ES2357935T3 - Procedimiento para equilibrar la tensión de módulos de baterías de tracción de un vehículo eléctrico híbrido. - Google Patents
Procedimiento para equilibrar la tensión de módulos de baterías de tracción de un vehículo eléctrico híbrido. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2357935T3 ES2357935T3 ES98120417T ES98120417T ES2357935T3 ES 2357935 T3 ES2357935 T3 ES 2357935T3 ES 98120417 T ES98120417 T ES 98120417T ES 98120417 T ES98120417 T ES 98120417T ES 2357935 T3 ES2357935 T3 ES 2357935T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- module
- modules
- voltage
- block
- logic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/46—Series type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
- B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
- B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/904—Component specially adapted for hev
- Y10S903/907—Electricity storage, e.g. battery, capacitor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
VEHICULO HIBRIDO QUE INCLUYE UNA BATERIA DE TRACCION DE PLOMOACIDO HECHA CON VARIOS MODULOS CONECTADOS EN SERIE. DURANTE EL FUNCIONAMIENTO DEL VEHICULO, LA BATERIA SE DESCARGA PARA LA ACELERACION, Y LA CARGA UNA FUENTE DE ENERGIA AUXILIAR. PARA MAXIMIZAR LA CAPACIDAD DE LA BATERIA DE TRACCION PARA QUE ACEPTE LA CORRIENTE DE CARGA DE REGENERACION DEL FRENADO DINAMICO Y PARA PRODUCIR UNA CORRIENTE UTIL DE MOTOR DE TRACCION, LOS MODULOS DE LA BATERIA DE TRACCION SE ECUALIZAN DURANTE EL FUNCIONAMIENTO NORMAL DEL VEHICULO ELECTRICO HIBRIDO.
Description
La presente invención versa acerca de procedimientos para mantener el estado de carga de la batería de tracción de un vehículo eléctrico híbrido.
Se considera de forma generalizada que los vehículos eléctricos híbridos están entre los vehículos más prácticos de los de baja contaminación. Un vehículo eléctrico híbrido incluye una batería eléctrica de “tracción” que proporciona energía eléctrica para un motor eléctrico de tracción, que a su vez propulsa las ruedas del vehículo. El aspecto “híbrido” de un vehículo eléctrico híbrido estriba en el uso de una fuente secundaria o suplementaria de energía eléctrica para recargar la batería de tracción durante el funcionamiento del vehículo. Esta fuente secundaria de energía eléctrica pueden ser paneles solares, una célula de combustible, o un generador accionado por un motor de combustión interna. Cuando se utiliza un motor de combustión interna como la fuente secundaria de energía eléctrica, normalmente es un motor pequeño que utiliza poco combustible, y produce poca contaminación. Una ventaja concomitante es que se puede hacer funcionar tal motor pequeño de combustión interna en un intervalo limitado de RPM, de forma que se pueden optimizar controles de contaminación del motor.
Cuando se utilizan los términos “primaria” y “secundaria” para describir las fuentes de energía eléctrica, simplemente se relacionan la forma en la que distribuye la energía durante el funcionamiento, y no son de importancia fundamental para la invención.
A menudo, la batería de tracción de un vehículo está compuesta de una pluralidad de módulos conectados en serie, cada uno de los cuales está compuesto, a su vez, de una o más células interconectadas de batería. Una batería de tracción que se contempla para su uso con la invención tiene una tensión nominal de 550 voltios, y está compuesta de cuarenta y seis módulos de 12 voltios conectados en serie. Por supuesto, cada módulo puede estar compuesto de una o más baterías del tipo habitual en automóviles. Un vehículo eléctrico híbrido, a diferencia de un vehículo alimentado exclusivamente de forma eléctrica, es recargado al menos parcialmente durante el funcionamiento; es decir, que la batería de tracción no llega normalmente a una estación de abastecimiento en un estado sustancialmente descargado, y, por consiguiente, no estará en una necesidad imperiosa de ser recargada. Como resultado, se utiliza un vehículo eléctrico híbrido de la misma forma que un vehículo normal propulsado por combustión interna; puede ser aparcado después de su uso diario, y arrancado por la mañana sin se recargado.
Las baterías recargables disponibles más habitualmente son las baterías normales de tipo de automoción de plomo-ácido, que utilizan placas de plomo poroso o de una composición de plomo, y utilizan un electrolito de ácido sulfúrico diluido. Es deseable, por razones de coste y de disponibilidad, utilizar tales baterías para vehículos eléctricos híbridos. Una desventaja de las baterías de plomo-ácido es su peso, y otra es la reducción de la capacidad de carga eléctrica de la batería con su uso. La reducción de la capacidad de carga se manifiesta como un aumento de la impedancia, que a su vez reduce la corriente que puede ser extraída de la batería a cualquier tensión dada. La capacidad reducida de carga surge, al menos en parte, de la “sulfatación” o la formación de un revestimiento de sulfato sobre las placas de la batería. Esta sulfatación tiende a producirse cuando se permite que la batería permanezca durante periodos prolongados de tiempo en una condición parcialmente cargada. Por lo tanto, cuando se aparca habitualmente durante la noche un vehículo eléctrico híbrido, tiende a producirse la sulfatación, con el resultado de una pérdida de la capacidad de carga de la batería de tracción.
El documento EP 0 432 640 A2 da a conocer un dispositivo de monitorización para una pluralidad de acumuladores conectados en serie que está adaptado para impedir una degradación de los acumuladores al cargar y descargar automáticamente los acumuladores seleccionados. El documento EP 0 662 744 A2 da a conocer un aparato y un procedimiento para equilibrar tensiones de los módulos individuales en una batería de múltiples módulos durante la recarga. El documento DE 38 00 273 A1 da a conocer un sistema de medición para medir la tensión en células de batería. El documento US 5.206.578 da a conocer un procedimiento para tender a equilibrar las tensiones de los módulos de una batería de tracción de un vehículo eléctrico híbrido según los preámbulos de las reivindicaciones independientes 1 y 6.
Se desean procedimientos mejorados para el mantenimiento de las baterías de un vehículo eléctrico híbrido. Se definen tales procedimientos mejorados en las reivindicaciones independientes 1 y 6. Las características ventajosas están definidas en las reivindicaciones secundarias.
El procedimiento de la invención tiende a equilibrar las tensiones de los módulos de una batería de tracción de un vehículo eléctrico híbrido, en el que la batería de tracción está compuesta de una pluralidad de módulos conectados en serie. El procedimiento se lleva a cabo por medio de un procesador programado, e incluye la etapa, mientras el vehículo se encuentra en funcionamiento, de detectar las tensiones de cada uno de los módulos bajo condiciones que se aproximan a una condición seleccionada de carga, tal como una corriente intensa de carga y/o una corriente de carga de gran amperaje, para producir, de ese modo, tensiones detectadas de los módulos. Se almacenan las tensiones detectadas de módulos, al menos temporalmente, para producir, de ese modo, tensiones detectadas almacenadas de los módulos. Al menos algunas de las tensiones son almacenadas en al menos una clasificación ordenada. En un procedimiento preferente, hay dos clasificaciones ordenadas. Se selecciona al menos uno de los módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de la clasificación de la clasificación ordenada, para identificar de ese modo un módulo alto. Preferentemente, el módulo seleccionado tiene la tensión detectada más alta. Se selecciona otro de los módulos, que tiene una tensión detectada almacenada cerca del mínimo de la clasificación de entre la al menos una clasificación ordenada, para identificar, de ese modo, un módulo bajo. El módulo alto está descargado parcialmente, y la energía que es hecha disponible por medio de la descarga parcial se utiliza para cargar el módulo bajo. En una realización particular del procedimiento, la etapa de descargar el módulo alto se lleva a cabo hasta que la tensión de uno de entre el módulo alto y el módulo bajo alcanza una tensión seleccionada. En otra realización del procedimiento, la tensión seleccionada es una media que incluye las tensiones de al menos algunos de estos módulos de la batería de tracción que no son el módulo alto ni el módulo bajo. Más en particular, en una realización del procedimiento, la media es una media que incluye las tensiones de todos los módulos de la batería de tracción, incluyendo los módulos alto y bajo. La etapa de descargar parcialmente el módulo alto, y de acoplar la energía hecha disponible por medio de la descarga para cargar el módulo bajo, se lleva a cabo preferentemente por medio de la descarga, al menos parcialmente, del módulo alto en una batería auxiliar, y descargar, al menos parcialmente, la batería auxiliar en el módulo bajo.
La etapa del procedimiento que supone ordenar tensiones de los módulos en una clasificación ordenada incluye ordenar al menos algunas de las tensiones obtenidas cuando la batería de tracción se encuentra en un estado de carga significativa en una primera clasificación ordenada, y ordenar al menos otras de las tensiones obtenidas cuando la batería de tracción se encuentra en un estado de descarga significativa en una segunda clasificación. Se selecciona de entre la primera clasificación ordenada aquel de los módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de la primera clasificación ordenada. Se selecciona de entre la segunda clasificación ordenada aquel de los módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del mínimo de la segunda clasificación ordenada para identificar, de ese modo, un módulo bajo.
La FIGURA 1 es un diagrama de bloques muy simplificado de porciones de alimentación y de control de un vehículo eléctrico híbrido; y
las FIGURAS 2a, 2b, 2c, 2d y 2e constituyen, en conjunto, un diagrama de flujo simplificado que ilustra un flujo de lógica que, según un aspecto de la invención, controla el estado de carga de los módulos de la batería de tracción de la disposición de la FIGURA 1 durante aquellos intervalos en los que el vehículo eléctrico híbrido no se encuentra en funcionamiento, para mantener la capacidad de carga de los módulos de la batería;
las FIGURAS 3a, 3b, 3c, 3d y 3e son, en conjunto, un diagrama de flujo simplificado que representa un flujo de lógica que, según un aspecto de la invención, evalúa los módulos de la batería de tracción al clasificar sus tensiones bajo diversas condiciones, que identifica módulos malos, y que redistribuye energía entre los módulos de una forma que tiende a equilibrar las tensiones de los módulos;
la FIGURA 4 traza la tensión de los módulos en función de la corriente de los módulos, como una ayuda para comprender cómo difiere un módulo malo de un módulo bueno; y
la FIGURA 5 es un diagrama de flujo simplificado que representa un flujo de lógica que redistribuye energía entre los módulos de la batería de tracción de una forma que tiende a equilibrar sus tensiones, y, por lo tanto, tiende a maximizar el ahorro de combustible del vehículo eléctrico híbrido; y
la FIGURA 6 es un diagrama de bloques simplificado que ilustra una batería de tracción que incluye múltiples módulos, y cómo se pueden interconectar pares de módulos por medio de convertidores de cc a cc aislados magnéticamente para llevar a cabo una carga del módulo de tensión reducida simultáneamente con la descarga del módulo de tensión elevada.
La FIGURA 1 representa el sistema de alimentación de un vehículo eléctrico híbrido. En la FIGURA 1, un vehículo eléctrico híbrido 10 incluye un motor 12 de tracción que propulsa una o más ruedas 14a, 14b bajo control de un controlador 16 de energía eléctrica. El controlador 16 de energía está conectado a diversas tomas 20a, 20b, 20c, …, 20n en la batería 18 de tracción. Cada toma 20a, 20b, 20c, …, 20n está conectada al extremo o terminal positivo de cada uno de la pluralidad de módulos 22a, 22b, …, 22n. Como también se ilustra en la FIGURA 1, el módulo 22a está compuesto de dos baterías de 12 voltios conectadas en serie. Todos los otros módulos 22b, …, 22n son similares al módulo 22a.
Los controles manuales por medio de los que el conductor controla la aceleración, el frenado y las otras funciones del vehículo son ilustrados conjuntamente en la FIGURA 1 como un bloque 24, que se conecta al controlador 16 de energía por medio de un bus 26. Un motor de combustión interna, ilustrado como un motor diésel 28, está controlado por medio de señales de control aplicadas desde el controlador 16 de energía por un bus 30. El motor 28 produce una relación mecánica, que es aplicada a un generador eléctrico 32. La excitación de campo y posiblemente otros parámetros del generador 32 están controlados desde el controlador 16 de energía por el bus 30. La energía eléctrica producida por el generador 32 es aplicada al controlador 16 de energía. El controlador 16 de energía recibe las instrucciones del conductor procedentes de los controles manuales 24, y encamina la energía de la batería 18 de tracción al motor 12 de tracción para la aceleración, y devuelve energía a la batería 18 de tracción durante una frenada dinámica regenerativa. El controlador 16 de energía también controla la generación de energía eléctrica por medio del motor 28 y del generador 32, y encamina la energía así generada a al menos la batería de tracción, todo ello como se conoce en la técnica. Además, el bloque 16 de control incluye una pluralidad de interruptores de alimentación controlados electrónicamente (no ilustrados) que están asociados con todos los dispositivos de gestión de la energía, incluyendo los módulos individuales 22a, 22b, …, 22n de la batería de tracción, para proporcionar controlar como se describe a continuación. El bloque 16 de control también incluye un convertidor 16c de cc a cc, como se describe adicionalmente a continuación. Hay conectado un depósito común de energía en forma de una batería auxiliar 36 de 12 voltios al controlador 16 de energía para mantener los controles electrónicos en funcionamiento durante la parada del vehículo, y para accionar el arrancador 28s del motor bajo el control del controlador de energía.
Como se ha mencionado anteriormente, la o las baterías de plomo-ácido de los módulos individuales 22a, 22b, …, 22n son cometidas a la degradación si permanecen parcialmente descargadas durante periodos prolongados de tiempo. Según un aspecto de la invención, la batería de tracción no se carga completamente como una unidad, porque se puede requerir que una batería de tracción completamente cargada, cuando el vehículo se encuentra en uso, acepte energía devuelta desde el controlador 16 de energía durante aquellos intervalos en los que se lleva a cabo una frenada regenerativa. Dado que no se debería requerir que una batería de tracción completamente cargada acepte más carga para evitar el desprendimiento de gases de los módulos de la batería, no se le proporciona a la batería de tracción una carga completa cuando el vehículo se encuentra detenido. Según un aspecto adicional de la invención, uno o más de los módulos de la batería de tracción, pero no todos los módulos de la batería de tracción, son mantenidos periódicamente al cargarlos completamente, y luego al descargarlos a su estado de carga antes de la carga completa. Este procedimiento de mantenimiento se lleva a cabo de vez en cuando, sometiéndose los módulos seleccionados a un ciclo de operaciones para una carga completa y una descarga parcial subsiguiente, de forma que finalmente todos los módulos han sido mantenidos. Con este procedimiento de mantenimiento, cada módulo recibe ocasionalmente una carga completa para inhibir la sulfatación, mientras que la propia batería de tracción comienza siempre la operación del día con una carga parcial, de forma que no pueda producirse una sobrecarga.
El procedimiento o método de mantenimiento según un aspecto de la invención supone una carga completa esporádica de cada uno de los módulos de la batería de tracción. Aunque la carga completa de un único módulo puede no llevar mucho tiempo, el procedimiento de carga completa de todos los módulos de la batería de tracción requerirá un periodo relativamente prolongado de tiempo, como por ejemplo durante un periodo de varios días. Dado que el procedimiento de mantenimiento está dividido en muchas porciones pequeñas, bien separadas en el tiempo, se debe proporcionar alguna forma para conocer qué módulos no han sido cargados recientemente. Para este fin, el controlador 16 de energía de la FIGURA 1 incluye al menos una memoria que mantiene un registro de qué módulos han sido mantenidos recientemente según la invención, y cuáles no lo han sido. Dado que el controlador es parte del vehículo, y solo lleva a cabo un mantenimiento para el vehículo particular en el que está instalado, no hay necesidad de un número de identificación del vehículo. Si el controlador de mantenimiento estuviese separado del vehículo, como, por ejemplo, en una estación de abastecimiento, necesitaría adicionalmente una ubicación para la memoria para almacenar información relativa a cada vehículo que se le pueda requerir que mantenga.
En la FIGURA 2a, la lógica que controla el mantenimiento de los módulos de la batería de tracción comienza en un bloque 210 de INICIO, y la lógica procede a un bloque 212 de decisión, que analiza el estado del interruptor de encendido, que es escogido como un sustituto para indicar si el vehículo está funcionando o no. Naturalmente, se pueden utilizar otros indicios para proporcionar tal indicación, tal como, por ejemplo, el giro de las ruedas, el consumo de corriente de la batería de tracción, o el flujo de corriente en el motor de tracción. Si el interruptor de encendido está ENCENDIDO, indicando que el vehículo está operativo, la lógica deja el bloque 212 de decisión porla salida de SÍ, y vuelve por un recorrido 213 de lógica al bloque 210 de INICIO. Por lo tanto, mientras que el vehículo esté operativo, la lógica circula en torno al bucle que incluye el bloque 210 de INICIO y el bloque 212 de decisión. Finalmente, el interruptor de encendido se pondrá en el estado APAGADO, indicando que el vehículo no está en funcionamiento. Cuando se produce esta condición, la lógica deja el bloque 212 de decisión por la salida de NO, e inicia o pone en marcha un medidor de tiempo, como se representa por medio del bloque 214. El medidor de tiempo se incrementa mientras que el interruptor de encendido está APAGADO, proporcionando, de esta manera, una indicación de cuánto tiempo no ha estado operativo el vehículo. El tiempo indicado por el medidor asociado al bloque 214 es monitorizado por un bloque 216 de decisión. Mientras que el valor asociado con el medidor del bloque 214 no sea igual al valor para el que está programado el bloque 216 de decisión, la lógica deja el bloque 216 de decisión por la salida de NO, y procede por medio de un recorrido 217 y el recorrido 213 de nuevo al bloque 210 de INICIO. Después de un periodo de tiempo seleccionado para eliminar paradas breves, tal como las que puede realizar un vehículo de reparto, como por ejemplo un periodo de una hora, el valor del medidor será igual al valor para el cual está programado el bloque 216 de decisión, y la lógica dejará entonces el bloque 216 de decisión por lasalida de SÍ. La salida del bloque 216 de decisión por la salida de SÍ significa que el vehículo ha estado inoperativo durante una duración de tiempo que sugiere que el vehículo está fuera de servicio, y que hay una probabilidad de que el vehículo permanecerá fuera de servicio durante la duración del mantenimiento de los módulos. Por lo tanto, el procedimiento de mantenimiento de los módulos comienza cuando la lógica entra en el bloque 218.
Desde la salida de SÍ del bloque 216 de decisión de la FIGURA 2a, la lógica procede a un bloque adicional 218, que representa la lectura del registro de mantenimiento, para determinar cuáles de los módulos de la batería de tracción han sido mantenidos más recientemente. En el bloque 219 de lógica, se selecciona aquel de los módulos que lleva el mayor periodo de tiempo desde un mantenimiento de carga completa según la invención, o si se debe mantener más de un módulo, que uno de los módulos estará entre el grupo de módulos seleccionado. Después de la sección de un módulo para su mantenimiento en el bloque 219, se desconecta el módulo seleccionado de la batería de tracción, si es necesario, como se sugiere por medio del bloque 220 de lógica de la FIGURA 2a. Si solo se selecciona un módulo para su mantenimiento, y si la batería de tracción está en flotación eléctrica o sin referencia, el módulo puede no necesitar ser desconectado de la batería de tracción. En cualquier caso, la lógica procede a un bloque adicional 221, que representa la detección de la tensión del módulo que va a ser mantenido, y el almacenamiento de la tensión del módulo en una memoria. Al mismo tiempo, se detecta y se guarda en la memoria la tensión de la batería auxiliar 36 de la FIGURA 1. En todos los casos en el presente documento, las mediciones de la tensión de una batería están compensadas tanto en cuanto a la temperatura de la batería como en cuanto a la corriente de la batería.
La lógica de la FIGURA 2a fluye desde el bloque 221 hasta un bloque 222, que representa la carga del módulo seleccionado hacia una condición completamente cargada, utilizando energía derivada de la batería auxiliar 36 de la FIGURA 1. Esta etapa requiere que el controlador 16 de energía de la FIGURA 1 utilice un convertidor 16c de cc a cc, que sea capaz de convertir la tensión de la batería auxiliar 36 en una tensión capaz de cargar el módulo seleccionado. Tales convertidores son bien conocidos en la técnica. Desde el bloque 222, la lógica de la FIGURA 2a fluye a un bloque 224 de decisión, que monitoriza el estado del interruptor de encendido del vehículo. Si el interruptor de encendido pasa al estado ENCENDIDO en cualquier momento durante la carga del móduloseleccionado hacia una carga completa, la lógica deja el bloque 224 de decisión por la salida de SÍ, y procede por medio de un nodo B de lógica hasta un bloque 250 de la FIGURA 2c, que representa el cese inmediato de la carga del módulo seleccionado. El bloque 252 representa una reconexión del módulo seleccionado a la batería de tracción, si es necesario, y la lógica procede entonces de nuevo al bloque 210 de INICIO, terminando prematuramente, de ese modo, el procedimiento de mantenimiento. Como se describe a continuación, el módulo seleccionado puede tener en este momento una tensión ligeramente mayor que otros módulos de la batería de tracción, como resultado de su periodo de carga hacia una carga completa. Esta tensión ligeramente mayor se equilibra según otro aspecto de la invención, descrito adicionalmente a continuación.
El seleccionado de los módulos continúa cargándose hacia una carga completa como se ordena por medio del bloque 222 de la FIGURA 2a, mientras que el interruptor de encendido no pase al estado ENCENDIDO para terminar prematuramente el intervalo de carga, como se ha descrito anteriormente en conjunto con la FIGURA 2c. La lógica fluye por medio de la salida de NO del bloque 224 de decisión hasta un bloque 226 de decisión adicional mientras que el interruptor de encendido no pase al estado ENCENDIDO. El bloque 226 de decisión compara la corriente o la tensión actual del módulo con un valor de referencia que representa la tensión de la carga completa del módulo seleccionado. Mientras que el módulo que está siendo cargado no haya alcanzado una carga completa, la lógica deja el bloque 226 de decisión por la salida de NO, y fluye por medio de un recorrido 228 de lógica de nuevo al bloque 222, que representa la continuación del procedimiento de carga. Por lo tanto, el módulo seleccionado continúa la carga, extrayendo su energía de la batería auxiliar 36 de la FIGURA 1 por medio del convertidor 16c de cc a cc, mientras que el bloque 226 de decisión descubre que su tensión no ha alcanzado el valor de referencia de la carga completa. Finalmente, la tensión del módulo alcanzará el valor de la carga completa, y lalógica dejará el bloque 226 de decisión por la salida de SÍ, y procederá a un bloque 230 de lógica, que representa la actualización del registro de mantenimiento para reflejar la carga completa o la finalización del mantenimiento del módulo seleccionado. Desde el bloque 230 de lógica, la lógica fluye por medio de un nodo A de lógica al bloque 240 de lógica de la FIGURA 2b.
Se debe hacer notar que la batería auxiliar puede caer por debajo de un nivel aceptable de carga durante la carga del seleccionado de los módulos: en ese caso, la carga del módulo seleccionado se termina inmediatamente (por medio de un recorrido de lógica, no ilustrado), y la lógica se transfiere inmediatamente al nodo F de la FIGURA 2d, que recarga la batería auxiliar desde la batería de tracción. También se debe hacer notar que, si se interrumpe el procedimiento de carga de un módulo dado, como, por ejemplo, por una necesidad de recargar la batería auxiliar, el módulo así afectado tiene una mayor carga después de la carga de la batería auxiliar que la que tenía antes de que comenzase el procedimiento de mantenimiento del módulo, y, por consiguiente, tiene ahora una mayor tensión del terminal que el valor almacenado originalmente en la memoria en el bloque 221. Cuando se encuentra el vehículo de nuevo en un estado que permite que el módulo seleccionado continúe siendo cargado para fines de mantenimiento, el nuevo ciclo de lógica difiere sutilmente del primer procedimiento de lógica, porque la tensión terminal original almacenada, que representa el estado de carga original, debería ser retenida, y no sobrescrita por la tensión actual del terminal.
En este punto en el procedimiento de mantenimiento de los módulos, el módulo seleccionado ha sido cargado completamente, lo que logra una primera porción del resultado deseado, concretamente, la porción que tiene que ver con la reducción de sulfatación al cargar completamente el módulo. Sin embargo, como resultado de la carga completa del módulo seleccionado, el funcionamiento del vehículo puede tener como resultado la aplicación de corriente adicional de carga a la batería de tracción, y, por lo tanto, al módulo seleccionado completamente cargado en ese momento. Esto no es deseable, dado que puede tener como resultado un desprendimiento de gases del módulo. Según un aspecto de la invención, el módulo seleccionado es descargado parcialmente después de una carga completa. La descarga parcial se lleva a cabo mediante uno de dos procedimientos, dependiendo de la situación. El primer procedimiento descarga parcialmente el módulo seleccionado desde su estado completamente cargado hasta la tensión que tenía antes del inicio de la parte de carga completa del procedimiento de mantenimiento, al invertir la dirección de operación del convertidor 16c de cc a cc de la FIGURA 1 (o al utilizar otro convertidor), utilizando energía procedente del módulo seleccionado completamente cargado para recargar la batería auxiliar 36. Esto tiene el efecto beneficioso de dejar el estado de energía del vehículo en su conjunto en la misma condición que cuando se inició el procedimiento de mantenimiento, salvo, o excepto, pérdidas inevitables de calor durante el procedimiento. El segundo procedimiento para descargar parcialmente un módulo cargado por completo se utiliza cuando se interrumpe la carga hacia la condición completamente cargado por medio del funcionamiento de vehículo, en este caso la batería de tracción, y cada módulo de la batería de tracción, cambia su estado de energía según funciona el vehículo, con algo de carga de la batería de tracción debido al funcionamiento del generador, y algo de descarga atribuible a la carga debida a la aceleración del vehículo. El cambio de estado de energía tiene como resultado un cambio en la tensión de la batería de tracción, y de sus módulos constituyentes. Por lo tanto, el valor memorizado anteriormente que representa la tensión del módulo seleccionado ya no es muy significativo, de forma que se descarga parcialmente el seleccionado de los módulos por medio de un convertidor de cc a cc, que puede ser el convertidor 16c o algún otro convertidor, y se aplica la energía tomada del módulo seleccionado durante la descarga parcial para cargar los otros módulos hacia la tensión del módulo seleccionado. Así, en otras palabras, se descarga el módulo seleccionado “sobrecargado” para reducir de ese modo su tensión, mientras que la energía procedente de la descarga del módulo seleccionado es utilizada para cargar los otros módulos para aumentar, de ese modo, su tensión, deteniéndose la descarga del módulo seleccionado cuando su tensión igual algún valor medio de la tensión de los otros módulos.
En la FIGURA 2b, el bloque 240 de lógica representa la carga de la batería auxiliar 36 desde el módulo seleccionado, de una forma que se corresponde con el “primer” procedimiento descrito anteriormente. Desde el bloque 240 de lógica, la lógica fluye hasta un bloque 242 de decisión, que monitoriza continuamente el interruptor de encendido, para determinar si el procedimiento de descarga debería ser terminado prematuramente. Si el interruptorde encendido pasa al estado ENCENDIDO, la lógica deja el bloque 242 de decisión por la salida de SÍ, y fluye por medio del nodo 3 de lógica hasta la lógica de la FIGURA 2c, que detiene el procedimiento de mantenimiento. Mientras que el interruptor de encendido no pase al estado ENCENDIDO, el flujo de la lógica sale del bloque 242 de decisión por la salida de NO, y fluye hasta un bloque 244 de decisión adicional, que compara la tensión VMOD de la batería del módulo seleccionado que se está descargando con el valor almacenado de tensión VMOD_MEM. Mientras que la tensión VMOD del módulo no sea igual al valor almacenado VMOD_MEM, la lógica deja el bloque 244 de decisión por la salida de NO, y vuelve por medio de un recorrido 246 de lógica al bloque 240, para continuar la descarga. Cuando la tensión VMOD del módulo se vuelve menor que el valor almacenado VMOD_MEM, la lógica deja el bloque 244de decisión por la salida de SÍ, y procede por medio de un nodo C de lógica hasta un bloque 258 de la FIGURA 2d.
La lógica de la FIGURA 2d representa, durante el tiempo de APAGADO del vehículo, la recarga de la batería auxiliar 36a con la batería de tracción. La recarga no se lleva a cabo con la batería de tracción en su conjunto, sino, en cambio, con aquellos módulos de la batería de tracción que tienen la tensión más elevada. La recarga se lleva a cabo, en general, al seleccionar el módulo de mayor tensión de entre los módulos, y al descargar aquel de los módulos a la batería auxiliar, reduciendo de ese modo la tensión del módulo de mayor tensión hacia la tensión media de los módulos, y recargando simultáneamente, al menos de forma parcial, la batería auxiliar. Este procedimiento de carga parcial de la batería auxiliar puede llevarse a cabo con tantos módulos como se desee. Más en particular, después de la carga y de la descarga parcial de mantenimiento del o de los módulos seleccionados de entre los módulos 22a, 22b, …, 22n de la batería de tracción, la lógica fluye a la lógica de las FIGURAS 2d y 2e para recargar la batería auxiliar, para compensar las pérdidas inevitables de calentamiento que se producen durante el procedimiento (de mantenimiento) de la carga total y de la descarga parcial del módulo. Más en particular, cuando la lógica fluye al bloque 258 de la FIGURA 2d desde el nodo C de lógica, se detiene la carga de la batería auxiliar 36 con el seleccionado de los módulos. El bloque 260 de lógica representa la reconexión del seleccionado de los módulos a la batería de tracción, si fue desconectado para llevar a cabo la carga completa y la descarga parcial. Desde el bloque 260 de lógica, la lógica fluye hasta un bloque 262 de lógica, que representa la comparación de las tensiones de los diversos módulos de la batería de tracción entre sí, y la selección de aquel de los módulos que tiene la tensión más alta. El bloque 262 también representa la desconexión del módulo de tensión más alta de la batería de tracción, si es necesario. Desde el bloque 262 de lógica, la lógica fluye a un bloque 264, que representa la carga de la batería auxiliar con el escogido (el de mayor tensión) de los módulos de la batería de tracción, que tiende a descargar el módulo de mayor tensión al transferir energía a la batería auxiliar. La lógica fluye desde el bloque 264 para iniciar un medidor, según se representa por medio de un bloque 266, y luego fluye hasta un bloque 268 de decisión. El bloque 268 de decisión monitoriza el estado del interruptor de encendido, y encamina la lógica por medio del nodo B de lógica a la FIGURA 2c, para terminar el procedimiento de mantenimiento si el vehículo se pone en funcionamiento. Mientras que el vehículo no se pone en funcionamiento, la lógica deja el bloque 268 de decisión por la salida de NO, y procede a un bloque 270 de decisión adicional, que compara la corriente o la tensión actuales de la batería auxiliar 36 con el valor que tenía antes del comienzo del procedimiento de mantenimiento, que estaba almacenado en la memoria como se ha descrito en conjunto con el bloque 221 de la FIGURA 2a. Mientras que la tensión de la batería auxiliar 36 no sea mayor que su valor original antes del comienzo del mantenimiento, la lógica deja el bloque 270 de decisión por la salida de NO, y procede a un bloque 278 de decisión adicional, que ayuda a establecer un tiempo máximo de carga. Si la tensión de la batería auxiliar se hace igual al valor almacenado anteriormente antes del término del intervalo permisible de tiempo, la lógica deja el bloque 270 de decisión pormedio de la salida de SÍ, y fluye a un bloque 274, que representa el cese de la carga de la batería auxiliar con el módulo de mayor tensión. La consecución del nivel original de carga de la batería auxiliar significa que debería detenerse la carga de la batería auxiliar con la batería de tracción, y, por lo tanto, también significa que se debe detener el equilibrio de las tensiones de los módulos de la batería de tracción. El bloque 276 representa la reconexión del módulo a la batería de tracción, si es necesario. Desde el bloque 276, la lógica fluye por medio de un nodo E de lógica hasta un bloque 280 de la FIGURA 2e.
Si la carga de la batería auxiliar con la batería de tracción procede sin que la batería auxiliar haya alcanzado una carga completa, la lógica de la FIGURA 2d deja el bloque 270 de decisión por la salida de NO, como se ha mencionado anteriormente, y alcanza el bloque 278 de decisión adicional. El bloque 278 compara el valor del medidor asociado con el bloque 266 con un valor que representa un tiempo máximo seleccionado para la transferencia de energía desde un módulo de la batería de tracción a la batería auxiliar, y devuelve la lógica por medio de su salida de NO y un recorrido 278N de lógica al bloque 264, para continuar la carga. Cuando el medidor asociado con el bloque 266 alcanza el valor límite, que puede representar, por ejemplo, diez minutos, la lógica deja el bloque 278 de decisión por la salida de SÍ, y regresa por medio de un recorrido 278Y de lógica al bloque 262, para comprobar de nuevo si el módulo seleccionado sigue siendo el módulo de mayor tensión. Si el módulo actual sigue siendo el mayor, la carga de la batería auxiliar puede continuar con el módulo actual. Por lo tanto, el bucle que incluye los bloques 262, 264, 266, 268, 270, 274, 276, y 278 selecciona el módulo de mayor tensión de la batería de tracción y carga la batería auxiliar a partir del mismo. Se revisa periódicamente el módulo de mayor tensión para confirmar que sigue siendo el módulo de mayor tensión, y si no lo es, se selecciona el siguiente módulo que es el mayor para proporcionar la energía para cargar la batería auxiliar. Este procedimiento continúa hasta que la bateríaauxiliar ha alcanzado su carga original, y el flujo de la lógica fluye entonces por medio de la salida de SÍ del bloque 270 de decisión, y por medio de los bloques 274 y 276, por medio del nodo E de lógica al bloque 280 de la FIGURA 2e.
La lógica de la FIGURA 2e limita el número de módulos que son mantenidos en un intervalo no operativo cualquiera del vehículo. El número de módulos que son mantenidos mediante una carga completa y una descarga parcial puede estar limitado a un módulo en cada periodo de APAGADO del vehículo, o a cualquier pluralidad inferior al número total de módulos en la batería de tracción, o a todos los módulos en la batería de tracción. No se ve ninguna ventaja particular al llevar a cabo un mantenimiento de un número mayor que el número de módulos en la batería de tracción (con el resultado de que se pueden mantener algunos de los módulos dos veces durante un intervalo de APAGADO del vehículo), pero el número podría ser seleccionado de esa manera. La lógica llega al bloque 280 de la FIGURA 2e desde el nodo E de lógica. El bloque 280 representa el incremento de un medidor inicializado anteriormente a cero. Por lo tanto, después de la primera iteración de la lógica a través de la lógica de las FIGURAS 2a, 2b, 2c y 2d, el medidor de módulos asociado con el bloque 280 será puesto a un valor de uno. Desde el bloque 280, la lógica fluye hasta un bloque 282 de decisión, que compara el valor actual del medidor de módulos con el número limitante, que, como se ha mencionado, puede ser uno o más de uno. Si no se ha alcanzado el número límite, la lógica deja el bloque 282 de decisión por la salida de NO, y regresa por medio del nodo D de lógica al bloque 218 de la FIGURA 2a, para la lectura del registro de mantenimiento, y la selección de otro módulo para su mantenimiento. Si se ha alcanzado el número limitante, la lógica deja el bloque 282 de decisión por la salidade SÍ y llega a un bloque 286 de PARADA, que termina el procedimiento de lógica para el mantenimiento del o de los módulos por medio de una carga completa y una descarga parcial. El vehículo está disponible para funcionar, lo que se produce un tiempo después de la llegada de la lógica al bloque 286, como se ilustra por medio del bloque 288 de líneas discontinuas, si el funcionamiento no se produce antes e interrumpe el procedimiento de lógica.
La FIGURA 3 es un diagrama de flujo simplificado que ilustra el flujo de lógica para llevar a cabo el equilibrio de las cargas de los módulos de la batería de tracción de la FIGURA 1 durante el funcionamiento del vehículo según otro aspecto de la invención. En este aspecto de la invención, se genera una lista “alta” que representa una clasificación de la tensión de carga de los módulos durante la carga a un nivel seleccionado de corriente para representar una corriente grande de carga, y también se genera una lista “baja” que representa una clasificación de la tensión de descarga de los módulos durante la descarga a una corriente grande de descarga. Un ejemplo de una corriente grande de carga es 50 amperios en la batería de tracción de 550 voltios, y una corriente grande de descarga puede ser el mismo valor de corriente que la corriente grande de carga, o puede ser un valor distinto. Normalmente, se espera que los módulos tengan aproximadamente las mismas características. La FIGURA 4 es un trazado de la tensión de la carga con respecto a las características de la corriente de carga y de descarga de una pluralidad de módulos similares de una batería de tracción. Como se ilustra en la FIGURA 4, los módulos representados por las líneas 410a, 410b, 410c y 410d tienen tensiones ligeramente distintas tanto a corriente elevada como a reducida, pero sus impedancias internas estáticas, que son representadas por las pendientes de las líneas, son aproximadamente iguales. Sus posiciones en el trazado de la FIGURA 4 representan sus clasificaciones según su tensión; el módulo representado por la línea 410a tiene la mayor tensión de carga, como se indica pormedio de la intersección de la línea 410a con la máxima (MÁX.) corriente de carga en el punto 412a. De forma similar, el módulo asociado con la línea 410d tiene la menor tensión de carga, como es sugerido por el punto 412d. Una clasificación de los módulos según la corriente de carga simplemente enumera los módulos según el valor desus intersecciones con la MÁX. corriente de carga. De forma similar, las intersecciones de los trazados 410a, 410b,410c y 410d con la línea de MÁX. descarga representan las tensiones de los diversos módulos a la corrienteseleccionada de descarga. Las tensiones están distribuidas, en buena medida, de la misma forma que las MÁX. tensiones de carga. Las tensiones de descarga pueden estar clasificadas de la misma forma. Las diferencias de tensiones entre los módulos ilustradas en la FIGURA 4 son el resultado de diferencias inevitables entre los módulos, y posiblemente a respuestas del envejecimiento. La línea 414 de puntos y rayas de la FIGURA 4 representa un módulo que tiene una impedancia interna mucho mayor que los representados por las líneas 410. Como se ilustra, la línea 414 tiene una tensión elevada aproximadamente tan elevada como la del módulo representado por la línea 410a, y una tensión reducida aproximadamente tan reducida como la del módulo representado por la línea 410d. Se puede considerar que la respuesta representada por la línea 414 representa un módulo que está fallando o que ha fallado. Tal módulo, cuando está conectado en serie con otros módulos, tiende a reducir el ahorro de combustible del vehículo, porque su tensión relativamente elevada tiende a limitar la corriente que puede ser aplicada a través de la batería de tracción cuando está recargándose, y los controles electrónicos que tienden a limitar la corriente de carga para evitar dañar los módulos, al intentar proteger el módulo “malo”, tenderán asimismo a limitar la corriente de carga de la batería de tracción en su conjunto. Por lo tanto, la presencia del módulo “malo” tiende a reducir la cantidad de energía que puede absorber la batería de tracción en un periodo dado de tiempo, lo que significa que la regeneración de energía de una frenada intensa puede ser menos completa de lo que podría serlo en ausencia del módulo “malo”. De forma similar, durante la aceleración, cuando se transfiere energía de la batería de tracción al motor de tracción, la impedancia interna elevada del módulo “malo” crea un componente de contratensión que tiende a desviar parte de la tensión hacia adelante, lo que tiende a limitar la cantidad de energía que puede ser extraída de la batería de tracción en un periodo dado de tiempo. Por lo tanto, la presencia de un módulo “malo” tiende a reducir la cantidad de regeneración, y a reducir la cantidad de energía disponible al motor de tracción, traduciéndose ambas cosas en un ahorro degradado de combustible. Por esta razón, es deseable identificar tales módulos, de forma que puedan ser sustituidos para restablecer de ese modo el ahorro de combustible. La lógica asociada con la FIGURA 3a, además de ayudar a identificar tales módulos “malos”, también redistribuye energía entre los módulos de una forma que tiende a equilibrar sus tensiones, de forma que se maximiza la cantidad de regeneración durante la frenada y durante la carga con la fuente auxiliar (la porción diésel-eléctrica de la FIGURA 1), y de forma que se pueda suministrar la máxima energía al motor de tracción.
La lógica de la FIGURA 3a comienza en un bloque 310 de INICIO durante el funcionamiento del vehículo eléctrico híbrido. La lógica fluye desde el bloque 310 de INICIO hasta un bloque 312 de decisión, que determina si la descarga de la batería de tracción supera el nivel especificado, que en el ejemplo es de 50 amperios, y no se ha creado la lista de descarga. Si la corriente de descarga es elevada y ya se ha creado la lista, la lógica fluye desde la salida de NO del bloque 312 de decisión por medio de un recorrido 312N hasta un bloque 318 de decisión adicional. Si la corriente de descarga es elevada y no se ha creado la lista de descarga, la lógica deja el bloque 312 dedecisión por su salida de SÍ, y procede a un bloque 314. El bloque 314 representa la detección de la corriente o de las tensiones VMOD__DES actuales de los módulos de la batería de tracción, almacenando las tensiones, y ordenando las tensiones así almacenadas para formar una lista de descarga clasificando las tensiones desde una máxima hasta una mínima. Desde el bloque 314, la lógica fluye hasta un bloque 316, que representa una promediación de todas las tensiones de descarga de los módulos de la batería de tracción, para formar una tensión media VMED_DES de descarga para este ciclo de descarga. Esto completa la generación de la lista de descarga. Desde el bloque 316, o directamente desde el bloque 312 por medio del recorrido 312N de lógica, la lógica llega a un bloque 318 de decisión. El bloque 318 de decisión determina si la batería de tracción está cargándose a la corriente grande seleccionada, y si no se ha creado la lista de carga. Si existe una corriente grande de carga, y se ha creado la lista de carga, la lógica fluye desde el bloque 319 de decisión por la salida de NO y un recorrido 318N de lógica hasta un bloque 324 de decisión. Si la corriente de carga es grande y no se ha creado la lista de carga, la lógica deja elbloque 318 de decisión por la salida de SÍ, y llega a un bloque 320. El bloque 320 representa la detección de las tensiones VMOD-CAR de los módulos de la batería de tracción durante la carga, almacenando las tensiones así detectadas, y clasificando las tensiones almacenadas para formar la lista de carga. La lógica fluye desde el bloque 320 hasta el bloque 322, que representa el cálculo de la tensión media VMED_CAR de los módulos de la batería de tracción para este ciclo de carga. Esto completa la generación de la lista de carga y la media de las cargas. Desde el bloque 322, o desde el bloque 318 de decisión por medio del recorrido 318N de lógica, la lógica llega al bloque 324 de decisión. El bloque 324 de decisión simplemente determina si se han creado las listas tanto de cargas como de descargas, y envía adelante la lógica para un procesamiento adicional si se han creado las listas, y devuelve la lógica nuevamente al bloque 310 si no han sido generadas.
Desde el bloque 324 de la FIGURA 3a, la lógica fluye por medio de un nodo A de lógica hasta un bloque 326, que representa la elección o la selección del módulo de mayor tensión de la lista de carga. Esta selección se corresponde con la selección del módulo correspondiente a la línea 414 (el módulo “malo”) o, si no hay módulo malo, con la selección del módulo correspondiente a la línea 410a. Desde el bloque 326, la lógica fluye a una serie de tres bloques 328, 330, y 332 de decisión, que determinan conjuntamente si el módulo de mayor tensión seleccionado por el bloque 326 es un módulo defectuoso o “malo”. El bloque 328 de decisión compara la diferencia entre la tensión de carga del módulo de mayor tensión y la tensión media de carga de los módulos (VMOD_CAR) – (VCAR_MED) con un valor de umbral, que puede ser, por ejemplo, 14 voltios – 13 voltios de media = 1 voltio de umbral. Por lo tanto, con esta selección del valor de umbral, se puede considerar que cualquier módulo de mayor tensión que tenga una diferencia de carga superior a un voltio tiene una característica de un módulo defectuoso. Sin embargo, la decisión en cuanto a si el módulo de mayor tensión seleccionado en el bloque 326 es defectuoso solo se toma si tiene las tres características de un módulo defectuoso. Si la diferencia (VMOD-CAR) – (VCAR_MED) es pequeña y no supera el valor de referencia, se considera que el módulo no es defectuoso, y la lógica deja el bloque 328 de decisión por la salida de NO, y procede directamente a un bloque 336. Si la diferencia (VMOD_CAR) – (VCAR_MED) supera el umbral, cualquieraque sea su valor, la lógica deja el bloque 328 de decisión por la salida de SÍ, y procede a un bloque 330 de decisión adicional. El bloque 330 de decisión compara un umbral con la diferencia entre las tensiones medias VDES_MED de descarga de los módulos y la tensión VMOD_DES de descarga del módulo de mayor tensión seleccionado en el bloque
326. Una tensión de descarga que sea significativamente menor que la media es una característica de un módulo defectuoso. Si la diferencia de descarga (VDES_MED) – (VMOD_DES) es superior que un umbral tal como un voltio, se considera que no es defectuoso el módulo de mayor valor, y la lógica deja el bloque 330 de decisión por la salida de NO, y llega al bloque 336. Por otra parte, si la diferencia de la tensión de descarga del módulo de mayor valor es superior al umbral seleccionado, con independencia de cuál sea su valor, la lógica deja el bloque 330 de decisiónpor la salida de SÍ, y llega al bloque 332 de decisión. El bloque 332 de decisión analiza la posición del módulo particular de tracción en la clasificación de la lista de descarga, y considera al módulo defectuoso si el módulo en cuestión tiene un valor de descarga que se encuentra en una fracción seleccionada de la lista, como, por ejemplo, en el tercio inferior de la lista de descarga. Si la clasificación del módulo que se está analizando se encuentra por encima de la porción fraccionaria seleccionada de la lista de descarga, se considera que el módulo no es defectuoso, y la lógica deja el bloque 332 de decisión por la salida de NO, y llega al bloque 336. Por otra parte, si el módulo en cuestión deja de cumplir los tres criterios, incluyendo el criterio de que la clasificación del módulo en cuestión se encuentra en la porción inferior seleccionada de la lista de descarga, la lógica deja el bloque 332 dedecisión por la salida de SÍ, y llega a un bloque 334, que representa el registro del módulo en una lista de módulos que requieren ser sustituidos. Desde el bloque 334, o desde la salida de NO de uno cualquiera de los bloques 328, 330, o 332 de decisión, la lógica llega al bloque 336.
El bloque 336 de la FIGURA 3b representa la selección del módulo de menor tensión de entre aquellos en la lista de descarga, correspondiente al trazado 410d de la FIGURA 4, o al trazado 414 si el módulo “malo” está presente. Desde el bloque 336 de la FIGURA 3b, la lógica fluye por medio de un nodo B de lógica hasta una serie de tres bloques 338, 340 y 342 de decisión de la FIGURA 3c, que determinan conjuntamente si el módulo de menor tensión seleccionado de entre la lista de descarga es un módulo “malo”. En general, un módulo malo tiene su tensión de carga significativamente por encima de la tensión media de carga, su tensión de descarga significativamente por debajo de la tensión media de descarga, y su tensión de carga en la fracción superior, en este caso escogido como el tercio superior, de la lista de carga. Más en particular, el bloque 338 de decisión compara la diferencia entre la tensión de carga del módulo de menor tensión de entre la lista de descarga y la tensión media de carga de los otros módulos, VMOD_CAR – VCAR_MED, con un valor de umbral. Si la diferencia es menor que un valor de umbral, se considera que el módulo es bueno, y la lógica deja el bloque 338 de decisión por la salida de NO, y procede por un recorrido 338N de lógica hasta el bloque 346 de decisión. Si la diferencia observada por el bloque 338 de decisión supera el umbral, es tomada como un indicio de un módulo malo, y la lógica deja el bloque 338 de decisión por la salida de SÍ, y llega al bloque 340 de decisión. El bloque 340 de decisión toma la diferencia entre la tensión media de descarga de los módulos y la tensión de descarga del módulo de menor tensión seleccionado de entre la lista de descarga, VDES-MED – VMOD_DES, y compara la diferencia con un valor de umbral. Si la diferencia no supera el umbral, se considera bueno el módulo, y la lógica fluye desde la salida de NO del bloque 340 por medio del recorrido 338N hasta el bloque 346 de decisión. Si la diferencia supera el valor de umbral, esto se toma como un indicio de unmódulo malo, y la lógica deja el bloque 340 de decisión por la salida de SÍ, y llega al bloque 342 de decisión. El bloque 342 de decisión compara la tensión más baja seleccionada en la tensión de carga de módulos de la lista de descarga con las tensiones de carga de los otros módulos en la lista de carga, y considera que el módulo tiene un indicio de un módulo malo si se encuentra en una porción superior, tomada en este ejemplo como estar en el tercio superior, de la lista de carga. Si el módulo seleccionado no se encuentra en el tercio superior de la lista de carga, se considera que el módulo es bueno, y la lógica deja el bloque 342 de decisión por la salida de NO, y procede al bloque 346 de decisión. Por otra parte, si el módulo seleccionado se encuentra en el tercio superior de la lista de carga, se considera que es un indicio de un módulo malo, y la lógica deja el bloque 342 de decisión por la salida deSÍ, indicando la concatenación de tres indicios de un módulo malo. Desde la salida de SÍ del bloque 342 de decisión, la lógica fluye hasta un bloque 344, que representa la enumeración del módulo seleccionado en el registro de módulos fallidos que necesitan ser sustituidos. En general, se han identificado de momento los módulos malos.
En general, la lógica de las FIGURAS 3c y 3d carga el módulo de menor tensión con el módulo de mayor tensión. Los bloques 346, 348, 350 y 352 de la FIGURA 3c se ocupan de la situación en la que el módulo particular es tanto el más alto en la lista de carga como el más bajo en la lista de descarga (y, por lo tanto, es probable que sea defectuoso), de forma que no se puede cargar el módulo de menor tensión con energía extraída en último término del módulo de mayor tensión (la carga real del módulo más bajo es con energía procedente de la batería auxiliar), dado que son el mismo módulo. Más en particular, el bloque 346 de decisión de la FIGURA 3c compara la identidad del módulo de mayor tensión con la del módulo de menor tensión; si no son idénticas, la lógica deja el bloque 345 de decisión por la salida de NO, y procede por medio de un nodo C de lógica al bloque 354 de la FIGURA 3d. Por otra parte, si el bloque 346 de decisión descubre que el módulo de tensión elevada es también el módulo de tensión reducida, se considera que esto es un indicio de un módulo malo, y la lógica deja el bloque 346 de decisión por lasalida de SÍ. Desde la salida de SÍ del bloque 346 de decisión, la lógica fluye hasta un bloque 348 de decisión. El bloque 348 de decisión intenta encontrar algún sentido en la situación en la que el mismo módulo es tanto el módulo alto como el bajo. Es posible que el módulo sea malo, pero en el momento presente se encuentra en la batería de tracción, y se debería optimizar la condición de la batería de tracción en su condición actual, con el módulo putativamente malo. Con referencia a la FIGURA 4, el trazado 414 representa las características de un módulo que es tanto el módulo alto como el bajo; sin embargo, se debe hacer notar que la diferencia, representada por el corchete 416a, entre su valor alto 414a y el valor alto medio 418a de los otros módulos, es mayor que la diferencia, representada por el corchete 416b, entre la tensión reducida 418b de todos los módulos. En general, un corchete o el otro será mayor, o en otras palabras, o bien será mayor la diferencia alta o lo será la diferencia baja. Tiene sentido intentar equilibrar las diferencias representadas por los corchetes para maximizar la capacidad de la batería de tracción. Para este fin, el bloque 348 de decisión toma la diferencia entre la tensión de carga del módulo seleccionado y la tensión media (VMOD CAR – VDES MED) de carga, y la compara con la diferencia entre la tensión de descarga del módulo seleccionado y la tensión media (VDES_MED – VMOD_DES) de descarga. Si la diferencia “superior” representada por el corchete 416a es mayor que la diferencia “inferior” representada por el corchete 416b, la lógicadeja el bloque 348 de decisión por la salida de SÍ, y llega al bloque 352, que representa el establecimiento de una bandera que identifica el módulo que ha de ser descargado. Por otra parte, si la diferencia más baja representada por el corchete 416b es mayor, la lógica deja el bloque 348 de decisión por la salida de NO, y fluye hasta un bloque
350. El bloque 350 pone la bandera para la carga. La lógica fluye hasta el bloque 354 de la FIGURA 3d desde ya sea el bloque 350 o el 352.
Una consideración adicional que no se ilustra explícitamente es que, cuando la lógica deja la salida de SÍ del bloque 346 de decisión, decidiendo de ese modo que el mismo bloque es el más alto y el más bajo, y se toma una decisión entonces de que este módulo defectuoso particular debe ser cargado o descargado, es necesario entonces determinar el siguiente más alto o el siguiente más bajo de los módulos, respectivamente, que debe ser la fuente de la energía para la carga o el disipador para la descarga, respectivamente. Como se ha mencionado, toda la carga y la descarga de los módulos de la batería de tracción se lleva a cabo utilizando la batería auxiliar (o alguna otra batería) como un elemento intermedio.
En general, la lógica de la FIGURA 3d evalúa las diferencias de tensión como se ha determinado o establecido de momento, para ver si son significativas, y son realmente necesarias las siguientes etapas de carga y de descarga para el equilibrio de la tensión de los módulos. En otras palabras, aunque realmente existen las diferencias encontradas durante las etapas precedentes de la lógica, pueden ser tan pequeñas que no merezcan ninguna acción, y la lógica de la FIGURA 3d toma esta determinación. Más en particular, el bloque 354 de decisión de la FIGURA 3d compara la diferencia VDES_MED – VMOD_DES de tensión más reducida representada por el corchete 416b de la FIGURA 4 con un valor de umbral, y la lógica deja el bloque 354 de decisión por la salida de NO si la diferencia 416b de tensión más reducida es menor que el umbral. Esto sugiere que no se debería tomar ninguna acción, y la lógica fluye desde la salida de NO del bloque 354 por medio de un recorrido 354N de lógica hasta un bloque 360 de decisión adicional. Por otra parte, si la diferencia 416 de tensión más reducida supera el valor de umbral, esto es una indicación de que puede ser necesaria una acción, y la lógica fluye a un bloque 356 de decisión adicional. El bloque 356 de decisión analiza el estado de la bandera de descarga, que puede haber sido puesta en el bloque 352, y que cuando está puesta indica que solo se desea una descarga del módulo. Si está puesta la bandera de descarga, la lógica deja el bloque 356 de decisión por la salida de NO y procede al bloque 360 de decisión. Por otra parte, si no se ha puesto la bandera de descarga, indicando de ese modo que se puede cargar el módulo, la lógica deja elbloque 356 de decisión por la salida de SÍ, y procede al bloque 358. El bloque 358 representa la carga del módulo de menor tensión con la batería auxiliar. Desde el bloque 358, la lógica fluye al bloque 360 de decisión.
El bloque 360 de decisión de la FIGURA 3d compara la diferencia alta representada por el corchete 416a de la FIGURA 4 con un valor de umbral. Si la diferencia entre tensiones es menor que el umbral, puede no ser necesaria ninguna acción, y la lógica deja el bloque 360 de decisión por la salida de NO, y procede por medio de un nodo D de lógica hasta un bloque 374 de decisión de la FIGURA 3e. Por otra parte, si la tensión de diferencia alta representada por el corchete 416a supera el valor de umbral, la lógica deja el bloque 360 de decisión por la salida de SÍ, y procede a un bloque 362 de decisión. El bloque 362 de decisión analiza el estado de la bandera de carga que puede habersido puesta en el bloque 350 de la FIGURA 3c, y encamina la lógica por medio de su salida de SÍ y del nodo D al bloque 374 de decisión de la FIGURA 3e si está puesta la bandera. Si no está puesta la bandera, se puede descargar el módulo, y la lógica fluye por medio de la salida de NO del bloque 362 de decisión al bloque 364, que representa la carga de la batería auxiliar con el módulo en cuestión. La lógica fluye al bloque 374 de la FIGURA 3e desde uno cualquiera de los bloques 360, 362 o 364.
La lógica de la FIGURA 3e ordena en realidad el equilibrio de las tensiones que ha sido analizado por la lógica de las FIGURAS 3a, 3b, 3c, y 3d. Más en particular, el bloque 374 de decisión de la FIGURA 3e determina si hacomenzado el equilibrio, y si ha comenzado, encamina a la lógica por medio de su salida de SÍ y de un recorrido 374Y de lógica hasta un bloque 376, que representa el inicio del procedimiento de equilibrio final, descrito en conjunto con la FIGURA 5. Por otra parte, si la lógica precedente no ha requerido un equilibrio, se reinicia la evaluación llevada a cabo por las FIGURAS 3a, 3b, 3c, y 3d, al regresar al bloque 310 de INICIO de la FIGURA 3a. Finalmente, la lógica de las FIGURAS 3a, 3b, 3c y 3d puede determinar que se requiere un equilibrio, y llevará a cabo el equilibrio. Cuando la lógica regresa a la FIGURA 3e después de que haya comenzado el equilibrio, la lógica de la FIGURA 3e comenzará el procedimiento de equilibrio final.
La lógica de la FIGURA 5 lleva a cabo el último procedimiento del mantenimiento de los módulos de la batería de tracción, concretamente el equilibrio de las tensiones de los módulos. La lógica llega desde el bloque 376 de la FIGURA 3e, y llega a un bloque 510 de INICIO. Desde el bloque 510 de INICIO de la FIGURA 5, la lógica procede a un bloque 512 de decisión. El bloque 512 de decisión determina si tanto el módulo de menor tensión que está siendo cargado en ese momento y la corriente de descarga procedente de la batería de tracción superan el valor especificado, que en el ejemplo específico es de 50 amperios. Es útil hacer notar que se está haciendo la suposición de que el aparato de carga de los módulos es capaz de cargar el módulo a una corriente mucho menor que la corriente máxima de carga y de descarga de la batería de tracción; en otras palabras, si la batería de tracción está descargándose a 50 amperios y el cargador de los módulos es capaz de un máximo de 10 amperios, por ejemplo, el módulo que está siendo “cargado” en ese cargador está suministrando sus 10 amperios, pero el módulo tiene una descarga neta de 40 amperios debido a la descarga de 50 amperios de la batería de tracción. Si no está siendo cargado el módulo de menor tensión o si la descarga de la batería de tracción no supera la cantidad establecida (50 amperios en el ejemplo), la lógica deja el bloque 512 de decisión por la salida de NO, y procede por medio del recorrido 512N de lógica hasta un bloque 518 de decisión. Si la corriente de descarga de la batería de tracción supera 50 amperios y el módulo de menor tensión está siendo cargado (recordando que esto es en realidad unadescarga neta), la lógica deja el bloque 512 de decisión por la salida de SÍ, y llega a un bloque 514. El bloque 514 representa la determinación de la tensión media VDES_MED de descarga de los módulos de la batería de tracción para este ciclo. Desde el bloque 514, la lógica fluye hasta un bloque 516 de decisión, que determina la diferencia (VDES_MED) – (VMOD_DES) entre la tensión media VDES_MED de descarga del módulo que está siendo cargado, y compara la diferencia con un umbral. Esto proporciona una medida que permite que continúe el procedimiento de carga para el equilibrio de las tensiones de los módulos hasta que las mediciones realizadas bajo condiciones muy cercanas a las condiciones operativas reales indiquen una igualdad de tensiones. Con respecto a las mediciones de las tensiones, se debe hacer notar que las mediciones de las tensiones están compensadas normalmente tanto para variaciones de la temperatura como para la corriente de carga o de descarga, y en esta medición se supone que puede aplicarse una impedancia interna media a todos los módulos. Si la tensión del módulo que está cargándose en la actualidad se encuentra dentro del umbral de la tensión media de descarga de los módulos, se considera que ha terminado el procedimiento de equilibrio de las tensiones, y la lógica deja el bloque 516 de decisión por la salidade SÍ, y procede al bloque 524, que representa la detención del subprocedimiento de carga o de descarga, o detiene ambos subprocedimientos si ambos están en marcha, y el bloque 526 termina la lógica. La decisión de detener la descarga del módulo alto en el módulo bajo cuando uno de los módulos alto y bajo ha alcanzado la tolerancia especificada del valor medio, como el bloque 524, no significa que se ignore aquel de los módulos que no se encuentra en ese momento dentro de la tolerancia. En cambio, la decisión de detenerse cuando uno de los dos que están siendo procesados se encuentra dentro de la tolerancia permite que la lógica reinicie en el bloque 310 de la FIGURA 3a, para tomar una nueva decisión en cuanto a qué módulos son ahora el más alto y el más bajo, y para continuar la corrección.
Si la carga del módulo de menor tensión no lleva al módulo dentro del valor de umbral de la tensión media de descarga de los módulos, la lógica deja el bloque 516 de decisión de la FIGURA 5 por la salida de NO, y fluye a un bloque 518 de decisión. El bloque 518 de decisión representa una determinación de si el módulo de mayor tensión de entre la lista de carga está siendo descargado al mismo tiempo con una corriente de carga en la batería de tracción superior a los 50 amperios del ejemplo. Si no lo está, la lógica deja el bloque 518 de decisión por la salida de NO, y fluye por el recorrido 518 de lógica de nuevo al bloque 510 de INICIO. Por otra parte, si las dos condicionesocurren a la vez, la lógica deja el bloque 518 de decisión por la salida de SÍ, y fluye a un bloque 520. El bloque 520 representa el cálculo de la tensión media VCAR_MED de los módulos de la batería de tracción para este ciclo de carga. Desde el bloque 520, la lógica fluye hasta un bloque 522 de decisión, que compara la diferencia entre la tensión de carga del módulo de mayor tensión de entre la lista de carga (recordando que tiene una carga neta, dado que la corriente de descarga solo son los 10 amperios del ejemplo, mientras que la batería de tracción está cargándose a 50 amperios) y la tensión media de carga de los otros módulos VMOD_CAR con un umbral. Si la diferencia es menor que el umbral, se considera que ha terminado el procedimiento de equilibrio de las tensiones de los módulos, y lalógica fluye desde la salida de SÍ del bloque 522 de decisión al bloque 524. Por otra parte, si la diferencia es menor que el umbral, la lógica deja el bloque 522 de decisión por la salida de NO, y fluye por un recorrido 522N al bloque 510 de INICIO.
La FIGURA 6 es un diagrama de bloques simplificado que ilustra una batería de tracción que incluye múltiples módulos, y cómo pueden estar interconectados los pares de módulos por medio de convertidores aislados magnéticamente de cc a cc para llevar a cabo la carga del módulo de tensión reducida de forma simultánea con la descarga del módulo de tensión elevada. En la FIGURA 6, los procedimientos descritos anteriormente ya han determinado que el módulo 22(n-2) es el módulo de mayor tensión, y que el módulo 22c es el módulo de menor tensión. El bloque 16 de control de la FIGURA 6 ha configurado sus interruptores (no ilustrados por separado) de una forma que interconecta un primer convertidor 16c1 de cc a cc con el módulo bajo 22c, y un segundo convertidor 16c2 de cc a cc con el módulo alto 22 (n-1). Ambos convertidores también están acoplados entre los extremos de la batería auxiliar 36. Los convertidores tienen sus terminales de entrada y de salida aislados eléctricamente entre sí, de una forma conocida, como mediante un acoplamiento electromagnético, sugerido por el símbolo de transformador dentro de cada uno de los convertidores 16c1 y 16c2. Con las conexiones ilustradas de los convertidores, se puede acoplar la energía desde el módulo alto 22(n-1) por medio del convertidor 16c2, y aplicarla a una carga que consiste en la batería auxiliar 36 en paralelo con los terminales del convertidor 16c1. El convertidor 16c1 carga el módulo bajo 22c con una corriente, que puede ser o no igual a la corriente producida por la descarga del módulo alto 22(n-1). La diferencia entre las corrientes que salen simultáneamente del convertidor 16c2 y que entran en el convertidor 16c1 tendrá como resultado la carga o la descarga de la batería auxiliar 36.
Serán evidentes otras realizaciones de la invención para los expertos en la técnica. Por ejemplo, aunque se ha mostrado la batería de tracción como que produce tensión “positiva”, podría igualmente estar conectada al revés, con un control apropiado, con lo cual las tomas 20a, 20b, 20c, …, 20n estarían en los terminales negativos de los módulos. Aunque se ilustra que los módulos 22a, 22b, …, 22n de la FIGURA 1 contienen dos baterías de doce voltios conectadas en serie, se pueden utilizar módulos con otros números de baterías, y módulos con una única batería de doce voltios pueden simplificar el controlador. Aunque se ha descrito, en conjunto con la FIGURA 1, el uso de una batería auxiliar 36 para que la parte electrónica siga activa y para un arranque del motor la batería auxiliar, puede ser la batería normal de encendido del vehículo, que es utilizada para las luces, la radio, y similares, pero no para la tracción. Aunque se puede utilizar la batería auxiliar en el vehículo para fines distintos que proporcionar un medio para redistribuir energía entre los módulos, como se ha descrito, la batería puede ser totalmente independiente de las funciones del vehículo además de proporcionar tal recorrido para la energía, si se desea. La carga de los módulos puede llevarse a cabo a una corriente constante, por medio de una rampa de corriente, o por medio de una corriente escalonada, estando controladas las etapas por el estado de la carga del módulo. Aunque se ha descrito la determinación de los estados de carga completa y de parcialmente cargado como que se lleva a cabo mediante la monitorización de la tensión, los expertos en las técnicas de las baterías conocen que se pueden utilizar otros criterios para determinar el estado de la carga, incluyendo tales criterios la tensión, la impedancia interna, o la temperatura de los módulos; se puede tomar la determinación utilizando una cualquiera o cualquier combinación de estas. Los valores de umbral están indicados en los dibujos como “a determinar” (AD), porque dependen de diversas consideraciones que son específicas a los módulos de la batería de tracción. Aunque se ha descrito un único motor de tracción, la invención no depende del número de motores de tracción, número que puede ser dos (uno para cada una de las dos ruedas motrices), o cuatro (uno para cada rueda) o cualquier otro número.
Por lo tanto, el uso de un procedimiento según la invención tiene como resultado un vehículo que puede mantener de forma autónoma sus baterías para una capacidad óptima de la carga, sin la necesidad de conectarse a una fuente de energía exterior al vehículo (por ejemplo, una toma de corriente de una pared) durante el procedimiento de mantenimiento, o más específicamente durante el procedimiento de equilibrio de las tensiones de los módulos. Un procedimiento según la invención tiende a equilibrar las tensiones de los módulos conectados en serie (22a, 22b, …, 22n) de una batería (18) de tracción de un vehículo eléctrico híbrido (10). El procedimiento se lleva a cabo por medio de un procesador programado (16), e incluye la etapa (314, 320), mientras que el vehículo se encuentra en funcionamiento (todas las FIGURAS 3a, 3b, 3c, 3d y 3e suponen el funcionamiento durante las mediciones de las tensiones), de detectar las tensiones de cada uno de los módulos (22a, 22b, …, 22n) bajo condiciones que se aproximan a una condición seleccionada de carga, tal como una corriente intensa (312) de carga y/o una corriente (318) de gran amperaje de carga, para producir, de ese modo, tensiones detectadas de los módulos. Se almacenan las tensiones detectadas (314, 320) de los módulos, al menos temporalmente, para producir, de ese modo, tensiones detectadas almacenadas de los módulos. Al menos algunas de las tensiones son ordenadas (314, 320) en al menos una clasificación ordenada. En un procedimiento preferente, hay dos clasificaciones ordenadas (lista de descarga, bloque 314, y lista de carga, bloque 320). Se selecciona (326) al menos uno de los módulos, que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de la clasificación, de entre la clasificación ordenada, para identificar de ese modo un módulo alto. Preferentemente, el módulo seleccionado tiene la mayor tensión detectada. Se selecciona (336) otro de los módulos, que tiene una tensión detectada almacenada cerca del mínimo de la clasificación, de entre el al menos una clasificación ordenada, para identificar de ese modo un módulo bajo. Se descarga parcialmente (364) el módulo alto, y se utiliza la energía hecha disponible por la descarga parcial para cargar el módulo bajo (358). En una realización particular del procedimiento, la etapa de descargar el módulo alto se lleva a cabo hasta que la tensión de uno de entre el módulo alto y el módulo bajo alcanza una tensión seleccionada (516, 522). En otra realización del procedimiento, la tensión seleccionada es una media que incluye las tensiones de al menos algunos de aquellos módulos de la batería de tracción que no son el módulo alto ni el módulo bajo. Más en particular, en una realización del procedimiento, la media es una media que incluye las tensiones de todos los módulos de la batería de tracción, incluyendo los módulos alto y bajo (316, 322). La etapa de descargar parcialmente el módulo alto, y de acoplar la energía hecha disponible por la descarga para cargar el módulo bajo, se lleva a cabo, preferentemente, al descargar al menos parcialmente el módulo alto en una batería auxiliar (36), y al descargar al menos parcialmente la batería auxiliar en el módulo bajo.
La etapa del procedimiento que supone ordenar las tensiones del módulo en una clasificación ordenada incluye ordenar al menos algunas de las tensiones obtenidas cuando la batería de tracción se encuentra en un estado de carga significativa en una primera clasificación ordenada (320), y ordenar al menos otras de las tensiones obtenidas cuando la batería de tracción se encuentra en un estado de descarga significativa en una segunda clasificación (314). Se selecciona (326) aquel de los módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de la primera clasificación ordenada de entre la primera clasificación ordenada. Se selecciona (336) aquel de los módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del mínimo de la segunda clasificación ordenada de entre la segunda clasificación ordenada para identificar de ese modo un módulo bajo.
Claims (7)
- REIVINDICACIONES1. Un procedimiento para tender a equilibrar las tensiones de los módulos de una batería de tracción de un vehículo eléctrico híbrido, batería de tracción que está compuesta de una pluralidad de módulos conectados en serie, siendo llevado a cabo dicho procedimiento por un procesador programado, y que comprende la etapa de:mientras dicho vehículo se encuentra en funcionamiento, detectar las tensiones de cada uno de dichos módulos bajo condiciones que se aproximan a la condición seleccionada de carga, para producir de ese modo tensiones detectadas de los módulos;caracterizado por las etapas adicionales dealmacenar, al menos temporalmente, una representación de dichas tensiones detectadas de los módulos para producir, de ese modo, tensiones detectadas almacenadas de los módulos;ordenar al menos algunas de dichas tensiones en al menos una clasificación ordenada;seleccionar de entre dicha al menos una clasificación ordenada uno de dichos módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de dicha clasificación, para identificar de ese modo un módulo alto;seleccionar de entre dicha al menos una clasificación ordenada otro de dichos módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del mínimo de dicha clasificación, para identificar de ese modo un módulo bajo; ydescargar parcialmente dicho módulo alto, y acoplar la energía hecha disponible por dicha descarga parcial para cargar dicho módulo bajo.
-
- 2.
- Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de descargar dicho módulo alto se lleva a cabo hasta que la tensión de uno de entre dicho módulo alto y dicho módulo bajo alcanza una tensión seleccionada.
-
- 3.
- Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicha tensión seleccionada es una media que incluye las tensiones de al menos algunos de aquellos módulos de dicha batería de tracción que no son dicho módulo alto ni dicho módulo bajo.
-
- 4.
- Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de descargar parcialmente dicho módulo alto, y de acoplar la energía hecha disponible por dicha descarga para cargar dicho módulo bajo, incluye la etapa de descargar al menos parcialmente dicho módulo alto en una batería auxiliar, y descargar al menos parcialmente dicha batería auxiliar en dicho módulo bajo.
-
- 5.
- Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que:
dicha etapa de ordenar al menos algunas dedichas tensiones en al menos una clasificación ordenada incluye ordenar en una primera clasificación ordenada dichas al menos algunas de dichas tensiones obtenidas cuando dicha batería de tracción se encuentra en un estado de carga significativa, y ordenar en una segunda clasificación al menos otras de dichas tensiones obtenidas cuando dicha batería de tracción se encuentra en un estado de descarga significativa; yseleccionar de entre dicha primera clasificación ordenada dicho uno de dichos módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de dicha primera clasificación ordenada, para identificar de ese modo dicho módulo alto;seleccionar de entre dicha segunda clasificación ordenada dicho otro de dichos módulos que tiene una tensión detectada almacenada cerca del máximo de dicha segunda clasificación ordenada, para identificar de ese modo dicho módulo bajo. - 6. Un procedimiento para tender a equilibrar las tensiones de módulos conectados en serie de una batería de tracción de un vehículo propulsado, al menos en parte, por un motor eléctrico, estando caracterizado dicho procedimiento por las etapas de:determinar, de entre dichos módulos de dicha batería de tracción, cuál de dichos módulos tiene la menor tensión bajo una condición de cierta carga;determinar, de entre dichos módulos de dicha batería de tracción, cuál de dichos módulos tiene la mayor tensión bajo dicha condición de carga;descargar parcialmente dicho módulo que tiene la mayor tensión, y utilizar al menos parte de la5 energía derivada de dicha descarga parcial de dicho módulo que tiene la mayor tensión para cargar una batería auxiliar portada por dicho vehículo, que no es parte de dicha batería de tracción;descargar parcialmente dicha batería auxiliar; y utilizar al menos parte de la energía derivada de dicha etapa de descargar parcialmente dicha batería auxiliar para cargar dicho módulo que tiene dicha tensión más reducida.10 7. Un procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicha etapa de descargar parcialmente dicha batería auxiliar precede dicha etapa de descargar parcialmente dicho módulo que tiene la tensión más elevada.
- 8. Un procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicha etapa de descargar parcialmente dicho módulo que tiene la mayor tensión es simultánea con dicha etapa de utilizar al menos parte de la energía derivada de dicha descarga parcial de dicha batería auxiliar para cargar dicho módulo que tiene dicha tensión más15 reducida.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/961,571 US5869950A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Method for equalizing the voltage of traction battery modules of a hybrid electric vehicle |
US961571 | 1997-10-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2357935T3 true ES2357935T3 (es) | 2011-05-04 |
Family
ID=25504652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES98120417T Expired - Lifetime ES2357935T3 (es) | 1997-10-30 | 1998-10-28 | Procedimiento para equilibrar la tensión de módulos de baterías de tracción de un vehículo eléctrico híbrido. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5869950A (es) |
EP (2) | EP1970244A2 (es) |
JP (1) | JP4185606B2 (es) |
KR (1) | KR100507909B1 (es) |
CA (1) | CA2252164C (es) |
DE (1) | DE69842127D1 (es) |
ES (1) | ES2357935T3 (es) |
MX (1) | MXPA98009104A (es) |
NO (1) | NO985042L (es) |
Families Citing this family (98)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999010961A1 (de) * | 1997-08-26 | 1999-03-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum laden von akkumulatoren, insbesondere in schnurlosen kommunikationseinrichtungen |
US6259229B1 (en) | 1998-04-30 | 2001-07-10 | Daimlerchrysler Corporation | Circulating current battery heater |
US6554088B2 (en) * | 1998-09-14 | 2003-04-29 | Paice Corporation | Hybrid vehicles |
JP2000293795A (ja) | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 共用車両の入出庫管理装置 |
JP2000320210A (ja) | 1999-05-07 | 2000-11-21 | Honda Motor Co Ltd | 車両及び車両の返却回収制御装置 |
JP3323832B2 (ja) * | 1999-06-08 | 2002-09-09 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 複数の電池の充放電を制御する方法 |
DE60037740T2 (de) | 1999-06-25 | 2009-01-15 | Kobelco Construction Machinery Co., Ltd., Hiroshima | Hybridbaumaschine und steuervorrichtung für diese baumaschine |
JP2001011888A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-16 | Kobe Steel Ltd | ショベル |
US6850898B1 (en) | 1999-07-07 | 2005-02-01 | The Regents Of The University Of California | Vehicle sharing system and method for allocating vehicles based on state of charge |
US6975997B1 (en) | 1999-07-07 | 2005-12-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for efficient vehicle allocation in vehicle sharing system |
US7181409B1 (en) * | 1999-07-07 | 2007-02-20 | The Regents Of The University Of California | Shared vehicle system and method involving reserving vehicles with highest states of charge |
US6850153B1 (en) | 1999-07-07 | 2005-02-01 | The Regents Of The University Of California | Vehicle sharing system and method for controlling or securing vehicle access and/or enablement |
US6947881B1 (en) | 1999-07-07 | 2005-09-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Shared vehicle system and method with vehicle relocation |
US6941197B1 (en) | 1999-07-07 | 2005-09-06 | The Regents Of The University Of California | Vehicle sharing system and method with vehicle parameter tracking |
US6055466A (en) * | 1999-08-05 | 2000-04-25 | Lockheed Martin Corp. | Vehicle responsiveness in an electric vehicle |
US6478100B1 (en) | 1999-08-05 | 2002-11-12 | Bae Systems Controls, Inc. | Supercharged hybrid electric vehicle |
US6362535B1 (en) | 1999-08-11 | 2002-03-26 | Bae Systems | Method and apparatus for after-treatment of hev exhaust |
US6150795A (en) * | 1999-11-05 | 2000-11-21 | Power Designers, Llc | Modular battery charge equalizers and method of control |
US6275004B1 (en) * | 2000-09-11 | 2001-08-14 | General Motors Corporation | System for battery module balancing via variable voltage DC-DC converter in a hybrid-electric powertrain |
US6455947B1 (en) | 2001-02-14 | 2002-09-24 | Bae Systems Controls, Inc. | Power combining apparatus for hybrid electric vehicle |
JP4633960B2 (ja) * | 2001-05-10 | 2011-02-16 | 日清紡ホールディングス株式会社 | 自動車用蓄電システム |
US6583602B2 (en) * | 2001-05-11 | 2003-06-24 | Denso Corporation | Vehicular power supply apparatus and method of controlling the same |
US6555991B1 (en) | 2002-02-05 | 2003-04-29 | Andrew Michael Zettel | Battery operating condition dependent method and apparatus for controlling energy transfer between an energy bus and a system of batteries |
US6909200B2 (en) * | 2002-02-28 | 2005-06-21 | Azure Dynamics Inc. | Methods of supplying energy to an energy bus in a hybrid electric vehicle, and apparatuses, media and signals for the same |
JP4133019B2 (ja) * | 2002-06-21 | 2008-08-13 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 車両の蓄電制御装置 |
US7245033B2 (en) * | 2002-11-21 | 2007-07-17 | Energy & Engine Technology Corporation | Auxiliary heating and air conditioning unit for a diesel powered transport vehicle |
WO2004071800A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Wavecrest Laboratories Llc | Adaptive electric vehicle |
ATE451396T1 (de) | 2003-04-09 | 2009-12-15 | Kuraray Co | (meth)acrylharzemulsion und herstellungsverfahren dafür |
US7036028B2 (en) | 2003-05-13 | 2006-04-25 | Bae Systems Controls, Inc. | Power management system including a variable voltage link |
US6985799B2 (en) | 2003-05-13 | 2006-01-10 | Bae Systems Controls, Inc. | Energy storage modules and management system |
US7078877B2 (en) * | 2003-08-18 | 2006-07-18 | General Electric Company | Vehicle energy storage system control methods and method for determining battery cycle life projection for heavy duty hybrid vehicle applications |
US7199551B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-04-03 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controllably transferring energy from a high voltage bus to a low voltage bus in a hybrid electric vehicle |
KR20060111499A (ko) * | 2003-10-08 | 2006-10-27 | 에너지 앤드 엔진 테크놀러지 코포레이션 | 배터리 전력을 관리하기 위한 방법 및 시스템 |
DE102004050912B4 (de) * | 2004-04-05 | 2009-09-10 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Dynamikbereichs und der Meßgenauigkeit einer Meßeinrichtung zur Spektrum- und/oder Netzwerkanalyse |
JP4186916B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2008-11-26 | 株式会社デンソー | 組電池管理装置 |
JP2006166615A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電デバイスの電圧均等化制御システム |
JP2006246646A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Yazaki Corp | 均等化方法及びその装置 |
US20070080664A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-04-12 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for rebalancing a battery during vehicle operation |
JP2007043788A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Yazaki Corp | 組電池の充電状態調整方法及びその装置 |
US7573241B2 (en) * | 2005-08-02 | 2009-08-11 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle having a battery with multiple cells and method for operating such a battery |
JP2007064209A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-03-15 | Fujitsu Ten Ltd | エンジン制御装置、制御方法、及び制御システム |
JP4370297B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2009-11-25 | 矢崎総業株式会社 | バッテリの管理装置 |
JP4461114B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2010-05-12 | 株式会社東芝 | 組電池システム、組電池の充電方法及び充電式掃除機 |
US7797089B2 (en) * | 2006-03-30 | 2010-09-14 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for managing a power source in a vehicle |
JP4501893B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2010-07-14 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システムおよび車両 |
FR2915328A1 (fr) * | 2007-04-18 | 2008-10-24 | Valeo Equip Electr Moteur | Dispositif de stockage d'energie, notamment pour vehicule automobile. |
US8288991B2 (en) * | 2007-04-18 | 2012-10-16 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Energy storage device with assembly of energy storage cells and balancing circuit |
FR2927200B1 (fr) * | 2008-02-06 | 2013-03-29 | Valeo Equip Electr Moteur | Dispositif de stockage d'energie, notamment pour vehicule automobile |
US8403086B1 (en) * | 2007-10-05 | 2013-03-26 | Leonard Michael Free | System, method and apparatus for supplying supplemental power to an electric vehicle |
KR101220339B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2013-01-09 | 한국과학기술원 | 직렬연결 배터리 스트링을 위한 자동 전하 균일 방법 및장치 |
KR101107999B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2012-01-25 | 한국과학기술원 | 전압 센서와 전하 균일 장치가 결합된 배터리 운용 시스템 |
KR101164629B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2012-07-11 | 한국과학기술원 | 직렬 연결 배터리 스트링을 위한 2단 전하 균일 방법 및장치 |
US8200383B2 (en) * | 2007-11-04 | 2012-06-12 | GM Global Technology Operations LLC | Method for controlling a powertrain system based upon torque machine temperature |
US8063609B2 (en) * | 2008-07-24 | 2011-11-22 | General Electric Company | Method and system for extending life of a vehicle energy storage device |
US8294421B2 (en) | 2008-09-05 | 2012-10-23 | O2Micro Inc | Cell balancing systems employing transformers |
US8044637B2 (en) * | 2008-09-29 | 2011-10-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Battery charging method |
US8339108B2 (en) * | 2008-10-09 | 2012-12-25 | 02Micro Inc | Charging systems that control power dissipation in a charging path |
US8896146B2 (en) * | 2009-03-09 | 2014-11-25 | Ford Global Technologies, Llc | Automotive power system |
EP2439550B1 (en) * | 2009-06-03 | 2017-08-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Battery state of charge calculation device |
KR101100956B1 (ko) * | 2009-09-28 | 2011-12-29 | 주식회사 케피코 | 포인터를 이용한 셀 전압값 정렬 장치 및 그 방법 |
US8800701B1 (en) | 2009-11-02 | 2014-08-12 | L.R.S. Innovations, Inc. | Electric vehicle with onboard electricity production |
EP2547545B1 (en) * | 2010-01-21 | 2018-12-05 | Epower Engine Systems LLC | Hydrocarbon fueled-electric series hybrid propulsion systems |
DE102010009260A1 (de) | 2010-02-25 | 2011-08-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 | Einrichtung zur Versorgung eines Bordnetzes |
DE102010025198A1 (de) * | 2010-06-26 | 2011-12-29 | Volkswagen Ag | Kraftfahrzeug-Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes |
US8436582B2 (en) * | 2010-07-09 | 2013-05-07 | Freescale Semiconductor, Inc. | Battery cell equalizer system |
US8692507B2 (en) * | 2010-07-28 | 2014-04-08 | Jack Yajie Chen | Multiple stage heterogeneous high power battery system for hybrid and electric vehicle |
US8030894B2 (en) * | 2010-08-03 | 2011-10-04 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for rebalancing a vehicle battery |
DE102010037094A1 (de) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | Hochschule Regensburg | Ladungsausgleichsschaltung und Verfahren zur vorausschauenden Steuerung des Ladungsausgleichs |
MX2013007362A (es) | 2010-12-22 | 2013-12-16 | Ge Energy Power Conversion Technology Ltd | Circuito compensador de capacitor y metodo de control para un dispositivo electronico tal como un inversor de potencia de niveles multiples. |
KR101229441B1 (ko) * | 2011-03-18 | 2013-02-06 | 주식회사 만도 | 배터리 충전 장치 |
WO2012178212A2 (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | L.R.S. Innovations, Inc. | Power conditioning system |
US8947048B2 (en) | 2011-07-29 | 2015-02-03 | Infineon Technologies Ag | Power supply system with charge balancing |
JP2013051856A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sony Corp | 蓄電装置、電子機器、電動車両および電力システム |
EP2587614A2 (en) | 2011-08-31 | 2013-05-01 | Sony Corporation | Electric storage apparatus, electronic device, electric vehicle, and electric power system |
WO2013031394A1 (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | 日本電気株式会社 | 電池制御システム、電池制御装置、電池制御方法、および記録媒体 |
CN103515993A (zh) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 凹凸电子(武汉)有限公司 | 均衡充电检测器、方法及电池管理系统 |
US9343911B2 (en) * | 2012-11-30 | 2016-05-17 | Tesla Motors, Inc. | Response to detection of an overcharge event in a series connected battery element |
US9153990B2 (en) * | 2012-11-30 | 2015-10-06 | Tesla Motors, Inc. | Steady state detection of an exceptional charge event in a series connected battery element |
AU2014240458A1 (en) * | 2013-03-14 | 2015-10-15 | Ramon Anthony Caamano | Electrical energy storage and power management systems |
JP6018980B2 (ja) * | 2013-07-05 | 2016-11-02 | 株式会社日立製作所 | 自立電源システム |
US9559473B2 (en) | 2014-04-15 | 2017-01-31 | Connect-Ease L. L. C. | Multi-battery and multi-device connection system |
US9866047B2 (en) | 2014-04-15 | 2018-01-09 | Connect-Ease L.L.C. | Multi-battery and multi-device connection system |
DE102014209249A1 (de) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Ford Global Technologies, Llc | Elektrisches Ladeverfahren für ein Fahrzeug und elektrische Fahrzeugladevorrichtung |
DE102015208911A1 (de) * | 2014-11-25 | 2016-05-25 | Hyundai Motor Company | Batterieladevorrichtung und -verfahren eines Elektrofahrzeugs |
DE102016201520A1 (de) * | 2016-02-02 | 2017-08-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Speichersystem für ein Fahrzeug |
JP6741945B2 (ja) * | 2016-09-13 | 2020-08-19 | ミツミ電機株式会社 | 電池制御回路 |
US11125829B2 (en) * | 2016-09-13 | 2021-09-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Management device, and power storage system |
US9796291B1 (en) * | 2016-11-09 | 2017-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Low charge acceptance mitigation using a traction battery |
KR102417380B1 (ko) * | 2017-04-12 | 2022-07-06 | 현대자동차주식회사 | 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법 |
US10444295B2 (en) * | 2017-12-20 | 2019-10-15 | National Chung Shan Institute Of Science And Technology | Battery balance management circuit |
DE102019208042A1 (de) * | 2019-06-03 | 2020-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, elektrischer Energiespeicher und Vorrichtung |
CN113795964A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-12-14 | 株式会社Lg新能源 | 电池诊断设备及方法 |
US11569668B2 (en) * | 2020-07-14 | 2023-01-31 | Igrenenergi, Inc. | System and method for dynamic balancing power in a battery pack |
CN113162168A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-23 | 厦门芯阳科技股份有限公司 | 一种电池电量管理方法及系统 |
US20220352737A1 (en) * | 2021-04-29 | 2022-11-03 | GM Global Technology Operations LLC | Thermal runaway prognosis by detecting abnormal cell voltage and soc degeneration |
CN114274841B (zh) * | 2021-08-09 | 2023-05-23 | 中车资阳机车有限公司 | 一种多支路动力电池系统并联直挂控制方法 |
US12054071B2 (en) * | 2022-01-11 | 2024-08-06 | Ford Global Technologies, Llc | Control of vehicle battery |
EP4389493A1 (en) * | 2022-12-19 | 2024-06-26 | Volvo Truck Corporation | Balancing of an electrical energy storage using a low voltage network |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3800273A1 (de) | 1988-01-08 | 1989-07-20 | Ruhrgas Ag | Batteriezellenspannungsmesssystem |
DE3940929C1 (es) | 1989-12-12 | 1991-05-08 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De | |
US5206578A (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-27 | Norvik Technologies Inc. | Monitoring system for batteries during charge and discharge |
EP0589287A3 (de) * | 1992-09-22 | 1995-02-01 | Mentzer Electronic Gmbh | Verfahren zum Laden einer mehrzelligen Batterie. |
US5504415A (en) * | 1993-12-03 | 1996-04-02 | Electronic Power Technology, Inc. | Method and apparatus for automatic equalization of series-connected batteries |
EP0662744B1 (en) * | 1994-01-06 | 1999-03-24 | General Motors Corporation | Module charge equalisation apparatus and method |
JPH08140209A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電気自動車のバッテリ管理システム |
US5619417A (en) * | 1994-11-23 | 1997-04-08 | Chrysler Corporation | Battery monitoring system for an electric vehicle |
US5646534A (en) * | 1995-01-06 | 1997-07-08 | Chrysler Corporation | Battery monitor for electric vehicles |
US5670861A (en) * | 1995-01-17 | 1997-09-23 | Norvik Tractions Inc. | Battery energy monitoring circuits |
US5666040A (en) * | 1996-08-27 | 1997-09-09 | Bourbeau; Frank | Networked battery monitor and control system and charging method |
-
1997
- 1997-10-30 US US08/961,571 patent/US5869950A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-10-27 CA CA002252164A patent/CA2252164C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-28 EP EP08007125A patent/EP1970244A2/en not_active Withdrawn
- 1998-10-28 DE DE69842127T patent/DE69842127D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-28 ES ES98120417T patent/ES2357935T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-28 EP EP98120417A patent/EP0913292B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-29 NO NO985042A patent/NO985042L/no not_active Application Discontinuation
- 1998-10-30 JP JP34772798A patent/JP4185606B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-30 MX MXPA98009104A patent/MXPA98009104A/es not_active IP Right Cessation
- 1998-10-30 KR KR1019980046230A patent/KR100507909B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990037522A (ko) | 1999-05-25 |
DE69842127D1 (de) | 2011-03-24 |
US5869950A (en) | 1999-02-09 |
CA2252164C (en) | 2005-12-20 |
EP0913292B1 (en) | 2011-02-09 |
EP0913292A2 (en) | 1999-05-06 |
MXPA98009104A (es) | 2004-10-29 |
NO985042L (no) | 1999-05-03 |
JP4185606B2 (ja) | 2008-11-26 |
NO985042D0 (no) | 1998-10-29 |
CA2252164A1 (en) | 1999-04-30 |
JP2000014031A (ja) | 2000-01-14 |
EP1970244A2 (en) | 2008-09-17 |
EP0913292A3 (en) | 1999-12-29 |
KR100507909B1 (ko) | 2006-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2357935T3 (es) | Procedimiento para equilibrar la tensión de módulos de baterías de tracción de un vehículo eléctrico híbrido. | |
KR100560839B1 (ko) | 하이브리드 전기 차량의 트랙션 배터리 모듈들의 충전용량을 유지하는 방법 | |
US6741065B1 (en) | Electric device and method for charging and discharging battery unit of the same | |
US9676281B2 (en) | Hybrid battery system for electric vehicles | |
US9643498B2 (en) | Method for recharging a pair of vehicle batteries of different nominal voltages, and associated system | |
US8575940B2 (en) | Power supply device and method for detecting non-contact state of load connected to power supply device | |
US8436585B2 (en) | Power supply device | |
US10071646B2 (en) | Electrical system and method for operating an electrical system | |
JP3615445B2 (ja) | ハイブリッドカーの電源装置 | |
US20170264136A1 (en) | Multiple Energy Accumulator System for Motor Vehicle Electrical Systems | |
US10562474B2 (en) | Vehicle electrical system | |
CN104827990B (zh) | 车辆电池系统 | |
CN111433076B (zh) | 能电驱动的机动车的电气设备及其控制方法 | |
EP3979449A1 (en) | A method for reducing the overall power consumption of a parked vehicle | |
EP1629584B1 (en) | Energy storage |