本发明专利技术涉及车辆中的能量存储的充电系统和控制该充电系统的方法。该充电系统包括：并联布置的多个充电开关单元，每个充电开关单元具有连接到公共充电端口的输入端子和连接到能量存储的输出端子，并且包括控制从充电端口到能量存储的电流的流动的接触器；对于每个充电开关单元，测量设备和可变电阻器，该测量设备确定指示通过充电开关单元的电流路径中的电阻的参数，该可变电阻器控制电流路径中的电阻；以及充电控制单元，其连接到充电开关单元中的每一个，如果通过充电开关单元的多个电流路径中的任何两个电流路径之间的估计的电阻差异高于预定差异阈值，则控制具有最低电阻的电流路径中的充电开关单元的可变电阻器以增加该电流路径的电阻。加该电流路径的电阻。加该电流路径的电阻。
【技术实现步骤摘要】
车辆中的能量存储的充电系统和控制该充电系统的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于控制电动或混合动力车辆中的能量存储的充电的充电系统并且涉及一种用于控制这样的充电系统的方法。
[0002]本专利技术能够被应用在诸如卡车、公共汽车和施工设备的重型车辆中。尽管将关于卡车描述本专利技术，但是本专利技术不局限于此特定车辆，而是还可以被用在包括能量存储的其他应用中。
技术介绍
[0003]随着用于诸如卡车、公共汽车、施工设备等的重型车辆的电动和混合动力驱动系统的发展，对诸如与在汽车中相比具有更高容量的电池的能量存储提出了要求。特别地，高容量能量存储的充电可以过度使用汽车中使用的常规充电系统，并且车载充电配置可能需要适应重型车辆的高功率要求。
[0004]此外，对重型车辆来说减少车辆的停机时间甚至更为重要，因为卡车、公共汽车等常常需要在延长的时间段内操作并具有高可用性。因此，当与具有内燃发动机的常规车辆相比时，延长的充电时间将是竞争劣势。
[0005]因此，需要为重型车辆提供既能够改善诸如充电时间的充电特性又能够处理高充电功率的充电解决方案。
技术实现思路
[0006]鉴于车辆用充电系统的前述期望特性，本专利技术的目的是提供一种充电系统以及一种用于控制充电系统以便对电动或混合动力车辆中的能量存储充电的方法。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于车辆中的能量存储的充电系统。该充电系统包括：并联布置的多个充电开关单元，每个充电开关单元具有被配置成连接到公共充电端口的输入端子和被配置成连接到能量存储的输出端子，其中，每个充电开关单元包括被配置成控制从充电端口到能量存储的电流的流动的接触器；对于每个充电开关单元，测量设备和可变电阻器，该测量设备被配置成确定指示通过充电开关单元的电流路径中的电阻的参数，该可变电阻器被配置成控制电流路径中的电阻；以及充电控制单元，该充电控制单元连接到充电开关单元中的每一个并且被配置成，如果多个电流路径中的任何两个电流路径之间的估计的电阻差异高于预定差异阈值，则控制具有最低电阻的电流路径中的充电开关单元的可变电阻器以增加该电流路径的电阻。
[0008]在所描述的充电系统中，充电开关单元在充电端口与一个或多个能量存储之间提供多个并联充电路径，从而与如果将使用仅一个充电开关单元相比，允许向电池提供更高的功率。并联布置的充电开关单元有助于模块化系统，其中能够使用常规组件，并且其中能够通过调整并联布置的充电开关单元的数目容易地修改充电系统的总能力。公共充电端口是车辆的被配置成连接到外部充电基础设施如充电站的充电端口。
[0009]本专利技术基于如下认知：在包括充电端口与电池之间的并联电流路径的充电系统
中，需要处理电流路径中的不平衡。流经不同电流路径的电流的不平衡可以导致充电开关单元和/或充电系统中的其他组件的损坏，因此重要的是既检测又减轻此类电流不平衡。
[0010]能够通过观察指示通过充电开关单元的电流路径中的电阻的参数来检测潜在有害的不平衡。基于所观察到的参数，能够直接地通过计算电阻或间接地通过采用被测参数与电阻之间的已知关系来估计电流路径中的电阻。为了确定在系统中存在不平衡，检测多个电流路径中的任何两个电流路径之间的差异就足够了。因此，在实践中，通过所有充电开关单元的电流路径被监测并相互比较以确定在系统中是否存在不平衡。优选地基于整体系统配置并且基于充电开关单元的特性来设置预定差异阈值。
[0011]一旦检测到超过差异阈值的不平衡，就能够增加具有最低电阻即最高电流的电流路径的可变电阻器以使通过充电开关单元的电流平衡，从而防止充电系统的充电开关单元或其他组件的损坏。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，被配置成确定指示电阻的参数的测量设备可以是电流表或电压表。测量设备还可以是被配置成确定充电开关单元的温度的温度传感器。电流表可以是用于所有电流路径的并且被配置成测量通过充电开关单元中的每一个的电流的常见布置的电流表，或者每个充电开关单元可以包括它自己的电流表和/或温度测量单元。温度测量单元可以是能够测量充电开关单元的温度的任何器件或单元，而不应该限于任何特定温度测量技术。还应该注意，电流表不必被如此布置在充电开关单元内，电流表被布置成测量给定充电开关单元的电流路径中的电流就足够了。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，充电控制单元被进一步配置成控制可变电阻器以降低通过具有高于预定阈值温度的温度的任何充电开关单元的电流。因此，能够控制为充电开关单元均不高于阈值温度。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，充电控制单元被进一步配置成只有当通过充电开关单元的电流高于预定电流阈值时才控制充电开关单元的可变电阻器。除非绝对电流水平达到某个水平，否则像这样通过充电开关单元的电流的不平衡不一定有害。换句话说，如果绝对电流水平足够低，则能够允许不平衡持续存在。因此，即使不平衡可以指示充电系统中需要系统维护的故障，像这样的不平衡也可以不是修改通过充电开关单元的电流路径的电阻的原因。一旦检测到超过电流阈值的不平衡，就能够采取措施来降低通过至少具有最高电流的充电开关单元的电流以防止充电开关单元的损坏。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，充电控制单元被进一步配置成确定通过充电开关单元的每个电流路径的电阻，并且如果任何一个电流路径中的电阻与其他电流路径中的电阻偏离超过预定电阻阈值，则控制具有偏离电阻的一个或多个电流路径中的可变电阻器以使所有电流路径的电阻相等。通常，期望使每个电流路径的电阻最小化以使系统中的热损失最小化，意味着在正常工作条件下可变电阻器被设置在最小或零电阻。如果是这样的话，则平衡是通过视需要增加所选可变电阻器的电阻来实现的。然而，在一些应用中可以将可变电阻器设置在非零电阻值，在这种情况下能通过视需要降低一个或多个电流路径中的电阻来实现平衡。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，充电控制单元可以被配置成选择一个电流路径的电阻作为参考电阻并且将其他电流路径中的电阻与参考电阻进行比较。参考电阻可以例如是具有最高或最低电阻的电流路径，从而确保能够确定两个电流路径之间的最大差异。
[0017]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于控制车辆中的充电系统的方法。该充电系统包括并联布置的多个充电开关单元，每个充电开关单元具有被配置成连接到公共充电端口的输入端子和被配置成连接到能量存储的输出端子，其中，每个充电开关单元包括被配置成控制从充电端口到能量存储的电流的流动的接触器以及被配置成控制通过充电开关单元的电流路径中的电阻的可变电阻器。该方法包括：确定每个电流路径的电阻；并且如果多个充电开关单元中的任何两个充电开关单元之间的估计的电阻差异高于预定差异阈值，则控制用于具有最低电阻的电流路径的充电开关单元的可变电阻器以增加该电流路径的电阻。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，确定电阻包括确定通过充电开关单元的电流和充电开关单元上的电压，并且基于该电压和该电流计算电阻，和/或确定充电开关单元的温度并且基于充电开关单元的温度和电阻之间的已知关系来确本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于车辆中的能量存储(102)的充电系统(100)，包括：并联布置的多个充电开关单元(104a
‑
d)，每个充电开关单元具有被配置成连接到公共充电端口(108)的输入端子(106a
‑
d)和被配置成连接到所述能量存储的输出端子(110a
‑
d)，其中，每个充电开关单元包括被配置成控制从所述充电端口到所述能量存储的电流的流动的接触器(200)；对于每个充电开关单元，测量设备(202)和可变电阻器(204)，所述测量设备(202)被配置成确定指示通过所述充电开关单元的电流路径中的电阻的参数，所述可变电阻器(204)被配置成控制所述电流路径中的所述电阻；以及充电控制单元(116)，所述充电控制单元(116)连接到所述充电开关单元中的每一个并且被配置成，如果通过充电开关单元的所述多个电流路径中的任何两个电流路径之间的估计的电阻差异高于预定差异阈值，则控制具有最低电阻的所述电流路径中的充电开关单元的可变电阻器以增加该电流路径的电阻。2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，被配置成确定指示电阻的参数的所述测量设备是电流表或电压表。3.根据权利要求1所述的充电系统，其中，被配置成确定指示电阻的参数的所述测量设备是被配置成确定所述充电开关单元的温度的温度传感器。4.根据前述权利要求中的任一项所述的充电系统，其中，所述充电控制单元被进一步配置成控制所述可变电阻器以降低通过具有高于预定阈值温度的温度的任何充电开关单元的电流。5.根据前述权利要求中的任一项所述的充电系统，其中，所述充电控制单元被进一步配置成只有当通过所述充电开关单元的电流高于预定电流阈值时才控制所述充电开关单元的可变电阻器。6.根据前述权利要求中的任一项所述的充电系统，其中，所述充电控制单元被进一步配置成确定通过充电开关单元的每个电流路径的电阻，并且如果任何一个电流路径中的电阻偏离其他电流路径中的电阻超过预定电阻阈值，则控制具有偏离电阻的一个或多个电流路径中的所述可变电阻器使所有电流路径的电阻相等。7.根据权利要求6所述的充电系统，其中，所述充电控制单元被进一步配置成选择一个电流路径的电阻作为参考电阻并且将...
【专利技术属性】
技术研发人员：米凯拉，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：
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