SE1150187A1 - Styrning av högspänningsisolationskontaktor av hybridtyp - Google Patents
Styrning av högspänningsisolationskontaktor av hybridtyp Download PDFInfo
- Publication number
- SE1150187A1 SE1150187A1 SE1150187A SE1150187A SE1150187A1 SE 1150187 A1 SE1150187 A1 SE 1150187A1 SE 1150187 A SE1150187 A SE 1150187A SE 1150187 A SE1150187 A SE 1150187A SE 1150187 A1 SE1150187 A1 SE 1150187A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- vehicle
- loads
- contactors
- state
- transition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
-
- B60L11/18—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- 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
-
- 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
- H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
-
- 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
- B60W20/00—Control systems specially adapted for 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
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
-
- 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
- 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
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- 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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
Abstract
Ett isolationssystem för drivbatterier för ett fordon inkluderar batterikontaktorer som har ett slutet tillstånd och ett öppet tillstånd. Den ström som tas ut från drivbatterierna under omslag mellan de två tillstånden hanteras genom att välja belastningar för antingen reducerade driftsnivåer eller frånslagning för att reducera det totala strömuttaget. Fordonsdriftsbetingelser, så som riktningen av tillståndsomslaget, kan styra valet av belastningar för drift under omslaget.
Description
oberoende av fordonets förbränningsmotor. Dessutom använder nutida fordon i stor
utsträckning elektroniska datorer som är förbrukare av elkraft. Sàsom ett resultat kan
strömbelastningar pà fordons drivbatterier bli mycket höga.
[005] Höga strömbelastningar kan äventyra livslängden för drivbatteriets
isolationskontaktor. Relativt starka strömmar, i storleksordningen hundratals ampere,
kan tas ut av ett fordon om många av eller alla fordonets potentiella elektriska
belastningar är aktiva. Kontaktorgnistbildning under öppnande och särskilt vid slutande
kan leda till nedbrytning av isolationskontaktorn och bildning av svetsar under slutande
som kan hälla kontaktorerna i den slutna positionen. En sådan verkan äventyrar
kontaktorns isolationsfunktion.
SAMMANFATTNING
[006] Ett isolationssystem för drivbatterier för ett fordon inkluderar batterikontaktorer
som har ett slutet tillstànd och ett öppet tillstànd. Den ström som tas ut från
drivbatterierna under omslag mellan de två tillstànden hanteras genom att välja
belastningar för antingen reducerade driftsnivàer eller frànslagning för att reducera det
totala strömuttaget. Fordonsdriftsbetingelser, så som riktningen av tillstàndsomslaget,
kan styra valet av belastningar för drift under omslaget.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA
[007] Fig 1 är ett högnivàschema av en fordonsdrivlina och ett till fordonet hörande
styrsystem för ett hybridelektriskt fordon.
DETALJERAD BESKRIVNING
[008] I det följande detaljerade beskrivningsexemplet kan
storlekar/modeller/värden/områden ges med avseende på specifika utföringsformer men
ska inte anses vara generellt begränsande. Ehuru ett parallellhybridelektriskt fordon
Page 2 of 15
används såsom illustration kan det huvudsakliga som anvisas här enkelt utvidgas till ett
heielektriskt fordon eller ett seriehybridelektriskt fordon.
[009] Med hänvisning till Fig 1 illustreras ett högnivâschema av ett styrsystem 21 som
tillhandahåller styrning och energianvändningshantering för en fordonsdrivlina 20. En
styrenhet för det elektriska systemet (ESC = "electrical system controller") 24, en typ av
huvuddator, arbetar såsom en systemövervakare och är länkad med en öppen datalänk
18 till en mångfald lokala styrenheter som i sin tur implementerar direktstyrning av
fordonsfunktioner som inte styrs direkt av elsystemstyrenheten 24. Såsom man kan
förstå är elsystemstyrenheten 24 i typiska fall direkt ansluten till valda ingångar (som
inkluderar sensorer) och utgångar. Ett sensorpaket 16 representerar sådana sensorer
och kan inkludera en sensor för bromspedalsposition, en sensor för ventilposition och
sensorer för hastig fartminskning. Dessutom kommunicerar elsystemstyrenheten 24
med en instrumentpanel 44 från vilken den kan erhålla signaler som indikerar
tändningstillstånd, omkopplarposition för strålkastare på/av och tillhandahålla på/av-
signaler till andra saker, så som strålkastare (ej visade). Signaler avseende en
kraftuttagsdrift (PTO = "power take-off operation") meddelas mellan ett i förarhytten
beläget omkopplarpaket 56 och elsystemstyrenheten 24 över en datalänk 64 som
uppfyller SAE J1708. Datalänken 64 är en dataförbindelse med låg överföringshastighet,
i typiska fall cirka 9,7 Kibaud.
[0010] Sex representativa lokala styrenheter förutom elsystemstyrenheten 24 illustreras
såsom anslutna till den öppna datalänken 18. Dessa styrenheter inkluderar en
förbränningsmotorstyrenhet 46, en transmissionsstyrenhet 42, en hybridstyrenhet 48, en
givarstyrenhet 58 och en styrenhet för låsningsfritt bromssystem (ABS) 50. Det skall
förstås att andra styrenheter kan vara installerade på fordonet i kommunikation med
datalänken 18. Dessa styrenheter både styr olika till fordonet hörande elektriska
belastningar och representerar själva belastningar. Dessa ytterligare styrenheter
representeras av en generell "belastnings"-styrenhet 17 för styrningen av belastningar
19. Olika sensorer kan vara anslutna till flera av de lokala styrenheterna. Datalänken 18
är företrädesvis bussen för ett öppet styrenhetsnätverk (CAN = "controller area
Sid 3 av 15
network") som följer SAE J1939-standarden och under nuvarande tillämpning stödjer
dataöverföring vid upp till 250 Kibaud.
[0011] Hybridstyrenheten 48, transmissionsstyrenheten 42 och
förbränningsmotorstyrenheten 46 koordinerar driften av drivlinan för att välja mellan
förbränningsmotorn 28 och drivmotorn 32 såsom drivkälla för fordonet (eller för att
kombinera effekten av förbränningsmotorn och drivmotorn om nödvändigt). Under
bromsning koordinerar sagda styrenheter urkoppling och avstängning av
förbränningsmotorn 28 och drift av drivmotorn 32 i dess generatorläge för att återvinna
fordonets kinetiska energi. Elsystemstyrenheten 24 och ABS-styrenheten 50
tillhandahåller data över datalänken 18 som används för dessa operationer,
inkluderande bromspedalsposition, data avseende slirning, ventilposition och andra
kraftbehov så som för kraftuttagsdrift 22. Hybridstyrenheten övervakar vidare en proxy
avseende laddningstillstànd (SOC = "state of charge") för ett batteri 34.
[0012] Drivlinan 20 är ett dieselelektriskt parallellhybridsystem i vilket
drivmotorn/generatorn 32 är ansluten i linje till en förbränningsmotor 28 via en
automatkoppling 30 så att förbränningsmotorn 28, drivmotorn 32, eller bàda i
kombination, kan fungera såsom fordonets drivkälla. Såsom med andra
hybridkonstruktioner är systemet avsett att återvinna ett fordons rörelsemängd och lagra
det såsom potentiell energi för senare användning som inkluderar áterinförande i
drivlinan 20. l ett parallellhybridelektriskt fordon används drivmotorn/generatorn 32 för
att återvinna fordonets kinetiska energi under fartminskning genom att använda
drivhjulen 26 för att driva drivmotorn/generatorn 32 baklänges, vilket återvinner en andel
av fordonets kinetiska energi genom att alstra elektricitet därifrån. Förbränningsmotorn
28 frikopplas från de andra komponenterna i drivlinan 20 genom att öppna
automatkopplingen 30 under perioder när drivmotorn 32 drivs baklänges.
[0013] Omslag mellan positiv och negativ elkraftförbrukning i drivmotorn 32 detekteras
och hanteras av en hybridstyrenhet 48. Drivmotorn/generatorn 32 alstrar under
inbromsning trefasväxelström som appliceras på en omformare 36 för omvandling till
Page 4 of 15
likspänning och förs därefter via kontaktorer 35 till drivbatteriaggregatets batteri 34. När
drivmotorn 32 används såsom en fordonsdrívkälla kastas strömflödet om. Batteriet 34 är
vanligtvis ett litiumjonbatteriaggregat och kan kompletteras sàsom en källa med lagrad
elkraft, till exempel med ett konventionellt 12 V-batteri.
[0014] Fordon med hög vikt tenderar att uppvisa mindre fördelar av hybridframdrivning
än vad bilar gör. Sålunda används elkraft som är tillgänglig från drivbatteriet 34 ofta för
att strömförsörja andra fordonssystem så som en kraftuttagsanordning 22 som är
baserad på en elektrisk motor (sådana kraftuttagssystem kan inkludera en bemannad
skylift, en motor för en vinsch etc). Drivmotorn 32 i sig kan tillhandahålla drivkraften för
kraftuttagsanordningen 22 (så som en hydraulisk motor). Dessutom kan
drivmotorn/generatorn 32 användas för att starta förbränningsmotorn 28. Om
begäranden om sådana operationer skulle accepteras samtidigt med ett omslag av
kontaktorerna 35 till en sluten position skulle avsevärd ström kunna tas ut från
drivbatteriet 34 för att stödja sådana operationer innan kontaktorerna 35 slöts, vilket
leder till gnistbildning innan kontaktorerna var helt slutna.
[0015] De olika lokala styrenheterna kan vara programmerade för att svara pà data från
elsystemstyrenheten 24 som förts över till datalänken 18. Hybridstyrenheten 48
bestämmer, baserat på tillgängligt batteriladdningstillständ, begäranden om
strömförsörjning. Hybridstyrenheten 48 med elsystemstyrenheten 24 genererar de
lämpliga signalerna för applicering på datalänken 18 för att beordra
förbränningsmotorstyrenheten 46 att slä pà och av förbränningsmotorn 28 och, om på,
vid vilken uteffekt förbränningsmotorn ska drivas. Transmissionsstyrenheten 42 styr
inkoppling av automatkopplingen 30. Vidare styr transmissionsstyrenheten 42 tillståndet
för transmissionen 38 sàsom respons på transmissionens tryckknappsstyrenhet 72,
fastställande den växel som transmissionen är i eller om transmissionen ska leverera
driwridmoment till drivhjulen 26 eller till en hydraulisk pump som är en del av
kraftuttagssystemet 22 (eller helt enkelt hydraulisk fluid under tryck till
kraftuttagssystemet 22 där transmissionen 38 tjänar sàsom den hydrauliska pumpen)
eller om transmissionen ska vara i neutralläget.
Sid 5 av 15
[0016] Kraftuttagsstyrning är implementerad via en eller flera fjärrkraftsmoduler (RPM =
"remote power modules") 40. Fjärrkraftsmodulerna 40 är datalänkade
expansionsmoduler för in-/utmatning som är dedicerade till elsystemstyrenheten 24,
vilken är programmerad för att utnyttja dem. Fjärrkraftsmodulerna 40 fungerar såsom
styrenheten för kraftuttagsdriften 22, och tillhandahåller eventuella fasta tràdbundna
utgångar 70 och fasta tràdbundna ingångar 66 som är associerade tili
kraftuttagsanordningen 22 och möjligen till och från en kraftuttagsbelastning 23.
Begäranden om drift av belastningen 23 och eventuell svarsrapport läggs på datalänken
74 för överföring till elsystemstyrenheten 24, vilken omvandlar dem till specifika
begäranden för de andra styrenheterna, t ex en begäran om kraft. Elsystemstyrenheten
24 är även programmerad för att styra ventiltillstánd via fjärrkraftsmodulerna 40 i
kraftuttagsanordningen 22. Fjärrkraftsmodulerna är utförligare beskrivna i US-patent
6 272 402 som tillhör sökanden av föreliggande uppfinning och är helt inkorporerad häri
genom referens. Vad som nu är benämnt "Remote Power Modules" (fjärrkraftsmoduler)
kallades vid tiden då “402-patentet skrevs "Remote Interface Modules".
[0017] Om ett kompletterande 12 V-system förekommer, kan viss elkraft avledas från
hybridomformaren 35 för att upprätthålla laddningen i ett konventionellt chassibatteri 60
för 12 V likspänning via en omformare 62 för likspänning/likspänning.
Strömförsörjningssystem för tolv volt likspänning för motorfordon baserade på en
förbränningsmotordriven växelströmsgenerator och bly-syrabatterier för 12 V med sex
celler har varit i användning under årtionden och är väl kända för fackmannen. I fordon
vid den tid då denna ansökan skrivs finns många 12 V-applikationer fortfarande i allmänt
bruk och ett hybridelektriskt fordon som inkorporerar drivlinan 20 kan vara utrustat med
ett komplementsystem för 12 V för att stödja sådana system. I sådana fall kan elkraft
avledas från hybridomformaren 36 till en omformare 62 för likspänning/likspänning som
stegar ner kraften för att upprätthålla en laddning på ett konventionellt chassibatteri 60
för 12 V likspänning. lnkludering av ett sådant parallellt system skulle möjliggöra
användning av lättillgängliga och billiga komponenter som är konstruerade för
motorfordonsanvändning, så som glödlampor för belysning. Användningen av 12 V-
Page 6 of 15
komponenter medför annars en negativ inverkan vad gäller vikten och adderar
komplexitet till fordonet. Batteriet 34 refereras ibland till såsom ett drivbatteri för att
särskilja det frán komplementbatteriet 60 för 12 V.
[0018] Både transmissionsstyrenheten och elsystemstyrenheten 24 arbetar såsom
portaler och/eller överföringsanordningar mellan de olika datalänkarna 68, 18, 74 och
64. Datalänkarna 68 och 74 kan vara leverantörsspecifika och arbeta vid väsentligt
högre överföringshastigheter än vad den öppna datalänken 18 gör, och följaktligen är
buffring tillhandahållen för ett meddelande som förs fràn en länk till en annan. Dessutom
kan ett meddelande behöva omformateras, eller ett meddelande på en länk kan kräva
en annan typ av meddelande på den andra länken, t ex kan en rörelsebegäran över
datalänken 74 omvandlas till en begäran om transmissionsinkoppling från
elsystemstyrenheten 24 till transmissionsstyrenheten 42. Datalänkarna 18, 68 och 74 är
vanligtvis styrenhetsnätverksbussar och kan överensstämma med SAE J1939-
protokollet.
[0019] På tunga hybridfordon där högspänningsisolationskontaktorerna 35 separerar
den lagrade energin i hybridsystemets drivbatterier 34 fràn resten av hybriden kan de
rörliga delarna bli hopsvetsade såsom ett resultat av omslag (öppnandet och slutandet)
av högspänningsisolationskontaktorerna 35 medan högspänningssystemet är under
belastning. Svetsning kan förvärras än mer genom ytterligare strömbelastningar som
härrör från chassits elektriska system och elektriska delsystem som drivs av hybridens
högspänningssystem via hybridsystemets likspänníngsomriktare 62 vid tidpunkten för
högspänningsisolationskontaktorns 35 omslag, vilket leder till gnistbildning och
svetsning av kontaktorerna.
[0020] Styrsystemet 21 implementerar samverkan av styrelementen för att beordra
fordonsdrift för att minimera strömuttag under kontaktorns 35 omslag. Av chassit
pàförda elektriska belastningar reduceras före, under och efter öppnandet och/eller
slutandet av hybridsystemets högspänningsisolationskontaktorer 35. En
omkonfigurerbar mjukvara och en elektrisk hàrdvaruarkitektur koordinerar páslagningen
Sid 7 av 15
och avslagningen av strömbelastningar som pàförs av chassits elektriska system
och/eller dess elektriska delsystem koordinerade med öppnandet och slutandet av
hybridsystemets högspänningskontaktorer. Tillstàndsändringar som uppträder bland
sensorerna 16 eller på instrumentpanelen 44 kan fungera såsom indikatorer för ett
begynnande behov av ett omslag av kontaktorerna 35. Till exempel kommer
lägesåndring av en tändningsomkopplare fràn AV till PÅ eller START troligen att utlösa
ett behov av att sluta kontaktorerna 35. En indikation på hastig fartminskning frän de
sensorer som används för att utlösa utveckling av krockkuddar kan användas såsom en
utlösare för att öppna kontaktorerna 35.
[0021] Den befintliga fordonsdatalänksmiljön möjliggör styrning av driften av fordonets
hybridelektriska drivlina 20 och olika belastningar som representeras av belastningarna
19, kraftuttagsdriften 22, omformaren 62 för likspänning/likspänning och de olika lokala
styrenheterna, till exempel ABS-styrenheten 50, av vilka alla drar ström.
Fordonskomponenter, system och delsystem så som: chassibelastningshanteraren,
tryckfläktar för elektrisk kylare, elektrifierade tillbehör (växelströmskompressor,
Servostyrning, luftkompressor, likspänningsomriktare och liknande), TEM- ("truck
equipment manufacture") installerad utrustning (ljus, motorer, solenoider och liknande)
är alla föremål för central styrning. Med helt integrerat belastningshanteringssystem
mellan chassit, TEM-installerad utrustning och det hybridelektriska
kraftelektroniksystemet reduceras elektriska strömbelastningar så mycket som möjligt
under själva öppnandet och slutandet av hybridsystemets högspänningskontaktorer.
[0022] Implementering av belastningsstyrning sker via en kommunikationsstrategi för
styrenhetsnätverk (CAN) där olika CAN-moduler/lokala styrenheter kommunicerar över
en datalänksmiljö (inkluderande datalänken 18) för att styra olika elektriska belastningar
(inkluderande belastningarna 19 och kraftuttagsdriften 22) hos chassit och de olika
lokala styrenheterna i samband med öppnandet och slutandet av två av hybridsystemets
högspänningsisolationskontaktorer 35. Högspänningsisolatorkontaktorerna 35 har ett
öppet normaltillstànd och ett aktiverat (slutet) tillstànd. Till exempel skulle ett omslag
frán det öppna tillståndet till deras slutna tillstànd vara förknippat med vridning av
Page 8 of 15
förarhyttskontakten till dess "På"-tillstànd, vilket initialiserar det hybridelektriska systemet
och det till fordonet hörande styrsystemet.
[0023] Hybridstyrenheten 48, vilken i typiska fall styr hybridsystemets
högspänningsisolationskontaktorer 35 (alternativt kan dessa styras med
elsystemstyrenheten 24), sänder ett kodat digitalt meddelande till huvudstyrenheten
(elsystemstyrenheten 24) över data 18 och begär att elsystemstyrenheten, via sina egna
fysiska utgångar 44 eller via en sekundär CAN-modul så som fjärrkraftsmodulen (RPM)
40, slår av eller reducerar alla icke absolut nödvändiga elektriska belastningar 19, 22 i
väntan pä att hybridstyrenheten 48 sluter hybridsystemets
högspänningsisolationskontaktorer 35. Sà snart elsystemstyrenheten 24 (antingen
direkt, via fjärrkraftsmodulen 40 eller via andra styrenheter) har slagit "Av" och, eller
reducerat alla tillgängliga elektriska belastningar under det rådande arbetsläget för
fordonet, eller fördröjt en belastning fràn pàslagning, överför elsystemstyrenheten 24
därefter kodat digitalt meddelande över datalänken 18 som innehåller den aktuella
belastningsstatusen för chassits elektriska system. Denna statuskommunikation kan
vara så enkel som utsändning av ett diskret meddelande som indikerar att de elektriska
belastningarna som kan slås "Av", eller reduceras, har slagits "Av" eller reducerats i
deras mesta möjliga omfattning. Statuskommunikationen skulle även kunna innehålla
faktiska eller beräknade strömbelastningar. Så snart hybridstyrenheten 48 tar emot
elsystemstyrenhetens 24 statusmeddelande kan den därefter besluta att slå om
hybridsystemets högspänningsisolationskontaktorer 35 från deras nuvarande tillstànd
eller behålla dem i deras rådande tillstånd baserat på den information som innehölls i
meddelandestatusen.
[0024] Kraftuttagsanordningarna 22 är ett bra exempel på den flexibilitet som kan
inkorporeras i föreliggande system. Normalt skulle kraftuttagsdriften 22 vara en
huvudkandidat för avstängning eller drift på reducerad nivå vid ett omslag av kontaktorer
. Huruvida drift av kraftuttagsdriften 22 kan avbrytas vid en enskild omslagshändelse
kan dock lämnas till användaren att avgöra baserat på karaktären på och
omständigheterna för omslagshändelsen.
Sid 9 av 15
[0025] En initialiseringstidgivare är också tillhandahàllen, i typiska fall genom lämplig
programmering av elsystemstyrenheten 24. Syftet med initialiseringstidgivaren är att
skapa ett tidsintervall under aktiveringen av hybridsystemet (så som att slå "På"
förarhyttskontakten) som automatiskt slår "Av" eller reducerar en serie av förutbestämda
belastningar. Dessa belastningar slås "Av" eller reduceras under ett programmerbart
tidsintervall, vilket minimerar den aktuella belastningen som påförs hybridsystemets
högspänningsisolationskontaktorer 35 innan alla associerade styrenheter som är
involverade i den normala belastningshanteringsprocessen blir helt initialiserade. Då
initialiseringstidgivaren har löpt tiden ut ska alla involverade styrenheter ha haft
tillräckligt med tid för att initialisera och anta normalläget för
belastningshanteringsfunktionalitet såsom beskrivits i den första delen av denna
anvisning.
[0026] Genom att hantera belastningar reduceras den mängd ström som leds via
hybridsystemets högspänningsisolationskontaktorer 25 under deras omslag varigenom
förtida fel och problem med svetsar begränsas.
[0027] Styrningen av olika belastningar som härrör från chassits elektriska system och
elektriska delsystem är baserad på "logiska" signaler och datalänkssignaler. Detta ger
utrymme för anpassning av fordonsutrustningsegenskaper och -funktionalitet med små
eller inga förändringar av fordonets faktiska hårdvaruarkitektur. Beroende på datalänken
och den mjukvarudrivna karaktären på styrarrangemangen kan styrningen av enskilda
belastningar vara beroende på fordonets arbetsläge och medger val av
fordonsbelastningar som ska stängas av eller begränsas baserat på huruvida omslaget
sker frán öppnat till slutet eller slutet till öppnat. Till exempel kan vindrutetorkarfunktion
via instrumentpanelen 44 eller belastningsstyrenheten 17 kopplas bort om fordonet är i
ett stillastående arbetsläge och strålkastarna är av. Under andra omständigheter kan
vindrutetorkare vara en prioriterad funktion som upprätthålls via ett omslag av
kontaktorerna 35. Exempel på belastningar som kan beaktas med avseende på
lägeskånslig tillgänglighet för avslagning eller reduktion för omslag inkluderar
Page 10 of 15
strålkastare, positionsljus, värme, ventilations- och luftkonditioneringsfläktmotorer,
elektriskt driven Servostyrning, elektriska luftkompressorer, TEM-tillbehör, elektriska
kylfläktar, olika systemstyrenheter (t ex ABS-styrenheten 50 om fordonet är stillastående
och parkeringsbromsen är àtdragen).
[0028] Kostnader reduceras eftersom detta system använder den befintliga
fordonsarkitekturen. Systemets robusthet är förstärkt genom att använda datalänks- och
styrenhetsmiljön. Ökad robusthet förstärker säkerheten genom att förbättra chanserna
att kontaktorerna 35 kommer att öppna i händelse av en olycka för att reducera
spänningar pà exponerade partier av fordonets elektriska system.
Sid 11 av 15
Claims (9)
1. Fordon, innefattande: ett elektriskt högspänningssystem; drivbatterier; kontaktorer mellan drivbatterierna och det elektriska högspänningssystemet, varvid kontaktorerna har ett slutet tillstånd och ett öppet tillstånd; ett flertal till fordonet hörande elektriska belastningar; sensorer för att indikera fordonsdriftsbetingelser; ett till fordonet hörande styrsystem som är kopplat för att ta emot utsignaler som genereras av sensorerna inkluderande utsignaler som genererar ett omslag av tillståndet för kontaktorerna och som inkluderar medel för att styra omslag av tillståndet för kontaktorerna och som vidare inkluderar medel för att styra den mängd elektricitet som varje till fordonet hörande elektriska belastning kan dra; och varvid det till fordonet hörande styrsystemet làter sig påverkas av fordonsdriftsbetingelser som genererar en förändring av tillståndet för den av kontaktorerna för att reducera strömuttaget av nämnda flertal fordonsbelastningar.
2. Fordon enligt krav 1, dessutom innefattande: att det till fordonet hörande styrsystemet är programmerat för att tillhandahålla val av till fordonet hörande elektriska belastningar för reduktion såsom respons på awikande fordonsdriftsbetingelser. Page 12 of 15
3. Fordon enligt krav 1, dessutom innefattande: att det till fordonet hörande styrsystemet är programmerat för att tillhandahålla val av till fordonet hörande elektriska belastningar för reduktion såsom respons på att tillståndsomslaget sker från öppnat till slutet och från slutet till öppnat.
4. Fordon enligt krav 2, dessutom innefattande: att det till fordonet hörande styrsystemet är programmerat för att tillhandahålla val av till fordonet hörande elektriska belastningar för reduktion såsom respons på att tillståndsomslaget sker fràn öppnat till slutet och från slutet till öppnat.
5. Fordon enligt krav 4, varvid fordonet har en hybridelektrisk drivlina och den hybridelektriska drivlinan inkluderar en elektrisk drivmotor och en förbrånningsmotor varvid antingen förbränningsmotorn eller den elektriska drivmotorn kan arbeta såsom fordonets drivkälla.
6. Till drivbatteri hörande isolationssystem för ett fordon innefattande: batterikontaktorer uppvisande ett slutet tillstànd och ett öppet tillstånd; medel för att fastställa fordonsdriftsbetingelser; styrmedel som låter sig påverkas av fordonsdriftsbetingelser för att flytta batterikontaktorerna mellan tillstånd; ett flertal till fordonet hörande elektriska belastningar; och varvid styrmedlet vidare låter sig påverkas av enskilda fordonsdriftsbetingelser för att välja till fordonet hörande elektriska belastningar för begränsad drift under ett tillståndsomslag av batterikontaktorerna. Sid 13 av 15
7. Till drivbatteri hörande isolationssystem enligt krav 6, dessutom innefattande: att valet av fordonsbelastningar medelst styrmedlet vidare låter sig påverkas av huruvida tillstàndsomslaget av kontaktorerna sker från slutet till öppnat eller från öppnat till slutet.
8. Till drivbatteri hörande isolationssystem enligt krav 7, dessutom innefattande: att valet av fordonsbelastningar medelst styrmedlet vidare låter sig påverkas av förändringar av fordonsdriftsbetingelser.
9. Förfarande -i ett hybridelektriskt eller elektriskt fordon som är utrustat med ett elkraftsdistributionssystem, ett flertal belastningar som kan dra ström från elkraftsdistributionssystemet, ett drivbatteriaggregat och kontaktorer som uppvisar slutna och öppna tillstånd för att koppla eller isolera drivbatteriaggregatet fràn elkraftsdistributionssystemet -för att manövrera kontaktorerna innefattande stegen att: såsom en respons på en förändring av fordonsdriftsbetingelser välja belastningar för drift under ett omslag av tillståndet för kontaktorerna; implementera ett omslag av tillståndet för kontaktorerna; och välja belastningar för drift baserat på fordonsdriftsbetingelser efter fullbordan av omslaget av tillstånd för kontaktorerna. Page 14 of 15
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/717,600 US20110218698A1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Hybrid high voltage isolation contactor control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1150187A1 true SE1150187A1 (sv) | 2011-09-05 |
Family
ID=44532034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1150187A SE1150187A1 (sv) | 2010-03-04 | 2011-03-02 | Styrning av högspänningsisolationskontaktor av hybridtyp |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110218698A1 (sv) |
CN (1) | CN102189941A (sv) |
DE (1) | DE102010061618A1 (sv) |
SE (1) | SE1150187A1 (sv) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112010005338T5 (de) | 2010-03-03 | 2013-01-24 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Steuersystem für ausrüstung an einem fahrzeug mit hybridelektrischem antriebsstrang und elektronisch gesteuertem voreilventil |
US8781657B2 (en) * | 2010-05-21 | 2014-07-15 | General Motors, Llc | Roadside handling for alternate-propulsion systems |
DE102010025198A1 (de) * | 2010-06-26 | 2011-12-29 | Volkswagen Ag | Kraftfahrzeug-Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes |
US9180864B2 (en) * | 2011-01-31 | 2015-11-10 | Suzuki Motor Corporation | Hybrid vehicle |
JP5408193B2 (ja) * | 2011-06-23 | 2014-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の異常検出装置 |
US8872471B2 (en) * | 2011-10-13 | 2014-10-28 | Ford Global Technologies, Llc | Variable output current battery charger and method of operating same |
KR20130068160A (ko) * | 2011-12-14 | 2013-06-26 | 한국전자통신연구원 | 전기 자동차의 내부 에너지 관리 시스템 구조 및 관리 방법 |
KR101317211B1 (ko) | 2011-12-30 | 2013-10-15 | 현대로템 주식회사 | 전동차용 인버터 격리 해제 방법 |
US20140375120A1 (en) * | 2012-03-07 | 2014-12-25 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Vehicle electrical system state controller |
US9562715B2 (en) * | 2012-03-21 | 2017-02-07 | Thermo King Corporation | Power regulation system for a mobile environment-controlled unit and method of controlling the same |
JP2015523257A (ja) * | 2012-05-10 | 2015-08-13 | インターナショナル トラック インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティー カンパニー | 絶縁接触器による過渡的極性制御 |
US9142372B2 (en) * | 2012-05-21 | 2015-09-22 | General Electric Company | Contactor isolation method and apparatus |
US9815423B2 (en) * | 2013-03-22 | 2017-11-14 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Motor vehicle state control system and method |
US9969276B2 (en) * | 2013-10-09 | 2018-05-15 | Ford Global Technologies, Llc | Plug-in vehicle with secondary DC-DC converter |
US10286800B2 (en) | 2013-10-09 | 2019-05-14 | Ford Global Technologies, Llc | Control pilot latch-out mechanism to reduce off-board energy consumption |
US9925884B2 (en) * | 2014-05-12 | 2018-03-27 | Ford Global Technologies, Llc | Contactor coil current reduction during vehicle battery charging |
KR101619609B1 (ko) * | 2014-09-05 | 2016-05-18 | 현대자동차주식회사 | 디젤 하이브리드 차량의 공기유량센서 칩 히팅 제어 장치 |
SE538656C2 (sv) | 2014-10-30 | 2016-10-11 | Scania Cv Ab | Method and system for switching from a first power supply path to a second power supply path |
CN105799543B (zh) * | 2014-12-29 | 2019-07-30 | 上海大郡动力控制技术有限公司 | 增程式电动汽车电机控制器功能的复用方法 |
US10343545B2 (en) | 2016-01-15 | 2019-07-09 | Trumpet Holdings, Inc. | Systems and methods for separating batteries |
GB2548631B (en) * | 2016-03-25 | 2020-01-15 | Jaguar Land Rover Ltd | Electrical load management method and apparatus |
US11479080B2 (en) | 2018-10-19 | 2022-10-25 | Systematic Power Manufacturing, Llc | Hybrid energy power module for mobile electrical devices |
US12031511B2 (en) | 2019-03-13 | 2024-07-09 | Systematic Power Manufacturing, Llc | On-board starting module for vehicle engine |
US12040654B2 (en) | 2019-03-13 | 2024-07-16 | Systematic Power Manufacturing, Llc | On-board starting module for vehicle engine |
US12034131B2 (en) | 2021-06-11 | 2024-07-09 | Systematic Power Manufacturing, Llc | Stand-by power module for vehicle engine |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6272402B1 (en) * | 1999-07-15 | 2001-08-07 | Navistar International Transportation Corp. | Remote interface modules with programmable functions |
DE10006781A1 (de) * | 2000-02-18 | 2002-03-14 | Xcellsis Gmbh | Vorrichtung mit einer Brennstoffzelle für die Erzeugung elektrischer Energie und mit Verteilung der elektrischen Energie an Verbraucher |
US6879895B2 (en) * | 2002-04-23 | 2005-04-12 | Rick W. Capps | Method and handling apparatus for a vehicular electrical system |
US7253584B2 (en) * | 2002-09-12 | 2007-08-07 | General Motors Corporation | Isolated high voltage battery charger and integrated battery pack |
US7710697B2 (en) * | 2004-10-22 | 2010-05-04 | Honeywell International Inc. | Hybrid system for electronically resetable circuit protection |
US7830117B2 (en) * | 2005-01-10 | 2010-11-09 | Odyne Systems, Llc | Vehicle charging, monitoring and control systems for electric and hybrid electric vehicles |
JP2006280109A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 電気自動車用電圧変換回路 |
US7421323B2 (en) * | 2005-05-03 | 2008-09-02 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Automated vehicle battery protection with programmable load shedding and engine speed control |
US8736224B2 (en) * | 2007-03-09 | 2014-05-27 | Ford Global Technologies, Llc | Charging a battery using a circuit having shared loads |
US8049460B2 (en) * | 2007-07-18 | 2011-11-01 | Tesla Motors, Inc. | Voltage dividing vehicle heater system and method |
JP5084526B2 (ja) * | 2008-01-22 | 2012-11-28 | 三洋電機株式会社 | 車両用の電源装置 |
JP5259220B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2013-08-07 | 富士重工業株式会社 | 電気自動車 |
US8154242B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-04-10 | GM Global Technology Operations LLC | Method of fully charging an electrical energy storage device using a lower voltage fuel cell system |
US8299762B2 (en) * | 2009-06-05 | 2012-10-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Starting/generating system with multi-functional circuit breaker |
US8509976B2 (en) * | 2010-02-18 | 2013-08-13 | University Of Delaware | Electric vehicle equipment for grid-integrated vehicles |
-
2010
- 2010-03-04 US US12/717,600 patent/US20110218698A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-29 DE DE102010061618A patent/DE102010061618A1/de not_active Ceased
-
2011
- 2011-03-02 SE SE1150187A patent/SE1150187A1/sv not_active Application Discontinuation
- 2011-03-02 CN CN2011100568618A patent/CN102189941A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102189941A (zh) | 2011-09-21 |
US20110218698A1 (en) | 2011-09-08 |
DE102010061618A1 (de) | 2011-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE1150187A1 (sv) | Styrning av högspänningsisolationskontaktor av hybridtyp | |
US8972084B2 (en) | Control system for equipment on a vehicle with a hybrid-electric powertrain | |
CN101318507B (zh) | 功率提升系统和方法 | |
KR101103877B1 (ko) | 하이브리드차량의 가변 전압 제어 방법 | |
US8838314B2 (en) | Control system for equipment on a vehicle with a hybrid-electric powertrain and an electronically controlled combination valve | |
US20160352120A1 (en) | Electric vehicle high-voltage system alert | |
US10620271B2 (en) | Vehicle system and method for activating hazard lights during battery disconnect events | |
CN105270197A (zh) | 带有电池升压以及旁路控制的车辆系统 | |
JP2013510040A (ja) | ハイブリッド電気パワートレインを備えた車両装備機器の制御システム | |
AU2010348363B2 (en) | Vehicle with primary and secondary air system control for electric power take off capability | |
KR102645076B1 (ko) | 차량, 전력 분배 장치 및 방법 | |
US20120290151A1 (en) | Control system for equipment on a vehicle with a hybrid-electric powertrain | |
WO2020035990A1 (ja) | 電動作業車両 | |
US8489254B2 (en) | Control system for equipment on a vehicle with a hybrid-electric powertrain | |
US20120265388A1 (en) | Control system for equipment on a vehicle with a hybrid-electric powertrain | |
US8606453B2 (en) | Hybrid vehicle prime movers communication control strategy | |
WO2013015817A1 (en) | Motor vehicle with multiple bus power system | |
US20120239226A1 (en) | Control system for equipment on a vehicle with a hybrid-electric powertrain | |
Bissontz | Vehicle electrical system state controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAV | Patent application has lapsed |