DE102019207481A1 - Method for increasing the availability of an electrical braking torque of at least one electrical machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit eines elektrischen Bremsmoments mindestens einer elektrischen Maschine (10, 20) unabhängig vom Ladezustand einer mit dieser gekoppelten mindestens einen Batterie (32), die über ein Batteriemanagementsystem (34) betrieben wird. Es werden nachfolgende Verfahrensschritte durchlaufen: die mindestens eine elektrische Maschine (10, 20) wird im Generatormodus betrieben. Die Übermittlung des Auftretens eines Ereignisses der „Notbremsung“ erfolgt an das Batteriemanagementsystem (34) mindestens einer einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32); es erfolgt eine Änderung des Betriebsmodus' der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) durch das Batteriemanagementsystem (34) derart, dass während des Ereignisses „Notbremsung“ die mindestens eine einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) mit Strömen und Spannungen betrieben wird, die über diejenigen hinausgehen, die im Normalbetrieb der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) vorliegen. Alternativ wird der im Generatormodus der mindestens einen elektrischen Maschine (10, 20) erzeugte Strom in mindestens einem Brems-Shunt (40) in Wärme umgewandelt.The invention relates to a method for increasing the availability of an electrical braking torque of at least one electrical machine (10, 20) regardless of the state of charge of an at least one battery (32) coupled to it, which is operated via a battery management system (34). The following method steps are carried out: the at least one electrical machine (10, 20) is operated in generator mode. The occurrence of an “emergency braking” event is transmitted to the battery management system (34) of at least one battery (32) having a high state of charge; the operating mode of the at least one battery (32) having a high state of charge is changed by the battery management system (34) such that the at least one battery (32) having a high state of charge is operated with currents and voltages during the "emergency braking" event that go beyond those that are present in normal operation of the at least one battery (32) having a high state of charge. Alternatively, the current generated in the generator mode of the at least one electrical machine (10, 20) is converted into heat in at least one brake shunt (40).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit eines elektrischen Bremsmoments mindestens einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs unabhängig vom Ladungszustand einer mit dieser gekoppelten mindestens einen Batterie, die über ein Batteriemanagementsystem betrieben wird.The invention relates to a method for increasing the availability of an electrical braking torque of at least one electrical machine of a vehicle, regardless of the state of charge of an at least one battery coupled to it, which is operated via a battery management system.

Stand der TechnikState of the art

Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV) und Plug-In-Hybrid-Fahrzeuge (PHEV) können im Generatorbetrieb der diese antreibende mindestens einen elektrischen Maschine ein Bremsmoment auf die Räder übertragen. Dieses Bremsmoment kann unabhängig vom oder parallel zu dem Moment angelegt werden, welches eine Reibbremse aufbringt. Die dabei erzeugte mechanische Energie wird von der elektrischen Maschine in eine drei-phasige elektrische Wechselspannung und unter Zwischenschaltung eines Umrichters in Gleichspannung umgewandelt. Mit dieser umgewandelten Gleichspannung wird die Traktionsbatterie eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs (BEV) und/oder eines Plug-In-Hybrid-Fahrzeugs (PHEV) aufgeladen.Battery-operated electric vehicles (BEV) and plug-in hybrid vehicles (PHEV) can transmit a braking torque to the wheels of the at least one electric machine that drives them in generator mode. This braking torque can be applied independently of or in parallel with the torque that a friction brake applies. The mechanical energy generated in this process is converted by the electrical machine into a three-phase electrical alternating voltage and, with the interposition of a converter, into direct voltage. The traction battery of a battery-operated electric vehicle (BEV) and / or a plug-in hybrid vehicle (PHEV) is charged with this converted DC voltage.

Fahrzeuge können heute autonom bremsen, zum Beispiel im Bereich „active safety“, um Fußgänger durch eine von einem Fahrassistenzsystem ausgelöste Notbremsung zu schützen. Das Bremsmoment einer Reibbremse baut sich innerhalb eines Zeitfensters von 200 bis 300 Millisekunden auf, bis das maximal erreichbare Bremsmoment zur Verfügung steht.Vehicles can now brake autonomously, for example in the area of "active safety" in order to protect pedestrians by emergency braking triggered by a driver assistance system. The braking torque of a friction brake builds up within a time window of 200 to 300 milliseconds until the maximum achievable braking torque is available.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit eines elektrischen Bremsmoments mindestens einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs unabhängig vom Ladezustand einer mit dieser gekoppelten mindestens einen Batterie vorgeschlagen, die über ein Batteriemanagementsystem betrieben wird. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren werden die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen:

  1. a) Betreiben der mindestens einen elektrischen Maschine im Generatormodus,
  2. b) Übermitteln des Auftretens eines Ereignisses „Notbremsung“ an das Batteriemanagementsystem einer einen hohen Ladungszustand aufweisenden mindestens einen Batterie,
  3. c) Änderung des Betriebsmodus' der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie durch das Batteriemanagementsystem derart, dass während des Ereignisses „Notbremsung“ die mindestens eine einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie mit Strömen und Spannungen betrieben wird, die über diejenigen hinausgehen, die im Normalbetrieb der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie vorliegen, oder alternativ
  4. d) im Generatormodus der mindestens einen elektrischen Maschine erzeugter Strom wird in mindestens einen Brems-Shunt in Wärme umgewandelt.
According to the invention, a method is proposed for increasing the availability of an electrical braking torque of at least one electrical machine of a vehicle, regardless of the state of charge of an at least one battery coupled to it, which is operated via a battery management system. In the method proposed according to the invention, the following method steps are carried out:
  1. a) operating the at least one electrical machine in generator mode,
  2. b) Transmission of the occurrence of an "emergency braking" event to the battery management system of at least one battery with a high state of charge,
  3. c) Change of the operating mode of the at least one battery having a high state of charge by the battery management system in such a way that during the event "emergency braking" the at least one battery having a high state of charge is operated with currents and voltages that go beyond those that are normal in at least one battery having a high state of charge is present, or alternatively
  4. d) Current generated in the generator mode of the at least one electrical machine is converted into heat in at least one brake shunt.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann bei Auslösung eines Notbremsmanövers durch die elektrische Maschine das maximale Bremsmoment zur Verfügung gestellt werden, sodass wertvoller Bremsweg hinsichtlich des sich ergebenden Bremswegs eingespart werden kann, da das Bremsmoment, welches durch die elektrische Maschine aufgebracht wird, verzögerungsfrei zur Verfügung gestellt werden kann, im Gegensatz zu dem obenstehend erwähnten Zeitfenster, welches zur Bereitstellung des maximalen Bremsmoments der Reibbremse erforderlich ist.With the solution proposed according to the invention, when an emergency braking maneuver is triggered by the electrical machine, the maximum braking torque can be made available, so that valuable braking distance can be saved with regard to the resulting braking distance, since the braking torque that is applied by the electrical machine is made available without delay can be, in contrast to the above-mentioned time window, which is required to provide the maximum braking torque of the friction brake.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird das Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ von einem Steuergerät des Fahrzeugs an das Batteriemanagementsystem über ein Bussystem übermittelt. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird gemäß Verfahrensschritt c) bei der Änderung des Betriebsmodus' der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie in einen Betriebsmodus gewechselt, der die Bereitstellung einer maximalen Stromaufnahme gegenüber dem Schutz der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie priorisiert. Durch diese Betriebsstrategie wird in Kauf genommen, dass es möglicherweise zu einer Beeinträchtigung der Lebensdauer der Batterie kommen kann, jedoch das Ereignis „Notbremsung“ und dem Schutz von Menschen eine höhere Priorität eingeräumt wird.In a further development of the method proposed according to the invention, the occurrence of the “emergency braking” event is transmitted from a control unit of the vehicle to the battery management system via a bus system. In the solution proposed according to the invention, according to method step c), when the operating mode of the at least one battery having a high state of charge is changed, there is a change to an operating mode that prioritizes the provision of a maximum current consumption over the protection of the at least one battery having a high state of charge. This operating strategy accepts that the service life of the battery may be impaired, but the "emergency braking" event and the protection of people are given higher priority.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird in dem Betriebsmodus, in welchem die mindestens eine einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie bei Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ wechselt, eine permanente Degradation der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie in Kauf genommen.In the solution proposed according to the invention, permanent degradation of the at least one battery with a high state of charge is accepted in the operating mode in which the at least one battery having a high state of charge changes when the event “emergency braking” occurs.

Alternativ kann bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer der Batterie insbesondere dann, wenn diese einen hohen Ladungszustand aufweist, vermieden werden, wenn im Generatormodus der mindestens einen elektrischen Maschine des Fahrzeugs erzeugter Strom mittels eines Brems-Shunts, der gegebenenfalls als Einmal-Brems-Shunt ausgeführt ist, elektrischer Strom in Wärme umgewandelt wird.Alternatively, in the method proposed according to the invention, without impairing the service life of the battery, in particular if it has a high state of charge, it can be avoided if current generated in the generator mode of the at least one electrical machine of the vehicle by means of a braking shunt which is optionally designed as a single-use braking shunt, electrical current is converted into heat.

Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren weiter folgend, kann bei der alternativen Möglichkeit gemäß Verfahrensschritt d) der mindestens eine Brems-Shunt an der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie verbaut sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, gemäß Verfahrensschritt d) mindestens einen Brems-Shunt an einem zusätzlichen Steuergerät des Fahrzeugs zu verbauen. Beide Einbauorte für den mindestens einen Brems-Shunt sind prinzipiell möglich.Further following the method proposed according to the invention, in the alternative option according to method step d), the at least one brake shunt can be installed on the at least one battery having a high state of charge. However, according to method step d), there is also the possibility of installing at least one brake shunt on an additional control unit of the vehicle. Both installation locations for the at least one brake shunt are possible in principle.

Bei der Alternative gemäß Verfahrensschritt d) der Umwandlung überschüssigen Stroms in Wärme bei Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ erfolgt die Übermittlung des Auftretens dieses Ereignisses vom Steuergerät des Fahrzeugs an das Batteriemanagementsystem und an das zusätzliche Steuergerät über einen Koordinator, sodass die Information über das Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ gleichzeitig am Batteriemanagementsystem und am zusätzlichen Steuergerät vorliegt.In the alternative according to method step d) of converting excess electricity into heat when the "emergency braking" event occurs, the occurrence of this event is transmitted from the vehicle's control unit to the battery management system and to the additional control unit via a coordinator, so that the information about the occurrence of the "Emergency braking" event is present at the same time on the battery management system and on the additional control unit.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass das Fahrzeug beim Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ mit einem maximal erzeugbaren Bremsmoment abgebremst wird. Bei Auftreten dieser Notfallsituation wirken das mit einer geringen Zeitverzögerung erzeugte Bremsmoment der Reibbremse einerseits mit dem unmittelbar wirksamen elektrischen Bremsmoment der mindestens einen elektrischen Maschine andererseits zusammen, sodass der Bremsweg minimiert wird.The solution proposed according to the invention advantageously ensures that the vehicle is braked with a maximum brake torque that can be generated when the “emergency braking” event occurs. When this emergency situation occurs, the braking torque of the friction brake, which is generated with a slight time delay, interacts on the one hand with the directly effective electrical braking torque of the at least one electrical machine on the other, so that the braking distance is minimized.

Das maximal erzeugbare generatorische Bremsmoment kann nur dann gestellt werden, wenn der im Modus Generatorbetrieb erzeugte Strom auch durch die mindestens eine Batterie aufgenommen werden kann. Es ist für Batteriezellen gemeinhin schädlich, über einen längeren Zeitraum mit einer zu hohen Spannung betrieben zu werden. Ab einem bestimmten Ladungszustand der Batterie ist es nicht mehr möglich, die durch das generatorisch erzeugte Bremsmoment elektrische Energie in diese aufzunehmen, da ansonsten die Batteriespannung auf Dauer zu hoch wird. In diesem Fall sorgt das Batteriemanagementsystem der betreffenden Batterie dafür, dass die Schütze geöffnet werden. Dadurch allerdings kann das elektrische Bremsmoment nicht aufrechterhalten werden. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird jedoch durch die Information an das Batteriemanagementsystem, dass es sich um ein außergewöhnliches Ereignis, d. h. das Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ handelt, dafür Sorge getragen, dass der Betriebsmodus der Batterie geändert wird und für die Zeitspanne des Auftretens des Ereignisses „Notbremsung“ auch für eine einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie eine Belastung über die normalen Strom- und Spannungsgrenzen hinaus ermöglicht wird. Dadurch steht auch bei einer einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie das volle Rekuperationsmoment der elektrischen Maschine zur Verfügung.The maximum regenerative braking torque that can be generated can only be set if the current generated in generator mode can also be absorbed by the at least one battery. It is generally harmful for battery cells to be operated at too high a voltage for a long period of time. When the battery has reached a certain state of charge, it is no longer possible to absorb the electrical energy generated by the braking torque as a generator, since otherwise the battery voltage will become too high in the long run. In this case, the battery management system of the battery in question ensures that the contactors are opened. However, this means that the electrical braking torque cannot be maintained. In the solution proposed according to the invention, however, the information to the battery management system indicates that it is an exceptional event, i.e. H. the occurrence of the "emergency braking" event, care must be taken that the operating mode of the battery is changed and, for the period of the occurrence of the "emergency braking" event, a load beyond the normal current and voltage limits is possible even for a battery with a high state of charge becomes. As a result, the full recuperation torque of the electric machine is available even when the battery has a high charge state.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wechselt die einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie ihren Betriebsmodus, ausgelöst durch die Meldung des Auftretens des Ereignisses „Notbremsung“ durch das Steuergerät des Fahrzeugs an das Batteriemanagementsystem. Dieses Wechseln des Betriebszustands ermöglicht es, dass die einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie eine maximale Stromaufnahme bereitstellt und demzufolge der Schutz der Batterie in diesem Fall eine niedrigere Priorität hat. Auch eine permanente Degradation, d. h. eine Lebensdauerschädigung der Batterie bis hin zu einem Defekt, kann in Kauf genommen werden.In the method proposed according to the invention, the battery having a high state of charge changes its operating mode, triggered by the notification of the occurrence of the “emergency braking” event by the vehicle control unit to the battery management system. This change in the operating state makes it possible for the battery, which has a high state of charge, to provide maximum power consumption, and consequently the protection of the battery has a lower priority in this case. Permanent degradation, i.e. H. a lifetime damage to the battery up to a defect can be accepted.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann auch bei Antrieben mit mehreren elektrischen Maschinen eingesetzt werden.The method proposed according to the invention can also be used in drives with several electrical machines.

Die alternative Lösung gemäß Verfahrensschritt d) des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass im Generatorbetrieb erzeugter elektrischer Strom durch mindestens einen Shunt, insbesondere einen Einmal-Brems-Shunt in Wärme umgewandelt wird. Gemäß der alternativen Lösung wird eine Lebensdauerschädigung von einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterien vermieden. Aus Kostengründen könnten in der alternativen Variante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens günstige Einmal-Brems-Shunts eingesetzt werden, die nach einem Notbremsmanöver in einer Werkstatt wieder ausgetauscht werden könnten. In Bezug auf die alternative Lösung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens gemäß Verfahrensschritt d) sei angemerkt, dass der Einbauort des mindestens einen Brems-Shunts entweder in der Nähe der Batterie oder in einem zusätzlichen Steuergerät vorgenommen werden kann. Werden die Brems-Shunts, insbesondere ausgestaltet als Einmal-Brems-Shunts, an einem zusätzlichen Steuergerät des Fahrzeugs verbaut, wird durch einen Koordinator die Information hinsichtlich des Auftretens des Ereignisses „Notbremsung“ sowohl an das Batteriemanagementsystem als auch an das zusätzliche Steuergerät des Fahrzeugs versandt.The alternative solution according to method step d) of the method proposed according to the invention provides that electrical current generated in generator mode is converted into heat by at least one shunt, in particular a one-time braking shunt. According to the alternative solution, lifetime damage to batteries having a high state of charge is avoided. For cost reasons, in the alternative variant of the method proposed according to the invention, inexpensive single-use brake shunts could be used, which could be exchanged again in a workshop after an emergency braking maneuver. With regard to the alternative solution of the method proposed according to the invention according to method step d), it should be noted that the installation location of the at least one brake shunt can be made either near the battery or in an additional control unit. If the brake shunts, in particular designed as one-time brake shunts, are installed on an additional control unit of the vehicle, a coordinator sends the information regarding the occurrence of the "emergency braking" event to both the battery management system and the additional control unit of the vehicle .

FigurenlisteFigure list

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

  • Die einzige Figur zeigt die Komponenten eines elektrischen Antriebssystems beispielsweise eines elektrischen Fahrzeugs.
The invention is described in more detail below with reference to the drawing.
  • The single figure shows the components of an electric drive system, for example an electric vehicle.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figur stellt den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figure represents the subject matter of the invention only schematically.

Aus der schematischen Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass eine elektrische Maschine 10, auch mit M1 bezeichnet, in Richtung einer Einspeisung 14 über einen ersten Umrichter 12 mit einer Batterie 32 verbunden ist. Mit Bezugszeichen 20 ist eine elektrische Maschine Mn bezeichnet, die mit einem n-ten Umrichter 22 verbunden ist, über den ebenfalls in Richtung einer Einspeisung 24 eine Batterie 32 geladen wird. Die beiden Umrichter 12, 22 sind über eine Sammelschiene 30 miteinander verbunden, sodass über sämtliche elektrischen Maschinen 10, 20, M1 ... bis Mn die Batterie 32 aufgeladen werden kann.From the schematic representation according to 1 it emerges that an electrical machine 10 , also with M 1 referred to, in the direction of a feed 14th via a first converter 12 with a battery 32 connected is. With reference number 20th is an electrical machine M n denotes that with an nth converter 22nd is connected, via the also in the direction of a feed 24 a battery 32 is loaded. The two converters 12 , 22nd are via a busbar 30th connected to each other so that all electrical machines 10 , 20th , M 1 ... to M n the battery 32 can be charged.

Sämtliche Ströme, die über die elektrischen Maschinen M1 , Mn , vergleiche Position 10, 20, im Generatormodus betrieben, elektrischen Strom liefern, sind über die Sammelschiene 30 mit der aufzuladenden Batterie 32 verbunden. Die aufzuladende Batterie 32 wird über ein Batteriemanagementsystem 34 gesteuert.All currents flowing through the electrical machines M 1 , M n , compare position 10 , 20th , operated in generator mode, supplying electrical power, are across the busbar 30th with the battery to be charged 32 connected. The battery to be charged 32 is via a battery management system 34 controlled.

Das Auftreten eines Ereignisses „Notbremsung“ wird über ein Steuergerät 36 des Fahrzeugs auf ein Bussystem 38 gelegt, über den diese Information an das Batteriemanagementsystem 34 gelangt, welches die Batterie 32 steuert.The occurrence of an "emergency braking" event is reported via a control unit 36 of the vehicle to a bus system 38 placed via which this information is sent to the battery management system 34 the battery 32 controls.

Das Batteriemanagementsystem 34 betreibt die Batterie 32 im Allgemeinen im Normalbetrieb, sodass die Kriterien Langlebigkeit und Eigenschutz der Batterie 32 berücksichtigt werden. Unter dem Kriterium des Eigenschutzes ist eine gleichmäßige Balancierung der Batteriezellen der Batterie 32 zu verstehen, ferner sollen zu hohe oder zu niedrigere Betriebstemperaturen vermieden werden. Im Normalbetrieb der Batterie 32 wird diese durch das Batteriemanagementsystem 34 derart betrieben, dass eine maximale Lebensdauer der Batterie 32 höchste Priorität hat.The battery management system 34 operates the battery 32 generally in normal operation, so that the criteria of longevity and self-protection of the battery 32 be taken into account. The criterion of self-protection is an even balancing of the battery cells 32 to understand, and operating temperatures that are too high or too low should also be avoided. During normal battery operation 32 this is done by the battery management system 34 operated in such a way that maximum battery life 32 has the highest priority.

In dem Batteriemanagementsystem 34 ist ein Betriebsmodus für die zumindest eine Batterie 32 hinterlegt, der dem Ereignis „Notbremsung“ Rechnung trägt. In diesem Betriebsmodus, dem Notbremsbetrieb der Batterie 32, ist sichergestellt, dass die Batterie 32 unabhängig von ihrem Ladungszustand, insbesondere unabhängig von einem relativ hohen Ladungszustand, eine Energieaufnahme bis zum Maximum bereitstellt. Dies bedeutet, dass eine Überwachung der Batterie 32 auf Beschädigung und Zerstörung, insbesondere bis zum Auftreten eines Brands bei Überhitzung, erfolgt. Für die in der Regel sehr kurze Zeitspanne eines Ereignisses „Notbremsung“ kann die Batterie 32, selbst bei hohem Ladungszustand, das volle Rekuperationsmoment der elektrischen Maschine 10, 20 stellen, sodass für die kurze Zeitspanne des Ereignisses „Notbremsung“ das maximale Bremsmoment des Fahrzeugs, sei es ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug (BEV), sei es ein Plug-In-Hybrid-Fahrzeug (PHEV), zur Verfügung steht. Durch den über das Batteriemanagementsystem 34 initiierten Wechsel des Betriebsmodus' der Batterie 32, kann diese ihr normales Verhalten ändern und für die kurze Zeit des Vorliegens des Ereignisses „Notbremsung“ eine Belastung über die normalen Strom- und Spannungsgrenzen hinaus erlauben. Bei der Änderung des Betriebsmodus' der Batterie 32 wird die Bereitstellung einer maximalen Stromaufnahme der Batterie 32 gegenüber dem Schutz der Batterie 32 priorisiert. Auch eine permanente Degradation der Batterie 32 bis hin zu ihrem Defekt wird durch den Wechsel des Betriebszustands bei Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ in Kauf genommen, um die Verletzung von Personen zu vermeiden.In the battery management system 34 is an operating mode for the at least one battery 32 stored, which takes into account the "emergency braking" event. In this operating mode, the battery emergency braking mode 32 , ensures that the battery 32 regardless of their state of charge, in particular regardless of a relatively high state of charge, provides an energy absorption up to the maximum. This means monitoring the battery 32 for damage and destruction, especially up to the occurrence of a fire due to overheating. For the usually very short period of an "emergency braking" event, the battery 32 the full recuperation torque of the electric machine, even with a high state of charge 10 , 20th so that the maximum braking torque of the vehicle, be it a battery-operated electric vehicle (BEV) or a plug-in hybrid vehicle (PHEV), is available for the short period of the "emergency braking" event. Through the battery management system 34 initiated change of the operating mode of the battery 32 , it can change its normal behavior and allow a load beyond the normal current and voltage limits for the short period of the "emergency braking" event. When changing the operating mode of the battery 32 is the provision of a maximum current consumption of the battery 32 versus protecting the battery 32 prioritized. Also permanent degradation of the battery 32 up to its defect is accepted by changing the operating state when the event "emergency braking" occurs in order to avoid personal injury.

Alternativ kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren im Generatormodus der elektrischen Maschine 10, 20 erzeugter Strom in Wärme umgewandelt werden, indem der Strom an mindestens einen Brems-Shunt 40 geleitet wird. Der mindestens eine Brems-Shunt 40 wird bevorzugt als „Einmal-Brems-Shunt“ gestaltet, der nach einem Notbremsmanöver in der Werkstatt ausgetauscht werden kann.Alternatively, the method proposed according to the invention can be used in the generator mode of the electrical machine 10 , 20th Generated electricity can be converted into heat by applying the electricity to at least one braking shunt 40 is directed. The at least one brake shunt 40 is preferably designed as a “one-time brake shunt” that can be replaced in the workshop after an emergency braking maneuver.

Der Einbauort des mindestens einen Brems-Shunts 40 kann sich entweder in der Nähe oder in der Batterie 32 befinden oder an einem zusätzlichen Steuergerät 44 sein. Wird der Brems-Shunt 40 oder mindestens ein Einmal-Brems-Shunt am zusätzlichen Steuergerät 44 verbaut, so ist durch einen Koordinator 46 sicherzustellen, dass die Information des Auftretens des Ereignisses „Notbremsung“ sowohl an das Batteriemanagementsystem 34 der Batterie 32 als auch zeitgleich an das zusätzliche Steuergerät 44 verschickt wird.The installation location of the at least one brake shunt 40 can either be near or in the battery 32 or on an additional control unit 44 his. Will the braking shunt 40 or at least one single brake shunt on the additional control unit 44 installed, so is by a coordinator 46 ensure that the information about the occurrence of the "emergency braking" event is sent to both the battery management system 34 the battery 32 and at the same time to the additional control unit 44 is sent.

In der in 1 dargestellten Systemkonfiguration ist dem Bussystem 38, bei dem es sich beispielsweise um einen CAN-Bus handeln kann, der Koordinator 46, beispielsweise eine Vehicle Control Unit (VCU), zugeordnet. Darüber hinaus legen sowohl das zusätzliche Steuergerät 44 als auch das Steuergerät 36 ihre entsprechenden Daten auf das Bussystem 38.In the in 1 The system configuration shown is the bus system 38 , which can be a CAN bus, for example, is the coordinator 46 , for example a Vehicle Control Unit (VCU) assigned. In addition, both put the additional control unit 44 as well as the control unit 36 their corresponding data on the bus system 38 .

Das zusätzliche Steuergerät 44 ist mit dem mindestens einen Brems-Shunt 40 verbunden und kommuniziert mit dem Bussystem 38 und ist elektrisch mit der Sammelschiene 30 verbunden - wie in 1 angedeutet.The additional control unit 44 is with the at least one brake shunt 40 connected and communicates with the bus system 38 and is electrical with the busbar 30th connected - as in 1 indicated.

Aus der Darstellung gemäß 1 lässt sich des Weiteren entnehmen, dass in dieser Systemkonfiguration das Batteriemanagementsystem 34 in die Batterie 32 integriert ist.From the representation according to 1 it can also be seen that in this system configuration the battery management system 34 into the battery 32 is integrated.

In Abwandlung der in 1 dargestellten Systemkonfiguration können nachfolgend kurz skizzierte Systempermutationen vorgenommen werden:As a modification of the in 1 The system permutations shown below can be carried out as follows:

Es kann beispielsweise innerhalb eines Systems 1 die in 1 dargestellte Systemkonfiguration eingesetzt werden, jedoch der Koordinator 46, der mit dem Bussystem 38 kommuniziert, fortgelassen werden.For example, it can be within a system 1 in the 1 system configuration shown can be used, but the coordinator 46 , the one with the bus system 38 communicated, left out.

In einer weiteren Systempermutation, System 2, kann die Systemkonfiguration gemäß 1 Verwendung finden, jedoch ohne den Koordinator 46 analog zu System 1, wobei in der Systempermutation gemäß System 2 der Brems-Shunt 40 und das zusätzliche Steuergerät 44 in das Batteriemanagementsystem 34 integriert sein können.In another system permutation, System 2 , the system configuration can according to 1 Can be used, but without the coordinator 46 analogous to system 1 , where in the system permutation according to system 2 the braking shunt 40 and the additional control unit 44 into the battery management system 34 can be integrated.

In einer weiteren Systempermutation, als System 3 bezeichnet, kann der Koordinator 46 vorgesehen sein.In another system permutation, as a system 3 the coordinator can 46 be provided.

In einer Systempermutation, als System 4 bezeichnet, kann abweichend zu den vorstehend skizzierten Systempermutationen, System 1, System 2 oder System 3, eine Notbremsinformation in einem der Umrichter 12 beziehungsweise 22 generiert werden, und das Steuergerät 36 kann entfallen.In a system permutation, as a system 4th can deviate from the system permutations outlined above, System 1 , System 2 or system 3 , emergency braking information in one of the converters 12 respectively 22nd are generated, and the control unit 36 can be omitted.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible that are within the scope of expert knowledge.

Claims (8)

Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit eines elektrischen Bremsmoments mindestens einer elektrischen Maschine (10, 20) eines Fahrzeugs, unabhängig vom Ladungszustand einer mit dieser gekoppelten mindestens einen Batterie (32), die über ein Batteriemanagementsystem (34) betrieben wird, mit den nachfolgenden Verfahrensschritten: a) Betreiben der mindestens einen elektrischen Maschine (10, 20) im Generatormodus, b) Übermittlung des Auftretens eines Ereignisses „Notbremsung“ an das Batteriemanagementsystem (34) einer einen hohen Ladungszustand aufweisenden mindestens einen Batterie (32), c) Änderung des Betriebsmodus' der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) durch das Batteriemanagementsystem (34) derart, dass während des Ereignisses „Notbremsung“ die mindestens eine einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie (32) mit Strömen und Spannungen betrieben wird, die über diejenigen hinausgehen, die im Normalbetrieb der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) vorliegen, oder d) im Generatormodus der mindestens einen elektrischen Maschine (10, 20) erzeugter Strom wird in mindestens einem Brems-Shunt (40) in Wärme umgewandelt.Method for increasing the availability of an electrical braking torque of at least one electrical machine (10, 20) of a vehicle, regardless of the state of charge of at least one battery (32) coupled to it, which is operated via a battery management system (34), with the following process steps: a) operating the at least one electrical machine (10, 20) in generator mode, b) Transmission of the occurrence of an "emergency braking" event to the battery management system (34) of at least one battery (32) having a high state of charge, c) changing the operating mode of the at least one battery (32) having a high state of charge by the battery management system (34) in such a way that the at least one battery (32) having a high state of charge is operated with currents and voltages during the "emergency braking" event, which go beyond those which are present during normal operation of the at least one battery (32) having a high state of charge, or d) Current generated in the generator mode of the at least one electrical machine (10, 20) is converted into heat in at least one brake shunt (40). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ von einem Steuergerät (36) des Fahrzeugs an das Batteriemanagementsystem (34) über ein Bussystem (38) übermittelt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the occurrence of the "emergency braking" event is transmitted from a control unit (36) of the vehicle to the battery management system (34) via a bus system (38). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt c) bei der Änderung des Betriebsmodus' der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) in einen Betriebsmodus gewechselt wird, der die Bereitstellung einer maximalen Stromaufnahme gegenüber dem Schutz der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) priorisiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, according to method step c), when the operating mode of the at least one battery (32) having a high state of charge is changed, the operating mode is switched to the provision of a maximum current consumption versus the protection of the at least one a battery (32) having a high state of charge is prioritized. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Betriebsmodus, in welchen die mindestens eine einen hohen Ladungszustand aufweisende Batterie (32) bei Auftreten des Ereignisses „Notbremsung“ wechselt, eine permanente Degradation der mindestens einen einen hohen Ladezustand aufweisenden Batterie (32) in Kauf genommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the operating mode in which the at least one battery (32) having a high state of charge changes when the event "emergency braking" occurs, permanent degradation of the at least one battery (32) having a high state of charge ) is accepted. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) an der mindestens einen einen hohen Ladungszustand aufweisenden Batterie (32) mindestens ein Brems-Shunt (40) verbaut wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that according to method step d) at least one brake shunt (40) is installed on the at least one battery (32) having a high state of charge. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Brems-Shunt (40) ein Einmal-Brems-Shunt ist.Method according to the preceding claim, characterized in that the at least one brake shunt (40) is a single-use brake shunt. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) an einem zusätzlichen Steuergerät (44) mindestens ein Brems-Shunt (40) verbaut wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, according to method step d), at least one brake shunt (40) is installed on an additional control device (44). Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt b) die Übermittlung des Auftretens des Ereignisses „Notbremsung“ vom Steuergerät (36) des Fahrzeugs an das Batteriemanagementsystem (34) und das zusätzliche Steuergerät (44) über einen Koordinator (46) gleichzeitig erfolgt.Procedure according to Claim 7 , characterized in that according to method step b) the transmission of the occurrence of the "emergency braking" event from the control unit (36) of the vehicle to the battery management system (34) and the additional control unit (44) takes place simultaneously via a coordinator (46).
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