汽车电气设备的供电管理方法

摘要

汽车电气设备(EE1，...EE4)的供电管理方法，通过根据一个或多个电能储存装置(1)的充电状态(SOC)，必要时，对至少一部分已激励的电气设备(EEI，...EE4)进行选择性和随时间变化的暂停供电而进行的动态供电实现，其中电气设备(EEI，...EE4)的激活比例通过建立动态暂停供电顺序来确定，该顺序随着不同电气设备以前的荷载而演变，以便使被激励的电气设备(EEI，...EE4)的激活时间向同一时间收敛和/或给每个设备分配同一数量的能量。

权利要求

1.一种通过至少根据一个或多个电能蓄存装置的充电状态(SOC)，必要时通过对至少一部分激励的电气设备(EE1，...EE4)进行选择性和随时间而变化的暂停供电进行动态供电来管理汽车电气设备(EE1,...EE4)电能供应的方法，其特征在于，所述方法包括：确定电气设备(EE1,...EE4)的激活比例，允许测量每个电气设备的激励时间和/或每个电气设备消耗的电能；

确定动态暂停供电顺序，其中这些设备按照所述激活比例的逐渐减小的顺序被挑选，以便最经常暂停供电的设备被最优先地激活；以及来自于发电机(2)的电能向电能储存装置(1)的电能动态供应是按照储能装置的充电状态和温度优先于给电气设备(EE1,...EE4)分配的。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，电能动态供应的暂停供电可以拖延。

3.按照上列权利要求中任何一项的方法，其特征在于，该管理是通过实时地监测以下至少一个参数来保证：一个或多个蓄电装置(1)的电压、下次启动/再启动时的估计电压、发电机(2)的占空比和外部温度。

4.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，可以允许同时激活的设备(EE1,...EE4)数目是该一个或多个蓄电装置(1)的充电状态和温度以及发电机(2)状态的函数。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，调节一个或多个蓄电装置(1)的充电状态(SOC)，以便达到一个目标阈值。

6.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，设备(EE1,...EE4)的电能供应是通过定期分析算出的暂停供电顺序以及允许的设备数目校准的。

说明书

汽车电气设备的供电管理方法

[0001] 本发明涉及通过根据至少一个或多个电能储存装置的充电状态，必要时，对至少一部分激励的电气设备进行选择性和随时间而变化的暂停供电，进行动态供电，对汽车电气设备进行供电管理的方法。

[0002] 这样一种管理方法是已知的，例如，从专利申请书GB2360644A。

[0003] 目前，汽车供电是按照制造商以不同的方法管理的，其中不同的策略导致不良的发电机利用率，因而很少能发挥其最大潜力。

[0004] 第一个原理在于把最大电能分配给汽车的电气和电子功能，而不对其进行任何优化。

[0005] 第二方案包括力图最大限度地减少汽车的能量成本来优化能量供应。污染物排放方面，诸如CO2、氧化氮等等取决于能量成本。这个优化主要是通过在一个或几个诸如电池组、电容等等储存装置中储存电能实现的，接着，在能量成本可以引致污染物排放量提高的阶段上释放这个能量。

[0006] 这种管理原理直接影响某些电功能的性能水平，因而影响用户对汽车的满意度。

[0007] 在先有技术中已知采用暂停供电的功能。该功能的目的在于当发电机开始达到其电流供应的最大潜力时关断某些吞食能量的电功能。关断的电功能数目可以根据汽车的配置(finition)和机动装置的水平而变化。

[0008] 当发电机开始饱和时，暂停供电功能将首先关断舒适功能EE1，接着关断舒适功能EE2，EE3，而最后是舒适功能EE4。逐渐关断的电功能的顺序是静态的并在当时就固定的。

[0009] 这样一种能量管理可能不适合汽车用户的要求，它不能更充分地利用车上的某些生命功能和舒适功能。事实上，暂停供电的顺序是固定的，诸如座位采暖有比汽车后窗除霜更少被激活的危险。于是，因为“座位采暖”功能总是首先被关断的，汽车用户可能以为他的汽车的这个功能有缺陷。

[0010] 上述GB2360644A的电能供应管理方法试图纠正这些缺点。按照该技术，有关暂停某些设备的优先权随时变换，以免一个设备太经常被停止，避免用户因此而认为设备发生故障。优先权低的设备的这个异常激活只持续一个预先确定的延迟时间。一旦这个延迟过去，该设备便处于初始的(低的)优先权。

[0011] 可是某些设备的激活仍旧优先于其他设备，这可能导致是不适应汽车用户要求的能量管理。

[0012] 本发明的目标是纠正上述这些缺点，并提出一种汽车电气设备电能供应的管理方法，它可以使设备激活时间均等，给每个设备数量相同的能量，以便加强舒适和安全功能的可用性，这引来了发电机上经济增益，结果是较好地管理能量，并能够应用于所有类型的汽车，混合动力或者非混合动力的。

[0013] 本发明的目标是一种汽车电气设备电能供应管理方法，它根据至少该一个或多个电能蓄存装置的充电状态(SOC)进行动态供电，必要时对至少一部分已激励的电气设备进行选择性的和随时间而变化的暂停供电，其中电气设备激活比例是通过建立一个根据电气设备以前的荷载动态而演变的暂停供电顺序确定的，以便使激励的电气设备的激活时间向同一时间收敛，和/或给每个设备分配同一数量的能量。

[0014] 按照一个优选实施例，发电机向电能储存装置的电能动态供应，按照电能储存装置的充电状态和温度，优先于分配给电气设备的电能供应。

[0015] 电能动态供应的暂停供电可以拖延。

[0016] 该管理最好通过实时地监测至少下列一个参数来保证：一个或多个蓄电装置的电压、下次启动/再启动时的估计电压、发电机开环比例和外部温度。

[0017] 按照一个优选实施例，可以允许同时激活的设备数目是该一个或多个蓄电装置的充电状态和/或温度和/或发电机状态的函数。

[0018] 最好对一个或多个蓄电装置的充电状态(SOC)进行调节，以便达到一个，例如，其标称容量的约85％的目标阈值。

[0019] 按照一个优选实施例，设备的激活比例还由考虑该设备消耗的能量的估计概念(notion)确定。

[0020] 对设备的供电可以通过定期分析算出的暂停供电顺序以及允许的设备数目标定。

[0021] 阅读作为非限制性示例并以这些附图举例说明的几个实施方式的详细描述，将能更好地理解本发明，附图中：

[0022] 图1是应用按照本发明的方法的汽车设备的供电管理系统组件的方框图；

[0023] 图2是解释蓄电装置和电气设备之间供电如何操作的曲线图；

[0024] 图3是解释根据电池组SOC确定允许的电气设备数目的流程图；

[0025] 图4是解释按照本发明暂停供电动态指定的流程图；而

[0026] 图5a，b表示在静态暂停供电的情况下(图5a)和按照本发明动态暂停供电(图5b)的两个模拟的结果。

[0027] 如图1所示，一方面，汽车电池组1一侧连接至向电池组充电的发电机2(交流发电机)，而另一侧发电机2向汽车电气设备供电。另一方面，电池组1连接至根据电池组SOC、温度和发电机状态(RCO)确定允许设备数的级上的电池组充电状态检测仪表外壳(BECB)3，它提供有关电池组的充电状态(SOC，state of charge(充电状态))和温度信息。确定电池组1(或者更一般地说一个或多个电能储存装置)和电气设备之间的供电。图2表示该供电原理。

[0028] 该原理包括根据该电池组1的充电状态1和温度对发电机2进行的供电管理。电池组的充电状态(相对于一个预定的低阈值)越低，优先分配给电池组的能量就越多，减少某些电气设备的供电(抑制部分或全部设备EE1，...EE4)。电池组充电状态越高(相对于一个预定的高阈值)，优先分配给电气设备的能量越多(激活部分或全部设备EE1，...EE4)。

[0029] 还适宜于通过实时地监测其他物理量，诸如电池组1电压、下次启动/再启动的估计电压、发电机开环比、外部温度等等，保证这种类型的管理。这种保证允许优先把电能分配给电池组1(或者更一般地说电能储存装置)。

[0030] 参照图3将能更好地理解根据电池组的SOC确定可用电气设备数目，该图表示这样一种确定允许设备数目的方法。

[0031] 正如人们可以在图3流程图上看到的，允许的设备数目取决于电池组的充电状态(SOC)和/或温度和/或发电机状态(RCO)。SOC1阈值和目标RCO可参数化。按照电池组SOC值的水平，增加或减少允许的设备数目。

[0032] 按照一个汽车制造商应用的策略，设想使该一个或多个蓄电装置的充电状态收敛，以便达到一个目标阈值，例如，其标称容量的约85％。该阈值可以根据汽车型号参数化。本发明拟补充SOC的调节策略并以此允许直接根据该一个或多个电能蓄存装置的充电状态控制电气设备。若该电池组的充电状态(SOC)小于阈值SOC1，则允许的设备数目从电池组的电压出发计算，否则该允许的设备数目根据发电机的状态计算。

[0033] 下一步，这时允许向电气设备供电的功能起作用，以便控制该电气设备。这个功能接收有关允许的设备数目和动态暂停供电顺序的信息流。这时，它提供设备EE1，...设备EEx的控制流。

[0034] 为了避免不合时宜的通信，最好在这个功能中集成采样频率T，它同样可以是动态的并随着时间而演变，以便求出继电器使用寿命和能量优化之间的最佳折衷。于是，在每个序列T中，一个功能接受由允许确定电气设备激活比例以及允许的设备数目的功能计算的暂停供电顺序，并因而控制电气设备。

[0035] 若，例如，有5个设备要提供电能，而且若允许的设备数目是3，则若设备EE1，EE2已经获得比其他功能长的激活时间被关断，而激活电气设备EE3...EE5。

[0036] 允许确定电气设备激活比例的功能旨在实时地测量从汽车起动开始起每个电气设备激活期间的总时间。它同样可能添加每个设备消耗的能量估计概念。这时，它提供随着不同电气设备的荷载而演变的动态暂停供电顺序。

[0037] 每次汽车起动开始时，因为所有电气设备都尚未激活，故必须初始化暂停供电的顺序。

[0038] 接着，该功能考虑每一个电气设备的激励时间和/或每个电气设备消耗的能量，并实时地呈现动态暂停供电顺序的新表，按逐渐减少的顺序挑选。

[0039] 因而该功能允许实时地识别已经暂停和最常暂时关闭的电气设备。因而，后者在暂停供电顺序中应该优先，并尽可能在所有其他电气设备之前被激活。

[0040] 这后一种方法在图4中举例说明，它表示以初始的暂停供电顺序(汽车起动开始时)开始的情况。该初始的暂停供电顺序是按照每个设备激励时间顺序进行的动态选择而指定的。

[0041] 图5表示每一个电气设备的激活时间的曲线。有在每种情况下都有7个其电能供应应该被管理的电气设备。

[0042] 图5a表示在发电机处于充电状态的情况下接收静态的暂停供电顺序的曲线。人们看到，尽管某些设备优先于其他设备。例如，这可能使用户认为几个电气设备，例如，设备EE1有缺陷的，因为在按动设备EE1按钮之后它根本就不动，因为按照电池组的充电状态这个功能最好被关断。

[0043] 图5b表示按照本发明根据电池组充电状态(SOC)和发电机充电状态，接收动态暂停供电顺序的暂停供电的情况。

[0044] 正如人们可以在这些曲线上看到的，按照SOC条件与动态暂停供电顺序相联系，可以获得更大激活比例，而且各设备之间更加均衡。于是，按照图5a表示的情况，几乎不再被激活的设备由于按照本发明的解决方案获得更多的时间和/或能量。

[0045] 因而，电气设备的可用性增大，以便保证，例如，车厢热学的舒适度、后部除霜、座位采暖等等。