用于车辆的能量监控系统技术方案

本公开涉及一种用于车辆的能量监控系统，一种包括这种能量监控系统的车辆和一种用于制造这种能量监控系统的方法。能量监控系统包括车载电池充电系统、牵引电压系统和控制单元。牵引电压系统连接到车载电池充电系统，控制单元被配置为在牵引电压系统的能量水平超过预定阈值的情况下将存储在牵引电压系统中的能量转移到车载电池充电系统。的能量转移到车载电池充电系统。的能量转移到车载电池充电系统。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的能量监控系统


[0001]本公开涉及一种用于车辆的能量监控系统、一种包括这种能量监控系统的车辆、一种用于制造这种能量监控系统的方法以及一种用于操作这种能量监控系统的方法。

技术介绍

[0002]电动车辆使用电源转换器和高压电池，该高压电池可以连接到牵引电压系统。在牵引电压系统与高压电池断开连接之后，由于牵引电压系统的电容器，牵引电压系统(TVS)的电压可以不从高值(400V或800V)改变到低安全值(<60V DC)，该电容器连接在TVS内的正轨和负轨之间。为了将TVS的电压减小到安全值，一般将放电系统应用到牵引电压系统以移除存储在这些电容中的能量。
[0003]常规放电系统利用附加组件(例如，开关和电阻器)来移除和/或耗散存储在牵引电压系统中的能量。替代地，电力传动装置(eDrive)和/或电动机(eMotor)绕组用于消耗存储在牵引电压系统中的能量。第一方法要求更多组件，相应地增加了系统的成本和重量。但是当应用第二方法时，连接到eDrive和/或eMotor的放电系统必须被布置在车辆的前侧或后侧，该放电系统可能被撞车事故损坏。

技术实现思路

[0004]因此，可能需要提供一种改进的能量监控系统，其有助于从牵引电压系统有效放电能量。
[0005]该问题通过本公开的独立权利要求的主题来解决，其中，从属权利要求中并入进一步的实施例。应当注意，以下所描述的本公开的方面适用于用于车辆的能量监控系统、包括这种能量监控系统的车辆、用于制造这种能量监控系统的方法以及用于操作这种能量监控系统的方法。
[0006]根据本公开，提出了一种用于车辆的能量监控系统。该能量监控系统包括车载电池充电系统、牵引电压系统和控制单元。牵引电压系统连接到车载电池充电系统，并且控制单元被配置为在牵引电压系统的能量水平超过预定阈值的情况下将存储在牵引电压系统中的能量转移到车载电池充电系统。
[0007]根据本公开的能量监控系统允许存储在牵引电压系统中的能量的有效利用。因此，能量监控系统避免了不必要的能量消耗，而是将能量转移到可能需要能量的位置。由于能量监控系统使用车载电池充电系统和牵引电压系统中的现有组件，而没有任何附加组件，因此不会产生附加的成本和/或附加的重量。此外，由于车载电池充电系统的位置不受限制，能量监控系统可以安全地安装在车辆的任何地方，例如在车辆的侧面。因此，可以减少或者甚至避免由于车辆事故造成的能量监控系统的任何损坏。
[0008]车载电池充电系统(OBC)可以被配置为在私人或公共充电站任一者对电池系统进行充电，优选地对车辆的高压电池系统进行充电。车载电池充电系统可以连接到交流电源，并且它可以将交流电功率转换成DC电功率，用于对电池系统进行充电。车载电池充电系统
可被配置成对提供约250V至450V的输出直流(DC)电压范围的400V电池和/或提供输出DC电压范围高达850V的800V电池进行充电。
[0009]牵引电压系统(TVS)可以被配置用于将高压总线连结和分配到多个不同的电气组件。牵引电压系统还可以被配置为平衡TVS的轨上的波动的瞬时功率，并稳定纹波电流/电压。换句话说，牵引电压系统可以存储和/或释放能量，以保持电气组件之间的能量平衡。即使TVS与至少一个电气组件断开连接，牵引电压系统也可以保持所储存的能量。
[0010]控制单元可以与车辆电子控制单元和/或OBC内部的测量装备中的至少一者进行通信，使得控制单元可以接收TVS的当前能量水平的信号。控制单元然后可以比较存储在牵引电压系统中的能量是否超过预定阈值。预定阈值可以是TVS的安全能量水平。预定阈值可以是牵引电压系统的预定安全电压。因此，如果检测到的能量水平，换句话说，检测到的TVS的电压高于预定阈值，则控制单元可以启动从TVS到车载电池充电系统的能量转移，以将TVS的能量水平降低到预定安全水平以下，并利用多余的能量。
[0011]在一个实施例中，能量监控系统还包括能量存储系统。牵引电压系统布置在车载电池充电系统和能量存储系统之间。能量存储系统可以是高压电池组，其可以向电机提供牵引能量用于电动车辆推进。能量存储系统可以经由牵引电压系统与车载电池充电系统耦合。当对能量存储系统进行充电或驱动车辆时，牵引电压系统可以连接到能量存储系统。
[0012]然而，在能量存储系统与牵引电压系统断开连接的情况下，例如，既不对能量存储系统进行充电也不驱动车辆，可以不发生牵引电压系统与能量存储系统之间的能量流动。然而，牵引电压系统可能仍然包含电能。在这种情况下，如果牵引电压系统的电压高于预定电压，则控制单元可以命令将存储在TVS中的能量转移到车载电池充电系统。
[0013]例如，能量存储系统可由400V或800V供电。即使能量存储系统与牵引电压系统断开连接，TVS仍可能包含能量。如果牵引TVS的电压超过预定义的阈值，例如60V，则控制单元可以将存储在牵引电压系统中的能量转移到车载电池充电系统。
[0014]在一个实施例中，控制单元被配置为只有在能量存储系统与牵引电压系统断开连接时将能量从牵引电压系统转移到车载电池充电系统。换句话说，只有在牵引电压系统可操作地与能量存储系统断开连接时，才可以施行能量转移。如果没有对能量存储系统进行充电或者没有从能量存储系统提供功率，牵引电压系统可以可操作地与能量存储系统断开连接。
[0015]在一个实施例中，牵引电压系统包括至少一个牵引电容器。牵引电容器可以被配置为存储电能，以平衡牵引电压系统的轨上的波动瞬时功率，并稳定纹波电流/电压。因此，牵引电容器可以存储在从能量存储系统分离之后保留的能量。
[0016]在一个实施例中，控制单元还被配置为监控牵引电容器的能量水平。换句话说，控制单元可以监测并控制牵引电容器中存储的能量的能量水平。牵引电容器的能量水平可以表示为电压值，并且它可以与牵引电压系统的能量水平相同。因此，控制单元可以连续监控牵引电压系统的电压是否超过安全能量水平(即预定阈值)。
[0017]控制单元还可以与车载电池充电系统就牵引电容器和/或牵引电压系统的能量水平进行通信。在一个实施例中，控制单元可以集成在车载电池充电系统中。在控制单元接收到关于牵引电容器和/或牵引电压系统的电压值高于预定阈值的信息并且TVS与能量存储系统断开连接的情况下，控制单元可以通过将电能传输到车载电池充电系统来控制以将
TVS的能量水平降低到预定阈值以下。
[0018]在一个实施例中，车载电池充电系统包括双向转换器单元，通过该双向转换器单元，存储在牵引电压系统中的能量被转移到车载电池充电系统。双向转换器单元可以被配置为在牵引电压系统的方向上从车载电池充电系统转移能量，反之亦然。因此，双向转换器单元允许车载电池充电系统不仅从外部能量源对能量存储系统进行充电，而且还从牵引电压系统接收过量能量。
[0019]在一个实施例中，双向转换器单元是双向DC/DC转换器单元。双向DC/DC转换器单元可以提供降压和升压方向的能量流和外部能量源与能量存储系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的能量监控系统(1)，包括
‑
车载电池充电系统(20)，
‑
牵引电压系统(30)，以及
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控制单元(21)，所述牵引电压系统(30)连接到所述车载电池充电系统(20)，所述控制单元(21)被配置为在所述牵引电压系统(30)的能量水平超过预定阈值的情况下将存储在所述牵引电压系统(30)中的能量转移到所述车载电池充电系统(20)。2.根据权利要求1所述的能量监控系统(1)，还包括能量存储系统(40)，所述牵引电压系统(30)被布置在所述车载电池充电系统(20)与所述能量存储系统(40)之间。3.根据权利要求2所述的能量监控系统(1)，所述控制单元(21)被配置为仅在所述能量存储系统(40)与所述牵引电压系统(30)断开连接时，将能量从所述牵引电压系统(30)转移到所述车载电池充电系统(20)。4.根据权利要求1所述的能量监控系统(1)，所述牵引电压系统(30)包括至少一个牵引电容器(31)。5.根据权利要求4所述的能量监控系统(1)，所述控制单元(21)还被配置为监控所述牵引电容器(31)的能量水平。6.根据权利要求1所述的能量监控系统(1)，所述车载电池充电系统(20)包括双向转换器单元(23)，通过所述双向转换器单元，存储在所述牵引电压系统(30)中的能量被转移到车载电池充电系统(20)。7.根据权利要求6所述的能量监控系统(1)，所述双向转换器单元(23)是双向DC/DC转换器单元。8.根据权利要求1所述的能量监控系统(1)，所述车载电池充电系统(20)还包括至少一个内部电容器(24)，所述内部电容器(24)被配置为存储从所述牵引电压系统(30)转移的能量。9.根据权利要求8所述的能量监控系统(1)，所述内部电容器(24)集成在功率因数校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：G特森吉内斯，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：