具有三种模式耗尽策略的混合动力传动系及其操作方法技术

一种用于推进车辆的混合动力传动系，车辆包括发动机和操作性地连接到发动机的能量存储系统。发动机和能量存储系统可操作为提供用于推进车辆的功率。控制系统操作性地连接到发动机和能量存储系统且配置为执行存储的算法，所述存储的算法确定能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量。基于能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量控制系统命令运行在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的一个。

【技术实现步骤摘要】
具有三种模式耗尽策略的混合动力传动系及其操作方法
本专利技术通常包括用于车辆的混合动力传动系和用于控制混合动力传动系的方法。
技术介绍
混合动力电动车通过利用内燃发动机和一个或多个电动机/发电机提供减小的燃料消耗，如通过车载控制器命令的，所述车载控制器被编程为在不同驾驶条件下改变发动机和电动机/发电机每一个的使用，以实现峰值效率。增程式电动车是混合动力电动车，其被设计为在驾驶器件能量存储系统(ESS)耗尽时提供一致的仅电驱动性能。ESS通常是用于混合动力电动车的电池或电池组。因为在放电期间由于ESS中开路电压和电池电阻的变化，ESS功率容量根据ESS电荷状态的变化，所以ESS必须大小设置为满足最小电荷状态和最低温度下的功率需求，在该最小电荷状态和最低温度下期望的是车辆能运行在仅电运行模式。由于这种大小设置策略，ESS和电驱动功率容量的水平的保险设计(overdesign)大部分取决于电池组的电压和电阻的变化量。用于增加的仅电运行范围的车辆设计可以使用能量密集电池，其易于使得在电池放电循环中增加电压变化，且具有更高的电阻。
技术实现思路
一种用于推进车辆的混合动力传动系，车辆包括发动机和操作性地连接到发动机的能量存储系统。发动机和能量存储系统可操作为提供用于推进车辆的功率。控制系统操作性地连接到发动机和能量存储系统且配置为执行存储的算法，所述存储的算法确定能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量。基于能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量控制系统命令运行在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的一个。第一运行模式是仅电运行模式，其中发动机关闭且仅用来自电池的功率推进车辆。第二运行模式是电荷耗尽运行模式，其中来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时发动机按照需要开动以增加用于推进车辆的功率。第三运行模式是电荷维持运行模式，其中来自能量存储系统的功率推进车辆，在能量存储系统的功率能力不足以提供预定功率水平时发动机按照需要开动以增加用于推进车辆的功率。系统允许发动机在第三运行模式中开动以便在驱动的各种点增加去往能量存储系统的能量，以根据时间平均的基准维持能量存储系统的能量储备。如果预定运行限制条件满足，则第二和第三运行模式允许在发动机关闭的情况下驱动短的持续时间和/或允许低驱动功率条件。控制系统执行运行混合动力车辆的方法。本文公开的混合动力传动系和方法提供与已知的增程式电动车基本上相同的仅电驱动行为、仅电范围和石油排量，同时降低ESS功率要求、潜在地降低ESS成本、质量和体积且实现密集型电池化学能量的使用。混合动力传动系提供仅电运行模式中的仅电驱动过程，但是还在电荷耗尽运行模式中提供相似的仅电感觉，因为发动机速度保持相对较低以维持平稳安静的加速。混合动力传动系使得发动机使用最小化，同时经由更高能量容量单元实现增加的仅电行程。可以在ESS的许多温度和电荷状态下获得一致的车辆性能。本专利技术提供一种用于推进车辆的混合动力传动系，包括:发动机；能量存储系统，操作性地连接到发动机；其中发动机和能量存储系统能操作为用于提供功率，以推进车辆；控制系统，操作性地连接到发动机和能量存储系统且配置为执行存储的算法，所述存储的算法能:确定能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量；和基于能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量命令运行在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的一个，其中在第一运行模式，发动机关闭，且仅用来自能量存储系统的功率推进车辆；其中在第二运行模式，来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时，发动机开动以增加用于推进车辆的功率；和其中在第三运行模式，来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时发动机开动，以增加用于推进车辆的功率，且在能量存储系统的剩余能量小于所需能量储备时发动机开动，以增加去往能量存储系统的能量。在所述的混合动力传动系中，在第二运行模式中发动机被控制为以第一速度范围运行，且在第三运行模式中以比第一速度范围更高的第二速度范围运行。在所述的混合动力传动系中，混合动力传动系具有多个司机可选择性能模式；和其中存储的算法能:确定已经选择了哪种性能模式；和根据选择的性能模式设置所需能量储备。在所述的混合动力传动系中，在第二和第三运行模式期间，存储的算法能:确定包括预定发动机关闭运行限制条件在内的车辆运行条件的当前值；将该当前值与发动机关闭运行限制条件比较；和如果该当前值不满足发动机关闭运行限制条件则命令发动机开动运行。在所述的混合动力传动系中，能量存储系统包括可充电电池，其具有化学能量储备且具有取决于化学能量储备的剩余能量的电荷状态。在所述的混合动力传动系中，动力传动系进一步包括:变速器，具有变速器输入构件和变速器输出构件；和至少一个电动机/发电机操作性地连接到能量存储系统且配置为推进车辆。在所述的混合动力传动系中，电动机/发电机配置为将驱动功率提供到变速器输入构件，以推进车辆。在所述的混合动力传动系中，电动机/发电机配置为将驱动功率提供到车辆的后车轮。本专利技术提供一种用于推进车辆的混合动力传动系，包括:发动机；能量存储系统，具有配置为用于通过外部功率源再充电的电池；变速器，操作性地连接到发动机；其中发动机和能量存储系统可操作为提供功率，以推进车辆；控制系统，操作性地连接到发动机和能量存储系统且配置为执行存储的算法，所述存储的算法能:确定电池的所需能量储备、剩余能量和功率容量；和基于电池的所需能量储备、剩余能量和功率容量，命令运行在仅电运行模式、电荷耗尽运行模式和电荷维持运行模式中的一个；其中在仅电运行模式中，发动机关闭，且仅用来自电池的功率推进车辆，电池的功率容量足以满足预定功率水平，且电池的剩余能量大于所需能量储备；其中在电荷耗尽运行模式，来自电池的功率推进车辆，在电池的功率容量不足以提供预定功率水平时，发动机开动以增加用于推进车辆的功率，且电池的剩余能量大于所需能量储备；和其中在电荷维持运行模式，来自电池的功率推进车辆，在电池的功率容量不足以提供预定功率水平时，发动机开动以增加用于推进车辆的功率，且在电池的剩余能量小于所需能量储备时，发动机开动以为电池再充电。在所述的混合动力传动系中，发动机被控制为在电荷耗尽运行模式中运行在第一发动机速度范围，且在电荷耗尽运行模式中运行在比第一速度范围更高的第二发动机速度范围。在所述的混合动力传动系中，混合动力传动系具有多个司机可选择性能模式；和其中存储的算法能:确定已经选择了哪种性能模式；和根据已经选择的性能模式设置所需能量储备。在所述的混合动力传动系中，在第二和第三运行模式期间，存储的算法能:确定包括预定发动机关闭运行限制条件在内的车辆运行条件的当前值；将该当前值与发动机关闭运行限制条件比较；和如果该当前不满足发动机关闭运行限制条件则命令发动机开动运行。在所述的混合动力传动系中，电池具有化学能量储备和取决于化学能量储备的剩余能量的电荷状态。在所述的混合动力传动系中，变速器具有变速器输入构件和变速器输出构件；其中动力传动系进一步包括:电动机/发电机，操作性地连接到能量存储系统且配置为为变速器输入构件提供驱动功率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于推进车辆的混合动力传动系，包括:发动机；能量存储系统，操作性地连接到发动机；其中发动机和能量存储系统两者能操作为用于提供功率，以推进车辆；控制系统，操作性地连接到发动机和能量存储系统且配置为执行存储的算法，所述存储的算法能:确定能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量；和基于能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量命令运行在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的一种，其中在第一运行模式，发动机关闭，且仅用来自能量存储系统的功率推进车辆；其中在第二运行模式，来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时，发动机开动以增加用于推进车辆的功率；和其中在第三运行模式，来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时发动机开动，以增加用于推进车辆的功率，且在能量存储系统的剩余能量小于所需能量储备时发动机开动，以增加去往能量存储系统的能量。

【技术特征摘要】
2013.12.10 US 14/101,6991.一种用于推进车辆的混合动力传动系，包括:发动机；能量存储系统，操作性地连接到发动机；其中发动机和能量存储系统两者能操作为用于提供功率，以推进车辆；控制系统，操作性地连接到发动机和能量存储系统且配置为执行存储的算法，所述存储的算法能:确定能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量；和基于能量存储系统的所需能量储备、剩余能量和功率容量命令运行在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的一种，其中在第一运行模式，发动机关闭，且仅用来自能量存储系统的功率推进车辆；其中在第二运行模式，来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时，发动机开动以增加用于推进车辆的功率；和其中在第三运行模式，来自能量存储系统的功率推进车辆，且在能量存储系统的功率容量不足以提供预定功率水平时发动机开动，以增加用于推进车辆的功率，且在能量存储系统的剩余能量小于所需能量储备时发动机开动，以增加去往能量存储系统的能量；其中在第二运行模式中发动机被控制为以第一速度范围运行，且在第三运行模式中以比第一速度范围更高的第二速度范围运行。2.如权利要求1所述的混合动力传动系，其中混合动力传动系具有多个司机可选择性能模式；和其中存储的算法能:确定已经选择了哪种性能模式；和根据选择的性能模式设置所需能量储备。3.如权利要求1所述的混合动力传动系，其中在第二和第三运行模式期间，存储的算法能:确定包括预定发动机关闭运行限制条件在内的车辆运行条件的当前值；将该当前值与发动机关闭运行限制条件比较；和如果该当前值不满足发动机关闭运行限制条...

【专利技术属性】
技术研发人员：BM康伦，SA塔诺斯基，PJ萨瓦詹，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US