[發明專利]用于控制混合動力車輛的電系統的方法

有效

• 申請號: 201380035454.6
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN104755309B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 安德斯·拉松;耶克·倫納威;亨里克·恩達爾
• 申請（專利權）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L3/04;B60L7/12;B60L50/00;B60L53/00;B60L1/00;B60L50/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳依虹;劉光明

一種用于控制混合動力車輛的電系統的方法，包括步驟：以第一驅動模式驅動車輛(1)，其中，電池組(4)連接到所述牽引電壓DC鏈路(7)且電池組(4)對電輔助單元(6)供電；關閉電力電子單元以便中止從電機(3)到牽引電壓DC鏈路(7)或從牽引電壓DC鏈路(7)到電機(3)的電力傳遞；通過斷開繼電器(8)而將電池組(3)從牽引電壓DC鏈路(7)中斷；以及激活電力電子單元且將電力電子單元的輸出電壓控制到預定的水平。

技術領域

本發明涉及用于中斷混合電力車輛中電池的方法，進一步涉及用于執行這樣的方法的計算機程序和計算機程序產品。

背景技術

并行混合電力車輛(并行HEV)配置具有發動機，例如內燃機(ICE)，還有電機，二者一起提供必要的車輪扭矩以驅動車輛。此外，在并行HEV配置中，電機可以用作發電機來通過ICE所產生的動力為電池組充電。這通常提供有ICE和車輛的驅動輪之間的變速箱以便能夠更改ICE和驅動輪之間以及很多情況下電機和驅動輪之間的齒速比。

在包括具有內燃機和電力驅動的混合電力動力系的并行HEV中，用于電力驅動的能量存儲系統(ESS)是必要的。ESS的功能是作為能量緩沖器，使得電機既能夠被用作牽引電壓交流發電機而對能量存儲進行充電，也能夠被用作電動馬達而至少幫助內燃機分攤車輛動力，而能量取自ESS。混合電力系統在牽引電壓水平操作，其通常可以是200-950V，取決于混合電力動力系組件及系統設計。

并行HEV中的牽引電壓不止用來通過電機為車輛供電，而且通常還用來為電輔助單元供電，其中一些電輔助單元是車輛功能所必需的。從牽引電壓供電的必需的電輔助單元的典型例子是：低電壓DC/DC轉換器，其在交流發電機損壞時或在交流發電機的容量不夠時使用；電力轉向，其替代由動力系驅動的機械驅動的動力轉向；以及電空氣壓縮機，其替代由動力系驅動的機械驅動的壓縮機。沒有這些必需電輔助單元的功能，車輛就不能被驅動或者具有非常有限的驅動范圍。

ESS中的電池組通常對溫度敏感。牽引電池的典型溫度操作范圍是0-50攝氏度之間，其中良好操作范圍可以限制于10-40攝氏度。車輛的典型溫度操作范圍是-40–50攝氏度。在電池操作范圍之外的溫度范圍中，但在車輛操作范圍內，系統就不能適當操作了。這意味著，必需輔助單元的供電可能中斷且車輛就不能被驅動了。

包括電池或超級電容器的ESS是添加到動力系的復雜電子組件。ESS本身是具有許多組件的子系統：電子的、電氣的、化學的和/或機械的組件，具有用于能量存儲、監視、冷卻和中斷組件的功能。所添加的組件和功能的數量增加了故障的風險，由于ESS對于車輛的操作來說是必要的，所以這可能對車輛操作造成負面影響。

在并行HEV動力系中，ESS通常被設計具有接觸器來將ESS同牽引電壓DC鏈路中斷以便增加不操作的車輛的安全性。在作為電壓源的ESS連接到牽引電壓DC鏈路時，牽引電壓DC鏈路及其連接組件將充當大電容器。具有電阻器的預充電電路可以用來在連接ESS之前獲得牽引電壓DC鏈路的受控充電。否則，一旦連接，則大電流將流過接觸器到牽引電壓DC鏈路中，這可能損壞接觸器。預充電電路是ESS的一部分，但是其只在將ESS連接到牽引電壓DC鏈路時有必要。在完成預充電之后，預充電電路將是無源的，直到下次ESS連接到牽引電壓DC鏈路。預充電電路中的故障將導致ESS不能連接到牽引電壓DC鏈路，這進而意味著車輛不能操作。

已知的使電池保持可操作狀態的解決方案是通過例如在溫和環境的室內停車，或者將外部加熱器例如連接到能夠將電池溫度持續保持在電池溫度限制內的電池冷卻系統，而將電池保持在其操作溫度范圍內。

US8120200公開了一種混合動力車，該混合動力車配備有故障保護備用模式以防電池組(20)的中斷。如果電池組例如由于超溫而中斷，則從電池供應的電流將降到零且電機(18)將開始起到發電機的作用，用于向車輛的負載(38)供電。車輛配備有輔助電池(40)，輔助電池(40)也連接到負載。這樣，負載將仍然被供應電流，即使當電池中斷和電機開始傳遞電流時存在電力的短暫中斷。