對電氣化車輛中的配電組件的電流防護的製作方法
2023-07-11 02:12:26 2
對電氣化車輛中的配電組件的電流防護的製作方法
【專利摘要】主要電流閾值在用於配電組件的電容量和電力負荷之間是適合的。當第一測量電流超過主要閾值時，減少為組件提供動力的電池的功率極限。當第二測量電流小於次級電流閾值時，增加功率極限。次級可以對於多個時間期間設置主要和次級閾值。
【專利說明】對電氣化車輛中的配電組件的電流防護
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電氣化車輛，尤其涉及對高電壓配電組件的電流防護。
【背景技術】
[0002]電氣化車輛中的高電壓配電組件在各種負荷下運行。大部分負荷(例如，第90個百分位負荷)完全在電氣組件的容量之內，然而一些較高的負荷(例如，第95或99個百分位負荷)會接近電氣組件的容量。歸因於偶然的較高負荷的這種接近組件的容量的操作可以通過增加組件的電氣容量來降低。
[0003]然而，增加電氣容量還會增加組件的成本。提高組件在較高負荷下運行時的耐久性而沒有增加組件的成本是可取的。
【發明內容】
[0004]一實施例預期了用於保護電氣化車輛中的配電組件的電流保護方法。主要和次級電流閾值基於用於組件的電容量和電力負荷設置。當第一均方根電流超過主要閾值時，減少用於為組件提供動力的電池的第一功率極限。當第二均方根電流小於次級閾值時，增加減少的功率極限。
[0005]另一實施例預期了用於保護電氣化車輛中的配電組件的電流保護方法。對於多個時間期間設置主要和次級電流閾值。當對於任何時間期間，第一電流超過對應的主要閾值時，減少用於為組件提供動力的電池的功率極限。當對於所有時間期間，第二電流小於對應的次級閾值時，增加減少的功率極限。
[0006]實施例的優勢是提高組件的耐久性，而沒有增加歸因於增加組件的電容量的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是用於電氣化車輛的高電壓配電系統的不意圖。
[0008]圖2是用於圖1的配電系統的組件的電力負荷的圖表。
[0009]圖3是用於配電組件的電流保護程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0010]圖1說明了用於電氣化車輛102的高電壓配電系統(EDS) 100。高電壓電池104電力地連接至EDS組件106。如本領域技術人員所理解的，電池104可以由多個電化學電池組成。EDS組件106可以包含接線、連接器、接觸器、中央電氣盒(bussed electrical center,BEC)、保險絲或引擎罩下面的其它連接器。EDS組件106由電池104提供動力。車輛高電壓系統110通過高電壓總線108電力地連接至EDS組件106。例如，高電壓系統110可以是用於推動車輛102的牽引發動機。比如電池電子控制模塊這樣的控制器112監控EDS組件106並且調節電池104的功率極限。例如，功率極限可以包括放電極限和充電極限。控制器112與數據存儲器114相連接。
[0011]現在將參考圖1討論圖2。圖2在圖表200中說明了由控制器112測量的用於EDS組件106的電力負荷202。縱軸204是電流並且橫軸206是基於對數刻度的時間。負荷202是在時間206時的電流204。例如，負荷202可以是用於EDS組件106的第90個百分位負荷。同樣表明了 EDS組件106的電容量208和主要電流閾值210。
[0012]主要閾值210可以由對應於時間期間的多個閾值組成。如圖所示，作為非限制性示例，主要閾值210可以由對於第一時間期間214的第一主要閾值212、對於第二時間期間218的第二主要閾值216、對於第三時間期間222的第三主要閾值220和對於第四時間期間226的第四主要閾值224組成。在第四時間期間226以後，主要閾值210保持在第五主要閾值228。如本領域技術人員所理解的，對應於包括少於五個時間期間或多於五個時間期間的時間期間的多個閾值可以變化。時間期間是移動平均窗口並且在時間零點230同時開始。時間零點230例如可以是駕駛員發動車輛102的時間。
[0013]對EDS組件106校準主要閾值210和時間期間，並且主要閾值210和時間期間在電力負荷202和電容量208之間是適合的。例如，主要閾值210不應該小於電力負荷202並且大小接近而沒有超過電容量208。主要閾值210可以基於預先確定的時間期間設置。例如，主要閾值210可以基於預先確定的時間期間設置使得主要閾值210大於電力負荷202，同時不超過電容量208。可選地，時間期間可以基於預先確定的主要閾值設置。例如，可以使用預先確定的主要閾值設置時間期間，使得預先確定的主要閾值落在電力負荷202和電容量208之間。
[0014]圖3說明了電流保護程序300並且將參考圖1和圖2討論電流保護程序300。
[0015]在步驟302中，控制器112設置主要閾值210。例如，對於150秒的第一時間期間214，第一主要閾值212可以是200安培，對於250秒的第二時間期間218，第二主要閾值216可以是170安培，對於350秒的第三時間期間222，第三主要閾值220可以是155安培，對於500秒的時間期間226，第四主要閾值224可以是145安培，以及第五主要閾值228可以是135安培。
[0016]同樣，在步驟302中，控制器設置次級閾值。對於每個時間期間，次級閾值可以小於主要閾值210相同的時間期間。例如，對於第一時間期間214，第一次級閾值可以是190安培，對於第二時間期間218，第二次級閾值可以是161.5安培，對於第三時間期間222，第三次級閾值可以是147.3安培，對於時間期間226，第四次級閾值可以是137.8安培，以及第五次級閾值可以是128.3安培。
[0017]可選地，次級閾值可以等於主要閾值，包括每個時間期間。
[0018]次級閾值可以基於溫度設置。也就是說，參考次級閾值可以基於溫度調節。例如，對於小於或等於-10攝氏度的溫度，參考次級閾值可以調節1.2倍；對於大於-10攝氏度並且小於或等於10攝氏度的溫度，參考次級閾值可以調節1.1倍；對於大於10攝氏度並且小於或等於30攝氏度的溫度，參考次級閾值可以調節1.0倍，以及對於大於30攝氏度的溫度，參考次級閾值可以調節0.8倍。與參考次級閾值一起使用的溫度可以是測量的環境溫度或推斷的溫度。可選地，如本領域技術人員所理解的，使用的溫度可以是EDS100在最壞的情況下的位置所測量的溫度。可選地，使用的溫度可以是車輛102的電池104或發動機艙的內部環境溫度。如本領域技術人員所理解的，可以測量多重溫度並且可以使用最壞情況下的溫度。
[0019]在步驟304中，控制器112測量用於EDS組件106的電力負荷202作為第一測量電流。第一測量電流是對於每個時間期間的均方根電流。第一測量電流記錄在數據存儲器114 中。
[0020]在步驟306中，控制器112將第一測量電流與主要閾值210相比較。當對於任何時間期間，第一測量電流未超過主要閾值時，那麼程序300返回至步驟304。當對於任何時間期間，第一測量電流超過主要閾值時，那麼程序300繼續至步驟308。
[0021]在步驟308中，控制器112將功率極限減少至減少的功率極限。使用對應於第一測量電流超過主要閾值210的時間期間的減少量可以設置減少的功率極限。例如，第一主要閾值212可以對應於68%的減少量、第二主要閾值216可以對應於57%、第三主要閾值220可以對應於51 %、第四主要閾值可以對應於46%，以及第五主要閾值可以對應於42%。當第一測量電流超過第一閾值210多於一個時間期間時，功率極限減少了對應於第一測量電流超過第一閾值210的時間期間中的一個的最大減少量。
[0022]在步驟310中，控制器112再次測量用於EDS組件106的電力負荷202作為第二測量電流。對於每個時間期間，第二電流也是均方根電流。連續不斷地——比如每2毫秒——對電力負荷202抽樣，並且連續不斷地更新移動平均窗口。通過確定最新抽樣的電流並且重新計算移動平均窗口的每個值，測量第二電流。第二測量電流也記錄在數據存儲器114中。
[0023]在步驟312中，控制器112將第二測量電流與次級閾值相比較。當對於所有時間期間，第二測量電流未超過次級閾值時，那麼程序300繼續至步驟314。當對於任何時間期間，第二測量電流超過次級閾值時，那麼程序300返回至步驟310並且可以設置一診斷標記。診斷標記可以例如引起駕駛員警惕、轉換車輛操作至跛行回家模式或禁用車輛102的操作。第二閾值可以設置成與第一閾值不同以阻止滯後作用——即，程序300過於頻繁地調節功率極限。
[0024]在步驟314中，控制器112增加減少的功率極限。控制器112可以使減少的功率極限增加至等於在步驟308之前的功率極限。在步驟314以後，程序300返回至步驟304。
[0025]記錄在數據存儲器114中的來自程序300的第一循環的第一和第二測量電流，可以與程序300的第二循環一起使用。例如，如果隨後的測量電流仍然在增加，則來自第一循環的第一和第二測量電流可以用於進一步地減少功率極限。
[0026]作為本領域的技術人員將認識到，程序300可以與用於EDS組件106的任何熔斷保護分開。
[0027]雖然已經詳細地描述本發明的某些實施例，但熟悉本發明相關領域的人員將認識到實踐本發明的各種可選設計和實施例由下面的權利要求所規定。
【權利要求】
1.一種用於電氣化車輛中的配電組件的電流保護方法，其特徵在於，包含: 當對於任何對應於主要電流閾值的多個時間期間，第一電流超過對應的主要閾值時，減少為組件提供動力的電池的功率極限； 當對於具有對應的次級電流閾值的所有的時間期間，第二電流小於對應的次級閾值時，增加減少的功率極限。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含基於組件的電容量設置主要和次級閾值的步驟。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含基於用於組件的電力負荷設置主要和次級閾值的步驟。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含基於用於組件的電容量和電力負荷設置主要和次級閾值的步驟。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含基於溫度設置次級閾值的步驟。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含基於第一電流超過對應的主要閾值的時間期間減少功率極限的步驟。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含當第一電流超過對應的主要閾值多於一個時間期間時，基於在功率極限中給予最大減少的時間期間減少功率極限的步驟。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含記錄來自第一功率循環的第一和第二電流以與第二功率循環一起使用的步驟。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含當第二電流中的一個超過次級閾值時，設置診斷標記的步驟。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步地包含當第二電流中的一個超過次級閾值時，禁用電氣化車輛的操作的步驟。
【文檔編號】B60L3/00GK104290603SQ201410345105
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】凱文·范德·蘭恩, 德裡克·哈特爾 申請人:福特全球技術公司