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1. WO2022008413 - METHOD FOR OPERATING AN ELECTRIC DRIVE SYSTEM

Publication Number WO/2022/008413
Publication Date 13.01.2022
International Application No. PCT/EP2021/068461
International Filing Date 05.07.2021
IPC
B60L 15/20 2006.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
60VEHICLES IN GENERAL
LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
15Methods, circuits or devices for controlling the propulsion of electrically-propelled vehicles, e.g. their traction-motor speed, to achieve a desired performance; Adaptation of control equipment on electrically-propelled vehicles for remote actuation from a stationary place, from alternative parts of the vehicle or from alternative vehicles of the same vehicle train
20for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
B60L 50/75 2019.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
60VEHICLES IN GENERAL
LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
50Electric propulsion with power supplied within the vehicle
50using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
75using propulsion power supplied by both fuel cells and batteries
B60L 58/13 2019.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
60VEHICLES IN GENERAL
LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
58Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
10for monitoring or controlling batteries
12responding to state of charge
13Maintaining the SoC within a determined range
B60L 58/40 2019.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
60VEHICLES IN GENERAL
LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
58Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
40for controlling a combination of batteries and fuel cells
Applicants
  • CELLCENTRIC GMBH & CO. KG [DE]/[DE]
Inventors
  • GEHRING, Ottmar
  • BALLARIN, Christian
  • MAUS, Steffen
Agents
  • WALLINGER RICKER SCHLOTTER TOSTMANN PATENT-UND RECHTSANWÄLTE
Priority Data
10 2020 004 102.708.07.2020DE
Publication Language German (de)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES ELEKTRISCHEN ANTRIEBSSYSTEMS
(EN) METHOD FOR OPERATING AN ELECTRIC DRIVE SYSTEM
(FR) PROCÉDÉ POUR FAIRE FONCTIONNER UN SYSTÈME D’ENTRAÎNEMENT ÉLECTRIQUE
Abstract
(DE) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs (2) mit Pufferbatterie (2.8) und Brennstoffzelle (2.6) zum Bereitstellen von elektrischer Antriebsleistung. Dabei werden Streckendaten ermittelt und danach, basierend auf diesen Streckendaten, Verbrauchsdaten prognostiziert. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Betriebs der Brennstoffzelle (2.6) basierend auf den prognostizierten Verbrauchsdaten ein Gesamtenergiebedarf für die Strecke prognostiziert wird, wonach eine mittlere Brennstoffzellenleistung ermittelt wird, welche benötigt wird, um zusammen mit der zum Startzeitpunkt der Strecke in der Pufferbatterie (2.8) gespeicherten Energie den Gesamtenergiebedarf über eine konstante Leistungstrajektorie für die Brennstoffzelle (2.6) festzulegen. Danach erfolgt eine Prüfung, ob beim Abfahren der Strecke mit der Leistungstrajektorie Grenzwerte der Pufferbatterie (2.8) verletzt werden: falls kein Grenzwert verletzt wird, erfolgt der Betrieb der Brennstoffzelle (2.6) mit der festgelegten Leistungstrajektorie; falls ein Grenzwert verletzt wird, dann wird im Bereich der Verletzung des Grenzwerts die Leistung der Brennstoffzelle (2.6) verändert, und in der Folge angepasst, um über die Gesamtstrecke wieder die mittlere Brennstoffzellenleistung zu erreichen, womit eine neue Leistungstrajektorie festgelegt wird. Danach wird die Prüfung mit der neuen Leistungstrajektorie erneut durchlaufen, solange bis eine Leistungstrajektorie ohne Verletzung von Grenzwerten der Pufferbatterie (2.6) ermittelt wurde, nach welcher dann der Betrieb der Brennstoffzelle (2.6) erfolgt.
(EN) The invention relates to a method for operating an electrical drive system of a motor vehicle (2) having a buffer battery (2.8) and a fuel cell (2.6) for providing electrical drive power. In the method, route data is determined and then consumption data is predicted on the basis of said route data. The invention is characterised in that, to optimise the operation of the fuel cell (2.6), a total energy requirement for the route is predicted on the basis of the predicted consumption data, after which an average fuel cell power is determined, which is needed, together with the energy stored in the buffer battery (2.8) at the start of the route, to define the total energy requirement over a constant power trajectory for the fuel cell (2.6). A check is then carried out as to whether limit values of the buffer battery (2.8) are violated while following the route with the power trajectory: If no limit value is violated, the fuel cell (2.6) is operated with the defined power trajectory; if a limit value is violated, the power of the fuel cell (2.6) is changed in the region of the violation of the limit value and then adjusted in order to achieve the average fuel cell power again over the total route, whereby a new power trajectory is defined. The check is then carried out again with the new power trajectory until a power trajectory without violation of limit values of the buffer battery (2.6) has been determined, according to which the fuel cell (2.6) is then operated.
(FR) L’invention concerne un procédé pour faire fonctionner un système d’entraînement électrique d’un véhicule automobile (2) comprenant une batterie tampon (2.8) et une pile à combustible (2.6) pour fournir une puissance d’entraînement électrique. Des données de trajet sont déterminées, puis des données de consommation sont pronostiquées en fonction de ces données de trajet. Cette invention est caractérisée en ce que pour optimiser le fonctionnement de la pile à combustible (2.6), un besoin énergétique total est pronostiqué pour le trajet sur la base des données de consommation pronostiquées. Puis, le procédé consiste à déterminer une puissance moyenne de pile à combustible qui est nécessaire pour établir, avec l’énergie stockée dans la batterie tampon (2.8) au début du trajet, le besoin énergétique total sur une courbe de puissance constante pour la pile à combustible (2.6). Puis, le procédé consiste à vérifier si, lors du trajet selon la courbe de puissance, des valeurs seuil de la batterie tampon (2.8) sont dépassées ; si aucune valeur seuil n’est dépassée, le fonctionnement de la pile à combustible (2.6) est assuré selon la courbe de puissance établie ; si une valeur seuil est dépassée, la puissance de la pile à combustible (2.6) est modifiée dans la gamme de dépassement de la valeur seuil, puis adaptée pour atteindre à nouveau la puissance moyenne de pile à combustible sur le trajet total, une nouvelle courbe de puissance étant établie. Puis, une vérification est effectuée avec cette nouvelle courbe de puissance jusqu’à ce qu’une courbe de puissance soit établie sans dépassement des valeurs seuil de la batterie tampon (2.6), selon laquelle le fonctionnement de la pile à combustible (2.6) est assuré.
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