[发明专利]用于提供催化转化器的功率供给的方法和机动车

说明书

本发明涉及一种用于提供机动车(1)的布置在排气系统(3)中的且可电加热的至少一个催化转化器(5)的功率供给的方法，其中，机动车(1)具有用于产生第一电压U₁的第一电池(8)和用于产生第二电压U₂的第二电池(9)，在直接紧接在机动车(1)内燃机(2)的起动之后的起动阶段期间借助于由第一电池(8)提供的功率P₁如此供给至少一个催化转化器(5)，即：将第一电池(8)的电压U₁施加到至少一个催化转化器(5)上，在起动阶段期间附加地借助于由第二电池(9)提供的功率P₂如此供给至少一个催化转化器(5)，即，把第二电池(9)的电压U₂借助于直流电压转换器(13)转换成电压U₁的值并施加到至少一个催化转化器(5)上。

技术领域

本发明涉及一种用于为机动车的布置在排气系统中的且可电加热的至少一个催化转化器提供功率供给的方法，其中，机动车具有用于产生第一电压U₁的第一电池和用于产生第二电压U₂的第二电池，其中，在直接紧接在机动车内燃机起动之后的起动阶段期间借助于由第一电池提供的功率P₁通过如下方式对所述至少一个催化转化器进行供给，即：将第一电池的电压U₁施加到所述至少一个催化转化器上。

背景技术

从现有技术中已知在机动车中使用可电加热的催化转化器(以下简称为eKAT)。因此，与催化转化器相关地，典型地需要将催化转化器的催化涂覆的结构或者说待净化的排气加热到确定的最低温度，因为否则的话不能有效地进行排气的净化。为了该目的，eKAT常常具有可电运行的加热片等，借助于在机动车的车载电网方存在的供给电压来供给该加热片。

在eKAT的功率供给方面的要求特别高的阶段是起动阶段(起动阶段在时间上直接紧接着机动车的内燃机的起动)，尤其是因为此时必须遵守有关有害物质排放方面的法律规定、例如排气标准EU7。因此，在整个起动阶段期间，典型地需要以eKAT的最大功率(其大致相当于eKAT的已知的运行功率P_eKAT)对eKAT进行供给。尤其是当设置奥拓发动机作为内燃机时，起动阶段可高达30秒或更长时间。在起动阶段期间，eKAT的功率供给通常借助于第一电池实现，第一电池例如为电的中压或者高压蓄能器。不可能使用内燃机来提供eKAT方为此所需的电功率或辅助第一电池，因为这样会还进一步增加内燃机的有害物质排放。

为了以便于说明和理解的方式阐述在起动阶段期间在现有技术中出现的缺点，以下示例性地考察这种情况，即，设置具有850Wh总容量的48V锂电池作为第一电池，并且设置两个eKAT，它们分别具有规定的5kW的额定功率或运行功率，其中，起动阶段具有d＝30s的持续时间。应指出的是，尽管在此为了更好的理解以明确的数字值为基础，以下阐述的理论性考察可在没有通用性限制的情况下转移到本发明上，只要相应的方面与根据本发明的教导没有显著偏差。这尤其是也适用于相应引入的符号。因此，在本示例中，对于两个催化转化器所需的功率P_eKAT，总地得到值P_eKAT＝2×5kW＝10kW，

从而得到需由第一电池提供的能量E_eKAT为

在最大可储存的总能量E₀＝850Wh的条件下，能量E_eKAT为第一电池的存储容量的十分之一。如果将eKAT视为欧姆负载，在eKAT上的电压和功率P_eKAT之间的关系可通过以下公式描述：

U²＝P_eKAT·R，

其中，R表示eKAT的电阻。

在这种考察的范围中一个重要的方面涉及的情况是：第一电池仅仅能在其荷电状态(SoC，state of charge)的确定的范围中工作并提供功率，其中，在时刻t的当前荷电状态SoC(t)定义成：