用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的方法，其中，车辆的电力推进系统包括能量储存系统和电机。电力推进系统还包括至少一个电力部件，其中，电力部件具有空闲状态和操作状态。该方法包括以下步骤：a)确定处于操作状态的电力部件的至少一个参数；b)将参数输入电力部件的热模型中；c)实时预测车辆上处于操作状态的电力部件的温度T

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的方法，其中，车辆的电力推进系统包括能量储存系统和电机，其中，电力推进系统还包括至少一个电力部件，其中，电力部件具有空闲状态和操作状态。本专利技术还涉及一种用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的装置，以及包括这种装置的车辆。
[0002]本专利技术可以应用于任何类型的电动或混合动力车辆，诸如卡车、公共汽车、轿车和建筑设备。

技术介绍

[0003]鉴于由于全球变暖导致的环境问题日益增加，世界各地的汽车行业一直关注于最小化甚至消除来自车辆的排放。作为这项关注的研究的结果，汽车行业目前正处于颠覆的边缘，其中，电动汽车即将发挥主导作用。
[0004]鉴于此，电力推进系统必须经历不断的发展，以满足在效率和安全方面的要求。用于车辆的电力推进系统中存在高电流需要使用能够处理这种电流的部件，以避免过热造成的损坏。
[0005]众所周知，在电机和其它耗电负载的操作期间，会产生能量损失。这种所谓的功耗PDiss会转化成热量，并且在大多数情况下会导致相应部件的温度T的不期望的升高。
[0006]机动车辆能量管理系统是已知的。德国专利文件号DE 103 41 904 B4公开了一种系统，该系统将机动车辆中可用的能量与单个耗电负载所需的能量进行比较。与安全无关的部件首先以基于规则的方式关闭或以延迟或节流的方式供应能量。在能量仍然不足的情况下，能量管理系统切换到紧急程序。
[0007]然而，与电力系统的能量管理相关的有限状态自动化的使用具有许多缺点。操作所需的控制系统的准备(例如以逻辑表的形式)是复杂的。如果系统中存在大量耗电负载，或者如果耗电负载的行为难以预测(例如，因为它们可能具有宽的功耗范围)，则尤其如此。此外，有限状态自动化仅提供离散的切换状态。当期望处于两个离散切换状态之间的状态时，有限状态自动化必须相应地模拟这些状态，这使得它更加复杂。
[0008]另一个基本缺点在于，在频繁切换电力消耗者的情况下，这种系统本身会频繁激活，因此优先的耗电负载在短时间间隔内被关闭和再次开启。因此，会出现极限循环，其在短期会导致电力系统的流畅运行受到损害，而在长期可能会导致系统的部件的损坏。
[0009]解决电力部件中不期望的温度升高问题的另一种方式是使电力推进系统中的电线和部件(诸如继电器和开关)的尺寸过大，使得它们可以处理意外的高电流。这种尺寸过大导致不必要的高成本和系统重量的增加。
[0010]本专利技术的目的是克服上述问题并使用成本较低的正常尺寸或尺寸较小的电缆和部件。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的方法。本专利技术的目的通过下文描述的方法实现。根据本专利技术的车辆包括电力推进系统，其中，电力推进系统进而包括能量储存系统和电机。电力推进系统还包括至少一个电力部件，其中，电力部件具有空闲状态和操作状态。根据本专利技术的方法包括以下步骤：
[0012]a)确定处于操作状态的电力部件的至少一个参数；
[0013]b)将参数输入电力部件的热模型中；
[0014]c)实时预测车辆上处于操作状态的电力部件的温度T
p
；
[0015]d)将预测温度值T
p
与预定阈值T
max
进行比较，
[0016]e)如果预测温度值T
p
超过预定阈值T
max
，则自动将通过电力部件的电流的大小降低到安全水平。
[0017]在本专利技术的上下文中的电力推进系统通常包括用于向车辆提供动力的电机/电马达和连接到电机/电马达以向电机/电马达提供动力的电能储存系统。这样，本专利技术的示例实施例包括电机以允许车辆在所有速度范围下推进。可以以几种不同的方式提供电马达。根据一个示例实施例，电马达是永磁同步电机、无刷直流电机、异步电机、电磁同步电机、同步磁阻电机或开关磁阻电机中的任一种。通常，电马达被配置成驱动至少一个地面接合构件。通常，电机被配置成驱动一对地面接合构件。举例来说，地面接合构件是车轮、履带等。电马达可以以几种不同的方式耦接到地面接合构件。在一个示例实施例中，电马达借助于齿轮箱组件、离合器和差速器耦接到一对地面接合构件，如推进系统领域中公知的。
[0018]术语“能量储存系统(ESS)”在下文和整个说明书中应被解释为一种电能储存系统，其包括至少一个带有多个可再充电电池单体的电池组，该电池组与电子控制单元(ECU)一起形成可以用于车辆的电力推进和/或用于向辅助负载(诸如空调系统、气动装置等)提供电力的系统。ESS的电压可以是400
‑
1000V。
[0019]众所周知，电池经历电力传输。在本上下文中，电力传输应被解释为电池的充电或放电循环。充电和放电也可以称为电池的电力输入或输出。现有技术提供了几种可以对电池充电的方式，诸如OppCharge、CCS、CHAdeMO等。当电池的能量水平低时，电池需要电力输入以恢复其能量水平。通常，电池接收来自外部电源(诸如电网)的电力输入。当车辆处于静止状态时，诸如在专门指定的充电站点，或者在使用布置在地面或架空线上的电力道路系统(ERS)行驶期间，可能会发生充电事件。
[0020]如上文提及的，外部电源可以是电网。可替代地，外部电源可以是便携式充电站，诸如另一车辆。车辆与外部电源的连接可以通过插入式触点、受电弓或ERS来实现。此外，可以感应地实现车辆与外部电源的连接。
[0021]术语“空闲状态”是指电力部件的状态，其中，没有电流流经该部件，并且其中，该部件不执行任何操作。
[0022]术语“操作状态”是指电力部件的状态，其中，电流流经该部件，并且其中，该部件执行操作。
[0023]在本专利技术的上下文中的电力部件的示例可以是电缆、电线、开关、继电器、汇流条等。
[0024]根据本专利技术的方法的步骤a)，确定处于操作状态的电力部件的至少一个参数。这
样的参数可以是流经电力部件的电流的大小。
[0025]在下一步骤b)中，将以上确定的电力部件的参数用作电力部件的热模型的输入。根据本专利技术的热模型可以是电力部件的计算机模型。这样的计算机模型将根据本专利技术的方法的步骤c)实时预测车辆上处于操作状态的电力部件的温度T
p
。因此，在不使用温度传感器的情况下，相对于电流和可能的其它参数对电力部件的温度进行建模。
[0026]在下一步骤d)中，将预测温度值T
p
与预定阈值T
max
进行比较。预定阈值T
max
被设定为电力部件能够承受而不会损坏的温度值。对于车辆的电力推进系统内的不同电力部件，预定阈值T
max
可能不同。如果预测温度值T
p
超过预定阈值T
max
，则通过电力部件的电流的大小自动降低到步骤e)中限定的安全水平。通过这种方式，电力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于优化车辆的电力推进系统的能量管理的方法，其中，所述车辆的所述电力推进系统包括能量储存系统和电机，其中，所述电力推进系统还包括至少一个电力部件，其中，所述电力部件具有空闲状态和操作状态，所述方法包括以下步骤：a)确定处于所述操作状态的所述电力部件的至少一个参数；b)将所述参数输入所述电力部件的热模型中；c)实时预测所述车辆上处于操作状态的所述电力部件的温度T
p
；d)将预测温度值T
p
与预定阈值T
max
进行比较，以及，e)如果所述预测温度值T
p
超过所述预定阈值T
max
，则自动将通过所述电力部件的电流的大小降低到安全水平。2.根据权利要求1的方法，其中，所述至少一个参数是通过所述电力部件的电流。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个参数是所述电力部件已经处于操作状态所持续的时间、所述电力部件附近的环境温度和/或在所述电力部件的当前操作状态之前的最近空闲状态时段的持续时间。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过限制充电电流或到电机的电流来降低在步骤e)中通过所述电力部件的电流的大小。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：f)基于所述预测温度T
p
计算为所述能量储存系统充满电所需的时间。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：g)通知所述车辆的驾驶员所述预测温度值T
p
超过所述预定阈值T
max
。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：h)当所述预测温度值T
p
达到低于所述预定阈值T
max
的值时通知所述车辆的驾驶员。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：i)将所述能量储存系统充满电所需的所述时间通信到远程控...

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