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EINFÜHRUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein elektrisches Lastmanagementsystem und insbesondere auf ein System zum Abwurf elektrischer Lasten eines Wandlers.
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KURZDARSTELLUNG
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Mindestens einige beispielhafte Veranschaulichungen hierin beziehen sich auf ein elektrisches Lastmanagementsystem für ein Fahrzeug, das einen Wandler, eine Niederspannungsbatterie und einen elektrischen Bus einschließt, der dafür konfiguriert ist, Niederspannungsleistung vom Wandler oder von der Niederspannungsbatterie oder beidem zu liefern. Das System kann eine Steuerung einschließen, die konfiguriert ist zum: Erkennen eines Lastabwurfauslösers des Wandlers und als Reaktion auf das Erkennen Auswählen einer oder mehrerer Lasten geringer Priorität aus einer Vielzahl elektrischer Lasten in Verbindung mit dem elektrischen Bus. Die Steuerung kann auch dafür konfiguriert sein, die elektrische Leistungsaufnahme der einen oder mehreren Lasten mit geringer Priorität zu verringern.
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In mindestens einigen Beispielansätzen schließt ein elektrisches Lastmanagementsystem für ein Fahrzeug einen Wandler, der dafür konfiguriert ist, elektrische Leistung von einer Eingangsspannung auf eine verringerte Spannung herunterzuwandeln, und einen elektrischen Bus ein, der mit dem Wandler in elektrischer Kommunikation steht. Der elektrische Bus kann dafür konfiguriert sein, einer Vielzahl elektrischer Lasten empfangene elektrische Leistung vom Wandler mit der verringerten Spannung zu liefern. Das System kann auch eine Steuerung einschließen, die dafür konfiguriert ist, einen Lastabwurfauslöser zu erkennen und als Reaktion auf das Erkennen eine oder mehrere Lasten geringer Priorität aus der Vielzahl elektrischer Lasten auszuwählen. Die Steuerung kann auch dafür konfiguriert sein, die elektrische Leistungsaufnahme der einen oder mehreren Lasten geringer Priorität zu verringern.
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Bei mindestens einigen Beispielansätzen schließt ein Verfahren zum Verwalten elektrischer Lasten in einem Leistungssystem für ein Fahrzeug das Verringern einer Eingangsspannung von an einem Wandler empfangener elektrischer Leistung auf eine verringerte Spannung ein. Das Verfahren kann auch einschließen, die elektrische Leistung unter Verwendung des Wandlers mit der verringerten Spannung an einen elektrischen Bus zu liefern. Der elektrische Bus kann dafür konfiguriert sein, einer Vielzahl elektrischer Lasten empfangene elektrische Energie vom Wandler mit der verringerten Spannung zu liefern. Das Verfahren kann ferner das Erkennen eines Lastabwurfauslösers und als Reaktion auf das Erkennen Verringern der elektrischen Leistungsaufnahme der einen oder mehreren Lasten aus der Vielzahl elektrischer Lasten einschließen.
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Figurenliste
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Die vorstehenden und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung, ihre Natur und verschiedene Vorteile werden unter Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden, in denen:
- 1 eine schematische Ansicht eines veranschaulichenden Fahrzeugs mit einer Traktionsbatterie, einem elektrischen Niederspannungsbus und einem elektrischen Lastmanagementsystem gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden elektrischen Managementsystems für ein Fahrzeug gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 3 ein Diagramm eines Lastentscheidungsflags und eines Stroms in einem elektrischen System im Zeitverlauf gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 4 ein Flussdiagramm eines veranschaulichenden Prozesses zum Abwurf einer oder mehrerer Niederspannungslasten gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 5 ein Flussdiagramm eines weiteren veranschaulichenden Prozesses zum Abwurf einer oder mehrerer Niederspannungslasten gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
- 6 ein Flussdiagramm eines weiteren veranschaulichenden Prozesses zum Abwurf einer oder mehrerer Niederspannungslasten gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug verwendet im Allgemeinen ein Batteriepaket zum Antreiben eines oder mehrerer Elektromotoren, um den Fahrzeugantrieb bereitzustellen. Diese „Traktionsbatteriepakete“ für Fahrzeuge haben im Allgemeinen eine relativ große Kapazität und arbeiten bei relativ hohen Spannungen, z. B. 400 Volt oder mehr, um eine ausreichende Reichweite des Fahrzeugs und ausreichende Leistung für den Motor oder die Motoren des Fahrzeugs bereitzustellen. Die Traktionsbatterie kann auch andere Lasten mit einer Betriebsspannung bereitstellen, die gleich oder ähnlich den üblichen Hochspannungsanforderungen des Motors ist. In einigen Beispielen können Fahrzeuge ein Batteriepaket mit einer Betriebsspannung von 400 Volt oder 800 Volt verwenden, um den Motor und andere Hochspannungsvorrichtungen des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung zu versorgen. Andere elektrische Lasten oder Vorrichtungen des Fahrzeugs, die die erhöhte Spannung und/oder Leistung, die von der Traktionsbatterie geliefert wird, nicht benötigen, können in einem elektrischen Teilsystem des Fahrzeugs mit relativ niedriger Spannung verwaltet werden. Nur als Beispiele können Steuerungen, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK), Beleuchtung und zusätzliche Stromversorgungsvorrichtungen des Fahrzeugs über das elektrische Niederspannungsteilsystem versorgt werden.
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Die Hochspannungs- und Niederspannungssysteme des Fahrzeugs können über einen Spannungswandler in elektrischer Kommunikation stehen. In einem Beispiel kann ein DC/DC-Wandler eine Eingangsspannung vom Hochspannungssystem herunterwandeln, um das Niederspannungssystem zu versorgen. Auf diese Weise kann die Traktionsbatterie die Vorrichtungen oder Lasten des Niederspannungssystems versorgen.
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Wärme entsteht üblicherweise als Nebenprodukt des Wandlers in Form von Verlustleistung beim Herunterwandeln einer Eingangsspannung auf eine niedrigere Spannung, z. B. für ein Niederspannungssystem, das elektrische Leistung vom Wandler empfängt. Übermäßige Wärme in einem Wandler, z. B. aufgrund eines hohen Bedarfs im Niederspannungssystem, unzureichender Kühlung oder übermäßiger Wärme von anderen Komponenten im Kühlmittelkreislauf wie Wandlern und Motoren (die üblicherweise bei viel höheren Temperaturen arbeiten können), kann zum thermischen Derating eines Wandlers führen. Insbesondere kann die Leistungsfähigkeit des Wandlers eine Funktion der Temperatur sein, sodass eine Temperatur des Wandlers oberhalb einer Schwellentemperatur dazu führen kann, dass der Wandler seine Ausgabeleistungsfähigkeit verliert. Wenn der Wandler weiterhin in einem thermischen Derating-Zustand arbeitet, kann ein Spannungsabfall in der vom Wandler an das elektrische Niederspannungssystem gelieferten Leistung beobachtet werden, was zu einem Verlust von Antrieb, Bremsen, Lenkung, wichtigen Außenleuchten, Sichtvorrichtungen wie Scheibenwischern oder anderen Fahrzeugsystemen führen kann, die vom elektrischen Niederspannungssystem versorgt werden.
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Dementsprechend lassen sich mit beispielhaften Ansätzen hierin Zustände erkennen, unter denen es vorteilhaft sein kann, Lasten mit relativ geringer Priorität innerhalb eines elektrischen Systems oder Teilsystems wie in einem Fahrzeug abzuwerfen. In einigen Beispielen können ein thermisches Derating eines Wandlers, ein Spannungsabfall durch Derating eines Wandlers, bestimmte Belastungszustände oder das Vorhandensein von Fehlern als Lastabwurfauslöser dienen, die ein elektrisches Lastmanagementsystem dazu veranlassen, Leistungslasten proaktiv abzuwerfen oder zu verringern. Wie weiter unten erörtert, können eine oder mehrere Lasten zum Beispiel abgeworfen werden, indem eine Leistungsverringerung implementiert wird, und zwar durch Ändern oder Anpassen einer Einstellung der Last(en) (z. B. durch Verringern des Stroms in einen Sitzheizmechanismus, Beleuchtung usw.), Verringern von Leistung oder Strom, der von der Last oder den Lasten verbraucht wird, oder durch Abschalten der Leistungsversorgung von Last(en) über eine Leistungsverteilungseinheit. Ein thermisches Derating des Wandlers kann dadurch in seinem Ausmaß oder seiner Dauer verringert oder ganz verhindert werden. In einigen Beispielansätzen sendet ein elektrisches Lastmanagementsystem ein Lastabwurfsignal an ein oder mehrere Steuermodule der Lasten mit einer Anweisung, die Leistungsaufnahme zu verringern, z. B. durch Ändern einer Einstellung der Last(en) oder durch Deaktivieren der Last(en). In einem anderen Beispiel kann eine Leistungsverteilungseinheit elektrische Lasten versorgen und schaltet das elektrische Lastmanagementsystem die Versorgung einer oder mehrerer Lasten, die geringe Priorität haben oder unkritisch sind, durch Abschalten der Versorgung der Lasten an der Leistungsverteilungseinheit ab. Die resultierende Verringerung elektrischer Lasten kann Belastungen des elektrischen Systems und Wärmeerzeugung am Wandler verringern, was die Erholungszeit des Wandlers zur Wiederaufnahme des Normalbetriebs beschleunigt oder ein thermisches Derating ganz verhindert.
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1 zeigt ein veranschaulichendes Fahrzeug 100 mit mehreren Batterien zum Versorgen eines oder mehrerer Elektromotoren 102 mit elektrischer Leistung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Während ein einzelner Motor 102 schematisch veranschaulicht ist, schließt das Fahrzeug 100 vier mit dem Boden in Eingriff stehende Räder 104 ein und kann mehrere Motoren haben, z. B. einen Motor 102 für jedes Rad 104. Jeder Motor 102 kann einen Elektromotor, ein Getriebe (z. B. ein Untersetzungsgetriebe oder einen Riemenscheibensatz), eine Wellenkupplung (z. B. zu einem der Räder 104), Hilfssysteme (z. B. ein Schmierölsystem, ein Kühlsystem, ein Leistungselektroniksystem), beliebige andere geeignete Komponenten oder eine beliebige Kombination davon einschließen, um ein Drehmoment für eines oder mehrere der Räder 104 bereitzustellen.
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Der Motor oder die Motoren 102 können mit einem Motorsteuersystem 106 gekoppelt sein. Das Motorsteuersystem 106 kann dafür konfiguriert sein, Befehle für jeden der Motoren 102 zu erzeugen, um den Antrieb des Fahrzeugs 100 zu bewirken, z. B. durch Drehmomentbefehle. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen mehrere Motoren 102 bereitgestellt sind, erzeugt das Motorsteuersystem 106 Steuersignale für jeden der Motoren 102. Die Steuersignale können Meldungen, Stromwerte, Pulsweitenmodulationswerte (PWM-Werte), beliebige andere geeignete Werte, beliebige andere Informationen, die einen Soll-Betrieb anzeigen, oder eine beliebige Kombination davon einschließen. Das Motorsteuersystem 106 kann auch eine Drehzahlsteuerung (z. B. einen Proportional-Integral-Differential-Rückkopplungsregler (PID-Rückkopplungsregler)), eine Drehmomentsteuerung, eine Stromsteuerung (z. B. pro Motorphase jedes Motors), eine Positionssteuerung, andere geeignete Steuerungen oder eine beliebige Kombination davon einschließen. Darüber hinaus kann das Motorsteuersystem 106 eine adaptive Abstands- und Geschwindigkeitssteuerung, eine teilautonome Steuerung oder vollständig autonome Steuerungsfähigkeiten für das Fahrzeug 100 und Komponenten davon, z. B. den Motor oder die Motoren 102, Fahrzeuglenkung usw., einschließen.
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Das Fahrzeug 100 kann ein erstes Batteriepaket 108 einschließen, wobei es sich um eine Traktionsbatterie zum Antreiben des Motors oder der Motoren 102 handeln kann. Das Fahrzeug 100 kann auch über eine zweite Batterie 110 verfügen, die andere Module oder elektrische Komponenten des Fahrzeugs 100 mit relativ niedriger Spannung versorgt, Wie weiter unten erörtert wird, kann die zweite Batterie 110 zum Beispiel verwendet werden, um verschiedene Steuerungen des Fahrzeugs 100, z. B. Motorsteuerung 106, eine Klimaanlage, Anzeigesteuerungen usw., zu versorgen.
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Das Batteriepaket 108 und die Niederspannungsbatterie 110 können auf jede geeignete Weise mit dem Motor 102 und anderen elektrischen Vorrichtungen des Fahrzeugs 100 verbunden sein, z. B. über ein elektrisches Bussystem des Fahrzeugs 100. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist der Batteriepaket 108 mit einer positiven Busschiene 112 und einer negativen Busschiene 114 eines Hochspannungsabschnitts des elektrischen Systems des Fahrzeugs 100 verbunden. Im Allgemeinen stellt das Batteriepaket 108 eine Versorgung mit Hochspannungsleistung bereit, die die Anforderungen zum Betreiben des Motors oder der Motoren 102 erfüllt, um für ausreichenden Vortrieb des Fahrzeugs 100 und angemessene Reichweite zu sorgen. In einem Beispiel hat das Batteriepaket 108 eine Betriebsspannung von 400 Volt, obwohl andere Betriebsspannungen ohne Einschränkung verwendet werden können. Die Traktionsbatterie 108 kann mit ihrer Betriebsspannung auch andere elektrische Hochspannungsmodule 116 des Fahrzeugs 100 mit elektrischer Leistung versorgen. Bei den elektrischen Hochspannungsmodulen kann es sich um jede elektrische Vorrichtung handeln, die bei höheren Spannungen wie der des Batteriepakets 108 betrieben werden kann, z. B. einen Luftkompressor.
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Im Gegensatz zur Traktionsbatterie 108 kann die Niederspannungsbatterie 110 eine Sekundärbatterie oder eine Batterie mit relativ niedriger Spannung sein, deren Hauptzweck darin besteht, verschiedene Module oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 100 mit Leistung zu versorgen, die nicht den Anforderungen des Motors 102 und anderer Hochspannungsmodule 116 an eine höhere Eingangsspannung unterliegen. Nur als Beispiel kann die Sekundärbatterie 110 eine 12-Volt-Batterie sein. Die Sekundärbatterie 110 kann im Allgemeinen Steuerungen des Fahrzeugs (z. B. die Motorsteuerung 106, wie in 1A gezeigt), Zubehörteile oder andere Module oder Vorrichtungen des Fahrzeugs mit relativ geringeren Spannungsanforderungen als denen des oder der Motoren 102 oder der elektrischen Hochspannungsmodule 116 mit Leistung versorgen. Die Niederspannungsbatterie 110 ist mit einem elektrischen Niederspannungsbus verbunden, der eine positive Busschiene 120 und eine negative Busschiene 122 umfasst.
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Ein elektrischer Wandler 118 ist im Allgemeinen zwischen den elektrischen Niederspannungs- und Hochspannungssystemen des Fahrzeugs 100 angeordnet. Der Wandler 118 kann elektrisch mit der positiven Busschiene 112 und der negativen Busschiene 114 verbunden sein und kann dadurch eine Eingangsspannung von der Traktionsbatterie 108 empfangen. In einer beispielhaften Veranschaulichung ist der Wandler 118 ein DC/DC-Wandler, der dafür konfiguriert ist, eine empfangene relativ hohe Spannung von den Busschienen 112, 114, die z. B. typisch für die Betriebsspannung des Batteriepakets 108 ist, zu verringern und die zweite Batterie 110 und Lasten in dem Niederspannungssystem des Fahrzeugs 100 mit einer verringerten Spannung mit elektrischer Leistung zu versorgen. Der Wandler 118 kann den erhöhten oder Hochspannungseingang an einer Hochspannungsseite 118a empfangen und die Eingangsspannung auf eine verringerte Spannung an einer Niederspannungsseite 118b herunterwandeln. Der Wandler 118 kann somit die zweite Batterie 110 laden. Der Wandler 118 kann einen Transformator, einen Buck-Boost-Wandler oder dergleichen einschließen, um eine selektive Verringerung einer Eingangsspannung an der Hochspannungsseite 118a auf eine Ausgangsspannung an der Niederspannungsseite 118b zu ermöglichen.
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Wie vorstehend erwähnt, kann die Niederspannungsbatterie 110 mit Niederspannungsbusschienen 120, 122 kommunizieren, um die Niederspannungsmodule oder elektrische Lasten des Fahrzeugs 100 zu versorgen. Eine oder mehrere der Lasten können Lasten mit Priorität 128a sein, die z. B. gegenüber anderen Lasten ohne Priorität 128b priorisiert werden, wie weiter unten erörtert. Die Niederspannungslasten 128 können auf jeder geeigneten Basis in verschiedene Prioritätsgruppen eingeteilt werden. Um nur ein Beispiel zu nennen, kann es sich bei den Lasten mit Priorität 128a um Vorrichtungen handeln, die für die Fahrzeugsicherheit wichtig sind, z. B. Steuerungen für den Motor oder die Motoren 102, Wärmemanagement der Traktionsbatterie 108, Fahrzeugsicherheitssysteme usw. Im Gegensatz dazu kann es sich bei den Lasten ohne Priorität 128b um Vorrichtungen oder Lasten handeln, die gegenüber den Lasten mit Priorität 128a von geringerer Bedeutung sind. Als nicht einschränkende Beispiele kann es sich bei Lasten ohne Priorität 128b um Innenbeleuchtung oder andere Akzentbeleuchtung, beheizte/gekühlte Sitzflächen, HLK-System, Netzanschlüsse für Zubehör oder dergleichen handeln.
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Das Fahrzeug 100 kann auch einen Ladeanschluss 124 aufweisen, um das Aufladen des Batteriepakets 108 und/oder der Sekundärbatterie 110 zu ermöglichen. Der Ladeanschluss 124 kann so konfiguriert sein, dass er das Aufladen über eine typische Wechselstromversorgung oder über eine Gleichstromversorgung mit einer relativ höheren Spannung ermöglicht. Schütze oder Schalter (nicht dargestellt) können die Übertragung von Elektrizität aus einer Gleichstromversorgung bei Verbindung mit dem Ladeanschluss 124 ermöglichen, wobei das Batteriepaket 108 zum Beispiel über die Busschienen 112, 114 geladen wird. Der Ladeanschluss 124 kann auch so konfiguriert sein, dass er das Batteriepaket 108 mit einer Wechselstromversorgung relativ niedriger Spannung auflädt, z. B. über ein bordseitiges Ladegerät (nicht dargestellt), das den am Ladeanschluss 124 empfangenen Eingangswechselstrom in Gleichstrom zum Laden der Traktionsbatterie 108 umwandelt.
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Das Fahrzeug 100 schließt auch einen Kühlmittelbehälter 130 ein, der dafür konfiguriert ist, Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf 132 zirkulieren zu lassen, der durch den Wandler 118 zirkuliert. Das Fahrzeug 100 kann dadurch die Temperatur des Wandlers 118 steuern. Der Kühlmittelkeislauf 132 kann auch durch die Antriebsbatterie 108 zirkulieren, sodass die Antriebsbatterie 108 und der Wandler 118 den Kühlmittelbehälter gemeinsam verwenden. Alternativ können separate Kühlmittelkreisläufe oder Kühlmittelbehälter vorgesehen sein oder gemeinsam mit einem Kühlmittelkreislauf für Antriebsstrangkomponenten wie den Motor (die Motoren) 102 verwendet werden.
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Das Fahrzeug 100 kann auch eine elektrische Lastmanagementsystemsteuerung 119 einschließen, die auch durch die Niederspannungsbusschienen 120, 122 im Niederspannungssystem des Fahrzeugs 100 versorgt werden kann. Wie weiter unten beschrieben wird, kann die Lastmanagementsystemsteuerung 119 eine Steuerung oder einen Prozessor und einen Speicher in Kommunikation mit der Steuerung einschließen. Der Speicher kann ein computerlesbares Speichermedium einschließen, das konkret Anweisungen verkörpert, die die Steuerung oder den Prozessor veranlassen, verschiedene Prozesse oder Schritte davon zu implementieren, wie weiter unten beschrieben. In einigen Beispielen ist die Steuerung 119 dafür konfiguriert, einen Lastabwurfauslöser des Wandlers zu erkennen und als Reaktion auf das Erkennen eine oder mehrere der Lasten ohne Priorität 128b auszuwählen und die elektrische Leistungsaufnahme der identifizierten Last(en) ohne Priorität zu verringern.
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Wie nachstehend ausführlicher erörtert, können Lastabwurfauslöser als Reaktion auf beliebige elektrische Lastzustände des Fahrzeugs 100 identifiziert werden, die geeignet sind. In mindestens einigen Beispielansätzen können Lastabwurfauslöser als Reaktion auf Zustände bestimmt werden, die darauf hindeuten, dass der Wandler 118 einem thermischen Derating unterliegt oder bald ausgesetzt sein kann. Zum Beispiel kann sich ein Lastabwurfauslöser auf eine Temperatur des Wandlers 118 oder des Kühlmittelkreislaufs 132 beziehen, sodass eine Kühlmitteltemperatur, die einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, zum Setzen eines Lastabwurfauslöserflag führen kann. In einer anderen beispielhaften Veranschaulichung kann eine Differenz zwischen einer gewünschten oder typischen Spannung im Niederspannungssystem des Fahrzeugs 100 bewirken, dass die Steuerung 119 einen Lastabwurfauslöser bestimmt. Zum Beispiel kann eine Unterspannung der elektrischen Busschienen 120, 122 (d. h. unterhalb der für die Batterie 110 und/oder die elektrischen Busschienen 120/122 typischen Spannung), die einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, ebenfalls bewirken, dass die Steuerung 119 einen Lastabwurfauslöser bestimmt. In einem anderen Beispiel kann ein Fehler des Wandlers 118 bewirken, dass die Steuerung 119 einen Lastabwurfauslöser bestimmt. In noch anderen Beispielen kann eine Leistungsbegrenzung oder ein Fehler anderer elektrischer Komponenten des Fahrzeugs 100, z. B. der Traktionsbatterie 108, von der Steuerung 119 verwendet werden, um einen Lastabwurfauslöser zu bestimmen. Die Steuerung 119 kann einen Lastabwurfauslöser auch als Reaktion auf den elektrischen Bedarf des Fahrzeug 100 bestimmen. Wenn zum Beispiel gewünscht ist, die Ladegeschwindigkeit der Traktionsbatterie 108 zu maximieren, kann die Steuerung 119 einen Lastabwurfauslöser bestimmen, um den elektrischen Bedarf innerhalb des Fahrzeugs 100 zu senken, der die Ladegeschwindigkeit verringern könnte.
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Die Steuerung 119 kann die Leistungsaufnahme durch elektrische Lasten auf jede geeignete Weise verringern. In einem Beispielansatz bestimmt die Steuerung 119, dass ein Lastabwurfauslöser vorliegt, und sendet eine Anweisungsanforderung an eine andere Steuerung oder an die Last(en), um eine Verringerung der Leistungsaufnahme der Last(en) zu bewirken. Zum Beispiel kann die Steuerung 119 eine Anforderung an die Last(en) geringer Priorität senden, den Leistungsverbrauch zu verringern, eine Einstellung der Last(en) geringer Priorität zu ändern oder sich über einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 100 abzuschalten.
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Alternativ kann das Fahrzeug 100 mit einem geschalteten Leistungsverteiler 126 oder einer Steuerung ausgestattet sein, die den Strom elektrischer Leistung zu den elektrischen Niederspannungslasten 128 steuert. In diesen Beispielen kann die Steuerung 119 elektrische Leistung für Last(en) geringer Priorität verringern, indem sie die Leistungsversorgung der Last(en) geringer Priorität über den geschalteten Leistungsverteiler 126 deaktiviert.
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2 zeigt ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden Fahrzeugs mit einem elektrischen Lastmanagementsystem zum Steuern der Leistungsversorgung eines elektrischen Niederspannungssystems gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einem Beispiel ist das Fahrzeug 200 Fahrzeug 100. Fahrzeug 200 schließt eine Steuerschaltung 202 ein, die in einigen Ausführungsformen die oben beschriebene Steuerung 119 ist. Das Fahrzeug 200 ist auch mit einem elektrischen Hochspannungsversorgungssystem 204, einem elektrischen Niederspannungsversorgungssystem 206, einem Wandler 208 und einer Benutzerschnittstelle 210 veranschaulicht. Das elektrische Hochspannungsversorgungssystem 204 kann zum Beispiel ein Fahrzeugbatteriepaket, z. B. Traktionsbatterie 212, mit einer Vielzahl von Batteriezellen einschließen. Zum Beispiel können Teilmengen der Batteriezellen parallel gekoppelt sein, wobei die Teilmengen miteinander in Reihe gekoppelt sind, um einen Gleichspannungsbus zu bilden (z. B. zum Antrieb eines oder mehrerer elektrischer Antriebsmotoren, Hilfsaggregate oder anderer elektrischer Lasten). Das Fahrzeug kann, aber muss kein Elektrofahrzeug sein. Zum Beispiel kann das elektrische Hochspannungsversorgungssystem 204 einen Motor 216 und den zugehörigen Antriebsstrang sowie Hilfskomponenten, andere geeignete Module oder Systeme oder eine Kombination davon mit elektrischer Energie versorgen. Das elektrische Hochspannungsversorgungssystem 204 kann auch einen Hochspannungsbus 214 mit Busschienen einschließen, die dafür konfiguriert sind, die Leitung von Elektrizität und/oder die Kommunikation des Prozessors 202 mit dem elektrischen Hochspannungsversorgungssystem 204 und beliebigen Komponenten davon zu ermöglichen. Zusätzliche elektrische Lasten 218 können auch direkt vom Hochspannungsversorgungssystem 204 versorgt werden, z. B. ein Luftkompressor über den Hochspannungsbus 214.
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Das elektrische Niederspannungsversorgungssystem 206 kann im Allgemeinen Niederspannungslasten des Fahrzeugs 200 mit Leistung versorgen, zu denen Lasten mit Priorität 224 und Lasten ohne Priorität 226 gehören können. Das elektrische Niederspannungsversorgungssystem 206 kann einen Niederspannungsbus 222 einschließen, der elektrische Leistung von einer Niederspannungsbatterie 220 und/oder dem Wandler 208 bereitstellt. Zum Beispiel kann der Wandler 208 eine empfangene Eingangsspannung vom elektrischen Hochspannungsversorgungssystem 204, z. B. von der Traktionsbatterie 212, auf eine verringerte Spannung reduzieren, die wiederum Komponenten des elektrischen Niederspannungsversorgungssystems 206 versorgen kann. Während die elektrischen Lasten in dem veranschaulichten Beispiel in zwei Gruppen unterteilt sind (d. h. mit und ohne Priorität), können die Lasten 224, 226 nach relativer Priorität in eine beliebige Anzahl von Gruppen eingeteilt werden und in einigen Beispielen individuell nach Priorität eingestuft werden.
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Steuerschaltung 202 kann Hardware, Software oder beides einschließen, die auf einem oder mehreren Modulen implementiert sind, die dafür konfiguriert sind, die Leistung zu steuern, mit der mindestens die elektrischen Niederspannungslasten 224 und 226 des Fahrzeugs 200 versorgt werden. Bei einigen Ausführungsformen schließt Steuerschaltung 201 einen oder mehrere Mikroprozessoren, Mikrocontroller, digitale Signalprozessoren, programmierbare Logikvorrichtungen, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder eine geeignete Kombination davon ein. Bei einigen Ausführungsformen ist Steuerschaltung 202 auf mehr als einen Prozessor oder mehrere Verarbeitungseinheiten verteilt. Bei einigen Ausführungsformen führt Steuerschaltung 202 im Speicher gespeicherte Anweisungen aus, um die Leistungsversorgung der elektrischen Niederspannungslasten 224 und 226 des Fahrzeugs 200 zu verwalten. Bei einigen Ausführungsformen ist der Speicher eine elektronische Speichervorrichtung, die Teil von Steuerschaltung 202 ist. Zum Beispiel kann der Speicher dafür konfiguriert sein, elektronische Daten, Computeranweisungen, Anwendungen, Firmware oder beliebige andere geeignete Informationen zu speichern. Bei einigen Ausführungsformen schließt der Speicher Direktzugriffsspeicher, Festwertspeicher, Festplatten, optische Laufwerke, Solid-State-Vorrichtungen oder andere geeignete Datenspeichervorrichtungen oder eine Kombination davon ein. Speicher kann zum Beispiel zum Starten einer Startroutine verwendet werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltung 202 kommunikativ mit dem elektrischen Hochspannungsversorgungssystem 204, dem elektrischen Niederspannungsversorgungssystem 206, dem Wandler 208 und der Benutzerschnittstelle 210 verbunden sein. Die Steuerschaltung 202 kann dadurch Betriebsinformationen über das elektrische Niederspannungsversorgungssystem 206, den Wandler 208 und/oder das elektrische Hochspannungsversorgungssystem 204 empfangen, um einen Lastabwurfauslöser zu bestimmen. Die Steuerschaltung 202 kann auch Informationen für einen Benutzer, z. B. einen Fahrer oder Beifahrer des Fahrzeugs 200, über die Benutzerschnittstelle 210 bereitstellen. In einem Beispiel schließt die Benutzerschnittstelle 210 eine Anzeige, einen Bildschirm oder dergleichen zum visuellen Darstellen einer Angabe eines Lastabwurfauslösers oder anderer Zustände des Fahrzeugs 200 ein.
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Wie vorstehend erwähnt, kann die Steuerschaltung 202 dafür konfiguriert sein, einen Lastabwurfauslöser als Reaktion auf eine oder mehrere Zustände zu bestimmen, die darauf hinweisen, dass ein thermisches Derating des Wandlers 208 vorliegt oder die Gefahr eines thermischen Deratings des Wandlers 208 wahrscheinlich besteht. Nur als Beispiele, kann die Steuerschaltung 202 einen Lastabwurfauslöser auf Basis von Zuständen elektrischer Komponenten des Fahrzeugs 200 bestimmen, z. B. einer Unterspannung im Niederspannungsbus 222, eines Fehler des Wandlers 208 oder dergleichen. In anderen Beispielen bestimmt die Steuerschaltung 202 einen Lastabwurfauslöser als Reaktion darauf, dass eine Kühlmitteltemperatur, z. B. eines Kühlmittels, das den Wandler 208 versorgt, eine Schwellentemperatur überschreitet. Zu diesem Zweck kann das Fahrzeug 200 einen oder mehrere Sensoren 230 einschließen, mit denen die Steuerschaltung 202 solche Zustände bestimmen kann.
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Wie vorstehend erwähnt, können die Lasten des elektrischen Niederspannungsversorgungssystems 206 nach Priorität in Kategorien unterteilt werden, anhand derer bestimmt werden kann, ob/welche der elektrischen Lasten des Niederspannungsversorgungssystems 206 im Fall eines Lastabwurfauslösers in ihrer Leistung verringert werden sollen. Lasten ohne Priorität 226 können zum Beispiel eines oder mehrere, in manchen Fällen sogar alle von Folgenden, einschließen:
- - ein HLK-Modul für den Fahrer und/oder Beifahrer im vorderen Bereich des Fahrzeugs 200;
- - ein HLK-Modul für die Fahrgäste im hinteren Bereich;
- - Zubehörsteckdosen wie eine 12-Volt-Zubehörsteckdose, USB- oder eine andere standardisierte Steckdose;
- - ein Audioverstärker;
- - ein elektrisch betriebener Fahrer- und/oder Beifahrersitz (z. B. für Positionseinstellungen des Sitzes);
- - Heiz- und/oder Kühlmechanismen für den Fahrzeugsitz;
- - eine Fahrzeugwinde;
- - Seitenspiegel-Winkelversteller;
- - Entfroster oder Heizungen für Fahrzeugscheiben;
- - ein Fahrzeug-AC/DC-Leistungswandler;
- - ein Kompressor für Luftfederungskomponenten des Fahrzeugs;
- - eine Hydraulikfederungspumpe des Fahrzeugs; oder
- - ein oder mehrere Federungsventile des Fahrzeugs.
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Im Allgemeinen wirken sich die vorgenannten Lasten ohne Priorität 226 nicht auf die Sicherheit, den Antrieb oder die Lenkung des Fahrzeugs aus und können daher deaktiviert oder in ihrer Leistung verringert werden.
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Im Vergleich dazu können zu den Lasten mit Priorität relativ wichtige Fahrzeugsteuerungsfunktionen oder Sicherheitssysteme des Fahrzeugs gehören. In mindestens einigen Beispielansätzen wird die elektrische Leistung für folgende Systeme im Allgemeinen nicht durch Lastabwurf unterbrochen:
- - Antriebssteuersysteme für das Fahrzeug 200;
- - Steuersysteme der Traktionsbatterie 212;
- - Wärmemanagement der Traktionsbatterie 212 oder anderer Komponenten des Fahrzeugs 200; oder
- - Außensichtfunktionen, z. B. Scheibenwischermotoren.
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In einem Beispiel kann eine Lastabwurfstrategie das vollständige Deaktivieren aller oben aufgeführten Lasten ohne Priorität einschließen. Jedoch sind auch andere Ansätze möglich, einschließlich Deaktivieren nur einer Teilmenge der Lasten ohne Priorität oder Verringern der Leistung für eine oder mehrere der Lasten ohne Priorität. Außerdem kann der Lastabwurf in Stufen erfolgen. In einem Beispiel dieses Ansatzes kann die Steuerschaltung 202 anfänglich eine Teilmenge der Lasten ohne Priorität 226 deaktivieren und/oder die Leistung für eine oder mehrere der Lasten ohne Priorität 226 verringern. Wenn der Lastabwurfauslöser oder damit zusammenhängende Zustände andauern oder sich verschlimmern, kann die Steuerschaltung 202 die Leistungsaufnahme weiter verringern oder die Leistungsversorgung zusätzlicher Lasten ohne Priorität 226 beenden.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Auswirkung eines Lastabwurfauslösers auf Strom in einem elektrischen System, z. B. einem elektrischen Niederspannungsversorgungssystem 206, detaillierter beschrieben. Insbesondere sind die Aktivierung eines Lastabwurfflags und der Strom in einem elektrischen Bus, z. B. Niederspannungsbus 222, im Zeitverlauf aufgezeichnet. Bei Aktivierung des Lastabwurfflags wird der Strom aufgrund einer Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme einer oder mehrerer Lasten des Systems verringert. Der Gesamtstrom kann daher von einem normalen oder nominalen Bereich auf ein verringertes Niveau gesenkt werden, indem die elektrische Leistungsaufnahme begrenzt wird, z. B. durch identifizierte Lasten mit geringer Priorität. In dem veranschaulichten Beispiel kann ein normaler Strombereich durch eine Obergrenze von etwa 100 Ampere (A) definiert sein und durch Begrenzung der Leistungsaufnahme von Last(en) mit geringerer Priorität auf etwa 10 A verringert werden. Dieser Bereich typischer Stromstärken und -senkung ist jedoch nur ein Beispiel, und andere Strombereiche/-senkungen sind ohne Einschränkung möglich.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Beispielprozess 400 des Auswerfens einer oder mehrerer Niederspannungslasten näher beschrieben. Der Prozess 400 kann in Block 405 beginnen, in dem ein Niederspannungsbus bereitgestellt wird, z. B. eines Fahrzeugs. Zum Beispiel kann, wie vorstehend erörtert, eine Batterie 110 in elektrischer Kommunikation mit einem Niederspannungsbus mit positiver Busschiene 120 und negativer Busschiene 122 stehen. Die Batterie 110 kann in elektrische Kommunikation gebracht oder eingeschaltet werden, um elektrische Leistung in einem elektrischen Niederspannungsversorgungssystem bereitzustellen. Die Batterie 110 kann dafür konfiguriert sein, einer oder mehreren Niederspannungslasten elektrische Leistung mit der verringerten Spannung über den elektrischen Bus zu liefern. Der Prozess 400 kann dann mit Block 410 fortfahren.
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In Block 410 kann eine Traktionsbatterie oder ein Hochspannungsbatteriepaket selektiv einen Traktionsmotor versorgen, der dafür konfiguriert ist, ein oder mehrere mit dem Boden in Eingriff stehende Räder eines Fahrzeugs mit Antriebsleistung zu versorgen, z. B. für den Vortrieb des Fahrzeugs.
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In Block 415 kann ein Wandler mit einer Eingangsspannung versorgt werden, z. B. mit dem Hochspannungsbatteriepaket. Zum Beispiel kann, wie vorstehend erörtert, eine Hochspannungs- oder Traktionsbatterie 108/212 im Allgemeinen eine erhöhte Betriebsspannung aufweisen, zumindest im Vergleich zu einem elektrischen Niederspannungsversorgungssystem 206. Der Prozess 400 kann dann mit Block 420 fortfahren.
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In Block 420 kann eine Eingangsspannung elektrischer Leistung, die an einem Wandler empfangen wird, umgewandelt werden, um z. B. eine Spannung der elektrischen Eingangleistung auf eine verringerte Spannung herunterzuwandeln. Zum Beispiel kann, wie vorstehend erörtert, eine relativ höhere Eingangsspannung, die z. B. für eine Betriebsspannung von Batteriepaket 108/212 typisch ist, über Wandler 118/208 auf eine relativ geringere Spannung heruntergewandelt werden, die für das elektrische Niederspannungsversorgungssystem 206 typisch ist. Der Prozess 400 kann dann mit Block 425 fortfahren.
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In Block 425 kann die elektrische Leistung z. B. über den Wandler mit der verringerten Spannung für einen elektrischen Bus bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann der elektrische Niederspannungsbus 222 dafür konfiguriert sein, empfangene elektrische Leistung vom Wandler 208 mit einer relativ niedrigen oder verringerten Spannung (im Vergleich zu der Hochspannungseingangsleistung für den Wandler 208) für eine Vielzahl elektrischer Lasten bereitzustellen, eine Niederspannungsbatterie usw. zu laden. Prozess 400 kann dann mit Block 430 fortfahren.
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In Block 430 kann der Prozess 400 abfragen, ob ein Lastabwurfauslöser vorliegt. Zum Beispiel kann, wie vorstehend erwähnt, eine Steuerung 119 oder Steuerschaltung 202 einen Lastabwurfauslöser als Reaktion auf Zustände bestimmen, die darauf hinweisen, dass ein thermisches Derating des Wandlers 118/208 vorliegt oder ohne Intervention eintreten kann. Dementsprechend kann Prozess 400 einen Lastabwurfauslöser als Reaktion auf solche Zustände erkennen. Erkennen des Lastabwurfauslösers kann, nur um Beispiele zu nennen, einschließen zu erkennen, dass eine Kühlmitteltemperatur oder andere Betriebstemperatur, die dem Wandler zugeordnet ist, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. In anderen Beispielen können eine Leistungsbegrenzung des Traktionsbatteriemoduls, ein Fehler des Traktionsbatteriemoduls, eine Unterspannung des elektrischen Busses unterhalb der verringerten Spannung oder ein Fehler des Wandlers von der Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 verwendet werden, um einen Lastabwurfauslöser zu bestimmen. In einem Beispielansatz kann eine Schwellenunterspannung von 0,7 V in einem elektrischen 12-V-Bus/Batterie eines elektrischen Niederspannungsleistungssystems verwendet werden, um Lastabwurf einzuleiten. In einem anderen Beispielansatz kann eine einem elektrischen Wandler zugeordnete Kühlmitteltemperatur, die 70 Grad Celsius (C) überschreitet, verwendet werden, um den Lastabwurf einzuleiten. Jeder andere relevante Zustand oder Schwellenwert, der geeignet ist, kann verwendet werden.
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Wenn Prozess 400 das Vorliegen eines Lastabwurfauslösers bestimmt, kann Prozess 400 mit Block 435 fortfahren. Alternativ kehrt Prozess 400 zu 425 zurück und versorgt die Niederspannungslasten weiterhin mit Leistung.
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In Block 435 kann Prozess 400 eine oder mehrere Last(en) ohne Priorität bestimmen, deren elektrische Leistungsaufnahme verringert oder abgeschaltet werden kann, um das Ausmaß eines thermischen Deratings des Wandlers zu verringern oder ein solches zu verhindern. In einem Beispiel können die Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 Lasten priorisieren, die vom Wandler 118 versorgt werden. Lasten mit geringer Priorität können von der Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 identifiziert werden, z. B. je nach Bedeutung für die Fahrzeugsteuerung oder -sicherheit, um nur ein Beispiel zu nennen.
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Weiter mit Block 440, kann die elektrische Leistungsversorgung der dem elektrischen Niederspannungsversorgungssystem zugeordneten Lasten über das elektrische Niederspannungssystem mit einer Verringerung der elektrischer Leistungsaufnahme oder Abschaltung der elektrischen Leistungsversorgung der Last(en) erfolgen, die in Block 435 als von geringerer Priorität oder Kritikalität für den Betrieb des Fahrzeugs identifiziert wurden. In einigen Beispielansätzen schließt das Verringern der elektrischen Leistungsversorgung der identifizierte Last(en) das Senden einer Busnachricht an die identifizierte(n) Last(en) oder an eine Steuerung/Untersteuerung der identifizierten Last(en) ein. In einem anderen Beispiel kann eine Einstellung an der oder den Last(en) verringert werden, z. B. kann eingestellt werden, dass eine maximale Wärmeauswahl für eine Sitzheizung nicht verfügbar ist, wodurch die Leistungsaufnahme der Sitzheizung begrenzt wird. In anderen Beispielansätzen kann Verringern der Versorgung der identifizierten Last(en) mit elektrischen Leistung Deaktivieren der Leistungsversorgung über einen geschalteten Leistungsverteiler einschließen. Der Prozess 400 kann dann mit Block 445 fortfahren.
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In Block 445 kann Prozess 400 abfragen, ob der oder die Zustände, die den Lastabwurf auslösen, über die in Block 435/440 eingeleitete Verringerung der Leistung behoben wurden. Diese Abfrage kann sich auf den oder die gleichen Zustände beziehen, anhand derer bestimmt wird, ob ein Lastabwurfauslöser vorliegt. Wenn zum Beispiel in Block 430 eine Temperatur, die einen Schwellenwert überschreitet, zum Bestimmen eines Lastabwurfauslösers verwendet wird, kann anhand eines Temperaturschwellenwerts bestimmt werden, ob der Zustand, der den Lastabwurf auslöst, durch die geringere Leistungsversorgung der Last(en) in Block 440 behoben wurde. Gleichermaßen kann Prozess 400, wenn eine Unterspannung im elektrischen Niederspannungsversorgungssystem verwendet wird, um einen Lastabwurfauslöser zu bestimmen, abfragen, ob der Unterspannungszustand als Ergebnis der in Block 435/440 eingeleiteten Leistungsverringerung behoben ist. In einigen Beispielen können sich ein oder mehrere Schwellenwerte, mit denen bestimmt wird, ob ein Lastabwurfauslöser oder ein damit verbundener Zustand beseitigt ist, von einem Wert unterscheiden, auf dessen Grundlage das Eintreten des Lastabwurfauslösers bestimmt wird. So kann zum Beispiel, um das vorstehende Beispiel in Block 435 fortzusetzen, bei dem eine Unterspannung von 0,7 Volt (V) zum Einleiten des Lastabwurfs verwendet wird, ein relativ geringerer Schwellenwert von 0,3 V verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Lastabwurfprozess beendet werden sollte. In dem Beispiel kann unter Verwendung einer Kühlmitteltemperatur von 70 Grad Celsius als Anfangsschwellenwert in Block 435 eine Kühlmitteltemperatur von 65 Grad Celsius verwendet werden, um zu bestimmen, dass der Lastabwurfprozess in Block 445 beendet werden sollte. Diese Beispielspannen zwischen einem anfänglichen Schwellenwert zum Bestimmen, dass ein Lastabwurfzustand eintritt, und einem nachfolgenden Schwellenwert zum Bestimmen, dass der Lastabwurfzustand hinreichend behoben wurde, können sicherstellen, dass der Lastabwurfprozess erst dann deaktiviert wird, wenn der den Lastabwurf auslösende Zustand hinreichend behoben wurde, wodurch die Wahrscheinlichkeit sinkt, dass die identifizierten Niederspannungslasten wiederholt aktiviert und deaktiviert werden (z. B. aufgrund einer Spannung oder Temperatur, die sich knapp über/unter einem Schwellenwert bewegt, auf dessen Grundlage das anfängliche Eintreten des den Lastabwurf auslösenden Zustands bestimmt wird).
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Wenn der Lastabwurfauslöser hinreichend behoben wurde, kann Prozess 400 mit Block 425 fortfahren, sodass Prozess 400 die Versorgung des elektrischen Niederspannungsversorgungssystem mit Niederspannungsleistung ermöglicht. Alternativ kann Prozess 400, wenn der den Lastabwurf auslösende Zustand fortbesteht (oder sich verschlimmert), mit Block 435 fortfahren. Dementsprechend kann Prozess 400 erneut auswerten, ob zusätzliche Niederspannungslasten abgeworfen oder in ihrer Leistungsaufnahme verringert werden sollten, z. B. in dem fortgesetzten Bemühen, thermisches Derating eines Wandlers zu beheben oder zu verhindern.
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Unter Bezugnahme auf 5 und 6 sind beispielhafte Flussdiagramme für Prozesse 500, 600 zum Identifizieren einer oder mehrerer Lasten in einem elektrischen System als unkritische Lasten oder Lasten ohne Priorität und Implementieren eines Lastabwurfs für die identifizierten Lasten näher beschrieben. Diese Prozesse können zum Beispiel durch die Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 von Fahrzeug 100 bzw. Fahrzeug 200 implementiert werden. Die nachstehenden Beispielprozesse 500, 600 können auch als Teil des oben beschriebenen Prozesses 400 implementiert werden, z. B. in Block 430 und/oder 435. Im Allgemeinen können in den nachstehenden Prozessen ein oder mehrere Lastabwurfauslöser identifiziert werden, die auf Zustände hindeuten können, in denen es wünschenswert sein kann, die elektrische Leistungsaufnahme von Lasten mit geringerer Priorität in einem elektrischen System zu verringern. Prozess 500 kann als „verteilter“ Lastabwurfprozess bezeichnet werden, d. h. bei dem Lasten abgeworfen werden, indem Anweisungen oder Anforderungen an die Niederspannungslast(en) oder zugehörige Steuerung(en) gesendet werden, um Verringerungen der Leistung einzuleiten. Im Gegensatz dazu verwendet der Beispielprozess 600 einen „zentralisierten“ Lastabwurfprozess, der unter Verwendung eines geschalteten Leistungsverteilers oder Verteilers eingeleitet werden kann, das/der die Versorgung identifizierter Last(en) mit elektrischer Leistung direkt verringert oder abschaltet.
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Unter Bezugnahme auf Beispielprozess 500 aus 5A wird in Block 505 eine Vielzahl von Lastabwurfauslösern identifiziert. Insbesondere können die Lastabwurf auslösenden Zustände einen oder mehrere von einem Kühlmitteltemperaturschwellenwert, einer Begrenzung von Hochspannungsleistung, einem Hochspannungsfehler, einer Unterspannung im elektrischen Niederspannungsversorgungssystem, einem Wandlerfehler und einer Wandlerleistungsbegrenzung einschließen. Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 können jeden dieser Zustände überwachen, z. B. über Sensoren oder eine Kommunikationsverbindung mit der oder den relevanten Komponente(n) von Fahrzeug 100/200. Nach Erkennen eines oder mehrerer dieser Zustände kann Prozess 500 mit Block 510 fortfahren.
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In Block 510 kann Prozess 500 eine Niederspannungslast-Abwurfentscheidung einleiten. Zum Beispiel können Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 eine oder mehrere Niederspannungslasten des Fahrzeugs 100/200 identifizieren, die abgeworfen werden können. In einigen Beispielansätzen können Niederspannungslasten, die nicht kritisch oder ohne Priorität sind, vorbestimmt werden, sodass Prozess 500 einen Lastabwurf für jede der vorbestimmten Niederspannungslasten einlietet, wenn ein oder mehrere Lastabwurfauslöser erkannt werden, z. B. die in Block 505 angegebenen Zustände. In anderen Beispielen können Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 den Lastabwurf für eine Teilmenge der identifizierten Lasten, die nicht kritisch / ohne Priorität sind, einleiten, je nach Stromaufnahme der Niederspannungslasten. Wenn insbesondere eine einzelne Niederspannungslast, die zu den Lasten ohne Priorität gehört, für einen relativ großen Anteil des in einem elektrischen Niederspannungsnetz verteilten Stroms verantwortlich ist, kann Prozess 500 einen Lastabwurf (nur) für diese Last einleiten.
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Weiter mit Block 515 leitet Prozess 500 eine Lastabwurfanforderung ein, indem er eine Anforderung an eine oder mehrere der in Block 510 identifizierten Niederspannungslast(en) übermittelt. Zum Beispiel können Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 eine Busnachricht an die identifizierte(n) Last(en) oder an eine Steuerung/Untersteuerung des Fahrzeugs, die der oder den identifizierten Last(en) zugeordnet sind, übermitteln.
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In Block 520 kann Prozess 500 auch einem Akteur oder Benutzer, der dem Fahrzeug zugeordnet ist, eine Nachricht anzeigen, die die Einleitung des Lastabwurfs angibt. Zum Beispiel kann eine Nachricht über die Benutzerschnittstelle 210 angezeigt werden. Dementsprechend kann ein Benutzer auf den Lastabwurf und/oder den zugrunde liegenden Zustand des Fahrzeugs aufmerksam gemacht werden. Prozess 500 kann dann beendet werden.
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Unter Bezugnahme auf 6 wird ein anderer Beispielprozess 600 zum Identifizieren und Verringern von Leistung für eine oder mehrere Niederspannungslasten veranschaulicht und detaillierter beschrieben. In Block 605 werden eine Vielzahl von Lastabwurfauslösern identifiziert. Insbesondere können die Lastabwurf auslösenden Zustände einen oder mehrere von einem Kühlmitteltemperaturschwellenwert, einer Begrenzung von Hochspannungsleistung, einem Hochspannungsfehler, einer Unterspannung im elektrischen Niederspannungsversorgungssystem, einem Wandlerfehler und einer Wandlerleistungsbegrenzung einschließen. Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 können jeden dieser Zustände überwachen, z. B. über Sensoren oder eine Kommunikationsverbindung mit der oder den relevanten Komponente(n) von Fahrzeug 100/200. Nach Erkennen eines oder mehrerer dieser Zustände kann Prozess 600 mit Block 610 fortfahren.
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In Block 610 kann Prozess 600 eine Abwurfentscheidung für Niederspannungslasten und Leistungsverringerung über einen geschalteten Leistungsverteiler, z. B. geschalteter Leistungsverteiler 126 oder Leistungsverteilung 228, einleiten. Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 können somit eine oder mehrere Niederspannungslasten des Fahrzeugs 100/200 identifizieren, die abgeworfen werden können, und die Verringerung oder Abschaltung elektrischer Leistung für die identifizierten Niederpannungslasten unter Verwendung des geschalteten Leistungsverteilers 126 oder der Leistungsverteilung 228 einleiten.
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In einigen Beispielansätzen können Niederspannungslasten, die nicht kritisch oder ohne Priorität sind, vorbestimmt werden, sodass Prozess 600 einen Lastabwurf für jede der vorbestimmten Niederspannungslasten einleitet, wenn ein oder mehrere Lastabwurfauslöser erkannt werden, z. B. die in Block 605 angegebenen Zustände. In anderen Beispielen können Steuerung 119 und/oder Steuerschaltung 202 den Lastabwurf für eine Teilmenge der identifizierten Lasten, die nicht kritisch / ohne Priorität sind, einleiten, je nach Stromaufnahme der Niederspannungslasten. Wenn insbesondere eine einzelne Niederspannungslast, die zu den Lasten ohne Priorität gehört, für einen relativ großen Anteil des in einem elektrischen Niederspannungsnetz verteilten Stroms verantwortlich ist, kann Prozess 600 einen Lastabwurf (nur) für diese Last einleiten.
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Bei Identifizierung der abzuwerfenden Niederspannungslast(en) kann Prozess 600 mit Block 615 fortfahren, wobei eine Lastabwurfanforderung ausgeführt wird, indem eine Anforderung an den geschalteten Leistungsverteiler 126 und/oder Leistungsverteilung 228 übermittelt wird, die ihrerseits die Leistungsversorgung der identifizierten Last(en) verringern oder abschalten kann.
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In Block 620 kann Prozess 600 einem Akteur oder Benutzer, der dem Fahrzeug zugeordnet ist, eine Nachricht anzeigen, die die Einleitung des Lastabwurfs angibt. Zum Beispiel kann eine Nachricht über die Benutzerschnittstelle 210 angezeigt werden. Dementsprechend kann ein Benutzer auf den Lastabwurf und/oder den zugrunde liegenden Zustand des Fahrzeugs aufmerksam gemacht werden. Prozess 600 kann dann beendet werden.
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Die verschiedenen beispielhaften Systeme und Verfahren hierin können vorteilhafterweise für elektrische Isolierung eines potenziell gefährlichen oder schädlichen thermischen Ereignisses in einer Traktionsbatterie sorgen und gleichzeitig Mobilität des Fahrzeugs zumindest für eine kurze Reichweite oder kurze Dauer ermöglichen. Darüber hinaus können die beispielhaften Veranschaulichungen hierin auch Warnungen als Reaktion auf erkannte thermische Zustände oder Ereignisse erleichtern und so ein Eingreifen durch Notfallpersonal oder einen Fahrzeugbediener ermöglichen.
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Die vorstehende Beschreibung schließt beispielhafte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung ein. Diese Beispiele dienen lediglich zur Veranschaulichung und nicht zu Zwecken der Einschränkung. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung in Formen implementiert werden kann, die sich von den hierin explizit beschriebenen und dargestellten unterscheiden, und dass verschiedene Modifikationen, Optimierungen und Variationen von einem Fachmann in Übereinstimmung mit den folgenden Ansprüchen implementiert werden können.
