在包括与电气附件相连的蓄电池的机动车辆中向该电气附件供电的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于向机动车辆的电气附件（50）供电的方法，该机动车辆包括所述附件与之相连的一个蓄电池（10），所述附件和所述蓄电池还被电连接至一个外部发电机（20）上，其中交替地进行以下步骤：a)由该车辆蓄电池向所述附件供电，以及b)由该外部发电机向所述附件和所述蓄电池供电。本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括连接至所述车辆的蓄电池上的一个电气附件，其中当该蓄电池被充电并且连接至一个外部发电机上时，通过该方法来控制向所述附件的电力供应。
【专利说明】在包括与电气附件相连的蓄电池的机动车辆中向该电气附件供电的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在包括与电气附件相连的蓄电池的机动车辆中向该电气附件供电的方法，所述附件和所述蓄电池还被电连接至一个外部发电机上。
[0002]本发明还涉及一种包括通过这个方法来供电的附件的车辆。
【背景技术】
[0003]在被充电时，电动车辆或混合动力车辆的电力牵引用蓄电池被连接至一个外部发电机上，例如连接至该“供电干线”型的标准电网上。
[0004]在这个蓄电池充电完成后，驾驶员可能希望使用该车辆的某些消耗电能的附件，例如，取暖装置、空调或无线电调谐器。
[0005]另外，在这个蓄电池充电之后一个蓄电池冷却设备也可以是活跃的，以便通过限制该蓄电池的升温而优化其性能、充电时间和使用寿命。
[0006]这些附件和这个冷却设备常规地是仅由该车辆的牵引用蓄电池来供电的。
[0007]这具有的缺点是使该新充电的蓄电池局部放电，因此减小了该车辆在其后续使用中的行程。
【发明内容】
[0008]为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了 一种在蓄电池充电完成后对该车辆的电气附件进行供电的新方法，该方法使得该车辆的蓄电池的行程(autonomie)能够被保持。
[0009]更确切而言，根据本发明提出了一种如引言部分中说明的方法，其中交替地执行了以下步骤:
[0010]a)由该车辆的蓄电池向所述附件供电，以及
[0011]b)由外部发电机向所述附件和所述蓄电池供电。
[0012]因此由该车辆的蓄电池(步骤a))并且由该外部发电机(步骤b))交替地向所述附件供电。同时，该蓄电池在步骤a)的过程中放电并且在步骤b)的过程中被充电。
[0013]这些步骤可以根据需要重复多次以便对该附件供电而同时周期性地对蓄电池再充电。
[0014]由于该蓄电池的交替的充电和放电，限制了当驾驶员重新启动车辆之时该车辆的行程的减小。
[0015]根据本发明的方法的其他非限制性的且有利的特征如下:
[0016]该方法包括以下步骤:
[0017]确定该蓄电池的一个第一充电特性的下限阈值，
[0018]当所述第一充电特性高于所述下限阈值时，执行步骤a)，并且
[0019]当该蓄电池的所述第一充电特性低于所述下限阈值时，执行步骤b)；[0020]确定所述第一充电特性的一个初始值，并且根据所述第一充电特性的这个初始值来确定所述下限阈值。
[0021]所述下限阈值是一个预定的固定值。
[0022]这使得该蓄电池的欠电压风险能够被限制。
[0023]于是限制了步骤a)中该蓄电池电量的减少，因为这个步骤仅在该蓄电池的充电特性(即，代表了蓄电池电量的特性)保持高于一个下限阈值时才被执行。
[0024]在根据本发明的一个特别有利的实施例中:
[0025]该方法进一步包括以下步骤:
[0026]确定该蓄电池的至少一个第二充电特性的上限阈值；
[0027]在该蓄电池的所述第二充电特性保持低于所述上限阈值时，执行步骤b)；
[0028]在该蓄电池的所述第二充电特性变得高于所述上限阈值时，执行步骤a)；
[0029]确定所述第二充电特性的一个初始值，并且根据所述第二充电特性的这个第二初始值来确定所述上限阈值；
[0030]所述上限阈值是一个预定的固定值。
[0031]这有利地在该外部发电机同时为该蓄电池和该附件供电时，限制了这个蓄电池的过量充电或过电压的风险。
[0032]根据本发明的方法的其他非限制性的且有利的特征如下:
[0033]步骤a)和b)的执行是通过当所述第一充电特性达到所述下限阈值时从步骤a)切换到步骤b)、并且当该第二充电特性达到所述上限阈值时从步骤b)切换到步骤a)来进行交替的；
[0034]所述第一和第二充电特性是相同的；
[0035]所述第一和第二充电特性对应于该蓄电池的电量状态；
[0036]所述第一和第二充电特性对应于两个不同的物理量；
[0037]该车辆的所述蓄电池包括多个被称为单格电池(cell)的蓄能器，所述第一充电特性对应于在该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压，并且所述第二充电特性对应于在该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压；
[0038]所执行的第一步骤是步骤b)；
[0039]所执行的第一步骤是步骤a)；
[0040]一个控制器确定该蓄电池的输入电流设定点，这个电流设定点在步骤a)中为零；
[0041]所述电流设定点是根据该充电器可以供应的最大电功率和/或根据该蓄电池可以接收的最大功率来确定的。
[0042]本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括连接至所述车辆的一个蓄电池上的一个电气附件，其中当该蓄电池被充电并且连接至一个外部发电机上时，通过如上所述的方法来控制向所述附件的电力供应。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]涉及以非限制性实例的方式提供的附图的以下说明将使本发明的性质和实施方式变得清楚。
[0044]在这些附图中:[0045]图1示意性地示出了用于执行根据本发明的方法的这些元件以及在该方法的步骤a)中供应给车辆的附件的电能的流动(用实线箭头表示)，
[0046]图2示意性地示出了图1的这些元件以及在该方法的步骤b)中供应给车辆的附件的电能的流动(用实线箭头表示)，
[0047]图3示出了在相继执行图1和2所示的方法的不同步骤过程中该车辆的蓄电池的电量状态Pct_UserSoc的变化，
[0048]图4是为执行根据本发明的方法而编程的车辆的电子控制单元的函数的示意性图示，
[0049]图5是在一个第一实施例中该蓄电池的电量状态的变化的示意性图示，
[0050]图6是在一个第二实施例中在该蓄电池的被充电最多的单格电池的端子处以及在该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压变化的示意性图示，
[0051]图7是图1和图2的控制器40的一个可能实施例的示意性图示。
【具体实施方式】
[0052]设各
[0053]图1和2示出了在执行该方法中所使用的机动车辆(未示出)的这些元件。
[0054]这个机动车辆是一种包括电力牵引用蓄电池10的电动车辆或混合动力车辆，该蓄电池被适配成用于供应能量以便旋转该车辆的车轮。
[0055]出于这个目的，蓄电池10向该车辆的驱动电动机供电。该蓄电池值得注意地可以是高电压蓄电池。
[0056]这个蓄电池10是可再充电的并且包括多个通常被称为“单格电池”的蓄能器。
[0057]该车辆的多个元件被用于对该蓄电池充电，值得注意地是充电器30和充电控制计算机40，以下称为“控制器”。这个充电器30和这个控制器40形成了蓄电池10的充电电路60。
[0058]为了充电，将蓄电池10电连接至与蓄电池10不同并且独立于其的一个发电机20上，例如供电干线上。在这种情况下,该蓄电池通过充电器30被连接至这个发电机20上。这个发电机20在蓄电池10的外部并且一般在车辆之外。该发电机可以是例如一个电源插座或一个充电端子。
[0059]蓄电池10和充电器30各自包括一个计算机。蓄电池10、充电器30以及控制器40的计算机都被适配成用于相互通讯。该控制器40接收的信息使得它能够确定用于该蓄电池的、针对该蓄电池的充电而适配的一个输入电流设定点。
[0060]这个输入电流设定点由控制器40被传送至充电器30，该充电器相应地对源自发电机20并且被送往蓄电池10的电流进行适配。
[0061]如图1和图2所示，一个附件50被电连接至蓄电池10和发电机20两者上。
[0062]在这种情况下，该附件50在蓄电池10与充电器30之间被连接至充电电路60上。
[0063]该附件可以是例如用于乘客隔室的取暖装置或空调、无线电调谐器、车辆前照灯或者用于乘客隔室的光源。
[0064]它也可以是一个蓄电池冷却设备，限制该蓄电池的温度升高，特别是在其充电过程中和刚刚充电之后。因此该蓄电池的充电在最佳条件下进行并且加速了在充电之后蓄电池温度返回至较低水平，从而使得驾驶员能够在蓄电池10的最佳操作条件下重新启动该车辆。还提高了该蓄电池的使用寿命及其性能。
[0065]如以下将更详细解释的，控制器40优选地被编程以便允许在蓄电池10的充电过程中并且由于根据本发明的方法而在蓄电池10充电完成之后该车辆附件50被激活。这是因为这个附件消耗了充电器30向蓄电池10发送的电流的一部分，并且存在这可能会干扰该蓄电池充电的风险。此外，当蓄电池10充电完成时，该附件可以将这个蓄电池10放电。
[0066]在蓄电池10的充电过程中，控制器40确保了以一种最佳方式对该蓄电池充电，同时允许在必要时向所述附件50供电。于是该发电机20向这个附件供电。
[0067]如以下将更详细解释的，由于根据本发明的方法，该控制器40确保了在该蓄电池充电完成后该附件50被供电而同时限制蓄电池10的放电。
[0068]该车辆进一步包括一个被编程用于执行根据本发明的方法的电子控制单元(未示出)。这个电子控制单元与控制器40、充电器30以及蓄电池10的计算机进行通讯。这个电子控制单元还接收总体上由该车辆的不同传感器并且特别是由该电动机的不同传感器所传送的信息。
[0069]方法
[0070]本发明涉及一种用于向车辆附件供电的方法，根据该方法，该电子控制单元使得以下步骤交替被执行:
[0071]a)由车辆的蓄电池10向该附件50供电以及
[0072]b)由外部发电机20向该附件50和蓄电池10供电，该外部发电机被连接至这两个元件上。
[0073]图1示意性地示出了步骤a),而图2示出了步骤b)。这两个图中所示的箭头指示了在上述的电路中能量循环的流动。
[0074]可以用一种特别有利的方式应用这个方法，以用于在蓄电池10充电完成之后而该蓄电池仍经由该充电器30保持连接至发电机20上的同时向附件50供电的目的。
[0075]事实上，在这个解决方案中，特别不利的是由蓄电池10单独向附件50供电，因为这将使蓄电池放电并且减小该车辆在下一次启动中的行程。
[0076]另外，该附件不能由该外部发电机单独供电，因为该外部发电机仍保持连接至该蓄电池上，并且因此电流也被发送至该蓄电池，由此具有将蓄电池10过量充电风险。
[0077]通过交替地执行步骤a)和b)，该附件被供电而同时限制了该蓄电池的放电，因为该蓄电池在步骤b)中被规律地再充电。还有可能限制该蓄电池过量充电的风险。
[0078]有可能安排首先执行步骤a)或步骤b)。
[0079]如果首先执行步骤a)，则最初将蓄电池10放电，然后由该外部发电机20再充电。在这两个步骤结束时，蓄电池10的放电因此被限制或甚至为零。
[0080]首先执行步骤b)是有利的，因为这可以补偿蓄电池10由于蓄电池10的张弛现象而产生的电量损失。
[0081]事实上，一旦蓄电池10充满电，则其电量状态随时间过去而规律地降低，即使它没有用于向该电动机或附件50供电。
[0082]蓄电池10的电量的固有减少被称为蓄电池10的“张弛”。
[0083]通过在附件50被开启时初始地对蓄电池10再充电，能够补偿在蓄电池10充电完成之后由于蓄电池10的张弛而导致的电量损失。
[0084]在实践中，在步骤a)的过程中，控制器40是不能用的并且在这种条件下该控制器向充电器30发送该蓄电池的一个为零的输入电流设定点。因此，发电机20在这个步骤中不向蓄电池10或附件50供电，并且是由蓄电池10向该附件50供电。
[0085]在步骤b)的过程中，控制器40向充电器30传送一个根据本领域技术人员已知的任何方法计算出的电流设定点。因此，这个设定点优选地是与在蓄电池10的正常充电过程中被发送至该充电器30的设定点相同的。
[0086]如以下所解释的，这个设定点优选地允许启动该附件，就好像在该蓄电池的正常充电过程中该附件已经被启动。
[0087]该车辆的电子控制单元被编程为用于通过图4的这些框中所指示的三个函数来执行根据本发明的方法。
[0088]第一函数(被称为初始化函数并且由图4中的框100表示)确定必须启动或必须中断该方法的执行的时刻。
[0089]第二函数(被称为激活函数并且由图4中的框200表示)致使控制器40不能用或被激活，以致使向该充电器30传输一个等于零或由该控制器40所确定的电流设定点。
[0090]第三函数(被称为调节函数并且由图4中的框300表示)是由控制器40来使用并且对应于当该控制器被激活时该控制器对电流设定点的确定。
[0091]对应于该初始化函数的框100在其输出端处发出一个逻辑信号B_InProgress_Za_status，如果该方法将被执行则该信号是例如等于1，否则则等于O。
[0092]这个框100在其输入端处接收由蓄电池10的计算机所传输的以下信号:
[0093]—个逻辑信号B_Failure_Battery,指示该蓄电池计算机是否检测到该蓄电池的
故障，
[0094]一个信号K_Battery_State，指示该蓄电池的操作模式，即，是否处于充电模式中，
[0095]一个逻辑信号B_Charge_Finished,指示该蓄电池的充电是否完成。
[0096]这个框在其输入端处接收由该充电器30的计算机所传输的以下信号:
[0097]—个逻辑信号B_Failure_Charger,指示该充电器计算机是否检测到该充电器30的故障，
[0098]—个信号K_Charger_State,指不该充电器的操作模式，即，是否处于充电模式中，
[0099]—个逻辑信号B_Mains_Detected,指示该充电器30是否被电连接至该外部发电机20上。
[0100]最后，框100接收一个信号K_ZA_Authorization，该信号指示该附件50是否被开启并且将被供电。这个信号是例如由该车辆本身的电子控制单元所产生的。
[0101]在实践中，如果同时满足以下这些条件，则框100的输出信号等于I并且指示该方法将要开始或将继续被执行:
[0102]-这些信号K_Battery_State和K_Charger_State指不蓄电池10和充电器30都处于充电模式中，并且
[0103]-信号B_Charge_Finished指不蓄电池的充电已经完成，并且
[0104]-信号B_Mains_Detected指示该充电器30是被电连接至该外部发电机20上,并且[0105]-信号K_ZA_Authorization指示该附件50已被开启并且将被供电。
[0106]如果出现以下情况，则框100的输出信号等于零并且指示该方法没有启动或其执行被中断:
[0107]-该逻辑信号B_Failure_Battery指示已经检测到蓄电池10的故障,或
[0108]-一个逻辑信号B_Failure_Battery指示已经检测到充电器30的故障，或
[0109]-信号中的至少一个信号指示蓄电池10或充电器30不是处于充电模式中，或
[0110]-该信号B_Charge_Finished指示该蓄电池的充电没有完成，或
[0111]-该信号B_Mains_Detected指示该充电器30没有电连接至该外部发电机20上，或
[0112]-该信号K_ZA_Auth0rizati0n指示该附件没有被激活并且并非将被供电。
[0113]框100的输出信号B_InProgress_za_status被传输至图4中的框200。
[0114]如果框100的输出信号B_InProgress_za_status指示该方法并非将被执行,贝Ij框200发送一个等于零的输出信号B_ActivationCurrentRegulation,指示该蓄电池的输入端处的电流设定点为零。
[0115]如果框100的输出信号B_InProgress_za_status指示该方法将被执行,贝U框200产生一个输出信号B_ActivationCurrentRegulation,指示该方法的步骤a)和b)中的哪个将被执行。
[0116]在实践中，框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation被发送至控制器40。
[0117]以下将更详细的描述框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation的产生。
[0118]如果步骤a)被执行，则该信号B_ActivationCurrentRegulation使得控制器40不能用，在这种情况下一个为零的设定点被传输至该充电器。
[0119]如果步骤b)被执行，则该信号B_ActivationCurrentRegulation激活控制器40并且指示该控制器计算一个电流设定点并且将该电流设定点传输至该充电器。
[0120]优选地，框200以这样的方式被编程的:使得该方法的步骤a)与步骤b)之间的交替是根据代表了该蓄电池电量的至少一个特性指示来确定的，其方式为使得该蓄电池不会放电超出一个给定的阈值。因此，这限制了该车辆行程的对应损失。
[0121]更准确地说，根据本发明的方法接着包括以下步骤，在这种情况下这些步骤在框200中被执行:
[0122]该电子控制单元确定蓄电池10的一个第一充电特性的下限阈值，
[0123]当所述第一充电特性保持高于所述下限阈值时，该电子控制单元执行步骤a)，以及
[0124]如果蓄电池10的该第一充电特性低于所述下限阈值，则该电子控制单元执行步骤b)。
[0125]优选地，当所述第一充电特性保持严格高于所述下限阈值时，该电子控制单元执行步骤a)，以及如果蓄电池10的第一充电特性低于或等于所述下限阈值，则该电子控制单元执行步骤b)。[0126]所述下限阈值优选地根据所述第一充电特性的一个初始值来确定的，该初始值是在框100的输出信号第一次指示该方法将被执行之时确定的。
[0127]在一个变体中，所述下限阈值是一个预定的固定值。
[0128]该电子控制单元还可以被编程以执行以下步骤:
[0129]确定蓄电池10的至少一个第二充电特性的上限阈值，
[0130]在蓄电池10的所述第二充电特性低于所述上限阈值时，执行步骤b)。
[0131]优选地，该电子控制单元被编程为在蓄电池10的所述第二充电特性严格低于所述上限阈值时执行步骤b)。
[0132]因此，这限制了蓄电池10的第二充电特性能够达到的最大值，由此防止这个蓄电池10的过量充电或过电压。
[0133]随后，如果该蓄电池的所述第二充电特性变得高于所述上限阈值，则该电子控制单元执行步骤a)。
[0134]优选地，如果该蓄电池的所述第二充电特性变得高于或等于所述上限阈值，则该电子控制单元执行步骤a)。
[0135]所述上限阈值是例如根据所述第二充电特性的一个第二初始值来确定的，该第二初始值是在框100的输出信号第一次指示该方法将被执行之时确定的。
[0136]在一个变体中，所述下限阈值是一个预定的固定值。
[0137]该电子控制单元优选地致使步骤a)和b)交替地执行，这是通过当所述第一充电特性达到该下限阈值时从步骤a)切换到步骤b)、并且当该第二充电特性达到该上限阈值时从步骤b)切换到步骤a)，条件是只要框100的输出信号继续指示该方法将被执行。
[0138]接着重复该蓄电池充电(步骤b))和放电(步骤a))循环，在这些循环过程中蓄电池10的电量状态Pct_User_Soc提高和减小，如图3所示。
[0139]在实践中，具有多于一种可能的方式来执行激活框200的函数。
[0140]在图5所不的第一实施例中,所述第一和第二充电特性是相同的并且对应于蓄电池10的电量状态Pct_User_Soc。
[0141]蓄电池10的电量状态Pct_User_Soc常被表示为该蓄电池的最大可能电量状态的 个百分比。因此最大电量状态等于100%,而最小电量状态等于0%。
[0142]该蓄电池的电量状态Pct_User_Soc是由蓄电池10的计算机来估算的。
[0143]蓄电池10的电量状态Pct_User_Soc的初始值SOCjnit在该方法的执行开始之时被储存在该车辆的电子控制单元中。
[0144]该电子控制单元还包含以下储存的参数:
[0145]-在从蓄电池充电操作结束时开始执行的一种方法的情况下可以达到的电量状态Pct_User_Soc的最大值Lmax,以及
[0146]-在从蓄电池充电操作结束时开始的该方法的执行过程中所允许的电量状态Pct_User_Soc 的最小值 Lmin。
[0147]电量状态的所述最大值Lmax对应于例如100%的理论值，该理论值是该蓄电池的最大可能电量。
[0148]电量状态的所述最小值Lmin是通过试验或通过计算而确定的一个值，这个值能够限制车辆的行程损失。这个最小值是例如大于99%，因此对应于低于1.5千米的行程损失。例如，它等于99.7%。
[0149]该电子控制单元还包含以下储存的参数:
[0150]-一个常数Deltal，是在校准步骤中确定的，允许了蓄电池的张弛现象，以及
[0151]-一个常数Delta2，是通过校准而确定的并且对应于在根据本发明的方法的执行过程中该蓄电池的最大允许电量损失。
[0152]基于这些储存的参数和电量状态SOCJnit的估算初始值，该电子控制单元被编程为根据以下公式来确定该蓄电池的电量状态Pct_User_S0c的下限阈值SeuiM和上限阈值Seuil2:
[0153]SeuiM=Min(SOC_Init+Deltal - Delta2, Lmin)
[0154]Seuil2=Min(SOC_Init+Deltal, Lmax)
[0155]其中Min表示最小函数。
[0156]该电子控制单元接着将在每一时刻t这两个阈值与在这个时刻确定的该蓄电池的电量状态Pct_User_Soc (t)的值进行比较。
[0157]如果电量状态Pct_User_Soc的初始值SOCJnit大于该上限阈值Seuil2，则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40是不能用的并且该电流设
定点等于零。
[0158]因此步骤a)首先被执行。
[0159]如果电量状态Pct_User_Soc的初始值SOCJnit低于该下限阈值SeuiM，则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40被激活并且一个非零的电流设定点被传输至该充电器。在这种情况下，该电流设定点是由框300产生的。于是步骤b)首先被执行。
[0160]如果电量状态Pct_User_Soc的初始值SOCJnit低于该上限阈值Seuil2并且大于该下限阈值SeuiM，则该电子控制单元可以有利地被编程上首先执行步骤a)或步骤b)。
[0161]优选地，该电子控制单元被编程为首先执行步骤b)。
[0162]以一个蓄电池充电步骤开始将对该蓄电池的由于上述张弛现象而产生的电量损失进行补偿。因此在该方法的执行结束时的蓄电池电量状态被优化。
[0163]随后，如果在t时刻该电量状态的值Pct_User_Soc(t)变得大于或等于该上限阈值Seuil2,则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40是不能用的并且该电流设定点等于零，这样使得该方法切换至步骤a)的执行。因此避免了该蓄电池的过量充电。
[0164]随后，如果在t时刻该电量状态的值PCt_USer_S0C(t)低于或等于该下限阈值SeuiM,则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40被激活并且步骤b)再次被执行。
[0165]以此方式，步骤a)和b)进行交替并且该蓄电池的电量状态的值保持在该最小阈值Seuill与最大阈值Seuil2之间。
[0166]在图6中所不的本发明的一个第二实施例中,所述第一和第二充电特性对应于两个不同的物理量。
[0167]例如，所述第一充电特性对应于在该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压V_CellVoltMin，并且所述第二充电特性对应于在该蓄电池的被充电最多的单格电池的端子处的电压V_CellVoltMax。
[0168]这些电压是代表了该蓄电池电量的特性，因为它们以与该蓄电池的电量状态相同的方式改变。
[0169]在该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压V_CellVoltMin以及在该蓄电池的被充电最多的单格电池的端子处的电压V_CellVoltMax各自的的初始值V_CellVoltMin_Init、V_CellVoltMax_Init在该方法的执行开始之时被储存在该车辆的电子控制单元中。
[0170]在这种情况下，这些电压优选地是测量出的。
[0171]在t时刻该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压V_CellVoltMin是在这个时刻该被充电最少的单格电池的端子处的电压，与这是哪个单格电池无关。类似地，该蓄电池的被充电最多的单格电池的端子处的电压V_CelIVoltMax是在t时刻该被充电最多的单格电池的端子处的电压，与这是哪个单格电池无关。
[0172]该电子控制单元还包含以下储存的参数:
[0173]-该蓄电池的任何单格电池的电压的最大值Cmax，高于该最大值则存在该单格电池过电压的风险，
[0174]-该蓄电池的任何单格电池的电压的最小值Cmin，低于该最小值则存在该单格电池欠电压的风险。
[0175]这些最小和最大值时通过校准来确定的。
[0176]该电子控制单元还包括一个储存的常数Delta3，是通过校准而确定的并且对应于在根据本发明的方法的执行过程中该蓄电池的最大允许电量损失。
[0177]基于这些储存的参数以及在充电最多和充电最少的单格电池的端子处的电压的测量初始值V_CellVoltMin_Init、V_CellVoltMax_Init，该电子控制单元被编程以便根据以下公式来确定在该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压的下限阈值Smin以及在该蓄电池的被充电最多的单格电池的端子处的电压的上限阈值Smax:
[0178]Smin=Max(Cmin, V_CellVoltMin_Init - Delta3)
[0179]Smax=Min (Cmax, V_CellVoltMax_Init),其中 Max 代表最大函数并且Min 代表最小函数。
[0180]Cmin和Cmax是在标称操作中没有达到的安全阈值。因此，更简单地说，在标称操作中，我们发现:
[0181]Smin=V_CellVoltMin_Init - Delta3
[0182]Smax=V_Ce11VoItMax_In i t?
[0183]图6示出了一个实例，其中在该方法开始时该充电最少的单格电池的电压V_CellVoltMin_Init 是高于该最小值 Cmin,并且因此 Smin=V_CellVoltMin_Init - Delta3。
[0184]在这个实例中，在该方法开始时该充电最多的单格电池的电压V_CellVoltMax_Init是低于该最大值Cmax,并且因此Smax=V_CellVoltMax_Init。
[0185]接着该电子控制单元将在每个时刻t比较以下各项:
[0186]该被充电最多的单格电池的端子处的电压的在这个t时刻确定的值V_CellVoltMax(t)、与在该被充电最多的单格电池的端子处的电压的上限阈值Smax,以及
[0187]该蓄电池的被充电最少的单格电池的端子处的电压的在这个t时刻确定的值V_CellVoltMin(t)、与在该被充电最少的单格电池的端子处的电压的下限阈值Smin。
[0188]如果该被充电最多的单格电池的端子处的电压在这个时刻t确定的值V_CellVoltMax(t)大于或等于该上限阈值Smax，则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40是不能用的并且该电流设定点等于零。因此避免了该蓄电池的过电压并且由蓄电池10向该附件供电，对应于步骤a)的执行。
[0189]在这种情况下，在该方法开始时电压V_CellVoltMax等于Smax,并且因此在这个第二实施例中首先执行的是步骤a)(参见图6)。
[0190]在步骤a)过程中，其中该蓄电池被放电，这些单格电池的端子处的电压减小。
[0191]随后，如果在t时刻该充电最少的单格电池的端子处的电压的值V_CellVoltMin(t)变得低于或等于该下限阈值Smin，则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40被激活并且一个非零的电流设定点被传输至该充电器，以执行步骤b)。
[0192]在一个变体中，还能够添加一个时间条件以从步骤a)切换至步骤b):这个时间条件在于在切换至步骤b)之前对于放电步骤a)的执行设定一个最短持续时间。这可以限制步骤a)与步骤b)之间的振荡，特别是当存在致使这些蓄电池单格电池的端子处的电压急剧下降的一种高的电流要求时，例如当乘客隔室加热设备在冷条件下被开启时。
[0193]然而，从步骤a)切换至步骤b)仅发生在之前所述的条件被满足时，即，所述第一充电特性达到该下限阈值时。
[0194]如图6所示，在这个步骤b)中，这些蓄电池单格电池的端子处的电压升高。
[0195]如果在t时刻该充电最多的单格电池的端子处的电压的值V_CellVoltMax(t)变得大于或等于该上限阈值Smax,则框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation指示该控制器40是不能用的并且一个为零的电流设定点被传输至该充电器，以重复执行步骤a)。
[0196]因此，这两个步骤进行交替，并且避免了蓄电池的过电压和欠电压，同时防止了该蓄电池电量减小到低于与当该被充电最少的单格电池的电压等于该下限阈值Smin时的蓄电池电量相对应的一个值。
[0197]在一个变体中，该电子控制单元在这个实施例还可以用来储存一个常数Delta4，该常数是通过校准而确定的并且对蓄电池张弛现象提供补偿。
[0198]在这种情况下，在该蓄电池的被充电最多的单格电池的端子处的电压的上限阈值Smax是根据以下公式来计算的:
[0199]Smax=Min(Cmax, V_CellVoltMax_Init+Delta4)。
[0200]相应地，在标称操作中:
[0201]Smax=V_CellVoltMax_Init+Delta4。
[0202]于是该电子控制单元也被编程为首先执行步骤b)。这个变体形成了本发明的优选实施例。
[0203]随后步骤a)和b)的交替以与上述相同的方式继续。
[0204]这个第二实施例具有的优点是，使用测量出的而非估算出的单格电池电压的值来指示该蓄电池的电量状态。在这些条件下，该方法以一种更精确的方式被执行。
[0205]与所使用的实施例无关，有可能提供这样一个变体:其中该上限和下限阈值是在校准试验的过程中预定的值。
[0206]如以上所解释的，如果框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation等于零，则控制器40是不能用的并且一个等于零的电流设定点被传输至该充电器30。
[0207]相应地，该充电器30没有从外部发电机20向蓄电池10传递任何电流。蓄电池10因此仅向附件50供电。
[0208]如果框200的输出信号B_ActivationCurrentRegulation等于I,则控制器40被激活并且计算出被传输至该充电器30的电流设定点，由此执行框300中所示的调节函数。这个设定点在图1、2和4中表示为EVC。
[0209]这个设定点可以是通过本领域技术人员已知的任何计算方法计算出的。
[0210]具体而言，该电流设定点可以通过控制器40来计算，该控制器被编程以便允许该附件接收旨在用于蓄电池10的电流的一部分。图7中示出了这个控制器40的操作。
[0211]更准确地说，如图7所示，该控制器40接收来自充电器30和蓄电池10的计算机的多个信号。
[0212]特别地，它接收来自蓄电池10的:
[0213]一个信号Volt_HVNet cons，指示该车辆中的高电压网络的电压，以及
[0214]—个信号P_ChargeMax_bhv_est,指示该蓄电池可以接收的最大充电功率(千瓦)。
[0215]该信号P_ChargeMax_bhv_est也是由该蓄电池计算机估算出的。
[0216]该信号Volt_HVNet_cons是例如由该蓄电池、该充电器以及该电动机的计算机完成的三种电压测量的三角测量来确定的。
[0217]控制器40从充电器30接收由该充电器计算机估算出的一个信号P_ChargeAvailable_bcb_est,该信号指示了该充电器可以供应的最大充电功率(千瓦)。
[0218]为了在该附件50被开启时调节该蓄电池充电的电流设定点，该控制器40在这种情况下包括一个电流设定点产生器41、一个调节器42、以及一个信号减法单元43。该调节器优选地是比例-积分型的。
[0219]于是该控制器40对进入该蓄电池的电流的强度提供闭环调节。
[0220]由该控制器40产生的电流设定点优选地取决于该充电器可以供应的最大电功率和/或取决该蓄电池可以接收的最大功率。
[0221]更准确地说,该设定点产生器41接收这些信号Volt_HVNet_cons、P_ChargeMax_bhv_est 以及 P_ChargeAvailable_bcb_est,并且产生一个中间电流设定点 I_Setpoint。
[0222]这个中间设定点I_Setpoint是例如根据以下公式计算出的:
[0223]I_Setpoint=
[0224]Min(P_ChargeAvailable_bcb_est, P_ChargeMax_bhv_est)Volt_HVNet_cons。
[0225]通过该减法器43将由该设定点产生器41所确定的这个中间设定点I_Setpoint与进入该蓄电池的电流的真实强度I_bhv_mes进行比较。
[0226]这个减法器43在其输入端处接收这个中间设定点I_Setpoint以及由布置在该蓄电池的输入端处的一个电流传感器44所测量的蓄电池输入电流强度I_bhv_mes的值，
[0227]于是减法器43的输出信号对应于中间设定点I_Setpoint与电流强度的真实值1_bhv_mes 之差 Ec, Ec=I_Setpoint -1_bhv_mes。
[0228]当该附件50被开启时，旨在用于蓄电池10的电流中的一部分被该附件50使用。在蓄电池10的输入端处测量的电流I_bhv降低。
[0229]接着对由调节器41计算出的电流设定点EVC进行校正以允许获得该中间设定点I_Setpoint与所测量的电流I_bhv_mes之间的差异Ec,从而对于开启附件50对蓄电池10的充电电流的影响进行补偿。于是在该蓄电池的输入端处的电流设定点还依赖于该中间设定点I_Setpoint与所测量的电流I_bhv_mes之间的差异Ec。
[0230]因此，该附件50被供电，并且蓄电池10以一种最佳方式充电。
[0231]使用的调节器42是例如一个比例积分型校正器，其参数是一个比例增益因子和积分增益因子。这个校正器有利地包括一个抗积分终结装置，即，使得在设定点EVC的产生中能够允许饱和的抗饱和装置。
[0232]该比例和积分增益因子是在开环中从充电器30的传递函数进行校准而确定的。
[0233]例如，比例增益被确定为在所述传递函数的伯德图中提供45°的相位裕量的最大增益。
[0234]例如，通过使积分动作的频率等于开环中相位为135°时所处的频率之下一个十倍程(d6cade)，来确定积分增益。在降级模式下，有可能例如通过限定每个步骤执行的固定的持续时间来考虑预先确定这两个步骤a)与b)之间的交替。本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括蓄电池10和连接至所述蓄电池上的电气附件50，其中通过上述方法来控制向所述附件50的供电。这个方法优选地在蓄电池10被充电时执行，S卩，在检测蓄电池充电结束之后并且同时蓄电池10仍连接至该外部发电机20上时。
[0235]根据本发明的方法具有以下优点:
[0236]-它的应用与该蓄电池充电的开始或中断情形无关，S卩，与电量状态、标称电量、充电编程器或充电延迟单元无关，例如，
[0237]-它的应用与该方法的执行的开始或中断情形无关，S卩，例如，与该方法是否在充电结束之后立即执行或若干小时后执行无关，
[0238]-该方法可以由常规的控制器、通过与在蓄电池充电过程中通常使用的相同的电流调节来执行，
[0239]-参数的设定在数量上很少并且容易调整，
[0240]-它适用于任何类型的蓄电池、充电器和电流传感器。
[0241]具体而言，这个方法可以在即使测量蓄电池10的输入电流的电流传感器44为低精度类型(例如精确到加减3安培)的情况下执行。
【权利要求】
1.一种用于向机动车辆的电气附件(50)供电的方法，该机动车辆包括所述附件(50)与之相连的一个蓄电池(10)，所述附件(50)和所述蓄电池(10)还被电连接至一个外部发电机(20)上，其中交替地执行以下步骤: a)由该车辆的蓄电池(10)向所述附件(50)供电，以及 b)由该外部发电机(20)向所述附件(50)和所述蓄电池(10)供电。
2.如前一项权利要求所述的方法，包括以下步骤: 确定该蓄电池(10)的一个第一充电特性(PctJJserSoc，V_CellVoltMin)的下限阈值(SeuiM, Smin), -当所述第一充电特性(PctJJserSoc, V_CellVoltMin)大于所述下限阈值(SeuiM,Smin)时,执行步骤a),并且 -当该蓄电池(10)的该第一充电特性(PetJJserSoc, V_CelIVoltMin)低于所述下限阈值(SeuiM, Smin)时，执行步骤b)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，确定所述第一充电特性(PctJJserSoc，V_CellVoltMin)的一个初始值(SOCJnit，V_CellVoltMin_Init)，并且根据所述第一充电特性(PctJJserSoc, V_CellVoltMin)的这个初始值(SOCJnit, V_CellVoltMin_Init)来确定所述下限阈值(SeuiM, Smin)ο
4.如权利要求2所述的方法,其中，所述下限阈值(SeuiM,Smin)是一个预定的固定值。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中: _确定了该蓄电池(10)的至少一个第二充电特性(PctJJserSoc, V_CelIVoltMax)的一个上限阈值(Seuil2，Smax), -在该蓄电池(10)的所述第二充电特性(PctJJserSoc, V_CelIVoltMax)保持低于所述上限阈值(Seuil2，Smax)时，执行步骤b)。
6.如权利要求5所述的方法，其中: -当该蓄电池(10)的所述第二充电特性(PctJJserSoc, V_CelIVoltMax)变得大于所述上限阈值(Seuil2，Smax)时，执行步骤a)。
7.如权利要求5和6之一所述的方法，其中，确定了所述第二充电特性(Pct_UserSoc，V_CellVoltMax)的一个初始值(SOCJnit，V_CellVoltMax_Init)，并且根据所述第二充电特性(PctJJserSoc, V_CellVoltMax)的这个第二初始值(SOCJnit, V_CellVoltMax_Init)来确定所述上限阈值(Seuil2, Smax)。
8.如权利要求5和6之一所述的方法,其中,所述上限阈值(Seuil2,Smax)是一个预定的固定值。
9.如权利要求5至8中任一项所述的方法，其中，步骤a)和b)的执行是通过当所述第一充电特性(PctJJserSoc, V_CellVoltMin)达到所述下限阈值(SeuiM, Smin)时从步骤a)切换到步骤b)、并且当该第二充电特性(PctJJserSoc, V_CellVoltMax)达到所述上限阈值(Seui 12, Smax)时从步骤b)切换到步骤a)来进行交替的。
10.如权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，所述第一和第二充电特性是相同的。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一和第二充电特性对应于该蓄电池(10)的电量状态(PctJJserSoc)。
12.如权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，所述第一和第二充电特性对应于两个不同的物理量。
13.如权利要求12所述的方法，其中，该车辆的所述蓄电池(10)包括多个被称为单格电池的蓄能器，所述第一充电特性对应于在该蓄电池(10)的被充电最少的单格电池的端子处的电压(V_CellVoltMin)，并且所述第二充电特性对应于在该蓄电池(10)的被充电最多的单格电池的端子处的电压(V_CellVoltMax)。
14.如权利要求2至13中任一项所述的方法，其中 -执行步骤a)，持续至少一个预定的最小持续时间。
15.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所执行的第一步骤是步骤b)。
16.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所执行的第一步骤是步骤a)。
17.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，一个控制器(40)确定该蓄电池(10 )的一个输入电流设定点(EVC)，这个电流设定点(EVC)在步骤a)中为零。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述电流设定点(EVC)是根据该充电器可以供应的最大电功率和/或根据该蓄电池(10)可以接收的最大功率来确定的。
19.一种机动车辆，包括连接至所述车辆的一个蓄电池(10)上的一个电气附件(50)，其中当该蓄电池(10)被充电并且连接至一个外部发电机(20)上时，通过如以上权利要求中任一项所述的方法来控制向所述附件(50)的电力供应。
【文档编号】B60L1/00GK103733467SQ201280038945
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月16日
【发明者】C·欧博尔蒂, D·布瓦龙 申请人:雷诺股份公司