向具有双电能存储装置的混合动力车辆供电的系统和方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的方法用于设置有电力系统(1)和备用电力系统(5)的车辆中，其中电力系统包括电机/发电机(3)和具有第一名义电压的第一电能存储器(2)，备用电力系统包括具有低于第一名义电压的第二名义电压的第二电能存储器(6)。电力系统和备用系统通过其间的可逆的DC/DC转换器(9)而连接。根据本发明专利技术，流入第一存储器(2)的第一最优功率电流强度(IESS1)和流入第二存储器(6)的第二最优功率电流强度(IESS2)基于第一和第二电能存储器的工作参数而确定，以最小化由于热耗散引起的损耗。根据另一个特征，第一和第二最优功率电流强度(IESS1、IESS2)还基于可逆的DC/DC转换器输出而确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于向具有双电能存储装置的混合动力机动车辆提供电力的方法，以及一种用于向可实现这种方法的混合动力机动车辆提供电力的系统。
技术介绍
具有热发动机的机动车辆通常包括车载电网络，该车载电网络包括电池和特别是起动器，其中电池通常是12V电池，并且设计为向多种设备提供电能，而起动器对于保证热发动机的起动是不可缺少的。在起动后，联接至热发动机的交流发电机负责对电池充电。现今，电力的发展使得可以提供并控制单个可逆的多相旋转电机，这有利地替代了起动器和交流发电机。在初始阶段，名字称为交流发电机-起动器的该机器基本上提供了实现了之前由交流发电机和起动器实现的功能的目的，并且此外，提供了制动能量回收的目的，或是提供热发动机以额外功率和转矩的目的。为了通过增加交流发电机-起动器的工作电压而改善其性能并且提高功率，而同时维持能够使用设计用于12V或14V电源(特别是蓄电池)的其他标准设备的目的，已经开发了所谓的“14+X”或“微混”构架，该构架例如在专利申请FR2328576中描述。因此该构架由电功率网络和电服务网络组成，其中电功率网络将所述交流发电机-起动器连接到电能储存元件，该电能储存元件以高于14V并且可高达48V的电压运行，并且其中电服务网络将所有其他的设备连接起来。在两个网络之间的电压水平的使用通过可逆的直流/直流(DC/DC)转换器来保证。在第二阶段，生态学的考虑使得交流发电机-起动器的设计具有约8-10kW的功率，该功率足够在低速时驱动车辆，例如在城市环境中。仅仅通过将电功率网络的电压提升到远高于常规蓄电池的名义电压12V并且通常提升到可高达最大60V的电压已经能够获得这种类型的功率水平，而持续具有紧凑的电机。此外，具有高达120V的电压的功率网络可以在允许车辆被电机以全速驱动的构架(所谓的全混构架，相比于前述所谓的微混构架)中。在现有技术的当前状态中，高压可逆直流/直流转换器的可靠性、发动机罩下的布置或成本的限制经常使得需要在电服务网络中保持使用常规的交流发电机。由于相同的原因，并且也由于铅电池的特定的充放电特性，铅电池和服务网络提供的常规起动器经常持续是标准设备。为了实现特别针对混合动力车辆的前述的功能，功率网络的存储元件基本上提供了显著的功率。因此，存储元件受到严格的限制，并且通常使用锂离子电池。这种类型的存储元件必须具有非常低的内阻，以防止在放电阶段期间的电压损失和在充电阶段期间的过电压，并且同时这种类型的存储元件必须具有足够为处于纯电动模式(称为零排放车辆“ZEV”)的运行阶段中提供能量的能量水平。在可接受的成本下使用锂离子电池难以满足这些特性，并且当选择存储元件时增加了进一步的财务限制。在制动能量回收阶段，存储的能量必须被引导至高压电池，并且如果可能的话被引导至低压电池。相反的，在扭矩辅助或ZEV阶段期间，能量必须从高压电池和/或从高压电池获得。这些电池很可能都具有高内阻，而这导致由热耗散产生的大量损失。
技术实现思路
在这些情况下，本专利技术的目的从而是确定用于控制具有一对高压和低压电池的电能的策略，并且从而趋于限制这些损失。通常，本专利技术涉及用于向具有双电能存储装置的混合动力机动车辆提供电力的过程。这种类型的方法其本身是已知的，该方法包括首先向车辆提供电功率网络，该电功率网络包括电机/发动机和具有第一名义电压的第一电能存储装置，并且其次向车辆提供电服务网络，该电服务网络包括具有第二名义电压的第二电能存储装置，其中该第二名义电压低于第一名义电压，电功率网络和电服务网络通过可逆的直流/直流转换器连接到彼此。根据本专利技术的方法的区别特征在于：根据这些存储装置的工作参数，确定了在第一存储装置中流动的第一最优强度，以及确定了在第二存储装置中流动的第二最优强度，以诸如最小化由热耗散产生的损失。这些第一和第二最优电流强度也根据可逆的直流/直流转换器的性能水平而有利地确定。优选地，这些最优的第一和第二电流强度也根据在电功率网络的包括电机/发动机的分支中流通的工作强度而确定。在根据本专利技术的用于向具有双电能存储装置的混合动力机动车辆提供电能的方法中，考虑在内的存储装置的工作参数优选地是锂离子电池和镍锌电池的电参数。本专利技术还涉及一种可实现上述方法的用于向具有双电能存储装置的混合动力机动车辆提供电能的系统。根据一种已知的构架，该系统首先包括电功率网络，该电功率网络包括电机/发电机和具有第一名义电压的第一电能存储装置，并且其次包括电服务网络，该电服务网络包括具有第二名义电压的第二电能存储装置，其中该第二名义电压低于该第一名义电压，电功率网络通过可逆的直流/直流转换器连接到电服务网络。根据本专利技术的用于向具有双电能存储装置的混合动力机动车辆提供电能的系统的区别特征在于：其额外地包括电子控制单元，该电子控制单元根据第一和第二电能存储装置的工作参数而控制在可逆的直流/直流转换器中流通的设定电流强度。该系统的第二电能存储装置高度有利地选择为具有：——在名义容量20％到80％之间基本平坦的放电曲线；——高于1000次的充放电循环；——基本上99％或更高的电感应性能；——在低温下高于480W/kg的能量密度。电池优选的为镍锌电池。本专利技术还涉及一种可被集成在如上所述的具有双电能存储装置的混合动力机动车辆的供电系统中的电子控制单元。电子控制单元的区别特征在于：其包括电子存储器，该电子存储器包括代表第一和第二电能存储装置的工作参数的数据和代表根据本专利技术的方法的计算机代码。在本专利技术的内容中，混合动力机动车辆还有利地提供有如上所述的具有双电能存储装置的供电系统。这些少量的基本说明将使得相比于现有技术，由用于向混合动力机动车辆提供冗余电力的系统和方法而提供的优势对于本领域的技术人员是显而易见的。在下面的说明书和附图中提供有本专利技术的详细的说明。应当注意到这些附图仅仅用于图解说明书中的文本，并且不以任何方式构成对本专利技术范围的限制。附图说明图1是根据本专利技术的具有双电能存储装置的混合动力机动车辆的供电系统的电路图。图2a、2b和2c是在本专利技术的优选模式中实现为第二电能存储装置的镍锌电池的工作参数。具体实施方式在现有技术中所谓的微混构架中已知的混合动力机动车辆的供电系统的特性的提示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向具有双电能存储装置(2、6)的混合动力机动车辆提供电能的方法，这种类型的方法包括首先向所述车辆提供电功率网络(1)，所述电功率网络包括电机/发动机(3)和具有第一名义电压的第一电能存储装置(2)，并且其次向所述车辆提供电服务网络(5)，所述电服务网络(5)包括具有第二名义电压的第二电能存储装置(6)，其中所述第二名义电压低于所述第一名义电压，所述电功率网络(1)和所述电服务网络(5)通过可逆的直流/直流转换器(9)连接到彼此，其特征在于：根据所述第一和第二电能存储装置(2、6)的工作参数，确定在所述第一存储装置(2)中流动的第一最优强度(IESS1)，并确定在所述第二存储装置(6)中流动的第二最优强度(IESS2)，以诸如最小化由热耗散产生的损耗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.28 FR 12527661.一种用于向具有双电能存储装置(2、6)的混合动力机动车辆提供
电能的方法，这种类型的方法包括首先向所述车辆提供电功率网络(1)，所
述电功率网络包括电机/发动机(3)和具有第一名义电压的第一电能存储装
置(2)，并且其次向所述车辆提供电服务网络(5)，所述电服务网络(5)
包括具有第二名义电压的第二电能存储装置(6)，其中所述第二名义电压低
于所述第一名义电压，所述电功率网络(1)和所述电服务网络(5)通过可
逆的直流/直流转换器(9)连接到彼此，其特征在于：根据所述第一和第二
电能存储装置(2、6)的工作参数，确定在所述第一存储装置(2)中流动
的第一最优强度(IESS1)，并确定在所述第二存储装置(6)中流动的第二最
优强度(IESS2)，以诸如最小化由热耗散产生的损耗。
2.根据权利要求1所述的用于向具有双电能存储装置(2、6)的混合
动力机动车辆提供电能的方法，其特征在于：所述第一和第二最优强度(IESS1、
IESS2)也根据所述可逆的直流/直流转换器(9)的性能水平而确定。
3.根据权利要求2所述的用于向具有双电能存储装置(2、6)的混合
动力机动车辆提供电能的方法，其特征在于，所述最优的第一和第二电流强
度(IESS1、IESS2)还根据在所述电功率网络(1)的包括所述电机/发动机(3)
的分支中流通的工作强度(Iinv)而确定。
4.根据权利要求3所述的用于向具有双电能存储装置(3、6)的混合
动力机动车辆提供电能的方法，其特征在于：所述第一和第二最优电流强度
(IESS1、IESS2)还由以下方程确定：
IESS1＝Iinv-I
IESS2=VESS1.Iη.VESS2]]>其中I是由下列表达式提供的调节强度：
I=12[2RESS1.Iinv-(1-η)VESS2RESS1+rESS22.η2.VESS12VESS22]]]>其中：
RESS1是所述第一电能存储装置(2)的第一内阻
RESS2是所述第二电能存储装置(5)的第二内阻
Iinv是所述工作强度
η是所述性能
VESS1是所述第一电能存储装置(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D本彻特里特，M奥雅塔拉布里加德特，P鲍德森，M拉尼尔，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR