JP2017537596A5

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Publication number: JP2017537596A5
Application number: JP2017528512A
Authority: JP
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2035-11-27

Claims

電動車両（１００）の少なくとも１つの駆動チェーン（１０；３０，３２）の補助エネルギー管理システム（１）であって、
ネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）を供給するネットワーク電力供給線（１２）及び前記駆動チェーン（１０；３０，３２）と電気的に連結し得る電力供給端子（２５）と、
第１の値を有する第１の補助電力供給電圧を生成するように構成される第１の蓄電池アセンブリ（２）及び第２の値を有する第２の補助電力供給電圧を生成するように構成される第２の蓄電池アセンブリ（４）を含む、前記電力供給端子（２５）と電気的に連結し得る補助電力供給アセンブリ（３）と、
前記補助電力供給アセンブリ（３）と前記電力供給端子（２５）との間に連結するスイッチ（１６）と、
前記スイッチ（１６）と動作可能に連結し、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）又は前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を、前記電力供給端子（２５）と電気的に連結するように前記スイッチ（１６）を制御するよう適合し、前記電動車両のそれぞれの動作条件を実行する制御ユニット（１０２，１９）であって、
（ｉ）前記第１の補助電力供給電圧と少なくとも一部が相互に関連する第１の中間電圧を前記駆動チェーンに供給する第１の動作状態と、
（ｉｉ）前記ネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）と相互に関連する第２の中間電圧によって、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を充電する第２の動作状態と、
（ｉｉｉ）前記第２の補助電力供給電圧と相互に関連する第３の中間電圧を前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に供給する第３の動作状態と、
（ｉｖ）電気発生器として動作する前記駆動チェーン（１０；３０，３２）によって生成される回収電圧と相互に関連する第４の中間電圧によって、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を充電する第４の動作状態と、を含む制御ユニットと、
を含む、システム。
前記第１の動作状態は、前記電動車両の加速であり、且つ、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に、前記ネットワーク電力供給線（１２）から電力の一部と、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）から電力のさらなる一部とを供給して、前記第１の中間電圧を生成することを含み、
前記第２の動作状態は、前記電動車両の駐車又は実質的に一定速度での走行であり、且つ、前記第２の蓄電池アセンブリを充電することを目的とする電力に従って値が選択される前記第２の中間電圧によって、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を充電することを含み、
前記第３の動作状態は、主電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）が欠如し、且つ、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）によって必要とされる動作電圧に従って値が選択される前記第３の中間電圧を前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に供給することを含み、
前記第４の動作状態は、前記電動車両の制動であり、且つ、前記回収電圧から得られ、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を充電することを目的とする前記電力に従って値が選択される、前記第４の中間電圧によって、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を充電することを含む、請求項１に記載のシステム。
前記スイッチ（１６）と前記電力供給端子（２５）との間に動作可能に配置され、前記補助電力供給アセンブリ（３）と前記駆動チェーン（１０；３０，３２）との間の電圧レベルの適合、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）と補助電力供給アセンブリ（３）との間の電圧レベルの適合、及び、前記ネットワーク電力供給線（１２）と前記補助電力供給アセンブリ（３）との間の電圧レベルの適合のために、交互の時間に共有されるインタフェースを形成するように構成される、１つの双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）をさらに備え、
前記第１の動作状態の間に、前記スイッチ（１６）は、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）と電気的に連結するように制御され、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）は、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）が受け入れる電圧レベルの関数として前記第１の補助電力供給電圧をブースト又はバックするように制御され、前記第１の中間電圧で前記駆動チェーンに供給する電力を、ネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）とともに供給し、
前記第２の動作状態の間に、前記スイッチ（１６）は、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）と電気的に連結するように制御され、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）は、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）が受け入れる電圧レベルの関数として前記ネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）をブースト又はバックするように制御され、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に供給することに加えて又は前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に供給することの代わりに、前記ネットワーク電力供給線（１２）は、前記第２の中間電圧（４）で前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を充電する電力を供給し、
前記第３の動作状態の間に、前記スイッチ（１６）は、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）と電気的に連結するように制御され、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）は、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）が受け入れる電圧レベルの関数として前記第２の補助電力供給電圧をブースト又はバックするように制御され、前記第３の中間電圧で前記駆動チェーンに供給する電力を供給し、
前記第４の動作状態の間に、前記スイッチ（１６）は、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）と電気的に連結するように制御され、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）は、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）が受け入れる電圧レベルの関数として前記回収電圧をブースト又はバックするように制御され、前記ネットワーク電力供給線（１２）に加えて又は前記ネットワーク電力供給線（１２）の代わりに、前記制動の間に発電機として動作する前記駆動チェーン（１０；３０，３２）は、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を充電する電力を供給する、請求項２に記載のシステム。
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１８）は、
前記第１の動作状態の間に、電圧ブーストモードで動作して、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）から前記駆動チェーン（１０；３０，３２）へエネルギーを伝送し、
前記第２の動作状態の間に、電圧バックモードで動作して、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）から前記第１の蓄電池アセンブリ（２）へエネルギーを伝送し、
前記第３の動作状態の間に、電圧バックモードで動作して、前記ネットワーク電力供給線（１２）から前記第２の蓄電池アセンブリ（４）へエネルギーを伝送し、
前記第４の動作状態の間に、電圧ブーストモードで動作して、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）から前記駆動チェーンへエネルギーを伝送するように、さらに構成される、請求項３に記載のシステム。
前記電力供給端子（２５）を前記ネットワーク電力供給線（１２）へ電気的に連結する、又は、前記電力供給端子（２５）を前記ネットワーク電力供給線（１２）から電気的に分離するように構成される主電力供給スイッチ（２２）をさらに備え、前記主電力供給スイッチ（２２）は、前記主電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）が存在しない動作状態の間の動作状態の間は、開である、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の蓄電池アセンブリ（２）は、第１の電力密度と第１のエネルギー密度とを供給するように適合し、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）は、前記第１の電力密度より低い第２の電力密度と、前記第１のエネルギー密度より高い第２のエネルギー密度とを供給するように適合し、
前記第２の蓄電池アセンブリ（４）は、その耐用期間の間に、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）がその耐用期間の間にサポートするように適合する充電又は放電サイクルの数より少ない充電又は放電サイクルの数をサポートするように適合する、請求項１〜５の何れか一項に記載のシステム。
前記第１の蓄電池アセンブリ（２）は、スーパーキャパシタの配列（２）を含む、請求項１〜６の何れか一項に記載のシステム。
前記第２の蓄電池アセンブリ（４）は、リチウムバッテリ、鉛バッテリ、ＮｉＭＨバッテリ、ＮｉＣｄバッテリ、ＺＥＢＲＡバッテリから選択される複数のバッテリを含むバッテリスタック（４）を含む、請求項１〜７の何れか一項に記載のシステム。
電動車両（１００）であって、
トラクションコンバータ（３０）を介して前記ネットワーク電力供給線（１２）と電気的に連結する電気モータ（３２）と、
前記電気モータ（３２）と動作可能に連結し、加速、制動、駐車、及び実質的に一定速度の走行において前記電動車両（１００）を制御する、前記電動車両（１００）のトラクションシステムと、
前記電気モータ（３２）と動作可能に連結する、請求項１〜８の何れか一項に記載のシステム（１）と、
前記補助エネルギー管理システム（１）と動作可能に連結し、前記第１の動作状態、前記第２の動作状態、前記第３の動作状態、及び前記第４の動作状態の間に前記補助エネルギー管理システム（１）の前記動作を制御する、制御ユニット（１０２，１９）と、
を備える、電動車両（１００）。
電動車両（１００）の少なくとも１つの駆動チェーン（１０；３０，３２）の補助エネルギー管理方法であって、
電力供給端子（２５）でネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）を供給するステップと、
第１の蓄電池アセンブリ（２）によって、第１の値を有する第１の補助電力供給電圧を生成するステップと、
第２の蓄電池アセンブリ（４）によって、第２の値を有する第２の補助電力供給電圧を生成するステップと、
前記第１の蓄電池アセンブリ（２）又は前記第２の蓄電池アセンブリを、前記電力供給端子（２５）と電気的に接続し、前記電動車両のそれぞれの動作状態を実行するステップであって、
（ｉ）前記第１の補助電力供給電圧と少なくとも一部が相互に関連する第１の中間電圧を前記駆動チェーンに供給する第１の動作状態と、
（ｉｉ）前記ネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）と相互に関連する第２の中間電圧によって、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を充電する第２の動作状態と、
（ｉｉｉ）前記第２の補助電力供給電圧と相互に関連する第３の中間電圧を前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に供給する第３の動作状態と、
（ｉｖ）電気発生器として動作する前記駆動チェーン（１０；３０，３２）によって生成される回収電圧と相互に関連する第４の中間電圧によって、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を充電する第４の動作状態と、を含む、ステップと、
を含む、方法。
前記第１の動作状態は、前記電動車両の加速であり、且つ、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に、ネットワーク電力供給線（１２）から電力の一部と、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）から電力のさらなる一部を引き込むことにより供給し、前記第１の中間電圧を生成するステップを含み、
前記第２の動作状態は、前記電動車両の駐車又は実質的に一定速度での走行であり、且つ、前記第２の蓄電池アセンブリを充電することを目的とする前記電力に従って値が選択される前記第２の中間電圧によって、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）を充電するステップを含み、
前記第３の動作状態は、主電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）が欠如し、且つ、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）によって必要とされる動作電圧に従って値が選択される前記第３の中間電圧を前記駆動チェーン（１０；３０，３２）に供給するステップを含み、
前記第４の動作状態は、前記電動車両の制動であり、且つ、前記回収電圧から得られ、前記第１の蓄電池アセンブリを充電することを目的とする前記電力に従って選択される、前記第４の中間電圧によって、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）を充電するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
前記第１の動作状態の間に、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）が受け入れる電圧レベルの関数として前記第１の補助電力供給電圧をブースト又はブックすることにより、前記第１の中間電圧を生成するステップと、
前記第２の動作状態の間に、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）が受け入れる電圧レベルの関数として前記ネットワーク電力供給電圧（Ｖ_ＡＬ）をブースト又はブックすることにより、前記第２の中間電圧を生成するステップと、
前記第３の動作状態の間に、前記駆動チェーン（１０；３０，３２）が受け入れる電圧レベルの関数として前記第２の補助電力供給電圧をブースト又はブックすることにより、前記第３の中間電圧を生成するステップと、
前記第４の動作状態の間に、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）が受け入れる電圧レベルの関数として前記回収電圧をブースト又はブックすることにより、前記第４の中間電圧を生成するステップと、をさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
前記第１の動作状態の間に、電圧ブーストモードで動作して、前記第１の蓄電池アセンブリ（２）から前記駆動チェーン（１０；３０，３２）へエネルギーを伝送するステップと、
前記第２の動作状態の間に、電圧バックモードで動作して、前記駆動チェーンから前記第１の蓄電池アセンブリ（２）へエネルギーを伝送するステップと、
前記第３の動作状態の間に、電圧バックモードで動作して、前記ネットワーク電力供給線（１２）から前記第２の蓄電池アセンブリ（４）へエネルギーを伝送するステップと、
前記第４の動作状態の間に、電圧ブーストモードで動作して、前記第２の蓄電池アセンブリ（４）から前記駆動チェーンへエネルギーを伝送するステップと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
前記第１の蓄電池アセンブリ（２）によって、第１の電力密度と第１のエネルギー密度とを供給するステップと、
前記第２の蓄電池アセンブリ（４）によって、前記第１の電力密度より低い第２の電力密度と、前記第１のエネルギー密度より高い第２のエネルギー密度とを供給するステップと、をさらに有する、請求項１０〜１３の何れか一項に記載の方法。