車載電源系統(tǒng)和用于運(yùn)行車載電源系統(tǒng)的方法
【專利摘要】一種車載電源系統(tǒng)(1)，其具有至少一個(gè)車載電源支路(2)和至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置（3）。該車載電源系統(tǒng)(1)還具有至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)能夠占據(jù)第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置。所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置（3）在第一開關(guān)位置中與所述至少一個(gè)車載電源支路(2)電連接。另外，所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)在第二開關(guān)為之中與所述至少一個(gè)車載電源支路(2)電斷開。操控單元(5)被構(gòu)造為借助于可由脈沖寬度調(diào)制器(6)生成的操控信號(hào)來操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)。操控信號(hào)的脈沖寬度可以根據(jù)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù)來匹配：所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)供電電壓以及所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)溫度。
【專利說明】車載電源系統(tǒng)和用于運(yùn)行車載電源系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及車載電源系統(tǒng)、具有車載電源系統(tǒng)的車輛以及用于運(yùn)行車載電源系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從DE 10 2008 040 810 Al中已知一種用于機(jī)動(dòng)車輛的電氣車載電源系統(tǒng)。該電氣車載電源系統(tǒng)具有車載電源，該車載電源具有連接在其上的電負(fù)載、連接在其上的電氣發(fā)電裝置、以及至少一個(gè)儲(chǔ)能器。該儲(chǔ)能器可以通過開關(guān)裝置與車載電源斷開。設(shè)置有至少一個(gè)開關(guān)裝置監(jiān)視裝置，其檢查開關(guān)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本申請的任務(wù)是，說明使得能夠在車載電源系統(tǒng)的運(yùn)行中節(jié)能的車載電源系統(tǒng)、具有車載電源系統(tǒng)的車輛以及用于運(yùn)行車載電源系統(tǒng)的方法。
[0004]該任務(wù)利用獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。有利的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求中得出。
[0005]根據(jù)本申請的一方面，一種車載電源系統(tǒng)具有至少一個(gè)車載電源支路以及至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置。此外，該車載電源系統(tǒng)具有至少一個(gè)開關(guān)裝置，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置可以占據(jù)第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置。所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置在第一開關(guān)位置中與所述至少一個(gè)車載電源支路電連接。此外，所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置在第二開關(guān)位置中與所述至少一個(gè)車載電源支路電斷開。另外，該車載電源系統(tǒng)具有操控單元，該操控單元被構(gòu)造為借助于可由脈沖寬度調(diào)制器生成的操控信號(hào)來操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置。操控信號(hào)的脈沖寬度可以根據(jù)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù)來匹配:所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)供電電壓以及所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)溫度。
[0006]根據(jù)所述實(shí)施方式的車載電源系統(tǒng)使得能夠在車載電源系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)節(jié)能。這通過設(shè)置被構(gòu)造為操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的操控單元來進(jìn)行，其中操控信號(hào)的脈沖寬度可以根據(jù)所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)供電電壓和/或瞬時(shí)溫度來匹配。在此，術(shù)語“脈沖寬度”、“脈寬”和脈沖時(shí)長可以以類似方式使用。因此，溫度或供電電壓的影響可以在車載電源系統(tǒng)的運(yùn)行期間操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置時(shí)被盡可能高程度地減小或幾乎消除。這使得開關(guān)裝置能夠以進(jìn)一步經(jīng)改善的方式在盡可能小的操控功率的情況下運(yùn)行。
[0007]所述至少一個(gè)開關(guān)裝置優(yōu)選地選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組:繼電器(尤其是高壓繼電器)以及保險(xiǎn)裝置(尤其是高壓保險(xiǎn)裝置)。操控單元在該擴(kuò)展方案中被構(gòu)造為操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的激勵(lì)線圈、即繼電器或保險(xiǎn)裝置的激勵(lì)線圈。
[0008]在此，該開關(guān)裝置優(yōu)選地被構(gòu)造成所謂的閉合器。在此，應(yīng)將閉合器理解成如下的開關(guān)裝置:該開關(guān)裝置在脫離的銜鐵或無電流的激勵(lì)線圈的情況下打開并且在被吸引的銜鐵或有電流流經(jīng)的激勵(lì)線圈的情況下閉合。但是也可能的是，開關(guān)裝置構(gòu)造成靜止接觸部，也就是在被吸引狀態(tài)下將所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置同所述至少一個(gè)車載電源支路斷開的接觸部。因此，所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置與所述至少一個(gè)車載電源支路的電連接或所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置同所述至少一個(gè)車載電源支路的電斷開分別在匹配操控信號(hào)的脈沖寬度的情況下進(jìn)行。
[0009]在另一實(shí)施方式中，車載電源系統(tǒng)還具有第一確定單元，該第一確定單元被構(gòu)造為確定至少一個(gè)、表征所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的激勵(lì)線圈的瞬時(shí)溫度的參量。
[0010]第一確定單元為此可以具有溫度傳感器。在此，溫度傳感器例如布置在激勵(lì)線圈的區(qū)域中。因此，可以直接地確定激勵(lì)線圈的瞬時(shí)溫度。此外，溫度傳感器可以被構(gòu)造為確定車載電源系統(tǒng)的環(huán)境區(qū)域中的溫度、也即不是直接在激勵(lì)線圈的區(qū)域中確定的溫度。在該擴(kuò)展方案中，第一確定單元可以被構(gòu)造為基于所確定的溫度和溫度模型確定或估計(jì)激勵(lì)線圈的瞬時(shí)溫度。溫度模型例如可以包含所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的接通時(shí)長。
[0011]在另一擴(kuò)展方案中，第一確定單元被構(gòu)造為確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的激勵(lì)線圈的瞬時(shí)電阻。在此，激勵(lì)線圈的瞬時(shí)溫度可以借助于相應(yīng)的電阻一溫度特征曲線來確定。
[0012]此外，車載電源系統(tǒng)可以具有第二確定單元，該第二確定單元被構(gòu)造為確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)供電電壓。在此，第二確定單元可以尤其是被構(gòu)造為確定繼電器或保險(xiǎn)裝置形式的所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的激勵(lì)線圈的瞬時(shí)供電電壓。
[0013]在另一擴(kuò)展方案中，脈沖寬度調(diào)制器可以具有輸入端，在該輸入端處可以提供或施加瞬時(shí)供電電壓。在該擴(kuò)展方案中，脈沖寬度調(diào)制器被構(gòu)造為根據(jù)可在輸入端處施加的瞬時(shí)供電電壓來匹配操控信號(hào)的脈沖寬度。
[0014]此外，本申請涉及一種車輛，該車輛具有根據(jù)所述實(shí)施方式之一的車載電源系統(tǒng)。該車輛例如是機(jī)動(dòng)車輛、尤其是載人機(jī)動(dòng)車輛或載重機(jī)動(dòng)車輛，并且可以被構(gòu)造成混合動(dòng)力車輛、具有純內(nèi)燃機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛或者具有電驅(qū)動(dòng)電機(jī)的車輛。
[0015]本申請還涉及一種用于運(yùn)行車載電源系統(tǒng)的方法，其中該車載電源系統(tǒng)具有至少一個(gè)車載電源支路、至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置以及至少一個(gè)開關(guān)裝置。所述至少一個(gè)開關(guān)裝置可以占據(jù)第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置，其中所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置在第一開關(guān)位置中與所述至少一個(gè)車載電源支路電連接，并且其中所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置在第二開關(guān)位置中同所述至少一個(gè)車載電源支路電斷開。該方法包括下列步驟。借助于脈沖寬度調(diào)制器生成用于操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的操控信號(hào)。此外，確定選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù):所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)供電電壓以及表征所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)溫度的參量。此外，根據(jù)至少一個(gè)所確定的參數(shù)來匹配操控信號(hào)的脈沖寬度。
[0016]根據(jù)本申請的車輛以及方法具有已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本申請的車載電源系統(tǒng)所述的優(yōu)點(diǎn)，所述優(yōu)點(diǎn)在此為了避免重復(fù)不再詳述。
[0017]在所述方法的一個(gè)實(shí)施方式中，操控信號(hào)的脈沖寬度在瞬時(shí)供電電壓的提高的值的情況下和/或在瞬時(shí)溫度的減小的值的情況下被減小。在另一擴(kuò)展方案中，操控信號(hào)的脈沖寬度在瞬時(shí)供電電壓的減小的值的情況下和/或在瞬時(shí)溫度的提高的值的情況下被增大。因此，溫度或供電電壓的影響可以在操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置時(shí)被盡可能高程度地被減小。
[0018]所述至少一個(gè)開關(guān)裝置優(yōu)選地選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組:繼電器(尤其是高壓繼電器)以及保險(xiǎn)裝置(尤其是高壓保險(xiǎn)裝置)。在此，對脈沖寬度的匹配在一個(gè)實(shí)施方式中在用于吸引繼電器或保險(xiǎn)裝置形式的所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的操控信號(hào)之后的預(yù)定時(shí)長以后進(jìn)行。在此，應(yīng)將吸引繼電器或保險(xiǎn)裝置理解成繼電器或保險(xiǎn)裝置的銜鐵在有電流流經(jīng)的激勵(lì)線圈的情況下被該激勵(lì)線圈吸引。作為所述實(shí)施方式的出發(fā)點(diǎn)考慮是，為了吸引開關(guān)裝置，與被吸引狀態(tài)相比需要更高的功耗，并且因此在被吸引的繼電器或保險(xiǎn)裝置的情況下才應(yīng)當(dāng)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。在此，借助于預(yù)定時(shí)長，可以考慮到開關(guān)時(shí)長。
[0019]此外，在所述至少一個(gè)開關(guān)裝置選自由繼電器(尤其是高壓繼電器)以及保險(xiǎn)裝置(尤其是高壓保險(xiǎn)裝置)構(gòu)成的組的另一實(shí)施方式中，確定是否進(jìn)行對所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的吸引。因此確定是否吸引繼電器或保險(xiǎn)裝置。在該實(shí)施方式中，如果確定對所述至少一個(gè)開關(guān)裝置進(jìn)行吸引，則進(jìn)行對脈沖寬度的匹配。因此，提高的功耗又在未吸引的繼電器或保險(xiǎn)裝置的情況下被考慮到，其中此外在該實(shí)施方式中確定對開關(guān)裝置的吸引。因此，對脈沖寬度的匹配可以盡可能盡快地在對所述至少一個(gè)開關(guān)裝置進(jìn)行開關(guān)過程以后被實(shí)施。
[0020]在該方法的一個(gè)擴(kuò)展方案中，確定表征所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的瞬時(shí)溫度的參數(shù)包括:確定繼電器或保險(xiǎn)裝置形式的所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的激勵(lì)線圈的瞬時(shí)電阻。
[0021]在一個(gè)實(shí)施方式中，如果繼電器或保險(xiǎn)裝置形式的所述至少一個(gè)開關(guān)裝置被吸弓丨，則該方法還具有下列步驟。進(jìn)行對操控信號(hào)的脈沖寬度的減小。此外進(jìn)行確定:所述至少一個(gè)開關(guān)裝置是否脫離，也就是說，確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置否不再被吸引。如果確定:所述至少一個(gè)開關(guān)裝置未脫離，則借助于具有減小的脈沖寬度的操控信號(hào)來操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置。在此，作為出發(fā)點(diǎn)考慮的是，減小的脈沖寬度使得能夠進(jìn)一步節(jié)能，但是在此應(yīng)當(dāng)考慮到，繼電器或保險(xiǎn)裝置也在減小的脈沖寬度的情況下保持繼續(xù)被吸引。
[0022]所述步驟優(yōu)選地一直重復(fù)實(shí)施，直至確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置脫離。因此，可以確定減小的脈沖寬度的下限。在此，所述步驟尤其是可以在如下步驟以前進(jìn)行:確定操控信號(hào)、確定所述至少一個(gè)參數(shù)、以及根據(jù)至少一個(gè)所確定的參數(shù)匹配操控信號(hào)的脈沖寬度。因此，首先確定減小的脈沖寬度的下限，并且接著根據(jù)溫度和/或供電電壓來匹配操控信號(hào)的脈沖寬度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]現(xiàn)在根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0024]圖1A示出了根據(jù)本申請的一個(gè)實(shí)施方式的車載電源系統(tǒng)的電路原理圖；
圖1B示出了根據(jù)圖1A的車載電源系統(tǒng)的框圖；
圖1C示出了根據(jù)圖1A和IB的車載電源系統(tǒng)的部件；
圖2示出了根據(jù)本申請的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)裝置的占空比一電壓圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1A示出了根據(jù)本申請的一個(gè)實(shí)施方式的車載電源系統(tǒng)I的示意性電路原理圖。
[0026]車載電源系統(tǒng)I可以是未進(jìn)一步示出的機(jī)動(dòng)車輛、尤其是載人機(jī)動(dòng)車輛或載重機(jī)動(dòng)車輛的組成部分。例如，車載電源系統(tǒng)I可以被構(gòu)造成電動(dòng)車輛的高壓系統(tǒng)。
[0027]車載電源系統(tǒng)I具有第一車載電源支路2,該第一車載電源支路2具有例如為48V的標(biāo)稱電壓。在第一車載電源支路2中，尤其是可以布置電負(fù)載、電壓轉(zhuǎn)換器(尤其是以DC/DC轉(zhuǎn)換器形式)和/或電氣發(fā)電裝置，它們?yōu)榍宄鹨娫诟綀D中未進(jìn)一步示出。
[0028]附加于第一車載電源支路2，車載電源系統(tǒng)I還可以具有另外的車載電源支路，其中所述另外的車載電源支路中的標(biāo)稱電壓可以對應(yīng)于第一車載電源2的標(biāo)稱電壓或者與其不同。所述另外的車載電源支路同樣可以具有電負(fù)載、電壓轉(zhuǎn)換器和/或電氣發(fā)電裝置，并且為清楚起見在該圖中未進(jìn)一步示出。在此，負(fù)載或耗電器例如可以是車輛驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子設(shè)備、電氣空調(diào)壓縮機(jī)、加熱設(shè)備或者充電設(shè)備。
[0029]此外，車載電源系統(tǒng)I具有例如12伏蓄電池形式的電氣儲(chǔ)能器裝置3。
[0030]另外，車載電源系統(tǒng)I具有至少一個(gè)示意性示出的開關(guān)裝置4，其中開關(guān)裝置4可以占據(jù)第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置。在此，儲(chǔ)能器裝置3在第一開關(guān)位置中與第一車載電源支路2電連接，并且在第二開關(guān)位置中與第一車載電源支路2電斷開。
[0031]此外，車載電源系統(tǒng)I具有操控單元5，該操控單元5被構(gòu)造為借助于可由脈沖寬度調(diào)制器6生成的操控信號(hào)來操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置4。操控單元5為此通過控制線10與所述至少一個(gè)開關(guān)裝置4連接。如結(jié)合以下附圖進(jìn)一步闡述的那樣，操控信號(hào)的脈沖寬度可以根據(jù)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù)來匹配:開關(guān)裝置4的瞬時(shí)供電電壓以及開關(guān)裝置4的瞬時(shí)溫度。
[0032]在所示實(shí)施方式中，開關(guān)裝置4以及操控單元5布置在配電器單元12中。因此，控制線10可以被保持得盡可能短，由此可以改善電磁兼容性。借助于亦稱為高壓接線盒(HVJB)或功率分配單元(PDU)的配電器單元12，可以將電氣儲(chǔ)能器裝置3的在圖1A中未進(jìn)一步示出的極復(fù)制到多個(gè)分接頭上。
[0033]為了進(jìn)一步提高安全性，可以測量配電器單元12中的電壓、尤其是高電壓，并且將關(guān)于在相關(guān)支路上是否存在高電壓的信息傳送給另一未進(jìn)一步示出的電子設(shè)備。此外，該測量可以冗余地實(shí)施，使得可以探測簡單故障。
[0034]圖1B示出了根據(jù)圖1A的車載電源系統(tǒng)I的框圖。具有與圖1A中相同功能的部件用相同附圖標(biāo)記來表征，并且在下面不再予以闡述。
[0035]如圖1B中所示，儲(chǔ)能器裝置3具有正極和負(fù)極形式的兩個(gè)極，所述極為第一車載電源支路2提供供電電壓。另外，在圖1B中示意性地示出了布置在第一車載電源支路2中的電負(fù)載11、例如電氣空調(diào)壓縮機(jī)或加熱設(shè)備。如已經(jīng)闡述的那樣，車載電源系統(tǒng)I也具有多個(gè)負(fù)載或設(shè)備，所述負(fù)載或設(shè)備可以截取儲(chǔ)能器裝置3的中央供電電壓并且例如布置在不同的車載電源支路中。
[0036]在兩個(gè)開關(guān)裝置4的在圖1B中示出的第一開關(guān)位置中，儲(chǔ)能器裝置3與第一車載電源支路2電連接。在開關(guān)裝置4的未示出的第二開關(guān)位置中，儲(chǔ)能器裝置3與第一車載電源支路2電斷開。
[0037]在所示實(shí)施方式中，儲(chǔ)能器裝置3的正接線端子以及負(fù)接線端子具有自己的開關(guān)裝置4。在此，開關(guān)裝置4選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組:繼電器(尤其是高壓繼電器)以及保險(xiǎn)裝置(尤其是高壓保險(xiǎn)裝置)。因此，兩個(gè)極一即正和負(fù)一可以被切換。在所示實(shí)施方式中，為第一車載電源支路2以及由此為高壓路徑設(shè)置兩個(gè)分開的開關(guān)裝置4。在另一擴(kuò)展方案中，也可以設(shè)置所謂的雙重保險(xiǎn)裝置。
[0038]操控單元5被構(gòu)造為借助于各一個(gè)可由在圖1B中未進(jìn)一步示出的脈沖寬度調(diào)制器生成的操控信號(hào)來操控兩個(gè)開關(guān)裝置4。為此，操控單元5通過各一條控制線10與兩個(gè)開關(guān)裝置4連接。
[0039]兩個(gè)開關(guān)裝置4以及操控單元10在所示實(shí)施方式中如上面已經(jīng)闡述的那樣布置在配電器單元12中。
[0040]如結(jié)合以下附圖進(jìn)一步闡述的那樣，相應(yīng)操控信號(hào)的脈沖寬度可以根據(jù)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù)來匹配:相應(yīng)開關(guān)裝置4的瞬時(shí)供電電壓以及開關(guān)裝置4的瞬時(shí)溫度。在所示實(shí)施方式中，兩個(gè)開關(guān)裝置4的供電電壓和溫度分別近似相等，由此可以以簡單方式進(jìn)行操控。
[0041]開關(guān)裝置4在所示實(shí)施方式中被構(gòu)造成亦稱為工作接觸部的所謂的閉合器。在此，應(yīng)將閉合器理解成如下的開關(guān)裝置:該開關(guān)裝置在銜鐵脫離或激勵(lì)線圈無電流的情況下為打開的并且在銜鐵被吸引或激勵(lì)線圈有電流流經(jīng)的情況下為閉合的。但是也可能的是，開關(guān)裝置4構(gòu)造成靜止接觸部，也就是其在被吸引狀態(tài)下將儲(chǔ)能器裝置3與第一車載電源支路2電斷開的接觸部。
[0042]圖1C示出了根據(jù)圖1A和IB的車載電源系統(tǒng)的部件。
[0043]在此，在圖1C中又示出了操控單元5。如圖1C中所示，操控單元5被構(gòu)造為操控相應(yīng)開關(guān)裝置的激勵(lì)線圈7，其中在圖1C中為清楚起見僅僅示出了激勵(lì)線圈7。操控單元5為此通過控制線10與該激勵(lì)線圈7連接。
[0044]圖1C中未進(jìn)一步示出的開關(guān)裝置例如需要激勵(lì)器側(cè)的2至5瓦之間的固有功率。這導(dǎo)致尤其是在車輛的車載電源中通常不再可忽略的總操控功率。此外，需要銅線的提高的截面，這提高了與之相關(guān)聯(lián)的成本以及重量，并且附加地引起損耗熱。借助于本申請的實(shí)施方式可以有利地減小所述效應(yīng)。
[0045]為此，可以根據(jù)相應(yīng)激勵(lì)線圈7的瞬時(shí)供電電壓和相應(yīng)激勵(lì)線圈7的瞬時(shí)溫度來匹配操控信號(hào)的脈沖寬度。
[0046]在此，在所不實(shí)施方式中，車載電源系統(tǒng)具有第一確定單兀8,該第一確定單兀8被構(gòu)造為確定表征激勵(lì)線圈7的瞬時(shí)溫度的參量。第一確定單元8為此尤其是可以具有溫度傳感器。此外，車載電源系統(tǒng)具有第二確定單元9，該第二確定單元9被構(gòu)造為確定相應(yīng)激勵(lì)線圈7的瞬時(shí)供電電壓。
[0047]所確定的溫度參量通過信號(hào)線13以及所確定的瞬時(shí)供電電壓通過信號(hào)線14被引導(dǎo)，并且接著通過共同的信號(hào)線15被傳送給操控單元5。
[0048]基于所確定的值來匹配由圖1C中未進(jìn)一步示出的脈沖寬度調(diào)制器生成的操控信號(hào)的脈沖寬度。在此，操控信號(hào)的脈沖寬度在瞬時(shí)供電電壓的提高的值的情況下和/或在瞬時(shí)溫度的減小的值的情況下被減小。此外，操控信號(hào)的脈沖寬度在瞬時(shí)供電電壓的減小的值的情況下和/或在瞬時(shí)溫度的提高的值的情況下被增大。在此，脈沖寬度的減小與各個(gè)脈沖之間的間隔的增大含義相同，或與占空比的減小含義相同，其中占空比被定義成對應(yīng)的操控間隔的接通時(shí)間與總時(shí)長之間的比例。對應(yīng)地，脈沖寬度的增大與各個(gè)脈沖之間的間隔的減小含義相同，或與占空比的增大含義相同。
[0049]這樣經(jīng)匹配的操控信號(hào)通過控制線10施加到激勵(lì)線圈7上。如此外利用從激勵(lì)線圈7引回的信號(hào)線16所示那樣，因此可以根據(jù)瞬時(shí)溫度以及瞬時(shí)供電電壓來進(jìn)行脈沖寬度的調(diào)節(jié)。
[0050]借助于圖1A至IC中所示的實(shí)施方式，也可以從安全角度、尤其是在車輛的高壓范圍中通過溫度追蹤和電壓追蹤來進(jìn)行盡可能高的節(jié)能。在此，節(jié)能有利地導(dǎo)致減小的廢氣排放，尤其是減小的CO2排放，或?qū)е码妱?dòng)車輛中的更小的能耗，由此可以有利地提高電動(dòng)車輛的活動(dòng)距離。
[0051]在此，例如保險(xiǎn)裝置形式的開關(guān)裝置4在通常于幾毫秒以后結(jié)束的開關(guān)過程以后被施加脈沖寬度調(diào)制(PWM)，以便在停止?fàn)顟B(tài)下降低功率。在此，隨著脈沖寬度調(diào)制出現(xiàn)的供電電壓空隙被保持為小得或短得以至于所選繼電器由于其慣性而不能跟隨并因此保持被吸引。此外應(yīng)當(dāng)注意，持續(xù)的脈沖空隙不導(dǎo)致總操控功率下降得以至于不再保持對于繼電器足夠的保持力。因此繼電器于是再次脫離，即不期望地被關(guān)斷，這根據(jù)與此相關(guān)聯(lián)的功能可能導(dǎo)致不期望的效應(yīng)。
[0052]在此應(yīng)當(dāng)采取一定的折中，即一方面節(jié)省盡可能多的操控功率，但是另一方面不低于所需保持力。由于該折中范圍通常由于制造偏差而取決于公差，以及此外取決于供電電壓和取決于溫度，因此應(yīng)當(dāng)選擇反作用于節(jié)能效應(yīng)的一定的安全間隔。該P(yáng)WM安全間隔可以借助于本申請的實(shí)施方式盡可能由情況決定地調(diào)整為緊密的或小的。
[0053]在此，作為出發(fā)點(diǎn)的考慮是，在通常由銅繞線構(gòu)成的保險(xiǎn)裝置的情況下，銅根據(jù)溫度具有不同的電導(dǎo)并且因此操控功率取決于繞線溫度。
[0054]由于銅的比電導(dǎo)及其溫度系數(shù)，從室溫出發(fā)針對特定繼電器得出例如在-40° C至+120° C的溫度范圍上繞線電阻的-23%或+40%的波動(dòng)。
[0055]根據(jù)本申請的、在其中例如繼電器的銅繞線溫度直接或間接地已知或者可計(jì)算出的實(shí)施方式，可以相應(yīng)地匹配脈沖寬度調(diào)制，由此可以幾乎消除溫度影響。同樣可以根據(jù)本申請的實(shí)施方式利用繼電器的激勵(lì)繞線的供電電壓來進(jìn)行。該供電電壓越高，也就是有越多的功率可用，則脈沖間歇可以被調(diào)整為越長，這導(dǎo)致功率減小。該電壓追蹤可以要么連續(xù)地隨著電壓改變進(jìn)行、要么分步地進(jìn)行。
[0056]電壓以及溫度尤其是可以要么借助于微控制器中的AD轉(zhuǎn)換器來測量、要么借助于集成硬件互連直接作用于開關(guān)部件的PWM發(fā)生器。
[0057]在此，根據(jù)圖1A至IC中所示的實(shí)施方式，雙重保險(xiǎn)裝置的兩個(gè)保險(xiǎn)裝置或兩個(gè)線圈被供應(yīng)經(jīng)PWM調(diào)節(jié)的操控。這通常可以在沒有顯著限制的情況下實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槌酥圃旃钜酝?，兩個(gè)保險(xiǎn)裝置在相同環(huán)境以及應(yīng)用中也具有幾乎相等的供電電壓和線圈溫度。
[0058]如果未直接測量保險(xiǎn)裝置的繞線溫度，例如因?yàn)檫@尤其是在使用多個(gè)部件的情況下可能是高成本的，則可以借助于中心地位于配電器單元中的溫度測量器借助于微控制器中的尤其是將接通時(shí)間用作計(jì)算基礎(chǔ)的計(jì)算模型以足夠的精度推斷出繞線溫度。
[0059]此外，本申請的實(shí)施方式也可以應(yīng)用于內(nèi)置或加裝有PWM節(jié)能斷路的高壓繼電器，該節(jié)能斷路具有在開關(guān)過程以后具有固定脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制。為此，優(yōu)選地將用于操控的電氣PWM生成設(shè)計(jì)為使得可以使用這樣的繼電器。為此，例如以導(dǎo)線橋形式設(shè)置有對節(jié)能電路的跨接和/或關(guān)斷編碼，由此可以在沒有布局改變的情況下保證靈活性。
[0060]此外，圖1A至IC中所示的操控單元5可以用于所謂的脫離測試。在此，PWM信號(hào)的間歇一直例如被連續(xù)地提高，直到繼電器的磁路不再能被保持，并且繼電器因此脫離、也即回到靜止?fàn)顟B(tài)。
[0061]該脫離由電子設(shè)備例如通過電流測量來識(shí)別。點(diǎn)或脈沖/間歇比以及由此繼電器所脫離的繞線供電對于運(yùn)行狀態(tài)——即溫度、當(dāng)前電壓和各個(gè)繞線公差——而言是最小可能的調(diào)整。從這一點(diǎn)出發(fā)，可以利用或多或少的安全間隔和上面已經(jīng)闡述的電壓和溫度追蹤形式的調(diào)節(jié)來工作。[0062]在此，所述脫離測試通常設(shè)置在容許短時(shí)關(guān)閉狀態(tài)的電路或負(fù)載的情況下。在此，脫離測試提供的可能性是，確定實(shí)際系統(tǒng)的下端。此外，脫離測試可以在所控制的系統(tǒng)未陷入不期望的模式的時(shí)間或系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。
[0063]借助于所述脫離測試，可以在車載電源系統(tǒng)的運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能。
[0064]圖2示出了根據(jù)本申請的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)裝置的占空比一電壓圖。在此，在橫坐標(biāo)上示出了激勵(lì)線圈的供電電壓，并且在縱坐標(biāo)上以百分比示出了占空比、即操控信號(hào)的接通時(shí)間與總時(shí)間之間的比例。
[0065]如圖2中所示，在該實(shí)施方式中，占空比一電壓特征曲線包含三個(gè)分別為線性的部分區(qū)域，其中針對下電壓范圍直到下電壓閾值U1設(shè)置小的負(fù)斜率。在下電壓閾值U1與上電壓閾值U2之間的中間電壓范圍中，設(shè)置更劇烈下降的曲線，該曲線在上電壓范圍中在上電壓閾值U2以上又轉(zhuǎn)變到平坦下降的線性部分區(qū)域中。
[0066]在其他擴(kuò)展方案中，也可以調(diào)整占空比一電壓特征曲線的非線性的曲線。例如，可以設(shè)置跳躍式轉(zhuǎn)變或指數(shù)變化曲線。
[0067]附圖標(biāo)記列表 I車載電源系統(tǒng)
2車載電源支路 3儲(chǔ)能器裝置 4開關(guān)裝置 5操控單元 6脈沖寬度調(diào)制器 7激勵(lì)線圈 8確定單元 9確定單元 10控制線 11負(fù)載 12配電器單元 13信號(hào)線 14信號(hào)線 15信號(hào)線 16信號(hào)線。
【權(quán)利要求】
1.一種車載電源系統(tǒng),具有: 一至少一個(gè)車載電源支路(2)， 一至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)， 一至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)能夠占據(jù)第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置，其中所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)在第一開關(guān)置位中與所述至少一個(gè)車載電源支路(2)電連接，并且其中所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)在第二開關(guān)置位中與所述至少一個(gè)車載電源支路(2)電斷開， 一操控單元(5)，其被構(gòu)造為借助于能由脈沖寬度調(diào)制器(6)生成的操控信號(hào)來操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)，其中所述操控信號(hào)的脈沖寬度能夠根據(jù)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù)來匹配:所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)供電電壓以及所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載電源系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組:繼電器和保險(xiǎn)裝置，并且其中操控單元(5)被構(gòu)造為操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置⑷的激勵(lì)線圈⑵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載電源系統(tǒng)，還具有第一確定單元(8)，所述第一確定單元(8)被構(gòu)造為確定至 少一個(gè)、表征所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的激勵(lì)線圈(7)的瞬時(shí)溫度的參量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載電源系統(tǒng)，其中第一確定單元(8)具有溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載電源系統(tǒng)，其中第一確定單元(8)被構(gòu)造為確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的激勵(lì)線圈(7)的瞬時(shí)電阻。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車載電源系統(tǒng)，還具有第二確定單元(9)，所述第二確定單元(9)被構(gòu)造為確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)供電電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車載電源系統(tǒng)，其中第二確定單元(9)被構(gòu)造為確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的激勵(lì)線圈(7)的瞬時(shí)供電電壓。
8.一種具有根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車載電源系統(tǒng)(I)的車輛。
9.一種用于運(yùn)行車載電源系統(tǒng)(I)的方法，其中車載電源系統(tǒng)(I)具有至少一個(gè)車載電源支路(2)、至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)以及至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)能夠占據(jù)第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置，其中所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)在第一開關(guān)位置中與所述至少一個(gè)車載電源支路(2)電連接，并且其中所述至少一個(gè)儲(chǔ)能器裝置(3)在第二開關(guān)位置中與所述至少一個(gè)車載電源支路(2)電斷開，并且其中該方法具有下列步驟: 一借助于脈沖寬度調(diào)制器(6)生成用于操控所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的操控信號(hào)， 一確定選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組的至少一個(gè)參數(shù):所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)供電電壓以及表征所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)溫度的參量， 一根據(jù)至少一個(gè)所確定的參數(shù)來匹配所述操控信號(hào)的脈沖寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述操控信號(hào)的脈沖寬度在瞬時(shí)供電電壓的提高的值的情況下和/或在瞬時(shí)溫度的減小的值的情況下被減小。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法，其中所述操控信號(hào)的脈沖寬度在瞬時(shí)供電電壓的減小的值的情況下和/或在瞬時(shí)溫度的提高的值的情況下被增大。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的方法，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組:繼電器和保險(xiǎn)裝置，并且其中脈沖寬度的匹配是在用于吸引所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的操控信號(hào)以后的預(yù)定時(shí)長之后進(jìn)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的方法，其中所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)選自由下列各項(xiàng)構(gòu)成的組:繼電器和保險(xiǎn)裝置，并且其中還確定是否進(jìn)行對所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的吸引，并且其中如果確定對所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)進(jìn)行吸引，則進(jìn)行脈沖寬度的匹配。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的方法，其中確定表征所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的瞬時(shí)溫度的參數(shù)包括:確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)的激勵(lì)線圈(7)的瞬時(shí)電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14之一所述的方法，其中如果所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)被吸弓丨，則該方法還具有以下步驟: 一減小所述操控信號(hào)的脈沖寬度， 一確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)是否脫離， 一如果確定所述至少一個(gè)開關(guān)裝置(4)未脫離，則借助于具有減小的脈沖寬度的操控信號(hào)來操控所述至 少一個(gè)開關(guān)裝置(4)。
【文檔編號(hào)】B60L3/04GK104010869SQ201280064784
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】G.勒爾, B.勒澤爾 申請人:大陸汽車有限公司