用于無(wú)低壓電池的電驅(qū)動(dòng)的車輛的電池控制設(shè)備、包括該控制設(shè)備的電驅(qū)動(dòng)的車輛及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛(電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛)的電子設(shè)備和方法，所述車輛具有設(shè)置用于車輛的驅(qū)動(dòng)裝置的電蓄能器和耦合到蓄能器上的變壓器，以用于對(duì)車輛的至少一個(gè)其他電消耗器供電，所述蓄能器包括串聯(lián)的蓄能器電池。所述設(shè)備構(gòu)造用于在如下情況下由電蓄能器的一定數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池以電流供給車輛的所述其他電消耗器中的至少一個(gè)，所述數(shù)量小于蓄能器的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量，在所述情況下，用于所述至少一個(gè)其他電消耗器的最大電流超過(guò)能由變壓器提供的最大電流。本發(fā)明同樣涉及一種至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛，其包括以上類型的設(shè)備或適合于實(shí)施相應(yīng)的方法。
【專利說(shuō)明】
用于無(wú)低壓電池的電驅(qū)動(dòng)的車輛的電池控制設(shè)備、包括該控制設(shè)備的電驅(qū)動(dòng)的車輛及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電驅(qū)動(dòng)的車輛的控制設(shè)備、一種包括控制設(shè)備的電驅(qū)動(dòng)的車輛和一種用于控制電驅(qū)動(dòng)的車輛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的電驅(qū)動(dòng)的車輛、如電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛通常為驅(qū)動(dòng)使用第一電池、也就是高壓電池，其提供例如300V的電壓并且當(dāng)然提供用于電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)裝置的電流。第一電池具有多個(gè)串聯(lián)的電池單元。此外設(shè)有另外的電池，也就是起動(dòng)器電池或備用電池，其可以為常見的控制儀、如防抱死系統(tǒng)(ABS)、(控制和監(jiān)控不同的車輛功能如電的車窗玻璃升降器、前照燈和尾燈、輪胎壓力或無(wú)鑰匙的進(jìn)入控制(簡(jiǎn)稱:體控制器(Body-Controller))、閃光信號(hào)裝置等的)車身控制儀至少暫時(shí)地獨(dú)立于第一電池以較小的例如12V的電壓供電。此外存在DC/DC變壓器，其同樣可以為控制儀供電并且也用于對(duì)起動(dòng)器電池充電。DC/DC變壓器由高壓蓄電池饋電。DC/DC變壓器僅能夠提供控制儀的平均的需要的功率。尤其是ABS例如在緊急制動(dòng)時(shí)需要直至100A的非常高的電流。為了滿足該電流峰值，同樣動(dòng)用起動(dòng)器電池。然而使用兩個(gè)電池是昂貴并且耗費(fèi)的。對(duì)于較高的電流的DC/DC變壓器的設(shè)計(jì)同樣過(guò)于昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛的電流或電壓供應(yīng)的改善的電子控制或調(diào)節(jié)設(shè)備、一種具有改善的控制或調(diào)節(jié)設(shè)備的至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛以及用于控制或調(diào)節(jié)電驅(qū)動(dòng)的車輛的電流或電壓供應(yīng)的改善的方法，其消除已知的控制設(shè)備或調(diào)節(jié)設(shè)備的缺點(diǎn)。
[0004]按照本發(fā)明的一方面因此提供一種用于至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛的電子設(shè)備。
[0005]所述車輛可以是電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛。所述車輛具有電蓄能器(也稱為電池或蓄電池)，所述電蓄能器設(shè)置用于車輛的驅(qū)動(dòng)裝置。所述蓄能器包括串聯(lián)的蓄能器電池。此外所述車輛具有耦合到蓄能器上的變壓器(例如DC/DC變壓器)，以用于對(duì)車輛的其他電消耗器供電。所述變壓器由蓄能器饋電。
[0006]所述電子設(shè)備有利地構(gòu)造用于在如下情況下由電蓄能器的一定數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池以電流(也稱為備用或附加電流)供給車輛的所述其他電消耗器中的至少一個(gè)，所述數(shù)量小于蓄能器的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量，在所述情況下，用于所述至少一個(gè)其他電消耗器的最大電流(最高的電流)超過(guò)能由變壓器提供的最大電流。概念“最大電流”或“最高的電流”在這里不僅涉及電流的量而且涉及電流的持續(xù)時(shí)間。按照這種方式和方法可以完全放棄備用電池或起動(dòng)電池。
[0007]所述變壓器在輸入端耦合到蓄能器的輸出節(jié)點(diǎn)上，所述輸出節(jié)點(diǎn)例如提供最大的電壓、但至少提供比通過(guò)所述數(shù)量的用于提供備用電流的串聯(lián)的蓄能器電池產(chǎn)生的電壓而更高的電壓。亦即借助電子設(shè)備的電流或電壓供應(yīng)在繞行變壓器的情況下進(jìn)行。變壓器因此無(wú)須提供過(guò)高的峰值電流或最大電流。
[0008]所述蓄能器包括多個(gè)串聯(lián)的蓄能器電池。通過(guò)串聯(lián)電路，蓄能器電池的電壓加合。
[0009]所述電子設(shè)備也可以包括蓄能器和/或變壓器。
[0010]所述電子設(shè)備可以此外構(gòu)造用于響應(yīng)于蓄能器的充電或放電狀態(tài)而由不同數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池提供最大電流(最高的電流、尖峰或峰值電流)。借此可以考慮蓄能器或蓄能器的蓄能器電池的不同的充電狀態(tài)。因此當(dāng)變壓器不能供應(yīng)足夠的電流來(lái)維持用于所述其他電消耗器的供電節(jié)點(diǎn)上的電壓，或換句話說(shuō)，由消耗器需要的電流過(guò)大時(shí)，供電節(jié)點(diǎn)上的電壓減少并且以電功率對(duì)消耗器的供電直接并且必要時(shí)附加地由蓄能器的相應(yīng)的蓄能器電池進(jìn)行。
[0011]所述電子設(shè)備可以此外構(gòu)造用于響應(yīng)于蓄能器的充電或放電狀態(tài)而由第一數(shù)量和第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池提供最大電流，其中，所述第一數(shù)量與第二數(shù)量不同。因此原則上可以按照用于車輛的其他電消耗器的需要的最小的和最大的電平而利用不同數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池。
[0012]所述蓄能器電池的第一數(shù)量可以與蓄能器電池的第二數(shù)量相差一個(gè)蓄能器電池。蓄能器電池的數(shù)量一般取決于蓄能器的類型或蓄能器電池的類型。在使用鋰離子電池時(shí)，蓄能器電池的差別產(chǎn)生有利的電壓范圍。例如所述第一數(shù)量可以是3而第二數(shù)量可以是4。
[0013]所述電子設(shè)備可以構(gòu)造用于當(dāng)在第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上的電壓達(dá)到或低于下邊界值時(shí)，將所述至少一個(gè)其他電消耗器的電壓供應(yīng)或電流供應(yīng)從第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池轉(zhuǎn)換到(更大的)第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上。此外所述設(shè)備可以設(shè)計(jì)用于當(dāng)在第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上的電壓達(dá)到或超過(guò)上邊界值時(shí)，將所述至少一個(gè)其他電消耗器的電壓供應(yīng)或電流供應(yīng)從第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池轉(zhuǎn)換到更小的第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上。這能夠?qū)崿F(xiàn)，將供電電壓保持在允許的范圍內(nèi)。
[0014]所述上邊界值可以至少主要部分由變壓器的標(biāo)稱輸出電壓定義。因此當(dāng)在電子設(shè)備的用于消耗器的供電節(jié)點(diǎn)上的輸出電壓大于變壓器(例如DC/DC變壓器)的標(biāo)稱的所調(diào)節(jié)的輸出電壓值時(shí)，可以轉(zhuǎn)換到更小的數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上。下邊界值例如可以通過(guò)用于所述至少一個(gè)電消耗器的必需的供電電壓的下邊界值來(lái)確定。
[0015]所述電子設(shè)備可以具有開關(guān)、第一二極管和第二二極管和控制單元。因此電子設(shè)備可以極其低成本并且簡(jiǎn)單地構(gòu)造，其中，其已經(jīng)在該簡(jiǎn)單的形式中使顯著較昂貴的備用蓄電池或起動(dòng)器電池成為多余。盡管在這里使用概念“控制單元”，該控制單元尤其是也具有調(diào)節(jié)功能，因?yàn)樵搯卧憫?yīng)于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)。在這方面代替概念“控制單元”也可以使用“調(diào)節(jié)單元”。
[0016]第一二極管可以耦合到蓄能器的第一輸出節(jié)點(diǎn)和供電節(jié)點(diǎn)之間。第一輸出節(jié)點(diǎn)具有第一電壓，所述第一電壓相當(dāng)于第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池的單個(gè)電壓的總和。供電節(jié)點(diǎn)可以耦合到其他消耗器或所述至少一個(gè)其他的要供電的消耗器上。第一二極管沿從第一輸出節(jié)點(diǎn)至供電節(jié)點(diǎn)的流動(dòng)方向耦合。換句話說(shuō)，第一二極管的陽(yáng)極耦合到第一輸出節(jié)點(diǎn)上并且第一二極管的陰極耦合到供電節(jié)點(diǎn)上。第二二極管可以耦合到蓄能器的第二輸出節(jié)點(diǎn)和供電節(jié)點(diǎn)之間，其中，第二輸出節(jié)點(diǎn)具有第二電壓，所述第二電壓相當(dāng)于第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池的單個(gè)電壓的總和。因此第二二極管沿從第二輸出節(jié)點(diǎn)至供電節(jié)點(diǎn)的流動(dòng)方向耦合，或換句話說(shuō)，第二二極管的陽(yáng)極耦合到第二輸出節(jié)點(diǎn)上并且第二二極管的陰極耦合到供電節(jié)點(diǎn)上。所述至少一個(gè)開關(guān)耦合到第二二極管和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間。
[0017]所述控制單元一般可以設(shè)置用于響應(yīng)于蓄能器的充電或放電狀態(tài)而打開(中斷)或閉合(使導(dǎo)電)至少一個(gè)經(jīng)過(guò)所述二極管之一的電路徑?？刂齐娐啡缓罄缈梢赃@樣設(shè)置，使得如果并且只要第二輸出電壓小于或變得小于供電電壓，則接通開關(guān)，而如果并且只要第二輸出電壓大于或變得大于供電電壓，則打開(斷開或中斷)開關(guān)。
[0018]第一輸出電壓于是可以通過(guò)所述二極管之一持久地與供電節(jié)點(diǎn)保持耦合。對(duì)此也可看出電路的小的復(fù)雜性和效率。
[0019]所述控制電路可以構(gòu)造為比較器電路(比較器)，所述比較器電路的(非反向的、正的)第一輸入端可以耦合到第二輸出節(jié)點(diǎn)上，而所述比較器電路的(反向的、負(fù)的)第二輸入端可以耦合到供電節(jié)點(diǎn)上。比較器電路的輸出端可以在功能上與所述開關(guān)耦合，以便響應(yīng)于第一輸入端和第二輸入端之間的電壓差而閉合或打開開關(guān)。亦即總體上得出具有小的復(fù)雜性但具有對(duì)于總系統(tǒng)的大的作用的電路。
[0020]蓄能器電池也可以稱為電池或蓄電池電池。蓄能器電池有利地是鋰離子電池。鋰離子電池的電壓處于2.8V至4.15V之間，由此可以得出本發(fā)明上述有利的方面和構(gòu)造形式。
[0021]所述蓄能器可以設(shè)計(jì)用于60V的標(biāo)稱電壓。在此涉及通過(guò)最大數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池確定的輸出電壓。該最大的或標(biāo)稱輸出電壓用于車輛的電的驅(qū)動(dòng)裝置。此外在60V的范圍內(nèi)的電壓的情況下(區(qū)別于也常見的300V)得出蓄能器和其他電消耗器的接地端的電流耦合的可能性。這也使構(gòu)造變得容易。
[0022]本發(fā)明同樣提供一種電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛、尤其是電動(dòng)雙輪車或電動(dòng)摩托車，其具有按照該說(shuō)明書的一個(gè)或多個(gè)方面和構(gòu)造形式的電子設(shè)備。尤其是所述電動(dòng)車輛也包括蓄能器。
[0023]本發(fā)明同樣提供一種用于調(diào)節(jié)對(duì)至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛、尤其是電動(dòng)或混合動(dòng)力車輛的電消耗器供電的方法。如以上說(shuō)明的，所述車輛具有電蓄能器，所述蓄能器設(shè)置用于車輛的驅(qū)動(dòng)裝置并且包括串聯(lián)的蓄能器電池。此外設(shè)有耦合到蓄能器上的變壓器，以用于對(duì)車輛的其他電消耗器供電。按照所述方法，選擇性地由電蓄能器的一定數(shù)量的蓄能器電池對(duì)車輛的所述其他電消耗器中的至少一個(gè)供應(yīng)電流，所述數(shù)量小于蓄能器的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量。這在如下情況下發(fā)生，用于所述至少一個(gè)其他電消耗器的最大電流超過(guò)能由與蓄能器耦合的變壓器提供的最大電流。
【附圖說(shuō)明】
[0024]本發(fā)明其他的方面和優(yōu)點(diǎn)由對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例借助附圖的以下說(shuō)明得出，其中:
[0025]圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意方框圖；
[0026]圖2是按照一種實(shí)施例的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意方框圖；
[0027]圖3是一種實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意圖；
[0028]圖4是按照一種實(shí)施例的電路的簡(jiǎn)化的示意圖；以及
[0029]圖5是按照一種實(shí)施例的電路的簡(jiǎn)化的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意方框圖。示出蓄能器1、消耗器2(電驅(qū)動(dòng)的車輛的驅(qū)動(dòng)裝置)和變壓器或DC/DC變壓器3，其耦合到蓄能器I上并且承擔(dān)車輛的其他電消耗器4的供電。此外示出起動(dòng)器電池5，如果用于消耗器4的峰值電流不再能由DC/DC變壓器產(chǎn)生，則起動(dòng)器電池提供所述電流。
[0031]圖2示出一種實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意圖。在這里也設(shè)有蓄能器1、消耗器或驅(qū)動(dòng)裝置2(電驅(qū)動(dòng)的車輛的驅(qū)動(dòng)裝置)和變壓器或DC/DC變壓器3，其耦合到蓄能器I上并且承擔(dān)車輛的其他電消耗器4的供電?，F(xiàn)在不再需要起動(dòng)器電池5。取而代之地，備用或附加電流和電壓供電由電子設(shè)備6承擔(dān)。如果用于消耗器4的需要的峰值電流不再能由DC/DC變壓器3產(chǎn)生，電子設(shè)備6現(xiàn)在提供所述峰值電流。電子設(shè)備6耦合到多個(gè)串聯(lián)的蓄能器電池(在這里一些以附圖標(biāo)記7-14表示)上。
[0032]需要峰值電流的情況例如可能在緊急情況制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)。所述至少一個(gè)電消耗器這時(shí)例如是防抱死系統(tǒng)(ABS)，其短時(shí)可能需要直至100A的電流。變壓器3而并不為此設(shè)計(jì)。因此按照本發(fā)明為此設(shè)有直接由蓄能器I的蓄能器電池7-14等的供電。
[0033]電子設(shè)備6構(gòu)造用于在如下情況下由電蓄能器I的一定數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池(例如7至14中的7、8、9等)對(duì)車輛的所述其他電消耗器4中的至少一個(gè)提供電功率或電流，所述數(shù)量(小于蓄能器I的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量的，在所述情況下，用于所述至少一個(gè)其他電消耗器4的最大電流(最高的電流)超過(guò)能由變壓器(DC/DC變壓器3)供使用的最大電流。
[0034]圖3示出電子設(shè)備6或其耦聯(lián)到蓄能器I上的一種實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意圖。因而電子設(shè)備亦或電路6在輸入端耦合到節(jié)點(diǎn)V3上。在該節(jié)點(diǎn)上存在電壓，所述電壓由三個(gè)蓄能器電池7、8和9的串聯(lián)電路產(chǎn)生。因此，V3是所述三個(gè)蓄能器電池7、8和9的電壓的總和。設(shè)備6在輸入端同樣耦合到節(jié)點(diǎn)V4上。在所述節(jié)點(diǎn)上存在蓄能器電池7、8、9和10的電壓的總和。因此在電子設(shè)備上存在兩個(gè)部分電壓V3和V4，其分別相當(dāng)于三個(gè)蓄能器電池或四個(gè)蓄能器電池的電壓的總和。電子設(shè)備6的輸出端耦合到供電節(jié)點(diǎn)VN上。DC/DC變壓器3的輸出端同樣耦合到所述供電節(jié)點(diǎn)VN上。此外電消耗器4由所述供電節(jié)點(diǎn)VN供電。蓄能器I和消耗器4具有共同的接地端￥1?；诖?lián)的蓄能器電池7、8、9、10、1卜_2乂的最大的數(shù)量的最大的輸出電壓處于節(jié)點(diǎn)V2上。在本實(shí)施例中，所述電壓為標(biāo)稱60VAC/DC變壓器在輸入端耦合到該節(jié)點(diǎn)V2上。如果DC/DC變壓器不能夠提供用于消耗器4需要的電流MAX，則所述電流(至少按份額地)由電子設(shè)備6提供，所述設(shè)備從串聯(lián)的蓄能器電池7至10提取其電壓和需要的電流。蓄能器電池7至10的數(shù)量小于蓄能器I的串聯(lián)的蓄能器電池7至ZX的最大數(shù)量。自然基于此，電壓(部分電壓)V3和V4也小于在節(jié)點(diǎn)V2上的電壓。
[0035]圖4不出一種實(shí)施例的簡(jiǎn)化的不意電路圖。電子設(shè)備6包括開關(guān)S4、第一二極管D3和第二二極管D4和控制單元12。盡管在這里使用概念“控制單元”，該單元尤其是承擔(dān)調(diào)節(jié)功能，如由以下說(shuō)明同樣得出的那樣。第一二極管D3耦合到蓄能器I的第一輸出節(jié)點(diǎn)V3和供電節(jié)點(diǎn)VN之間。第一輸出節(jié)點(diǎn)V3具有第一電壓，所述第一電壓相當(dāng)于第一數(shù)量(在這里3)的串聯(lián)的蓄能器電池7、8、9的單個(gè)電壓的總和。供電節(jié)點(diǎn)VN耦合到其他要供電的消耗器4上或消耗器4連接到所述節(jié)點(diǎn)VN上。第一二極管D3沿從第一輸出節(jié)點(diǎn)V3至供電節(jié)點(diǎn)VN的流動(dòng)方向耦合。第一二極管D3的陽(yáng)極耦合到第一輸出節(jié)點(diǎn)V3上而第一二極管D3的陰極耦合到供電節(jié)點(diǎn)VN上。第二二極管D4耦合到蓄能器I的第二輸出節(jié)點(diǎn)V4和供電節(jié)點(diǎn)VN之間。第二輸出節(jié)點(diǎn)具有第二電壓V4，所述第二電壓相當(dāng)于第二數(shù)量(在這里四個(gè))的串聯(lián)的蓄能器電池7至10的單個(gè)電壓的總和。因此第二二極管D4沿從第二輸出節(jié)點(diǎn)至供電節(jié)點(diǎn)VN的流動(dòng)方向耦合。換句話說(shuō)，第二二極管D4的陽(yáng)極耦合到第二輸出節(jié)點(diǎn)V4上，而第二二極管D4的陰極耦合至IJ供電節(jié)點(diǎn)VN上。開關(guān)S4處于第二二極管D4的陽(yáng)極和第二輸出節(jié)點(diǎn)V4之間。就這點(diǎn)而言也清楚的是，“耦合”按本說(shuō)明書的意義并不排除，還有其他的構(gòu)件存在于兩個(gè)耦合的構(gòu)件之間?？刂茊卧?2在輸入端至少與供電節(jié)點(diǎn)VN耦合。優(yōu)選地，控制單元12的另一個(gè)輸入端與第二輸出節(jié)點(diǎn)V4耦合。控制單元12此外設(shè)置用于將開關(guān)S4在閉合的(導(dǎo)電)和打開的(不導(dǎo)電)位置之間轉(zhuǎn)換。為此控制電路12的輸出端與開關(guān)S4耦合?？刂齐娐?2—般設(shè)置用于響應(yīng)于蓄能器I的充電或放電狀態(tài)而打開(中斷)或閉合(使導(dǎo)電)至少一個(gè)經(jīng)過(guò)所述二極管D3、D4之一的電路徑。在本情況下，所述路徑是經(jīng)過(guò)第二二極管D4的電流路徑。當(dāng)然也可設(shè)想其他情況，尤其是包括多個(gè)開關(guān)的情況。
[0036]如在圖3中，蓄能器I的最大的電壓基于串聯(lián)的蓄能器電池7至ZX的最大數(shù)量處于節(jié)點(diǎn)V2上并且在該實(shí)施例中為60V。蓄能器I和消耗器4的共同的接地端是Vl。
[0037]當(dāng)在DC/DC變壓器3的輸出端上的電流IDC不足夠?yàn)橄钠?供電時(shí)(MAX)，則至少所述差別由設(shè)備6以備用或附加電流iers(iers=max-1dc)的形式提供。當(dāng)在第一輸出節(jié)點(diǎn)V3上的電壓不足夠，亦即當(dāng)電壓V3基于蓄能器I及其蓄能器電池7至9的充電狀態(tài)過(guò)于小時(shí)，則控制電路12將開關(guān)S4切換到導(dǎo)電的狀態(tài)中。由此通過(guò)二極管D4建立第二輸出節(jié)點(diǎn)V4和供電節(jié)點(diǎn)VN之間的連接并且可以由此提高在供電節(jié)點(diǎn)VN上的電壓。
[0038]在正常運(yùn)行中，變壓器3提供在供電節(jié)點(diǎn)上的供電電壓。該電壓例如可以是14V。在正常運(yùn)行中，變壓器3可以供應(yīng)足夠的電流，以便為所有消耗器4供電。開關(guān)S4斷開(中斷)，并且在節(jié)點(diǎn)V3上的電壓例如為11V。在該情況下，沒(méi)有電流流過(guò)D3。因?yàn)樵陉?yáng)極(V3 = 11V)上的電壓低于在陰極(VN=14V)上。如果消耗器4的電流消耗升高超過(guò)能由變壓器最大提供的電流，例如在A B S全制動(dòng)時(shí)，變壓器3不能提供該電流。在節(jié)點(diǎn)V N上的電壓這時(shí)下降(zusammenbrechen)(減小)。當(dāng)該電壓擾動(dòng)足夠大時(shí)，例如當(dāng)電壓VN從14V擾動(dòng)到1V時(shí)，貝Ij二極管D3導(dǎo)電，因?yàn)楝F(xiàn)在在陽(yáng)極上存在比在陰極(1V)上更高的電壓(IlV)。借此附加的電流從節(jié)點(diǎn)V3(亦即蓄能器電池7、8和9)流出，由此阻止在VN上的電壓進(jìn)一步減小。在此假定，消耗器在電壓低于變壓器(在這里14V)的電壓時(shí)還正常工作?？赡芾缂俣?，消耗器4在直至例如9V的下邊界的電壓時(shí)可以運(yùn)行。這總體上也表示，在二極管D3的陽(yáng)極上的電壓總是小于通過(guò)變壓器3的正常的14V的供電電壓。借此當(dāng)在節(jié)點(diǎn)VN上出現(xiàn)電壓擾動(dòng)時(shí)，電路非?？焖僦С值仄鹱饔谩Ｍㄟ^(guò)在V3上的電壓(亦即通過(guò)蓄能器電池7、8和9的串聯(lián)電路)總是小于在正常運(yùn)行中的變壓器的正常的輸出電壓，也阻止電流持久地從蓄能器電池7、8、9流至消耗器4。所選擇的蓄能器電池(亦即在本示例中下面的3個(gè)或4個(gè)電池)應(yīng)該只在緊急情況下被加載，因?yàn)榉駝t得出蓄能器的不對(duì)稱的負(fù)載。
[0039]僅當(dāng)電壓V3過(guò)低、例如8V，并且因此低于消耗器4的需要的運(yùn)行電壓(在這里亦即9V)的下邊界值時(shí)，開關(guān)S4才接通。借此電壓在這里提高例如一個(gè)蓄能器電池電壓(電池10)，由此VN上的電壓又處于最小運(yùn)行電壓上。電壓V4-VD處于供電節(jié)點(diǎn)VN上。該電壓高于由V3提供的電壓，因?yàn)橛糜赩4的串聯(lián)的能量供應(yīng)電池的數(shù)量大于用于V3的串聯(lián)的電池的數(shù)量。二極管D3在此阻止電流流回蓄能器I中。備選地，經(jīng)過(guò)D3的電流路徑也可以通過(guò)另一個(gè)開關(guān)中斷。當(dāng)然，當(dāng)開關(guān)S4閉合并且在供電節(jié)點(diǎn)VN上例如基于DC/DC變壓器的電壓應(yīng)該大于電壓V4時(shí)，二極管D4也阻止電流的流回。
[0040 ]圖5基本上示出按照?qǐng)D4的實(shí)施例，其中在這里現(xiàn)在控制電路12實(shí)施為比較器電路或比較器。比較器12的(非反向的、正的)第一輸入端耦合到第二輸出節(jié)點(diǎn)V4上，并且比較器的(反向的、負(fù)的)第二輸入端耦合到供電節(jié)點(diǎn)VN上。比較器12的輸出端在功能上與開關(guān)S4耦合，以便響應(yīng)于比較器的第一輸入端和第二輸入端之間的電壓差V4-VN而閉合或打開開關(guān)S4。
[0041]因此控制電路12可以有利地這樣設(shè)置，使得如果并且只要電壓V4小于/變得小于VN，則開關(guān)S4接通(導(dǎo)電)，而如果并且只要電壓V4大于/變得大于VN，則開關(guān)S4打開(亦即不導(dǎo)電)。
[0042]在一種實(shí)施例中，蓄能器電池可能是鋰離子電池(鋰離子電池)，其分別具有2.8V(放電)至4.15V(完全充電)之間的電壓。第一輸出電壓V3由三個(gè)蓄能器電池7至9提供并且因而可能處于8.4V至12.45V之間(亦即相當(dāng)于按照在放電的和充電的狀態(tài)時(shí)電池的最大的和最小的值的三個(gè)單個(gè)電壓的總和)。第二輸出電壓V4因而處于11.2V至16.6V之間。DC/DC變壓器可能與此獨(dú)立地調(diào)節(jié)到節(jié)點(diǎn)VN上的14V的輸出電壓。當(dāng)在節(jié)點(diǎn)VN上的車載網(wǎng)絡(luò)電壓(供電電壓)不允許小于9V(下邊界值)并且不允許大于16V時(shí)，則得出如下情況:
[0043]如果在蓄能器電池7、8和9的放電的狀態(tài)中使用輸出電壓V3，則在VD = 0.7V的二極管通過(guò)電壓時(shí)在供電節(jié)點(diǎn)上存在電壓VN=V3-VD = 8.4V-0.7V = 7.7V。這可能太小并且處于下邊界值UG = 9V之下。因此必須在該情況下(亦即當(dāng)電壓V3小于9.7V時(shí))閉合開關(guān)S4，由此電壓VN現(xiàn)在通過(guò)第二輸出電壓V4確定。供電電壓然后在最差的情況下是VN = V4-VD =11.2V-0.7V = 10.5V并且因此處于V下邊界值UG = 9V上方(亦即在允許的區(qū)域中)。
[0044]當(dāng)蓄能器I完全充電時(shí)，輸出電壓V4更確切地說(shuō)是16.6V，并且在供電節(jié)點(diǎn)上的電壓VN=V4-VD =15.9V并且借此理論上還在對(duì)于車載網(wǎng)絡(luò)電壓允許的范圍內(nèi)。當(dāng)然在VN上的電壓借此超過(guò)DC/DC變壓器的14V的輸出電壓。因此應(yīng)該在第二輸出電壓V4大于DC/DC變壓器的所調(diào)節(jié)的輸出電壓加上二極管導(dǎo)通電壓VD(在該示例中14.7V)時(shí)，再次打開開關(guān)S4，由此第一輸出電壓V3通過(guò)二極管D3可以確定在緊急情況下的電壓VN。在本情況下其為12.45￥-0.7￥=11.75￥。由這些考慮，對(duì)于用于￥4的電壓的上邊界值06得出，06 = ￥00+￥0，即，上電壓邊界值通過(guò)用于DC/DC變壓器的所調(diào)節(jié)的輸出電壓VDC加上二極管導(dǎo)通電壓VD的總和確定。
[0045]更確切地說(shuō)，在該實(shí)施例中也可以進(jìn)行在節(jié)點(diǎn)V3上的電壓的單獨(dú)的監(jiān)控，然而這在這里不是強(qiáng)制必需的。在本情況下不需要單獨(dú)地監(jiān)控電壓V3。當(dāng)V4處于VN之下，完全相同于在V3上的電壓一樣高，則開關(guān)S4接通。亦即當(dāng)V4>VN并且VN是通過(guò)變壓器3的正常的運(yùn)行電壓時(shí)(亦即在這里例如14V時(shí))，則適用:V3 = V4-1 X電池電壓(亦即在V3上的電壓這時(shí)自動(dòng)是比V4小一個(gè)蓄能器電池電壓并且借此大于用于運(yùn)行電壓的下邊界值(亦即V3這時(shí)達(dá)到或超過(guò)最小運(yùn)行電壓9V。因此在這里不需要附加地監(jiān)控電壓V3來(lái)控制開關(guān)S4。在一種變換的實(shí)施例中，V3的監(jiān)控和開關(guān)S4的相應(yīng)的附加的操控當(dāng)然可能。
[0046]在這里按照各方面和各實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性地由電蓄能器的一定數(shù)量的蓄能器電池為車輛的所述其他電消耗器中的至少一個(gè)供應(yīng)電流(也稱為備用或附加電流)，所述數(shù)量小于蓄能器的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量;并且更確切地說(shuō)是在如下情況下，用于其他電消耗器的最大電流超過(guò)能由與蓄能器耦合的變壓器提供的最大電流。亦即當(dāng)變壓器不能供應(yīng)足夠的電流來(lái)維持在供電節(jié)點(diǎn)上的電壓時(shí)，或換句話說(shuō)，由消耗器需要的電流變得過(guò)大時(shí)，則在供電節(jié)點(diǎn)上的電壓強(qiáng)制性地減少直至供電直接由對(duì)應(yīng)的蓄能器電池進(jìn)行。
[0047]之前所述的電子設(shè)備和方法有利地可以在電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛、尤其是電動(dòng)雙輪車或電動(dòng)摩托車中使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電子設(shè)備，用于至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛(電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛)，所述車輛具有設(shè)置用于車輛的驅(qū)動(dòng)裝置的電蓄能器和耦合到蓄能器上的變壓器，以用于對(duì)車輛的至少一個(gè)其他電消耗器供電，所述蓄能器包括串聯(lián)的蓄能器電池，并且其中，所述設(shè)備構(gòu)造用于在如下情況下由電蓄能器的一定數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池以電流供給車輛的所述其他電消耗器中的至少一個(gè)，所述數(shù)量小于蓄能器的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量，在所述情況下，用于所述至少一個(gè)其他電消耗器的最大電流超過(guò)能由變壓器提供的最大電流。2.按照權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述蓄能器具有多個(gè)串聯(lián)的蓄能器電池。3.按照權(quán)利要求1或2所述的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備還構(gòu)造用于響應(yīng)于蓄能器的充電或放電狀態(tài)而由不同數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池提供最大電流。4.按照上述權(quán)利要求之一所述的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備構(gòu)造用于響應(yīng)于蓄能器的充電或放電狀態(tài)而由第一數(shù)量和第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池提供最大電流，其中，所述第一數(shù)量與第二數(shù)量不同。5.按照權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述蓄能器電池的第一數(shù)量與蓄能器電池的第二數(shù)量相差一個(gè)蓄能器電池。6.按照權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述第一數(shù)量是3而所述第二數(shù)量是4。7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備設(shè)計(jì)用于當(dāng)在第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上的電壓達(dá)到或低于下邊界值時(shí)，將所述至少一個(gè)其他電消耗器的電壓供應(yīng)或電流供應(yīng)從第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池轉(zhuǎn)換到更大的第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上。8.按照權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備設(shè)計(jì)用于當(dāng)在第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上的電壓達(dá)到或超過(guò)上邊界值時(shí)，將所述至少一個(gè)其他電消耗器的電壓供應(yīng)或電流供應(yīng)從第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池轉(zhuǎn)換到更小的第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池上。9.按照權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述上邊界值至少主要部分由變壓器的標(biāo)稱輸出電壓定義。10.按照上述權(quán)利要求之一所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備具有開關(guān)、第一二極管和第二二極管和控制單元。11.按照權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備，如果其引用權(quán)利要求4至8，其特征在于，所述第一二極管(D3)耦合到蓄能器的第一輸出節(jié)點(diǎn)(V3)和供電節(jié)點(diǎn)之間，其中，第一輸出節(jié)點(diǎn)具有第一電壓，所述第一電壓相當(dāng)于第一數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池的單個(gè)電壓的總和，并且供電節(jié)點(diǎn)耦合到其他要供電的消耗器上。(第一二極管沿從第一輸出節(jié)點(diǎn)及供電節(jié)點(diǎn)的流動(dòng)方向耦合，第一二極管(D3)的陽(yáng)極耦合到第一輸出節(jié)點(diǎn)(V3)上，第一二極管(D3)的陰極耦合到供電節(jié)點(diǎn)(VN)上)12.按照權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述第二二極管(D4)耦合到蓄能器的第二輸出節(jié)點(diǎn)(V4)和供電節(jié)點(diǎn)之間，其中，第二輸出節(jié)點(diǎn)具有第二電壓，所述第二電壓相當(dāng)于第二數(shù)量的串聯(lián)的蓄能器電池的單個(gè)電壓的總和。(第二二極管(D4)沿從第二輸出節(jié)點(diǎn)及供電節(jié)點(diǎn)的流動(dòng)方向耦合，第二二極管的陽(yáng)極耦合到第二輸出節(jié)點(diǎn)上，第二二極管的陰極耦合到供電節(jié)點(diǎn)上)。13.按照權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)開關(guān)(S4)耦合到第二二極管(D4)和第二輸出節(jié)點(diǎn)(V4)之間。14.按照權(quán)利要求10至13之一所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述控制單元設(shè)置用于響應(yīng)于蓄能器的充電或放電狀態(tài)而打開或閉合至少一個(gè)經(jīng)過(guò)所述二極管之一的電路徑。15.按照權(quán)利要求13或14所述的電子設(shè)備，其特征在于，控制電路構(gòu)造為比較器電路，所述比較器電路的第一(非反向的、正的)輸入端耦合到第二輸出節(jié)點(diǎn)上，并且所述比較器電路的第二輸入端耦合到供電節(jié)點(diǎn)(VN)上，而所述比較器電路的輸出端在功能上與所述開關(guān)耦合，以便響應(yīng)于第一輸入端和第二輸入端之間的電壓差而閉合或打開開關(guān)。16.按照權(quán)利要求15或16之一所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述控制電路設(shè)置為使得如果并且只要第二輸出電壓小于或變得小于供電電壓，則接通開關(guān)，而如果并且只要第二輸出電壓大于或變得大于供電電壓，則打開開關(guān)。17.按照上述權(quán)利要求之一所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述蓄能器電池是鋰離子電池。18.按照上述權(quán)利要求之一所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述蓄能器設(shè)計(jì)用于60V的標(biāo)稱最大電壓。19.電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛、尤其是電動(dòng)雙輪車或電動(dòng)摩托車，所述電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛具有按照上述權(quán)利要求之一所述的電子設(shè)備。20.用于調(diào)節(jié)對(duì)至少部分地電驅(qū)動(dòng)的車輛、尤其是電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛的電消耗器供電的方法，所述車輛具有電蓄能器，所述蓄能器設(shè)置用于車輛的驅(qū)動(dòng)裝置并且包括串聯(lián)的蓄能器電池，其中，設(shè)備包括耦合到蓄能器上的變壓器，以用于對(duì)車輛的其他電消耗器供電，并且所述方法具有如下步驟:在如下情況下選擇性地由電蓄能器的一定數(shù)量的蓄能器電池對(duì)車輛的所述其他電消耗器中的至少一個(gè)供應(yīng)電流，所述數(shù)量小于蓄能器的串聯(lián)的蓄能器電池的最大數(shù)量，在所述情況下，用于所述至少一個(gè)其他電消耗器的最大電流超過(guò)能由變壓器提供的最大電流。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK105934360SQ201580005432
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年4月7日
【發(fā)明人】J·洛佩茲·德阿羅亞貝
【申請(qǐng)人】寶馬股份公司