[发明专利]用于汽车系统的备用能量源及相关控制方法

摘要

一种用于机动车辆(101)中的汽车系统(102)的备用能量源(1)，被设计成在正常操作状况期间接收主供电电压(V_batt)，并且在不同于正常操作状况的故障操作状况期间提供备用供电电压(V_sc)。备用能量源(1)具有控制单元(2)和超级电容器组(4)，超级电容器组(4)能够由控制单元(2)操作用于在正常操作状况期间存储能量并且在故障操作状况期间提供备用供电电压(V_sc)。诊断模块(10)耦接至超级电容器组(4)以向控制单元(2)提供关于超级电容器组(4)的操作状态的信息。

主权项

1.一种用于机动车辆(101)中的汽车系统(102)的备用能量源(1)，所述备用能量源(1)被设计成在正常操作状况期间接收来自所述机动车辆(101)的主电源(100)的主供电电压(V_batt)，并且被配置成在不同于所述正常操作状况的、当所述主供电电压(V_batt)的值下降成低于预定阈值时的故障操作状况期间提供备用供电电压(V_sc)，所述备用能量源(1)包括：控制单元(2)；超级电容器组(4)，所述超级电容器组(4)由所述控制单元(2)来控制用于在所述正常操作状况期间存储能量以及在所述故障操作状况期间提供所述备用供电电压(V_sc)；充电模块(6)，所述充电模块(6)能够由所述控制单元(2)来控制用于每当来自所述主供电电压(V_batt)的电力可用时从所述主供电电压(V_batt)开始对所述超级电容器组(4)进行再充电；以及诊断模块(10)，所述诊断模块(10)耦接至所述超级电容器组(4)并且被设计成向所述控制单元(2)提供关于所述超级电容器组(4)的操作状态的信息，其中，所述诊断模块(10)被配置成检测至少所述备用供电电压(V_sc)的值并且被配置成在所述再充电过程期间基于所述再充电过程来监测所述超级电容器组(4)的等效串联电阻(ESR)和/或电容值(C)，其中，所述备份能量源还包括升压模块(9)，所述升压模块(9)被配置成在其输入端接收由所述超级电容器组生成的所述备用供电电压(V_sc)，并且将所述备用供电电压(V_sc)升高以在其输出端提供经升高的电压(V_boost)，从而驱动所述汽车系统，其中，所述诊断模块(10)还被配置成确定所述超级电容器组(4)的以下故障模式中的一个或更多个：开路故障；短路故障；泄漏电流的增加；所述等效串联电阻(ESR)的增加；所述电容值(C)的减小；并且通过对将所述超级电容器组(4)从所述备用供电电压(V_sc)的预设部分放电值(V₁)充电至所述备用供电电压(V_sc)的预设完全充电值(V₂)所用的时间(ΔT)进行监测来估计所述超级电容器组(4)的电容值。