[發(fā)明專利]向具有雙電能存儲裝置的混合動力車輛供電的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380017594.0
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104471830A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.本徹特里特;M.奧雅塔拉-布里加德特;P.鮑德森;M.拉尼爾
• 申請（專利權(quán)）人: 法雷奧電機(jī)設(shè)備公司
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;B60L11/18;B60L11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 段志超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于向具有雙電能存儲裝置的混合動力機(jī)動車輛提供電力的方法，以及一種用于向可實(shí)現(xiàn)這種方法的混合動力機(jī)動車輛提供電力的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

具有熱發(fā)動機(jī)的機(jī)動車輛通常包括車載電網(wǎng)絡(luò)，該車載電網(wǎng)絡(luò)包括電池和特別是起動器，其中電池通常是12V電池，并且設(shè)計(jì)為向多種設(shè)備提供電能，而起動器對于保證熱發(fā)動機(jī)的起動是不可缺少的。在起動后，聯(lián)接至熱發(fā)動機(jī)的交流發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)對電池充電。

現(xiàn)今，電力的發(fā)展使得可以提供并控制單個可逆的多相旋轉(zhuǎn)電機(jī)，這有利地替代了起動器和交流發(fā)電機(jī)。

在初始階段，名字稱為交流發(fā)電機(jī)-起動器的該機(jī)器基本上提供了實(shí)現(xiàn)了之前由交流發(fā)電機(jī)和起動器實(shí)現(xiàn)的功能的目的，并且此外，提供了制動能量回收的目的，或是提供熱發(fā)動機(jī)以額外功率和轉(zhuǎn)矩的目的。

為了通過增加交流發(fā)電機(jī)-起動器的工作電壓而改善其性能并且提高功率，而同時維持能夠使用設(shè)計(jì)用于12V或14V電源(特別是蓄電池)的其他標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的目的，已經(jīng)開發(fā)了所謂的“14+X”或“微混”構(gòu)架，該構(gòu)架例如在專利申請F(tuán)R2328576中描述。

因此該構(gòu)架由電功率網(wǎng)絡(luò)和電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)組成，其中電功率網(wǎng)絡(luò)將所述交流發(fā)電機(jī)-起動器連接到電能儲存元件，該電能儲存元件以高于14V并且可高達(dá)48V的電壓運(yùn)行，并且其中電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將所有其他的設(shè)備連接起來。在兩個網(wǎng)絡(luò)之間的電壓水平的使用通過可逆的直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器來保證。

在第二階段，生態(tài)學(xué)的考慮使得交流發(fā)電機(jī)-起動器的設(shè)計(jì)具有約8-10kW的功率，該功率足夠在低速時驅(qū)動車輛，例如在城市環(huán)境中。

僅僅通過將電功率網(wǎng)絡(luò)的電壓提升到遠(yuǎn)高于常規(guī)蓄電池的名義電壓12V并且通常提升到可高達(dá)最大60V的電壓已經(jīng)能夠獲得這種類型的功率水平，而持續(xù)具有緊湊的電機(jī)。

此外，具有高達(dá)120V的電壓的功率網(wǎng)絡(luò)可以在允許車輛被電機(jī)以全速驅(qū)動的構(gòu)架(所謂的全混構(gòu)架，相比于前述所謂的微混構(gòu)架)中。

在現(xiàn)有技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)中，高壓可逆直流/直流轉(zhuǎn)換器的可靠性、發(fā)動機(jī)罩下的布置或成本的限制經(jīng)常使得需要在電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中保持使用常規(guī)的交流發(fā)電機(jī)。

由于相同的原因，并且也由于鉛電池的特定的充放電特性，鉛電池和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供的常規(guī)起動器經(jīng)常持續(xù)是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)特別針對混合動力車輛的前述的功能，功率網(wǎng)絡(luò)的存儲元件基本上提供了顯著的功率。

因此，存儲元件受到嚴(yán)格的限制，并且通常使用鋰離子電池。

這種類型的存儲元件必須具有非常低的內(nèi)阻，以防止在放電階段期間的電壓損失和在充電階段期間的過電壓，并且同時這種類型的存儲元件必須具有足夠?yàn)樘幱诩冸妱幽Ｊ?稱為零排放車輛“ZEV”)的運(yùn)行階段中提供能量的能量水平。

在可接受的成本下使用鋰離子電池難以滿足這些特性，并且當(dāng)選擇存儲元件時增加了進(jìn)一步的財(cái)務(wù)限制。

在制動能量回收階段，存儲的能量必須被引導(dǎo)至高壓電池，并且如果可能的話被引導(dǎo)至低壓電池。相反的，在扭矩輔助或ZEV階段期間，能量必須從高壓電池和/或從高壓電池獲得。

這些電池很可能都具有高內(nèi)阻，而這導(dǎo)致由熱耗散產(chǎn)生的大量損失。

發(fā)明內(nèi)容

在這些情況下，本發(fā)明的目的從而是確定用于控制具有一對高壓和低壓電池的電能的策略，并且從而趨于限制這些損失。

通常，本發(fā)明涉及用于向具有雙電能存儲裝置的混合動力機(jī)動車輛提供電力的過程。

這種類型的方法其本身是已知的，該方法包括首先向車輛提供電功率網(wǎng)絡(luò)，該電功率網(wǎng)絡(luò)包括電機(jī)/發(fā)動機(jī)和具有第一名義電壓的第一電能存儲裝置，并且其次向車輛提供電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，該電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)包括具有第二名義電壓的第二電能存儲裝置，其中該第二名義電壓低于第一名義電壓，電功率網(wǎng)絡(luò)和電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)通過可逆的直流/直流轉(zhuǎn)換器連接到彼此。

根據(jù)本發(fā)明的方法的區(qū)別特征在于：根據(jù)這些存儲裝置的工作參數(shù)，確定了在第一存儲裝置中流動的第一最優(yōu)強(qiáng)度，以及確定了在第二存儲裝置中流動的第二最優(yōu)強(qiáng)度，以諸如最小化由熱耗散產(chǎn)生的損失。

這些第一和第二最優(yōu)電流強(qiáng)度也根據(jù)可逆的直流/直流轉(zhuǎn)換器的性能水平而有利地確定。

優(yōu)選地，這些最優(yōu)的第一和第二電流強(qiáng)度也根據(jù)在電功率網(wǎng)絡(luò)的包括電機(jī)/發(fā)動機(jī)的分支中流通的工作強(qiáng)度而確定。

在根據(jù)本發(fā)明的用于向具有雙電能存儲裝置的混合動力機(jī)動車輛提供電能的方法中，考慮在內(nèi)的存儲裝置的工作參數(shù)優(yōu)選地是鋰離子電池和鎳鋅電池的電參數(shù)。

本發(fā)明還涉及一種可實(shí)現(xiàn)上述方法的用于向具有雙電能存儲裝置的混合動力機(jī)動車輛提供電能的系統(tǒng)。