DE19745094A1 - Steuerung für Elektrohybridfahrzeug - Google Patents
Steuerung für ElektrohybridfahrzeugInfo
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- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1415—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with a generator driven by a prime mover other than the motor of a vehicle
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Description
Hybridfahrzeuge sind dadurch gekennzeichnet, daß sie über mehrere Energiequellen
verfügen.
Im einfachsten Fall sind das:
- - Ein elektrischer Energiespeicher. Dafür kommen sowohl Batterien die bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur arbeiten als auch
- - Brennstoffzellen oder
- - Kreiselspeicher
in Frage.
Der Antrieb des Fahrzeuges kann so erfolgen, daß nur eine Energiequelle oder aber auch
mehrere (im einfachsten Fall zwei Energiequellen) zur Energiebereitstellung genommen
werden. Grundsätzlich kann das Zusammenwirken der Energiespeicher, wie in Abb. 1
dargestellt erfolgen. In dem einen Fall ist noch ein mechanischer Antriebsstrang
vorhanden. Im zweiten Fall ist dieser nicht vorhanden. Letztere Anordnung soll weiter
betrachtet werden.
Der Fahrbetrieb kann so erfolgen, daß
- 1. Der Verbrennungsmotor (1) treibt den Synchrongenerator (2) mit konstanter Drehzahl an. Dessen Energieentnahme erfolgt über einen Gleichrichter (3) der einen Inverter (4) speist. Dieser speist momentengeregelt den Drehstromfahrmotor, der die Räder des Fahrzeuges antreibt.
- 2. Der elektrische Energiespeicher (5) liefert Energie an den Inverter (4) der in der o.a. Weise den Fahrmotor speist.
- 3. Die Antriebsenergie wird gleichzeitig von beiden Energiequellen geliefert,
- 4. Die Energie des vom Verbrennungsmotor getriebenen Generators (2) wird zur Aufladung des Energiespeichers verwendet. Dabei wird der Gleichrichter (3) zur Regelung des Ladestromes verwendet. Diese Betriebsart kann bei stillstehendem Fahrzeug ebenso wie bei Fahrbetrieb auftreten. Im letzteren Fall dann, wenn die Energie des Verbrennungsmotors nicht vollständig für den Fahrbetrieb benötigt wird.
Während bei den Betriebsweisen 1 und 2 eindeutig die Energiezufuhr und deren
Regelung sich aus der o.a. Beschreibung ergibt, ist bei den unter 3 und 4 beschriebenen
Betriebsweisen der Energiefluß so zu regeln, daß beide Energiequellen an der
Energiebereitstellung teilnehmen können. Dafür werden Fahrzeugsteuerungen
verwendet, die wie in Abb. 1 dargestellt, der Fahrzeugelektronik übergeordnet sind. Sie
einzusetzen erfordert die genaue Kenntnis der Kennlinien des Verbrennungsmotors
ebenso wie die Kennlinien des Lade- und Entladeregimes des Energiespeichers. Es
werden elektronische Aufwendungen für die Hard- und Software erforderlich.
Dieser Nachteil soll durch die folgende Lösung vermieden werden.
Es erfolgt eine regelungstechnische Entkopplung der Drehzahlregelung des
Verbrennungsmotors von den übrigen Aufgaben. Hierzu wird ein an sich bekannter
Drehzahlregler, wie er bei Verbrennungsmotoren üblich ist, in der Form eingesetzt, daß
der die Motordrehzahl auf einen Festwert einregelt, die unter dem Aspekt der
Abgasverunreinigung optimal ist.
Die Leistungsentnahme des von Verbrennungsmotor angetriebenen Generators wird
durch einen regelbaren Gleichrichter auf den maximal zulässigen Wert, der der
Nennleistung des Verbrennungsmotors entspricht, begrenzt. Dieser Gleichrichter arbeitet
also als Strombegrenzer. Damit ist gewährleistet, daß bei allen vorkommenden
Betriebsarten, der Verbrennungsmotor nicht überlastet wird und sich die gleichgerichtete
Spannung dem Ladezustand der Batterie beim Ladebetrieb im Fahrzeugstillstand wie bei
Fahrbetrieb anpaßt. Dafür werden keine Kenntnisse der Batteriekennlinien oder der
Motorkennlinien benötigt. Soll reiner Ladebetrieb bei Fahrzeugstillstand gefahren
werden, so kann mittels einer Sollwertvorgabe der gewünschte Ladestrom eingestellt
werden. Sein Wert kann jedoch den der Strombegrenzung nicht überschreiten.
Die Momentenregelung des Fahrmotors erfolgt durch den Inverter. Dieser erhält vom
Beschleunigerpedal, das mit einem analogen oder digitalen Geber mechanisch verbunden
ist, den Momentensollwert vorgegeben.
Auf diese Art und Weise ist auch Bremsbetrieb möglich. Hierzu sind die folgenden
Lösungen vorzusehen:
- 1. Das Beschleunigerpedal erhält im Bereich zwischen den beiden Endstellungen eine Raststellung, die dem Moment "Null" entspricht. Wird diese in Richtung obere Endlage überschritten, so erhält der Inverter einen Sollwert für ein Bremsmoment was abhängig von der Pedalstellung ist.
- 2. Mit dem Bremspedal ist ein analoger oder digitaler Geber verbunden. Dieser bewirkt daß im Anfangsbereich des Bremspedalweges der Inverter einen Sollwert für ein Bremsmoment erhält.
In beiden Fällen fließt Energie vom Fahrmotor in den Zwischenkreis und von dort in die
Batterie. Die Rückgewinnung von Bremsenergie ist nur bei zugeschalteter Batterie
möglich.
Der Inverter besitzt eine Strombegrenzung, so daß der Fahrmotor nicht überlastet wird.
Der parallele Betrieb des Fahrzeuges aus zwei Energiequellen erfolgt derartig, daß bei
zugeschalteter Batterie zunächst nur eine Energieentnahme aus dem Synchrongenerator
erfolgt. Das bedeutet, daß der Synchrongenerator sowohl Energie an den Inverter. Für
den Fahrbetrieb liefert, als auch Energie an die Batterie abgibt. Übersteigt der
Energiebedarf den Nennwert, so regelt der Gleichrichter an der Strombegrenzung die in
den Zwischenkreis gelieferte Spannung herab. Damit wird es möglich, daß die Batterie
Energie abgeben kann. Das tritt immer dann auf, wenn an Steigungen, bei
Beschleunigung oder bei hoher Geschwindigkeit der Energiebedarf des Antriebsmotors
größer als die vom Verbrennungsmotor bereitgestellte Energie ist.
Soll die Fahrenergie nur durch die Batterie bereitgestellt werden, so wird mittels des
Schalters (6) der Synchrongenerator vom Gleichrichter getrennt. Da das im stromlosen
Zustand möglich ist kann ein Trennschalter verwendet werden.
Mit dieser Lösung wird erreicht, daß ein Gerät für die Fahrzeugsteuerung nicht
erforderlich ist.
Claims (3)
1. Regelung des Energieflusses eines Hybridelektroautos dadurch gekennzeichnet, daß
der Verbrennungsmotor durch einen Drehzahlregler auf konstante Drehzahl
unabhängig von seiner Belastung eingeregelt wird und somit regelungstechnisch von
den übrigen Komponenten des Antriebssystems entkoppelt ist und durch die ohnedies
im Fahrzeug vorhandenen Komponenten "Gestellter Gleichrichter mit
nachgeschaltetem Pulssteller" und "Inverter" in Kombination mit einem Trennschalter,
den Energiefluß aus wenigstens zwei Energiequellen, von denen eine ein vom
Verbrennungsmotor angetriebener Synchrongeneratoren und die andere
beispielsweise eine Batterie ist, die Regelung der Energieströme so erfolgt, daß die in
den Zwischenkreis vom Synchrongenerator eingespeiste Spannung durch die
Strombegrenzung des "Gleichrichters mit nachgeschaltetem Pulssteller" so erfolgt,
daß die parallele Energiebereitstellung aus wenigstens zwei Energiequellen erfolgen
kann.
2. Regelung des Energieflusses eines Hybridelektroautos dadurch gekennzeichnet, daß
für den Betrieb nur mit der ruhenden Energiequelle der Synchrongenerator durch
einen Trennschalter leistungslos angeschaltet wird.
3. Regelung des Energieflusses eines Hybridelektroautos dadurch gekennzeichnet, daß
der Synchrongenerator bei Hybridbetrieb nur bis zu seiner Nennleistung belastet
werden kann und darüber hinaus durch Senkung der von ihm in den Zwischenkreis
eingespeisten Spannung die ruhende Energiequelle Energie in den Zwischenkreis
abgeben kann, die dem Inverter und damit dem Fahrmotor zufließen kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19745094A DE19745094A1 (de) | 1997-10-11 | 1997-10-11 | Steuerung für Elektrohybridfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19745094A DE19745094A1 (de) | 1997-10-11 | 1997-10-11 | Steuerung für Elektrohybridfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19745094A1 true DE19745094A1 (de) | 1999-04-15 |
Family
ID=7845340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19745094A Withdrawn DE19745094A1 (de) | 1997-10-11 | 1997-10-11 | Steuerung für Elektrohybridfahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19745094A1 (de) |
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- 1997-10-11 DE DE19745094A patent/DE19745094A1/de not_active Withdrawn
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