用于操作机动车辆的车载电网的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于操作机动车辆(2)的车载电网(4)的方法，车载电网(4)具有第一电压电路(I)和第二电压电路(II)，第一电压电路(I)的第一操作电压高于第二电压电路(II)的第二操作电压，第一电压电路(I)通过DC‑DC转换器(8)连接到第二电压电路(II)，第一电压电路(I)具有电池(10)以及第二电压电路(II)具有主电池(12)，其特征在于，与DC‑DC转换器(8)并行的设有降压转换器(14)，降压转换器(14)向通过连接点(67)连接的机动车辆(2)的部件提供来自电池(10)的电能。

【技术实现步骤摘要】
用于操作机动车辆的车载电网的方法
本专利技术涉及一种用于操作机动车辆的车载电网的方法。
技术介绍
车载电网应理解为是指机动车辆(例如汽车)中所有电气部件的总和。现在，12伏的车载电网几乎无法覆盖现代机动车辆为其舒适系统所需的功耗。尤其是在低温下的“静态”消耗器几乎完全耗尽了交流发电机，交流发电机提供高达3kW的功率。对于其他动态消耗器(例如功能强大的电动压缩机)，则电池电量不够。因此，添加了电压为48伏的第二部分车载电网，以补充12伏车载电网。具有48伏工作电压的车载电网还提供了以下可能性：快速且经济高效地实现更简单的混合动力，并且通过对机动车辆的动力总成进行部分电气化，将有害排放物保持在法定限值以下。使用48伏车载电网并不能代替以前已知的12V车载电网，而是对其进行补充。机动车辆中许多已设立的部件可以继续以12伏的电压单独运行。因此，可以避免完全且因此昂贵的向较高电压的转换。在操作中，单向或双向DC-DC转换器从48伏车载电网为12伏车载电网供电。对于轻度混合动力形式的机动车辆，动力传动系统具有电动马达(例如皮带驱动的起动器发电机(BiSG)或变速器集成式马达发电机(TiMG))、逆变器、DC-DC转换器和48伏电池。因此，可以使用48伏车载电网将电动马达作为最高15kW的马达运行。但是，这要求发动机在所有行驶条件下(即使在低速下)重启。考虑到发动机起动要求和解耦主电池的需要，需要第二电池与DC-DC转换器(直流-直流转换器)的12V(伏)输出结合，以便尤其是在起动内燃发动机时稳定车载电源。线控换挡系统或线控驻车系统对操作安全性有特殊要求，在这些系统中，致动信号仅通过电传输。因此需要一些系统冗余，以便例如在发生特定故障的情况下例如可以用停车系统或电动停车制动器来安全地停放机动车辆。48伏电池可以是锂离子电池。但是，这种锂离子电池在低温下不能提供足够的电流来起动发动机。因此，传统的起动器由12伏铅酸电池供电。DE102018215605A1公开了一种用于操作机动车辆的车载电网的方法，该车载电网具有第一电压电路和第二电压电路，该第一电压电路具有第一操作电压，该第一操作电压高于在第二电压电路中第二操作电压，第一电压电路通过DC-DC转换器连接到第二电压电路，并且第一电压电路具有电池，以及第二电压电路具有主电池，其特征在于第二电压电路具有附加的第三辅助电池，以及其中通过机动车辆的转换开关总成部件从主电池和/或辅助电池提供电能，并且主电池通过在起动模式下的隔离开关的方式与第二电压电路断开连接。在DE102019125067A1中公开了用于运行具有第一电压电路和第二电压电路的机动车辆的车载电网的另一种方法，其中第一主电池和第二主电池具有基本相等的容量，并且其中通过开关总成从第一主电池和/或第二主电池向机动车辆的部件提供电能。DE1020169125068A1公开了用于操作具有第一电压电路和第二电压电路的机动车辆的车载电网的另一种方法，该第一电压电路具有电池并且该第二电压电路具有主电池和辅助电源，以及其中至少一个变速器控制单元和/或集成式混合动力控制单元通过第一开关元件和第二开关元件从主电池和/或辅助电源获得电操作功率，以及至少变速器控制单元和/或集成混合动力控制器与主电池和/或辅助电源断开。但是，在所有可行的运行条件下，双向DC-DC转换器不能提供足够恒定的电压，以便尤其确保车载电网安全相关部件的运行安全性。因此，需要确定在不需要额外电压源的情况下可以增加这种车载电网的操作安全性的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的通过一种用于操作机动车辆的车载电网的方法来实现，该车载电网具有第一电压电路和第二电压电路，该第一电压电路具有高于第二电压电路中的第二操作电压的第一操作电压，第一电压电路通过DC-DC电压转换器连接到第二电压电路，第一电压电路具有电池以及第二电压电路具有主电池，其中与DC-DC转换器并行的设有降压转换器，该降压转换器向通过连接点连接的机动车辆的部件提供来自电池的电能。在这种情况下，降压变压器(也称为降压转换器(step-downconverter)、降压调节器或降压型转换器(buckconverter))是指开关DC-DC转换器。降压转换器提供的电输出电压始终小于电输入电压的电平。结果，降压转换器将由第一电压电路中的电池提供的电压减小为第二电压电路中的电压的值。换句话说，DC-DC转换器和降压转换器在降压模式下并行操作，因此提供了操作电量供应的冗余。只有在升压模式下通过DC-DC转换器才能从第二电压电路对第一电压电路的电池充电。因此，使用设计更简单的降压转换器代替第二DC-DC转换器。由此可以提高这种车载电网的操作安全性。根据一个实施例，在发生故障的情况下断开在电池和部件之间建立电隔离连接的开关总成。这样，在发生与降压转换器或与降压转换器相连的部件有关的故障时，可以将电池与车载电网电隔离，从而使尽管有故障车载电网及其其他部件保持功能正常。因此，可以进一步提高这种车载电网的操作安全性。根据一个实施例，开关总成是两极的。这样，在出现故障的情况下，可以实现与车载电网的完全隔离。因此，这种车载电网的操作安全性进一步提高。根据一个实施例，部件之一是变速器控制单元和/或ABS/EPB系统(防抱死/电子驻车制动系统)和/或车载网络控制单元。变速器控制单元也可以是用于换挡(线控换挡或线控驻车)的控制单元和/或具有或不具有集成式混合动力控制器的变速器控制单元。因此，可以实现这些控制单元的操作电量供应的冗余。这抵消了故障，例如机动车辆变速器中的电控驻车锁/防盗器，电控驻车锁/防盗器由换挡的控制单元(线控换挡或线控驻车)和/或通过具有或不具有集成式混合动力控制器的换挡控制单元控制。换挡控制单元将驾驶员的挡位选择转换为信号，该信号传输至变速器控制单元并且由变速器控制单元(例如自动变速器的机械驻车锁/防盗器)执行。关于ABS/EPB系统，因此可以实现用于ABS/EPB系统的操作电量供应的冗余。这可以抵消例如由EPB/ABS控制单元激活的机动车辆的电动驻车制动器的故障。这确保了在电压电路之一发生故障的情况下，机械驻车锁/防盗锁和/或电子驻车制动器仍能完全正常工作。故障情况错误在此理解为在电压电路中发生物理故障。该故障情况表示掩盖了随后发生的潜在的对安全至关重要的故障，直到首先检测到并解决了该故障为止，且因此，在此过程中，驻车锁/防盗锁和/或电子驻车制动器的实际功能是完全可用的。这称为冗余。关于车载电网控制单元，也实现了该控制单元的操作电量供应的冗余。因此，可以进一步提高整个车载电网的供应安全性。替代地或附加地，可以以故障安全的方式向其他部件提供电能。因此，根据系统要求，可以针对任何期望的控制单元实现操作电量供应的冗余，以便抵消其中的对安全至关重要的故障。根据另一实施例，开关总成在起动器操作期间或在主电池发生故障的情况下在机动车辆的第二电压电路中的至少一个预定部件处电隔离。以这种方式，特别是在起动器操作期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作机动车辆(2)的车载电网(4)的方法，所述车载电网(4)具有第一电压电路(I)和第二电压电路(II)，所述第一电压电路(I)的第一操作电压高于所述第二电压电路(II)的第二操作电压，所述第一电压电路(I)通过DC-DC转换器(8)连接到所述第二电压电路(II)，所述第一电压电路(I)具有电池(10)以及所述第二电压电路(II)具有主电池(12)，其特征在于，与所述DC-DC转换器(8)并行的设有降压转换器(14)，所述降压转换器(14)向通过连接点(67)连接的所述机动车辆(2)的部件提供来自所述电池(10)的电能。/n

【技术特征摘要】
20200203 DE 102020102591.21.一种用于操作机动车辆(2)的车载电网(4)的方法，所述车载电网(4)具有第一电压电路(I)和第二电压电路(II)，所述第一电压电路(I)的第一操作电压高于所述第二电压电路(II)的第二操作电压，所述第一电压电路(I)通过DC-DC转换器(8)连接到所述第二电压电路(II)，所述第一电压电路(I)具有电池(10)以及所述第二电压电路(II)具有主电池(12)，其特征在于，与所述DC-DC转换器(8)并行的设有降压转换器(14)，所述降压转换器(14)向通过连接点(67)连接的所述机动车辆(2)的部件提供来自所述电池(10)的电能。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在发生故障的情况下断开在所述电池(10)和所述部件之间建立电隔离连接的开关总成(18)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述开关总成(18)是两极的。


4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述部件之一是变速器控制单元(20)和/或ABS/EPB系统(32)和/或车载网络控制单元(40)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，开关总成(16)在起动器操作期间或在所述主电池(12)发生故障的情况下在所述机动车辆(2)的所述第二电压电路(16)中的至少一个预定部件处电隔离。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，为了确定是否存在故障情况，在所述机动车辆(2)的预定部件处产生预定的电压电平(V1、V2)并且将所述电压电平(V1、V2)与预定的参考值进行比较，并且如果所述电压电平(V1、V2)从所述参考值偏离，则得出存在故障情况。


7.一种体现为执行根据权利要求1至20之一的方法的计算机程序产...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·基希霍费尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US