本發明專利技術涉及一種機動車(1)，該機動車具有高壓電網(4)和低壓電網(10)，以及將低壓電網(10)與高壓電網(4)連接的兩個直流變壓器(14、15)，低壓電網(10)的運行電壓低于高壓電網(4)的運行電壓，直流變壓器(14、15)中的每一個具有用于調節為低壓電網(10)的運行電壓的調控單元，直流變壓器在空間上分離地布置在機動車(1)中，直流變壓器(14、15)的硬件調控器(17、18)通過具有至少一個通信線路(22)的通信連接(21)來連接，硬件調控器(17、18)中的至少一個設計用于將描述其調控運行的調控信息通過通信連接(21)發送至另外的硬件調控器(17、18)，接收調控信息的硬件調控器被設計用于在其調控運行中考慮該調控信息。控運行中考慮該調控信息。控運行中考慮該調控信息。
【技術實現步驟摘要】
具有直流變壓器的機動車和用于運行機動車的方法
[0001]本專利技術涉及一種機動車，該機動車具有：高壓電網和低壓電網，以及將低壓電網與高壓電網連接的兩個直流變壓器，低壓電網的運行電壓低于高壓電網的運行電壓，其中，直流變壓器中的每一個均具有用于調節為低壓電網的運行電壓的調控單元，并且這些直流變壓器在空間上分離地布置在機動車中。此外，本專利技術涉及一種用于運行這種機動車的方法。
技術介紹
[0002]許多現代機動車、尤其是電動車輛和混合動力車輛使用至少兩個車載電網、尤其是高壓電網和低壓電網。在此，低壓電網的電壓通常為傳統對于車載電網已知的較低電壓、例如12V或48V。通常在可電驅動的機動車中連接相應電機的高壓電網使用明顯較高的、例如超過200V、尤其是在350V到860V的范圍內的運行電壓值。高壓電池通常連接到高壓電網，高壓電網可以由高壓電池供電。
[0003]為了使來自高壓電網的能量在低壓電網中也是可用的，提出在高壓電網和低壓電網之間設置直流變壓器(DC
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DC變換器)。以該方式例如可設想，甚至省去低壓電網中的自身的電池。直流電壓調控器在此優選調節為，使得維持低壓電網的運行電壓、例如12V。這意味著，在負載需求高時，可以從高壓電網輸入更多的能量，而在負載需求低時，從高壓電網提供較少的電功率給低壓電網的耗電器，或也可以完全取消功率轉移。原則上也可設想，至少在短時間內從低壓電網補償高壓電網中的功率不足。
[0004]尤其鑒于設計用于全自動車輛駕駛的車輛功能(其可由相應的車輛系統提供，即所謂的“自動駕駛”)，機動車中的安全和冗余要求明顯增加。例如，利用ASIL(Automotive Safety Integrity Level、汽車安全完整性等級)存在如下標準：機動車中的部件的安全要求可以遵循該標準。例如，通過ASIL標準定義不同的安全等級，其中，部件為了屬于這些安全等級必須滿足特定的安全要求。關于直流變壓器，尤其是在自動駕駛的情況下，為此通常要求直流變壓器滿足關于可用性(故障安全性)的提高的安全要求。然而，為了進一步提高安全性，此時也提出了冗余的設計方案，在該設計方案中存在連接高壓電網和低壓電網的兩個直流變壓器。在此，直流變壓器中的一個可以滿足比另一個直流變壓器更高的安全要求，從而可以設置例如ASIL變換器和QM變換器作為直流變壓器。
[0005]對于在冗余方面的安全性還有利的是，兩個直流變壓器布置在機動車內的不同位置，從而例如在一個直流變壓器由于事故而損壞的情況下，另一個直流變壓器也不一定損壞。換言之，兩個直流變壓器在相同的低壓電網中工作，但通常在不同的幾何點上。
[0006]此外，低壓電網上連接有各種不同的耗電器，這些耗電器在不同的時間點接通或關斷。在使用兩個直流變壓器的情況下，這可能導致在這些直流變壓器的調控時發生振蕩，因為這兩個直流變壓器嘗試從機動車內的不同位置、尤其即從不同的節點調控車載電網。如果調控嘗試進行得太快，那么兩個直流變壓器可能會擺動，但如果調控太慢，則存在以下危險，即低壓電網中的電壓下降太大，并且安全相關的主要部件、例如轉向裝置和/或制動器不再能夠被供應足夠的電功率。當出現臨界的、通常導致低壓電網中的突然的高負載需
求的行駛狀態時，這尤其是重要的。
[0007]EP 3 751 715 A1涉及一種用于電池系統的控制系統。在此，N相直流變壓器具有N個單相直流變壓器。不同的微控制器控制不同份額的N個單相直流變壓器。微控制器通過數據連接進行連接。在此，微控制器可以通過數據連接來同步，用以共同控制N個單相直流變壓器，其中，在另外的運行模式中，兩個份額的自動控制也可以彼此獨立地進行。
[0008]JP 2013/090519 A公開了一種電源系統，該電源系統具有多個并聯的直流變壓器，其中，應該避免由于數字控制中的同步脈沖的傳輸延遲而導致的在接通直流變壓器的各個開關元件時的差異。在此，主控制器向第一從控制器和第二從控制器輸出同步脈沖，其中，主控制器可以由于延遲時間而加速輸出。
[0009]CN 105059129 A涉及一種電動車輛中的混合電源。相應的車輛供電系統包括多個直流變壓器。能量管理模塊與多個直流變壓器和監控裝置通信。這些直流變壓器以如下方式同步，即直流變壓器在通過能量管理模塊驅動時同時切換。
技術實現思路
[0010]本專利技術的目的是，提供一種用于尤其是在高動態負載事件的情況下在低壓電網中實現更高的車載電網穩定性的可能性。
[0011]為了實現該目的，在開頭所述類型的機動車中根據本專利技術規定，直流變壓器的硬件調控器/硬件控制器通過具有至少一個通信線路的通信連接來連接，其中，硬件調控器中的至少一個硬件調控器被設計用于將對其調控運行進行描述的調控信息通過通信連接發送至另外的硬件調控器，而接收調控信息的硬件調控器被設計用于在其調控運行中考慮該調控信息。
[0012]在此，本專利技術針對性地提供隨時間高動態反應的、設置在直流變壓器中的硬件調控器，其例如可以設計為微控制器、FPGA和/或ASIC，并且可以以盡可能小的延遲對負載要求的高動態變化做出反應。在該情況下具體地可以規定，硬件調控器設計用于執行在控制層級的范圍內的預控制，其中，直流變壓器經由總線系統與能量管理控制器連接，能量管理控制器設計用于，根據經由總線系統從直流變壓器得到的數據在上級的時間尺度上預設控制策略。因此，本專利技術的核心構思是，已經在高動態的預控級別上設置在相應的硬件調控器之間的通信連接、尤其是有線的通信連接，以便在例如突然出現的負載要求或負載波動的情況下，在盡可能短的時間內實現硬件調控器的控制策略的尤其是相互的協調，使得盡可能避免振蕩/擺動過程。換言之，調控目標是，尤其是在高動態事件的情況下，例如在約1μs至10ms的時間尺度上實現相互協調的調控運行，和/或尤其是在沒有振蕩/擺動過程的情況下盡可能快速、穩定地實現低壓電網中的運行電壓。
[0013]在本專利技術的范圍內已經認識到，即使當兩個直流變壓器的控制策略——例如借助能量管理控制器——已經相互協調，但是由于尤其是在關鍵的行駛情況下可能產生負載要求的高動態性，基于最初借助硬件調控器的獨立的(預控制)運行也可能出現不期望的影響/故障情況。例如，在現有技術中已知的是，通過總線系統等將直流變壓器彼此連接和/或將直流變壓器與能量管理控制器連接，然而由于通信可能出現最大20ms、在一些情況下甚至更大的特定延遲時間。該延遲時間并不總能確保適當的反應。
[0014]因此，本專利技術提出了一種在兩個尤其是設置用于預控制的硬件調控器之間的附加
的、非常快速的、離散的且高度可用的通信連接，從而使得這些硬件調控器也在該時間尺度上不能在低壓電網上單獨地調控，而是可以相互通信。以該方式，尤其是在自動駕駛車輛中為低壓電網提供了增加的車載電網穩定性，并且因此提供更高的可用性。
[0015]在此特別有利地，硬件調控器和通信連接可以設計為，使得直到一個硬件調控器的調控信息在另外的硬件調控器中存在的持續時間短于100μs、尤其是短于50μs本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種機動車(1)，該機動車具有高壓電網(4)和低壓電網(10)以及將低壓電網(10)與高壓電網(4)連接的兩個直流變壓器(14、15)，其中，低壓電網(10)的運行電壓低于高壓電網(4)的運行電壓，直流變壓器(14、15)中的每一個均具有用于調節為低壓電網(10)的運行電壓的調控單元，直流變壓器(14、15)在空間上分離地布置在機動車(1)中，其特征在于，直流變壓器(14、15)的硬件調控器/硬件控制器(17、18)通過具有至少一個通信線路(22)的通信連接(21)來相互連接，其中，硬件調控器(17、18)中的至少一個硬件調控器被設計用于將描述其調控運行的調控信息通過通信連接(21)發送至另外的硬件調控器(17、18)，接收調控信息的硬件調控器(17、18)被設計用于在其調控運行中考慮該調控信息。2.根據權利要求1所述的機動車(1)，其特征在于，通信連接(21)——尤其是通過使用至少兩個通信線路(22)而——是雙向的。3.根據權利要求2所述的機動車(1)，其特征在于，硬件調控器(17、18)相互發送調控信息，并且分別在調控運行中考慮該調控信息。4.根據前述權利要求中任一項所述的機動車(1)，其特征在于，至少一個發送硬件調控器(17、18)被設計用于以模擬或脈寬調制的方式傳輸調控信息，和/或至少一個發送硬件調控器(17、18)被設計用于也將用于驅動相應的直流變壓器(14、15)的部件(19、20)、尤其是半導體開關的調控信號作為調控信息傳輸至另外的硬件調控器(17、18)，和/或被設計用于使用專有的傳輸協議。5.根據前述權利要求中任一項所述的機動車(1)，其特征在于，硬件調控器(17、18)形成主從架構，其中，尤其地，直流變壓器(14、15)中的滿足更高的安全要求的直流變壓器(14、15)的硬件調控器(17、18)被設計為主硬件調控器。6.根據前述權利要求中任一項所述的機動車(1)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R，
申請(專利權)人：奧迪股份公司，
類型：發明
國別省市：
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