DE102021101068A1

DE102021101068A1 - Batterieleistungssteuersystem für hybrid-/elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE102021101068A1
Application number: DE102021101068.3A
Authority: DE
Inventors: Xiaohong Nina Duan; Yanan Zhao; Ming Lang Kuang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-07-22
Also published as: US11292346B2; CN113147501A; US20210221238A1

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Batterieleistungssteuersystem für Hybrid-/Elektrofahrzeuge bereit. Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, eine Traktionsbatterie, ein Niederspannungsleistungssystem, einen DC/DC-Wandler und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug zu verlangsamen. Die Traktionsbatterie ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an die elektrische Maschine abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine über einen Hochspannungsbus zu empfangen. Das Niederspannungsleistungssystem weist Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und einen Niederspannungsbus auf. Der DC/DC-Wandler ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und dem Niederspannungsbus zu übertragen. Die Zusatzbatterie ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, die Übertragung von elektrischer Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und dem Niederspannungsbus zu steuern.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuersysteme für Hybrid-/Elektrofahrzeuge.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrofahrzeuge können eine elektrische Batterie beinhalten, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an eine elektrische Maschine abzugeben, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzutreiben.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, eine Traktionsbatterie, ein Niederspannungsleistungssystem, einen DC/DC-Wandler und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen. Die Traktionsbatterie ist dazu konfiguriert, während Beschleunigungszeiträumen elektrische Leistung an die elektrische Maschine abzugeben und während Nutzbremsungszeiträumen elektrische Leistung von der elektrischen Maschine über einen Hochspannungsbus zu empfangen. Der DC/DC-Wandler ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen. Das Niederspannungsleistungssystem beinhaltet Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus. Die relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems ist niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie. Die Zusatzbatterie ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, eine Traktionsbatterie, ein Niederspannungsleistungssystem, einen DC/DC-Wandler und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen. Die Traktionsbatterie ist dazu konfiguriert, während Beschleunigungszeiträumen elektrische Leistung an die elektrische Maschine abzugeben und während Nutzbremsungszeiträumen elektrische Leistung von der elektrischen Maschine über einen Hochspannungsbus zu empfangen. Der DC/DC-Wandler ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen. Das Niederspannungsleistungssystem beinhaltet Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus. Die relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems ist niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie. Die Zusatzbatterie ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, eine Traktionsbatterie, ein Niederspannungsleistungssystem, einen DC/DC-Wandler und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen. Die Traktionsbatterie ist dazu konfiguriert, während Beschleunigungszeiträumen elektrische Leistung an die elektrische Maschine abzugeben und während Nutzbremsungszeiträumen elektrische Leistung von der elektrischen Maschine über einen Hochspannungsbus zu empfangen. Der DC/DC-Wandler ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen. Das Niederspannungsleistungssystem beinhaltet Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus. Die relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems ist niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie. Die Zusatzbatterie ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Figurenliste

1 ist eine schematische Veranschaulichung eines repräsentativen Antriebsstrangs eines Elektrofahrzeugs;
2 ist ein elektrisches Diagramm, das ein Hochspannungsleistungssystem und ein Niederspannungsleistungssystem beinhaltet; und
3 ist ein Steuerdiagramm, das ein Steuersystem für einen DC/DC-Wandler veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Dabei versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedenartige und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind in dieser Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Ausführungsformen zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs können variieren. Das Elektrofahrzeug 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet eine elektrische Maschine, wie etwa einen Elektromotor/Generator (M/G) 14, der ein Getriebe (oder einen Getriebekasten) 16 antreibt. Genauer kann der M/G 14 drehbar mit einer Eingangswelle 18 des Getriebes 16 verbunden sein. Das Getriebe 16 kann über einen Getriebebereichwähler (nicht gezeigt) in PRNDSL (Parken, Rückwärts, Neutral, Fahren, Sport, langsam) gestellt werden. Das Getriebe 16 kann eine feste Übersetzungsbeziehung aufweisen, die eine einzelne Getriebeübersetzung zwischen der Eingangswelle 18 und einer Ausgangswelle 20 des Getriebes 16 bereitstellt. Ein Drehmomentwandler (nicht gezeigt) oder eine Anfahrkupplung (nicht gezeigt) kann zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 16 angeordnet sein. Alternativ kann das Getriebe 16 ein mehrstufiges Automatikgetriebe sein. Eine zugehörige Traktionsbatterie 22 ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an den M/G 14 abzugeben oder elektrische Leistung von diesem zu empfangen.
Der M/G 14 ist eine Antriebsquelle für das Elektrofahrzeug 10, die dazu konfiguriert ist, das Elektrofahrzeug 10 anzutreiben. Der M/G 14 kann durch eine beliebige von einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen umgesetzt sein. Zum Beispiel kann es sich bei dem M/G 14 um einen Permanentmagnet-Synchronmotor handeln. Eine Leistungselektronik 24 (power electronics - PE) konditioniert den Gleichstrom (direct current - DC), der durch die Batterie 22 bereitgestellt wird, auf die Anforderungen des M/G 14, wie nachstehend beschrieben wird. Zum Beispiel kann die Leistungselektronik 24 dem M/G 14 einen Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) bereitstellen.
Wenn das Getriebe 16 ein mehrstufiges Automatikgetriebe ist, kann das Getriebe 16 Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die durch selektives Einrücken von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), selektiv in unterschiedliche Getriebeübersetzungen gebracht werden, um die gewünschten mehreren diskreten oder stufenweisen Antriebsübersetzungen zu erreichen. Die Reibungselemente sind über einen Schaltzeitplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen der Getriebeausgangswelle 20 und der Getriebeeingangswelle 18 zu steuern. Das Getriebe 16 wird auf Grundlage verschiedener Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (powertrain control unit - PCU), automatisch von einer Übersetzung in eine andere geschaltet. Leistung und Drehmoment vom M/G 14 können an das Getriebe 16 abgegeben und von diesem empfangen werden. Das Getriebe 16 stellt der dann der Ausgangswelle 20 eine Antriebsstrangausgangsleistung und ein Drehmoment bereit.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Getriebe 16, das mit einem Drehmomentwandler (nicht gezeigt) gekoppelt sein kann, nur ein Beispiel einer Getriebekasten- oder Getriebeanordnung ist; jedes Mehrfachübersetzungsschaltgetriebe, das (ein) Eingangsdrehmoment(e) von einer Leistungsquelle (z. B. M/G 14) annimmt und dann einer Ausgangswelle (z. B. Ausgangswelle 20) ein Drehmoment bei den unterschiedlichen Übersetzungen bereitstellt, ist für eine Verwendung in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung annehmbar. Zum Beispiel kann das Getriebe 16 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (Automated Mechanical Transmission - AMT) umgesetzt sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltbetätigungsstange zu verschieben/drehen, um eine gewünschte Getriebeübersetzung auszuwählen. Wie es dem Durchschnittsfachmann im Allgemeinen geläufig ist, kann ein AMT zum Beispiel in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 20 mit einem Differential 26 verbunden. Das Differential 26 treibt ein Paar von Antriebsrädern 28 über jeweilige Achsen 30 an, die mit dem Differential 26 verbunden sind. Das Differential 26 überträgt ungefähr das gleiche Drehmoment auf jedes Rad 28, während es leichte Drehzahlunterschiede erlaubt, wie etwa, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Unterschiedliche Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen können verwendet werden, um das Drehmoment von dem Antriebsstrang auf ein Rad oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung zum Beispiel in Abhängigkeit vom konkreten Betriebsmodus oder der konkreten Betriebsbedingung variieren.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zugehörige Steuerung 32, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU). Obwohl sie als eine Steuerung veranschaulicht ist, kann die Steuerung 32 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), gesteuert werden. Dementsprechend versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 32 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen zu steuern, wie etwa Betreiben des M/G 14, um das Raddrehmoment bereitzustellen oder die Batterie 22 zu laden, Auswählen oder Planen von Gangwechseln usw. Die Steuerung 32 kann eine Mikroprozessor- oder eine Hauptprozessoreinheit (central processing unit - CPU) beinhalten, die mit verschiedenen Arten computerlesbarer Speichervorrichtungen oder -medien in Kommunikation steht. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können zum Beispiel ein flüchtiges und nichtflüchtiges Speichern in Festwertspeicher (read-only memory - ROM), Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM) und Keep-Alive-Speicher (keep-alive memory - KAM) beinhalten. Der KAM ist ein dauerhafter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern unterschiedlicher Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung von beliebigen einer Reihe bekannter Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROMs (programmierbaren Festwertspeichern), EPROMs (elektrischen PROMs), EEPROMs (elektrisch löschbaren PROMs), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen Speichervorrichtungen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch die Steuerung beim Steuern des Motors oder Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung 32 kommuniziert mit verschiedenen Fahrzeugsensoren und - betätigungselementen über eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A-Schnittstelle) (einschließlich Eingangs- und Ausgangskanälen), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die verschiedene Rohdaten oder eine Signalkonditionierung, - verarbeitung und/oder -umwandlung, einen Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ dazu können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 allgemein veranschaulicht, kann die Steuerung 32 Signale an den M/G 14, die Batterie 22, das Getriebe 16, die Leistungselektronik 24 und eine beliebige andere Komponente des Antriebsstrangs 12, die enthalten sein kann, aber in 1 nicht gezeigt ist (d. h. eine Anfahrkupplung, die zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 16 angeordnet sein kann) kommunizieren und/oder von diesen empfangen. Obwohl nicht ausdrücklich veranschaulicht, erkennt der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten, die jeweils innerhalb der vorstehend genannten Teilsysteme durch die Steuerung 32 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die unter Verwendung von Steuerlogik und/oder Algorithmen, die durch die Steuerung 32 ausgeführt werden, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten Komponenten für Frontend-Nebenaggregatsantrieb (front-end accessory drive - FEAD), wie etwa eine Lichtmaschine, einen Klimaanlagenkompressor, Batterieladung oder -entladung, Nutzbremsung, den Betrieb des M/G 14, die Kupplungsdrücke für das Getriebe 16 oder eine andere Kupplung, die Teil des Antriebsstrangs 12 ist, und dergleichen. Sensoren, die Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um beispielsweise Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Gaspedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Umgebungslufttemperatur (z. B. Umgebungslufttemperatursensor 33), Gang, Übersetzung oder Modus des Getriebes, Getriebeöltemperatur (TOT), Eingangs- und Ausgangsdrehzahl des Getriebes, Verlangsamungs- oder Schaltmodus (MDE), Batterietemperatur, Batteriespannung, Batteriestrom oder Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie anzuzeigen.
Die Steuerlogik oder die von der Steuerung 32 durchgeführten Funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme wiedergegeben sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und dergleichen, umgesetzt sein können/kann. Demnach können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Wenngleich dies nicht immer ausdrücklich veranschaulicht ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden kann/können, je nach konkret eingesetzter Verarbeitungsstrategie. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die in dieser Schrift beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern ist vielmehr zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann hauptsächlich als Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug- und/oder Antriebsstrangsteuerung, wie etwa die Steuerung 32, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung in Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, welche einen Code oder Anweisungen darstellen, der/die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder von dessen Teilsystemen ausgeführt wird/werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe bekannter physischer Vorrichtungen einschließen, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugeordnete Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen aufzubewahren.
Ein Gaspedal 34 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs dazu verwendet, dem Antriebsstrang 12 (oder genauer dem M/G 14) ein gefordertes Drehmoment, eine geforderte Leistung oder einen geforderten Antriebsbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Herunterdrücken und Freigeben des Gaspedals 34 ein Gaspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 32 als Bedarf an einer erhöhten bzw. verringerten Leistung interpretiert werden kann. Ein Bremspedal 36 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs ebenfalls verwendet, um ein erforderliches Bremsmoment zum Verlangsamen des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Herunterdrücken und Freigeben des Bremspedals 36 ein Bremspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 32 als Aufforderung, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, interpretiert werden kann. Auf Grundlage der Eingaben von dem Gaspedal 34 und dem Bremspedal 36 befiehlt die Steuerung 32 das Drehmoment und/oder die Leistung zu dem M/G 14 und den Reibungsbremsen 38. Die Steuerung 32 steuert zudem die zeitliche Abfolge von Gangwechseln im Getriebe 16.
Der M/G 14 kann als Elektromotor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Um das Fahrzeug mit dem M/G 14 anzutreiben, überträgt die Antriebsbatterie 22 gespeicherte elektrische Energie über Verkabelung 40 an die Leistungselektronik 24, die zum Beispiel einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 24 wandelt Gleichspannung von der Batterie 22 in Wechselspannung um, die durch den M/G 14 verwendet wird. Die Steuerung 32 befiehlt der Leistungselektronik 24, die Spannung von der Batterie 22 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die dem M/G 14 bereitgestellt wird, um der Eingangswelle 18 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen.
Alternativ kann der M/G 14 als Generator fungieren und kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, damit sie in der Batterie 22 gespeichert wird. Genauer kann der M/G 14 während Zeiträumen des Nutzbremsens als Generator fungieren, während derer Drehmoment und Rotationsenergie (oder kinetische Energie) von den sich drehenden Rädern 28 durch das Getriebe 16 zurück übertragen und in elektrische Energie zur Speicherung in der Batterie 22 umgewandelt wird.
Das Fahrzeug 10 kann ein oder mehrere Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs beinhalten. Die Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs beinhalten unter anderem Servolenksysteme, Radios, elektrische Fenster, Sitzpositionseinstellungssysteme, elektrisch betätigte Türverriegelungen, Scheinwerfer, Innenbeleuchtung oder ein jedes anderes System oder eine jede andere Vorrichtung, welche/s elektrisch betrieben wird. Das Fahrzeug kann eine Zusatzbatterie 44 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, die Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen. Die Zusatzbatterie 44 und die Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs können mit der Steuerung 32 in Kommunikation stehen und durch diese gesteuert werden.
Die Zusatzbatterie 44, die Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs und ein zugehöriger Bus, der Leistung von der Zusatzbatterie 44 an die Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs abgibt, können als ein Niederspannungsleistungssystem bezeichnet werden, während die Traktionsbatterie 22, der M/G 14 und ein zugehöriger Bus, der Leistung von der Traktionsbatterie 22 an den M/G 14 abgibt, als ein Hochspannungsleistungssystem bezeichnet werden können. Dies liegt daran, dass die Traktionsbatterie 22, einige Nebenverbraucher (wie etwa die Klimaanlage und das Heizsystem) und der M/G 14 mit einer höheren Spannung (z. B. 144-330 Volt) in Relation zu der Zusatzbatterie 44 und den Niederspannungsnebenverbrauchern 42 des Fahrzeugs (z. B. 12 Volt) betrieben werden. Die Nebenverbraucher, die durch das Hochspannungssystem mit Leistung versorgt werden (z. B. die Klimaanlage und das Heizsystem), können als die Hochspannungsnebenverbraucher (HVA) 43 bezeichnet werden. Daher kann die Traktionsbatterie 22 als die Hochspannungsbatterie (HVA) 22 bezeichnet werden, kann die Zusatzbatterie 44 als die Niederspannungsbatterie (LVA) 44 bezeichnet werden, kann der Bus, der Leistung von der Traktionsbatterie 22 an den M/G 14 abgibt, als der Hochspannungsbus bezeichnet werden, und kann der Bus, der Leistung von der Zusatzbatterie 44 an die Niederspannungsnebenverbraucher (LVB) 42 des Fahrzeugs abgibt, als der Niederspannungsbus bezeichnet werden. Ein DC/DC-Wandler 46 kann dazu konfiguriert sein, elektrische Leistung vom Niederspannungsbus zum Hochspannungsbus fließen zu lassen, und/oder kann dazu konfiguriert sein, elektrische Leistung vom Hochspannungsbus zum Niederspannungsbus fließen zu lassen.
Es versteht sich, dass das in 1 veranschaulichte Schema lediglich repräsentativ und nicht als Einschränkung gedacht ist. Es werden andere Konfigurationen in Betracht gezogen, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Es versteht sich, dass die in dieser Schrift beschriebene Fahrzeugkonfiguration lediglich beispielhafter Natur ist und nicht einschränkend sein soll. Andere Konfigurationen von Elektro- oder Hybridelektrofahrzeugen sollten so betrachtet werden, dass sie hierin offenbart sind. Andere Konfigurationen von Elektro- oder Hybridfahrzeugen können unter anderem Folgendes beinhalten: Reihenhybridfahrzeuge, Parallelhybridfahrzeuge, Reihen-ParallelHybridfahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEVs), Brennstoffzellen-Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (battery operated electric vehicles - BEVs) oder eine beliebige andere einem Durchschnittsfachmann bekannte Fahrzeugkonfiguration.
In Hybridkonfigurationen, die einen Verbrennungsmotor, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Motor, oder eine Brennstoffzelle beinhalten, kann die Steuerung 32 dazu konfiguriert sein, verschiedene Parameter in einem solchen Verbrennungsmotor zu steuern. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten bei der Verbrennung, welche unter Verwendung von Steuerlogik und/oder Algorithmen, die durch die Steuerung 32 ausgeführt werden, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Einspritzmenge und -dauer, Position der Drosselklappe, Zündzeitpunkt der Zündkerzen (bei fremdgezündeten Motoren), zeitliche Abstimmung und Dauer für Einlass- und Auslassventile usw. Sensoren, die eine Eingabe durch die E/A-Schnittstelle von einem solchen Verbrennungsmotor zu der Steuerung 32 kommunizieren, können verwendet werden, um Turbolader-Ladedruck, Kurbelwellenposition (PIP), Motordrehzahl (RPM), Ansaugkrümmerdruck (MAP), Drosselklappenposition (TP), Konzentration oder Anwesenheit von Abgassauerstoff (exhaust gas oxygen - EGO) oder anderen Abgaskomponenten, Ansaugluftstrom (MAF) usw. anzugeben.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein elektrisches Diagramm 50, das das Hochspannungsleistungssystem 52 und das Niederspannungsleistungssystem 54 beinhaltet, veranschaulicht. Die Hochspannungsbatterie 22 kann dazu konfiguriert sein, elektrische Leistung an den Hochspannungsbus 56 zu entladen oder eine Ladeleistung, P_{Hochspannungsbatterieladungl-entladung}, von diesem zu empfangen. Der M/G 14 kann auch dazu konfiguriert sein, elektrische Leistung an den Hochspannungsbus 56 zu verbrauchen oder eine Ladeleistung, PMotor/Generator, von diesem zu erzeugen. Die Niederspannungsbatterie 44 kann dazu konfiguriert sein, elektrische Leistung an den Niederspannungsbus 58 zu entladen oder eine Ladeleistung, P_{Niederspannungsbatterieladung/-entladung}, von diesem zu empfangen. Ein Teil oder die gesamte elektrische Leistung an dem Niederspannungsbus 58 kann zu den Niederspannungsnebenverbrauchern 42 des Fahrzeugs geleitet werden. Die elektrische Leistung, die durch die Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs oder eine beliebige andere Komponente, die mit dem Niederspannungsbus 58 verbunden ist, verbraucht wird, kann als die Last an dem Niederspannungsbus, PNiederspannungsverbraucher, bezeichnet werden. Der DC/DC-Wandler 46 verbindet den Niederspannungsbus 58 mit dem Hochspannungsbus 56. Der DC/DC-Wandler 46 ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung zwischen dem Niederspannungsbus 58 und dem Hochspannungsbus 56 zu übertragen. Die elektrische Leistung, die an den Niederspannungsbus 58 von dem Hochspannungsbus 56 abgegeben wird oder die von dem Niederspannungsbus 58 und in den Hochspannungsbus 56 entladen wird, kann als die Lade-/Entladeleistung des Niederspannungssystems, P_{Niederspannungssysternladung/-entladung}, bezeichnet werden. Die Leistung, die durch den DC/DC-Wandler 46 fließt, wird durch den Wirkungsgrad η des DC/DC-Wandlers 46 eingestellt.
Herkömmliche Steuerstrategien für Elektro- oder Hybridfahrzeuge berücksichtigen nur die Leistungslade-/-entladegrenzen der Hochspannungsbatterie. Zum Beispiel sind die elektrische Antriebsunterstützungsfunktion, das opportunistische Laden oder die Nutzbremsfunktion des Fahrzeugsteuersystems erforderlich, um die Lade-/Entladegrenzen der Hochspannungsbatterie einzuhalten. Daher werden die Fahrzeugleistungsfähigkeit und Kraftstoffeffizienz durch die Fähigkeiten der Hochspannungsbatterie eingeschränkt.
Der Energiebedarf für die Niederspannungssysteme in Fahrzeugen, insbesondere autonomen Fahrzeugen, nimmt weiter zu. Zum Beispiel kann die Leistung/Energie, die durch das Niederspannungssystem eines autonomen Fahrzeugs verwendet wird, mehr als das Doppelte der Leistung/Energie betragen, die durch das Niederspannungssystem eines herkömmlichen Fahrzeugs verwendet wird. Die Kapazität der Niederspannungsbatterie kann verwendet werden, um das Antriebsstrangsteuersystem dabei zu unterstützen, Leistung/Energie in dem Hochspannungsleistungssystem zu speichern oder Leistung/Energie von diesem freizugeben, was der Gesamtfahrzeugleistungsfähigkeit und dem Wirkungsgrad des Fahrzeugs zugute kommt. Ein unidirektionaler DC/DC-Wandler ermöglicht der Niederspannungsbatterie, Energie von dem Hochspannungsleistungssystem zu speichern. Die Verwendung eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers ermöglicht, dass Leistung von dem Hochspannungsleistungssystem zu dem Niederspannungsleistungssystem und umgekehrt fließt.
Die Steuerung 32 ist dazu konfiguriert, den Leistungsfluss zwischen dem Hochspannungsleistungssystem 52 und dem Niederspannungsleistungssystem 54 zu steuern. Der Einfachheit halber wird der DC/DC-Leistungsfluss von dem Hochspannungsleistungssystem 52 zu dem Niederspannungsleistungssystem 54 als positiv definiert, während der Leistungsfluss von dem Niederspannungsleistungssystem 54 zu dem Hochspannungsleistungssystem 52 als negativ definiert wird. Wenn der DC/DC-Leistungsfluss positiv ist, kann die Leistungsfähigkeit des Niederspannungsleistungssystems 54 als die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 definiert werden, Leistung von dem Hochspannungsleistungssystem 52 aufzunehmen, was durch Gleichung (1) definiert werden kann: $Pwr_sysLVChrgLim = (P_battLVChrgLim + P_LVLoad) /Eff_DCDCpos$
wobei Pwr_sysLVChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 ist, Leistung von dem Hochspannungsleistungssystem 52 aufzunehmen, P_battL VChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität der Niederspannungsbatterie 44 ist, Ladeleistung zu empfangen, P_LVLoad die Leistungslast am Niederspannungsleistungssystem 54 von den Niederspannungsnebenverbrauchern 42 des Fahrzeugs oder einer beliebigen anderen Komponente ist, die mit dem Niederspannungsbus 58 verbunden ist, und Eff DCDCpos der Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers 46 ist, wenn der DC/DC-Leistungsfluss zwischen dem Hochspannungsleistungssystem 52 und dem Niederspannungsleistungssystem 54 positiv ist.
Wenn der DC/DC-Leistungsfluss negativ ist, kann die Leistungsfähigkeit des Niederspannungsleistungssystems 54 als die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 definiert werden, Leistung an dasHochspannungsleistungssystem 52 abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, was durch Gleichung (2) definiert werden kann: $Pwr_sysLVDisChrgLim = (P_battLVDisChrgLim - P_LVLoad) * Eff_DCDCneg$
wobei Pwr_sysLVDisChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 ist, Leistung an das Hochspannungsleistungssystem 52 abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, P_battL VDisChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität der Niederspannungsbatterie 44 ist, Leistung zu entladen, P_LVLoad die Leistungslast am Niederspannungsleistungssystem 54 von den Niederspannungsnebenverbrauchern 42 des Fahrzeugs oder einer beliebigen anderen Komponente ist, die mit dem Niederspannungsbus 58 verbunden ist, und Eff DCDCneg der Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers 46 ist, wenn der DC/DC-Leistungsfluss zwischen dem Hochspannungsleistungssystem 52 und dem Niederspannungsleistungssystem 54 negativ ist.
Die vorstehende Definition der Gesamtsystemleistungsfähigkeit kann angewendet werden, wenn der DC/DC-Wandler 46 entweder ein unidirektionaler DC/DC-Wandler oder ein bidirektionaler DC/DC-Wandler ist. Im Falle eines unidirektionalen DC/DC-Wandlers ist die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54, Leistung an das Hochspannungsleistungssystem 52 abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_sysLVDisChrgLim, null (d. h. die Batterieentladeleistungsgrenze für das gesamte in 2 dargestellte System an das Hochspannungsleistungssystem 52 wird nur von der Hochspannungsbatterie 22 stammen).
Die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten in 2 dargestellten Systems kann als die Summe der Leistungsfähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22 und der Leistungsfähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 für sowohl Laden als auch Entladen definiert sein. Die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten in 2 dargestellten Systems, Ladeleistung aufzunehmen oder zu empfangen, kann durch Gleichung (3) definiert werden: $Pwr_battSysChrgLim = Pwr_battHVChrgLim + Pwr_sysLVChrgLim$
wobei Pwr_battSysChrgLim die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten in 2 dargestellten Systems ist, Ladeleistung zu empfangen, Pwr_battHVChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22 ist, Ladeleistung zu empfangen, und Pwr sysLVChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 ist, Leistung von dem Hochspannungsleistungssystem 52 aufzunehmen.
Die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten in 2 dargestellten Systems, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, kann durch Gleichung (4) definiert werden: $Pwr_battSysDisChrgLim = Pwr_battHVDisChrgLim + Pwr_sysLVDisChrgLim$
wobei Pwr_battSysDisChrgLim die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten in 2 dargestellten Systems ist, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_battHVDisChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22 ist, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, und Pwr sysLVChrgLim die Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54 ist, Leistung an das Es ist anzumerken, dass alle Leistungsfähigkeiten des gesamten in 2 dargestellten Systems ohne Vorzeichen sind (d. h. einen Wert aufweisen, der größer als null ist), unabhängig davon, ob das System gemäß Gleichung (3) geladen oder gemäß Gleichung (4) entladen wird).
Die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 kann auf der Verwendungssteuerung des Niederspannungsleistungssystems 54 und des Hochspannungsleistungssystems 52 beruhen. Die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, kann positiv sein (z. B. wenn der Fahrer das Fahrzeug beschleunigt und der Antriebsstrang den M/G 14 zur Fahrunterstützung nutzt oder wenn die Rückgewinnungsleistung des M/G 14 geringer ist als die durch die Hochspannungsnebenverbraucher verbrauchte Leistung). Die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, kann negativ sein (z. B. wenn der Fahrer das Fahrzeug bremst und der Antriebsstrang den M/G 14 nutzt, um die kinetische Energie über Nutzbremsung zurückzugewinnen, oder wenn Batterieladung für die Aufrechterhaltung des Batterie-SOC oder einen optimalen Motorbetrieb sogar dann gewünscht ist, wenn der Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug zu beschleunigen). Für die Zwecke dieser Offenbarung wird angenommen, dass die Gesamtentladeleistung des Batteriesystems positiv ist und dass die Gesamtladeleistung des Batteriesystems negativ ist.
Das System zum Steuern des elektrischen Leistungsflusses des in 2 dargestellten Systems wird unmittelbar nachstehend beschrieben. Das System zum Steuern des elektrischen Leistungsflusses des in 2 dargestellten Systems kann als ein Algorithmus oder eine Steuerlogik in der Steuerung 32 gespeichert sein.
Eine gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 kann einer Beschleunigungsanforderung über das Gaspedal 34 während Zeiträumen entsprechen, in denen der M/G 14 zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird, oder kann einem Ereignis entsprechen, bei dem der M/G 14 als Generator genutzt wird (z. B. während eines Nutzbremsereignisses). Pwr_EMReq ist die Leistungsanforderung des M/G 14 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität. Pwr sysLVReq ist die gewünschte Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem 54, um Pwr_EMReq zu erfüllen. Die Leistungsanforderung des M/G 14 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr_sysLVReq, kann verwendet werden, um den DC/DC-Wandler 46 zu steuern, um die erforderliche Leistung bereitzustellen, und kann genutzt werden, um die Leistungsausgabe des M/G 14 zu steuern. Bei der Berücksichtigung von Leistungskapazitäten, -grenzen oder - fähigkeiten des Niederspannungsleistungssystems54, des Hochspannungsleistungssystems 52, der Hochspannungsbatterie 22 und der Niederspannungsbatterie (d. h. der Zusatzbatterie 44) in dem nachstehend beschriebenen Algorithmus müssen die Werte unter Umständen durch den Wirkungsgrad η des DC/DC-Wandlers 46 eingestellt werden, wenn Leistung zwischen dem Niederspannungsleistungssystem54 und dem Hochspannungsleistungssystem 52 fließt.
Wenn die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 (d. h. die Summe der Leistung, die der M/G 14 und die Hochspannungsnebenverbraucher 43 von einer oder mehreren der Batterien entladen) positiv ist, steuert die Steuerung 32 den Leistungsfluss des in 2 dargestellten Systems wie folgt:

Wenn die gewünschte Leistung, Pwr EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 größer oder gleich der Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Pwr_battSysChrgLim, ist (d. h. wenn Pwr_EMDes ≥ Pwr_battSysDisChrgLim), dann wird (1) die Leistungsanforderung des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr_EMReq, so festgelegt, dass sie gleich der Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Pwr_battSysChrgLim , ist (d. h. Pwr EMReq = Pwr_battSysDisChrgLim wird festgelegt) und wird die elektrische Leistung, die an den M/G 14 und die Hochspannungsnebenverbraucher 43 abgegeben wird, auf die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Leistung zu entladen, Pwr_battSysDisChrgLim, festgelegt (d. h. die gewünschte Leistung des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 wird durch die Gesamtsystemfähigkeit begrenzt); und wird (2) die gewünschte Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr_sysLVReq, so festgelegt, dass sie gleich der Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54, Leistung an das Hochspannungsleistungssystem 52 abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_sysLVDisChrgLim, ist (d. h. Pwr _sysLVReq = Pwr_sysLVDisChrgLim wird festgelegt) und wird die Niederspannungsbatterie (d. h. die Zusatzbatterie 44), mit ihrer vollen Fähigkeit verwendet, um Entladeleistung abzugeben. Es ist zu beachten, dass , falls Pwr _EMDes > Pwr_battSysDisChrgLim, das System nicht in der Lage ist, die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 zu erfüllen. Es ist anzumerken, dass unter solchen Umständen die Hochspannungsbatterie 22 entladen wird, um Leistung an den M/G 14 und die Hochspannungsnebenverbraucher 43 mit der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_battHVDisChrgLim, abzugeben.

Wenn die gewünschte Leistung, Pwr EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 größer als die Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_battHVDisChrgLim, ist (d. h. wenn Pwr_EMDes > Pwr_battHVDisChrgLim) und die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 durch die Gesamtbatterieentladeleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Pwr_battSysDisChrgLim, erfüllt werden kann (d. h. Pwr_EMDes ≤ Pwr_battSysDisChrgLim), wird (1) die Leistungsanforderung des M/G 14 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr_EMReq, so festgelegt, dass sie gleich der gewünschten Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 ist (d. h. Pwr EMReq = Pwr_EMDes wird festgelegt) und wird die elektrische Leistung, die an den M/G 14 und die Hochspannungsnebenverbraucher 43 abgegeben wird, auf die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 festgelegt; und wird (2) die gewünschte Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr_sysLVReq, so festgelegt, dass sie gleich der Differenz zwischen der Leistungsanforderung des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr EMReq, und der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_battHVDisChrgLim, ist (d. h. Pwr sysLVReq = Pwr_EMReq - Pwr_battHVDisChrgLim wird festgelegt). Anders ausgedrückt wird die Hochspannungsbatterie 22 mit der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_battHVDisChrgLim, entladen, während die Niederspannungsbatterie (d. h. die Zusatzbatterie 44) mit einem Wert entladen wird, um die Lücke zwischen der gewünschten Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 und der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Leistung abzugeben, zu übermitteln oder zu entladen, Pwr_battHVDisChrgLim, zu füllen.
Wenn die Hochspannungsbatterie 22 alleine die Leistungsanforderung des M/G 14 erfüllen kann, wird (1) die Leistungsanforderung des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr_EMReq, so festgelegt, dass sie gleich der gewünschten Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 ist (d. h. Pwr EMReq = Pwr_EMDes wird festgelegt) und wird die elektrische Leistung, die an den M/G 14 abgegeben wird, auf die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 festgelegt; und wird (2) die gewünschte Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr_sysLVReq, so festgelegt, dass sie gleich null ist. Es ist anzumerken, dass unter solchen Umständen die Hochspannungsbatterie 22 alleine genutzt wird, um den M/G 14 und die Hochspannungsnebenverbraucher 43 mit Leistung zu versorgen.
Wenn die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 negativ ist (d. h. der M/G 14 gibt Ladeleistung an die eine oder die mehreren der Batterien ab), steuert die Steuerung 32 den Leistungsfluss des in 2 dargestellten Systems wie folgt:

Wenn der absolute Wert der gewünschten Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 größer oder gleich der Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten in 2 dargestellten Systems, Ladeleistung zu empfangen, Pwr_battSysChrgLim, ist (d. h. wenn abs(Pwr EMDes) ≥ Pwr battSysChrgLim), dann wird (1) die Leistungsanforderung des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Leistung zu empfangen, Pwr EMReq, so festgelegt, dass sie gleich der Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Leistung zu empfangen, Pwr_battSysChrgLim , ist (Pwr_ EMReq = -Pwr battSysChrgLim), und wird die elektrische Leistung, die von dem M/G 14 abgegeben wird, auf die Gesamtbatterieleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Pwr_battSysChrgLim, festgelegt (d. h. die gewünschte Leistung des M/G 14 wird durch die Gesamtsystemfähigkeit begrenzt); und wird (2) die gewünschte Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr_sysLVReq, so festgelegt, dass sie gleich der Fähigkeit oder Kapazität des Niederspannungsleistungssystems 54, Leistung von dem Hochspannungsleistungssystem 52 aufzunehmen, Pwr sysLVChrgLim, ist (d. h. Pwr_sysLVReq = -Pwr_sysLVChrgLim wird festgelegt) und wird die Niederspannungsbatterie (d. h. die Zusatzbatterie 44), mit ihrer vollen Fähigkeit verwendet, um Ladeleistung zu empfangen. Es ist anzumerken, dass unter solchen Umständen die Hochspannungsbatterie 22 Ladeleistung von dem M/G 14 mit der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Ladeleistung zu empfangen, Pwr_battHVChrgLim, empfängt.

Wenn der absolute Wert der gewünschtem Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 größer als die Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Ladeleistung zu empfangen, Pwr_battHVChrgLim, ist (d. h. wenn abs(Pwr EMDes) > Pwr battHVChrgLim) und die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 durch die Gesamtbatterieladeleistungsfähigkeit oder -kapazität des gesamten Systems, Pwr_battSysChrgLim, erfüllt werden kann (d. h. Pwr_EMDes ≤ Pwr_battSysChrgLim), wird (1) die Leistungsanforderung des M/G 14 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr_EMReq, so festgelegt, dass sie gleich der gewünschten Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 ist (d. h. Pwr EMReq = Pwr EMDes wird festgelegt) und wird die elektrische Leistung, die von dem M/G 14 abgegeben wird, auf die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 festgelegt; und wird (2) die gewünschte Leistung an das Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr_sysLVReq, so festgelegt, dass sie gleich der Differenz zwischen der des M/G 14 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr EMReq, und der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Ladeleistung zu empfangen, Pwr_battHVChrgLim, ist (d. h. Pwr_sysLVReq = Pwr_EMReq - Pwr_battHVChrgLim wird festgelegt). Anders ausgedrückt wird die Hochspannungsbatterie 22 mit der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Ladeleistung zu empfangen, Pwr _battHVChrgLim, geladen, während die Niederspannungsbatterie (z. B. die Zusatzbatterie 44) mit einem Wert geladen wird, um die Lücke zwischen der gewünschten Leistung, Pwr _EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 und der Fähigkeit oder Kapazität der Hochspannungsbatterie 22, Ladeleistung von dem M/G 14 zu empfangen, Pwr_battHVChrgLim, zu füllen.
Wenn die Hochspannungsbatterie 22 alleine die Leistungsanforderung des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 erfüllen kann, wird (1) die Leistungsanforderung des M/G 14 nach Berücksichtigung der Gesamtbatteriesystemfähigkeit oder -kapazität, Pwr_EMReq, so festgelegt, dass sie gleich der gewünschten Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 ist (d. h. Pwr EMReq = Pwr_EMDes wird festgelegt) und wird die elektrische Leistung, die von dem M/G 14 abgegeben wird, auf die gewünschte Leistung, Pwr_EMDes, des M/G 14 und der Hochspannungsnebenverbraucher 43 festgelegt; und wird (2) die gewünschte Leistung an das Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr_sysLVReq, so festgelegt, dass sie gleich null ist. Es ist anzumerken, dass unter solchen Umständen die Hochspannungsbatterie 22 alleine Ladeleistung von dem M/G 14 empfängt.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Steuerdiagramm 100, das ein Steuersystem für den DC/DC-Wandler 46 veranschaulicht, veranschaulicht. Der DC/DC-Wandler 46 wird derart gesteuert, dass die Niederspannungsbatterie (d. h. die Zusatzbatterie 44) betrieben werden kann, um entweder die erforderliche Leistung gemäß dem vorstehend beschriebenen Algorithmus von dem Hochspannungsleistungssystem 52 zu empfangen oder diesem zuzuführen. Um den DC/DC-Wandler46 zu steuern, kann die Leistung oder der Strom, die bzw. die durch den DC/DC-Wandler 46 fließt, durch eine Vorwärtskopplungsschleife 102 und eine Rückkopplungsschleife 104 geregelt werden.
In dem Fall, dass die gewünschte Leistung zu oder von dem Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr _sysLVReq, null ist, besteht keine Notwendigkeit, die Niederspannungsbatterie (d. h. die Zusatzbatterie 44) zu verwenden. Unter solchen Umständen wird die Leistung, die durch den DC/DC-Wandler 46 fließt, durch den Verbraucher auf dem Niederspannungsbus 58 sowie die Anforderung einer regelmäßigen Spannung auf dem Niederspannungsbus 58 bestimmt. Die Eingangsleistung PVorwärtskopplung der Vorwärtskopplungsschleife 102 ist die Leistung auf der Seite des Hochspannungsbusses 56 des DC/DC-Wandlers 46. Die Eingangsleistung PVorwärtskopplung der Vorwärtskopplungsschleife 102 wird durch die Leistungslast der elektrischen Niederspannungskomponenten (d. h. die Leistungslast der Niederspannungsnebenverbraucher 42 des Fahrzeugs oder einer anderen Komponente, die mit dem Niederspannungsbus 58 verbunden ist) bestimmt. Die Eingangsleistung PVorwärtskopplung der Vorwärtskopplungsschleife 102 kann durch Gleichung (5) dargestellt werden: $P_{Vorwärtskopplung} = P_Niederspannungsverbraucher/ η$
wobei P_Niederspannungsverbraucher die Last auf dem Niederspannungsbus 58 ist und η der Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers 46 ist.
Die Rückkopplungssteuerschleife 104 beinhaltet eine Steuerung (z. B. eine PID-Steuerung), die einen Niederspannungsbus-Spannungswunschwert oder -sollwert VSollwert und eine gemessenen Niederspannungsbusspannung Vgemessen empfängt, um eine Rückkopplungssteuervariable zu erzeugen. Der Niederspannungsbus-Spannungswunschwert oder -sollwert VSollwert kann die Spannung der Niederspannungsbatterie (d. h. der Zusatzbatterie 44) sein. Die Differenz zwischen dem Sollwert VSollwert und der gemessenen Niederspannungsbusspannung Vgemessen kann bei Block 106 bestimmt und in die Steuerung der Rückkopplungssteuerschleife 104 eingespeist werden. Die Steuervariablen aus der Vorwärtskopplungsschleife 102 und der Rückkopplungsschleife 104 werden bei Summierungsblock 108 addiert und dann bei Block 110 in die Anlage eingespeist, wodurch die Leistung bestimmt wird, die durch den DC/DC-Wandler 46 fließt, PDCDC-Ausgang. Der Niederspannungsbus-Spannungssollwert VSollwert kann als temperaturabhängiger kalibrierbarer Wert festgelegt werden.
In dem Fall, dass die gewünschte Leistung zu oder von dem Niederspannungsleistungssystem 54, Pwr _sysLVReq, nicht gleich null ist, wird die Leistung, die durch den DC-DC-Wandler 46 fließt, durch den Bedarf des Verbrauchers des Hochspannungsbusses 56 bestimmt. Die Funktion des Regelns der Spannung des Niederspannungsbusses 58 kann ausgesetzt werden, indem ein Wert K Rückkopplung bei Block 112 auf null gesetzt wird. Unter solchen Umständen wird die Eingangsleistung der Vorwärtskopplungsschleife, PVorwärtskopplung, auf der Seite des Hochspannungsbusses 56 des DC/DC-Wandlers 46 entsprechend der Gleichung (6) festgelegt: $PVorwärtskopplung = - Pwr_sysLVReq$
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich eher um beschreibende als um einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Während unterschiedliche Ausführungsformen als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen im Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein könnten, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, welche von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Demnach liegen Ausführungsformen, die hinsichtlich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik beschrieben worden sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen; eine Traktionsbatterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die elektrische Maschine während Beschleunigungszeiträumen abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine während Nutzbremsungszeiträumen über einen Hochspannungsbus zu empfangen; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen; ein Niederspannungsleistungssystem, das Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus aufweist, wobei eine relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie ist und wobei die Zusatzbatterie dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Differenz zwischen einer Entladungsgrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Summe zwischen einer Ladegrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während der Nutzbremsung zu verlangsamen; eine Traktionsbatterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die elektrische Maschine während Beschleunigungszeiträumen abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine während Nutzbremsungszeiträumen über einen Hochspannungsbus zu empfangen; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen; ein Niederspannungsleistungssystem, das Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus aufweist, wobei eine relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie ist, und wobei die Zusatzbatterie dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine abzugeben und keine Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Differenz zwischen einer Entladungsgrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Summe zwischen einer Ladegrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen; eine Traktionsbatterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die elektrische Maschine während Beschleunigungszeiträumen abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine während Nutzbremsungszeiträumen über einen Hochspannungsbus zu empfangen; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen; ein Niederspannungsleistungssystem, das Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus aufweist, wobei eine relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie ist, und wobei die Zusatzbatterie dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine abzugeben und keine Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Differenz zwischen einer Entladungsgrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Summe zwischen einer Ladegrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu programmiert, die Leistungsausgabe des DC/DC-Wandlers auf Grundlage einer Rückkopplungssteuerung und einer Vorwärtskopplung einzustellen, wobei die Rückkopplungssteuerung eine Sollwertspannung an dem Niederspannungsbus aufrechterhält, wenn kein Bedarf vorliegt, dass die Zusatzbatterie Leistung an den Hochspannungsbus bereitstellt oder von diesem aufnimmt, und wobei die Rückkopplungssteuerung deaktiviert ist, sodass der Sollwert-Spannungspunkt an dem Niederspannungsbus nicht aufrechterhalten wird und die Vorwärtskopplungssteuerung gemäß dem Leistungsbedarf des Hochspannungsbusses eingestellt ist, wenn ein Nicht-Null-Bedarf vorliegt, dass die Zusatzbatterie dem Hochspannungsbus Leistung bereitstellt oder von diesem aufnimmt.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen; eine Traktionsbatterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die elektrische Maschine während Beschleunigungszeiträumen abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine während Nutzbremsungszeiträumen über einen Hochspannungsbus zu empfangen; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen; ein Niederspannungsleistungssystem, das Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus aufweist, wobei eine relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie ist, und wobei die Zusatzbatterie dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine abzugeben, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine abzugeben.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen; eine Traktionsbatterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die elektrische Maschine während Beschleunigungszeiträumen abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine während Nutzbremsungszeiträumen über einen Hochspannungsbus zu empfangen; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen; ein Niederspannungsleistungssystem, das Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus aufweist, wobei eine relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie ist, und wobei die Zusatzbatterie dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine abzugeben und keine Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Differenz zwischen einer Entladungsgrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher beruht.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Summe zwischen einer Ladegrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher beruht.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug zu beschleunigen und das Fahrzeug während einer Nutzbremsung zu verlangsamen; eine Traktionsbatterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die elektrische Maschine während Beschleunigungszeiträumen abzugeben und elektrische Leistung von der elektrischen Maschine während Nutzbremsungszeiträumen über einen Hochspannungsbus zu empfangen; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung zwischen dem Hochspannungsbus und einem Niederspannungsbus zu übertragen; ein Niederspannungsleistungssystem, das Fahrzeugnebenverbraucher, eine Zusatzbatterie und den Niederspannungsbus aufweist, wobei eine relative Spannung des Niederspannungsleistungssystems niedriger als eine Spannung der Traktionsbatterie ist, und wobei die Zusatzbatterie dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an die Fahrzeugnebenverbraucher abzugeben und elektrische Leistung von dem DC/DC-Wandler über den Niederspannungsbus zu empfangen oder an diesen abzugeben; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Nutzbremsung und ein entsprechender Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine eine Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einem Leistungserzeugungswert abzugeben, der auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine und der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit der Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von der elektrischen Maschine an das Niederspannungsleistungssystem über den Hochspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Niederspannungsbus mit einer Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Beschleunigungsanforderung und ein entsprechender Leistungsbedarf der elektrischen Maschine eine Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie übersteigt, aber eine kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems nicht übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladung abzugeben, die auf einer Differenz zwischen dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine und der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie beruht, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine die kombinierte Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie und des Niederspannungsleistungssystems übersteigt, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit der Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie abzugeben und Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine über den Niederspannungsbus, den DC/DC-Wandler und den Hochspannungsbus mit einer Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Beschleunigungsanforderung und der entsprechende Leistungsbedarf der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsentladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der Traktionsbatterie an die elektrische Maschine über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungsbedarf der elektrischen Maschine abzugeben und keine Leistung von dem Niederspannungsleistungssystem an die elektrische Maschine abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Nutzbremsung und der entsprechende Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine geringer als die Leistungsladekapazität der Traktionsbatterie ist, Leistung von der elektrischen Maschine an die Traktionsbatterie über den Hochspannungsbus mit dem entsprechenden Leistungserzeugungswert der elektrischen Maschine abzugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Leistungsentladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Differenz zwischen einer Entladungsgrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher beruht.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Leistungsladekapazität des Niederspannungsleistungssystems auf einem Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers und einer Summe zwischen einer Ladegrenze der Zusatzbatterie und einem Leistungsbedarf der Fahrzeugnebenverbraucher beruht.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung dazu programmiert ist, die Leistungsausgabe des DC/DC-Wandlers auf Grundlage einer Rückkopplungssteuerung und einer Vorwärtskopplung einzustellen, wobei die Rückkopplungssteuerung eine Sollwertspannung an dem Niederspannungsbus aufrechterhält, wenn kein Bedarf vorliegt, dass die Zusatzbatterie Leistung an den Hochspannungsbus bereitstellt oder von diesem aufnimmt, und wobei die Rückkopplungssteuerung deaktiviert ist, sodass der Sollwert-Spannungspunkt an dem Niederspannungsbus nicht aufrechterhalten wird und die Vorwärtskopplungssteuerung gemäß dem Leistungsbedarf des Hochspannungsbusses eingestellt ist, wenn ein Nicht-Null-Bedarf vorliegt, dass die Zusatzbatterie dem Hochspannungsbus Leistung bereitstellt oder von diesem aufnimmt.