RU2807179C2 - Method for regulating on-board network of vehicle - Google Patents
Method for regulating on-board network of vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807179C2 RU2807179C2 RU2022100399A RU2022100399A RU2807179C2 RU 2807179 C2 RU2807179 C2 RU 2807179C2 RU 2022100399 A RU2022100399 A RU 2022100399A RU 2022100399 A RU2022100399 A RU 2022100399A RU 2807179 C2 RU2807179 C2 RU 2807179C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- value
- current
- batteries
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу регулирования бортовой сети транспортного средства и к бортовой сети, в которой осуществляется способ.The invention relates to a method for regulating the on-board network of a vehicle and to the on-board network in which the method is carried out.
Регулирование автомобильной бортовой сети обычно производят на напряжении, получаемом на уровне главного распределения, то есть на клеммах аккумулятора (главного аккумулятора в случае сети с несколькими аккумуляторами). Это регулирование обеспечивает диапазон напряжения, совместимый с требованиями электрических потребителей и с подзарядкой аккумулятора. В настоящее время все чаще возникает потребность в быстрой подзарядке аккумулятора. В случае сети с несколькими аккумуляторами можно выбирать специфические критерии для каждого аккумулятора и осуществлять обобщение, учитывая все потребности. Все чаще возникает также потребность в контроле напряжения во время намеренной разрядки аккумулятора (типичный случай разгрузки генератора переменного тока, чтобы использовать энергию, рекуперированную ранее при замедлении). Подзарядка литий-ионных аккумуляторов или суперконденсаторов является типичным случаем этой новой потребности регулирования, так как эти средства накопления могут заряжаться при помощи токов, намного превышающих токи зарядки свинцово-кислотного аккумулятора, и могут изменять общее управление бортовой сетью, при этом решаемой технической задачей является постоянный контроль напряжения бортовой сети при одновременном управлении электрической мощностью при помощи генератора и разрядки одного или нескольких аккумуляторов любого вида (свинцово-кислотного, литий-ионного, суперконденсатора).Regulation of the vehicle on-board network is usually carried out on the voltage obtained at the level of the main distribution, that is, at the terminals of the battery (the main battery in the case of a network with several batteries). This regulation provides a voltage range compatible with the requirements of electrical consumers and with battery charging. Nowadays, there is an increasing need to quickly recharge the battery. In the case of a network with several batteries, it is possible to select specific criteria for each battery and generalize, taking into account all needs. Increasingly, there is also a need to monitor voltage during intentional battery discharge (typically an alternator discharge to utilize energy previously recovered during deceleration). Recharging lithium-ion batteries or supercapacitors is a typical case of this new regulation need, since these storage media can be charged with currents much higher than the charging currents of a lead-acid battery and can change the overall control of the on-board network, while the technical problem being solved is constant monitoring the voltage of the on-board network while simultaneously controlling electrical power using a generator and discharging one or more batteries of any type (lead-acid, lithium-ion, supercapacitor).
В документе FR2803253 раскрыт, например, способ накопления электричества для гибридного транспортного средства. В документе раскрыт также способ регулирования бортовой сети, которая может заряжать аккумулятор. Однако недостатком единственного критерия, предусмотренного для ограничения тока и основанного на простой стратегии рекуперации энергии, является то, что он не учитывает другие события, отличные от рекуперации энергии, например, в фазе замедления. Если в конкретном случае аккумулятор разряжается ненормально, и окружающая среда под капотом является немного теплой, упомянутый документ ничего не предусматривает, чтобы ограничить ток в проводах и одновременно обеспечивать лучшую зарядку аккумулятора.Document FR2803253 discloses, for example, a method for storing electricity for a hybrid vehicle. The document also discloses a method for regulating the on-board network, which can charge the battery. However, the disadvantage of the only criterion provided for current limitation and based on a simple energy recovery strategy is that it does not take into account other events other than energy recovery, for example in the deceleration phase. If in a particular case the battery is discharged abnormally and the environment under the hood is a little warm, the document mentioned does not provide anything to limit the current in the wires and at the same time provide better charging of the battery.
Для решения проблемы, стоящей перед известными решениями, изобретением предложен способ регулирования бортовой сети транспортного средства, содержащий этапы, на которых обнаруживают команду зарядки одного или нескольких аккумуляторов и обнаруживают команду разрядки каждого аккумулятора.To solve the problem facing the known solutions, the invention proposes a method for regulating the on-board network of a vehicle, comprising the steps of detecting a charging command for one or more batteries and detecting a discharge command for each battery.
Способ характеризуется тем, что содержит этапы, на которых адаптируют заданное значение регулировки напряжения генератора таким образом, чтобы заряжать один или несколько аккумуляторов, если обнаружена команда зарядки, адаптируют заданное значение регулировки напряжения генератора таким образом, чтобы разряжать аккумулятор или аккумуляторы, если обнаружена команда разрядки, и поддерживают состояние зарядки указанного аккумулятора или указанных аккумуляторов в отсутствие команды зарядки и команды разрядки.The method is characterized in that it comprises the steps of adapting the generator voltage regulation setpoint so as to charge one or more batteries if a charge command is detected, adapting the generator voltage regulation setpoint so as to discharge the battery or batteries if a discharge command is detected , and maintaining a state of charge of the specified battery or batteries in the absence of a charge command and a discharge command.
В частности, для того чтобы заряжать указанный аккумулятор или указанные аккумуляторы, способ содержит этап, на котором увеличивают указанное заданное значение регулировки напряжения до тех пор, пока измеренное значение тока указанного аккумулятора или указанных аккумуляторов составляет меньше максимального значения тока зарядки.In particular, in order to charge said battery or batteries, the method comprises increasing said voltage control setpoint until the measured current value of said battery or batteries is less than a maximum charging current value.
В частности, способ содержит этап, на котором прекращают увеличивать заданное значение регулировки напряжения, если напряжение бортовой сети достигает максимального допустимого напряжения.In particular, the method comprises a step in which the voltage regulation set value is stopped increasing if the on-board network voltage reaches the maximum permissible voltage.
В частности, способ содержит этап, на котором уменьшают заданное значение регулировки напряжения, если измеренное значение тока аккумулятора не ниже максимального значения тока зарядки.In particular, the method includes a step in which the voltage regulation set value is reduced if the measured value of the battery current is not lower than the maximum charging current value.
В частности, чтобы разряжать аккумулятор или аккумуляторы, способ содержит этап, на котором уменьшают заданное значение регулировки напряжения до тех пор, пока измеренное значение тока каждого аккумулятора превышает отрицательное минимальное значение тока разрядки.In particular, to discharge the battery or batteries, the method comprises decreasing the voltage control setpoint until the measured current value of each battery exceeds a negative minimum discharge current value.
В частности, способ содержит этап, на котором перестают уменьшать заданное значение регулировки напряжения, если указанное заданное значение регулировки напряжения достигает минимального допустимого значения.In particular, the method includes the step of stopping decreasing the voltage regulation set value if said voltage regulation set value reaches a minimum acceptable value.
В частности, способ содержит этап, на котором увеличивают заданное значение регулировки напряжения, если измеренное значение тока каждого аккумулятора не превышает минимальное значение тока разрядки.In particular, the method comprises increasing the voltage regulation set value if the measured current value of each battery does not exceed a minimum discharge current value.
Объектом изобретения является также бортовая сеть транспортного средства, содержащая по меньшей мере один аккумулятор, генератор, бортовое вычислительное устройство и память, содержащую программу с компьютерными командами, которые управляют заявленным способом, когда указанную программу исполняет бортовое вычислительное устройство.The invention also relates to an on-board vehicle network comprising at least one battery, a generator, an on-board computing device and a memory containing a program with computer commands that control the claimed method when said program is executed by the on-board computing device.
Объектом изобретения является также автотранспортное средство, содержащее вышеупомянутую бортовую сеть.The invention also relates to a motor vehicle containing the above-mentioned on-board network.
Другие преимущества и признаки изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления и выполнения, представленных в качестве иллюстративных и не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Other advantages and features of the invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments and embodiments, presented as illustrative and non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 - схематичный вид бортовой сети с одним аккумулятором, в которой осуществляется изобретение.Fig. 1 is a schematic view of an on-board network with one battery in which the invention is implemented.
Фиг. 2 - схематичный вид бортовой сети с двумя аккумуляторами, в которой осуществляется изобретение.Fig. 2 is a schematic view of an on-board network with two batteries in which the invention is implemented.
Фиг. 3 - основные этапы заявленного способа.Fig. 3 - main stages of the claimed method.
Фиг. 4 - этапы цикла зарядки в рамках заявленного способа.Fig. 4 - stages of the charging cycle within the framework of the claimed method.
Фиг. 5 - этапы цикла разрядки в рамках заявленного способа.Fig. 5 - stages of the discharge cycle within the framework of the claimed method.
Фиг. 6 иллюстрирует возможное поведение бортовой сети в результате осуществления заявленного способа.Fig. 6 illustrates the possible behavior of the on-board network as a result of implementing the claimed method.
На фиг. 1 показана бортовая сеть транспортного средства, в которой осуществляется изобретение. Показанная бортовая сеть содержит аккумулятор 1 с номинальным постоянным напряжением 12 В или 48 В. Низкое напряжение аккумулятора менее 100 В позволяет соединить полюс аккумулятора, например, отрицательный полюс, с массой транспортного средства без риска для пользователя транспортного средства. Другой полюс, например, положительный полюс аккумулятора, соединен с выпрямленным положительным полюсом генератора 11 тока типа генератора переменного тока или стартера-генератора. Аккумулятор 1 и генератор 11 образуют источник тока для питания энергией набора 12 электрических потребителей, например, но не ограничительно включающего в себя электромеханические приводы, элементы освещения и сигнализации, электронные схемы контроля-управления, среди которых бортовое вычислительное устройство 10, содержащее в памяти компьютерную программу с командами для осуществления представленного ниже способа, когда команды исполняет бортовое вычислительное устройство 10.In fig. 1 shows the on-board network of a vehicle in which the invention is implemented. The on-board network shown contains a battery 1 with a nominal DC voltage of 12 V or 48 V. A low battery voltage of less than 100 V allows the battery pole, for example the negative pole, to be connected to the vehicle ground without risk to the vehicle user. The other pole, for example the positive pole of the battery, is connected to the rectified positive pole of a
Бортовое вычислительное устройство 10 измеряет также значение vb напряжения бортовой сети при помощи датчика 8 напряжения, предпочтительно на выходе аккумулятора 1. Бортовое вычислительное устройство 10 измеряет значение i1 тока в аккумуляторе 1 при помощи датчика 3 тока. Разрядка аккумулятора 1 определяет отрицательное значение i1 тока. Зарядка аккумулятора 1 определяет положительное значение i1 тока. Бортовое вычислительное устройство 10 генерирует заданное значение vc управления напряжением генератора 11 на основании измеренного значения i1 тока при осуществлении в реальном времени описанного ниже способа.The on-
На фиг. 2 показана другая бортовая сеть транспортного средства, которая отличается от бортовой сети, показанной на фиг. 1, тем, что содержит второй аккумулятор 2. Когда аккумуляторы 1 и 2 подсоединены или могут быть подсоединены параллельно к бортовой сети, как показано на фиг. 2, аккумулятор 2 имеет номинальное постоянное напряжение, идентичное номинальному постоянному напряжению аккумулятора 1. Бортовое вычислительное устройство 10 генерирует заданное значение vc управления напряжением генератора 11 посредством осуществления в реальном времени описанного ниже способа на основании значения ib тока, равного сумме измеренного значения i1 тока и значения i2 тока, протекающего в аккумуляторе 2, измеренного при помощи датчика 4 тока. Если аккумулятор 2 отключить от бортовой сети, например, при помощи выключателя (не показан), значение i2 тока, протекающего в аккумуляторе 2, является нулевым, и значение ib тока аккумулятора равно значению i1 тока, протекающего в аккумуляторе 1. Точно так же, если аккумулятор 1 отключить от бортовой сети, например, при помощи выключателя (не показан), значение i1 тока, протекающего в аккумуляторе 1, является нулевым, и значение ib тока аккумулятора равно значению i2 тока, протекающего в аккумуляторе 2.In fig. 2 shows another vehicle on-board network, which is different from the on-board network shown in FIG. 1, in that it contains a
Число аккумуляторов не ограничивается двумя. Описанный ниже способ можно осуществлять, используя значение ib тока аккумулятора, равное сумме токов, протекающих в аккумулятор, или учитывая отдельно каждый ток i1 и i2 и принимая во внимание критерии наиболее ограничивающего тока.The number of batteries is not limited to two. The method described below can be carried out using the value i b of the battery current equal to the sum of the currents flowing into the battery, or by considering each current i 1 and i 2 separately and taking into account the most limiting current criteria.
Если номинальное постоянное напряжение аккумулятора 2 отличается от номинального постоянного напряжения аккумулятора 1, два аккумулятора не соединены непосредственно параллельно, как показано на фиг. 2. Это может относиться к случаю, например, если аккумулятор 1 с номинальным напряжением 12 В предусмотрен для питания набора 12 так называемых зависимых электрических потребителей, тогда как аккумулятор 2 с номинальным напряжением 48 В предназначен для обеспечения тяги в микрогибридном режиме транспортного средства и, при необходимости, для подзарядки аккумулятора 1 через преобразователь DC/DC (не показан), что само по себе известно. При этом бортовое т вычислительное устройство 10 или другое бортовое вычислительное устройство реализует для аккумулятора 2 второй вариант осуществления способа, отличающийся от первого варианта способа для аккумулятора 1. Первый вариант способа генерирует заданное значение vc управления напряжением генератора 11, представляющего собой генератор переменного тока на 12 В, на основании измеренного значения ib=i1 тока. Второй вариант способа генерирует другое заданное значение управления напряжением другого генератора (не показан), представляющего собой стартер-генератор на 48 В, на основании измеренного значения ib=i2 тока.If the rated DC voltage of
На фиг. 3 показаны основные этапы заявленного способа. Способ начинается с этапа 100 начала задачи. Этап 100 активируют сразу при выходе транспортного средства из спящего режима, что происходит при открывании двери, включении контакта. Говоря другими словами, происходит переход от парковочной фазы к активной фазе транспортного средства.In fig. Figure 3 shows the main stages of the claimed method. The method begins at task start
После этапа 100 на этапе 101 проверяют условие завершения задачи. Если условие завершения задачи соблюдено, способ заканчивается, переходя на этап 106 завершения. Если условие завершения задачи не соблюдено, способ переходит на этап 102 включения цикла накопления электрической энергии. Условие завершения задачи считается соблюденным, если транспортное средство больше не используется, например, после блокировки дверей или выхода из транспортного средства без какой-либо активированной функции пользователя. Происходит переход от активной фазы к парковочной фазе транспортного средства.After
После этапа 102 или непосредственно после этапа 101, при отсутствии цикла управления накоплением электрической энергии, на этапе 103 проверяют запрос зарядки аккумулятора. Если существует запрос зарядки аккумулятора, способ переходит к этапу 110 включения цикла зарядки аккумулятора. Запрос зарядки аккумулятора является частью другого известного способа и не входит в объем изобретения. Например, другой известный способ является способом контроля состояния заряда SOC аккумулятора. Другой известный способ может быть также способом рекуперации кинетической энергии в фазах управляемого замедления транспортного средства. В отсутствие запроса зарядки аккумулятора заявленный способ переходит на этап 104, на котором проверяют запрос разрядки аккумулятора.After
Если существует запрос разрядки аккумулятора, способ переходит на этап 120 включения цикла разрядки аккумулятора. В данном случае запрос разрядки аккумулятора тоже является частью другого известного способа и не входит в объем изобретения. Например, другой известный способ является способом контроля состояния заряда SOC аккумулятора с целью высвобождения зарядной емкости перед последующим замедлением. Другой известный способ может быть также способом разгрузки электрического генератора в фазах управляемого ускорения транспортного средства. В отсутствие запроса разрядки аккумулятора заявленный способ переходит на этап 105 поддержания состояния заряда SOC аккумулятора.If there is a request to discharge the battery, the method proceeds to step 120 of enabling a battery discharge cycle. In this case, the request to discharge the battery is also part of another known method and is not included in the scope of the invention. For example, another known method is a method of monitoring the state of charge of an SOC battery to release charging capacity before subsequent deceleration. Another known method may also be a method for unloading the electrical generator during controlled acceleration phases of the vehicle. In the absence of a battery discharge request, the inventive method proceeds to step 105 of maintaining the battery SOC state of charge.
На этапе 105 поддержания состояния заряда SOC аккумулятора увеличивают заданное значение vc управления напряжением генератора, если измеренное значение ib тока является отрицательным, уменьшают заданное значение vc управления напряжением генератора, если измеренное значение ib тока является положительным, и сохраняют заданное значение vc управления напряжением генератора без изменения, если измеренное значение ib тока является нулевым.In the battery SOC state of
Способ возвращается в реальном времени от этапа 105 к этапу 101.The method returns in real time from
На фиг. 4 показаны этапы цикла зарядки аккумулятора, который начинается с этапа 111 после этапа 110.In fig. 4 shows the stages of the battery charging cycle, which begins at
На этапе 111 проверяют первый критерий, а именно, что измеренное значение ib тока аккумулятора строго меньше максимального значения imax зарядного тока, допустимого для аккумулятора.At
Если измеренное значение ib тока аккумулятора не является строго меньшим максимального значения imax тока, на этапе 115 уменьшают заданное значение vc управления напряжением генератора, например, на значение, пропорциональное разности между измеренным значением ib тока и максимальным значением imax тока, и/или, например, на постоянное значение напряжения, заранее определенное в фазе испытаний.If the measured battery current value i b is not strictly less than the maximum current value i max , at
Если измеренное значение ib тока аккумулятора строго меньше максимального значения imax тока, на этапе 112 проверяют второй критерий, а именно, что измеренное значение vb напряжения бортовой сети строго меньше максимального допустимого значения vmax напряжения бортовой сети, как правило, равного 15 В, если номинальное напряжение равно 12 В.If the measured value i b of the battery current is strictly less than the maximum value i max of the current, at
Если измеренное значение vb напряжения бортовой сети строго меньше максимального допустимого значения vmax напряжения бортовой сети, на этапе 113 увеличивают заданное значение vc управления напряжением генератора, например, на значение, пропорциональное разности между максимальным значением vmax напряжения и измеренным значением vb напряжения, и/или, например, на постоянное значение напряжения, заранее определенное в фазе испытаний.If the measured value v b of the on-board network voltage is strictly less than the maximum permissible value v max of the on-board network voltage, at
Если измеренное значение vb напряжения бортовой сети не является строго меньшим максимального допустимого значения vb напряжения бортовой сети, на этапе 116, осуществляемом также после этапов 113 и 115, проверяют завершение зарядки.If the measured value v b of the on-board voltage is not strictly less than the maximum permissible value v b of the on-board voltage, the completion of charging is checked at
Если на этапе 116 отмечается завершение зарядки, цикл возвращается на основные этапы, например, на этап 102. В отсутствие завершения зарядки цикл возвращается на этап 111. Завершение зарядки отмечается, например, в результате запроса, поступающего от другого способа, который управляет выходом из цикла зарядки аккумулятора или аккумуляторов. Завершение зарядки может также отмечаться при помощи средства контроля тока аккумулятора и/или контроля вычисляемого состояния заряда (SOC от State Of Charge). Если ток ниже порога (например: 2 А) или если SOC достигает 100%, то наступает конец зарядки.If charging completion is noted at
На фиг. 5 показаны этапы цикла разрядки аккумулятора, который начинается этапом 121 после этапа 120.In fig. 5 shows the stages of the battery discharge cycle, which begins at
На этапе 121 проверяют третий критерий, а именно, что измеренное значение ib тока аккумулятора строго превышает минимальное допустимое значение imin тока разрядки аккумулятора, например, равное -40 А. Можно напомнить, что значение тока разрядки является отрицательным. Это же касается минимального допустимого значения imin тока разрядки, и, следовательно, проверка позволяет убедиться, что ток разрядки меньше по абсолютной величине абсолютного значения (например, 40 А для одного аккумулятора или 80 А для двух аккумуляторов) минимального допустимого значения imin тока разрядки.At
Если измеренное значение ib тока аккумулятора алгебраически строго не превышает минимальное значение imin тока, то есть если измеренное абсолютное значение ⏐ib⏐ тока аккумулятора не является строго меньшим предельного абсолютного значения ⏐imin⏐тока, на этапе 124 проверяют, что заданное значение vc управления напряжением генератора не ниже минимального заданного значения vmin управления напряжением, как правило, равного 11,8 В, относительно номинального значения 12 В.If the measured value i b of the battery current does not algebraically strictly exceed the minimum value i min of the current, that is, if the measured absolute value ⏐ i b ⏐ of the battery current is not strictly less than the limiting absolute value ⏐ i min ⏐ of the current, at
Если на этапе 124 заданное значение vc управления напряжением генератора не является меньшим минимального заданного значения vmin управления напряжением, на этапе 125 заданное значение vc управления напряжением генератора понижают, например, на значение, пропорциональное разности между заданным значением vc напряжения и минимальным значением vmin напряжения, и/или, например, на постоянное значение напряжения, заранее определенное в фазе испытаний.If, at
После этапа 125 следует этап 126 проверки команды завершения разрядки. Команда завершения разрядки появляется, например, в результате обнаружения состояния заряда SOC аккумулятора ниже заранее определенного порога, входа в фазу замедления транспортного средства или любого другого события, обуславливающего выход из режима разрядки аккумулятора.Step 125 is followed by
Конец разрядки, отмечаемый на этапе 126, является выходом способа из цикла разрядки, например, с возвращением на этап 102 управления электрическим накоплением. В противном случае цикл возвращается на этап 121.The end of the discharge, marked at
Если на этапе 124 заданное значение vc управления напряжением генератора меньше или равно минимальному заданному значению vmin управления напряжением, цикл продолжается этапом 126.If, at
Если на этапе 121 измеренное значение ib тока аккумулятора не строго превышает минимальное значение imin тока, то есть если ток разрядки превышает по абсолютной величине значение, которое может выдерживать аккумулятор, на этапе 122 проверяют, что измеренное значение vb напряжения бортовой сети строго меньше максимального допустимого значения vmax напряжения бортовой сети, как правило равного 15 В, если номинальное напряжение равно 12 В.If at
Если измеренное значение vb напряжения бортовой сети не является строго меньшим максимального допустимого значения vmax напряжения бортовой сети, цикл разрядки продолжается непосредственно этапом 126. Понижение заданного значения напряжения генератора ниже напряжения сети является рычагом, который обеспечивает работу аккумулятора.If the measured value v b of the on-board network voltage is not strictly less than the maximum permissible value v max of the on-board network voltage, the discharge cycle continues directly with
Если на этапе 122 измеренное значение vb напряжения бортовой сети строго меньше максимального допустимого значения vmax напряжения бортовой сети, цикл разрядки продолжается этапом 123, на котором увеличивают заданное значение vc управления напряжением генератора. Это является средством ограничения значения разрядного тока. Например, переходят от 12 вольт к 12,1 вольт, чтобы повысить разрядный ток от минус 50 А до минус 40 А. Это является численным примером, который можно осуществить, и, среди всего прочего, это зависит от состояния зарядки аккумулятора. После этого этап 123 переходит к этапу 126.If at
На фиг. 6 показан наблюдаемый эффект способа на бортовую сеть по напряжению в верхней части и по току в нижней части, изменяющийся с течением времени t. В нижней части ломаная сплошная линия показывает значение тока, запрашиваемое в бортовой сети набором 12 электрических потребителей, ломаная линия в виде мелких штрихов показывает измеренное значение ib тока аккумулятора, ломанная линия в виде крупных штрихов показывает значение тока в генераторе переменного тока, равное сумме значений тока, запрашиваемых в бортовой сети набором 12 электрических потребителей, и тока аккумулятора. В верхней части ломаная сплошная линия показывает измеренное значение vb напряжения в бортовой сети, ломаная линия в виде крупных штрихов показывает заданное значение vc управления напряжением генератора переменного тока.In fig. Figure 6 shows the observed effect of the method on the on-board network in terms of voltage in the upper part and current in the lower part, changing over time t. In the lower part, a broken solid line shows the current value requested in the on-board network by a set of 12 electrical consumers, a broken line in the form of small dashes shows the measured value i b of the battery current, a broken line in the form of large dashes shows the current value in the alternator, equal to the sum of the values current requested in the on-board network by a set of 12 electrical consumers, and battery current. In the upper part, a broken solid line shows the measured value v b of the voltage in the on-board network, a broken line in the form of large dashes shows the set value v c of the voltage control of the alternator.
Перед точкой А или после точки D напряжение бортовой сети задается аккумулятором. В случае сети с несколькими аккумуляторами напряжение задает наиболее заряженный аккумулятор или аккумуляторы, имеющие более высокое напряжение без нагрузки.Before point A or after point D, the on-board network voltage is set by the battery. In the case of a multi-battery network, the voltage is set by the most charged battery or batteries that have a higher no-load voltage.
Между точками А и В напряжение бортовой сети задается генератором переменного тока (или стартером-генератором), но ограничено значением, позволяющим не превышать максимальный ток imax зарядки, установленный для выбранного аккумулятора (или для суммы токов зарядки, например, всех аккумуляторов).Between points A and B, the on-board network voltage is set by the alternator (or starter-generator), but is limited to a value that allows it not to exceed the maximum charging current i max set for the selected battery (or for the sum of charging currents, for example, of all batteries).
Начиная от точки В значение ib тока зарядки аккумулятора равно максимальному значению imax тока зарядки. Заданное значение vc генератора переменного тока постепенно повышается по мере зарядки аккумулятора, чтобы как можно дольше сохранять максимальное значение imax тока зарядки. Затем, при достижении максимального значения напряжения в точке С это значение напряжения сохраняется во время зарядки аккумулятора. Ток зарядки аккумулятора при этом понижается с постепенным увеличением состояния заряда SOC аккумулятора. Сразу по выходу из зоны зарядки значение vc напряжения управления генератором понижают, чтобы обеспечить доставку потребляемого тока в бортовую сеть от ранее заряженного аккумулятора. Ток, выдаваемый генератором от точки А до точки D продолжает понижаться и становится равным 0 в точке Е.Starting from point B, the value i b of the battery charging current is equal to the maximum value i max of the charging current. The alternator's set point v c is gradually increased as the battery charges, in order to maintain the maximum charging current value i max for as long as possible. Then, when the maximum voltage value is reached at point C, this voltage value is maintained while the battery is charging. The battery charging current decreases with a gradual increase in the SOC state of charge of the battery. Immediately upon leaving the charging zone, the value v c of the generator control voltage is reduced to ensure the delivery of the consumed current to the on-board network from the previously charged battery. The current supplied by the generator from point A to point D continues to decrease and becomes equal to 0 at point E.
Начиная от точки Е, потребляемый ток в бортовую сеть подает аккумулятор, задающий свое напряжение под действием разрядного тока. Регулирование в фазе разрядки аккумулятора: Во время разрядки аккумулятора ток, выдаваемый генератором переменного тока (или стартером-генератором), равен 0 ампер, пока ток разрядки аккумулятора не превысит по абсолютной величине минимальное значение imin тока (например: 30 ампер). Если минимальное значение imin тока достигнуто в точке F, генератор переменного тока (или стартер-генератор) получает заданное значение напряжения по повышению, позволяющее произвести дополнительный ток, необходимый для полного обеспечения током бортовой сети, не превышая минимального значения imin тока разрядки, установленного для аккумулятора. Повышение напряжения на этапе 123 заставляет работать генератор переменного тока и «разгружает» аккумулятор, чтобы аккумулятор оказался над порогом максимальной разрядки. На графике, начиная от F, заданное значение vc напряжения повышается на этапе 123, ток бортовой сети поступает от аккумулятора с максимальным током разрядки и с током генератора, дополняемым через регулирование vc на этапе 123. Если бы ток бортовой сети понижался, то ток аккумулятора тоже понижался бы, и произошел бы переход на этапы 124 и затем 125, вследствие теста на этапе 121, который учитывал бы, что аккумулятор уже не находится на максимуме разрядки.Starting from point E, the consumed current is supplied to the on-board network by the battery, which sets its voltage under the influence of the discharge current. Regulation during the battery discharging phase: During the battery discharging phase, the current supplied by the alternator (or starter-generator) is 0 ampere until the absolute value of the battery discharging current exceeds the minimum i min current value (for example: 30 amperes). If the minimum value i min of the current is reached at point F, the alternator (or starter-generator) receives a set value of the boost voltage, allowing it to produce the additional current necessary to fully supply the on-board network with current, without exceeding the minimum value i min of the discharge current set for battery. Increasing the voltage in
Начиная то точки F’, напряжение бортовой сети устанавливается генератором (или стартером-генератором) таким образом, чтобы получить точное дополнение, необходимое для того, чтобы сумма тока ib тока, поступающего от аккумулятора, и тока, поступающего от генератора, соответствовала значению, затребованному бортовой сетью. Эта точка равновесия может сохраняться, пока это будет позволять зарядка аккумулятора, за счет регулирования значения vc управления напряжением генератора, даже если ток, потребляемый в бортовой сети, меняется как в сторону повышения, так и в сторону понижения. Если потребляемый ток опять становится меньше абсолютной величины минимального значения imin тока, можно вернуться к поставке от генератора (или стартера-генератора), равной 0 ампер. Оба цикла с ограничением по зарядке и ограничением по разрядке следуют друг за другом в зависимости от условий вождения транспортного средства: такой последовательности способствуют перемещение по городу: зарядка происходит во время фаз замедления, как правило, при подходе к красному светофору, а фаза разрядки следует за этим при возобновлении движения и при последующем движении. Таким образом, контроль максимальных значений Iзарядки и Iразрядки позволяет не достигать значений, приводящих к нарушению в работе транспортного средства (например, слишком большое торможение двигателя в случае слишком большой подзарядки) или в работе бортовой сети (например, слишком большое падение напряжения одновременно со слишком быстрой разрядкой аккумулятора). Если условия использования транспортного средства заставляют достигать предела зарядки или разрядки, устанавливают заданное напряжение Vcons, которое приводит к состоянию поддержания зарядки при токе бортовой сети, выдаваемом генератором (или стартером-генератором), и при токе аккумулятора, который стремится к 0. Другое применение этой стратегии регулирования состоит в выборе распределения электрического обеспечения между всеми источниками при нескольких ограничивающих критериях.Starting from point F', the on-board voltage is set by the generator (or starter-generator) in such a way as to obtain the exact complement required so that the sum of the current i b current coming from the battery and the current coming from the generator corresponds to the value requested by the on-board network. This equilibrium point can be maintained as long as battery charging allows by adjusting the value of vc to control the generator voltage, even if the current consumed in the on-board network changes both upward and downward. If the current draw again becomes less than the absolute value of the minimum value i min of current, you can revert to the generator (or starter-generator) supply of 0 amperes. Both charge-limited and discharge-limited cycles follow each other depending on the driving conditions of the vehicle: this sequence is facilitated by city driving: charging occurs during deceleration phases, usually when approaching a red traffic light, and a discharge phase follows this upon resumption of movement and upon subsequent movement. Thus, monitoring the maximum values of I charging and I discharging makes it possible not to reach values that lead to disturbances in the operation of the vehicle (for example, too much engine braking in case of too much recharging) or in the operation of the on-board network (for example, too large a voltage drop simultaneously with draining the battery too quickly). If the vehicle's operating conditions force it to reach the charging or discharging limit, a preset voltage Vcons is set, which leads to a state of maintaining charge when the on-board current supplied by the generator (or starter-generator) and when the battery current tends to 0. Another application of this The regulation strategy consists in choosing the distribution of electrical supply between all sources under several limiting criteria.
Можно, например, заставить аккумулятор (или аккумуляторы) работать до определенного порога максимального тока разрядки (например: 80 А) в дополнение к генератору, который может выдавать ток до своего максимального тока (например: 150 А). Максимальное значение тока, выдаваемое аккумулятором, является при этом критерием, ограничивающим общее регулирование, который добавляют к уже существующему критерию диапазона напряжения [минимальное, максимальное]. Таким образом, получают бортовую сеть, которая может питать потребителей транспортного средства до максимума 230 А (150 А от генератора + 80 А от аккумулятора), соблюдая определенное минимальное напряжение (например: минимум 12 В), пока аккумулятор (или аккумуляторы) способна(ы) выдавать требуемый ток до этого минимального напряжения.It is possible, for example, to force a battery (or batteries) to operate up to a certain threshold of maximum discharge current (eg: 80A) in addition to a generator that can supply current up to its maximum current (eg: 150A). The maximum value of current supplied by the battery is a criterion limiting the overall regulation, which is added to the already existing criterion of the voltage range [minimum, maximum]. In this way, an on-board network is obtained that can supply the vehicle consumers up to a maximum of 230 A (150 A from the generator + 80 A from the battery), observing a certain minimum voltage (for example: minimum 12 V) as long as the battery (or batteries) is capable ) produce the required current up to this minimum voltage.
Вышеупомянутые критерии могут быть, в свою очередь, связаны с другими критериями. Например, максимальное допустимое значение imax тока зарядки для соблюдения первого критерия может быть установлено на постоянном значении, установленном изготовителем аккумулятора. Можно также сохранить в памяти вычислительного устройства 10 картографию, которая дает изменение максимального значения imax тока, уменьшающегося от верхнего значения при минимальной рабочей температуре до нижнего значения при максимальной рабочей температуре. Прохождение тока в аккумуляторе стремится нагреть аккумулятор за счет эффекта Джоуля. Таким образом, при низкой температуре повышенное значение тока способствует подогреву аккумулятора. При высокой температуре под капотом двигателя предпочтительно ограничивать ток более низким значением, чтобы избежать слишком сильного повышения температуры аккумулятора. Картографию можно получить путем вычисления в зависимости от профиля транспортного средства и/или посредством измерений в ходе испытаний на прототипе транспортного средства.The above criteria may in turn be linked to other criteria. For example, the maximum allowable value i max of the charging current to meet the first criterion can be set to a constant value set by the battery manufacturer. It is also possible to store in the memory of the computing device 10 a mapping that gives a change in the maximum current value i max decreasing from an upper value at the minimum operating temperature to a lower value at the maximum operating temperature. The passage of current through the battery tends to heat the battery due to the Joule effect. Thus, at low temperatures, an increased current value helps to heat the battery. When the temperature under the engine hood is high, it is preferable to limit the current to a lower value to avoid raising the battery temperature too much. The mapping can be obtained by calculation as a function of the vehicle profile and/or by measurements during testing on a prototype vehicle.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FRFR1906342 | 2019-06-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022100399A RU2022100399A (en) | 2023-07-13 |
RU2807179C2 true RU2807179C2 (en) | 2023-11-10 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2168827A1 (en) * | 2007-07-12 | 2010-03-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Control device for hybrid vehicle |
WO2017027332A1 (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | Cummins, Inc. | Systems and methods of battery management and control for a vehicle |
JP2018117518A (en) * | 2012-12-20 | 2018-07-26 | ジンクファイブ・パワー・インコーポレーテッドZincFive Power,Inc. | Controlling battery states of charge in systems having separate power sources |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2168827A1 (en) * | 2007-07-12 | 2010-03-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Control device for hybrid vehicle |
JP2018117518A (en) * | 2012-12-20 | 2018-07-26 | ジンクファイブ・パワー・インコーポレーテッドZincFive Power,Inc. | Controlling battery states of charge in systems having separate power sources |
WO2017027332A1 (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | Cummins, Inc. | Systems and methods of battery management and control for a vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8044534B2 (en) | Method of controlling DC/DC converter, method of controlling DC/DC converter apparatus, and method of controlling driving operation of electric vehicle | |
US6518732B2 (en) | System and method for optimal battery usage in electric and hybrid vehicles | |
CN103052527B (en) | Vehicle power source device | |
WO2012008124A1 (en) | Power supply device for vehicle | |
US20160049821A1 (en) | Electrical storage system, and full charge capacity estimation method for electrical storage device | |
EP2367261A2 (en) | Direct-current power source apparatus | |
US9816475B1 (en) | System and method for maximizing short-term energy storage in a supercapacitor array for engine start applications | |
CN105612081A (en) | Electrical storage system for vehicle | |
JP4636313B2 (en) | Vehicle control device | |
CA2842024A1 (en) | Battery controller of vehicle | |
KR102365831B1 (en) | Apparatus and method for managing charging and discharging of ultracapacitors without control wiring | |
CN102126435B (en) | Control algorithm for low-voltage circuit in hybrid and conventional vehicles | |
KR20140104985A (en) | Method for managing an alternator combined with at least one power battery and driven by a heat engine | |
RU2682241C2 (en) | Method for charging starter battery of vehicle | |
JPH09191565A (en) | Dc distribution system | |
CN106981914A (en) | A kind of vehicle-mounted energy control method and system based on double cell | |
US10998748B2 (en) | Electric power supply system and control method therefor | |
JP4054776B2 (en) | Hybrid system | |
RU2807179C2 (en) | Method for regulating on-board network of vehicle | |
JP2010288357A (en) | Power supply unit | |
KR101905463B1 (en) | An apparatus of adjustment for voltage balancing of starting battery using commercial vehicle | |
CN106627180A (en) | Charging and discharging control method and device for automobile electronic double layer super-capacitor | |
KR20220096838A (en) | Battery charging device and method for electric vehicles | |
KR20220018977A (en) | How to adjust the vehicle's on-board network | |
KR20140006301A (en) | Power management device for micro hybrid system |