigen, ob ein Entladefehler vorliegt. Ein Entladesteuermodul ist dafür konfiguriert, wenn der Entladefehler vorliegt, basierend auf mindestens einer der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung selektiv den Betrieb von mindestens einem von (i) dem TPIM und (ii) dem APM zu steuern.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung größer als ein erster Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betreiben.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung niedriger als ein erster und größer als ein zweiter Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betreiben.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung niedriger als der zweite und größer als ein dritter Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, das TPIM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen und das TPIM nicht zu betätigen, um den Wechselstrom an Wicklungen des Elektromotors anzulegen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die zweite Gleichspannung größer als ein erster Niederspannungs-(LV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betreiben.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die zweite Gleichspannung niedriger als ein erster und größer als ein zweiter Niederspannungs-(LV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betreiben.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die zweite Gleichspannung niedriger als der zweite und größer als ein dritter Niederspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, das TPIM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen und das TPIM nicht zu betätigen, um den Wechselstrom an Wicklungen des Elektromotors anzulegen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung größer als ein erster Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, Folgendes durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betreiben. Wenn die zweite Gleichspannung größer als ein erster Niederspannungs-(LV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist: das TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors betätigen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung betätigen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung niedriger als ein erster und größer als ein zweiter Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist: das TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors betätigen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung betätigen. Wenn die zweite Gleichspannung niedriger als ein erster Niederspannungs-(LV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist: das TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors betätigen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung betätigen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung niedriger als der zweite und größer als ein dritter Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, das TPIM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen und das TPIM nicht zu betätigen, um den Wechselstrom an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und wenn die zweite Gleichspannung niedriger ist als der zweite und größer ist als ein dritter Niederspannung-(LV)-Schwellenwert und der Entladefehler vorhanden ist, das APM betätigen, um die erste Gleichspannung in die zweite Gleichspannung umzuwandeln und das TPIM nicht betätigen, um den Wechselstrom an die Windungen des Elektromotors zu legen.
  • Bei weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul ferner dafür konfiguriert, wenn die erste Gleichspannung niedriger als die Betriebsschwellenspannung ist und der Entladefehler vorhanden ist, den Betrieb des APMs für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum aufrechtzuerhalten.
  • Bei weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul ferner dafür konfiguriert, wenn die zweite Gleichspannung niedriger als die Betriebsschwellenspannung ist und der Entladefehler vorhanden ist, den Betrieb des APMs für einen dritten vorbestimmten Zeitraum im Strommodus aufrechtzuerhalten.
  • In weiteren Merkmalen ist der zweite vorgegebene Zeitraum weniger als acht Sekunden und der dritte vorgegebene Zeitraum ist größer als acht Sekunden.
  • In weiteren Merkmalen ist das APM ferner dafür konfiguriert, wenn die zweite Gleichspannung eine vorgegebene Spannung für weniger als einen vierten vorbestimmten Zeitraum unterschreitet und anschließend größer als die vierte vorbestimmte Zeitdauer wird, dem TPIM für die dritte vorbestimmte Zeitdauer Strom zu liefern.
  • In weiteren Merkmalen ist das Entladesteuermodul ferner dafür konfiguriert, wenn die zweite Gleichspannung eine vorgegebene Spannung für weniger als einen vierten vorbestimmten Zeitraum unterschreitet und anschließend größer als die vierte vorbestimmte Zeitdauer wird, das TPIM aufzuwecken.
  • In einem Merkmal beinhaltet ein Entladesteuerverfahren: durch ein Traktionswechselrichtermodul (TPIM), das Umwandeln einer ersten Gleichstrom (DC)-Ausgabespannung, die durch eine erste Batterie in Wechselstrom (AC) und das Anlegen des Wechselstroms an einen Elektromotor ausgegeben wird; durch ein Zubehörleistungsmodul (APM), Umwandeln der ersten Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung einer zweiten Batterie, wobei die zweite Gleichspannung niedriger ist als die erste Gleichspannung; wenn die erste Gleichspannung kleiner als eine Betriebsschwellspannung des APM ist, Bestimmen der zweiten Gleichspannung basierend auf einer Funktion der ersten Gleichspannung und der Betriebsschwellenspannung; Anzeigen, ob ein Entladefehler vorliegt; und wenn der Entladefehler vorliegt, basierend auf mindestens einer der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung, selektives Steuern des Betriebs von mindestens einem der (i) TPIM und (ii) des APM.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Entladesteuerverfahren ferner, wenn die erste Gleichspannung größer als ein erster Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Entladesteuerverfahren ferner, wenn die erste Gleichspannung niedriger als ein erster und größer als ein zweiter Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Entladesteuerverfahren ferner, wenn die erste Gleichspannung niedriger als der zweite und größer als ein dritter Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung, und das TPIM nicht zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors zu betätigen.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Entladesteuerverfahren ferner, wenn die zweite Gleichspannung größer als ein erster Niederspannungs-(LV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: Betätigen des TPIM zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  • Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei gilt:
    • 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugsystems;
    • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm des beispielhaften Fahrzeugsystems, einschließlich eines Entladekreises;
    • 3 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuergeräts; und
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Entladen eines Hochspannungs-Gleichstrombusses darstellt.
  • In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug kann durch einen Elektromotor angetrieben werden, der durch eine Hochspannungs-(HV)-Batterie angetrieben wird. Ein Hochspannungs-(HV)-Gleichstrom-(DC)-Bus verbindet die HV-Batterie mit verschiedenen HV-Komponenten, einschließlich eines Zubehörleistungsmoduls (APM), eines Traktionswechselrichtermoduls (TPIM), eines Elektroheizers und anderer geeigneter HV-Komponenten. Das APM liefert Strom an Zubehörlasten. Das APM beinhaltet einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom (DC)-Wandler, der Strom von einer Gleichspannung der HV-Batterie in eine oder mehrere andere Gleichspannungen umwandelt, wie beispielsweise eine Gleichspannung zum Laden der Niederspannungs-(LV)-Batterie und/oder zum Betreiben der Zubehörlasten.
  • Unter bestimmten Umständen muss der HV-DC-Bus möglicherweise innerhalb eines ersten vorbestimmten Zeitraums (z. B. weniger als fünf Sekunden) auf einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert (z. B. weniger als 60 Volt) entladen werden. Jedoch kann die Spannung im HV-DC-Bus zu hoch bleiben (z. B. größer als die vorgegebene Spannungsschwelle), nachdem die HV-Batterie aufgrund der in einem Kondensator auf dem HV-DC-Bus gespeicherten Energie getrennt wurde. Zusätzlich kann ein Entladefehlerzustand verhindern, dass die LV-Batterie verwendet wird, um die im Kondensator gespeicherte Energie zu entladen und die Spannung im HV-DC-Bus auf die vorbestimmte Spannungsschwelle zu reduzieren (z. B. weniger als 60 Volt). So ist beispielsweise ein Masseschluss-Fehlerzustand vorhanden, wenn die LV-Batterie mit der Masse kurzgeschlossen ist.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Entladesteuermodul eine Eingangs- und Ausgabespannung des Zubehörleistungsmoduls überwachen und den HV-DC-Bus auf den vorgegebenen Spannungsschwellenwert (z. B. weniger als 60 Volt) innerhalb des ersten vorbestimmten Zeitraums (z. B. weniger als fünf Sekunden) entladen. Wenn beispielsweise die Eingangsspannung größer als ein erster HV-Schwellenwert ist oder die Ausgabespannung größer als ein erster LV-Schwellenwert ist, kann das Entladungssteuermodul das TPIM und das APM zum Entladen des HV-DC-Busses verwenden. Wenn die Eingangsspannung niedriger als ein erster HV-Schwellenwert ist oder größer als ein zweiter HV-Schwellenwert, oder wenn die Ausgabespannung niedriger als der erste LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist, kann das Entladesteuermodul das TPIM und das APM zum Entladen des HV-Gleichstroms verwenden. Wenn die Eingangsspannung niedriger als ein zweiter HV-Schwellenwert ist oder größer als ein dritter HV-Schwellenwert, oder wenn die Ausgabespannung niedriger als der zweite LV-Schwellenwert und größer als ein dritter LV-Schwellenwert ist, kann das Entladesteuermodul das APM zum Entladen des HV-Gleichstroms verwenden.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugsystems präsentiert. Während ein Fahrzeugsystem für ein Hybridfahrzeug gezeigt und beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung auch auf Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, autonome Fahrzeuge und andere Arten von Fahrzeugen anwendbar. Die vorliegende Offenbarung ist auf autonome Fahrzeuge, halbautonome Fahrzeuge, nicht autonome Fahrzeuge und andere Arten von Fahrzeugen anwendbar.
  • Ein Motor 102 verbrennt ein Luft-/Kraftstoffgemisch, um Antriebsmoment zu erzeugen. Ein Motorsteuergerät (ECM) 106 steuert den Motor 102. So steuert beispielsweise das ECM 106 die Betätigung diverser Motorstellelemente, u. a. Drosselventil, Zündkerze(n), Kraftstoff-Einspritzdüse(n), Ventilantriebe, Nockenwellenversteller, Abgasrückführungsventil (AGR) und Dampfräder.
  • Der Motor 102 kann Drehmoment auf ein Getriebe 110 ausgeben. Ein Getriebesteuermodul (TCM) 114 steuert den Betrieb des Getriebes 110. So kann beispielsweise das TCM 114 die Gangwahl innerhalb des Getriebes 110 und eine oder mehr Drehmomentübertragungsvorrichtungen (z. B. einen Drehmomentwandler, eine oder mehrere Kupplungen usw.) steuern.
  • Das Fahrzeugsystem kann einen oder mehrere Elektromotoren beinhalten. So kann beispielsweise ein Elektromotor 118 außerhalb des Getriebes 110 implementiert sein, wie im Beispiel von 1 dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann der Elektromotor 118 innerhalb des Getriebes 110 implementiert sein. Ein Elektromotor kann zu einer gegebenen Zeit entweder als ein Generator oder als ein Motor arbeiten. Wenn er als Generator arbeitet, wandelt ein Elektromotor mechanische Energie in elektrische Energie um. Die elektrische Energie kann beispielsweise verwendet werden, um eine Hochspannungs-(HV)-Batterie 126 über ein Traktionswechselrichtermodul (TPIM) 134 aufzuladen. Wenn er als Motor arbeitet, erzeugt ein Elektromotor ein Drehmoment, das beispielsweise zum Ergänzen oder Ersetzen von Drehmomentausgabe durch den Motor 102 verwendet werden kann. Während das Beispiel eines Elektromotors vorgesehen ist, kann das Fahrzeug keinen oder mehr als einen Elektromotor enthalten.
  • Das TPIM 134 kann die Energieversorgung von der HV-Batterie 126 zum Elektromotor 118 steuern. Das TPIM 134 wandelt Gleichstrom (DC) von der HV-Batterie 126 in Wechselstrom (AC) um und wendet Wechselstrom an den Elektromotor 118 an. So kann beispielsweise das TPIM 134 die Gleichstromversorgung aus der HV-Batterie 126 in eine 3-Phasen-Wechselstromversorgung umwandeln und die 3-Phasen-Wechselstromversorgung an die Wicklungen des Elektromotors 118 anlegen. Das TPIM 134 wandelt auch die vom Elektromotor 118 abgegebene Wechselstromleistung, z. B. beim regenerativen Bremsen, in Gleichstrom um und gibt den Gleichstrom zum Laden der HV-Batterie 126 aus. Das TPIM 134 kann bei verschiedenen Implementierungen als ein Strom-Wechselrichtermodul (PIM) oder ein Getriebestrom-Wechselrichtermodul bezeichnet werden.
  • Ein Lenksteuermodul 140 steuert zum Beispiel das Lenken/Drehen von Rädern des Fahrzeugs basierend auf dem Fahrer, der ein Lenkrad in dem Fahrzeug dreht, und/oder basierend auf Lenkbefehlen von einem oder mehreren Fahrzeugsteuermodulen. Ein Lenkradwinkelsensor überwacht die Drehposition des Lenkrads und erzeugt einen Lenkradwinkel (SWA) 142, basierend auf der Position des Lenkrads. Als ein Beispiel kann das Lenksteuermodul 140 die Fahrzeuglenkung über einen Motor 144 mit elektronisch gesteuerter Servolenkung (EPS) basierend auf dem SWA 142 steuern. Das Fahrzeug kann jedoch eine andere Art von Lenksystem enthalten. Ein elektronisches Bremssteuermodul (EBCM - Electronic Brake Control Module) 150 kann mechanische Bremsen 154 des Fahrzeugs selektiv steuern.
  • Module des Fahrzeugs können Parameter über ein Netzwerk 162, wie beispielsweise das Controller Area Network (CAN) teilen. In Fahrzeugen kann ein CAN auch als Fahrzeugbereichsnetzwerk bezeichnet werden. Das Netzwerk 162 kann einen oder mehrere Datenbusse beinhalten. Verschiedene Parameter können über ein gegebenes Steuermodul anderen Steuermodulen über das Netzwerk 162 zur Verfügung gestellt werden.
  • So kann beispielsweise ein Modul eine oder mehrere Fahrereingaben an das Netzwerk 162 bereitstellen. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition (APP) 166 beinhalten, die dem ESM 106 bereitgestellt werden kann. Eine Bremspedalposition (BPP) 170 kann für das EBCM 150 vorgesehen sein. Eine Position 174 eines Park-, Rückwärts-, Neutral-, Vorwärts-Hebels (PRNDL) oder ein anderer Bereichswahlhebel kann dem TCM 114 bereitgestellt werden. Ein Zündungszustand 178 kann einem Body Control Module (BCM) 180 bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann der Zündungszustand 178 von einem Fahrer über einen Zündschlüssel, eine Taste oder einen Schalter eingegeben werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann der Zündungszustand 178 einer von Aus, Zubehör, An und Drehen sein.
  • Ein Zubehörleistungsmodul (APM) 190 liefert Strom an Zubehörlasten 194 von einer Niederspannungsbatterie (LV-Batterie) 198. Das APM 190 beinhaltet einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler, der Strom von einer Gleichspannung der HV-Batterie 126 in eine oder mehrere andere Gleichspannungen umwandelt, wie beispielsweise eine Gleichspannung (z. B. ca. 12 Volt) der LV-Batterie 198. Die Leistungsabgabe durch das APM 190 kann direkt an die Zubehörlast 194 oder von der LV-Batterie 198 geliefert werden. Das APM 190 kann auch die LV-Batterie 198 mit Strom von der HV-Batterie 126 laden. Durch den Einsatz des APM 190 müssen die Zubehörlasten 194 nicht neu ausgelegt werden, damit sie mit der höheren Ausgabespannung der HV-Batterie 126 arbeiten können.
  • Das Fahrzeug kann ein oder mehrere zusätzliche Steuermodule beinhalten, die nicht dargestellt sind, z. B. ein Karosseriesteuermodul, ein Batteriepacksteuermodul, usw. Die Steuermodule können Daten über das Netzwerk 162 selektiv senden und empfangen. Das Fahrzeug kann eines oder mehrere der gezeigten und erörterten Steuermodule weglassen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems, einschließlich eines Entladekreises präsentiert. Die durchgezogenen Linien in 2 sind repräsentativ für elektrische Signale. Gestrichelte Linien sind repräsentativ für einen Hochspannungs-(HV)-Gleichstrom-(DC)-Bus. Gepunktete Linien sind repräsentativ für einen Niederspannungs-(LV)-Gleichstrom-(DC)-Bus.
  • Der Begriff Hochspannung bezieht sich auf eine Gleichspannung, die zum Antreiben des Fahrzeugs (z. B. des Elektromotors 118) verwendet wird, wie beispielsweise 60 V DC, 300 V DC, 440 V Gleichstrom, usw. Der Begriff Niederspannung bezieht sich auf eine Gleichspannung, die verwendet wird, um Zubehörlasten des Fahrzeugs zu versorgen (z. B. die Zubehörlasten 194), wie beispielsweise 12 V Gleichstrom. Die Hochspannung ist größer als die Niederspannung.
  • Das Fahrzeugsystem beinhaltet einen Kondensator 200, der über den HV-DC-Bus elektrisch mit der HV-Batterie 126 verbunden ist. Der HV-DC-Bus beinhaltet einen positiven HV-DC-Bus und einen negativen HV-DC-Bus. Der Kondensator 200 speichert die von der HV-Batterie 126 empfangene Leistung und wendet die Leistung auf ein Leistungsverteilungssystem 202 an. Das Leistungsverteilungssystem 202 integriert das TPIM 134, das APM 190 und ein Backup-APM 206 in eine Gehäuseeinheit.
  • Wie vorstehend erläutert, kann das TPIM 134 die Stromversorgung zum Elektromotor 118 steuern. Das TPIM 134 kann einen Wechselrichter (auch als Motorantrieb bezeichnet) beinhalten. So kann der Wechselrichter beispielsweise ein 3-Phasen-Wechselrichter sein. Der Wechselrichter kann elektrisch mit dem Kondensator 200 über den HV-DC-Bus verbunden sein. Das TPIM 134 kann die Gleichstromversorgung aus der HV-Batterie 126 in eine 3-Phasen-Wechselstromversorgung umwandeln und die 3-Phasen-Wechselstromversorgung an die Wicklungen des Elektromotors 118 anlegen. Die HV-Batterie 126 liefert Hochspannung an den HV-DC-Bus. Die Hochspannung kann beispielsweise etwa 60 V DC, 300 V DC, 440 V DC usw. sein. In verschiedenen Implementierungen kann die HV-Batterie 126 einen Kondensator, einen Hochspannungs-Stromgenerator oder eine andere Hochspannungs-Energiequelle beinhalten.
  • Der Wechselrichter kann eine Vielzahl von Schalterpaaren beinhalten, die in Reihe zwischen dem positiven und dem negativen HV-DC-Bus elektrisch verbunden sind. Jeder der Schalter der Vielzahl von Schalterpaaren kann Stromtransistor, wie ein isolierter bipolarer Gate-Transistor (IGBT), ein Feldeffekttransistor (FET) wie etwa ein Metalloxidhalbleiter-FET (MOSFET) oder ein anderer geeigneter Stromtransistor sein. Jedes der Schalterpaare entspricht einer Phase des Elektromotors 118. Der Wechselrichter kann andere elektrische Komponenten (z. B. Kondensatoren, Widerstände usw.) beinhalten, um elektrische Geräusche zu unterdrücken und einen Lastausgleich durchzuführen. Das TPIM 134 (z. B. ein Prozessor des TPIM 134) steuert das Schalten der Schalterpaare.
  • Das APM 190 empfängt Strom vom HV-DC-Bus und gibt Strom an den LV-DC-Bus aus. Das APM 190 beinhaltet den DC-DC-Wandler. Das APM 190 (z. B. ein Prozessor des APM 190) steuert den DC-DC-Wandler, um die Hochspannung vom HV-DC-Bus in Niederspannung umzuwandeln (z. B. ca. 12 V DC) und die Niederspannung an den LV-DC-Bus (z. B. ca. 12 Volt) auszugeben. Der dem LV-DC-Bus zugeführte Strom kann verwendet werden, um die LV-Batterie 198 zu laden und/oder die Zubehörlasten 194 direkt zu versorgen.
  • Das APM 190 hat eine Eingangsspannung und eine Ausgabespannung. Die Eingangsspannung kann basierend auf einer Spannung der HV-Batterie 126 gemessen oder geschätzt werden. So kann beispielsweise die Eingangsspannung unter Verwendung eines Eingangsspannungssensors 210 gemessen werden. Der Eingangsspannungssensor 210 misst eine Spannung des HV-DC-Busses. Die Ausgabespannung kann basierend auf der Eingangsspannung gemessen oder geschätzt werden. So kann beispielsweise die Ausgabespannung unter Verwendung eines Ausgabespannungssensors 212 gemessen werden. Der Ausgabespannungssensor 212 misst eine Spannung des LV-DC-Busses. Das APM 190 kann die Ausgabespannung beispielsweise basierend auf einer Nachschlagetabelle oder einer Gleichung schätzen, die Eingangsspannungen zu Ausgabespannungen in Beziehung setzt.
  • Das TPIM 134 kann mit dem APM 190 über das Netzwerk 162 kommunizieren. Zusätzlich oder alternativ kann das TPIM 134 direkt mit dem APM 190 kommunizieren.
  • Das Backup-APM 206 ist elektrisch mit dem HV-DC-Bus und dem LV-DC-Bus verbunden. In verschiedenen Implementierungen kann das Backup-APM 206 dem APM 190 ähnlich sein. So kann beispielsweise das Backup-APM 206 einen zweiten DC-DC-Wandler beinhalten. Das Backup-APM 206 (z. B. ein Prozessor des Backup-APM 206) steuert den zweiten DC-DC-Wandler, um die Hochspannung vom HV-DC-Bus in Niederspannung umzuwandeln (z. B. ca. 12 V DC) und die Niederspannung an den LV-DC-Bus (z. B. ca. 12 Volt) auszugeben. Das Backup-APM 206 kann betrieben werden, wenn das APM 190 nicht verfügbar ist, beispielsweise wenn ein Entladefehlerzustand auftritt (z. B. Masseschluss-Fehlerzustand, offener Fehlerzustand usw.).
  • Der Prozessor des TPIM 134 kann unter Verwendung der Niederspannung des LV-DC-Busses (z. B. ca. 12 Volt) betrieben werden. Redundante LV-DC-Busleitungen können es dem Prozessor des TPIM 134 ermöglichen, betrieben zu werden, wenn das TPIM 134 einen Spannungsabfallzustand erfährt. Der Spannungsabfallzustand kann beispielsweise ein kurzzeitiger Verlust der Niederspannung am LV-DC-Bus sein. Die redundanten LV-DC-Busleitungen beinhalten eine erste Leitung, eine zweite Leitung und eine dritte Leitung. Die erste Leitung verbindet das TPIM 134 elektrisch mit dem APM 190 und mit der LV-Batterie 198. Die zweite Leitung verbindet das TPIM 134 elektrisch mit einem Stromverteilermodul 214 und das Stromverteilermodul 214 mit der LV-Batterie 198. Die dritte Leitung verbindet das TPIM 134 elektrisch mit dem APM 190 und mit dem Backup-APM 206.
  • Das Stromverteilermodul 214, wie beispielsweise ein elektrisches Zentralspannungszentrum, verteilt die Leistung an das TPIM 134 und andere LV-Komponenten, wie die Zubehörlasten 194. Das Stromverteilermodul 214 kann ein Relais, eine Sicherung, einen Schalter oder eine andere geeignete Stromverteilerkomponente beinhalten.
  • Unter Bezugnahme auf 3 wird ein funktionales Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform des ECM 106 dargestellt. Ein Diagnosemodul 302 bestimmt basierend auf einer gemessenen Spannung 310 der LV-Batterie 198, ob ein Entladefehler vorliegt. Das Diagnosemodul 302 erzeugt einen Entladefehlerindikator 306, der anzeigt, ob ein Entladefehler vorliegt. Die gemessene Spannung 310 entspricht einer Spannung der LV-Batterie 198. Die gemessene Spannung 310 kann beispielsweise unter Verwendung eines Spannungssensors (z. B. des Ausgabespannungssensors 212 oder eines separaten Spannungssensors an der LV-Batterie 198) gemessen werden. Der Entladefehlerindikator 306 zeigt an, ob ein Fehlerzustand vorliegt. Beispiele für Entladefehlerzustände beinhalten Masseschluss-Fehler und offene Stromkreisfehler. So kann beispielsweise ein Masseschluss-Fehlerzustand vorliegen, wenn die LV-Batterie 198 mit der Masse kurzgeschlossen ist.
  • Ein Spannungsschwellenmodul 314 bestimmt eine Betriebsschwellenspannung 318 basierend auf den Eigenschaften der HV-Batterie 126, wie beispielsweise Anzahl der Zellen in der HV-Batterie 126, Batteriedichte jeder Zelle usw. Die Betriebsschwellenspannung 318 entspricht einer Mindestspannung für den Betrieb des APM 190. Die Betriebsschwellenspannung 318 kann beispielsweise 220 Volt für eine Klasse 88 bis 104 Zellenbatterie und 189 Volt für eine Klasse 72 bis 84 Zellenbatterie sein. In verschiedenen Implementierungen kann die Betriebsschwellenspannung 318 eine feste vorgegebene Spannung sein.
  • Ein Spannungsberechnungsmodul 322 bestimmt eine Ausgabespannung 326 basierend auf einer Eingangsspannung 330 und der Betriebsschwellenspannung 318. Wenn die Eingangsspannung 330 größer ist als die Betriebsschwellenspannung 318, kann das Spannungsberechnungsmodul 322 die Ausgabespannung 326 unter Verwendung einer Nachschlagetabelle oder einer Gleichung bestimmen, die Eingangsspannungen zu Ausgabespannungen in Beziehung setzt. Die Eingangsspannung 330 entspricht der Eingangsspannung des APM 190. Die Eingangsspannung 330 kann unter Verwendung eines Eingangsspannungssensors 210 gemessen werden. Die Ausgabespannung 336 entspricht der Ausgabespannung des APM 190.
  • Wenn die Eingangsspannung 330 kleiner als die Betriebsschwellenspannung 318 ist, kann das Spannungsberechnungsmodul 322 die Ausgabespannung 326 basierend auf der Eingangsspannung 330 und der Betriebsschwellenspannung 318 bestimmen. Das Spannungsberechnungsmodul 322 kann die Ausgabespannung 326 unter Verwendung einer Nachschlagetabelle oder einer Gleichung bestimmen, die Eingangsspannungen zu Ausgabespannungen in Beziehung setzt. So kann beispielsweise das Spannungsberechnungsmodul 322 die Ausgabespannung 326 unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmen: V a u s = 15.5 ∗ v i n v S c h w a l l e n w e r t ,
    Figure DE102019115389A1_0001
    wobei Vaus die Ausgabespannung 326 des APM 190, Vein die Eingangsspannung 330 des APM 190 und VSchwellenwert die Betriebsschwellenspannung 318 des APM 190 ist.
  • Wenn die Eingangsspannung 330 kleiner als die Betriebsschwellenspannung 318 ist und ein Entladefehler vorliegt (z. B. ein Fehlerzustand des offenen Kreises), kann eine Abhilfemaßnahme ergriffen werden, um zu verhindern, dass das APM 190 in den Standby-Modus übergeht und funktionsunfähig wird. So kann beispielsweise ein Entladesteuermodul 334 den Zeitraum verzögern, bevor das APM 190 den Standby-Modus betritt. Das Entladesteuermodul 334 kann den Zeitraum beispielsweise um einen zweiten vorbestimmten Zeitraum (z. B. weniger als acht Sekunden) verzögern, nachdem die Eingangsspannung 330 niedriger wird als die Betriebsschwellenspannung 318. Dadurch kann das APM 190 bei niedrigeren Spannungen (z. B. weniger als 220 Volt) betrieben werden, wenn ein Entladefehler vorliegt (z. B. ein Fehlerzustand eines offenen Stromkreises). Durch Betreiben des APM 190 bei niedrigeren Spannungen kann das APM 190 verwendet werden, um den HV-DC-Bus zu entladen.
  • Wenn die Ausgabespannung 326 niedriger als eine Ausgabe-Schwellenwertspannung (z. B. 6,5 Volt) ist und ein Entladefehler vorliegt (z. B. ein Masseschluss-Fehlerzustand), kann das Entladesteuermodul 334 den Betriebszeitraum des APM 190 verlängern. Während eines Masseschluss-Fehlerzustands kann das APM 190 beispielsweise im Konstantstrom-Modus arbeiten, um einen konstanten Ausgangsstrom aufrechtzuerhalten und das Senden des Stroms zum Masseschluss zu verhindern. Das Entladesteuermodul 334 kann den Zeitraum des Konstantstrom-Modus des Betriebs des APM 190 beispielsweise um einen dritten vorbestimmten Zeitraum (z. B. mehr als acht Sekunden) verzögern, nachdem die Ausgabespannung 326 niedriger wird als die Betriebsschwellenspannung 318. Dies kann dazu beitragen, dass das APM 190 für einen längeren Zeitraum im Konstantstrom-Modus arbeitet, wenn der Entladefehler (z. B. ein Masseschluss-Fehlerzustand) auftritt. Dies kann auch dazu beitragen, das APM 190 zum Entladen des HV-DC-Busses zu verwenden.
  • Wie oben erörtert, kann das TPIM 134 unter Umständen einen Spannungsabfallzustand erfahren. Der Spannungsabfallzustand kann beispielsweise ein kurzzeitiger (z. B. kleiner als ein zweiter) Verlust der Niederspannung (z. B. 12 V DC) auf dem LV-DC-Bus sein. Während des Spannungsabfallszustands kann das APM 190 dem TPIM 134 Strom für den dritten vorbestimmten Zeitraum (z. B. mehr als acht Sekunden) bereitstellen, während das APM 190 im Konstantstrom-Modus arbeitet. Dadurch übersteht das TPIM 134 den Spannungsabfallzustand Zusätzlich oder alternativ kann das Entladesteuermodul 334 bei Wiederherstellung des LV-DC-Busses auf mindestens die Niederspannung das TPIM 134 aufwecken. Das TPIM 134 kann auch zum Entladen des HV-DC-Busses verwendet werden.
  • Das Entladesteuermodul 334 bestimmt, ob eine erste Entladung basierend auf der Eingangsspannung 330 und der Ausgabespannung 326 durchgeführt werden soll. Wenn beispielsweise die Eingangsspannung 330 größer als ein erster HV-Schwellenwert oder die Ausgabespannung 326 größer als ein erster LV-Schwellenwert ist, kann das Entladesteuermodul 334 das TPIM und das APM zum Entladen des HV-DC-Busses verwenden. So kann beispielsweise der erste HV-Schwellenwert 115 Volt, 220 Volt, 400 Volt oder eine andere Spannung sein, die kleiner als die Hochspannung ist. Der erste LV-Schwellenwert kann beispielsweise 7,5 Volt, 12 Volt oder eine andere Spannung sein, die niedriger als die Niederspannung ist.
  • Das Entladesteuermodul 334 betreibt das TPIM 134 und das APM 190, um die erste Entladung durchzuführen. Während der ersten Entladung kann das TPIM 134 den HV-DC-Bus durch Betätigen des Prozessors des TPIM 134 und durch Anlegen der 3-Phasen-Wechselspannung an die Wicklungen des Elektromotors 118 entladen. Das APM 190 kann den HV-DC-Bus durch Betätigen des Prozessors des APM 190 und durch Umwandeln von Strom vom HV-DC-Bus zum LV-DC-Bus entladen. In verschiedenen Implementierungen kann das Entladesteuermodul 334 andere Komponenten des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine elektrische (z. B. resistive) Heizung, einen Kompressor (z. B. einen Klimaanlagenkompressor), ein Fahrzeugschnittstellen-Steuermodul (VICM) und/oder eine oder mehrere andere Komponenten zum Entladen des HV-DC-Busses betätigen.
  • Das Entladesteuermodul 334 bestimmt, ob eine zweite Entladung basierend auf der Eingangsspannung 330 und der Ausgabespannung 326 durchgeführt werden soll. Wenn beispielsweise das Entladesteuermodul 334 bestimmt, die zweite Entladung durchzuführen, wenn die Eingangsspannung 330 niedriger als der erste HV-Schwellenwert und größer als ein zweiter HV-Schwellenwert, und/oder die Ausgabespannung 326 niedriger als der erste LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist. So kann beispielsweise der zweite HV-Schwellenwert 92 Volt und der zweite LV-Schwellenwert 6 Volt sein. Der zweite HV-Schwellenwert ist niedriger als der erste HV-Schwellenwert und der zweite LV-Schwellenwert ist niedriger als der erste LV-Schwellenwert.
  • Das Entladesteuermodul 334 betätigt das TPIM 134 und das APM 190, um die erste Entladung durchzuführen. Während der zweiten Entladung kann das TPIM 134 den HV-DC-Bus durch den Betrieb des Prozessors des TPIM 134 entladen. Das APM 190 kann den HV-DC-Bus durch Betätigen des Prozessors des APM 190 und durch Umwandeln von Strom vom HV-DC-Bus zum LV-DC-Bus entladen. In verschiedenen Implementierungen kann das Entladesteuermodul 334 andere Komponenten des Fahrzeugs, wie beispielsweise das VICM, während der zweiten Entladung betätigen, um den HV-DC-Bus zu entladen.
  • Das Entladesteuermodul 334 bestimmt, ob eine dritte Entladung basierend auf der Eingangsspannung 330 und der Ausgabespannung 326 durchgeführt werden soll. Das Entladesteuermodul 334 bestimmt beispielsweise, die dritte Entladung durchzuführen, wenn die Eingangsspannung 330 niedriger als der zweite HV-Schwellenwert und größer als ein dritter HV-Schwellenwert, und/oder die Ausgabespannung 326 niedriger als der zweite LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist. So kann beispielsweise der dritte HV-Schwellenwert 60 Volt und der dritte LV-Schwellenwert 3,9 Volt sein. Der dritte HV-Schwellenwert ist niedriger als der zweite HV-Schwellenwert und der dritte LV-Schwellenwert ist niedriger als der zweite LV-Schwellenwert.
  • Das Entladesteuermodul 334 betreibt das APM 190 während der dritten Entladung. Während der dritten Entladung kann das APM 190 den HV-DC-Bus durch den Betrieb des Prozessors des APM 190 entladen.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Entladen des HV-DC-Busses darstellt. Die Steuerung beginnt mit 404, wobei das Diagnosemodul 302 bestimmt, ob ein Entladefehler (z. B. Masseschluss-Fehlerzustand oder Fehlerzustand des geöffneten Stromkreises) vorliegt. Wenn 404 wahr ist, fährt die Steuerung mit 408 fort. Wenn 404 falsch ist, wird die Steuerung beendet.
  • Bei 408 bestimmt das Endladesteuermodul 334, ob die Eingangsspannung 330 größer als ein erster HV-Schwellenwert und/oder ob die Ausgabespannung 326 größer als der erste LV-Schwellenwert ist. Wenn 408 wahr ist, geht die Steuerung zu 412. Wenn 408 falsch ist, fährt die Steuerung zu 416 fort.
  • Bei 412 betätigt das Entladesteuermodul 334 das TPIM 134 und das APM 190, um die erste Entladung durchzuführen. So kann das TPIM 134 beispielsweise den HV-DC-Bus durch Betätigen des Prozessors des TPIM 134 und durch Anlegen der 3-Phasen-Wechselspannung an die Wicklungen des Elektromotors 118 entladen. Das APM 190 kann den HV-DC-Bus durch Betätigen des Prozessors des APM 190 und durch Umwandeln von Strom vom HV-DC-Bus zum LV-DC-Bus entladen.
  • Bei 416 bestimmt das Entladesteuermodul 334, ob die Eingangsspannung 330 niedriger als der erste HV-Schwellenwert und größer als der zweite HV-Schwellenwert, und/oder ob die Ausgabespannung 326 niedriger als der erste LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist. Wenn 416 wahr ist, geht die Steuerung zu 420 über, wobei das Entladesteuermodul 334 das TPIM 134 und das APM 190 betreibt, um die zweite Entladung durchzuführen. Beispielsweise kann das TPIM 134 den HV-DC-Bus durch den Betrieb des Prozessors des TPIM 134 entladen. Das APM 190 kann den HV-DC-Bus durch Betätigen des Prozessors des APM 190 und durch Umwandeln von Strom vom HV-DC-Bus zum LV-DC-Bus entladen. Wenn 416 falsch ist, fährt die Steuerung zu 424 fort.
  • Bei 424 bestimmt das Entladesteuermodul 334, ob die Eingangsspannung 330 niedriger als der zweite HV-Schwellenwert und größer als der dritte HV-Schwellenwert, und/oder ob die Ausgabespannung 326 niedriger als der erste LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist. Wenn 424 wahr ist, geht die Steuerung zu 428 über, wobei das Entladesteuermodul 334 das APM 190 betreibt, um die dritte Entladung durchzuführen. Beispielsweise kann das APM 190 den HV-DC-Bus durch den Betrieb des Prozessors des APM 190 entladen. Wenn 424 falsch ist, wird die Steuerung beendet. Obwohl die Steuerung als endend dargestellt ist, kann das Beispiel von 4 veranschaulichend für einen Regelkreis sein und die Steuerung kann zu 404 zurückkehren.
  • Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Anwendungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele beinhaltet, sollte der tatsächliche Umfang der Offenbarung daher nicht so begrenzt sein, da weitere Modifikationen durch das Studieren der Zeichnungen, der Spezifikation und der folgenden Patentansprüche offensichtlich werden. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eines oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
  • Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz „zumindest eines von A, B und C“ so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C“.
  • In den Figuren bezeichnen die Pfeilrichtungen, wie angezeigt, durch die Pfeilspitze im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Befehlen), die im Kontext der Darstellung relevant sind. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die Informationen, die von Element A nach Element B übertragen werden, für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A nach Element B zeigen. Diese unidirektionalen Pfeile implizieren nicht, dass keine anderen Informationen von Element B nach Element A übertragen werden. Zudem kann Element B im Zusammenhang mit Informationen, die von Element A nach Element B gesendet werden, Anfragen oder Bestätigungen dieser Informationen zu Element A senden.
  • In dieser Anwendung, einschließlich der folgenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem Systemon-Chip.
  • Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellen-Schaltkreise kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hieraus verbunden sind. Die Funktionalität der in dieser Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die mit Schnittstellen-Schaltkreisen verbunden sind. So können zum Beispiel mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z.°B. Remote-Server oder Cloud) bestimmte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
  • Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode beinhalten, und auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte verweisen. Der Begriff „gemeinsame Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Prozessorschaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gruppierte Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen ermittelten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Matrizen, mehrere Prozessorschaltungen auf einer einzelnen Scheibe, mehrere Kerne auf einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsame Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Memory-Schaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „gruppierte Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine Memory-Schaltung, die in Kombination mit zusätzlichem Speicher ermittelte oder vollständige Codes von ggf. mehreren Modulen speichert.
  • Der Begriff Memory-Schaltung ist dem Begriff computerlesbares Medium untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf flüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als konkret und nichtflüchtig zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nichtflüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Memory-Schaltungen (z. B. Flash-Memory-Schaltungen, löschbare programmierbare ROM-Schaltungen oder Masken-ROM-Schaltungen), flüchtige Memory-Schaltungen (z. B. statische oder dynamische RAM-Schaltungen), magnetische Speichermedien (z. B. analoge oder digitale Magnetbänder oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z. B. CD, DVD oder Blu-Ray).
  • Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziellen Computer, der für die Ausführung ermittelter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
  • Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf zumindest einem nicht-flüchtigen, konkreten, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic-Input-Output-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des speziellen Computers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit ermittelten Vorrichtungen des speziellen Computers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
  • Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und zur Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Nur exemplarisch kann der Quellcode mittels der Syntax der Sprachen, einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Version), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.

Claims (10)

  1. Entladesteuersystem eines Fahrzeugs, umfassend: Traktionswechselrichtermodul (TPIM), das dafür konfiguriert ist, eine erste Gleichstrom-(DC)-Spannungsausgabe durch eine erste Batterie in Wechselstrom (AC)-Leistung umzuwandeln und den Wechselstrom an einen Elektromotor anzulegen. Zubehörleistungsmodul (APM), das dafür konfiguriert ist, die erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung einer zweiten Batterie umzuwandeln. wobei die zweite Gleichspannung geringer ist als die erste Gleichspannung; Spannungsberechnungsmodul, das dafür konfiguriert ist, wenn die erste DC-Spannung kleiner als eine Betriebsschwellenspannung des APM ist, die zweite DC-Spannung basierend auf einer Funktion der ersten DC-Spannung und der Betriebsschwellenspannung zu bestimmen. Diagnosemodul, das dafür konfiguriert ist, anzuzeigen, ob ein Entladefehler vorliegt; und Entladesteuermodul, das dafür konfiguriert ist, wenn der Entladefehler vorliegt, basierend auf mindestens einer der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung selektiv den Betrieb von mindestens einem von (i) dem TPIM und (ii) dem APM zu steuern.
  2. Entladesteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist, wenn die erste Gleichspannung größer als ein erster Hochspannungsschwellenwert (HV-Schwellenwert) ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchgeführt werden muss: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  3. Entladesteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist, wenn die erste Gleichspannung niedriger als der erste HV-Schwellenwert und größer als ein zweiter HV-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchzuführen: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  4. Entladesteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Entladesteuermodul konfiguriert dafür ist, wenn die erste Gleichspannung niedriger als der zweite HV-Schwellenwert und größer als ein dritter HV-Schwellenwert ist, das APM zu betätigen, um die erste Gleichspannung in die zweite Gleichspannung umzuwandeln und das TPIM nicht zu betätigen, um die Wechselspannung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen.
  5. Entladesteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist, wenn die zweite Gleichspannung größer als ein erster Niederspannungs-Schwellenwert (LV-Schwellenwert) ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchgeführt werden muss: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  6. Entladesteuersystem nach Anspruch 5, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist, wenn die zweite Gleichspannung niedriger als der erste LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist, mindestens eines der folgenden durchgeführt werden muss: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  7. Entladesteuersystem nach Anspruch 6, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist, wenn die zweite Gleichspannung niedriger als der zweite LV-Schwellenwert und größer als ein dritter LV-Schwellenwert ist, das APM zu betätigen, um die erste Gleichspannung in die zweite Gleichspannung umzuwandeln und das TPIM nicht zu betätigen, um die Wechselspannung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen.
  8. Entladesteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist: wenn die erste Gleichspannung größer als ein erster Hochspannungs-(HV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorliegt: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen; und wenn die zweite Gleichspannung größer als ein erster Niederspannungs-(LV)-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorliegt: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  9. Entladesteuersystem nach Anspruch 8, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist: wenn die erste Gleichspannung niedriger als der erste HV-Schwellenwert und größer als ein zweiter HV-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorliegt: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen; und wenn die zweite Gleichspannung niedriger als der erste LV-Schwellenwert und größer als ein zweiter LV-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorliegt: das TPIM zu betätigen, um die Wechselstromleistung an Wicklungen des Elektromotors anzulegen; und das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung zu betätigen.
  10. Entladesteuersystem nach Anspruch 9, wobei das Entladesteuermodul dafür konfiguriert ist: wenn die erste Gleichspannung niedriger als der zweite HV-Schwellenwert und größer als ein dritter HV-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist: das APM zum Umwandeln der zweiten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung betätigen, und das TPIM nicht zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors betätigen; und wenn die zweite Gleichspannung niedriger als der zweite LV-Schwellenwert und größer als ein dritter LV-Schwellenwert ist und der Entladefehler vorhanden ist: das APM zum Umwandeln der ersten Gleichspannung in die zweite Gleichspannung betätigen, und das TPIM nicht zum Anlegen des Wechselstroms an Wicklungen des Elektromotors betätigen.
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