本申請涉及電動和混合動力車輛，該電動和混合動力車輛設置有由轉(zhuǎn)換器通電的維護電池和負載。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的電推進式車輛設置有電力系統(tǒng)，該電力系統(tǒng)包括至少一個轉(zhuǎn)換器、若干負載和至少一個維護電池。電力系統(tǒng)可設置有來自車輛的推進電池系統(tǒng)的電能。轉(zhuǎn)換器被布置成將來自推進電池系統(tǒng)的高電壓轉(zhuǎn)換成較低電壓，以用于例如為負載通電和為維護電池充電。

2、轉(zhuǎn)換器設置有過電壓保護電路，以用于在發(fā)生內(nèi)部災難性故障時防止轉(zhuǎn)換器輸出高電壓。由于轉(zhuǎn)換器輸入能量由推進電池系統(tǒng)供應，因此過電壓保護電路是預防措施。然而，過電壓電路不能區(qū)分由內(nèi)部故障引起的高電壓或由于低電壓電力系統(tǒng)中電流的快速變化引起的高電壓。

3、如果電力系統(tǒng)中的負載或維護電池突然斷開(通常稱為負載突降)從而導致高電壓瞬變，則可能發(fā)生后一種情況。如果維護電池在負載突降期間仍然連接，則它們通常會提供電壓穩(wěn)定效果，從而降低電壓瞬變。然而，如果維護電池突然斷開，例如由于電池電纜端子的故障或腐蝕相關的中斷，則對電壓瞬變沒有穩(wěn)定效果。如果在高電池充電電流下發(fā)生電池損耗，則電壓瞬變可使轉(zhuǎn)換器的過電壓保護電路跳閘。

4、另一方面，如果維護電池斷開而沒有引起非常高的電壓瞬變，則負載電流的大幅降低也可引起可觸發(fā)過電壓保護電路的高電壓瞬變。此外，來自負載的大反沖電流可觸發(fā)過電壓保護電路。就這一點而言，問題是，如果電池斷開并且過電壓保護電路跳閘，則負載的所有電力都丟失，因此車輛沒有電力來執(zhí)行車輛電氣功能。

5、一個這種關鍵功能可能是對車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電伺服系統(tǒng)，從而使車輛不可控。避免這種危急情況的一個可能的解決方案是在電力系統(tǒng)中具有冗余，特別是在系統(tǒng)中具有獨立連接的若干維護電池，以確保在電池中的一個電池發(fā)生故障的情況下維持電力。這種系統(tǒng)的缺點是增加電池成本和增加空間需求以及增加重量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是補救現(xiàn)有技術(shù)的關于電推進式車輛中的轉(zhuǎn)換器的操作的缺點。該目的通過根據(jù)獨立專利權(quán)利要求的方法來實現(xiàn)。優(yōu)選的解決方案形成從屬專利權(quán)利要求的主題。

2、根據(jù)一個方面，提供了一種在操作范圍內(nèi)操作轉(zhuǎn)換器的方法，該轉(zhuǎn)換器包括在用于車輛的電路中，該電路包括至少一個負載和至少一個電池。該方法可包括以下步驟：通過確定來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流與電路中的快速電流下降之間的關系來確定操作范圍，該快速電流下降基于來自至少一個負載和至少一個電池的參數(shù)；以及調(diào)節(jié)來自轉(zhuǎn)換器的電壓以用于將輸出電流控制在所確定的操作范圍內(nèi)。

3、術(shù)語“電路中的快速電流下降”在本文中是指由于由至少一個負載和/或至少一個電池的行為引起的電流下降而導致的電路中的電流下降，由此電流下降非?？旎蚩焖俚匕l(fā)生，即在短時間內(nèi)發(fā)生。該行為例如可以是電路中的一個或多個負載和/或電池的斷開、故障或失效。

4、來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流與電路中的快速電流下降之間的關系可限定界定轉(zhuǎn)換器的操作范圍或區(qū)的至少一部分的邊界或線。這將在下面更詳細地解釋。

5、因此，換句話說，提供了一種在操作范圍內(nèi)操作轉(zhuǎn)換器的方法，該轉(zhuǎn)換器包括在用于車輛的電路中，該電路包括至少一個負載和至少一個電池組。該方法包括以下步驟：通過確定來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流與電路中的快速電流下降之間的關系來確定操作范圍，其中快速電流下降是由至少一個負載和/或至少一個電池的斷開、故障或失效引起的；以及調(diào)節(jié)來自轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以用于將來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流控制在所確定的操作范圍內(nèi)。

6、采用這種解決方案，轉(zhuǎn)換器將在操作范圍內(nèi)操作，在該操作范圍內(nèi)，如果電路中的負載或電池組突然斷開或其功能突然中斷，則轉(zhuǎn)換器的過電壓保護開關的風險將不會被突然的電壓瞬變觸發(fā)。就這一點而言，上述段落中提到的參數(shù)包括正常功能參數(shù)，諸如正常操作期間不同負載的行為，以及非正常參數(shù)，諸如負載和電池組的失效或故障，甚至是斷開，諸如電池連接與電池電極斷開。術(shù)語“電池組”在本文中是指任何電池單元、設備或裝置，例如一個或若干所謂的低電壓電池(12v)，這將在下面更詳細地解釋。因此，在本公開中，電池組將可互換地被稱為“電池組(battery?pack(s))”、“電池(battery)”、“電池(batteries)”或“維護電池”。

7、根據(jù)另一方面，該方法可包括測量通過至少一個電池的電流以用于操作轉(zhuǎn)換器的另一步驟。然后可使用該數(shù)據(jù)，使得如果轉(zhuǎn)換器在所確定的操作范圍之外操作，則降低電壓。因此，當調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的電壓時，使用表示通過至少一個電池的測量電流的數(shù)據(jù)，以便控制來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流。通過測量通過至少一個電池的電流，可確定電池使用多少電流。由此，可確定電池正在使用的電路中的總電流的百分比。通過了解這一點，可確定如果電池斷開或發(fā)生故障，則會損失多少電流。如果電池使用的電流量很大，則可能出現(xiàn)大的電流下降，這可能指示轉(zhuǎn)換器電壓應該降低，反之亦然。因此，該實施方案的優(yōu)點在于，可控制轉(zhuǎn)換器電壓，使得過電壓開關被觸發(fā)的風險甚至進一步降低。

8、根據(jù)一個方面，操作范圍的確定可主要基于至少一個電池組的突然斷開或故障。這是因為如果電池斷開，通常比如果一個或多個負載斷開或故障更嚴重，這是由于如果發(fā)生突然電流下降，則電池能夠減小突然的高電壓瞬變的不利影響。

9、當操作車輛時，該方法可包括以下步驟：在車輛啟動時，設置轉(zhuǎn)換器的低輸出電壓(在本文中也被稱為電路上的充電電壓)，測量來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流和通過至少一個電池的電流，將測量數(shù)據(jù)與所確定的操作范圍進行比較，以及調(diào)節(jié)電路上的電壓，其中如果在所確定的操作范圍內(nèi)，則增加電壓，如果在所確定的操作范圍之外，則減小電壓。

10、即使電池可能需要更高的充電電流，例如如果電池放電或電量不足，車輛啟動時的低電壓也提供正好在所確定的操作范圍內(nèi)的低充電電流。然后，只要轉(zhuǎn)換器在操作范圍內(nèi)操作，電壓就會增加，但是一旦轉(zhuǎn)換器在操作范圍之外操作，電壓就會降低以便回到允許的操作范圍內(nèi)。就這一點而言，可以1％至5％的步進執(zhí)行電壓增加，并且可以2％至10％的步進執(zhí)行電壓減小。

11、根據(jù)本申請，其還可包括一種包括指令的計算機程序產(chǎn)品，這些指令在計算機程序產(chǎn)品由計算機執(zhí)行時使計算機實施操作轉(zhuǎn)換器的方法；以及一種包括指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，這些指令在由計算機執(zhí)行時使計算機實施該方法。

12、此外，根據(jù)本申請，其可包括一種控制器，該控制器連接到電路中的轉(zhuǎn)換器，該電路包括至少一個負載和至少一個電池，該控制器包括在確定的操作范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，其中控制器被配置成執(zhí)行該方法。控制器可進一步包括在用于車輛的電路中，該電路包括轉(zhuǎn)換器、至少一個負載和至少一個電池、用于測量通過至少一個電池的電流的傳感器、用于測量來自轉(zhuǎn)換器的輸出電流的傳感器和用于測量電路上的電壓的傳感器，其中控制器連接到傳感器和轉(zhuǎn)換器。電路繼而可設置在車輛中。

13、本發(fā)明的這些和其他方面以及優(yōu)點將從本發(fā)明的以下詳細描述和附圖中變得顯而易見。

技術(shù)特征：

1.一種在操作范圍內(nèi)操作轉(zhuǎn)換器(12)的方法，所述轉(zhuǎn)換器包括在用于車輛(50)的電路(10)中，所述電路(10)包括至少一個負載(16)和至少一個電池組(18)，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括測量通過所述至少一個電池組(18)的電流以用于操作所述轉(zhuǎn)換器(12)的步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中如果所述轉(zhuǎn)換器(12)在所確定的操作范圍之外操作，則降低所述電壓。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述操作范圍的所述確定主要基于所述至少一個電池組(18)的突然斷開或故障。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括以下步驟：在所述車輛(50)啟動時，在所述電路(10)上設置低充電電壓，測量來自所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出電流和通過所述至少一個電池組(18)的所述電流，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中以1％至5％的步進執(zhí)行電壓增加。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中以2％至10％的步進執(zhí)行電壓減小。

8.一種包括指令的計算機程序產(chǎn)品，所述指令在所述計算機程序產(chǎn)品由計算機執(zhí)行時使所述計算機執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。

9.一種包括指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述指令在由計算機執(zhí)行時使所述計算機實施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。

10.一種控制器(32)，所述控制器連接到電路(10)中的轉(zhuǎn)換器(12)，所述電路包括至少一個負載(16)和至少一個電池組(18)，所述控制器(32)包括在確定的操作范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，其中所述控制器(32)被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。

11.一種電路(10)，所述電路被配置用于車輛(50)，所述電路包括轉(zhuǎn)換器(12)、至少一個負載(16)和至少一個電池組(18)、用于測量通過所述至少一個電池組(18)的電流的傳感器(30)、用于測量來自所述轉(zhuǎn)換器(12)的輸出電流的傳感器(34)和用于測量所述電路上的電壓的傳感器、以及連接到所述傳感器(30,34)和所述轉(zhuǎn)換器(12)的根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器(32)。

12.一種車輛，所述車輛設置有根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種在操作范圍內(nèi)操作轉(zhuǎn)換器(12)的方法，該轉(zhuǎn)換器包括在用于車輛(50)的電路(10)中，電路(10)包括至少一個負載(16)和至少一個電池組(18)，該方法包括以下步驟：通過確定轉(zhuǎn)換器(12)的輸出電流與電路(10)中的快速電流下降之間的關系來確定該操作范圍，該快速電流下降基于來自至少一個負載(16)和至少一個電池組(18)的參數(shù)；以及調(diào)節(jié)來自轉(zhuǎn)換器(12)的電壓以用于將該輸出電流控制在所確定的操作范圍內(nèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：G·萊德費爾特,L·呂登,V·尼曼
受保護的技術(shù)使用者：斯堪尼亞商用車有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19