[发明专利]用于非有轨车辆的能量管理系统

说明书

技术领域

本公开涉及用于混合电动非有轨车辆或电动非有轨车辆的能量管理系统，该车辆包括电力收集器，用于在车辆的驾驶期间从外部供电轨道间歇地收集电力，其中该能量管理系统被布置为当从外部供电轨道收集电力时将电力从电力收集器分配给车辆的至少一个电辅助负载。本公开还涉及用于控制混合电动车辆或电动车辆的至少一个辅助负载的操作特性的方法，该车辆包括电力收集器，用于在车辆的驾驶期间从外部供电轨道间歇地收集电力。车辆推进系统以及对应的方法可以在多种类型的道路车辆和越野车辆中实施，诸如卡车、公交车、轿车、施工车辆等等。

背景技术

具有燃烧发动机和电牵引机的混合电动车辆具有有限的驱动范围，并且例如由FR2809998知道，向混合电动车辆提供电力收集器，用于从外部供电轨道收集电力，从而使得车辆能够在纯电动模式下驾驶。这种方案因此提高了推进灵活性，提高了驱动范围，并减少了排放。但是，用于这种类型车辆的已知能量管理系统仍未完全发展，并且可以进一步改进性能和节约成本。

发明内容

本公开目的是提供一种用于混合电动非有轨车辆或电动非有轨车辆的改良能量管理系统，该车辆包括电力收集器，该电力收集器用于在车辆的驾驶期间从外部供电轨道间歇地收集电力。

本公开涉及一种用于混合电动车辆或电动车辆的能量管理系统，该车辆包括电力收集器，所述电力收集器用于在车辆的驾驶期间从外部供电轨道间歇地收集电力，能量管理系统被布置为当从外部供电轨道收集电力时将电力从电力收集器分配给车辆的至少一个电辅助负载。

本公开特征在于：所述能量管理系统包括控制单元，所述控制单元被配置为取决于所述车辆是在电力收集模式还是在非电力收集模式下操作，控制所述至少一个辅助负载的操作特性。

本公开还涉及一种用于控制混合电动车辆或电动车辆的至少一个辅助负载的操作特性的方法，所述车辆包括电力收集器，所述电力收集器用于在所述车辆的驾驶期间从外部供电轨道间歇地收集电力，其中，当从所述外部供电轨道收集电力时可将电力从所述电力收集器分配给所述车辆的至少一个电辅助负载，所述方法包括步骤：

确定所述车辆是在电力收集模式还是在非电力收集模式下操作；以及

取决于所述车辆是在电力收集模式还是在非电力收集模式下操作，控制所述至少一个辅助负载的操作特性。

为了满足车辆能够按照令人满意的方式执行推进以及运行辅助设备的需要，滑动驱动期间的能量管理是关于按照最有效的方式来使用可用能量。取决于车辆状况以及车辆怎样装备，可以有不同的能量处理策略。本发明是关于怎样按照更有效的方式来利用可用的电网能量，这意味着从长远来看可以节约燃料和/或电池能量/使用。

本公开的核心是取决于车辆是否从外部电网收集电力，控制车辆辅助负载的操作特性。控制策略背后的思想是，与从车载燃烧发动机或车载电存储系统(诸如，电池或超级电容器)获取能量相比，从供电轨道供应的能量可视为具有更低的每能量单位成本。更低的成本部分是由于传统汽油或柴油燃烧发动机的低效率，汽油或柴油燃烧发动机仅将燃料能量含量的约15％-20％有效用于推进和供电辅助设备。但是由于电马达的高效率，电驱动车辆通常具有大约80％的车载效率。此外，通过使用来自供电轨道而不是车载电池的电能，消除了否则当使用车载电池时固有出现的任何充放电能量损耗。

如果可用，那么使用来自供电轨道的电力对电推进系统和电辅助负载的传统供电带来第一能量节约效果。本公开目的是取决于车辆在电力收集模式还是非电力收集模式下操作，通过对辅助设备的能量使用的特别控制，进一步提高第一能量节约效果。特别控制实现提高的能量效率。例如，基于来自供电轨道的能量具有更低成本的事实，创造性的控制策略可涉及当系统连接到外部供电轨道时，与在对应环境中并且没有从电网收集电力的情况下驾驶期间的正常使用水平相比，相对更多地使用辅助负载。如果辅助负载与某些种类的能量存储能力相关联，那么这种策略会导致整体下降的能耗。例如，如果辅助负载是驱动用于填充车辆空气罐的空气压缩机单元的电马达，那么在电力收集模式中可以过度使用来自供电轨道的更便宜的能量，以暂时将相对低成本的能量存储在车辆上用于后面的使用。此外，重要的是能量存储系统在充电、存储和放电阶段不呈现显著的能量损耗，因为这种方面随后会消耗本公开的成本节约效果。例如，在冷藏卡车的存储室中暂时降低温度一般会导致增加的能量损耗，因为通过存储室墙壁的热损耗增加。因此更优选地，在不显著增加功率消耗总量的情况下，存储然后使用来自供电轨道的附加能量。