[发明专利]用于汽车的蓄能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的蓄能装置，其具有第一蓄电器和与第一蓄电器并联连接的第二蓄电器，该第一蓄电器具有第一电压特征曲线和第一电阻特征曲线，该第一电压特征曲线根据第一蓄电器的相对充电状态确定第一蓄电器的静态电压，该第一电阻特征曲线根据第一蓄电器的相对充电状态确定第一蓄电器的与第一蓄电器的充电过程有关的内阻，该第二蓄电器具有第二电压特征曲线和第二电阻特征曲线，该第二电压特征曲线根据第二蓄电器的相对充电状态确定第二蓄电器的静态电压，该第二电阻特征曲线根据第二蓄电器的相对充电状态确定第二蓄电器的与第二蓄电器的充电过程有关的内阻。

背景技术

由于用于舒适和安全功能的电负载的数目不断增加并且由于传统铅酸蓄电池作为蓄电器积极参与混合车辆功能，将来的在现代汽车中、尤其在轿车中常规的14V车载电网的实现将来会极大改变。例如，实现越来越多的功能，如在车辆运行期间发动机的自动停止和起动以及在车辆的惯性滑行中有效的制动能回收。由此得到的对蓄电器的挑战由于高电流范围中更为频繁的放电阶段而尖锐化，放电阶段归因于在现代车辆中电气化的附加总成。例如，在此起动电负载或机电负载如用于主动转向机的电动机或冷却循环泵。为了提高负载功能的可用性并且延长蓄电器的使用寿命，铅酸蓄电池例如通过合适的蓄电器代替或者为车载电网补充另一蓄电器并且扩展成双蓄电器式车载电网。

车载电网中的这种蓄能装置在现有技术中作为双蓄电器式车载电网来阐述。例如在文献US6844634B2中，铅酸蓄电池与锂离子蓄电池的并联作为车辆中用于产生和调节电功率的基础来描述。在此情况下，两个蓄电池的两个传感器与控制设备的相互作用是重要的。

发明内容

本发明的任务是，提出一种改进的具有两个蓄电器的用于汽车的蓄能装置。

该任务通过根据权利要求1所述的蓄能装置来解决。本发明的有利的实施形式和改进方案从从属权利要求中得到。

根据本发明，蓄能装置的特征在于由第一蓄电器的电压特征曲线（在此称作第一电压特征曲线）覆盖的电压值范围与由第二蓄电器的电压特征曲线（在此称作第二电压特征曲线）覆盖的电压值范围部分重叠。这两个电压值范围的部分重叠在本文的范围中可理解为，除了这两个电压值范围的非空的交集之外分别存在电压值范围的非空的子集，该子集不是另一个电压范围值的子集。此外，在充电时第一电压蓄电器的内阻特征曲线（称作第一电阻特征曲线）和在充电时第二蓄电器的内阻特征曲线（称作第二电阻特征曲线）具有正好一个交点。

本发明的优点在于，这两个蓄电器在其电压位置和其相对充电状态方面形成相互作用。根据基尔霍夫定理，在任何时刻，蓄能装置的充电电流或放电电流通过这两个蓄电器的相应的充电电流或放电电流之和来确定。在基尔霍夫定理的应用的意义下，这两个蓄电器的并联构成一个节点。在此假定遵守针对电流流动的两个方向的符号约定，即充电电流作为一个流动方向（一个符号）而放电电流作为另一流动方向（另一符号）。通过相互作用可以使汽车中的蓄能装置运行的技术开销最小化。汽车中的蓄能装置运行的技术开销在本文的上下文中例如包括用于这两蓄电器的电压和电流监控的电池传感器或这两个蓄电器的充电电流和放电电流的调节。这样的调节在汽车技术中常常被称作蓄电器的电池策略并且以软件模式在控制设备上实施。

这两个蓄电器的特别的相互作用能够实现如在本文的实施例中所阐述的具有高功能性的简单工作策略的实施。

也特别有利的是，通过这两个蓄电器的相互作用可以使蓄能装置的使用寿命优化。

根据本发明的一种优选的实施形式，第一电阻特征曲线在处在交点处的相对充电状态值上方的相对充电状态中处于第二电阻特征曲线之上方。在这两个电阻特征曲线的交点处相对充电状态的值在本文的进一步描述中称作临界充电状态。换言之，第一电阻特征曲线的电阻值对于大的充电状态值而言（大于在两个电阻特征曲线的交点处的临界充电状态）大于第二电阻特征曲线的电阻值。

该实施形式的特别优点在于，在将较大充电电压施加在蓄能装置上的情况下（该充电电压例如可以由车载电网发电机产生），第二蓄电器具有比第一蓄电器更小的充电电阻。这至少在第一蓄电器的相对充电状态在临界充电状态上方并且第二蓄电器的相对充电状态在临界的充电状态下方时适用。例如在用于制动能回收的现代功能中常常出现的短时脉冲因此引起对第二蓄电器的优先充电。

根据本发明的另一变型方案，蓄能装置（或其所包含的蓄电器）设计为，由第二电压特征曲线覆盖的电压值范围包含比由第一电压特征曲线所覆盖的电压值范围更高的电压值。