[发明专利]用于管理车辆的电制动的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路车辆。本发明特别是涉及具有电力牵引的道路车辆的制动系统。更特别地，本发明涉及电制动功率的管理。

背景技术

电动车辆包括其中移动它们所必需的电能被存储在电池中的车辆和其中电能至少部分地例如由驱动发电机的热机或由燃料电池在车上产生的车辆。在电动车辆中，即使车辆的制动由常规摩擦机制的制动系统提供，也已知电动车辆的价值之一来自其以电力的形式再生并存储在制动期间产生的一部分能量的能力。

具体地，因为电机是可逆的，它可用作发动机并且在车辆的制动阶段期间也用作发电机，且在这种情况下它将机械制动能转换成车辆必定吸收的电能，优选地通过存储该电能来吸收以便节省车辆的使用所必需的能量，且在不可能或不再可能存储它时不可避免地通过耗散它来吸收。这种操作模式常常被称为“电制动”或“再生制动”，即使事实上通过使电机工作而得到的电能最后至少部分地被热耗散。

作为现有技术的例证，可以引用专利申请US2003/0088343，其描述用于安装有内燃机和电机的混合发动机车辆的电力牵引链，该电机作为对车辆的驱动的辅助来干预。电力机器本身由电池供电。更具体地，对于电制动方面，可以引用专利申请WO2008/000636，其描述电制动模式，尤其描绘出在电子再生模块中编程的电能管理策略，电子再生模块分配制动能量以便给一组超级电容器充电和/或以便在电耗散电阻器中耗散该能量。该文档又说，用于存储电能的装置（在本实例中是超级电容器）的功率可被限制，以及在制动水平之外该功率允许电力牵引机器所产生的电功率必须然后被引导到耗散装置。集中于冗余性的组织以便达到纯粹电制动的高度可靠性的该文档没有给出关于对用于存储电能的装置的再充电的管理的细节。

本发明的目的是提出用于通过耗散在发电机模式中工作的电力机器所产生的电能来储存电能同时提供电制动的装置，该装置是最佳的且独立于存储电能的装置的充电的状态。

发明内容

本发明提出了用于管理电制动功率的设备，其包括DC总线，所述DC总线包括：

●用于连接到车辆的电力牵引机器的极，所述机器与逆变器相关联，该逆变器在制动模式中经由DC总线输送电制动功率，

●用于连接到用于存储电能的电池的极，

该设备包括：

●在连接点处连接到DC总线的耗散支路，所述支路包括与耗散电阻器串联连接的电子耗散开关，

●在DC总线上的电流传感器，其被放置在DC总线的连接点和用于连接到电池的极之间，

●控制器，其接收：

关于“电池再充电电流限制”的信息项，

当电池处于其最大电荷时的“已充电电池”信息项，

由在DC总线上的电流传感器输送的在DC总线上的电流的测量结果，

●控制器包括评估电池再充电限制电流与DC总线上的电流之间的差异的比较器，控制器包括确保对电子耗散开关的控制的单元，以使得当DC总线上的电流小于电池再充电限制电流时，根据保持电池充电电流等于电池再充电限制电流的循环来控制所述电子耗散开关。

本发明还扩展到用于管理车辆的电制动模式的方法，车辆包括所述车辆的电力牵引机器，其包括将所述电力机器连接到用于存储电能的电池和用于耗散电能的电阻器的电路，其中，使穿过耗散电阻器的耗散电流从属于在电池充电电流和所述电池所容许的最大充电电流之间的差异。

附图说明

本说明书的其余部分使凭借示出根据本发明的设备的图1来清楚地理解本发明的所有方面变得可能。

具体实施方式

图1示出用于管理电制动功率1的设备，其一方面连接到给车辆的电力牵引机器21供电的逆变器20而另一方面连接到用于存储电能的电池30。如将在下面解释的，车辆4的总中央管理单元提供车辆的总体监管并与用于管理电制动功率1的该设备通信。电池30包括电池管理系统31。用于管理电制动功率1的设备包括DC总线10，DC总线10的正线10+和负线10-可被看到。用于管理电制动功率1的设备包括用于连接到逆变器20的第一极12和用于连接到电池30的第二极13。用于管理电制动功率1的设备包括耗散支路1D，耗散支路1D在耗散支路1D的连接点11处连接到DC总线10，与给电力牵引机器21供电的逆变器20并联。这个耗散支路1D包括由晶体管（特别是IGBT（绝缘栅双极晶体管）型的晶体管）组成的电子耗散开关1D1，电子耗散开关1D1串联地连接到耗散电阻器1D2。电子耗散开关1D1控制经由耗散电阻器1D2的电流的流动。“控制电流的流动”意味着如下面将解释的那样调节电流。