用于調(diào)整電池組電荷狀態(tài)限值的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及向車輛提供電力的電池組的運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力車輛可以包括內(nèi)燃機(jī)和向車輪提供推力的電動(dòng)機(jī)?；旌蟿?dòng)力車輛可以經(jīng)由較小排量的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，提供具有較大排量?jī)?nèi)燃機(jī)的車輛的性能和功能。在高的駕駛員要求條件期間，電動(dòng)機(jī)可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，以便可以為車輛提供類似于較大排量?jī)?nèi)燃機(jī)所提供的轉(zhuǎn)矩。然而，在當(dāng)電池電荷狀態(tài)(SOC)處于較低水平期間，電動(dòng)機(jī)可能不能夠幫助較小排量發(fā)動(dòng)機(jī)。降低在電動(dòng)機(jī)處可用轉(zhuǎn)矩量不足的可能性的一個(gè)方法是增加電池組大小，以便向電動(dòng)機(jī)提供電力的電池存儲(chǔ)更大量的電能。然而，增加額外的電池組會(huì)增加電池組成本和電池組體積。因此，在不必增加電池體積的情況下，提供附加的電荷存儲(chǔ)容量和附加的電荷酸化容量是可取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明人在此已開(kāi)發(fā)了一種用于運(yùn)行車輛的電池組的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:包括多個(gè)電池單元的電池組；以及包括非臨時(shí)性指令的控制器，其響應(yīng)于車輛質(zhì)量調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值。
[0004]通過(guò)響應(yīng)于車輛質(zhì)量調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值，提供增加電池中的存儲(chǔ)電荷，以便當(dāng)車輛質(zhì)量增加時(shí)，可以經(jīng)由電動(dòng)機(jī)推進(jìn)車輛行駛更長(zhǎng)時(shí)間段的技術(shù)結(jié)果是可能的。此外，電池放電量可以增加，以便當(dāng)車輛質(zhì)量增加時(shí)，電池可以被放電到較低的水平。以這種方式，與電池電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值未調(diào)整時(shí)的電動(dòng)機(jī)相比，推進(jìn)車輛的電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間段。進(jìn)一步地，電池組充電和放電功率可以響應(yīng)于車輛質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，以便當(dāng)車輛質(zhì)量增加時(shí)可以提供附加電機(jī)轉(zhuǎn)矩。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種運(yùn)行車輛的電池組的系統(tǒng)包括:包括多個(gè)電池單元的電池組；以及包括非臨時(shí)性指令的控制器，其響應(yīng)于影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值。
[0006]在另一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)境條件包括大氣壓力。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)境條件包括濕度。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件增大電池組充電閾值。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件減小電池組放電閾值。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件增加電池組充電能量和/或功率。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件增加電池組放電能量和/或功率。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種運(yùn)行電池組的方法。該方法包括響應(yīng)于車輛質(zhì)量調(diào)整電池組輸出和/或輸入能量和/功率的可用量。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的環(huán)境條件，調(diào)整電池組的輸出和/或輸入能量和/或功率。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，該車輛質(zhì)量包括機(jī)械聯(lián)接到該車輛的拖車的質(zhì)量。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于車輛質(zhì)量調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整電池組輸出能量和/或輸入功率的可用量包括響應(yīng)于車輛質(zhì)量減少，減少電池組輸出和/或輸入功率的可用量。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于預(yù)定時(shí)間后車輛質(zhì)量沒(méi)有變化，降低電池組輸出能量和/或輸入功率的可用量。
[0018]本說(shuō)明書(shū)可以提供若干優(yōu)點(diǎn)。具體地，該方案提供增加由電機(jī)輸送到車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的能量和/或功率的量的方法。進(jìn)一步地，高載荷車輛可以在電池SOC窗口被擴(kuò)展的較高負(fù)荷下運(yùn)行；然而，當(dāng)高載荷車輛在較低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，SOC窗口擴(kuò)展可以減少，以便可以延長(zhǎng)電池壽命。更進(jìn)一步地，該方案還提高在車輛質(zhì)量增加時(shí)的電池充電和放電速率。
[0019]當(dāng)單獨(dú)或連同附圖時(shí)，從如下的【具體實(shí)施方式】容易理解本說(shuō)明書(shū)的上述優(yōu)點(diǎn)以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是以簡(jiǎn)化形式介紹本發(fā)明的一些概念，其將在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由隨附【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一限定。而且，所要求保護(hù)的主題不限于解決上述或在本公開(kāi)的任何部分中所提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1示出車輛電池組的示意圖；
[0022]圖2示出車輛中車輛電池組的示意圖；
[0023]圖3示出示例性電池組運(yùn)行順序；以及
[0024]圖4和圖5示出調(diào)整電池組電荷狀態(tài)限值的方法的流程圖；以及
[0025]圖6A和圖6B示出示例性電池組電荷狀態(tài)窗口。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本描述與調(diào)整電池組SOC限值相關(guān)。車輛電池組可以包括被包括在圖1的描述中的特征和器件。如圖2所示，車輛電池組可以被安置在車輛中。當(dāng)圖4的方法被包括在圖1和圖2的系統(tǒng)中時(shí)，該電池組可以提供如圖3所示的運(yùn)行順序。圖4描述SOC窗口以及當(dāng)SOC限值被調(diào)整時(shí)，如何影響電池運(yùn)行。
[0027]現(xiàn)參照?qǐng)D1，其示出示例性電池組100。電池組100包括由多個(gè)電池單元103組成的電池單元堆棧102。電池組100可以由風(fēng)扇112被空氣冷卻，或可選擇地，經(jīng)由可選的冷卻液電路104和泵105被液體冷卻。電池單元103可以是鋰離子、鎳鎘或其它已知的化學(xué)物質(zhì)。電池單元103可以串聯(lián)和/或并聯(lián)電連接。串聯(lián)電連接的電池單元增加電池組輸出電壓。并聯(lián)電連接的電池單元增加電池容量或安培-小時(shí)額定值。電池組溫度可以經(jīng)由電池組溫度傳感器108感測(cè)或測(cè)量。在某些示例中，可以為每個(gè)/若干個(gè)電池單元103提供電池溫度傳感器。
[0028]電池風(fēng)扇112和/或泵105可以響應(yīng)于電池組溫度傳感器108被選擇性啟用和停用。進(jìn)一步地，電池風(fēng)扇112和/或泵105的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以響應(yīng)于電池組溫度傳感器108而被改變。例如，如果電池組溫度正接近高溫閾值，可以增大電池風(fēng)扇112和/或泵105的速度?？蛇x擇地，如果電池組溫度在降低并正接近較低溫度閾值，可以降低電池風(fēng)扇112和/或泵105的速度。
[0029]在電池組100處于較低溫度的條件期間，電池組加熱元件122可以被啟用，以提高電池組100的溫度。在一個(gè)示例中，如果電池溫度傳感器108指示低的電池溫度，加熱元件122可以被啟用以提高電池溫度，以便可以增加電池效率。
[0030]電池組100還包括電池控制器130，其包括輸入端和輸出端132。電池控制器130還包括用于存儲(chǔ)可執(zhí)行指令的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器或只讀存儲(chǔ)器134。電池控制器130還包括用于存儲(chǔ)變量和指令的易失性存儲(chǔ)器136。電池控制器130還包括與易失性存儲(chǔ)器136、只讀存儲(chǔ)器134以及輸入端和輸出端132電連通的中央處理單元138。輸入端和輸出端132與電池組傳感器和致動(dòng)器(例如，溫度傳感器108)電連通。電池控制器130與用于指示電池組退化的用戶顯示器或燈150電連通。電池控制器130還可以經(jīng)由限制通過(guò)電流限制器件145 (例如，晶體管、晶閘管、FET、MOSFET等)的電流限制電池組輸出功率。在某些示例中，電池組100可以包括濕度傳感器146和大氣壓力傳感器147?？蛇x擇地，電池組100可以從車輛控制器接收大氣壓力和濕度。電池控制器130還可以與其他車輛控制器(例如動(dòng)力總成控制器、推進(jìn)電機(jī)控制器、變速器控制器等)通信。電池控制器可以向其他控制器傳送SOC限值以限制電池輸出功率。
[0031]現(xiàn)參照?qǐng)D2，其示出電池組100可以被包括在內(nèi)的示例車輛202。車輛202可以包括推進(jìn)車輛202的電機(jī)206和車輛控制器204。車輛控制器204響應(yīng)于車輛狀況和駕駛員要求轉(zhuǎn)矩控制電機(jī)206。電機(jī)206經(jīng)由電池組100被提供功率。在某些示例中，車輛控制器204可以控制電機(jī)206和可選的內(nèi)燃機(jī)225。
[0032]車輛控制器204還包括輸入端和輸出端232。車輛控制器204還包括用于存儲(chǔ)可執(zhí)行指令的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器或只讀存儲(chǔ)器234。車輛控制器230還包括用于存儲(chǔ)變量和指令的易失性存儲(chǔ)器236。車輛控制器230還包括與易失性存儲(chǔ)器236、只讀存儲(chǔ)器234以及輸入端和輸出端232電連通的中央處理單元238。例如，輸入端和輸出端232經(jīng)由CAN總線與電池組控制器130電連通。
[0033]因此，圖1和圖2的系統(tǒng)提供一種用于運(yùn)行車輛電池組的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:包括多個(gè)電池單元的電池組；以及包括非臨時(shí)性指令的控制器，其響應(yīng)于車輛質(zhì)量調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值。該系統(tǒng)包括所述車輛質(zhì)量包括車輛貨物和乘客的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括所述車輛質(zhì)量包括機(jī)械聯(lián)接到該車輛的拖車的質(zhì)量的系統(tǒng)。
[0034]在某些示例中，該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)包括提高電池組電荷狀態(tài)電池充電最大閾值的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)包括降低電池組電荷狀態(tài)電池放電最小閾值的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)包括響應(yīng)于車輛質(zhì)量增加而增加電池組充電能量和/或功率的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)包括響應(yīng)于車輛質(zhì)量增加而增加電池組放電能量和/或功率的系統(tǒng)。
[0035]在另一個(gè)示例中，圖1和圖2的系統(tǒng)提供一種用于運(yùn)行車輛電池組的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:包括多個(gè)電池單元的電池組；以及包括非臨時(shí)性指令的控制器，其響應(yīng)于影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值。所述環(huán)境條件包括大氣壓力。所述環(huán)境條件包括濕度。
[0036]該系統(tǒng)還包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件而增加電池組電荷狀態(tài)電池充電最大閾值的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件而減少電池組電荷狀態(tài)電池放電最小閾值的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包括響應(yīng)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率的環(huán)境條件而增加電池組充電能量和/或功率的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)整電池組電荷狀態(tài)運(yùn)行閾值包