[发明专利]机动车辆电气架构的电能管理办法及实施该方法的相关车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种机动车辆电气架构的电能管理方法。

本发明还涉及一种实施这种方法的机动车辆。

技术背景

某些机动车辆的电气架构包括交流发电机和电能存储器(例如传统的车用12V铅蓄电池)，负责给一个或多个电气部件以直流或交流的方式提供电压。例如汽车车载网络的情况。根据典型架构，电池永久地与交流发电机和车载网络并联。

更典型地，交流发电机响应限制电流增加的逐步充电设定点。这个逐步充电设定点，例如20A/s(安培每秒)是可变的而且可以取决于多个参数，例如发动机的转速。逐步充电的功能尤其能够避免发动机在低转速时熄火，例如减速时。继续在这个示例中，如果电气消耗部件的动态电流大于20A/s，交流发电机将不再供应所需功率。

在这个典型的机动车辆电气架构中，电池永久地与交流发电机和车载网络并联，当它的响应时间小于部件启动的动态响应时间时辅助响应交流发电机，而且还能够作为缓冲。

此外，交流发电机驱动器的出现使得能够有一个被调制在最小电压和最大电压范围之间的输出电压导致确定调制输出电压的策略以得到车辆消耗的大幅增益。为此，车辆的生命阶段允许能量回收，像车辆的速度，车辆的减速都考虑到为了从每个阶段期间更好地限制车辆消耗的方面来确定一个合适的输出电压。某些机动车辆因此在电池接收大量充电电流时配备了能量回收功能。为了稳定这个电流，有必要提高电池接线端的电压来克服电池的内部阻抗以及电池与产生电流的电器之间的连接。

然而这种机动车辆的典型电气架构对能量交换的依赖度高。这导致了一些不便：

-在充电阶段时，交流发电机提高能充电的调节电压。期间车载网络剩余的部分承载相同的电压从而导致过度消耗。例如交流发电机施加15V的电压给电能存储器充电，所有阻抗型电气部件或电子发动机将处于过度消耗保障需求的不必要的附加电功率，表现为燃料的过度消耗和二氧化碳(CO₂)排放的增加。此外，该电压的升高导致车载网络部件的过早老化，例如照明装置或其他电子元件。

-某些车载网络的部件能够，当它们提出需求时，施加最小调节电压给所有车载网络。例如刮雨器启动时在接线端需要一个最小为14V的电压来确保最佳运行。该约束要求交流发电机调节到生成14V而且迫使电能存储器进行不一定需要的强制充电。

另已知申请号FR1150072的申请人的专利申请，电子器件组成的直流/直流变流器，也被称为放置在机动车辆电气架构中的可逆直流/直流变流器。直流/直流变流器包括输入端和输出端，输入端与交流发电机相连，输出端与电池相连。直流/直流变流器包括四个运行模式：

-通行模式：直流/直流变流器作为闭合的开关。

-断开模式：直流/直流变流器作为断开的开关。

-输出端与输入端相比的升压或降压模式为了使直流/直流变流器中的电流从输入端流向输出端，因此从交流发电机流入电池使其充电。

-输入端与输出端相比的升压或降压模式为了使直流/直流变流器中的电流从输出端流向输入端。

后两种运行模式允许从剩余的车载网络的电池接线端得到不同的电压。这样就可能通过对电池的接线端注入独立于剩余车载网络的电压来充电。例如，电池可以在16V下充电而剩余车载网络的电压为12V。

为了充分利用生活中的情况给电池充电，优选使用高动态的电池充电电流，例如200A/s。然而电池被连接在所示电气构架中，不能够像它在本文开头所示的典型电气架构中一样作为缓冲。这样，当直流/直流变流器被用来给电池充电时存在车载网络的电压崩溃的风险以及达到导致计算机重置(英语为reset)的最小阈值而给客户带来安全风险。

一直存在一种在更好限制车辆消耗方面的车辆电气架构的电能管理策略的改善需求，同时维持车载网络的电气部件的最佳供给。

发明内容

本发明同样涉及一种机动车辆的电气架构的电能管理方法，所述电气架构包括：电能存储器、包含电气部件的车载网络、发电机、包含连接到电能存储器的输入端以及连接到车载网络和发电机的输出端的直流/直流变流器、控制构件，所述控制构件允许操控发电机至确定的第一逐步充电设定点并且根据至少一种能够使电能存储器充电的运行模式操控所述直流/直流变流器，其特征在于，当直流/直流变流器被控制在允许电能存储器充电的运行模式时，直流/直流变流器消耗的电流动态通过对由直流/直流变流器提供给电能存储器的电流实施第二逐步充电设定点来调节。

优选地，所施加的第二逐步充电设定点小于或等于发电机的第一逐步充电设定点。