用于对可再充电的混合动力车辆的牵引电池进行能量管理的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于管理混合动力车辆的可再充电的牵引电池的荷电状态的方法，所述电池能够在荷电状态范围上根据第一操作模式和第二操作模式进行操作，所述荷电状态范围的幅度由预先定义的最大(BSOC_Max_CD)和最小(BSOC_Min_CD)荷电状态值界定，其中，所述电池提供进行推进所必需的基本上所有电力，并且在所述第二操作模式下，所述电池的荷电状态基本上恒定地保持在平衡荷电状态值附近。根据本发明专利技术，与所述第一操作模式相关联的荷电状态范围的幅度随着电池的老化状态而降低。

Method for energy management of a traction battery of a rechargeable hybrid vehicle

The invention relates to a method for management of hybrid vehicle traction rechargeable battery state of charge, the battery can operate in a state of charge range according to the first and second modes of operation, the state of charge range range from the predefined maximum and minimum (BSOC_Max_CD) (BSOC_Min_CD) state of charge values defined, among them, the battery provides the necessary power to promote all basically, and in the second mode of operation, the battery state of charge kept basically constant in the vicinity of the state of charge balance value. In accordance with the present invention, the amplitude of the charged state range associated with the first operation mode decreases with the aging state of the battery.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对可再充电的混合动力车辆的牵引电池进行能量管理的方法
本专利技术涉及一种用于管理可再充电的混合动力车辆的牵引电池的荷电状态的方法，所述混合动力车辆包括混合动力传动系，所述混合动力传动系属于包括被布置用于进行推进的内燃机以及被布置用于进行推进的电动机/发电机的类型。
技术介绍
可再充电的混合动力车辆是在以下情况下使用的术语：可以在电网上对具有两个独立能量源的混合动力车辆进行再充电，这使得可以比常规的混合动力车辆在电力模式上具有更大自主权。事实上，常规上在运行时通过内燃机、或通过使用车辆的动能来对为电动机供电的牵引电池进行再充电，并且附加选项则由能够通过将电池连接至输电网络来对其进行再充电组成。在燃烧/电力混合电动化的背景下，“插电式混合动力电动车辆”(PHEV)技术具体而言是已知的，在这种技术中，两种电动化一起行动以推进车辆。电力模式的使用将取决于车辆的配置。具体存在两种主要操作模式：在与“零排放车辆(ZeroEmissionVehicle)”(ZEV)操作模式相对应、被称为“荷电耗尽(ChargeDepleting)”(CD)的操作模式下，电池提供进行推进所必需的基本上所有或实质上所有电力。在描述为“荷电保持(ChargeSustaining)”(CS)的操作模式下，电池仅提供对电力的补充，推进车辆所必需的电力的主要部分则由内燃机提供。后者模式对应于与“混合动力电动车辆(HybridElectricVehicle)”(HEV)模式类似的操作模式。根据旨在传输至车辆的驱动轮的电力设置并根据车辆的能量管理系统(通常是高性能计算机，例如传动系的一般监控器)所实施的能量管理法则，车辆将在或者CD模式下或者CS模式下进行操作。常规地，如图1中所展示的，在驱动阶段以电池具有高荷电状态(例如，处于满荷电SOC_Max)开始的情况下，车辆用于CD操作模式下，并且能量管理系统将允许电池的荷电状态在这种操作模式下漂移直到达到预先定义的最小荷电状态值SOC_Min_CD。一旦达到这个条件，驾驶员就有可能能够继续在CD模式下驾驶，在此模式下，电池的荷电状态被恒定地保持在这个预先定义的最小值附近。作为变体，如图2中所展示的，驾驶员还可以实施CS操作模式，即使在电池的荷电状态保持在较高值时，在所述较高值附近，电池的荷电状态将保持在CS模式下，从而保留CD模式以用于结束旅程，例如针对到达城里。然而，如图1中所展示的操作中，当电池的荷电状态将在CD模式下已达到预先定义的最小值SOC_Min_CD时，车辆的能量管理系统将自动地控制向CS模式转换。看起来，电池的利用率范围，也就是说，驾驶员可以使用电池(充电和放电两者)的荷电状态范围，是允许定义车辆的操作模式的能量管理规则所考虑的重要参数。电池的利用率范围具体特征在于电池的准许最大荷电状态，也就是说，不准许电池上升超过的最大荷电状态。过高的准许最大荷电状态促进了电池健康状态的快速恶化，而过低的准许最大荷电状态对可供驾驶员使用的能量造成损害，尤其在CD模式下。因此，通过对充电终止电压的适当管理，必须在短期内期望提供的能量与电池的耐用性之间找到折中。电池的利用率范围的特征还在于电池的准许最小荷电状态，也就是说，不准许电池下降至低于的最小荷电状态。过高的准许最小荷电状态对可供驾驶员使用的能量有害，尤其是在CD模式下，而过低的准许最小荷电状态是一个问题，因为存在电池将不能够提供所需的最小电力值的风险，尤其是在CS模式下。因此，通过对准许最小荷电状态的管理，还必须在期望为驾驶员提供的能量(也就是说，自主权)与保持可接受的性能水平之间找到折中，具体就从电池放电的最小可用电力而言，在CD模式下和在CS模式下两者。同样，主要挑战之一涉及耐用性并且涉及随着时间维持电池的性能。在这方面，电池遭受两种类型的老化。一方面，被称为日历老化的老化，其为与在不同荷电和温度状态下所耗费的时间相关联的性能退化，以及另一方面，周期性老化，其为与已经通过电池的电力值相关联的恶化。现今，尤其是如果必须能够让电池在整个电池寿命中在CD模式下进行操作，考虑到这些老化限制，非常难保证电池的耐用性。在极端情况下，电池会进入“突然无电”，其特征在于电池单元的内阻的急剧增大及其可用容量的减小。从专利文献FR3002045中已知了一种用于根据电池的老化来管理电池的利用率范围的方法，所述方法具体地由以下步骤组成：根据电池的能量健康状态来估计充电终止电压，从而根据电池的老化状态提高准许最大荷电状态以及因此的可用荷电状态范围。这种方法使得可以保证最小所需能量值，同时限制电池的退化。然而，电池的耐用性仍然保持受限。
技术实现思路
在这种背景下，因此需要一种用于对电池进行能量管理的方法，所述方法免受上述限制，并且具体地使得可以维持电池的耐用性。为此目的，本专利技术涉及一种用于管理可再充电的混合动力车辆的牵引电池的荷电状态的方法，包括混合动力传动系，所述混合动力传动系属于包括用于同时地或独立地提供推进的内燃机和电动机/发电机的类型，所述电池能够在荷电状态范围上根据第一操作模式和第二操作模式进行操作，所述荷电状态范围的幅度由预先定义的最大和最小荷电状态值界定，在所述第一操作模式下，所述电池提供进行推进所必需的基本上所有电力，并且在所述第二操作模式下，所述电池的荷电状态基本上恒定地保持在平衡荷电状态值附近，所述方法的特征在于其包括以下步骤：-估计所述电池的老化状态，-比较所述电池的所述估计的老化状态与给定老化状态阈值，以及-当所述电池的所述老化状态上升至所述给定老化状态阈值以上时，减小与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的幅度。根据优选实施例，与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的幅度根据老化状态逐渐地减小至零幅度，从而使得当达到与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的所述零幅度时所述电池仅仅根据所述第二操作模式进行操作。有利地，所述减小与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的幅度的步骤由以下步骤组成：使所述荷电状态的预先定义的所述最大值和所述最小值朝彼此收敛。所述估计所述电池的所述老化状态的步骤优选地包括：定义所述电池的能量健康状态。作为变体或组合地，所述估计所述电池的老化状态的步骤包括：定义自从电池投入服务以来过去的时间。作为变体或组合地，所述估计所述电池的老化状态的步骤包括：定义所述电池的完全充电次数。作为变体或组合地，所述估计所述电池的老化状态的步骤包括：定义自从所述电池投入服务以来根据所述第一操作模式和/或所述第二操作模式进行操作从所述电池放电的能量之和。有利地，针对所述电池的所述第一操作模式预先定义的所述最大和最小荷电状态值是根据将所述电池的所述估计的老化状态与这些值中的每一个值相关联的绘图所定义的。本专利技术还涉及一种用于管理可再充电的混合动力车辆的混合动力传动系的牵引电池的荷电状态的设备，包括用于同时地或独立地提供推进的内燃机和电动机/发电机，所述设备包括用于控制所述电池的装置，所述装置能够在荷电状态范围上根据第一操作模式和第二操作模式控制所述电池，所述荷电状态范围的幅度由预先定义的最大和最小荷电状态值界定，在所述第一操作模式下，所述电池提供进行推进所必需的基本上所有电力，并且在所述第二操作模式下，所述电池的荷电状态基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理可再充电的混合动力车辆的牵引电池的荷电状态的方法，所述混合动力车辆包括混合动力传动系，所述混合动力传动系属于包括用于同时地或独立地提供推进的内燃机和电动机/发电机的类型，所述电池能够在荷电状态范围(CD_Mode)上根据第一操作模式和第二操作模式进行操作，所述荷电状态范围的幅度由预先定义的最大(BSOC_Max_CD)和最小(BSOC_Min_CD)荷电状态值界定，在所述第一操作模式下，所述电池提供进行推进所必需的基本上所有电力，并且在所述第二操作模式下，所述电池的荷电状态基本上恒定地保持在平衡荷电状态值附近，所述方法的特征在于其包括以下步骤：‑估计所述电池的老化状态，‑比较所述电池的所述估计的老化状态与给定老化状态阈值，以及‑当所述电池的所述老化状态上升至所述给定老化状态阈值以上时，减小与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的幅度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 FR 14630531.一种用于管理可再充电的混合动力车辆的牵引电池的荷电状态的方法，所述混合动力车辆包括混合动力传动系，所述混合动力传动系属于包括用于同时地或独立地提供推进的内燃机和电动机/发电机的类型，所述电池能够在荷电状态范围(CD_Mode)上根据第一操作模式和第二操作模式进行操作，所述荷电状态范围的幅度由预先定义的最大(BSOC_Max_CD)和最小(BSOC_Min_CD)荷电状态值界定，在所述第一操作模式下，所述电池提供进行推进所必需的基本上所有电力，并且在所述第二操作模式下，所述电池的荷电状态基本上恒定地保持在平衡荷电状态值附近，所述方法的特征在于其包括以下步骤：-估计所述电池的老化状态，-比较所述电池的所述估计的老化状态与给定老化状态阈值，以及-当所述电池的所述老化状态上升至所述给定老化状态阈值以上时，减小与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的幅度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围(CD_模式)的幅度根据老化状态逐渐地减小至零幅度，从而使得当达到与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围的所述零幅度时所述电池仅仅根据所述第二操作模式进行操作。3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述减小与所述第一操作模式相关联的所述荷电状态范围(CD_模式)的幅度的步骤由以下步骤组成：使所述荷电状态的预先定义的所述最大值(BSOC_Max_CD)和所述最小值(BSOC_Min_CD)朝彼此收敛。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述估计所述电池的所述老化状态的步骤包括：定义所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·德洛贝尔，A·圣马尔库，
申请(专利权)人：雷诺两合公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR