用于控制电动车辆的电气系统的方法和主控制单元技术方案

本发明专利技术涉及用于控制电动车辆的电气系统的方法和主控制单元。本发明专利技术涉及一种用于控制电动车辆、特别是电动重型车辆的电气系统的方法。电气系统包括车辆网络和具有一个或多个外部负载的外部网络，经由切换单元可连接到车载网络。车辆网络包括转换器单元，适于连接牵引电压网络和车载网络；具有电池单元和一个或多个内部负载的车载网络，连接到转换器单元；和切换单元，适于通过连接和断开车载网络和外部网络来控制输出到外部网络的电力。该方法包括确定电气系统的至少一个电流信息的步骤；其特征在于确定至少一个安全电流值；和根据确定的电气系统的至少一个电流信息和确定的至少一个安全电流值控制切换单元控制从车载网络输出到外部网络的电力。出到外部网络的电力。出到外部网络的电力。

【技术实现步骤摘要】
用于控制电动车辆的电气系统的方法和主控制单元


[0001]本专利技术涉及一种用于控制电动车辆的电气系统的方法。特别地，本专利技术涉及一种用于控制电动重型车辆的电气系统的方法。此外，本专利技术涉及一种用于控制电动车辆的电气系统的主控制单元。特别地，本专利技术涉及一种用于控制电动重型车辆的电气系统的主控制单元。此外，本专利技术涉及一种计算机程序和一种承载有计算机程序的计算机可读介质。此外，本专利技术涉及特别是电动重型车辆的电动车辆的电气系统。最后，本专利技术涉及电动车辆，特别是电动重型车辆。
[0002]本专利技术可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和施工设备。特别地，本专利技术可以被应用于垃圾车、搅拌机、起重机等。虽然将特别针对重型车辆描述本专利技术，但本专利技术不限于该特定车辆，还可以用于其他车辆诸如汽车。

技术介绍

[0003]KR 101439060 B1公开了一种车辆电池控制装置。车辆电池控制装置包括高电压电池、低电压DC转换器、辅助低电压电池和电子负载控制器。高电压电池给供应有从燃料单体等的主电源下降的电压并且可以向低电压DC转换器供应电力。低电压DC转换器可以将从高电压电池接收到的高电压降低到低电压以对辅助低电压电池进行充电。辅助低电压电池利用从低电压DC转换器供应的电力进行充电并且可以向车辆内部的多个电子负载供应辅助电力。KR101439060 B1涉及乘用车领域。它不处理由车辆拥有者添加的后验外部负载(车身制造商负载)的问题。
[0004]WO 2019/238 203 A1公开了一种操作车辆电气系统的方法。车辆电气系统包括被配置成以第一电压电平供应第一DC电压的电源和耦合到电源并配置成以不同于第一电压电平的第二电压电平供应第二DC电压的DC/DC转换器。该方法包括以下步骤：监测由DC/DC转换器供应的电流电平，基于对电流电平的监测来确定DC/DC转换器饱和，并且响应于确定DC/DC转换器饱和，调节由DC/DC转换器所输出的电压电平。
[0005]US 2012/0306263 A1公开了一种用于安装到电动车辆的电动车辆的控制设备。该控制设备包括电流控制元件，该电流控制元件将要供应给低电压电池的充电电流取出，该低电压电池将电力供应给安装到电动车辆的辅助设备，以便从电压转换设备的低电压电池侧上的输出电流对低电压电池进行充电，该电压转换设备在高电压电池的电压与低电压电池的电压之间执行电压转换，该高电压电池的电压对低电压电池和低电压电池的电压进行充电连同向驱动电动车辆的电机供应电力并且向辅助设备供应电力。该控制设备还包括集成控制单元，该集成控制单元基于与在低电压电池中累积的电力相关的累积电力信息和电压转换设备的电压转换的转换效率来确定充电电流的充电电流值，并且控制电流控制元件以利用电流控制元件取出由充电电流值指定的充电电流。
[0006]US 6,580,180 B2公开了一种用于车辆的电源装置。该车辆包括用于以第一电压供应电力的第一电池、用于以第二电压向负载供应电力的第二电池、在第一电池和第二电池之间的用于将来自第一电压和第二电压的电力在大小上彼此转换的转换器、以及用于根
据通过负载的第一电流大小和通过第二电池的第二电流大小来操作转换器的控制器。
[0007]但是，还需要进一步改进。特别地，在现有解决方案中，外部网络的外部负载不能被控制以确保电动车辆的安全操作，特别是在电动车辆运动时。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是控制外部网络的外部负载以确保电动车辆的安全操作，特别是在电动车辆运动时。
[0009]本专利技术的目的通过根据权利要求1所述的用于控制电动车辆特别是电动重型车辆的电气系统的方法来实现。
[0010]电动车辆优选为混合动力电动车辆(HEV)或电池电动车辆(BEV)。同样优选地，电动车辆是插电式混合动力车辆(PHEV)或燃料电池电动车辆(FCEV)。这种车辆也称为双网络车辆。这是因为这种车辆通常包括具有车载网络(也称为低电压网络)和牵引电压网络(也称为高电压网络)的电气系统。通常，车载网络是12V网络、24V网络或48V网络。牵引电压网络可以是48V网络或至少60V网络，特别是600V网络。在任何情况下，车载网络的电压通常低于牵引电压网络的电压。
[0011]电气系统包括车辆网络和外部网络。车辆网络包括适于连接牵引电压网络和车载网络的转换器单元。此外，车辆网络包括具有电池单元和一个或多个内部负载的车载网络，其中车载网络连接到转换器单元。最后，车辆网络包括切换单元，该切换单元适于通过连接和断开车载网络和外部网络来控制输出到外部网络的电力。外部网络具有一个或多个外部负载，其中外部网络经由切换单元可连接到车载网络。
[0012]该方法包括以下步骤：确定电气系统的至少一个电流信息，确定至少一个安全电流值，以及根据电气系统的所确定的至少一个电流信息和所确定的至少一个安全电流值来控制切换单元以控制从车载网络输出到外部网络的电力。
[0013]本专利技术基于专利技术人的以下发现，在一些情况下，车载网络负载超过转换器单元的容量。这可能导致车载网络上的严重电压下降，从而导致控制单元的复位。这种控制单元的复位可以限制电动车辆的安全操作，特别是如果在电动车辆运动时发生控制单元的复位。
[0014]如果在与车载网络上的高负载激活——例如转向、空调或空气压缩的激活、冷却风扇的激活，其可能超过转换器单元的标称容量——结合驱动电动车辆的同时断开电池或者在开路的情况下，则可能出现这种安全问题。此外，减额转换器单元可能导致车载网络上输出的电力降低，从而对电动车辆的安全操作产生负面影响。此外，任何可能导致车载网络上的转换器单元不输出电力的问题也会限制电动车辆的安全操作。此外，车载网络负载的过度使用——例如在所有负载同时被激活的情况下——限制电动车辆的安全操作。
[0015]本文所述的方法的全部或部分步骤可以优选地按本文描述的顺序执行。更优选地，本文所描述的方法的全部或部分步骤可以按任何顺序执行。特别地，本文描述的方法的全部或部分步骤可以串联或并联执行。例如，为了控制电动车辆的电气系统，可以串联执行方法的一些步骤，并且可以并联执行方法的其他步骤。
[0016]所描述的方法具有通过控制切换单元来控制外部网络的外部负载的效果。因此，与已知的解决方案相比，增加了电动车辆的安全操作，特别是当电动车辆运动时。此外，本文描述的方法具有通过从转换器单元接收到的信息、电池电流信息——例如通过电池传感
器——和外部网络的电流信息来动态地控制外部网络的外部负载的效果。
[0017]关于该方法的优点、优选实施例和细节，参考主控制单元、包括程序代码的计算机程序、承载计算机程序的计算机可读介质、电气系统和本文下面描述的电动车辆的相应方面和实施例。
[0018]根据优选实施例，车辆网络包括牵引电压网络，该牵引电压网络具有用于驱动电动车辆和/或电力存储系统和/或负载的一个或多个牵引电动机。优选地，至少一个安全电流值是电流保护值。进一步优选地，至少一个安全电流值是限制值。可选地，还可以优选的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制电动车辆(1)、特别是电动重型车辆(1)的电气系统的方法，所述电气系统包括：
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车辆网络，所述车辆网络包括ο转换器单元(300)，所述转换器单元(300)适于连接牵引电压网络(100)和车载网络(200)；ο具有电池单元(201)和一个或多个内部负载(202a、202b)的所述车载网络(200)，其中，所述车载网络(200)被连接到所述转换器单元(300)；ο切换单元(600)，所述切换单元(600)适于通过连接和断开所述车载网络(200)和外部网络(400)来控制输出到所述外部网络(400)的电力；
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具有一个或多个外部负载(401)的所述外部网络(400)，其中所述外部网络(400)经由所述切换单元(600)能够连接到所述车载网络(200)；以及所述方法包括以下步骤：
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确定所述电气系统的至少一个电流信息；其特征在于，
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确定至少一个安全电流值；
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根据所述电气系统的所确定的至少一个电流信息和所确定的至少一个安全电流值来控制所述切换单元(600)，以控制从所述车载网络(200)输出到所述外部网络(300)的电力。2.根据前述权利要求1所述的方法，其中，所述车辆网络包括牵引电压网络(100)，所述牵引电压网络(100)具有用于驱动所述电动车辆(1)和/或电力存储系统(102)和/或负载(103)的一个或多个牵引电动机(101)；和/或其中，所述至少一个安全电流值是以下中的至少一个：
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电流保护值；和/或
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限制值；和/或其中，所述电气系统的所述至少一个电流信息是以下中的至少一个：
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所述转换器单元(300)的状态信息，所述转换器单元(300)的所述状态信息优选为以下中的至少一个：ο所述转换器单元(300)的操作状态；和/或ο实际转换器输出电流；和/或ο最大转换器电流容量值；和/或
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所述车载网络(200)的所述电池的电池电流值；和/或
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所述外部网络(400)的外部负载电流消耗值。3.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，控制从所述车载网络(200)输出到所述外部网络(300)的电力的步骤包括：
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闭合所述切换单元(600)以用于将所述车载网络(200)与所述外部网络(400)连接；和/或
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断开所述切换单元(600)以用于将所述车载网络(200)与所述外部网络(400)断开；和/或
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离散或连续调节所述切换单元(600)以用于所输出的电力的离散或连续调节。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个内部负载(202)是一个或多个非关键内部负载(202a)和/或一个或多个关键内部负载(202b)；所述方法包括以下步骤：
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根据所述电气系统的至少一个电流信息来控制所述一个或多个非关键内部负载(202a)，其中优选地
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控制所述一个或多个非关键内部负载(202a)的步骤包括：ο将所述一个或多个非关键内部负载(202a)与所述车载网络(200)连接和/或断开；和/或ο离散或连续调节所述一个或多个非关键内部负载(202a)。5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，如果满足以下条件，则闭合所述切换单元(600)：
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所述转换器单元(300)的所确定的操作状态用信号通知操作的完全准备就绪；以及
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所确定的电池电流值用信号通知所述电池被连接到所述车载网络(200)并且被充电；以及
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所确定的实际转换器输出电流减去所确定的电池电流值低于所确定的最大转换器电流容量值的阈值；和/或如果满足以下条件，则断开所述切换单元(600)：
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所述转换器单元(300)的所确定的操作状态没有用信号通知操作的准备就绪；和/或；如果满足以下条件，则离散地或连续地控制所述切换单元(600)以离散地或连续地控制所输出的电力：
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所述转换器单元(300)的所确定的操作状态用信号通知操作的部分准备就绪；和/或
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所确定的电池电流值用信号通知所述电池未被连接到所述车载网络(200)和/或未被充电；或者
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所述转换器单元(300)的所确定的操作状态用信号通知操作的完全准备就绪；以及
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所确定的电池电流值用信号通知所述电池被连接到所述车载网络(200)并且被充电；以及
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所确定的实际转换器输出电流减去所确定的电池电流值高于所确定的最大转换器电流容量值的阈值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
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