SE535887C2 - Batteriladdningssystem - Google Patents

Batteriladdningssystem Download PDF

Info

Publication number
SE535887C2
SE535887C2 SE1150825A SE1150825A SE535887C2 SE 535887 C2 SE535887 C2 SE 535887C2 SE 1150825 A SE1150825 A SE 1150825A SE 1150825 A SE1150825 A SE 1150825A SE 535887 C2 SE535887 C2 SE 535887C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
battery
voltage
charging
charging system
controller
Prior art date
Application number
SE1150825A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1150825A1 (sv
Inventor
Michael Skarped
Per Blommegaard
Therese Kjelldal
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1150825A priority Critical patent/SE535887C2/sv
Priority to EP12796834.5A priority patent/EP2719055B1/en
Priority to RU2013157197/07A priority patent/RU2568669C2/ru
Priority to CN201280027806.9A priority patent/CN103597706B/zh
Priority to PCT/SE2012/050580 priority patent/WO2012169953A1/en
Priority to BR112013027469-7A priority patent/BR112013027469A2/pt
Publication of SE1150825A1 publication Critical patent/SE1150825A1/sv
Publication of SE535887C2 publication Critical patent/SE535887C2/sv

Links

Classifications

    • 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
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • 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
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple 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
    • 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
    • B60L50/66—Arrangements of 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
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/18—Buses
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • 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
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/42—Control modes by adaptive correction
    • 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
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1446—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in response to parameters of a vehicle
    • 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
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

535 88? 2 Ett problem i samband med detta är att det är tidskrävande att beräkna resistansen i kretsen, och därmed spänningsfallet, mellan Kraftkällan och batterierna. Att i förväg mäta upp kretsen och justera spänningen utifrån det uppmätta värdet är mycket tidskrävande eftersom resistansen i kretsen varierar frän fordon till fordon beroende hur kretsen ser ut och beroende pä vilka enheter som är inkopplade för tillfället.
Det finns idag kända system, anpassade för bussar och lastbilar, som har en adaptiv batteriladdningsfunktion vilken beroende på en skattad batteritemperatur välier hur hög spänning man begär från elkraftkällan i samband med laddning.
Denna funktion är dock beroende av temperatursensorer. Denna kända adaptiva batteriladdningsfunktion tar dock inte hänsyn till konsekvenserna av varierande resistanser i kretsen eller av den separerade placeringen av batterier och elkraftskällan i fordonet.
Uppfinnarna till föreliggande ansökan har således identifierat ett behov av en adaptiv batteriladdningsfunktion vilken tar hänsyn till och anpassar sig efter varierande resistanser mellan olika bussar i laddningskretsen utan att man i förväg och för olika situationer måste mäta upp resistansen i kretsen.
Följande publicerade patent och patentansökningar beskriver olika lösningar inom teknikomrädet.
US2009051325 beskriver ett reglersystem för att ladda ett batteri i ett fordon där spänning ut från strömkällan korrigeras utifrån önskad laddspänning tillsammans med en offsetspänning som beror på faktisk ström levererad till batteriet.
Systemet innefattar temperatursensorer för att känna av temperaturen i strömkällan. Då kablarna har en fast längd kan systemet även kalibreras med hänsyn till kablarnas resistans. 535 88? 3 JP2307338 beskriver ett system för att kompensera för spänningsfall genom att räkna ut förväntat spänningsfall beroende pä kabellängd och sedan mäta ström och spänning och därefter korrigera spänningen fràn generatorn.
WO2005060066 beskriver en laddningsanordning för att ladda ett flertal batterier som är seriekopplade i ett fordon. Anordningen är ansluten till en generator med inbyggd laddningsregulator via en första ledning och till generatorns utgång via en andra ledning. Den första ledningen används för att àterkoppla laddnings- regulatorn så att önskad utspänning erhålls frän generatorn.
US6404163 beskriver en metod för styrning av laddningsspänning till ett batteri i ett fordon. En optimal laddspänning för batteriet räknas ut och ges som input till en generator för att generatorn ska leverera korrekt laddningsspänning till batteriet.
US5182510 beskriver ett system för att ladda ett batteri med en generator, där en likriktarregulator används. Den reglerade spänningen kompenserar för spännings- fall som uppkommer i kabeln mellan likriktaren och batteriet.
US2008100269 beskriver ett reglersystem för en generator i ett fordon där man mäter spänningen ut från generatorn och batterispänningen samtjämför dessa värden med ett màlvärde för att avgöra om det är något fel i kretsen.
US2010127668 beskriver en metod för att kompensera för spänningsfall som upp- kommer i kabeln mellan batteri och laddare. Metoden innefattar att i ett första läge räkna ut spänningsfallet i kabeln och sedan använda det sparade värdet för att korrigera laddningsspänningen.
WO9210019 beskriver en spänningsregulator för en generator som laddar ett batteri i ett fordon. Spänningsfallet mellan batteriet och generatom kompenseras för genom att beräkna spänningsfallet utifrån generatorströmmen och kabelns resistans. 535 88? Ett syfte med föreliggande uppfinning är att hålla laddningsspänningen på en optimal nivå genom att kompensera för det spänningsfall som uppstår på vägen från elkraftkällan till batterierna.
Ett ytterligare syfte är att åstadkomma en adaptiv batteriladdningsfunktion vilken inte är beroende av ytterligare sensorer.
Ett annat syfte är att åstadkomma en adaptiv batteriladdningsfunktion vilken är oberoende den exakta resistansen i kretsen, vilken varierar beroende på lasternas storlek och användning samt inkoppling relativt laddningskretsen, vilket medför att kalibrering av kretsen inte är nödvändig.
Ett ytterligare syfte är att hålla batterispänningsnivån på en nivå som har beräknats vara optimal enligt det ovan nämnda kända adaptiva batteriladdnings- systemet som ofta används idag i bussar.
Sammanfattningav uppfinningen Ovan nämnda syften åstadkommes med uppfinningen definierad av de oberoende patentkraven.
Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.
Föreliggande uppfinning avser ett batteriladdningssystem vilket reglerar batteri- spänningsnivàn utifrån aktuellt spänningsfall.
En fördel med uppfinningen är att laddningsspänningsfallet inte behöver minskas genom minskning av laddningskretsresistansen med användning av grövre och/eller fler elektriska ledare vilket är dyrt, tillför vikt och påverkar miljön negativt.
Eftersom föreliggande uppfinning använder sig av ett batteriladdningssystem med återkoppling behöver inget kablage förändras för att erhålla önskad 535 887 batteriladdspänning. Återkopplingen kompenserar för spänningsfallen, varvid kraftigare kablar för att minska spänningsfallet i kretsen ej behöver dras, eller inkoppling av effektförbrukarna på andra ställen i kretsen för att förhindra spänningsfali ej behöver göras.
Enligt en utföringsform innefattar batteriladdningssystemet, en elkraftkäila an- passad att leverera en laddningsspänning tiil minst ett batteri med en eller flera resistanspàförande enheter Ri-Rfl & RU-RLS anslutna till systemet. De resistans- pàförande enheterna innefattas av ledare mellan kraftkäiian, batterierna och de effektförbrukande enheterna, vilket har en ledningsresistans Ri-Rii och de effektförbrukande enheterna som har en resistans RL1-RL3. Ledarna kan exempelvis vara kablage och/eller ramstruktur. De effektförbrukande enheterna kan exempelvis vara iuftkonditioneringen, extravärmare, ventilation, 230V AC- omvandlare, men det innefattas även av alla andra system på fordonet som förbrukar effekt. Systemet innefattar vidare en regulator anpassad att kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell önskad laddningsspänning Vd och ett värde representerande en aktuell batterispänning Vba, för batterisystemet, och baserat på dessa värden kontinuerligt beräkna en från elkraftkällan levererad laddningsspänning Vcaic som krävs för att uppnå nämnda önskade laddnings- spänning Vd, varvid regulatorn är anpassad att generera en styrsignal S inne- fattande styrkommandon till elkraftkällan att leverera den beräknade laddnings- spänningen Vem.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen avser föreliggande uppfinning en metod för att styra laddningen av minst ett batteri i nämnda batteriladdningssystem.
En fördel med metoden för att styra laddningen av minst ett batteri i ett batteriladdningssystem såsom enligt uppfinningen är att den kan implementeras som en mjukvara i en i fordonet befintlig styrenhet.
Enligt en utföringsform av uppfinningen är regulatom en PID-regulator. 535 887 6 Enligt en ytterligare aspekt av föreliggande uppfinning avser uppfinningen även en datorprogramprodukt innefattande programsteg för genomförande av metoden.
Kort ritningsbeskrivning Figur 1 visar ett batteriladdningssystem för ett fordon enligt den föreliggande uppfinningen.
Figur 2 visar en schematisk vy av batteriladdningssysterhet enligt en utföringsform av uppfinningen, med ett antal resistanspàförande enheter anslutna.
Figur 3 visar schematiskt hur elkraftkällan i systemet styrs enligt en utföringsform.
Figur 4 visar uppträdandet för batteriladdningssystemet enligt en utföringsform för uppfinningen.
Detalierad beskrivninq av föredraona utförinqsformer av uDDfinninqen Med hänvisning till de bifogade ritningarna kommer nu uppfinningen att beskrivas i detalj.
Figur 1 visar ett batteriladdningssystem 1 enligt den föreliggande uppfinningen.
Batteriladdningssystemet 1 innefattar, en elkraftkälla 2 anpassad att leverera en laddningsspänning till minst ett batteri 3 med en eller flera resistanspàförande enheter anslutna till systemet 1. Systemet 1 innefattar vidare en regulator 4 anpassad att kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell önskad laddningsspänning Vd och ett värde representerande en aktuell batterispänning Vba, för nämnda minst ena batteri 3, och baserat på dessa värden kontinuerligt beräkna en frän elkraftkällan 2 levererad laddningsspänning Vcaic som krävs för att uppnå nämnda önskade laddningsspänning Vd, varvid regulatorn 4 är anpassad att generera en styrsignal S innefattande styrkommandon till elkraftkällan 2 att leverera den beräknade laddningsspänningen Vcak.
Figur 2 visar en schematisk vy av batteriladdningssystemet 1 med ett antal resistanspäförande enheter Rr-Rfl, RU-RLQ, anslutna mellan elkraftkällan 2, nämnda minst ena batteri 3 och regulatorn 4, vilka pä olika sätt päför resistans.
Resistanspåförande enheter i form av ledare är här benämnda R. - RM. Ledarna 535 887 7 kan vara ledningar och/eller fordonets jordplan (även kallat chassijord). Ledarnas resistanser kan naturligtvis beroende på aktuell konfiguration vara fler eller färre än 11 till antalet och varje ledares respektive resistans R kan variera beroende på ledarens resistivitet, längd och area. De resistanspåförande enheterna består alltså dels av ledarnas resistans R, samt i detta fall även tre anslutna ström- förbrukande enheter RU-Rts, exempelvis Iuftkonditioneringsenheter. Antalet anslutna strömförbrukande enheter RL kan naturligtvis variera beroende på aktuell konfiguration. Ju mer effekt de strömförbrukande enheterna förbrukar, desto större strömmar kommer passera genom resistanspåförande enheterna Ri vilka kommer att orsaka större spänningsfall.
Regulatorn 4 är i figur 2 anordnad i en styrenhet 5. Enligt en utföringsform är värdet representerande den aktuella batterispänningen Vbai beräknad. Styr- enhetens 5 spänning används då som värde representerande den aktuella batterispänningen Vba, för det minst ena batteriet 3. Ett alternativt sätt att erhålla den aktuella batterispänningen Vbai är att mäta direkt på det minst ena batteriets 3 poler. Detta kräver dock extra kablage, vilket medför ett kostsammare system.
Figur 3 visar schematiskt hur elkraftkällan 2 i systemet styrs enligt en utförings- form. Laddningsspänningen för elkraftkällan 2 beräknas i styrenheten 5 och omvandlas till ett värde i procent. Värdet i procent skickas till en motorstyrenhet 6 där en pulsbreddsmodulerad (PWM) signal skapas baserat på det mottagna värdet. Signalen skickas mellan styrenheten 5 och motorstyrenheten 6 med hjälp av fordonets kommunikationsnätverk (CAN). Den pulsbreddsmodulerade signalen skickas till elkraftkällan 2 och elkraftkällan 2 realiserar laddningsspänningen.
Enligt en utföringsform är regulatorn 4 en PID-regulator, men även andra typer av passande regulatorer kan användas. PID-regulatorn styrs av ett antal i förväg bestämda och fasta parametrar relaterade till fordonet, dvs. de fasta parametrarna är bestämda i förväg så att PID-regulatorn, med användning av dessa parametrar kan tillämpas generellt för exempelvis en buss utan att parametrarna behöver justeras med hänsyn till inkopplade enheter i en specifik buss. PID-regulatorn 535 88? 8 innefattar tre parametrar, en proportionell del, en integrerande del, och en deriverande del. PID-regulatorn är anpassad så att en optimal balans, för en viss typ av fordon, mellan dessa tre delar av regulatorn uppnås för att nå det önskade beteendet för regulatorn. Det finns olika systematiska sätt för att iterativt finjustera parametrarna för att nå det önskade resultatet. The Internal Model Control (IMC)- metoden är ett användbart sätt för attjustera och identifiera parametrarna för regulatorn. PID-regulatorn kan implementeras i serie eller vara parallellkopplad.
En fördel med parallellkoppling är att P, l och D-delen kan implementeras en och en och sedan summeras ihop. Detta sätt gör det lättare att prova olika värden för de olika parametrarna utan att påverka andra parametrar i regulatorn än den man tittar på för tillfället.
Regulatorn kan beskrivas med följande formel: rr.
S.
S “z .4 v) + x k j ,.-.
Fèfsš = år' (1 -+ + m s gïïå ~4 vi i Där K är den proportionella delen, K/Ti är den integrerande delen, och Tds/(pTds + 1) är den deriverande delen, och u en konstant som diskuteras nedan.
Parametrarna för PID-regulatorn väljs genom att studera ett stegsvar för systemet. Från stegsvaret kan en treparametermodell konstrueras vilket beskriver systemet. Parametrarna för PID-regulatorn kan således bestämmas systematiskt med hjälp av en treparametermodell vilken har följande form: AW* ll värdena för parametrarna läses av i stegsvaret för det oåterkopplade systemet.
Där enligt ett exempel, L = 0.15 s, avser fördröjning från ett steg i insignalen till en reaktion i utsignalen.
Kp= 27.95 V, avser det slutliga värdet att nä för stegsvaret.
T = 0.22 s, avser en tidskonstant för systemet är beräknad som tiden från L till tiden när systemet har nått 063% av sitt slutliga värde. 535 B87 Parametrarna från stegsvaret resulterar i följande treparametermodell: 17* »Was fm: Uä__S__: S 8 . ..«...-_.< Parametrarna för PID-regulatorn beräknas från treparametermodellen genom att använda IMC-metoden. I IMC-metoden används endast ny information i den uppmätta signalen som àterkopplingssignal. I IMC-metoden väljs parametrarna såsom det beskrivs nedan, där TC är den enda designparametern och de andra tre är hämtade från treparametermodellen. TC är den önskade tidskonstanten för det àterkopplade systemet och T är den önskade tidskonstanten för det oäterkopplade systemet. L í T är den relativa tidsfördröjningen för systemet.
Med de beräknade värdena för PID-regulatorn i parallellform, erhålls följande regulator: 1 eosssš - fi: » * F S '" u” ”szßseß Üssasss- +1 Vid implementering av regulatorn 4 måste vissa justeringar göras, värdet u är valt till 0.2, men är en justerbar parameter. För att implementera regulatorn 4 används en digital implementering av regulatorn 4. 535 BB? Eftersom resistansen i systemet 1 varierar över tiden, pga. varierande anslutna strömförbrukare RL, och även den önskade iaddningspänningen varierar, är det en fördel att sampla relativt ofta, och samplingsfrekvensen för batteriladdnings- systemet ligger därför i intervallet 1,4-3,4 Hz och företrädesvis ca. 2 Hz.
Alternativt kan dock andra samplingsfrekvenser vara relevanta beroende av systemets konfiguration.
De anslutna resistanspäförande enheterna R1-R11, Ru-RLa utgörs av resistanser i ledningar R1-R11 och/eller anslutna strömförbrukare RU-Rra, såsom exempelvis luftkonditionering eller fläktar. Dessa resistanspàförande enheter varierar över fiden.
Figur 4 visar medelst tre diagram hur batteriladdningssystemet uppträder. Överst visas en begärd spänning från elkraftkällan, i mitten en styrsignal till elkraftkällan sàsom den pulsbreddsmodulerade signalen (PWM), och nederst batterispänningen. De positiva topparna uppträder i batterispänningsnivän när en stor last kopplas ifrån systemet. När de negativa topparna uppträder i diagrammet har den stora lasten kopplats till. Systemet kompenserar för spänningsfallen genom att begära en högre spänning frän elkraftskällan, vilket resulterar i att batterispänningen höjs. Ett exempel på detta kan ses i diagrammen från tiden 150 s fram till ca 200 s.
Batterisystemet 3 är företrädesvis anpassat för att användas i en buss, i vilken elkraftkällan 2 är anordnad iden bakre delen av bussen och det minst ena batteriet 3 i den främre delen av bussen.
Föreliggande uppfinning avser även en metod för att styra laddningen av minst ett batteri i ett batteriladdningssystem för ett fordon, vilket batteriladdningssystem innefattar en elkraftkälla 2 anpassad att leverera en laddningsspänning till minst ett batteri 3 med en eller flera resistanspäförande enheter R1-R11, RU-Rrg anslutna till systemet. Metoden innefattar stegen att: 535 887 ll - kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell önskad laddningsspänning Vd i en regulator 4, - kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell batterispänning Vbd. för det minst ena batteriet 3 i nämnda regulator 4, - kontinuerligt beräkna en från elkraftkällan 2 levererad laddningsspänning Vddid som krävs för att uppnå nämnda önskade laddningsspänning Vd baserad pà aktuell önskad laddningsspänning Vd och aktuell batterispänning Vbdl för batterisystemet 3, och - generera en styrsignal S innefattande styrkommandon till elkraftkällan 2 för att leverera den beräknade laddningsspänningen Vdald.
Enligt en utföringsform för metoden är regulatorn 4 en PID-regulator.
Enligt en utföringsform för metoden styrs regulatorn 4 av ett antal i förväg bestämda och fasta parametrar relaterade till fordonet.
Enligt en ytterligare utföringsform för metoden är värdet representerande den aktuella batterispänningen Vbdl för det minst ena batteriet 3 beräknad.
Enligt en utföringsform för metoden är samplingsfrekvensen för batteriladdnings- systemet 1 ca. 2 Hz.
Föreliggande uppfinning avser även en datorprogramprodukt innefattande programsteg för genomförande av metoden ovan.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan beskrivna föredragna ut- föringsformer. Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. De ovan beskrivna utföringsformerna skall därför inte betraktas som begränsande uppfinnlngens skyddsomfàng vilket definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 535 BB? 12 Patentkrav
1. Batteriladdningssystem (1) för ett fordon, innefattande: en elkraftkälla (2) anpassad att leverera en laddningsspänning till minst ett batteri (3) med en eller flera resistanspåförande enheter (R1-R11, Ru-Rta) anslutna till systemet (1), och en regulator (4) anpassad att kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell önskad laddningsspänning (Vd) och ett värde representerande en aktuell batterispänning (Vbag för det minst ena batteriet (3), och baserat på dessa värden kontinuerligt beräkna en från elkraftkällan (2) levererad laddningsspänning (Væm) som krävs för att uppnå nämnda önskade laddningsspänning (Vd), varvid regulatorn (4) är anpassad att generera en styrsignal (S) innefattande styrkommandon till elkraftkällan (2) att leverera den beräknade laddningsspänningen (være), varvid regulatorn (4) är anordnad i en styrenhet (5), kännetecknat av att värdet representerande den aktuella batterispänningen (Vw) för det minst ena batteriet (3) är beräknat utifrån styrenhetens (5) spänning.
2. Batteriladdningssystem enligt patentkrav 1, varvid regulatorn (4) är en PID- regulator.
3. Batteriladdningssystem enligt något av patentkraven 1-2, varvid regulatorn (4) styrs av ett antal i förväg bestämda och fasta parametrar relaterade till fordonet.
4. Batteriladdningssystem enligt något av patentkraven 1-3, varvid samplingsperiod för batteriladdningssystemet (1) är ca. 2 Hz.
5. Batteriladdningssystem enligt något av patentkraven 1-4, varvid de anslutna resistanspåförande enheterna (R1-R11, RU-Rrs) utgörs av resistanser i ledare (Ri- R11) och/eller anslutna strömförbrukare (RU-Ru).
6. Batteriladdningssystem enligt patentkrav 5, varvid antalet anslutna strömförbrukare (RU-Rts) varierar över tiden. 10 15 20 25 30 535 88? 13
7. Batteriladdningssystem enligt något av patentkraven 1-6, varvid elkraftkällan (2) är anordnad i den bakre delen av fordonet och det minst ena batteriet (3) i den främre delen av fordonet, eller vice versa.
8. Metod för att styra laddningen av minst ett batteri i ett batteriladdningssystem för ett fordon. vilket batteriladdningssystem (1) innefattar en elkraftkälla (2) anpassad att leverera en laddningsspänning till minst ett batteri (3) med en eller flera resistanspåförande enheter (R1-R11, RU-RU) anslutna till systemet, varvid metoden innefattar stegen att: - kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell önskad laddningsspänning (Vd) i en regulator (4), - kontinuerligt mottaga ett värde representerande en aktuell batterispänning (VM) för det minst ena batteriet (3) i nämnda regulator (4), - kontinuerligt beräkna en från elkraftkällan (2) levererad laddningsspänning (Vaio) som krävs för att uppnå nämnda önskade laddningsspänning (Vd) baserad på aktuell önskad laddningsspänning (Vd) och aktuell batterispänning (Vw) för det minst ena batteriet (3), och - generera en styrsignal (S) innefattande styrkommandon till elkraftkällan (2) för att leverera den beräknade laddningsspänningen (Vem), varvid regulatorn (4) är anordnad i en styrenhet (5), och värdet representerande den aktuella batterispänningen (Vbat) för batterisystemet är beräknat utifrån styrenhetens (5) spänning.
9. Metod enligt patentkrav 8, varvid regulatorn (4) är en PID-regulator.
10. Metod enligt patentkrav 8, varvid regulatorn (4) styrs av ett antal i förväg bestämda och fasta parametrar relaterade till fordonet.
11. Metod i batteriladdningssystem enligt något av patentkraven 8-10, varvid samplingsperioden för batteriladdningssystemet (1) är ca. 2 Hz. 535 B87 14
12. Datorprogramprodukt innefattande programsteg för genomförande av metoden enligt något av patentkraven 8-11.
SE1150825A 2011-06-07 2011-09-13 Batteriladdningssystem SE535887C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150825A SE535887C2 (sv) 2011-06-07 2011-09-13 Batteriladdningssystem
EP12796834.5A EP2719055B1 (en) 2011-06-07 2012-05-31 Battery charging system
RU2013157197/07A RU2568669C2 (ru) 2011-06-07 2012-05-31 Система зарядки аккумулятора
CN201280027806.9A CN103597706B (zh) 2011-06-07 2012-05-31 电池充电系统
PCT/SE2012/050580 WO2012169953A1 (en) 2011-06-07 2012-05-31 Battery charging system
BR112013027469-7A BR112013027469A2 (pt) 2011-06-07 2012-05-31 sistema de carga de bateria

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1100443 2011-06-07
SE1100442 2011-06-07
SE1150825A SE535887C2 (sv) 2011-06-07 2011-09-13 Batteriladdningssystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1150825A1 SE1150825A1 (sv) 2012-12-08
SE535887C2 true SE535887C2 (sv) 2013-02-05

Family

ID=47296287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1150825A SE535887C2 (sv) 2011-06-07 2011-09-13 Batteriladdningssystem

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2719055B1 (sv)
CN (1) CN103597706B (sv)
BR (1) BR112013027469A2 (sv)
RU (1) RU2568669C2 (sv)
SE (1) SE535887C2 (sv)
WO (1) WO2012169953A1 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9178373B2 (en) * 2013-02-08 2015-11-03 Canadus Power Systems, Llc Alternator control system and method
US11897591B2 (en) * 2017-01-11 2024-02-13 Brunswick Corporation PCM controlled charging system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3129378A (en) * 1959-11-09 1964-04-14 Gen Motors Corp Vehicle electrical system including semiconductor regulator and switch means
FR2525039B1 (fr) * 1982-04-13 1989-08-04 Mitsubishi Electric Corp Dispositif de commande d'un circuit de charge de batterie d'accumulateurs d'un vehicule
AU1908788A (en) * 1987-07-17 1989-01-19 Nutronics Corporation Method and apparatus for managing alternator loads on engines
DE4037640A1 (de) * 1990-11-27 1992-06-04 Bosch Gmbh Robert Spannungsregler fuer einen generator
RU2025862C1 (ru) * 1992-01-30 1994-12-30 Юлий Иосифович Майзенберг Устройство управления зарядом аккумуляторной батареи транспортного средства
US6353306B1 (en) * 2000-04-13 2002-03-05 Mixon, Inc. Battery charger apparatus
RU2206166C2 (ru) * 2000-08-17 2003-06-10 Уральский государственный университет путей сообщения Устройство для заряда аккумулятора
US6404163B1 (en) * 2001-06-25 2002-06-11 General Motors Corporation Method and system for regulating a charge voltage delivered to a battery
SE526219C2 (sv) * 2003-12-17 2005-08-02 Volvo Lastvagnar Ab Metod och anordning för batteriladdning
US7944182B2 (en) * 2007-08-03 2011-05-17 American Power Conversion Corporation Adjustable battery charger for UPS
US9007031B2 (en) * 2007-08-21 2015-04-14 Ford Global Technologies, Llc Automotive voltage compensation system and method
US8120363B2 (en) * 2008-11-24 2012-02-21 Cummins Power Generation Ip, Inc. Voltage drop compensation for an electric power storage device charging system
CN101917049A (zh) * 2010-08-20 2010-12-15 广州三业科技有限公司 一种内燃机蓄电池充电器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012169953A1 (en) 2012-12-13
BR112013027469A2 (pt) 2020-09-01
CN103597706B (zh) 2017-05-24
EP2719055A4 (en) 2015-07-29
EP2719055B1 (en) 2016-08-17
EP2719055A1 (en) 2014-04-16
RU2568669C2 (ru) 2015-11-20
CN103597706A (zh) 2014-02-19
RU2013157197A (ru) 2015-07-20
SE1150825A1 (sv) 2012-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107757374B (zh) 低电压总线的电动车辆电源转换
CN105277893B (zh) 实时电池估计
US7869913B2 (en) Vehicle-use electric generator apparatus
US10389128B2 (en) Power control system
CN113328479A (zh) 用于控制电池系统中的电功率流的方法和设备
CN107852021B (zh) 用于运行电系统的方法和装置以及电系统
Hu et al. Dc microgrid droop control based on battery state of charge balancing
CN106828134A (zh) 牵引电池中的接线电阻的自适应识别
US20160167533A1 (en) Device and method for separating and connecting two-part board networks
US11870249B2 (en) Electrical power system including energy storage modules and shared system controller
CN105281420B (zh) 控制电能源在供电网络上传递的电力的方法和电力系统
CN114598003A (zh) 充电方法、装置及存储介质
US10355323B2 (en) Temperature detecting apparatus
SE535887C2 (sv) Batteriladdningssystem
US10122180B2 (en) Bus conditioner for an aircraft power system
US8232792B2 (en) System and method for controlling the output voltage of a power supply
CN108054747B (zh) 一种直流变换器的并联控制方法及直流微电网
US8120363B2 (en) Voltage drop compensation for an electric power storage device charging system
JPWO2018190249A1 (ja) スイッチング電源システム、コントローラ、及び制御方法
Kohler et al. Voltage stability analysis of automotive power nets based on modeling and experimental results
CN102187564A (zh) 马达系统以及用于运行马达系统的方法
CN103856040A (zh) 用于控制升压变换器的方法和系统
Ruf et al. Experimental investigations on an autonomous load shutdown mechanism in respect to voltage stability in automotive power nets
JP5517965B2 (ja) 電池システム
US20230103971A1 (en) Converter assembly and method for operating a converter assembly

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed