用于開發(fā)并且測(cè)試混合能量存儲(chǔ)器的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于開發(fā)，優(yōu)化和/或測(cè)試混合能量存儲(chǔ)器的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于開發(fā)，優(yōu)化和/或測(cè)試混合能量存儲(chǔ)器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)動(dòng)車的情況下越來越多地使用混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)?！盎旌夏芰看鎯?chǔ)器”理解為具有優(yōu)選不同特性的至少兩個(gè)存儲(chǔ)器的組合?；旌夏芰看鎯?chǔ)器系統(tǒng)具有該優(yōu)點(diǎn)，這可以更好地設(shè)計(jì)并且優(yōu)化行駛操作中的不同功率要求。如此在混合能量存儲(chǔ)器中例如具有更高能量密度或者存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)器中可以與具有更高功率密度的存儲(chǔ)器組合。具有更高能量密度或者存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)汽車的大有效距離；相反具有更高功率密度的存儲(chǔ)器通常接受短時(shí)高能量流，短時(shí)高能量流例如在回收過程的情況下在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。
[0003]在這種混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的開發(fā)的情況下存在該困難，通過選擇對(duì)于行駛操作中的不同要求的適合的參數(shù)對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)控制并且設(shè)計(jì)。
[0004]混合存儲(chǔ)器的智能位于單獨(dú)能量存儲(chǔ)器之間的功率電子設(shè)備的控制中。通過控制裝置決定，從哪個(gè)能量存儲(chǔ)器提取由行駛操作接收的能量，并且在哪個(gè)能量存儲(chǔ)器存儲(chǔ)由行駛操作釋放的能量。控制能量存儲(chǔ)器之間的能量流的功率電子設(shè)備接著對(duì)應(yīng)地由控制裝置控制。功率電子設(shè)備的優(yōu)選控制可以例如是，汽車的操作實(shí)現(xiàn)能量效率測(cè)試，和/或通過其壽命較小停止能量存儲(chǔ)器的有效功率的損耗。
[0005]控制裝置的布設(shè)通常根據(jù)使用的能量存儲(chǔ)器和其布設(shè)以及根據(jù)汽車特定的行駛操作的要求，使得在許多汽車變化的情況下要求，對(duì)于不同變化分別確定控制混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的功率電子設(shè)備的最優(yōu)布設(shè)。更糟的是，能量存儲(chǔ)器的特性通常隨著操作狀態(tài)動(dòng)態(tài)變化。例如還取決于充電的數(shù)量和類型并且放電過程的具有其老化狀態(tài)的能量存儲(chǔ)器的有效功率變化，其又由行駛操作要求并且能量流的控制的布設(shè)影響。
[0006]現(xiàn)實(shí)中為開發(fā)混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)已知附加物，通過具有測(cè)試汽車的測(cè)試行駛研宄功率電子設(shè)備的控制和對(duì)能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的影響。但是這種附加物非常高成本并且花時(shí)間一般測(cè)試不同布設(shè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供改進(jìn)的可能性，以便于避免用于開發(fā)并且測(cè)試混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的常見的附加物的缺點(diǎn)。本發(fā)明的任務(wù)尤其為，提供用于開發(fā)，優(yōu)化并且測(cè)試混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，借助于它們可快速并且成本高效地確定混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的盡可能優(yōu)化的布設(shè)。
[0008]這個(gè)任務(wù)通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的用于開發(fā)，優(yōu)化和/或測(cè)試混合能量存儲(chǔ)器的系統(tǒng)和方法來解決。本發(fā)明的有利實(shí)施形式和應(yīng)用是從屬權(quán)利要求的主題并且在下面的描述中部分參考附圖詳細(xì)描述。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一般觀點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)置有測(cè)試布置，其中行駛操作的能量消耗和/或行駛操作的能量產(chǎn)生以及混合能量存儲(chǔ)器的行為分別提高模擬器如此模仿，使得其可以以功率電子設(shè)備并且以真正的電流測(cè)試。
[0010]測(cè)試布置對(duì)此包括行駛操作模擬器，其設(shè)計(jì)成，模擬機(jī)動(dòng)車的行駛操作的能量消耗和/或能量產(chǎn)生。行駛操作模擬器可以例如用控制的功率電子設(shè)備模擬，接著還稱為DC源/沉降，其對(duì)應(yīng)于行駛操作模型如此控制，使得DC源/沉降對(duì)應(yīng)于行駛操作的能量消耗接收能量流或者電流并且對(duì)應(yīng)于行駛操作的能量產(chǎn)生釋放能量流或者電流。備選地行駛操作模擬器還可以通過相對(duì)負(fù)載機(jī)器操作的“真正”行駛驅(qū)動(dòng)形成，例如在試驗(yàn)臺(tái)上。在此負(fù)載機(jī)器如此設(shè)計(jì)，使得其通常模仿行駛操作的負(fù)載并且還可以如此操作，可以表示能量產(chǎn)生的過程，例如回收過程。
[0011]測(cè)試布置還包括混合能量存儲(chǔ)器的模擬器，其與行駛操作模擬器相連用于能量接收和/或能量釋放?；旌夏芰看鎯?chǔ)器的模擬器因此設(shè)計(jì)成，為滿足行駛操作模擬器的能量消耗釋放能量或者電流并且接收由行駛操作模擬器產(chǎn)生的能量或者電流。
[0012]混合能量存儲(chǔ)器的模擬器在此包括第一能量存儲(chǔ)模擬器和至少一個(gè)第二能量存儲(chǔ)模擬器用于模仿具有至少兩個(gè)能量存儲(chǔ)器的混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)。此外設(shè)置功率電子單元，借助于功率電子單元能量可輸送到第一和至少第二能量存儲(chǔ)模擬器并且借助于功率電子單元能量從第一并且第二能量存儲(chǔ)模擬器提取。
[0013]第一能量存儲(chǔ)模擬器，至少一個(gè)第二能量存儲(chǔ)模擬器和功率電子設(shè)備因此模仿混合能量存儲(chǔ)器并且可以用真正的能量流或者電流操作并且測(cè)試。
[0014]本發(fā)明的尤其優(yōu)點(diǎn)還在于，能量存儲(chǔ)模擬器分別設(shè)計(jì)成，通過改變能量存儲(chǔ)器參數(shù)模擬不同類別的能量存儲(chǔ)器，即不同種類的能量存儲(chǔ)器，并且不同操作狀態(tài)的能量存儲(chǔ)器。
[0015]對(duì)此能量存儲(chǔ)器參數(shù)可以包括能量存儲(chǔ)器的下列參數(shù)的至少一個(gè):能量存儲(chǔ)器的能量密度，功率密度，存儲(chǔ)容量和/或充電狀態(tài)(SoC)。通過改變這些參數(shù)可以模仿不同類別的能量存儲(chǔ)器和/或不同操作狀態(tài)，例如不同一類確定的能量存儲(chǔ)器的老化狀態(tài)。
[0016]此外設(shè)置控制設(shè)備，其設(shè)計(jì)成，如此控制功率電子單元，使得功率電子單元的控制設(shè)備規(guī)定，從哪個(gè)能量存儲(chǔ)模擬器提供能量用于行駛操作模擬器和/或在哪個(gè)能量存儲(chǔ)模擬器中存儲(chǔ)行駛操作模擬器產(chǎn)生的能量。對(duì)此控制設(shè)備同樣可設(shè)計(jì)成，例如通過改變控制參數(shù)或通?？刂圃O(shè)備的布設(shè)執(zhí)行不同控制方法。
[0017]系統(tǒng)還包括模擬裝置，其設(shè)計(jì)成，模擬對(duì)于控制設(shè)備的不同設(shè)備和/或不同能量存儲(chǔ)器參數(shù)的測(cè)試布置的操作。
[0018]因此本發(fā)明的特別的優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用能量存儲(chǔ)模擬器混合能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)中不同能量存儲(chǔ)器類別和/或能量存儲(chǔ)器的不同操作狀態(tài)的組合可以通過合適地參數(shù)化能量存儲(chǔ)模擬器來模仿并且可以通過模擬通過使用真正的電流連同要優(yōu)化的功率電子設(shè)備和控制設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。此外行駛操作模擬器可實(shí)現(xiàn)模仿行駛操作的不同負(fù)載要求，例如不同行駛阻力并且還有在控制測(cè)試環(huán)境中不同回收過程，以便于達(dá)到混合能量存儲(chǔ)器的可比較的測(cè)試結(jié)果。此外可實(shí)現(xiàn)測(cè)試測(cè)試系統(tǒng)，用于控制功率電子設(shè)備的不同控制方法，其方式為在控制裝置中改變不同測(cè)試操作的設(shè)計(jì)的控制方法。
[0019]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例第一能量存儲(chǔ)模擬器和/或至少一個(gè)第二能量存儲(chǔ)模擬器包括可控DC源/沉降。可以塑造給定電壓特性和電流的可編程電壓電流源在現(xiàn)有技術(shù)中已知。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式DC源/沉降的控制借助于存放的能量存儲(chǔ)器模型實(shí)現(xiàn)。能量存儲(chǔ)器模型模型化確定能量存儲(chǔ)器的特性和行為?？刂蒲b置根據(jù)能量存儲(chǔ)器模型實(shí)時(shí)控制DC源/沉降。
[0020]換句話說在這種能量存儲(chǔ)器模擬的情況下形成DC源/沉降的功率電子設(shè)備由實(shí)時(shí)控制裝置如此控制，使得該功率電子設(shè)備在其DC-接線端在電流和電壓上如確定的能量存儲(chǔ)器一樣表現(xiàn)。對(duì)此測(cè)量在功率電子設(shè)備的DC-接線端上的電流和必要的話另外的量并且由控制裝置作為所屬模擬的能量存儲(chǔ)器的存放的能量存儲(chǔ)器模型的輸入量使用。根據(jù)存放的能量存儲(chǔ)器模型和測(cè)量的電流值和必要的話另外的測(cè)量量然后模擬的能量存儲(chǔ)器對(duì)測(cè)量的模擬的充電或放電過程的反應(yīng)可以以可控DC源/沉降上的DC-接線端電壓的額定值的形式預(yù)先給出。以這種方式可以模擬不同存儲(chǔ)器類型，即存儲(chǔ)器類別，以及確定的存儲(chǔ)器的不同布設(shè)。模擬的能量存儲(chǔ)器的參數(shù)因此可簡(jiǎn)單并且快速改變。
[0021]可控DC源/沉降和具有存放的能量存儲(chǔ)器模型的DC源/沉降的控制裝置可以集成在結(jié)構(gòu)單元中。
[0022]在本發(fā)明的范圍中還存在該可能性，能量存儲(chǔ)模擬器的功能性分布式布置。根據(jù)這個(gè)擴(kuò)展方案形式的另外的有利變型設(shè)置計(jì)算機(jī)，其中混合能