DE102022209046A1 - Method and device for controlling a current flow in a vehicle - Google Patents

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Hardy Naumann
Edgar Bothe
Holger Lange
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    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug (50), wobei das Fahrzeugs (50) mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) und ein Energiespeicher (53) aufweist, wobei die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) und ein Bordnetz (54) mittels des Energiespeichers (53) gespeist werden oder den Energiespeicher (53) speisen, wobei ein Energiespeichergleichstrom (I_Bat) auf das Bordnetz (54) und die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) aufgeteilt wird, wobei hierzu jeweils ausgehend von einem Solldrehmoment (x.T_Des) oder einer Solldrehzahl (x.n_Des) oder Sollphasenströmen Sollgleichströme (x.I_DC_Des) für die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) bestimmt werden, und ein Gleichstromfluss zwischen dem Energiespeicher (53), dem Bordnetz (54) und den mindestens zwei Elektroantrieben (51,52) derart aufgeteilt wird, dass ein maximaler Betrag eines Energiespeichergleichstroms (I_Bat_Lim) nicht überschritten wird und dass ein Sollbordnetzgleichstrom (I_Con_Des) mit höchster Priorität bereitgestellt wird, wobei ein nach Bereitstellen des Sollbordnetzgleichstroms (I_Con_Des) resultierender Gleichstrom gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis (AuxPrio) auf die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) aufgeteilt wird und die Sollgleichströme (x.I_DC_Des) falls erforderlich begrenzt werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1).The invention relates to a method for controlling a current flow in a vehicle (50), the vehicle (50) having at least two electric drives (51, 52) and an energy storage device (53), the at least two electric drives (51, 52) and one The vehicle electrical system (54) is fed by means of the energy storage device (53) or feeds the energy storage device (53), with an energy storage direct current (I_Bat) being distributed between the vehicle electrical system (54) and the at least two electric drives (51, 52), each starting from a target torque (x.T_Des) or a target speed (x.n_Des) or target phase currents, target direct currents (x.I_DC_Des) are determined for the at least two electric drives (51, 52), and a direct current flow between the energy storage (53), the vehicle electrical system (54 ) and the at least two electric drives (51, 52) is divided in such a way that a maximum amount of an energy storage direct current (I_Bat_Lim) is not exceeded and that a target on-board electrical system direct current (I_Con_Des) is provided with the highest priority, with a resulting after provision of the target on-board electrical system direct current (I_Con_Des). Direct current is divided between the at least two electric drives (51,52) according to a predetermined prioritization ratio (AuxPrio) and the target direct currents (x.I_DC_Des) are limited if necessary. The invention further relates to a device (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug.The invention relates to a method and a device for controlling a current flow in a vehicle.

Mit dem Fortschreiten der Elektrifizierung im Transportsektor werden zunehmend auch Nutzfahrzeuge, wie beispielsweise Landmaschinen, elektrifiziert. Eine besondere Herausforderung ist hierbei, dass neben einem Hauptantrieb noch ein Nebenantrieb vorhanden sein kann, mit dem beispielsweise eine Zapfwelle oder eine Hydraulik angetrieben wird. Hierbei gilt es insbesondere, eine Leistungs- oder Strombegrenzung einer Hochvoltbatterie des Fahrzeugs zu beachten.As electrification in the transport sector progresses, commercial vehicles such as agricultural machinery are also increasingly being electrified. A particular challenge here is that, in addition to a main drive, there can also be a secondary drive that, for example, drives a PTO or hydraulics. It is particularly important to take into account the power or current limitation of a high-voltage battery in the vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug zu schaffen.The invention is based on the object of creating a method and a device for controlling a current flow in a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a method with the features of patent claim 1 and a device with the features of patent claim 8. Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug zur Verfügung gestellt, wobei das Fahrzeugs mindestens zwei Elektroantriebe und einen Energiespeicher aufweist, wobei die mindestens zwei Elektroantriebe und ein Bordnetz mittels des Energiespeichers gespeist werden oder den Energiespeicher speisen, wobei ein Energiespeichergleichstrom auf das Bordnetz und die mindestens zwei Elektroantriebe aufgeteilt wird, wobei hierzu

  • - jeweils ausgehend von einem Solldrehmoment oder einer Solldrehzahl oder Sollphasenströmen Sollgleichströme für die mindestens zwei Elektroantriebe bestimmt werden, und
  • - ein Gleichstromfluss zwischen dem Energiespeicher, dem Bordnetz und den mindestens zwei Elektroantrieben derart aufgeteilt wird, dass ein maximaler Betrag eines Energiespeichergleichstroms nicht überschritten wird und dass ein Sollbordnetzgleichstrom mit höchster Priorität bereitgestellt wird, wobei ein nach Bereitstellen des
Sollbordnetzgleichstroms resultierender Gleichstrom gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis auf die mindestens zwei Elektroantriebe aufgeteilt wird und die Sollgleichströme falls erforderlich begrenzt werden.In particular, a method for controlling a current flow in a vehicle is provided, wherein the vehicle has at least two electric drives and an energy storage, the at least two electric drives and an on-board electrical system being fed by means of the energy storage or feeding the energy storage, with an energy storage direct current being supplied to the on-board electrical system and the at least two electric drives are divided, for this purpose
  • - Target direct currents are determined for the at least two electric drives based on a target torque or a target speed or target phase currents, and
  • - a direct current flow between the energy storage, the on-board electrical system and the at least two electric drives is divided in such a way that a maximum amount of an energy storage direct current is not exceeded and that a target on-board electrical system direct current is provided with the highest priority, with one after provision of the
Target on-board network direct current resulting direct current is divided according to a predetermined prioritization ratio between the at least two electric drives and the target direct currents are limited if necessary.

Ferner wird insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug geschaffen, wobei das Fahrzeug mindestens zwei Elektroantriebe und einen Energiespeicher aufweist, wobei die mindestens zwei Elektroantriebe und ein Bordnetz mittels des Energiespeichers gespeist werden oder den Energiespeicher speisen, umfassend eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, einen Energiespeichergleichstrom auf das Bordnetz und die mindestens zwei Elektroantriebe aufzuteilen, und hierzu

  • - jeweils ausgehend von einem Solldrehmoment oder einer Solldrehzahl oder Sollphasenströmen Sollgleichströme für die mindestens zwei Elektroantriebe zu bestimmen, und
  • - einen Gleichstromfluss zwischen dem Energiespeicher, dem Bordnetz und den mindestens zwei Elektroantrieben derart aufzuteilen, dass ein maximaler Betrag eines Energiespeichergleichstroms nicht überschritten wird und dass ein Sollbordnetzgleichstrom mit höchster Priorität bereitgestellt wird, und einen nach Bereitstellen des Sollbordnetzgleichstroms resultierenden Gleichstrom gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis auf die mindestens zwei Elektroantriebe aufzuteilen und die Sollgleichströme falls erforderlich zu begrenzen.
Furthermore, in particular, a device for controlling a current flow in a vehicle is created, the vehicle having at least two electric drives and an energy storage device, the at least two electric drives and an on-board electrical system being fed by means of the energy storage device or feeding the energy storage device, comprising a control device, wherein the control device is set up to distribute an energy storage direct current to the on-board network and the at least two electric drives, and for this purpose
  • - to determine target direct currents for the at least two electric drives based on a target torque or a target speed or target phase currents, and
  • - to divide a direct current flow between the energy storage, the on-board electrical system and the at least two electric drives in such a way that a maximum amount of an energy storage direct current is not exceeded and that a target on-board electrical system direct current is provided with the highest priority, and a direct current resulting after the target on-board electrical system direct current has been provided in accordance with a predetermined prioritization ratio to divide at least two electric drives and to limit the target direct currents if necessary.

Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen es, eine begrenzte Leistung bzw. einen begrenzten Strom, mit dem der Energiespeicher entladen oder geladen werden kann, nicht zu überschreiten und die vorhandene Leistung bzw. den vorhandenen Strom entsprechend auf ein Bordnetz und mindestens zwei Elektroantriebe aufzuteilen. Dies erfolgt ausgehend von einem Sollbordnetzstrom und Sollgleichströmen, die ausgehend von einem jeweiligen Solldrehmoment oder einer jeweiligen Solldrehzahl oder jeweiligen Sollphasenströmen (insbesondere in Form von Sollphasenstromvektoren; einige Motorcontroller stellen Sollphasenströme/-stromvektoren bereit) für die mindestens zwei Elektroantriebe bestimmt wurden. Es ist vorgesehen, dass zuerst das Bordnetz mit höchster Priorität versorgt wird, da das Bordnetz in der Regel wichtige und in jedem Fall erforderliche Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen versorgt. Ein nach Abzug des Sollbordnetzstroms resultierender Gleichstrom wird anschließend gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis auf die mindestens zwei Elektroantriebe aufgeteilt. Reicht der resultierende Gleichstrom für die mindestens zwei Elektroantriebe aus, so werden beide Sollgleichströme in vollständiger Höhe bereitgestellt. Reicht der resultierende Gleichstrom hingegen nicht aus, so wird gemäß dem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis auf- bzw. zugeteilt. Hierzu ist vorgesehen, dass die Sollgleichströme falls erforderlich begrenzt werden. Als Folge einer solchen Begrenzung des Sollgleichstroms wird der betroffene Elektroantrieb dann nur mit dem begrenzten Sollgleichstrom (oder gar nicht) betrieben und/oder der begrenzte Sollgleichstrom dient zum Bestimmen eines (begrenzten) Solldrehmoments oder einer (begrenzten) Solldrehzahl oder (begrenzten) Sollphasenströmen, ausgehend von denen der Elektroantrieb geregelt wird. Es wird angemerkt, dass auch bei Anwendung einer Drehzahlregelung letztendlich aus dem Drehzahlregler insbesondere ein Solldrehmoment und/oder Sollphasenströme abgeleitet werden (Kaskadenregelung).The method and the device make it possible not to exceed a limited power or a limited current with which the energy storage can be discharged or charged and to divide the existing power or current accordingly between an on-board electrical system and at least two electric drives. This is done on the basis of a target on-board electrical system current and target direct currents, which were determined for the at least two electric drives based on a respective target torque or a respective target speed or respective target phase currents (in particular in the form of target phase current vectors; some motor controllers provide target phase currents/current vectors). It is intended that the on-board electrical system is supplied first with the highest priority, since the on-board electrical system usually supplies important and in any case necessary control and/or monitoring devices. A direct current resulting after subtracting the target on-board electrical system current is then divided between the at least two electric drives according to a predetermined prioritization ratio. If the resulting direct current is sufficient for the at least two electric drives, both target direct currents are provided in full. However, if the resulting direct current is not sufficient, the prioritization is allocated according to the specified prioritization ratio. For this purpose, it is provided that the target direct currents are limited if necessary. As a result of such a limitation of the target direct current, the affected electric drive will then only run on the limited target direct current (or even not) operated and/or the limited target direct current is used to determine a (limited) target torque or a (limited) target speed or (limited) target phase currents, based on which the electric drive is regulated. It is noted that even when using a speed control, a target torque and/or target phase currents are ultimately derived from the speed controller (cascade control).

Das Verfahren und die Vorrichtung steuern den Stromfluss insbesondere unabhängig von einem Betriebsmodus der mindestens zwei Elektroantriebe. Sowohl für einen motorischen als auch einen generatorischen Betrieb kann der Stromfluss aufgeteilt werden. Die Gleichströme werden hierzu insbesondere mit einem entsprechenden Vorzeichen berücksichtigt, welches eine Richtung des Leistungs- bzw. Stromflusses bezeichnet.The method and the device control the current flow, in particular independently of an operating mode of the at least two electric drives. The current flow can be divided for both motor and generator operation. For this purpose, the direct currents are taken into account in particular with a corresponding sign, which indicates a direction of the power or current flow.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwei Elektroantriebe vorgesehen sind. Hierbei kann ein Elektroantrieb beispielsweise ein Traktions- oder Hauptantrieb und der andere Elektroantrieb ein Nebenantrieb, beispielsweise für eine Zapfwelle oder eine Hydraulik, sein. Die zwei Elektroantriebe haben insbesondere eine Nennleistung, die in etwa gleich groß ist. Die Nennleistungen können grundsätzlich aber auch unterschiedlich groß sein.In particular, it can be provided that two electric drives are provided. Here, one electric drive can be, for example, a traction or main drive and the other electric drive can be a secondary drive, for example for a PTO or hydraulics. In particular, the two electric drives have a nominal power that is approximately the same. In principle, the nominal powers can also be of different sizes.

Das Fahrzeug ist insbesondere ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Traktor oder eine andere Landmaschine. Grundsätzlich kann das Fahrzeug aber auch ein anderes Land-, Schienen-, Wasser-, Luft- oder Raumfahrzeug sein, beispielsweise ein Lufttaxi oder eine Drohne.The vehicle is in particular a commercial vehicle, for example a tractor or other agricultural machinery. In principle, the vehicle can also be another land, rail, water, air or space vehicle, for example an air taxi or a drone.

Das Priorisierungsverhältnis umfasst insbesondere eine Vorgabe, die eine Priorisierung der mindestens zwei Elektroantriebe beinhaltet. Sind beispielsweise zwei Elektroantriebe vorhanden, so kann das Priorisierungsverhältnis in Form von einem Wert zwischen 0 und 1 oder einem Wert zwischen 0 und 100 (z.B. als Prozentangabe) angegeben werden. Bei den Extremwerten 0 und 1 bzw. 0 und 100 wird jeweils einer der beiden Elektronantriebe voll bevorzugt (z.B. 0 = erster Elektroantrieb; 1 = zweiter Elektroantrieb), das heißt, wenn ein resultierender Gleichstrom nicht für beide Sollgleichströme ausreicht, wird erst der jeweils priorisierte Elektroantrieb versorgt und erst wenn dessen Sollgleichstrom vollständig bereitgestellt werden kann, wird der vom resultierenden Gleichstrom verbleibende Anteil dem anderen der beiden Elektroantriebe zugeführt. Bei einem Wert von 0,5 wird ein resultierender Gleichstrom auf beide Elektroantriebe zu gleichen Teilen aufgeteilt. Bei mehr als zwei Elektroantrieben wird das Priorisierungsverhältnis in entsprechender Weise festgelegt, sodass eine Reihenfolge der Priorisierung und ein Verhältnis jeweils festgelegt sind. Beispielsweise kann der erste Elektroantrieb mit höchster Priorität versorgt werden, anschließend der zweite Elektroantrieb, dann erst der dritte Elektroantrieb usw. Alternativ kann beispielsweise der erste Elektroantrieb mit höchster Priorität versorgt werden, anschließend wird der verbleibende Gleichstrom jedoch im Verhältnis 50:50 auf den zweiten und den dritten Elektroantrieb aufgeteilt.The prioritization ratio includes in particular a specification that includes prioritization of the at least two electric drives. For example, if there are two electric drives, the prioritization ratio can be specified in the form of a value between 0 and 1 or a value between 0 and 100 (e.g. as a percentage). For the extreme values 0 and 1 or 0 and 100, one of the two electric drives is fully preferred (e.g. 0 = first electric drive; 1 = second electric drive), which means that if a resulting direct current is not sufficient for both target direct currents, only the one that is prioritized is given priority Electric drive is supplied and only when its target direct current can be fully provided is the remaining portion of the resulting direct current fed to the other of the two electric drives. With a value of 0.5, the resulting direct current is divided equally between both electric drives. If there are more than two electric drives, the prioritization ratio is determined accordingly, so that an order of prioritization and a ratio are determined in each case. For example, the first electric drive can be supplied with the highest priority, then the second electric drive, then the third electric drive, etc. Alternatively, for example, the first electric drive can be supplied with the highest priority, but then the remaining direct current is distributed to the second and second in a ratio of 50:50 divided into the third electric drive.

Teile der Vorrichtung, insbesondere die Steuereinrichtung, können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Teile einzeln oder zusammengefasst als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA) ausgebildet sind.Parts of the device, in particular the control device, can be designed individually or collectively as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor. However, it can also be provided that parts are designed individually or combined as an application-specific integrated circuit (ASIC) and/or field-programmable gate array (FPGA).

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bestimmen der Sollgleichströme ausgehend von dem Solldrehmoment oder der Solldrehzahl oder den Sollphasenströmen unter Verwendung mindestens eines Kennfeldes erfolgt. Hierdurch kann ein Sollgleichstrom auf besonders einfache und rechenleistungssparende Weise bestimmt werden. Das mindestens eine Kennfeld ist insbesondere ein Kennraum, der ein Solldrehmoment, eine Batteriespannung und eine Istdrehzahl des Elektroantriebs als Eingabegrößen auf einen Wert für den Sollgleichstrom abbildet. Das mindestens eine Kennfeld kann auch in Form von einer mathematischen Funktion ausgedrückt werden, beispielsweise unter Verwendung von einer Polynomfunktion. Die Kennfelder werden insbesondere durch empirische Versuchsreihen an dem jeweiligen Elektroantrieb auf einem Prüfstand bestimmt. Grundsätzlich können zusätzlich oder alternativ aber auch Simulationen verwendet werden, um ein jeweiliges Kennfeld zu bestimmen.In one embodiment it is provided that the target direct currents are determined based on the target torque or the target speed or the target phase currents using at least one characteristic map. In this way, a target direct current can be determined in a particularly simple and computing power-saving manner. The at least one characteristic map is in particular a characteristic space that maps a target torque, a battery voltage and an actual speed of the electric drive as input variables to a value for the target direct current. The at least one map can also be expressed in the form of a mathematical function, for example using a polynomial function. The characteristics are determined in particular by empirical series of tests on the respective electric drive on a test bench. In principle, simulations can also be used additionally or alternatively to determine a respective characteristic map.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein mittels des mindestens einen Kennfeldes bestimmter Sollgleichstrom nach dem Aufteilen mittels eines mit dem mindestens einen Kennfeld korrespondierenden invertierten Kennfeldes in ein Solldrehmoment umgerechnet wird, ausgehend von dem/der der jeweilige Elektroantrieb geregelt wird.In one embodiment, it is provided that a target direct current determined by means of the at least one characteristic map is converted into a target torque after dividing by means of an inverted map corresponding to the at least one characteristic map, based on which the respective electric drive is regulated.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Priorisierungsverhältnis durch einen Nutzer des Fahrzeugs mittels eines hierfür eingerichteten Bedienelements vorgegeben wird oder vorgegeben werden kann. Hierdurch kann der Nutzer des Fahrzeugs selbst vorgeben, welcher Elektroantrieb bzw. welche Elektroantriebe bevorzugt berücksichtigt werden soll(en). Bei zwei Elektroantrieben kann das Bedienelement insbesondere ein Schiebe- oder Drehregler sein, mit dem das Priorisierungsverhältnis eingestellt werden kann. Das Bedienelement kann aber auch als virtuelles Bedienelement auf einer Anzeige- und Bedieneinrichtung, z.B. einem Touchscreen, ausgebildet sein.In one embodiment it is provided that the prioritization ratio is or can be specified by a user of the vehicle using a control element set up for this purpose. This allows the user of the vehicle to specify which electric drive(s) should be given preference. With two electric drives, the control element can in particular be a sliding or Be a rotary control with which the prioritization ratio can be adjusted. However, the operating element can also be designed as a virtual operating element on a display and operating device, for example a touchscreen.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Priorisierungsverhältnis durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einer Betriebssituation vorgegeben wird. Hierdurch kann das Priorisierungsverhältnis situationsabhängig vorgegeben werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, eine Betriebssituation zu erfassen und/oder zu erkennen und ausgehend von der erfassten und/oder erkannten Betriebssituation anhand einer Nachschlagetabelle oder einer Datenbank das Priorisierungsverhältnis festzulegen. Das Erkennen kann hierbei unter Verwendung von Verfahren der Künstlichen Intelligenz und/oder des Maschinenlernens erfolgen. In der Nachschlagetabelle oder der Datenbank sind Priorisierungsverhältnisse den verschiedenen Betriebssituationen zugeordnet. Beispielsweise können bei einem Traktor die folgenden Betriebssituationen unterschieden werden: Fahren auf einer Landstraße (Traktionsantrieb wird priorisiert gegenüber dem Nebenantrieb), Arbeiten auf dem Feld mit aktivierter Zapfwelle oder Hydraulik (Nebenantrieb für Zapfwelle oder Hydraulik wird gegenüber Traktionsantrieb priorisiert) und Arbeiten am steilen Hang mit aktivierter Zapfwelle (Traktionsantrieb wird priorisiert gegenüber dem Nebenantrieb).In one embodiment it is provided that the prioritization ratio is specified by the control device depending on an operating situation. This allows the prioritization ratio to be specified depending on the situation. For example, it can be provided to record and/or recognize an operating situation and to determine the prioritization ratio based on the recorded and/or recognized operating situation using a lookup table or a database. The recognition can be done using artificial intelligence and/or machine learning methods. In the lookup table or database, prioritization ratios are assigned to the various operational situations. For example, the following operating situations can be distinguished on a tractor: driving on a country road (traction drive is prioritized over the power take-off), working in the field with activated PTO or hydraulics (power take-off for PTO or hydraulics is prioritized over traction) and working on steep slopes PTO shaft activated (traction drive is prioritized over the power take-off).

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Istbordnetzgleichstrom erfasst und beim Aufteilen alternativ oder ergänzend zum Sollbordnetzgleichstrom verwendet wird. Hierdurch kann beim Steuern des Stromflusses eine verbesserte Aufteilung vorgenommen werden. Insbesondere in dem Fall, in dem ein Sollbordnetzstrom größer oder kleiner ist als ein realer Istbordnetzgleichstrom, kann ein Stromfluss verbessert zugeteilt werden. Insbesondere kann die Versorgung des Bordnetzes verbessert sichergestellt werden. Es kann hierbei auch ein gewichteter Wert aus Istbordnetzgleichstrom und Sollbordnetzgleichstrom gebildet und verwendet werden.In one embodiment it is provided that an actual on-board electrical system direct current is recorded and used as an alternative or in addition to the target on-board electrical system direct current when splitting. This makes it possible to achieve an improved division when controlling the current flow. Particularly in the case in which a target on-board electrical system current is larger or smaller than a real actual on-board electrical system direct current, a current flow can be allocated in an improved manner. In particular, the supply of the on-board electrical system can be ensured in an improved manner. A weighted value can also be formed and used from the actual on-board electrical system direct current and target on-board electrical system direct current.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Istgleichströme für die mindestens zwei Elektroantriebe erfasst werden, wobei beim Aufteilen alternativ oder ergänzend zu den Sollgleichströmen die erfassten Istgleichströme verwendet werden. Hierdurch kann beim Steuern des Stromflusses eine verbesserte Aufteilung vorgenommen werden. Insbesondere in dem Fall, in dem ein (begrenzter) Sollstrom größer oder kleiner ist als ein realer Istgleichstrom, kann ein Stromfluss verbessert zugeteilt werden. Eine Abweichung kann hierbei insbesondere durch Exemplarstreuung und/oder Fehler in verwendeten Kennfeldern (Interpolationsfehler, Glättung etc.) hervorgerufen werden. Es können hierbei auch jeweils gewichtete Werte aus den Istgleichströmen und Sollgleichströmen gebildet und verwendet werden.In one embodiment it is provided that actual direct currents are recorded for the at least two electric drives, with the recorded actual direct currents being used as an alternative or in addition to the target direct currents when dividing. This makes it possible to achieve an improved division when controlling the current flow. In particular, in the case where a (limited) target current is larger or smaller than a real actual direct current, a current flow can be allocated in an improved manner. A deviation can be caused in particular by sample scatter and/or errors in the maps used (interpolation errors, smoothing, etc.). Weighted values can also be formed and used from the actual direct currents and target direct currents.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Istgleichströme für die mindestens zwei Elektroantriebe erfasst werden, wobei die jeweiligen durch das Aufteilen begrenzten Sollgleichströme der mindestens zwei Elektroantriebe ausgehend von den jeweiligen erfassten Istgleichströmen geregelt werden. Der Ausgang des Reglers wird zum ursprünglichen Wert des begrenzten Sollstroms hinzuaddiert. Der Eingang des Reglers wird insbesondere durch die Regeldifferenz aus einem Vorsteuerwert (entspricht dem begrenzten Sollstromwert) und dem aktuellen Istgleichstrom gebildet. Als Reglerfunktion kann beispielsweise ein I-Regler eingesetzt werden; grundsätzlich können jedoch auch andere Reglerfunktionen verwendet werden. Es kann ein zweiter Eingang am Regler vorgesehen sein, der als Steuereingang ausgebildet ist und über den ein aktiver externer Drehmomenteingriff, bei dem der Betrag des Solldrehmoments des Antriebs reduziert wird, berücksichtigt wird.In one embodiment it is provided that actual direct currents are recorded for the at least two electric drives, with the respective target direct currents of the at least two electric drives limited by the division being regulated based on the respective recorded actual direct currents. The output of the controller is added to the original value of the limited setpoint current. The input of the controller is formed in particular by the control difference from a precontrol value (corresponds to the limited target current value) and the current actual direct current. For example, an I controller can be used as a controller function; In principle, however, other controller functions can also be used. A second input can be provided on the controller, which is designed as a control input and via which an active external torque intervention, in which the amount of the target torque of the drive is reduced, is taken into account.

Weitere Merkmale zur Ausgestaltung der Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile der Vorrichtung sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.Further features for the design of the device result from the description of embodiments of the method. The advantages of the device are the same as in the embodiments of the method.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug;
  • 2 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug;
  • 3a bis 3d ein schematisches Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung einer Implementierung einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung;
  • 4a bis 4c schematische Darstellungen von mittels der Implementierung simulierten zeitlichen Verläufen der Gleichströme zur Verdeutlichung der in den 3a bis 3d gezeigten Ausführungsform;
  • 5 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug;
  • 6 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug;
  • 7 eine schematische Darstellung von mittels der Implementierung simulierten zeitlichen Verläufen der Gleichströme zur Verdeutlichung der in der 6 gezeigten Ausführungsform.
The invention is explained in more detail below using preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Show here:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the device for controlling a current flow in a vehicle;
  • 2 a schematic representation to illustrate an embodiment of the device and the method for controlling a current flow in a vehicle;
  • 3a to 3d a schematic flow diagram to illustrate an implementation of an embodiment of the method and the device;
  • 4a to 4c Schematic representations of the time profiles of the direct currents simulated using the implementation to illustrate the in the 3a to 3d embodiment shown;
  • 5 a schematic representation to illustrate a further embodiment of the device and the method for controlling a current flow in a vehicle;
  • 6 a schematic representation to illustrate a further embodiment of the device and the method for controlling a current flow in a vehicle;
  • 7 a schematic representation of the time profiles of the direct currents simulated by means of the implementation to illustrate the in the 6 embodiment shown.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug 50. Das Fahrzeug 50 umfasst zwei Elektroantriebe 51, 52 und einen Energiespeicher 53. Der Energiespeicher 53 ist insbesondere eine Batterie. Der eine Elektroantrieb 51 ist ein Traktionsantrieb, der andere Elektroantrieb 52 ist ein Nebenantrieb. Die zwei Elektroantriebe 51, 52 und ein Bordnetz 54 des Fahrzeugs 50 werden mittels des Energiespeichers 53 gespeist oder speisen den Energiespeicher 53.The 1 shows a schematic representation of an embodiment of the device 1 for controlling a current flow in a vehicle 50. The vehicle 50 includes two electric drives 51, 52 and an energy storage 53. The energy storage 53 is in particular a battery. One electric drive 51 is a traction drive, the other electric drive 52 is a power take-off. The two electric drives 51, 52 and an on-board electrical system 54 of the vehicle 50 are powered by the energy storage 53 or feed the energy storage 53.

Strom- und Leistungsflüsse lassen sich hierbei durch die folgenden Gleichungen beschreiben: I_Bat  [ I_ChLim , I_DisChLim ]

Figure DE102022209046A1_0001
I_Trac + I_Aux + I_Con = I_Bat
Figure DE102022209046A1_0002
P_Trac = V_Bat * I_Trac
Figure DE102022209046A1_0003
P_Aux = V_Bat * I_Aux
Figure DE102022209046A1_0004
P_Con = V_Bat * I_Con
Figure DE102022209046A1_0005
Current and power flows can be described by the following equations: I_Bat [ I_ChLim , I_DisChLim ]
Figure DE102022209046A1_0001
I_Trac + I_Aux + I_Con = I_Bat
Figure DE102022209046A1_0002
P_Trac = V_Bat * I_Trac
Figure DE102022209046A1_0003
P_Aux = V_Bat * I_Aux
Figure DE102022209046A1_0004
P_Con = V_Bat * I_Con
Figure DE102022209046A1_0005

Hierbei ist I_Bat ein Energiespeichergleichstrom. Um eine Schädigung des Energiespeichers 53, insbesondere der Batterie, zu verhindern, darf dieser Energiespeichergleichstrom I_Bat je nach Stromrichtung (Laden bzw. Entladen) einen maximalen Energiespeichergleichstrom I_ChLim, I_DisChLim betragsmäßig nicht überschreiten. I_Trac ist der Gleichstrom des als Traktionsantrieb eingesetzten Elektroantriebs 51, I_Aux ist der Gleichstrom des als Nebenantrieb eingesetzten Elektroantriebs 52 und I_Con ist der Bordnetzstrom. Die jeweiligen aus den Strömen I_Trac, I_Aux und I_Con resultierenden Leistungen P_Trac, P_Aux und P_Con lassen sich mit Hilfe der Energiespeicherspannung V_Bat herleiten.Here I_Bat is an energy storage direct current. In order to prevent damage to the energy storage 53, in particular the battery, this energy storage direct current I_Bat must not exceed a maximum energy storage direct current I_ChLim, I_DisChLim in terms of amount, depending on the current direction (charging or discharging). I_Trac is the direct current of the electric drive 51 used as a traction drive, I_Aux is the direct current of the electric drive 52 used as a power take-off drive and I_Con is the on-board electrical system current. The respective powers P_Trac, P_Aux and P_Con resulting from the currents I_Trac, I_Aux and I_Con can be derived using the energy storage voltage V_Bat.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuereinrichtung 2. Die Steuereinrichtung 2 umfasst beispielsweise eine Recheneinrichtung und einen Speicher (beide nicht gezeigt), welche zum Durchführen des Verfahrens notwendige Rechenoperationen durchführen. Die Steuereinrichtung 2 ist dazu eingerichtet, einen Energiespeichergleichstrom I_Bat auf das Bordnetz 54 und die zwei Elektroantriebe 51, 52 aufzuteilen, und hierzu

  • - jeweils ausgehend von einem Solldrehmoment 1.T_Des, 2.T_Des oder einer Solldrehzahl 1.n_Des, 2.n_Des oder Sollphasenströmen (nicht gezeigt, diese sind grundsätzlich über das Kennfeld x.Map1 mit dem Solldrehmoment verknüpft und können entsprechend umgerechnet werden) Sollgleichströme 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des (2) für die zwei Elektroantriebe 51, 52 zu bestimmen, und
  • - einen Gleichstromfluss zwischen dem Energiespeicher 53, dem Bordnetz 54 und den zwei Elektroantrieben 51, 52 derart aufzuteilen, dass ein maximaler Betrag eines Energiespeichergleichstroms I_ChLim, I_DisChLim nicht überschritten wird und dass ein Sollbordnetzgleichstrom I_Con_Des (2) mit höchster Priorität bereitgestellt wird, und einen nach Bereitstellen des Sollbordnetzgleichstroms I_Con_Des resultierenden Gleichstrom gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis AuxPrio auf die zwei Elektroantriebe 51, 52 aufzuteilen und die Sollgleichströme 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des falls erforderlich zu begrenzen.
The device 1 includes a control device 2. The control device 2 includes, for example, a computing device and a memory (both not shown), which carry out the computing operations necessary to carry out the method. The control device 2 is set up to distribute an energy storage direct current I_Bat to the vehicle electrical system 54 and the two electric drives 51, 52, and for this purpose
  • - each based on a target torque 1.T_Des, 2.T_Des or a target speed 1.n_Des, 2.n_Des or target phase currents (not shown, these are basically linked to the target torque via the map x.Map1 and can be converted accordingly) target direct currents 1 .I_DC_Des, 2.I_DC_Des ( 2 ) to be determined for the two electric drives 51, 52, and
  • - to divide a direct current flow between the energy storage 53, the on-board electrical system 54 and the two electric drives 51, 52 in such a way that a maximum amount of an energy storage direct current I_ChLim, I_DisChLim is not exceeded and that a target on-board electrical system direct current I_Con_Des ( 2 ) is provided with the highest priority, and after providing the target on-board electrical system direct current I_Con_Des, the resulting direct current is divided into the two electric drives 51, 52 according to a predetermined prioritization ratio AuxPrio and the target direct currents 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des are limited if necessary.

Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 ein Bedienelement 3 aufweist, wobei das Bedienelement 3 dazu eingerichtet ist, dass mit diesem das Priorisierungsverhältnis AuxPrio durch einen Nutzer vorgegeben werden kann. Das Bedienelement 3 kann beispielsweise ein Schiebe- oder Drehregler sein, mit dem das Priorisierungsverhältnis AuxPrio bzw. eine Aufteilung eines zur Verfügung stehenden Gleichstroms auf die beiden Elektroantriebe 51, 52 eingestellt werden kann.It can be provided that the device 1 has a control element 3, with the control element 3 being set up so that the prioritization ratio AuxPrio can be specified by a user. The control element 3 can be, for example, a slider or rotary controller with which the prioritization ratio AuxPrio or a distribution of an available direct current between the two electric drives 51, 52 can be set.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 und des Verfahrens zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug. Gezeigt sind zwei Signalwege 20, 21 welche in der Steuereinrichtung 2 (1) durchlaufen werden. Der oben gezeigte Signalweg 20 ist der für den als Traktionsantrieb verwendeten Elektroantrieb 51 (1), der unten gezeigte Signalweg 21 ist derjenige für den als Nebenantrieb verwendeten Elektroantrieb 52 (1).The 2 shows a schematic representation of an embodiment of the device 1 and the method for controlling a current flow in a vehicle. Shown are two signal paths 20, 21 which are in the control device 2 ( 1 ) are passed through. The signal path 20 shown above is that for the electric drive 51 used as a traction drive ( 1 ), the signal path 21 shown below is the one for the electric drive 52 used as a power take-off ( 1 ).

Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Bestimmen der Sollgleichströme 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des ausgehend von dem jeweiligen Solldrehmoment 1.T_Des, 2.T_Des oder der jeweiligen Solldrehzahl 1.n_Des, 2.n_Des unter Verwendung eines jeweiligen Kennfeldes 1.Map2, 2.Map2 erfolgt. Das Kennfeld 1.Map2, 2.Map2 bildet für den jeweiligen Signalweg 20, 21 eine Istdrehzahl 1.n_Act, 2.n_Act, eine Energiespeicherspannung V_Bat und ein angefordertes Solldrehmoment 1.T_Des, 2.T_Des auf einen jeweiligen Sollgleichstrom 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des ab. Die Kennfelder 1.Map2, 2.Map2 sind charakteristisch für die jeweiligen Elektroantriebe 51, 52 und werden insbesondere empirisch auf einem Laborversuchsstand ermittelt und/oder durch Simulation bestimmt. Es kann vorgesehen sein, dass die Kennfelder 1.Map2, 2.Map2 temperaturabhängig sind.In particular, it is provided that the determination of the target direct currents 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des is based on the respective target torque 1.T_Des, 2.T_Des or the respective target speed 1.n_Des, 2.n_Des using a respective map 1.Map2, 2 .Map2 is done. The map 1.Map2, 2.Map2 forms an actual speed 1.n_Act, 2.n_Act, an energy storage voltage V_Bat and a requested target torque 1.T_Des, 2.T_Des for the respective signal path 20, 21 on a respective target direct current 1.I_DC_Des, 2 .I_DC_Des from. The maps 1.Map2, 2.Map2 are characteristic of the respective electric drives 51, 52 and are in particular determined empirically on a laboratory test stand and/or determined by simulation. It can be provided that the maps 1.Map2, 2.Map2 are temperature-dependent.

Anschließend erfolgt das Aufteilen des Stromflusses. Dies erfolgt in einem Aufteilungsmodul 22. Diesem Aufteilungsmodul 22 werden die Sollgleichströme 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des, ein maximaler Energiespeichergleichstrom I_Bat_Lim (dieser umfasst die beiden voranstehend aufgeführten Werte für das Laden und Entladen und kann beispielsweise als Vektor oder Liste übergeben werden), einen Sollbordnetzstrom I_Con_Des und das Priorisierungsverhältnis AuxPrio zugeführt. Das Aufteilen erfolgt verfahrensgemäß mit höchster Priorität auf das Bordnetz und anschließend gemäß dem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis. Das Aufteilungsmodul 22 liefert als Ergebnis begrenzte Sollgleichströme 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim für die beiden Elektroantriebe 51, 52 (1).The current flow is then divided. This is done in a distribution module 22. This distribution module 22 is assigned the target direct currents 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des, a maximum energy storage direct current I_Bat_Lim (this includes the two values listed above for charging and discharging and can be transferred, for example, as a vector or list), one Target on-board electrical system current I_Con_Des and the prioritization ratio AuxPrio are supplied. According to the procedure, the distribution takes place with the highest priority on the on-board network and then according to the specified prioritization ratio. As a result, the distribution module 22 delivers limited target direct currents 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim for the two electric drives 51, 52 ( 1 ).

Es ist insbesondere vorgesehen, dass ein mittels des jeweiligen Kennfeldes 1.Map2, 2.Map2 bestimmter Sollgleichstrom 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des nach dem Aufteilen mittels eines mit dem jeweiligen Kennfeld 1.Map2, 2.Map2 korrespondierenden invertierten Kennfeldes 1.Map2_inv, 2.Map2_inv in ein begrenztes Solldrehmoment 1.T_Des_CurrLim, 2.T_Des_CurrLim umgerechnet wird, ausgehend von dem der jeweilige Elektroantrieb 51, 52 (1) geregelt wird. Hierzu werden dem jeweiligen invertierten Kennfeld 1.Map2_inv, 2.Map2_inv die begrenzten Sollgleichströme 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim sowie die Istdrehzahl 1.n_Act, 2.n_Act und die Energiespeicherspannung V_Bat zugeführt. Die invertierten Kennfelder 1.Map2_inv, 2.Map2_inv werden bzw. wurden insbesondere aus den Kennfeldern 1.Map2, 2.Map2 bestimmt.In particular, it is provided that a target direct current 1.I_DC_Des, 2.I_DC_Des determined by means of the respective characteristic map 1.Map2, 2.Map2 is, after dividing, by means of an inverted characteristic map 1.Map2_inv corresponding to the respective characteristic map 1.Map2, 2.Map2, 2.Map2_inv is converted into a limited target torque 1.T_Des_CurrLim, 2.T_Des_CurrLim, based on which the respective electric drive 51, 52 ( 1 ) is regulated. For this purpose, the limited target direct currents 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim as well as the actual speed 1.n_Act, 2.n_Act and the energy storage voltage V_Bat are supplied to the respective inverted map 1.Map2_inv, 2.Map2_inv. The inverted maps 1.Map2_inv, 2.Map2_inv are or were determined in particular from the maps 1.Map2, 2.Map2.

Nach dem Bestimmen der begrenzten Solldrehmomente 1.T_Des_CurrLim, 2.T_Des_CurrLim kann optional eine weitere Drehmomentbegrenzung vorgesehen sein, wobei hierzu Drehmomentbegrenzungsmodule 23, 24 vorgesehen sind. Hierbei erfolgt eine weitere Begrenzung der begrenzten Solldrehmomente 1.T_Des_CurrLim, 2.T_Des_CurrLim ausgehend von einem auf sonstige Weise (d.h. unabhängig von dem in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren) gesetzten Drehmomentgrenzwert 1.T_Ext_Lim, 2.T_Ext_Lim auf die begrenzten Solldrehmomente 1.T_DesLim, 2.T_DesLim.After determining the limited target torques 1.T_Des_CurrLim, 2.T_Des_CurrLim, a further torque limitation can optionally be provided, with torque limiting modules 23, 24 being provided for this purpose. Here, the limited target torques 1.T_Des_CurrLim, 2.T_Des_CurrLim are further limited based on a torque limit value 1.T_Ext_Lim, 2.T_Ext_Lim set in another way (i.e. independently of the method described in this disclosure) to the limited target torques 1.T_DesLim, 2 .T_DesLim.

Die begrenzten Solldrehmomente 1.T_Des_Lim, 2.T_Des_Lim werden anschließend mit Hilfe von Kennfeldern 1.Map1, 2.Map1, der jeweiligen Istdrehzahl 1.n_Act, 2.n_Act und der Energiespeicherspannung V_Bat in an sich bekannter Weise in die jeweiligen Sollphasenströme 1.I_AC_Des, 2.I_AC_Des umgerechnet und zum Regeln der Elektroantriebe 51, 52 (1) verwendet.The limited target torques 1.T_Des_Lim, 2.T_Des_Lim are then converted into the respective target phase currents 1.I_AC_Des in a manner known per se using maps 1.Map1, 2.Map1, the respective actual speed 1.n_Act, 2.n_Act and the energy storage voltage V_Bat , 2.I_AC_Des converted and used to control the electric drives 51, 52 ( 1 ) used.

Der Sollbordnetzstrom I_Con_Des wird mit höchster Priorität zur Verfügung gestellt und ein begrenzter Wert I_Con_Lim hierzu entsprechend auf den Wert I_Con_Des gesetzt, wenn die Bedingungen hierfür erfüllt sind, das heißt, insbesondere muss der maximale Energiespeichergleichstrom (I_Bat_Lim) ausreichend sein. Ist der maximale Energiespeichergleichstrom (I_Bat_Lim) nicht ausreichend, so wird I_Con_Lim entsprechend begrenzt.The target on-board network current I_Con_Des is made available with the highest priority and a limited value I_Con_Lim is set accordingly to the value I_Con_Des if the conditions for this are met, that is, in particular, the maximum energy storage direct current (I_Bat_Lim) must be sufficient. If the maximum energy storage direct current (I_Bat_Lim) is not sufficient, I_Con_Lim is limited accordingly.

Die 3a bis 3d zeigen eine beispielhafte Implementierung des Aufteilungsmoduls 22 (2), wobei bei den beiden Elektroantrieben von einem Traktionsantrieb („Trac“) und einem Nebenantrieb („Aux“) ausgegangen wird.The 3a to 3d show an exemplary implementation of the splitting module 22 ( 2 ), whereby the two electric drives are based on a traction drive (“Trac”) and an auxiliary drive (“Aux”).

In Maßnahme 100 werden die Begrenzungen für einen motorischen und einen generatorischen Betrieb und für das Bordnetz vorgenommen, wobei hierbei davon ausgegangen wird, dass I_BatLim := [I_DisChLim, I_ChLim],In measure 100, the limits are set for motor and generator operation and for the on-board electrical system, whereby it is assumed that I_BatLim := [I_DisChLim, I_ChLim],

In Maßnahme 101 werden die Sollströme der Elektroantriebe pro Elektroantrieb in generatorische Sollströme und motorische Sollströme aufgeteilt (mit 1.I_DC_Des := I_TracDes; 2.I_DC_Des := I_AuxDes).In measure 101, the target currents of the electric drives are divided into generator target currents and motor target currents for each electric drive (with 1.I_DC_Des := I_TracDes; 2.I_DC_Des := I_AuxDes).

In Maßnahme 102 werden die Bilanzen der Gesamtsollgleichströme als Randbedingungen definiert.In measure 102, the balances of the total target direct currents are defined as boundary conditions.

In Maßnahme 103 wird überprüft, ob der Gesamtsollgleichstrom innerhalb der Begrenzungen liegt oder nicht. Ist dies der Fall, so kann der Gesamtsollgleichstrom ohne eine Strombegrenzung bereitstellt werden und die (begrenzenden) Werte für die Sollströme für die beiden Elektroantriebe werden in Maßnahme 104 entsprechend gesetzt. Liegt der Gesamtsollgleichstrom nicht innerhalb der Begrenzungen, so ist eine Strombegrenzung notwendig und es wird mit Maßnahme 105 fortgefahren.Measure 103 checks whether the total target direct current is within the limits or not. If this is the case, the total target direct current can be provided without a current limitation and the (limiting) values for the target currents for the two electric drives are set accordingly in measure 104. If the total target direct current is not within the limits, a current limitation is necessary and measures 105 are continued.

In Maßnahme 105 wird überprüft, ob der Gesamtsollgleichstrom größer gleich Null ist, das heißt, ob ein motorischer Betrieb überwiegt und ein Entladen vorliegt oder ob ein generatorischer Betrieb überwiegt und ein Laden vorliegt. Ist ersteres der Fall, so wird eine Begrenzung eines motorischen Betriebs und des Entladens vorgenommen (106). Ist letzteres der Fall, so wird eine Begrenzung eines generatorischen Betriebs und des Ladens vorgenommen (107).Measure 105 checks whether the total target direct current is greater than or equal to zero, that is, whether motor operation predominates and discharging is present or whether generator operation predominates and charging is present. If the former is the case, motor operation and discharging are limited (106). If the latter is the case, generator operation and charging are limited (107).

Gemäß Maßnahme 106 wird in 3b mit Maßnahme 108 fortgefahren. In Maßnahme 108 wird überprüft, ob der Sollgleichstrom I_AuxDes des Nebenantriebs kleiner als Null ist, um zu prüfen, ob nur seitens des Traktionsantriebs ein Entladen notwendig ist. Ist dies der Fall, so werden die Werte für den Nebenantrieb in Maßnahme 109 derart gesetzt, dass ein von dem Nebenantrieb generatorisch erzeugter Strom unbegrenzt zum Laden verwendet werden kann. Für den Traktionsantrieb wird hierbei der motorische Sollgleichstrom (I_TracMotLim) insbesondere auf den Grenzstrom gesetzt, der sich aus der Bilanz aus Entladestromgrenze (I_MotLim), Ladestrom (I_AuxGenDes) des Nebenantriebs- und Bordnetzstrom (I_ConDes) ergibt. Ist dies hingegen nicht der Fall, so wird in einer Maßnahme 110 überprüft ob der Sollgleichstrom I_Trac_Des des Traktionsantriebs kleiner Null ist, das heißt, ob ein Entladen nur seitens des Nebenantriebs notwendig ist. Ist dies der Fall, so werden die Werte für den Traktionsantrieb in Maßnahme 111 derart gesetzt, dass ein von dem Traktionsantrieb generatorisch erzeugter Strom unbegrenzt zum Laden verwendet werden kann. Für den Nebenantrieb wird hierbei der motorische Sollgleichstrom (I_AuxMotLim) insbesondere auf den Grenzstrom gesetzt, der sich aus der Bilanz aus Entladestromgrenze (I_MotLim), Ladestrom des Traktionsantriebs (I_TracGenDes) und Bordnetzstrom (I_ConDes) ergibt. Ist dies hingegen nicht der Fall, wird mit Maßnahme 112 fortgefahren, in der der Fall behandelt wird, in dem beide Elektroantriebe motorisch betrieben werden und den Energiespeicher entladen.According to measure 106, in 3b proceeded to measure 108. In measure 108 It is checked whether the target direct current I_AuxDes of the power take-off is less than zero in order to check whether discharging is only necessary on the traction drive side. If this is the case, the values for the power take-off are set in measure 109 such that a current generated by the power take-off can be used for charging indefinitely. For the traction drive, the motor target direct current (I_TracMotLim) is set in particular to the limit current, which results from the balance of the discharge current limit (I_MotLim), charging current (I_AuxGenDes) of the auxiliary drive and on-board network current (I_ConDes). However, if this is not the case, a measure 110 checks whether the target direct current I_Trac_Des of the traction drive is less than zero, that is, whether discharging is only necessary on the part of the power take-off. If this is the case, the values for the traction drive are set in measure 111 such that a current generated by the traction drive can be used indefinitely for charging. For the power take-off, the motor target direct current (I_AuxMotLim) is set in particular to the limit current, which results from the balance of the discharge current limit (I_MotLim), charging current of the traction drive (I_TracGenDes) and on-board network current (I_ConDes). However, if this is not the case, the procedure continues with measure 112, which deals with the case in which both electric drives are operated by motors and discharge the energy storage device.

In Maßnahme 112 erfolgt das Aufteilen der (motorischen) Sollgleichströme auf den Traktionsantrieb und den Nebenantrieb gemäß dem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis, welches in diesem Beispiel als Variable AuxPrio mit Werten zwischen 0 und 1 ausgedrückt wird. In measure 112, the (motor) target direct currents are divided between the traction drive and the power take-off according to the specified prioritization ratio, which in this example is expressed as the variable AuxPrio with values between 0 and 1.

Bleibt nach Berücksichtigung des priorisierten Elektroantriebs noch Gleichstrom (bzw. Leistung) übrig, so wird dieser auf den weniger priorisierten Elektroantrieb verteilt.If there is still direct current (or power) left after taking the prioritized electric drive into account, this is distributed to the less prioritized electric drive.

In Maßnahme 113 wird in dem Fall, dass irgendeine motorische Gleichstrombegrenzung I_xxxMotLim kleiner Null ist, eine Bordnetzgleichstrombegrenzung I_ConLim reduziert und die motorischen Grenzwerte I_xxxMotLim auf Null gesetzt.In measure 113, in the event that any motor direct current limit I_xxxMotLim is less than zero, an on-board power supply direct current limit I_ConLim is reduced and the motor limit values I_xxxMotLim are set to zero.

Gemäß Maßnahme 107 (3a) wird in 3c mit Maßnahme 114 fortgefahren. In Maßnahme 114 wird überprüft, ob der Sollgleichstrom I_AuxDes des Nebenantriebs größer gleich Null ist, das heißt, ob ein Laden nur seitens des Traktionsantriebs notwendig ist. Ist dies der Fall, so wird in Maßnahme 115 dafür gesorgt, dass der Nebenantrieb den gesamten Sollstrom entladen darf. Für den Traktionsantrieb wird hierbei der generatorische Sollgleichstrom (I_TracGenLim) insbesondere auf den Grenzstrom gesetzt, der sich aus der Bilanz aus Ladestromgrenze (I_GenLim) und Entladestrom (I_AuxMotDes) des Nebenantriebs ergibt. Ist dies hingegen nicht der Fall, so wird in Maßnahme 116 überprüft, ob ein Laden nur seitens des Nebenantriebs notwendig ist. Ist dies der Fall, so wird in Maßnahme 117 dafür gesorgt, dass der Traktionsantrieb den gesamten Sollstrom entladen darf. Für den Nebenantrieb wird hierbei der generatorische Sollgleichstrom (I_AuxGenLim) auf den Grenzstrom gesetzt, der sich aus der Bilanz aus Ladestromgrenze (I_Gen_Lim) und Entladestrom (I_TracMotDes) des Traktionsantriebs ergibt. Ist dies hingegen nicht der Fall, wird mit Maßnahme 118 fortgefahren.According to measure 107 ( 3a) is in 3c proceeded to measure 114. Measure 114 checks whether the target direct current I_AuxDes of the power take-off is greater than or equal to zero, that is, whether charging is only necessary on the part of the traction drive. If this is the case, measure 115 ensures that the power take-off is allowed to discharge the entire target current. For the traction drive, the regenerative target direct current (I_TracGenLim) is set in particular to the limit current, which results from the balance between the charging current limit (I_GenLim) and the discharging current (I_AuxMotDes) of the power take-off. However, if this is not the case, measure 116 checks whether charging is only necessary on the power take-off. If this is the case, measure 117 ensures that the traction drive is allowed to discharge the entire target current. For the power take-off, the generator target direct current (I_AuxGenLim) is set to the limit current, which results from the balance between the charging current limit (I_Gen_Lim) and the discharging current (I_TracMotDes) of the traction drive. However, if this is not the case, proceed to measure 118.

In Maßnahme 118 erfolgt das Aufteilen der (generatorischen) Sollgleichströme auf den Traktionsantrieb und den Nebenantrieb gemäß dem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis, welches in diesem Beispiel als Variable AuxPrio mit Werten zwischen 0 und 1 ausgedrückt wird. Bleibt nach Berücksichtigung des priorisierten Elektroantriebs noch Gleichstrom (bzw. Leistung) übrig, so wird dieser auf den weniger priorisierten Elektroantrieb verteilt.In measure 118, the (generative) target direct currents are divided between the traction drive and the power take-off according to the specified prioritization ratio, which in this example is expressed as the variable AuxPrio with values between 0 and 1. If there is still direct current (or power) left after taking the prioritized electric drive into account, this is distributed to the less prioritized electric drive.

Als letzte Maßnahme 119 werden in 3d Summenwerte gebildet, das heißt, es werden die begrenzten Sollgleichströme 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim, wie diese in der 2 aufgeführt sind, gebildet und bereitgestellt.As a final measure 119 will be in 3d Total values are formed, that is, the limited target direct currents 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim, as shown in the 2 are listed, formed and provided.

Die 4a, 4b und 4c zeigen Simulationsergebnisse für die mit Bezug auf die 3a bis 3d beschriebene beispielhafte Implementierung. Gezeigt sind jeweils drei Graphen im zeitlichen Verlauf (Simulationsschritte 1 bis 120, dargestellt auf der x-Achse). In allen drei jeweils gezeigten Graphen sind Ströme in A dargestellt, wobei die verschiedenen Linien jeweils den in der jeweiligen Legende bezeichneten Größen entsprechen. Im jeweils oberen Graphen ist ferner das Priorisierungsverhältnis in % dargestellt.The 4a , 4b and 4c show simulation results for the with reference to the 3a to 3d example implementation described. Three graphs are shown over time (simulation steps 1 to 120, shown on the x-axis). In all three graphs shown, currents are shown in A, with the different lines corresponding to the quantities designated in the respective legend. The top graph also shows the prioritization ratio in %.

Die 4a zeigt den zeitlichen Verlauf für die folgenden Vorgaben:

  • - I_ConDes = 30 A (ein Bordnetzsollstrom hat einen Wert von 30 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 10 A (ein maximaler Ladestrom und ein maximaler Entladestrom des Energiespeichers sind jeweils betragsmäßig 10 A).
The 4a shows the time progression for the following specifications:
  • - I_ConDes = 30 A (an on-board network target current has a value of 30 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 10 A (a maximum charging current and a maximum discharging current of the energy storage are each 10 A).

Das Priorisierungsverhältnis wird im zeitlichen Verlauf zur Verdeutlichung von 100 % auf 0 % und dann wieder auf 60 % geändert. Die jeweils angeforderten Sollströme I_TracDes und I_AuxDes sind jeweils willkürlich vorgegeben und dienen nur der Verdeutlichung verschiedener Situationen. Stromwerte oberhalb von Null bezeichnen hierbei einen motorischen Betrieb, Stromwerte unterhalb von Null einen generatorischen Betrieb. Da bereits der Bordnetzsollstrom I_Con_Des den zur Verfügung stehenden maximalen Entladestrom I_DisChLim in diesem Beispiel überschreitet, werden die Elektroantriebe fast ausschließlich generatorisch betrieben. Nur wenn einer der Elektroantriebe generatorisch genug Leistung bereitstellt, um den Bordnetzsollstrom vollständig bereitzustellen, kann darüber hinaus noch ein motorischer Betrieb erfolgen (vgl. z.B. den Nebenantrieb an den Stellen 5, 38 und 70, wo der Traktionsantrieb generatorisch ausreichend Strom bereitstellen kann).For clarity, the prioritization ratio changes over time from 100% to 0% and then back to 60%. The requested target currents I_TracDes and I_AuxDes are each arbitrarily specified and only serve clarifying different situations. Current values above zero indicate motor operation, current values below zero indicate generator operation. Since the on-board network target current I_Con_Des already exceeds the available maximum discharge current I_DisChLim in this example, the electric drives are operated almost exclusively as generators. Motor operation can only take place if one of the electric drives provides enough generator power to fully provide the target electrical system current (see, for example, the power take-off at points 5, 38 and 70, where the traction drive can provide sufficient generator power).

Die 4b zeigt den zeitlichen Verlauf für die folgenden Vorgaben:

  • - I_ConDes = 40 A (ein Bordnetzsollstrom hat einen Wert von 40 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 50 A (ein maximaler Ladestrom und ein maximaler Entladestrom des Energiespeichers sind jeweils betragsmäßig 50 A).
The 4b shows the time progression for the following specifications:
  • - I_ConDes = 40 A (an on-board network target current has a value of 40 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 50 A (a maximum charging current and a maximum discharging current of the energy storage are each 50 A).

Die 4c zeigt den zeitlichen Verlauf für die folgenden Vorgaben:

  • - I_ConDes = 40 A (ein Bordnetzsollstrom hat einen Wert von 40 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 80 A (ein maximaler Ladestrom und ein maximaler Entladestrom des Energiespeichers sind jeweils betragsmäßig 80 A).
The 4c shows the time course for the following specifications:
  • - I_ConDes = 40 A (an on-board network target current has a value of 40 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 80 A (a maximum charging current and a maximum discharging current of the energy storage are each 80 A).

In den 4b und 4c sind jeweils die Vorgaben bei den gleichen angeforderten Sollströmen I_TracDes und I_AuxDes des Traktionsantriebs und des Nebenantriebs geändert. Insgesamt größere maximale Werte für den Lade- und Entladestrom des Energiespeichers sorgen dafür, dass ein motorischer Betrieb über größere Zeiträume ermöglicht wird. In der 4b ist dieser jedoch beim Nebenantrieb noch sehr viel stärker eingeschränkt als in der 4c. Deutlich zu erkennen in 4c ist auch der Effekt des umgekehrten Priorisierungsverhältnisses: So erfolgt kein motorischer Betrieb des Traktionsantriebs zwischen den Stellen 10 und 15, da der Nebenantrieb voll priorisiert wird (AuxPrio = 100 %), wohingegen ein motorischer Betrieb des Traktionsantriebs zwischen den Stellen 40 und 50 erfolgt, da dort der Traktionsantrieb voll priorisiert wird (AuxPrio = 0 %).In the 4b and 4c The specifications for the same requested target currents I_TracDes and I_AuxDes of the traction drive and the power take-off are changed. Overall, larger maximum values for the charging and discharging current of the energy storage ensure that motor operation is possible over longer periods of time. In the 4b However, this is much more limited with the power take-off than in the 4c . Clearly visible in 4c is also the effect of the reverse prioritization ratio: There is no motor operation of the traction drive between positions 10 and 15, since the power take-off is fully prioritized (AuxPrio = 100%), whereas motor operation of the traction drive takes place between positions 40 and 50, since there the traction drive is given full priority (AuxPrio = 0%).

Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung. Die Ausführungsform ist grundsätzlich wie die in der 2 gezeigte Ausführungsform ausgebildet, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale und Begriffe. Es ist bei dieser Ausführungsform im Gegensatz zu der in der 2 gezeigten Ausführungsform vorgesehen, dass ein Istbordnetzgleichstrom I_ConAct erfasst und beim Aufteilen alternativ oder ergänzend zum Sollbordnetzgleichstrom verwendet wird.The 5 shows a further embodiment of the method and the device. The embodiment is basically like that in 2 Embodiment shown, the same reference numbers designate the same features and terms. In this embodiment it is in contrast to that in the 2 In the embodiment shown, an actual on-board electrical system direct current I_ConAct is recorded and used as an alternative or in addition to the target on-board electrical system direct current when splitting.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass Istgleichströme 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act für die mindestens zwei Elektroantriebe erfasst werden, wobei beim Aufteilen alternativ oder ergänzend zu den Sollgleichströmen die erfassten Istgleichströme 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act verwendet werden.It can also be provided that actual direct currents 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act are recorded for the at least two electric drives, with the recorded actual direct currents 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act being used as an alternative or in addition to the target direct currents when splitting.

Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass Istgleichströme 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act für die mindestens zwei Elektroantriebe erfasst werden, wobei die jeweiligen durch das Aufteilen begrenzten Sollgleichströme 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim der mindestens zwei Elektroantriebe ausgehend von den jeweiligen erfassten Istgleichströmen 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act geregelt werden. Hierzu sind zwei Regler 25, 26 vorgesehen (beispielhaft als I-Regler angedeutet). Ein Ausgang des jeweiligen Reglers 25, 26 wird jeweils zum ursprünglichen Wert x.I_DC_DesLim (Vorsteuerwert) addiert, der vom Aufteilungsmodul 22 bereitgestellt wird. Ein Eingang des jeweiligen Reglers 25, 26 wird durch die Regeldifferenz aus Vorsteuerwert (entspricht dem Sollwert) x.I_DC_DesLim und dem aktuellen Istgleichstrom x.I_DC_Act gebildet. Eine Reglerfunktion kann beispielsweise eine reine I-Regelung realisieren. Grundsätzlich können aber auch andere Reglerfunktionen verwendet werden. Ein zweiter Eingang am jeweiligen Regler 25, 26 ist insbesondere ein Steuereingang x.ExtLimActive, der notwendig ist, falls durch einen aktiven externen Drehmomenteingriff der Betrag des Solldrehmoments x.T_Des des Elektroantriebs reduziert wird.The 6 shows a further embodiment of the method and the device. In this embodiment it is provided that actual direct currents 1.I_DC_Act, 2.I_DC_Act are recorded for the at least two electric drives, with the respective setpoint direct currents 1.I_DC_DesLim, 2.I_DC_DesLim of the at least two electric drives limited by the division based on the respective recorded actual direct currents 1. I_DC_Act, 2.I_DC_Act are regulated. For this purpose, two controllers 25, 26 are provided (indicated as an I controller, for example). An output of the respective controller 25, 26 is added to the original value x.I_DC_DesLim (pre-control value), which is provided by the distribution module 22. An input of the respective controller 25, 26 is formed by the control difference from the precontrol value (corresponds to the setpoint) x.I_DC_DesLim and the current actual direct current x.I_DC_Act. A controller function can, for example, implement pure I control. In principle, other controller functions can also be used. A second input on the respective controller 25, 26 is in particular a control input x.ExtLimActive, which is necessary if the amount of the target torque x.T_Des of the electric drive is reduced by an active external torque intervention.

Die 7 zeigt Simulationsergebnisse für diese Ausführungsform in einer den 3a bis 3d entsprechenden Implementierung. Gezeigt sind jeweils drei Graphen im zeitlichen Verlauf (Simulationsschritte 1 bis 120). In allen drei gezeigten Graphen sind Ströme in A dargestellt, wobei die verschiedenen Linien jeweils den in der jeweiligen Legende bezeichneten Größen entsprechen. Im oberen Graphen ist ferner das Priorisierungsverhältnis in % dargestellt.The 7 shows simulation results for this embodiment in one 3a to 3d corresponding implementation. Three graphs are shown over time (simulation steps 1 to 120). In all three graphs shown, currents are shown in A, with the different lines corresponding to the quantities designated in the respective legend. The top graph also shows the prioritization ratio in %.

Die 7 zeigt den Verlauf für die folgenden Vorgaben, welche denen der 4c entsprechen:

  • - I_ConDes = 50 A (ein Bordnetzsollstrom hat einen Wert von 50 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 80 A (ein maximaler Ladestrom und ein maximaler Entladestrom des Energiespeichers sind jeweils betragsmäßig 80 A).
The 7 shows the progression for the following specifications, which correspond to the 4c are equivalent to:
  • - I_ConDes = 50 A (an on-board network target current has a value of 50 A)
  • - I_ChLim = -I_DisChLim = 80 A (a maximum charging current and a maximum discharging current of the The amount of each energy storage device is 80 A).

Die 7 zeigt zusätzlich noch die fehlerhaften Werte (I_TracFaulty, I_AuxFaulty) und die mittels der Regler 25, 26 (6) geregelten Werte (I_TracCtrl, I_AuxCtrl). Es ist deutlich zu erkennen, dass die geregelten Werte besser mit den begrenzten Sollgleichströmen I_TracLim, I_AuxLim übereinstimmen bzw. diese schneller erreichen als die fehlerhaften Werte I_TracFaulty, I_AuxFaulty.The 7 additionally shows the incorrect values (I_TracFaulty, I_AuxFaulty) and those using the controllers 25, 26 ( 6 ) regulated values (I_TracCtrl, I_AuxCtrl). It can be clearly seen that the regulated values agree better with the limited target direct currents I_TracLim, I_AuxLim or reach them faster than the incorrect values I_TracFaulty, I_AuxFaulty.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Vorrichtungcontraption
22
SteuereinrichtungControl device
33
BedienelementControl element
2020
Signalwegsignaling pathway
2121
Signalwegsignaling pathway
2222
AufteilungsmodulSplitting module
2323
DrehmomentbegrenzungsmodulTorque limiting module
2424
DrehmomentbegrenzungsmodulTorque limiting module
2525
ReglerRegulator
2626
ReglerRegulator
5050
Fahrzeugvehicle
5151
Elektroantrieb (Traktionsantrieb)Electric drive (traction drive)
5252
Elektroantrieb (Nebenantrieb)Electric drive (power take-off)
5353
Energiespeicher (Batterie)Energy storage (battery)
5454
BordnetzOn-board electrical system
100-119100-119
Maßnahmen des VerfahrensMeasures of the procedure
1.I_AC_Des1.I_AC_Des
SollphasenströmeTarget phase currents
1.I_DC_Act1.I_DC_Act
IstgleichstromActual direct current
1.I_DC_Des1.I_DC_Des
SollgleichstromTarget direct current
1.I_DC_DesLim1.I_DC_DesLim
begrenzter Sollgleichstromlimited target direct current
1. ExtLimActive1. ExtLimActive
externe Drehmomentbegrenzungexternal torque limitation
1.Map11.Map1
KennfeldMap
1.Map21.Map2
KennfeldMap
1.Map2_inv1.Map2_inv
invertiertes Kennfeldinverted map
1.n_Act1.n_Act
IstdrehzahlActual speed
1.n_Des1.n_Des
SolldrehzahlTarget speed
1.T_Des1.T_Des
SolldrehmomentTarget torque
1.T_Des_CurrLim1.T_Des_CurrLim
begrenztes Solldrehmomentlimited target torque
1.T_Ext_Lim1.T_Ext_Lim
DrehmomentgrenzwertTorque limit
2.I_AC_Des2.I_AC_Des
SollphasenströmeTarget phase currents
2.I_DC_Act2.I_DC_Act
IstgleichstromActual direct current
2.I_DC_Des2.I_DC_Des
SollgleichstromTarget direct current
2.I_DC_DesLim2.I_DC_DesLim
begrenzter Sollgleichstromlimited target direct current
2.ExtLimActive2.ExtLimActive
externe Drehmomentbegrenzungexternal torque limitation
2.Map12.Map1
KennfeldMap
2.Map22.Map2
KennfeldMap
2.Map2_inv2.Map2_inv
invertiertes Kennfeldinverted map
2.n_Act2.n_Act
IstdrehzahlActual speed
2.n_Des2.n_Des
SolldrehzahlTarget speed
2.T_Des2.T_Des
SolldrehmomentTarget torque
2.T_Des_CurrLim2.T_Des_CurrLim
begrenztes Solldrehmomentlimited target torque
2.T_Ext_Lim2.T_Ext_Lim
DrehmomentgrenzwertTorque limit
AuxPrioAuxPrio
PriorisierungsverhältnisPrioritization ratio
I_AuxI_Aux
Gleichstrom (Nebenantrieb)Direct current (power take-off)
I_AuxCtrlI_AuxCtrl
geregelter Wert (Nebenantrieb)regulated value (power take-off)
I_AuxDesI_AuxDes
Sollgleichstrom (Nebenantrieb)Target direct current (power take-off)
I_AuxFaultyI_AuxFaulty
fehlerhafter Wert (Nebenantrieb)incorrect value (power take-off)
I_BatI_Bat
EnergiespeichergleichstromDirect current energy storage
I_Bat_LimI_Bat_Lim
maximaler Energiespeichergleichstrommaximum energy storage direct current
I_ChLimI_ChLim
maximaler Ladestrommaximum charging current
I_Con_ActI_Con_Act
IstbordnetzstromActual on-board power supply
I_Con_DesI_Con_Des
SollbordnetzstromTarget on-board network current
I_DisChLimI_DisChLim
maximaler Entladestrommaximum discharge current
I_TracI_Trac
Gleichstrom (Traktionsantrieb)Direct current (traction drive)
I_TracCtrlI_TracCtrl
geregelter Wert (Traktionsantrieb)regulated value (traction drive)
I_TracDesI_TracDes
Sollgleichstrom (Traktionsantrieb)Target direct current (traction drive)
I_TracFaultyI_TracFaulty
fehlerhafter Wert (Traktionsantrieb)incorrect value (traction drive)
P_AuxP_Aux
Leistung (Nebenantrieb)Power (power take-off)
P_ConP_Con
Leistung (Bordnetz)Performance (on-board network)
P_TracP_Trac
Leistung (Nebenantrieb)Power (power take-off)
V_BatV_Bat
Energiespeicherspannung (Batteriespannung)Energy storage voltage (battery voltage)

Claims (10)

Verfahren zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug (50), wobei das Fahrzeug (50) mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) und einen Energiespeicher (53) aufweist, wobei die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) und ein Bordnetz (54) mittels des Energiespeichers (53) gespeist werden oder den Energiespeicher (53) speisen, wobei ein Energiespeichergleichstrom (I_Bat) auf das Bordnetz (54) und die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) aufgeteilt wird, wobei hierzu - jeweils ausgehend von einem Solldrehmoment (x.T_Des) oder einer Solldrehzahl (x.n_Des) oder Sollphasenströmen Sollgleichströme (x.I_DC_Des) für die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) bestimmt werden, und - ein Gleichstromfluss zwischen dem Energiespeicher (53), dem Bordnetz (54) und den mindestens zwei Elektroantrieben (51,52) derart aufgeteilt wird, dass ein maximaler Betrag eines Energiespeichergleichstroms (I_Bat_Lim) nicht überschritten wird und dass ein Sollbordnetzgleichstrom (I_Con_Des) mit höchster Priorität bereitgestellt wird, wobei ein nach Bereitstellen des Sollbordnetzgleichstroms (I_Con_Des) resultierender Gleichstrom gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis (AuxPrio) auf die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) aufgeteilt wird und die Sollgleichströme (x.I_DC_Des) falls erforderlich begrenzt werden.Method for controlling a current flow in a vehicle (50), the vehicle (50) having at least two electric drives (51, 52) and an energy storage device (53), wherein the at least two electric drives (51, 52) and an on-board electrical system (54) are fed by means of the energy storage (53) or feed the energy storage (53), wherein an energy storage direct current (I_Bat) is distributed between the vehicle electrical system (54) and the at least two electric drives (51, 52), whereby this - in each case starting from a target torque (x.T_Des) or a target speed (x.n_Des) or target phase currents, target direct currents (x.I_DC_Des) are determined for the at least two electric drives (51, 52), and - A direct current flow between the energy storage (53), the on-board electrical system (54) and the at least two electric drives (51, 52) is divided in such a way that a maximum amount of an energy storage direct current (I_Bat_Lim) is not exceeded and that a target on-board electrical system direct current (I_Con_Des) with the highest Priority is provided, wherein a direct current resulting after provision of the target on-board electrical system direct current (I_Con_Des) is divided between the at least two electric drives (51, 52) according to a predetermined prioritization ratio (AuxPrio) and the target direct currents (x.I_DC_Des) are limited if necessary. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Sollgleichströme (x.I_DC_Des) ausgehend von dem Solldrehmoment (x.T_Des) oder der Solldrehzahl (x.n_Des) oder den Sollphasenströmen unter Verwendung mindestens eines Kennfeldes (x.Map2) erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the target direct currents (x.I_DC_Des) are determined based on the target torque (x.T_Des) or the target speed (x.n_Des) or the target phase currents using at least one map (x.Map2). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels des mindestens einen Kennfeldes (x.Map2) bestimmter Sollgleichstrom (x.I_DC_Des) nach dem Aufteilen mittels eines mit dem mindestens einen Kennfeld korrespondierenden invertierten Kennfeldes (x.Map2_inv) in ein Solldrehmoment (x.T_Des-CurrLim) umgerechnet wird, ausgehend von dem der jeweilige Elektroantrieb (51,52) geregelt wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that a target direct current (x.I_DC_Des) determined by means of the at least one map (x.Map2) is divided into a target torque (x.T_Des-CurrLim ) is converted, based on which the respective electric drive (51,52) is regulated. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Priorisierungsverhältnis (AuxPrio) durch einen Nutzer des Fahrzeugs (50) mittels eines hierfür eingerichteten Bedienelements (3) vorgegeben wird oder vorgegeben werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the prioritization ratio (AuxPrio) is or can be specified by a user of the vehicle (50) using a control element (3) set up for this purpose. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Istbordnetzgleichstrom (I_Con_Act) erfasst und beim Aufteilen alternativ oder ergänzend zum Sollbordnetzgleichstrom (I_Con_Des) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an actual on-board electrical system direct current (I_Con_Act) is recorded and used when dividing as an alternative or in addition to the target on-board electrical system direct current (I_Con_Des). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Istgleichströme (x.I_DC_Act) für die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) erfasst werden, wobei beim Aufteilen alternativ oder ergänzend zu den Sollgleichströmen (x.I_DC_Des) die erfassten Istgleichströme (x.I_DC_Act) verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that actual direct currents (x.I_DC_Act) are recorded for the at least two electric drives (51, 52), the recorded actual direct currents (x. I_DC_Act) can be used. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Istgleichströme (x.I_DC_Act) für die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) erfasst werden, wobei die jeweiligen durch das Aufteilen begrenzten Sollgleichströme (x.I_DC_DesLim) der mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) ausgehend von den jeweiligen erfassten Istgleichströmen (x.I_DC_Act) geregelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that actual direct currents (x.I_DC_Act) for the at least two electric drives (51, 52) are recorded, the respective target direct currents (x.I_DC_DesLim) of the at least two electric drives (51, 51) being limited by the division. 52) can be regulated based on the respective recorded actual direct currents (x.I_DC_Act). Vorrichtung (1) zum Steuern eines Stromflusses in einem Fahrzeug (50), wobei das Fahrzeug (50) mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) und einen Energiespeicher (53) aufweist, wobei die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) und ein Bordnetz (54) mittels des Energiespeichers (53) gespeist werden oder den Energiespeicher (53) speisen, umfassend: eine Steuereinrichtung (2), wobei die Steuereinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, einen Energiespeichergleichstrom (I_Bat) auf das Bordnetz (54) und die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) aufzuteilen, und hierzu - jeweils ausgehend von einem Solldrehmoment (x.T_Des) oder einer Solldrehzahl (x.n_Des) oder Sollphasenströmen Sollgleichströme (x.I_DC_Des) für die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) zu bestimmen, und - einen Gleichstromfluss zwischen dem Energiespeicher (53), dem Bordnetz (54) und den mindestens zwei Elektroantrieben (51,52) derart aufzuteilen, dass ein maximaler Betrag eines Energiespeichergleichstroms (I_Bat_Lim) nicht überschritten wird und dass ein Sollbordnetzgleichstrom (I_Con_Des) mit höchster Priorität bereitgestellt wird, und einen nach Bereitstellen des Sollbordnetzgleichstroms (I_Con_Des) resultierenden Gleichstrom gemäß einem vorgegebenen Priorisierungsverhältnis (AuxPrio) auf die mindestens zwei Elektroantriebe (51,52) aufzuteilen und die Sollgleichströme (x.I_DC_Des) falls erforderlich zu begrenzen.Device (1) for controlling a current flow in a vehicle (50), the vehicle (50) having at least two electric drives (51,52) and an energy storage (53), the at least two electric drives (51,52) and an on-board electrical system (54) are fed by means of the energy storage (53) or feed the energy storage (53), comprising: a control device (2), the control device (2) being set up to supply a direct energy storage current (I_Bat) to the vehicle electrical system (54) and the to divide at least two electric drives (51,52), and for this purpose - each based on a target torque (x.T_Des) or a target speed (x.n_Des) or target phase currents, target direct currents (x.I_DC_Des) for the at least two electric drives (51,52). determine, and - divide a direct current flow between the energy storage (53), the on-board electrical system (54) and the at least two electric drives (51, 52) in such a way that a maximum amount of an energy storage direct current (I_Bat_Lim) is not exceeded and that a target on-board electrical system direct current (I_Con_Des) is provided with the highest priority, and to divide a direct current resulting after provision of the target on-board electrical system direct current (I_Con_Des) between the at least two electric drives (51, 52) according to a predetermined prioritization ratio (AuxPrio) and to limit the target direct currents (x.I_DC_Des) if necessary. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Bedienelement (3), wobei das Bedienelement (3) dazu eingerichtet ist, dass mit diesem das Priorisierungsverhältnis (AuxPrio) durch einen Nutzer vorgegeben werden kann.Device (1) according to Claim 8 , characterized by a control element (3), the control element (3) being set up so that the prioritization ratio (AuxPrio) can be specified by a user. Fahrzeug (50), umfassend mindestens eine Vorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9.Vehicle (50), comprising at least one device (1). Claim 8 or 9 .
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