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車輛的車載電源以及用于車載電源的控制設備.pdf

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車輛 車載 電源 以及 用于 控制 設備
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摘要
申請專利號:

CN201180002736.7

申請日:

2011.03.30

公開號:

CN102470811B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||著錄事項變更IPC(主分類):B60R 16/03變更事項:申請人變更前:歐陸汽車有限責任公司變更后:大陸汽車有限公司變更事項:地址變更前:德國漢諾威變更后:德國漢諾威|||實質審查的生效IPC(主分類):B60R 16/03申請日:20110330|||公開
IPC分類號: B60R16/03; H02J7/00; H02J7/14 主分類號: B60R16/03
申請人: 大陸汽車有限公司
發明人: D.賴肖; T.施特克邁爾; T.加利
地址: 德國漢諾威
優先權: 2010.03.30 DE 102010013458.9
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 胡莉莉;盧江
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201180002736.7

授權公告號:

102470811B|||||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2014.12.10|||2012.07.04|||2012.05.23

法律狀態類型:

授權|||著錄事項變更|||實質審查的生效|||公開

摘要

車載電源(BN)具有第一開關(S1)和第二開關(S2),車載電源(BN)利用所述第一開關(S1)和第二開關(S2)建立從第一蓄能器(ES1)和/或第二蓄能器(ES2)到系統負載(L)的閉合回路,以便為系統負載供給充足的電流。此外,車載電源(BN)還具有用于檢測在第二蓄能器(ES2)上的電壓值(Ves2)并且用于將當前檢測到的電壓值(Ves2)與預先給定的電壓閾值(TH)進行比較的監控裝置(üE),以及車載電源還具有控制裝置(SE),當所述當前檢測到的電壓值(Ves2)超過電壓閾值(TH)時,所述控制裝置(SE)用于通過閉合第一開關(S1)和第二開關(S2)來建立從第二蓄能器(ES2)的第三閉合回路,并且因此用于使第二蓄能器(ES2)放電。由此阻止了第二蓄能器(ES2)在車載電源(BN)中或在從第一蓄能器(ES1)到第二蓄能器(ES2)的電流路徑上出現系統故障時不受控地被充電。

權利要求書

1: 一種用于車輛 (FZ) 的車載電源 (BN) , 其具有如下特征 : - 帶有至少一個耗電器的系統負載 (L) , - 用于為系統負載 (L) 提供電流的第一蓄能器 (ES1) , - 用于為系統負載 (L) 提供電流的第二蓄能器 (ES2) , 其中第二蓄能器 (ES2) 能夠再充 電, - 第一可控開關 (S1) , 所述第一可控開關 (S1) 在閉合的開關狀態下建立從第一蓄能 器 (ES1) 到系統負載 (L) 的第一閉合回路, - 第二可控開關 (S2) , 所述第二可控開關 (S2) 在閉合的開關狀態下建立從第一蓄能 器 (ES1) 經第二蓄能器 (ES2) 到系統負載 (L) 的第二閉合回路, - 用于檢測在第二蓄能器 (ES2) 上的電壓值 (Ves2) 并且用于將當前檢測到的電壓值 (Ves2) 與預先給定的電壓閾值 (TH) 進行比較的監控裝置 (üE) , 以及 - 控制裝置 (SE) , 當所述當前檢測到的電壓值 (Ves2) 超過電壓閾值 (TH) 時, 所述控制 裝置 (SE) 用于通過閉合第一開關 (S1) 和第二開關 (S2) 來建立從第二蓄能器 (ES2) 到電接 地 (MS) 的第三閉合回路并且因此用于使第二蓄能器 (ES2) 放電。
2: 根據權利要求 1 所述的車載電源 (BN) , 其此外還具有補充充電裝置 (NL) , 用于以來 自第一蓄能器 (ES1) 的充電電流 (I1s) 給第二蓄能器 (ES2) 進行充電。
3: 根據權利要求 1 或 2 所述的車載電源 (BN) , 其中, 控制裝置 (SE) 此外還被設計為 : 當所述當前檢測到的電壓值 (Ves2) 超過電壓閾值 (TH) 時, 將充電電流 (I1s) 經閉合的第一 開關 (SW1) 和閉合的第二開關 (SW2) 引到電接地 (MS) 。
4: 根據上述權利要求之一所述的車載電源, 其中, 監控裝置 (üE) 根據至少一個與第二 蓄能器 (ES2) 的充電電容有關的參數來預先給定電壓閾值 (TH) 。
5: 根據上述權利要求之一所述的車載電源, 其中, 控制裝置 (SE) 將第一開關 (S1) 和第 二開關 (S2) 保持在閉合的開關狀態下預先給定的持續時間 (T) , 其中控制裝置 (SE) 根據與 電壓閾值 (TH) 相比的當前檢測到的電壓值 (Ves2) 來預先給定該持續時間 (T) 。
6: 一種用于控制車載電源 (BN) 中的電流流向的控制設備 (ST) , 其具有如下特征 : - 第一電端子 (K1) 、 第二電端子 (K2) 、 第三電端子 (K3) , 用于建立從控制設備 (ST) 到 車載電源 (BN) 的電連接, - 布置在第一端子 (K1) 和第二端子 (K2) 之間的第一可控開關 (S1) , 所述第一可控開 關 (S1) 在閉合的開關狀態下將第一端子 (K1) 與第二端子 (K2) 電連接, - 布置在第一端子 (K1) 和第三端子 (K3) 之間的第二可控開關 (S2) , 所述第二可控開 關 (S2) 在閉合的開關狀態下將第一端子 (K1) 與第三端子 (K3) 電連接, - 監控裝置 (üE) , 用于檢測在第三端子 (K3) 與第二端子 (K) 之間的電壓值 (Ves2) 并且 用于將當前檢測到的電壓值 (Ves2) 與預先給定的電壓閾值 (TH) 進行比較, - 控制裝置 (SE) , 當所述當前檢測到的電壓值 (Ves2) 超過電壓閾值 (TH) 時, 所述控制 裝置 (SE) 用于閉合第一開關 (S1) 和第二開關 (S2) 或用于將第一開關 (S1) 和第二開關 (S2) 保持在閉合的開關狀態下。
7: 一種車輛 (FZ) , 其具有根據權利要求 1 至 5 之一所述的車載電源 (BN) 。

說明書


車輛的車載電源以及用于車載電源的控制設備

    技術領域 本發明涉及一種用于車輛的車載電源 (Bordnetz) 以及一種用于控制在車輛的車 載電源中的電流流向 (Stromfluss) 的控制設備。此外, 本發明還涉及一種具有上面所述的 車載電源和 / 或上面所述的控制設備的車輛、 尤其是混合動力車。
     背景技術 如今的汽車的車載電源包括被構造為帶有連接在下游的整流電路的三相電機的、 作為換能器的發電機, 和 / 或包括第一或初級蓄能器, 所述第一或初級蓄能器例如包括一 個或多個電池單元, 以及所述車載電源包括要通過車載電源來供給的耗電器, 所述耗電器 概述性地被稱作系統負載。 發電機、 第一蓄能器和系統負載概述性地被稱作第一能量系統。 此外, 車載電源還包括第二能量系統, 所述第二能量系統包括例如被構造為雙層電容器的 第二、 即次級蓄能器。第二蓄能器由第一蓄能器、 即由發電機和 / 或由第一蓄能器以電流充 電。第一能量系統的系統電壓通常大于第一能量系統的系統電壓。
     在車載電源中重要的是維持盡可能安全的系統狀態 (英語為 : Safe-State (安全狀 態) ) 。在車載電源中對維持安全系統狀態的要求之一是避免兩個蓄能器之一過載。
     然而, 如果在兩個能量系統之間 (或在第一蓄能器或者發電機與第二蓄能器之間) 的電連接中出現問題, 則形成從第一能量系統到第二能量系統或從第一蓄能器到第二蓄能 器的不受控的電流流向, 并且因此在第二蓄能器上的充電電壓上升超過最大允許的充電電 壓并且上升到在第一能量系統上或在第一蓄能器上的電壓電勢, 其中這些問題例如是由于 在車載電源中的一個或另外電部件中的故障、 老化或者腐蝕造成的, 是由于使用錯誤或者 是由于在電連接中的環境影響造成的。 這導致第二蓄能器的過載并且因此導致第二蓄能器 失效。
     發明內容 本發明的任務因此在于提出了一種在出現上述問題之一時以簡單的方式防止車 載電源的蓄能器過載的可能性。
     該任務通過獨立權利要求來解決。有利的擴展方案是從屬權利要求的主題。
     根據本發明的第一方面提出了一種車載電源, 該車載電源包括被稱作系統負載的 至少一個耗電器、 用于為系統負載提供電流的第一蓄能器和第二蓄能器, 其中第二蓄能器 可再充電地 (wiederaufladbar) 被實施。尤其是, 第二蓄能器可以以來自第一蓄能器的電 流來再充電。
     此外, 車載電源還包括第一可控開關和第二可控開關。 在閉合的開關狀態下, 第一 開關建立從第一蓄能器到系統負載的第一閉合回路, 用于從第一蓄能器來給系統負載供給 電流。在打開的開關狀態下, 第一開關又打開該第一回路。在閉合的開關狀態下并且尤其 是在同時打開第一開關的情況下, 第二開關建立從第一蓄能器經第二蓄能器到系統負載的 第二閉合回路, 用于從第一蓄能器和從第二蓄能器來給系統負載供給電流。在打開的開關
     狀態下, 第二開關又打開第二回路。
     此外, 車載電源還具有監控裝置和控制裝置。車載電源利用監控裝置來檢測第二 蓄能器上的充電電壓值并且將當前檢測到的電壓值與預先給定的電壓閾值進行比較。
     當所述當前檢測到的電壓值超過電壓閾值時, 車載電源接著利用控制裝置使第一 開關和第二開關閉合或將這兩個開關保持在閉合的開關狀態下, 這樣建立從第二蓄能器經 兩個閉合的開關到電接地的第三閉合回路, 并且因此使第二蓄能器放電。
     由此, 提出了一種車載電源, 所述車載電源在車載電源中出現故障時可以以簡單 的方式并且僅僅利用在車載電源中已有的部件 (如兩個開關) 來防止蓄能器過載, 使得該車 載電源可以在幾乎沒有額外成本或者較高的制造開銷的情況下被制造。
     在有利的擴展方案中, 車載電源具有補充充電裝置 (Nachladeeinrichtung) , 車載 電源利用該補充充電裝置來給第二蓄能器以來自來自第一蓄能器的充電電流進行充電。
     這具有如下優點 : 車載電源不需要外部補充充電設備, 以便給車載電源的其中一 個蓄能器以另一蓄能器的電流進行充電。另一優點是, 通過內部補充充電裝置可以由車載 電源在沒有值得注意的等待時間的情況下監控、 控制和調節蓄能器的充電過程。
     在另一有利的擴展方案中, 控制裝置被設計為使得 : 在當前檢測到的電壓值超過 電壓閾值的情況下, 控制裝置將從第一能量系統流到第二能量系統或從第一蓄能器流到第 二蓄能器的電流通過閉合的第一開關和閉合的第二開關、 因此通過第三閉合回路引到電接 地。
     這具有如下優點 : 第一能量系統的導致第二蓄能器過載的多余電流可以在沒有附 加的電路部件的情況下并且可靠地遠離車載電源地而且通過電接地被去除。
     在另一有利的擴展方案中, 監控裝置根據至少一個與第二蓄能器的充電電容有關 的參數 (譬如第二蓄能器上的溫度) 來確定用來與充電電壓值進行比較的電壓閾值。
     由此, 第二蓄能器的最大充電電壓值在確定電壓閾值時被一同考慮, 其中所述第 二蓄能器的最大充電電壓值與充電電容 (或不同的參數) 有關, 其電壓值改變導致在充電電 容方面的改變并且因此也導致在第二蓄能器的最大可能的充電電壓值方面的改變。
     在另一有利的擴展方案中, 控制裝置將第一開關和第二開關保持在閉合的開關狀 態下預先給定的持續時間, 其中控制裝置根據與電壓閾值相比的當前檢測到的電壓值來預 先給定該持續時間。
     由此一方面保證了可以可靠地使第二蓄能器中的導致第二蓄能器中的過載或過 壓的多余電荷放電, 而另一方面阻止了第二蓄能器過多地放電, 這又導致電能的不必要的 損耗并且因此對于車載電源是不利的。
     根據本發明的另一方面, 提出了一種用于控制車載電源中的電流流向的控制設 備, 該控制設備具有第一電端子、 第二電端子和第三電端子, 用于建立從該控制設備到車載 電源的電連接。 在第一端子與第二端子之間, 該控制設備具有第一可控開關, 該第一可控開 關在閉合的狀態下將第一端子與第二端子電連接。在第一端子與第三端子之間, 該控制設 備具有第二可控開關, 該第二可控開關在閉合的狀態下將第一端子與第三端子電連接。
     此外, 控制設備還具有監控裝置和控制裝置。監控裝置檢測在該控制設備的第三 端子和第二端子之間的電壓值, 并且將當前檢測到的電壓值與預先給定的電壓閾值進行比 較, 而且將比較結果以具有對應于該結果的信號電平的信號的形式輸出給控制裝置, 其中該監控裝置由于其用于比較兩個電壓值的功能也可以被稱作比較裝置。 控制裝置接著根據 該信號或根據監控裝置的比較結果使第一開關和第二開關閉合或將第一開關和第二開關 保持在閉合的開關狀態下。通過閉合這兩個開關, 控制設備將第三端子和第二端子彼此電 連接并且這樣將電流從第三端子經這兩個閉合的開關引到第二端子。
     在有利的擴展方案中, 監控裝置根據至少一個環境影響 (譬如溫度) 確定用來與電 壓值比較的電壓閾值。
     在另一有利的擴展方案中, 控制裝置將第一開關和第二開關保持在閉合的開關狀 態下預先給定的持續時間, 該控制裝置根據與電壓閾值相比的當前檢測到的電壓值來預先 給定該持續時間。
     根據本發明的另一方面, 提出一種具有上面所描述的車載電源或者上面所描述的 控制設備的車輛、 尤其是混合動力車。
     此外, 就被轉用到上面所描述的設備或被轉用到上面所述的車輛而言, 上面所述 的車載電源的有利的擴展方案也要被視為該設備或車輛的有利的擴展方案。 附圖說明
     以下依據實施例借助附圖更為詳細地闡述本發明。 作為實例使用混合動力車的車 在此, 該圖示出了根據實施例的車載電源的示意圖。載電源。
     具體實施方式
     車輛 FZ、 尤其是混合動力車的根據該圖的車載電源 BN 包括第一能量系統 Esys1 和 第二能量系統 Esys2 以及連接在這兩個能量系統 Esys1、 Esys2 之間的控制設備 ST。該示 例性的車載電源 BN 中的能量系統 Esys1、 Esys2 彼此非絕緣。具有彼此電絕緣的能量系統 Esys1、 Esys2 的可替換的實施形式也是可能的。
     第一能量系統 Esys1 包括發電機 G、 車載電源 BN 的第一蓄能器 ES1 以及一組耗電 器、 譬如燈或者用于內燃機的起動器, 所述耗電器概述性地被稱為系統負載 L。
     發電機 G 被構造為帶有連接在下游的整流電路 DG 的三相電機, 并且用作用于將車 輛 FZ 的動能轉換成電能的換能器, 而且同時用作用于給系統負載 L 供給電流的第一能量 源。
     第一蓄能器 ES1 包括一個或多個串聯連接的可再充電的電池單元, 并且用作用于 給系統負載 L 供給電流的第二能量源。第一蓄能器 ES1 由發電機 G 以電流充電, 并且因此 存儲由發電機 G 所轉換的電能。
     第二能量系統 Esys2 包括車載電源 BN 的另一、 即第二蓄能器 ES2。 第二蓄能器 ES2 被構造為雙層電容器并且用作第三能量源, 同樣用于給系統負載 L 供給電流。第二蓄能器 ES2 由發電機 G 和 / 或由第一蓄能器 ES1 以電流充電。
     兩個能量系統 Esys1、 Esys2 具有不同的系統電壓 Vsys1、 Vsys2, 其中第一能量系 統 Esys1 的系統電壓 Vsys1 高于第二能量系統 Esys2 的系統電壓 Vsys2。
     在系統負載 L 由發電機 G 和第一蓄能器 ES1 供給電流的無故障的運行狀態下, 第 一能量系統 Esys1 的第一系統電壓 Vsys1 與第一蓄能器 ES1 的充電電壓 Ves1 相同。第二系統電壓 Vsys2 與第二蓄能器 ES2 的充電電壓 Ves2 相同。
     對在相應的能量系統 Esy1、 Esy2 中以及在這兩個能量系統 Esys1、 Esys2 之間的電 流流向的控制由控制設備 ST 引起。為此, 控制設備 ST 具有四個電端子 K1、 K2、 K3、 K4, 這四 個電端子 K1、 K2、 K3、 K4 用于建立從控制設備 ST 到車載電源 BN 或到兩個能量系統 Esys1、 Esys2 的電連接。
     控制設備 ST 通過第一電端子 K1 與第一蓄能器 ES1 的負極電連接。
     控制設備 ST 通過第二電端子 K2 與發電機 G 的整流器 DG 的負極電連接, 與第二蓄 能器 ES2 的負極電連接, 與系統負載 L 電連接以及與電接地 MS 電連接。
     控制設備 ST 通過第三電端子 K3 與第二蓄能器 ES2 的正極電連接。因此, 在第三 端子 K3 與第二端子 K2 之間有在第二蓄能器 ES2 的正極與負極之間的電壓、 即第二蓄能器 ES2 的充電電壓 Ves2。
     控制設備 ST 通過第四電端子 K4 與發電機 G 的整流器 DG 的正極電連接, 與第一蓄 能器 ES1 的正極電連接以及與系統負載 L 電連接。
     此外, 控制設備 ST 還包括第一可控開關 S1 和第二可控開關 S2、 用于控制這兩個開 關 S1 和 S2 的控制裝置 SE、 用于監控第二蓄能器 ES2 的充電電壓 Ves2 的監控裝置 üE 以及 用于從發電機 G 和 / 或從第一蓄能器 ES1 來給第二蓄能器 ES2 以電流充電的補充充電裝置 NL。
     這兩個開關 S1 和 S2 被構造為可通過相應的柵極端子或控制端子 GS1、 GS2 控制的 常關型 (selbstsperrend) MOSFET 半導體開關。在相應的控制端子 GS1、 GS2 上有電壓值例 如為 5V 的柵極電壓或控制電壓 Vgs1、 Vgs2 時, 這兩個開關 S1、 S2 導通, 即轉到 “閉合的” 開 關狀態下, 而在控制電壓 Vgs1、 Vgs2 取消時或者在存在具有例如 5V 以下的不足夠的電壓值 的控制電壓 Vgs1、 Vgs2 的情況下, 這兩個開關截止, 即轉到 “打開的” 開關狀態下。
     第一開關 S1 被布置在第一端子 K1 與第二端子 K2 之間, 并且在閉合的開關狀態下 將第一端子 K1 和第二端子 K2 彼此電連接。因此, 第一開關 S1 在閉合的開關狀態下建立從 第一蓄能器 ES1 到系統負載 L 的第一閉合回路, 使得系統負載 L 由第一蓄能器 ES1 供給電 流。在打開的開關狀態下, 第一開關 S1 中斷從第一蓄能器 ES1 到系統負載 L 的電連接, 使 得第一閉合回路被打開。
     第二開關 S2 被布置在第一端子 K1 與第三端子 K3 之間, 并且在閉合的開關狀態下 將第一端子 K1 和第三端子 K3 彼此電連接。由此, 第二開關 S2 在閉合的開關狀態下并且在 同時打開第一開關 S1 的情況下將第二蓄能器 ES2 與第一蓄能器 ES1 以及與系統負載 L 電 連接, 并且這樣建立從第一蓄能器 ES1 通過第二蓄能器 ES2 并且到系統負載 L 的第二閉合 回路。在打開的開關狀態下, 第二開關 S2 中斷從第二蓄能器 ES2 到第一蓄能器 ES1 和到系 統負載 L 的電連接, 使得第二閉合回路被打開。
     兩個開關 S1、 S2 的激勵通過控制裝置 SE 來進行。 控制裝置 SE 具有信號輸入端 K21 和兩個信號輸出端 K22、 K23。控制裝置 SE 通過信號輸入端 K21 與監控裝置 üE 電連接。控 制裝置 SE 通過第一信號輸出端 K22 或利用在第一信號輸出端 K22 上的第一輸出信號 S111 控制第一開關 S1, 并且通過第二信號輸出端 K23 或利用在第二信號輸出端 K23 上的第二輸 出信號 S112 控制第二開關 S2。
     監控裝置 üE 具有兩個信號輸入端 K11、 K12 和信號輸出端 K13。監控裝置 üE 通過第一信號輸入端 K11 與控制設備 ST 的第三端子 K3 電連接并且因此也與第二蓄能器 ES2 的 正極電連接。監控裝置 üE 通過第二信號輸入端 K12 與控制設備 ST 的第二端子 K2 電連接, 并且因此也與第二蓄能器 ES2 的負極和電接地 MS 電連接。監控裝置 üE 通過信號輸出端 K13 與控制裝置 SE 的信號輸入端 K21 電連接。
     在兩個信號輸入端 K11、 K12 之間, 監控裝置具有電壓測量單元 SM, 該電壓測量單 元 SM 測量在兩個信號輸入端 K11 與 K12 之間的電勢差, 因此測量第二蓄能器 ES2 的充電電 壓值 Ves2。在監控裝置 üE 的電壓測量單元 SM 與信號輸出端 K13 之間, 該監控裝置 üE 此外 還具有比較器單元 KP。比較器單元 KP 通過非反相的、 即正的輸入端與電壓測量單元 SM 電 連接。在比較器單元 KP 的反相的、 即負的輸入端上施加電壓閾值 TH。比較器單元 KP 將在 正輸入端上的當前所測量的充電電壓值 Ves2 與在負輸入端上的電壓閾值 TH 進行比較, 并 且根據比較結果將具有對應于比較結果的信號電平的信號 S101 通過信號輸出端 K13 輸出。
     補充充電裝置 NL 被布置在控制設備 ST 的第四端子 K4 與第三端子 K3 之間, 并且 包括在該圖中未詳細示出的 DC/DC 轉換器。第二蓄能器 ES2 通過補充充電裝置 NL 以來自 發電機 G 和 / 或來自第一蓄能器 ES1 的電流被充電。
     現在, 在已描述了該實施例的車載電源 BN 的在該圖中所示的部件以及其功能之 后, 隨后將更為詳細地描述車載電源 BN 或車載電源 BN 的控制設備 ST 的運行方式。 車載電源 BN 根據系統負載 L 的大小、 即根據連接到車載電源 BN 的耗電器引起的 電力需求量的高低在三種不同的運行狀態下運行。 現在隨后描述了這三種運行狀態和在這 些運行狀態之間的切換過程。
     在由系統負載 L 引起的電力需求量盡可能穩定且在發電機 G 可以為車載電源 BN 最大提供的電力供應之下的第一運行狀態下, 車載電源 BN 或系統負載 L 單獨地由發電機 G 供給電流。在第一運行狀態下, 這兩個開關 S1、 S2 受控制裝置 SE 控制地保持在打開的開關 狀態下。
     在車載電源 BN 中的第二運行狀態下, 通過接上其他耗電器引起的系統負載 L 的電 力需求量超過發電機 G 的最大電力供應。在該第二運行狀態下, 第一蓄能器 ES1 通過由控 制裝置 SE 閉合第一開關 S1 而被連接到車載電源 BN。系統負載 L 接著除了發電機 G 之外還 由第一蓄能器 ES1 供給電流。在該運行狀態下, 第一蓄能器 ES1 與發電機 G 共同保持車載 電源 BN 中的穩定的運行電壓。此外, 第二開關 S2 受控制裝置 SE 控制地被保持在打開的開 關狀態下。
     在由于接上一個或多個大功率的 (leistungsstark) 耗電器 (譬如用于車輛 FZ 的 內燃機的起動器) 而使車載電源 BN 中的電能消耗在短時間中極大地升高的第三運行狀態 下, 發電機 G 和第一蓄能器 ES1 不再能夠單獨地勝任系統負載 L 的極大升高的電力需求量。 因此, 車載電源 BN 中的穩定的車載電源電壓不再能夠繼續保持, 并且其面臨降低到對于所 有耗電器的無問題的運行最小所需的運行電壓以下的危險。在這種情況下, 第二能量系統 Esys2 或第二蓄能器 ES2 被連接到車載電源 BN。第二蓄能器 ES2 接入到車載電源 BN 通過 控制裝置 SE 同時轉換兩個開關 S1 和 S2 來實現。通過打開第一開關 S1 并且同時閉合第二 開關 S2, 控制裝置 SE 將第二蓄能器 ES2 與第一蓄能器 ES1 和系統負載 L 連接, 并且這樣建 立從第一蓄能器 ES1 經第二蓄能器 ES2 到系統負載 L 的第二閉合回路。因此, 系統負載 L 由發電機 G 和兩個蓄能器 ES1、 ES2 來供給電流。
     在第二蓄能器 ES2 沒有連接到車載電源 BN 的第一運行狀態和第二運行狀態下, 該 第二蓄能器 ES2 在需要時利用來自發電機 G 或者來自第一蓄能器 ES1 的電流進行充電。在 此, 補充充電裝置 NL 監控并且控制充電過程。
     然而, 如果在補充充電裝置 NL 或者在第四端子 K4 與第三端子 K3 之間 (因此在發 電機 G 或第一蓄能器 ES1 與第二蓄能器 ES2 之間) 的電連接中出現系統故障, 則形成不受控 的電流流向, 即形成從發電機 G 和 / 或從第一蓄能器 ES1 經在第四端子 K4 與第三端子 K3 之間的電連接并且到第二蓄能器 ES2 的不可控的充電電流 I1s。 結果, 第二蓄能器 ES2 被充 電, 并且在第二蓄能器 ES2 上的充電電壓值 Ves2 不受控地升高超過最大允許的充電電壓并 且直至第一蓄能器 ES1 上的電壓電勢 Ves1。這導致第二蓄能器 ES2 的過載, 并且因此導致 第二蓄能器 ES2 失效。
     為了在這種有故障的系統狀態下阻止第二蓄能器 ES2 的過載并且因此防止第二 蓄能器 ES2 失效, 監控裝置 üE 的電壓測量單元 SM 通過端子 K3、 K2 并且以預先給定的時間 間隔測量第二蓄能器 ES2 的充電電壓值 Ves2。
     所測量的充電電壓值 Ves2 由電壓測量單元 SM 轉交給比較器單元 KP。 該比較器單 元 KP 接著將充電電壓值 Ves2 與預先給定的存儲在控制設備 ST 的在該圖未詳細示出的存 儲單元中的電壓閾值 TH 進行比較, 并且將比較結果以具有對應于比較結果的信號電平的 輸出信號 S101 的形式給予控制裝置 SE。 如果充電電壓值 Ves2 小于或者等于電壓閾值 TH, 則輸出信號 S101 具有為邏輯零 的信號電平。如果充電電壓值 Ves2 超過電壓閾值 TH, 則輸出信號 S101 采用為邏輯一的信 號電平。
     監控裝置 üE 的輸出信號 S101 現在由控制裝置 SE 通過信號輸入端 K21 獲得。根 據該輸出信號 S101 的信號電平, 控制裝置接著通過兩個輸出信號 S111 和 S112 控制這兩個 開關 S1 和 S2。
     如果控制裝置 SE 獲得具有為邏輯零的信號電平的輸出信號 S101, 則該控制裝置 SE 根據車載電源 BN 的當前運行狀態、 即根據車載電源 BN 中的電力需求量為多大來控制這 兩個開關 S1、 S2。
     如果控制裝置 SE 獲得具有為邏輯一的信號電平的輸出信號 S101, 則該控制裝置 SE 使這兩個開關 S1、 S2 與車載電源 BN 的當前運行狀態無關地、 即與這兩個開關 S1、 S2 在 當前運行狀態下應具有何種開關狀態無關地閉合。為此, 控制裝置 SE 將這兩個輸出信號 S111、 S112 的信號電平置于邏輯一并且使這兩個開關 S1、 S2 閉合。如果車載電源 BN 處于 第二運行狀態下并且第一輸出信號 S111 已在為邏輯一的信號電平上, 則控制裝置 SE 在該 輸出信號 S111 的情況下維持該信號電平并且僅僅將第二輸出信號 S112 置于為邏輯一的信 號電平上。由此, 控制裝置 SE 將其中一個開關 S1 維持在閉合的開關狀態下, 該開關 S1 在 識別第二蓄能器 ES2 中的過載情況之前已處于閉合的開關狀態, 并且該控制裝置 SE 附加地 使另一開關 2 閉合。
     因此, 端子 K3、 K1 和 K2 彼此電短路, 并且形成從第二蓄能器 ES2 的正極到電接地 MS 的第三閉合回路。因此, 第二蓄能器 ES2 通過該第三閉合回路經電接地 MS 來放電。
     從端子 K4 到端子 K3 或到第二蓄能器 ES2 的充電電流 I1s 通過從第三端子 K3 經 過第一端子 K1 和第二端子 K2 到電接地 MS 的電連接引離。
     由此, 第二蓄能器 ES2 在兩個方面被防止過載。一方面, 在第二蓄能器 ES2 中的多 余的電荷通過受控的放電從第二蓄能器 ES2 被引離到電接地 MS, 并且就第二蓄能器 ES2 的 過載而言不受損害。另一方面, 由于在電連接中的系統故障而不受控地從發電機 G 或第一 蓄能器 ES1 流到第二蓄能器 ES2 的電流 I1s 被引離到電接地 MS 并且同樣不被損害。
     只要充電電壓值 Ves2 又低于電壓閾值 TH, 監控裝置 üE 就將輸出信號 S101 的信號 電平從邏輯一又置于邏輯零。
     如果控制裝置 SE 獲得具有為邏輯零的信號電平的輸出信號 S101, 則該控制裝置 SE 又根據車載電源 BN 的當前運行狀態、 即根據當前在車載電源 BN 中的電力需求量為多大 來控制這兩個開關 S1、 S2。由于這兩個開關 S1、 S2 在所有三個運行狀態下不是同時閉合, 所以放電過程通過打開這兩個卡關 S1、 S2 之一而立即停止。
     在可替換的實施形式中, 監控裝置 üE 除了檢測充電電壓值 Ves2 之外還檢測在第 二蓄能器 ES2 上的其他參數、 譬如溫度, 其電壓值改變導致第二蓄能器 ES2 的充電電容的改 變。 根據充電電壓值 Ves2 和當前檢測到的參數值, 監控裝置 üE 接著識別出第二蓄能器 ES2 是否被完全充電, 或者是否面臨過載的危險。
     根據監控裝置 üE 已根據充電電壓 Ves2 和根據其他參數值檢測到的信息, 監控裝 置 üE 計算使第二蓄能器 ES2 放電所需的持續時間 T 并且將輸出信號 S101 在該持續時間 T 內置到為邏輯一的信號電平上。因此, 第二蓄能器 ES2 僅被放電去除第二蓄能器 ES2 的多 余的電荷所需的持續時間 T。 可替換地, 第二蓄能器的這樣的過載可以立即利用具有過壓保護的電壓限制電路 或者利用帶有或不帶熔斷器的附加的晶閘管電路來避免, 這些電路可以被布置在兩個能量 系統之間的電連接中。在第二蓄能器中達到預先給定的充電電壓值時, 這些電路使從發電 機或從第一能量系統到第二能量系統的電流流向中斷并且這樣阻止了第二蓄能器的過載。
    

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