車輛電池功率傳遞限制管理系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及車輛高電壓功率源的功率流管理。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動車輛或混合動力電動車輛中使用的電池如同任何電池一樣具有有限的功率傳遞能力。超過特定限制的功率傳遞會是不可取的。將充電和放電電流限制為小于全部電池功率傳遞能力可延長電池使用壽命。適當(dāng)?shù)南拗埔部赡苁艿杰囕v操作狀況的影響。電池功率傳遞限制還可操作為約束需要較高級別的功率傳遞的車輛性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在至少一個實施例中，一種車輛包括動力傳動系統(tǒng)和牽引電池，其中，所述動力傳動系統(tǒng)包括電機。所述車輛還包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為:在傳動裝置換檔事件期間，使得電機吸收扭矩。吸收扭矩使得根據(jù)定義充電限制的預(yù)定功率傳遞調(diào)度(power transfer schedule)來利用由電機產(chǎn)生的電流給電池充電。所述控制器還被配置為允許電流在特定情況下超出充電限制長達(dá)預(yù)定持續(xù)時間。
[0004]在至少一個實施例中，一種車輛包括動力傳動系統(tǒng)和牽引電池，其中，所述動力傳動系統(tǒng)包括電機。所述車輛還包括控制器，所述控制器被配置為:根據(jù)預(yù)定充電和放電功率傳遞限制來限制電池的充電電流和放電電流。所述控制器還被配置為:響應(yīng)于電池的至少一種狀況的改變來降低限制，并允許在傳動裝置換檔事件或發(fā)動機起動事件期間電流超出相應(yīng)的降低的限制。
[0005]在進(jìn)一步的實施例中，在電池至少一種狀況的改變可包括電池溫度的改變和電池荷電狀態(tài)的改變。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述預(yù)定充電和放電功率傳遞限制可包括基于與電池的健康狀態(tài)關(guān)聯(lián)的功率傳遞閾值的慢充電限制和慢放電限制。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，至少一種狀況的改變可包括電池的溫度落在預(yù)定溫度范圍之外。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，至少一種狀況的改變可包括電池的荷電狀態(tài)落在預(yù)定荷電狀態(tài)范圍之外。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在發(fā)動機起動事件期間的放電電流的大小足以驅(qū)動電機來起動發(fā)動機。
[0010]在至少一個實施例中，提供一種控制動力傳動系統(tǒng)的方法，其中，所述動力傳動系統(tǒng)具有電機，所述方法包括:根據(jù)基于電池的溫度和荷電狀態(tài)的功率傳遞調(diào)度來限制在電機與電池之間的功率傳遞。所述方法還包括:在傳動裝置換檔期間，允許從電機到電池的功率傳遞超出功率傳遞調(diào)度。此外，所述方法包括:在發(fā)動機起動事件期間，允許從電池到電機的功率傳遞超出功率傳遞調(diào)度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還可包括:使用電機施加阻力式扭矩以在電機產(chǎn)生動力，來調(diào)節(jié)動力傳動系統(tǒng)輸出的扭矩。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可使用由電池供應(yīng)的電力驅(qū)動的電機的輸出扭矩來起動發(fā)動機。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，允許到電池的功率傳遞和來自電池的功率傳遞大于功率傳遞調(diào)度可被限于預(yù)定持續(xù)時間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還可包括:響應(yīng)于電池溫度改變?yōu)樵陬A(yù)定溫度范圍之外的值來降低可允許的功率傳遞。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還可包括:響應(yīng)于電池荷電狀態(tài)改變?yōu)樵陬A(yù)定荷電狀態(tài)范圍之外的值來降低可允許的功率傳遞。
【附圖說明】
[0016]圖1是混合動力電動車輛的示意圖；
[0017]圖2是與管理電池功率傳遞的方法相應(yīng)的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細(xì)實施例；然而，將理解的是，所公開的實施例僅僅是本發(fā)明的示例，其中，本發(fā)明可以以各種替代形式來實現(xiàn)。附圖無需按比例繪制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為具有限制性，而僅僅是用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0019]參照圖1，根據(jù)本公開的實施例示出了混合動力電動車輛(HEV)1的示意圖。圖1示出多個車輛組件之間的代表性關(guān)系。車輛內(nèi)的組件的物理布局和方向可變化。車輛10包括動力傳動系統(tǒng)12。動力傳動系統(tǒng)12包括驅(qū)動傳動裝置16的發(fā)動機14。如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，傳動裝置16包括電機(諸如，電動機/發(fā)電機(M/G)18)、關(guān)聯(lián)的牽引電池20、變矩器22和多階梯傳動比自動變速器(或，變速箱24)。
[0020]發(fā)動機14和M/G 18都能夠給HEV 10提供動力。發(fā)動機14通常代表可包括內(nèi)燃發(fā)動機(諸如，汽油、柴油或天然氣動力發(fā)動機)的動力源或燃料電池。當(dāng)在發(fā)動機14與M/G 18之間的分離離合器26至少部分地接合時，發(fā)動機14產(chǎn)生發(fā)動機功率和供給M/G 18的相應(yīng)的發(fā)動機扭矩。M/G 18可由多種類型的電機中的任意一個來實現(xiàn)。例如，M/G 18可為永磁同步電動機。如下面將描述的，電力電子設(shè)備28調(diào)整由電池20提供以滿足M/G 18的要求的直流(DC)電力。例如，電力電子設(shè)備可向M/G 18提供三相交流電(AC)。
[0021]發(fā)動機14還可被結(jié)合到渦輪增壓器46以提供進(jìn)氣口壓力增加，或者“增壓”以將更大體積的空氣推入發(fā)動機14的燃燒室。與由渦輪增壓器46提供給發(fā)動機14的增加的氣壓相關(guān)，可獲得在燃料燃燒率上的相應(yīng)增加。附加的氣壓增加因此使得發(fā)動機14能夠?qū)崿F(xiàn)附加的輸出功率，從而增加發(fā)動機扭矩。
[0022]變速箱24可包括齒輪組(未示出)，其中，所述齒輪組通過摩擦部件(諸如，離合器和制動器(未示出))的選擇性接合來選擇性以不同齒輪比進(jìn)行布置，以建立期望的多個離散傳動比或階梯傳動比。所述摩擦部件通過換檔調(diào)度可控，其中，所述換檔調(diào)度連接和斷開齒輪組的特定部件，以控制變速器輸出軸38與變速器輸入軸34的之間的比率。變速箱24最終向輸出軸38提供動力傳動系統(tǒng)輸出扭矩。
[0023]如在圖1的代表性實施例中進(jìn)一步示出的，輸出軸38連接到差速器40。差速器40經(jīng)由連接到差速器40的相應(yīng)車軸44來驅(qū)動一對車輪42。差速器在允許輕微速度差時(諸如，在車輛轉(zhuǎn)彎時)傳輸分配給每個車輪42的扭矩。不同類型的差速器或類似裝置可被用于將來自動力傳動系統(tǒng)的扭矩分配到一個或更多個車輪。在一些應(yīng)用中，例如，扭矩分配可根據(jù)特定操作模式或狀況而變化。
[0024]車輛10還包括主制動系統(tǒng)54。所述主制動系統(tǒng)可包括適合于通過附著到固定在車輛的轉(zhuǎn)子的固定襯墊來選擇性地施加壓力的摩擦制動器。在襯墊與轉(zhuǎn)子之間施加的壓力產(chǎn)生摩擦以抵抗車輛車輪42的旋轉(zhuǎn)，從而能夠減慢車輛10的速度。
[0025]當(dāng)分離離合器26至少部分接合時，從發(fā)動機14到M/G 18的功率流或從M/G 18到發(fā)動機14的功率流是可能的。例如，當(dāng)分離離合器26接合時，M/G 18可作為發(fā)電機進(jìn)行操作，以將由曲軸30通過Μ/G軸32提供的轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為電能以存儲在電池20中。如下面更詳細(xì)地討論的，通過能量再生對軸施加的轉(zhuǎn)動阻力可被用作降低車速的制動。分離離合器26還可被脫離接合，以使得發(fā)動機14與動力傳動系統(tǒng)12的其余部分脫離結(jié)合，使得M/G 18可作為車輛10的單獨驅(qū)動源進(jìn)行操作。
[0026]動力傳動系統(tǒng)12的操作狀態(tài)可由至少一個控制器命令。盡管以單一控制器(諸如，車輛系統(tǒng)控制器(VSC)48)作為示例進(jìn)行示出，但是可存在包括多個控制器的更大的控制系統(tǒng)。單獨的控制器(或控制系統(tǒng))可受到整個車輛10的各種其他控制器的影響?？杀话ㄔ诖硇訴SC 48內(nèi)的示例性控制器包括傳動裝置控制模塊(TCM)、制動系統(tǒng)控制模塊(BSCM)、高壓電池能量控制模塊(BECM)以及相連通的負(fù)責(zé)各種車輛功能的其他控制器。所述至少一個控制器可被統(tǒng)稱為“控制器”，所述“控制器”響應(yīng)于來自各種傳感器的信號來命令各種致動器。VSC 48的響應(yīng)可用于命令或影響多個車輛功能(諸如，啟動/停止發(fā)動機
14、操作M/G 18以提供車輪扭矩或給牽引電池20再充電、選擇或調(diào)度傳動裝置換檔等)。VSC 48還可包括與各種類型的計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)進(jìn)行通信的微處理器或中央處理器(CPU)。例如，計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)可包括例如只讀存儲器(R0M)、隨機存取存儲器(RAM)以及不失效存儲器(keep-alive memory, KAM)形式的易失性和非易失性存儲器。KAM為可用于在CPU掉電時存儲各種操作變量的永久性的或非易失性的存儲器。計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)可使用任意若干