用于电力传输系统的控制单元技术方案

本发明专利技术涉及一种用于包括在车辆或船舶中的电力传输系统(20)的控制单元(28)。电力传输系统包括控制单元、用于存储电能的能量存储系统(30)以及用于连接外部电力负载(82，88)的至少一个电力输出接口(80，82)。至少一个电力输出接口以允许能量传递到外部电力负载的方式连接到能量存储系统。控制单元被配置成执行以下操作：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电力传输系统的控制单元


[0001]本专利技术涉及一种用于包括在车辆或船舶中的电力传输系统的控制单元。本专利技术还涉及一种包括控制单元的电力传输系统以及一种包括控制单元或电力传输系统的车辆或船舶。本专利技术还涉及一种由控制单元执行的用于控制电力传输系统的方法。
[0002]本专利技术可以应用于任何类型的混合动力车辆或电动车辆，诸如部分或全电动的车辆。虽然本专利技术主要是关于电动卡车进行描述的，但本专利技术不限于这种特定的车辆，而是也可以用于其他混合动力或电动车辆，诸如电动作业机、电动施工设备和电动公交车。本专利技术还可以应用于几种不同类型的电动作业机，例如，轮式装载机、铰接式卡车、自卸卡车、挖掘机、消防车、冷藏车和挖掘装载机等。本专利技术也可以应用于船舶，例如，船只。

技术介绍

[0003]在用于诸如电动车辆的车辆的充电系统和电动推进系统的领域中，有多种不同的配置以用于在车辆车载上存储电能并通过将电能转换成电力来为车辆提供推进力。通常，能量存储系统，通常缩写为ESS，具有连接到电动机的电池，以用于根据系统的需要提供或吸收电力。此外，能量存储系统通常被布置在车辆中的合适位置，以确保电池能够在效率和安全方面以合适的方式进行放电和充电。通过示例的方式，这样的电池通常是可充电电池并且通常包括可以串联和/或并联连接的多个电池单体，以形成用于车辆的完整电池组系统。
[0004]在这些类型的系统中，经常通过在车辆静止时将车辆连接到外部电网——例如，外部线电压静态电源，诸如借助于车载或非车载电池充电器提供的三相400伏静态AC网电源——来对电池进行充电。以这种方式，电流从外部电网传递到车辆车载的电池。关于电池的充电，期望确保在各种类型的电气设备——诸如可充电电池——与外部电网之间供应电力的适当解决方案。
[0005]随着电动推进系统和车载电能存储系统——诸如可充电电池——的不断发展，也出现了允许一个或多个外部电力负载在电能存储系统的支持下操作的许多机会。
[0006]当启动外部电力负载或改变其操作方式时，存在可能发生电流增加的风险。这进而可能造成损坏例如车辆或船舶的电气应用、电气部件和/或布线的风险。因此，期望进一步改进车辆或船舶——诸如部分或完全电动的车辆或船舶——的电气系统，以满足这种情况的需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用于包括在车辆或船舶中的电力传输系统的改进的控制单元和改进的方法，该电力传输系统被配置成满足情况的需求，其中，外部电力负载启动或其操作方式改变。该目的至少部分地通过根据权利要求1的控制单元和根据权利要求12的方法来实现。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于被包括在车辆或船舶中的电力传输系统
的控制单元。电力传输系统包括控制单元、用于存储电能的能量存储系统以及用于连接到外部电力负载的至少一个电力输出接口。至少一个电力输出接口以允许能量传递到外部电力负载的方式连接到或可连接到能量存储系统。控制单元被配置成执行以下操作：
[0009]‑
接收关于经由到外部电力负载的至少一个电力输出接口用于能量供应的即将到来的电流增加的信息，
[0010]‑
配置至少一个电力输出接口以从能量存储系统供应能量，以及
[0011]‑
在施加对所供应的能量的电流限制的同时，控制经由至少一个电力输出接口从能量存储系统到外部电力负载的能量供应。
[0012]至少一个电力输出接口以允许能量传递到外部电力负载的方式直接或间接连接到或可连接到能量存储系统。至少一个电力输出接口和能量存储系统由此可以经由如本文描述的多个其他部件连接。
[0013]此外，假设至少一个电力输出接口以允许能量传递的方式直接或间接连接或可连接到外部供电网，例如，经由充电接口。因此，假设外部电力负载以允许能量传递的方式连接或可连接到外部供电网。
[0014]当启动外部电力负载或改变其操作方式时，存在在经由电力输出接口供应到外部电力负载的能量中可能发生电流增加的风险。电流的增加可能是突然的和/或大的。它可能例如是瞬时的。在该上下文中，术语“大”可能意味着电流增加对于电力传输系统的部件来说太大而无法处理。
[0015]电流增加进而可能造成损坏例如车辆或船舶的电气应用、电气部件和/或布线的风险。因此，期望通过接收即将发生的信息使控制单元察觉到即将到来的电流增加。该信息可以作为信号——例如，作为启动请求——从外部电力负载发送。本文使用的术语“电流增加”还涵盖外部电力负载的能量需求上升过快或阶梯式升高的情况。
[0016]在接收到关于电流增加的信息之后，控制单元被配置成控制电力传输系统使得电力输出接口被设定为由来自能量存储系统的能量供应，例如，而不是由外部供电网的能量供应。这使得可以对供应到外部电力负载的能量施加电流限制。因此，配置可以包括将能量源切换到能量存储系统。这可以通过改变电力传输系统的一个或多个开关或继电器来获得。可替代地，如果外部电力负载不工作，则配置可以包括布置电力传输系统，使得将从能量存储系统中获取能量。
[0017]通过在所施加的电流限制的情况下从能量存储系统供应能量，降低或优选地避免了具有过高电流的风险。从而也降低或优选地避免了损坏例如车辆或船舶的电气应用、电气部件和/或布线的风险。
[0018]通过从形成车辆或船舶的电力传输系统的一部分的能量存储系统供应能量，例如，与从外部供电网供应的能量相比，可以更好地控制所供应的能量。
[0019]这使得可以允许外部电力负载进行平缓启动，这对于外部供电网可能是有利的。此外，它可能有利于外部电力负载的电机。
[0020]控制单元通常是电子控制单元。控制单元通常布置成控制电力输出接口——缩写为ePTO接口——的一个、多个或可能所有部件。此外或可替代地，控制单元通常被配置成与外部电网和/或外部电力负载通信。
[0021]控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设
备。因此，控制单元包括电子电路和连接件以及处理电路，使得控制单元可以与电力传输系统的不同零件和需要被操作的任何其他部分通信以便提供示例实施例的功能。根据控制单元的类型和控制单元的位置，控制单元还可以被配置成与车辆的其他零件通信，诸如电动机、制动器、悬架、离合器、传动装置和其他电气辅助设备——例如空调系统，以便至少部分地操作车辆。控制单元可以包括硬件或软件模块，或者部分硬件或软件模块，并使用已知的传输总线——诸如CAN总线和/或无线通信能力——进行通信。处理电路可以是通用处理器或特定处理器。控制单元通常包括用于存储计算机程序代码和数据的非暂时性存储器。因此，控制单元可以通过许多不同的结构来体现。
[0022]换言之，电力传输系统的示例实施例的控制功能可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过用于为了该目的或另一目的而结合的适当系统的专用计算机处理器来实现，或者通过硬接线系统来实现。本公开范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括机器可读介质，以用于承载或具有存储在其上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于被包括在车辆(10)或船舶中的电力传输系统(20)的控制单元(28)，所述电力传输系统(20)包括所述控制单元(28)、用于存储电能的能量存储系统(30)以及用于连接到外部电力负载(82，88)的至少一个电力输出接口(80，86)，所述至少一个电力输出接口(80，86)以允许能量传递到所述外部电力负载(82，88)的方式连接到所述能量存储系统(30)，所述控制单元(28)被配置成执行以下操作：
‑
接收关于经由到所述外部电力负载(82，88)的所述至少一个电力输出接口(80，86)用于能量供应的即将到来的电流增加的信息，
‑
配置所述至少一个电力输出接口(80，86)以从所述能量存储系统(30)供应能量，以及
‑
在施加对所供应的能量的电流限制的同时，控制经由所述至少一个电力输出接口(80，86)从所述能量存储系统(30)到所述外部电力负载(82，88)的所述能量供应。2.根据权利要求1所述的控制单元(28)，其中，所述控制单元(28)被配置成借助于包括在所述电力传输系统(20)中且连接到所述能量储存系统(30)的双向DC/AC转换器(50)来施加所述电流限制。3.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元(28)，其中，所述电力传输系统(20)进一步包括用于连接到外部供电网(72)的充电接口(70)，所述至少一个电力输出接口(80，86)以允许能量传递的方式能够连接到所述充电接口(70)，其中，所述控制单元(28)进一步被配置成执行以下操作：
‑
在施加所述电流限制的同时，确定经由所述至少一个电力输出接口(80，86)从所述能量存储系统(30)供应的电流的稳定性状态，以及
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评估所述稳定性状态，以判定是经由所述至少一个电力输出接口(80，86)从所述能量存储系统(30)还是从所述外部供电网(72)供应能量。4.根据权利要求3所述的控制单元(28)，其中，所述控制单元(28)进一步被配置成执行以下操作：
‑
如果所述稳定性状态被评估为不稳定，则控制所述能量供应以经由所述至少一个电力输出接口(80，86)从所述能量存储系统(30)向所述外部电力负载(82，88)继续供应能量。5.根据权利要求3或4所述的控制单元(28)，其中，所述控制单元(28)进一步被配置成执行以下操作：
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如果所述稳定性状态被评估为稳定，则切换到所述外部供电网(72)以用于经由所述至少一个电力输出接口(80，86)从所述外部供电网(72)向所述外部电力负载(82，88)供应能量。6.根据权利要求5所述的控制单元(28)，其中，所述控制单元(28)进一步被配置成执行以下操作：
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使用从所述外部供电网(72)能够导出的信息，以用于在切换到所述外部供电网(72)之前或同时，将经由所述至少一个电力输出接口(80，86)供应到所述外部电力负载(82，88)的能量的电特性进行同步。7.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元(28)，在所述电力传输系统(20)进一步包括用于连接到所述外部供电网(72)的充电接口(70)的情况下，所述至少一个电力输出接口(80，86)以允许能量传递的方式连接到所述充电接口(70)，其中，所述控制单元(28)进一
步被配置成执行以下操作：
‑
在正常操作条件期间，控制经由所述至少一个电力输出接口(80，86)到所述外部电力负载(82，88)的所述能量供应。8.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元(28)，其中，所述至少一个电力输出接口是AC电力输出接口(80)和/或DC电力输出接口(86)。9.一种车辆(10)或船舶的电力传输系统(20)，所述电力传输系统(20)包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：