[发明专利]用于控制混合动力车辆的电系统的方法

说明书

一种用于控制混合动力车辆的电系统的方法，包括步骤：以第一驱动模式驱动车辆(1)，其中，电池组(4)连接到所述牵引电压DC链路(7)且电池组(4)对电辅助单元(6)供电；关闭电力电子单元以便中止从电机(3)到牵引电压DC链路(7)或从牵引电压DC链路(7)到电机(3)的电力传递；通过断开继电器(8)而将电池组(3)从牵引电压DC链路(7)中断；以及激活电力电子单元且将电力电子单元的输出电压控制到预定的水平。

技术领域

本发明涉及用于中断混合电力车辆中电池的方法，进一步涉及用于执行这样的方法的计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

并行混合电力车辆(并行HEV)配置具有发动机，例如内燃机(ICE)，还有电机，二者一起提供必要的车轮扭矩以驱动车辆。此外，在并行HEV配置中，电机可以用作发电机来通过ICE所产生的动力为电池组充电。这通常提供有ICE和车辆的驱动轮之间的变速箱以便能够更改ICE和驱动轮之间以及很多情况下电机和驱动轮之间的齿速比。

在包括具有内燃机和电力驱动的混合电力动力系的并行HEV中，用于电力驱动的能量存储系统(ESS)是必要的。ESS的功能是作为能量缓冲器，使得电机既能够被用作牵引电压交流发电机而对能量存储进行充电，也能够被用作电动马达而至少帮助内燃机分摊车辆动力，而能量取自ESS。混合电力系统在牵引电压水平操作，其通常可以是200-950V，取决于混合电力动力系组件及系统设计。

并行HEV中的牵引电压不止用来通过电机为车辆供电，而且通常还用来为电辅助单元供电，其中一些电辅助单元是车辆功能所必需的。从牵引电压供电的必需的电辅助单元的典型例子是：低电压DC/DC转换器，其在交流发电机损坏时或在交流发电机的容量不够时使用；电力转向，其替代由动力系驱动的机械驱动的动力转向；以及电空气压缩机，其替代由动力系驱动的机械驱动的压缩机。没有这些必需电辅助单元的功能，车辆就不能被驱动或者具有非常有限的驱动范围。

ESS中的电池组通常对温度敏感。牵引电池的典型温度操作范围是0-50摄氏度之间，其中良好操作范围可以限制于10-40摄氏度。车辆的典型温度操作范围是-40–50摄氏度。在电池操作范围之外的温度范围中，但在车辆操作范围内，系统就不能适当操作了。这意味着，必需辅助单元的供电可能中断且车辆就不能被驱动了。

包括电池或超级电容器的ESS是添加到动力系的复杂电子组件。ESS本身是具有许多组件的子系统：电子的、电气的、化学的和/或机械的组件，具有用于能量存储、监视、冷却和中断组件的功能。所添加的组件和功能的数量增加了故障的风险，由于ESS对于车辆的操作来说是必要的，所以这可能对车辆操作造成负面影响。

在并行HEV动力系中，ESS通常被设计具有接触器来将ESS同牵引电压DC链路中断以便增加不操作的车辆的安全性。在作为电压源的ESS连接到牵引电压DC链路时，牵引电压DC链路及其连接组件将充当大电容器。具有电阻器的预充电电路可以用来在连接ESS之前获得牵引电压DC链路的受控充电。否则，一旦连接，则大电流将流过接触器到牵引电压DC链路中，这可能损坏接触器。预充电电路是ESS的一部分，但是其只在将ESS连接到牵引电压DC链路时有必要。在完成预充电之后，预充电电路将是无源的，直到下次ESS连接到牵引电压DC链路。预充电电路中的故障将导致ESS不能连接到牵引电压DC链路，这进而意味着车辆不能操作。

已知的使电池保持可操作状态的解决方案是通过例如在温和环境的室内停车，或者将外部加热器例如连接到能够将电池温度持续保持在电池温度限制内的电池冷却系统，而将电池保持在其操作温度范围内。

US8120200公开了一种混合动力车，该混合动力车配备有故障保护备用模式以防电池组(20)的中断。如果电池组例如由于超温而中断，则从电池供应的电流将降到零且电机(18)将开始起到发电机的作用，用于向车辆的负载(38)供电。车辆配备有辅助电池(40)，辅助电池(40)也连接到负载。这样，负载将仍然被供应电流，即使当电池中断和电机开始传递电流时存在电力的短暂中断。