[发明专利]用于机动车辆的能量管理系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的能量管理系统，优选统筹能量子系统(energiesubsystemübergreifendes)且是集中式能量管理和分散式能量管理的混合形式的能量管理系统。

背景技术

机动车辆必须满足越来越高的效率需求，尤其是在最小燃料消耗和最小排放方面，但同时应当保证高水平乘坐舒适性。机动车辆通常包括至少一个主要驱动单元，另外包括多个能量子系统(例如辅助系统)，诸如例如气动系统、机载电力系统等。能量子系统通常各自包括它们自己的能量子管理器件。单独的能量子系统彼此独立地运行。未考虑且因此未利用单独的能量子系统的任何现有的潜在能量。其缺点之一在于，当考虑整个子系统时，能量子系统无法始终最佳地运行，这尤其与机动车辆的增加的总能量消耗相关联。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于机动车辆，优选用于商用车辆的改进和/或备选的能量管理系统。

此目标可由独立权利要求的特征实现。可在从属权利要求和所附描述中找到本发明的有利发展。

本发明提供一种用于机动车辆的能量管理系统，尤其是统筹能量子系统且优选统筹主要驱动单元且具有集中式能量管理器件和单独的分散式能量管理器件的混合形式的能量管理系统。能量管理系统包括第一有利的自主式能量子系统，它需要能量来执行其功能，并且优选包括单独的能量子管理器件(例如调整单元和/或控制单元)。能量管理系统包括至少一个第二有利的自主式能量子系统，它需要能量来执行其功能，并且优选地包括单独的能量子管理器件(例如调整单元和/或控制单元)。能量管理系统还包括上级能量管理器件(例如控制单元和/或调整单元)，它用来对第一能量子系统和第二能量子系统进行上级能量管理。

第一能量子系统实现成使得它将至少一个项与管理有关的信息传输到能量管理器件，同时第二能量子系统也实现成使得它将至少一个项与管理有关的信息传输到能量管理器件。

能量管理器件实现成使得它根据传输的与管理有关的信息来确定第一能量子系统的运行需求，以及将该运行需求传送到第一能量子系统，并且能量管理器件根据传输的与管理有关的信息来确定第二能量子系统的运行需求，以及将该运行需求传送到第二能量子系统。

能量管理器件优选通过考虑预先限定的优化标准(例如能量效率、排放最小化和/或乘坐舒适性)和/或基于优先级来确定其运行需求，尤其使得关于由能量管理器件管理的机动车辆构件来建立整体优化。由能量管理器件管理的机动车辆构件尤其包括能量子系统，以及优选地，包括机动车辆的至少一个主要驱动单元。

因为能量管理器件通过考虑多个能量子系统和优选地考虑预先限定的优化标准(例如能量效率、排放最小化和/或乘坐舒适性)来确定其运行需求，所以可对由能量管理系统管理的所有机动车辆构件实现整体能量管理优化。因此例如，机动车辆的总能量消耗可降低，机动车辆的总能量效率可提高，机动车辆的总排放可减少，以及/或者机动车辆的乘坐舒适性可提高。

一方面借助于单独的能量子管理器件以分散式方式，另一方面借助于上级能量管理器件以集中式方式，进行可实现的优化。因此能量管理系统有利地将其优化任务分成两个层面。上级能量管理器件位于第一层面内，而下级能量子系统的单独的能量子管理器件则位于第二层面内。

可行的是第一能量子系统的与管理有关的信息规定第一能量子系统可在其内在功能上正确地运行的能量范围(Energie-Spielraum)，并且第二能量子系统的与管理有关的信息规定第二能量子系统可在其内在功能上正确地运行的能量范围。第一能量子系统的运行需求包括范围在传输的第一能量子系统的能量范围内的功率需求。第二能量子系统的运行需求包括范围在传输的第二能量子系统的能量范围内的功率需求。因此与管理有关的信息可描述单独的能量子系统的能源和能量需求。由于这个原因，能量管理器件可检测被结合来确定运行需求的子系统统筹性能量分布范围/自由度和/或能源，优选考虑到已经提及的优化标准。因此能量管理器件可根据要求，有利地在能量子系统之间分配能源。

因此可行的是，例如，能量子系统实际上不那么相关，使得可相对于能量子系统的能量范围来对能量子系统供应最小能量，而且因此可获得能源，同时可相对于当前要求强烈的能量子系统的能量范围来对当前要求强烈的能量子系统供应最大能量，并且可根据要求来利用能源。