用于混合动力电动车辆的预调节制造技术

公开了一种用于混合动力电动车辆的预调节。一种混合动力电动车辆(HEV)及其操作方法，包括车厢、电池、排放后处理催化剂以及连接到压缩机和冷却器的热管理系统，压缩机和冷却器分别具有冷却容量以及相应的制冷剂和冷却剂分配系统。HEV还包括一个或更多个控制器，控制器被配置为响应于预测的车辆启动时间和/或检测到的指示可能HEV启动的动作来对电池、车厢和催化剂的温度进行预调节。控制器利用电池、车厢和催化剂中每个的相应的调节配置文件来以根据电池和外部电源的电力可用性调整的速率实现预调节温度。当HEV启动或预测的启动时间到期而HEV未启动时，终止预调节。HEV和所述方法适用于从实际启动时间和导致HEV启动或不启动的驾驶员动作的变化中学习。

Pre-regulation for Hybrid Electric Vehicles

A pre-regulation for hybrid electric vehicles is disclosed. A hybrid electric vehicle (HEV) and its operation method include carriage, battery, exhaust aftertreatment catalyst and heat management system connected to compressor and cooler, which have cooling capacity and corresponding refrigerant and coolant distribution system respectively. HEV also includes one or more controllers configured to pre-regulate the temperature of batteries, carriages and catalysts in response to predicted vehicle start-up time and/or detected instructions for possible HEV start-up. The controller uses the corresponding adjustment profile of each battery, compartment and catalyst to pre-adjust the temperature at a rate adjusted according to the power availability of the battery and external power supply. When the start-up or predicted start-up time of HEV expires and HEV is not started, the pre-regulation is terminated. The HEV and the method described herein are suitable for learning from the actual start time and the changes in driver actions leading to the start or non-start of the HEV.

【技术实现步骤摘要】
用于混合动力电动车辆的预调节
本公开涉及对混合动力电动车辆的电池、车厢和排放后处理催化剂的预调节。
技术介绍
在混合动力电动车辆(HEV)中，性能可能受到周围环境的影响，这会给HEV部件和系统带来不期望的极端温度。例如，在某些季节和气候下，在操作之前HEV乘客厢可能是不舒适的冷或暖。北纬地区的HEV可能遭受不舒适的低温，而赤道纬度地区的HEV可能会经历不舒适的高湿和高温。这些极端温度可能会在HEV的启动和初始操作期间影响HEV，并可能导致HEV电池、排放后处理催化剂以及其它HEV部件和系统的性能和使用寿命周期不是最佳。对HEV部件的温度进行控制的先前尝试已经包括预测驾驶员操作电池电动车辆以及在操作之前预先调节电池和车厢的温度的意图。其它尝试旨在使用传感器来预测即将到来的HEV使用，并在操作之前加热内燃发动机。需要保存电池荷电状态，并考虑到变化的环境和驾驶员动作来适应预调节需求。
技术实现思路
混合动力车辆、插电式混合动力车辆和电池电动车辆(HEV、PHEV、BEV)包括高电压牵引电池，其可能不期望地被不受控制的温度所影响。在操作期间，可以管理电池温度以优化电池性能和寿命。但是，在初始操作之前和初始操作期间，这种极端温度可能会对电池的性能和寿命或耐久性产生不利影响。这样的温度也可能导致HEV车厢使乘客感到不舒服，直到它最终被冷却或加热到舒适的温度和湿度为止。另外，HEV可以包括内燃发动机(ICE)和具有催化剂的排放后处理系统。如果在启动和初始HEV运行期间，通过加热进行预调节以提高燃烧效率和排放控制，则ICE和催化剂可以在HEV启动时实现改进的性能。HEV、PHEV和BEV还可以包括热管理系统(TMS)，该热管理系统包括安装到发动机和/或电动操作的压缩机和/或冷却器，压缩机和/或冷却器中的每个配置有冷却容量并且连接到制冷剂和冷却剂分布子系统。HEV还包括连接到TMS和其他HEV部件的一个或更多个控制器，并且控制器能够为电池、车厢、ICE、催化剂和其他部件提供自适应预测预调节系统。根据用于HEV部件的调节配置文件实现预调节，并可响应于外部充电电力和电池荷电状态的可用性进行调整。另外，当从电池或外部电源可获得的功率不足时，可以阻止预调节。当有限的功率可用时，预调节也可以在HEV部件之间进行优先级排序，并且如果预测的HEV启动没有发生，则可以终止预调节。自适应系统包括一个或更多个控制器，其被配置为对包括预测HEV启动时间的信息的预调节信号作出响应。然后，控制器根据HEV部件的调节配置文件开始预调节，调节配置文件建立预调节能量和目标操作温度等参数。预调节也可以根据环境和HEV数据(例如，插电状态、荷电状态、部件和周围环境温度等)进行调整。还考虑到学习的过去的驾驶员出发和启动时间及其模式以及表明即将发生HEV操作的可能性的传感器或其他数据而修改预调节。数据和模式被用来预测即将发生的操作的可能性和启动时间。然后开始预调节，以便在开始行驶时实现最佳和有效的运行，并在启动时间开始操作时实现最佳热范围。在本公开的配置和操作方法中，HEV/PHEV/BEV(以下统称为“HEV”)包含控制器，所述控制器与TMS连接并被配置为对预调节信号作出响应，预调节信号响应于预测启动时间的信息而产生并且包括预测启动时间的信息。控制器监视电池的荷电状态和外部电力信号。外部电力信号传送是否有外部电力可用于HEV以及有多少外部电力可用于HEV。控制器还被配置为命令TMS根据电池、车厢和后处理催化剂的各自的调节配置文件以及荷电状态和外部电力信号对电池、车厢和后处理催化剂中的至少一个的温度进行预调节。各个调节配置文件还指定了每个车辆部件(包括电池、车厢和催化剂)的调节速率和至少一个目标操作温度以及其他参数。调节速率使得能够完成部件的温度调节，使得目标操作温度在预测的启动时间之时或之前达到。在变型中，本公开考虑了控制器，控制器被配置为当鉴于过去的启动时间而预测的启动时间即将到来时和/或当驾驶员动作确定存在启动时间即将到来的可能性时生成预调节信号。所生成的预调节信号被生成为包括荷电状态阈值(SoC阈值)并且对应于外部电力信号，该信号结合荷电状态和其他参数来限定有多少功率可用于预调节。当可用的功率有限或比全功率调节在到达预测的启动时间之时完成温度调节所需的功率更少时，通过控制器预调节信号根据电池、车厢和催化剂的各自的调节配置文件在电池、车厢和催化剂之间对温度预调节进行控制并安排优先次序。例如，控制器可以被配置为当存在一个或更多个规定和/或预定条件时，控制和调整预调节和各个调节配置文件以仅对电池的温度进行预调节。作为进一步的示例，例如当外部电力不可用时，当电池荷电状态处于或低于SoC阈值，和/或当车辆启动概率太低以至于不能单独对电池功率进行预调节时，可能不必要消耗存储的电池功率。出于说明的另外目的，当电池的荷电状态大约小于或等于SoC阈值时，可能需要有限的功率。SoC阈值可以被预先确定以指定最小电池荷电状态，在该最小电池荷电状态以下，所存储的电池功率不足以在没有可用外部电力的情况下实现预调节，并且在该最小电池荷电状态以上，当即将进行HEV操作的可能性很高时，所存储的电池功率足以实现完全或有限的预调节。与监测的荷电状态一起，SoC阈值能够预测或推导出多少电池功率或荷电状态可用于每个、全部和/或一些HEV部件的温度调节。此外，当外部电力信号指示外部电力不可用时，可用于预调节的功率受到限制。此外，当外部电力不可用时检测到驾驶员动作时，也可能需要对预调节进行优先级划分，并且检测到的驾驶员动作确定车辆启动概率超过意图因子，该意图因子从过去的启动时间和相关的检测到的驾驶员动作推导出。意图因子可以被预先确定为可用于评估车辆启动概率的阈值或比较器，其中低于意图因子的概率阻止预调节，并且高于意图因子的概率实现全功率或有限功率预调节中的一个。该控制器还可以被配置为控制和调整预调节和相应的调节配置文件，以对应于从电池和外部电源中的一个或更多个可获得的增加的电力而增大各个预调节速率。在本公开的HEV的其他修改中，控制器被配置为生成包括SoC阈值并对应于外部电力信号的预调节信号，从而阻止预调节。优选地阻止预调节，除非存在下列情况中的至少一种：所述外部电力信号指示外部电力可用，所述荷电状态超过所述荷电状态阈值，以及检测到驾驶员动作并且车辆启动概率超过意图因子，意图因子是从过去的启动时间和检测到的相应驾驶员动作推导出的。预期前述配置的附加变型，其包括控制器，控制器配置成根据限定车辆启动概率的意图因子和从检测到的驾驶员动作以及一个或更多个相应的实际的和预测的动作到车辆启动的时间中的至少一个来预测车辆启动时间。出于示例目的，动作到车辆启动的时间可以包括驾驶员动作和这种动作之后的实际启动之间的预定的、估计的和平均的时间跨度。本公开的另一变型使得控制器被配置为从意图因子和多个过去的启动时间中的一者生成预测的车辆启动时间。本公开还针对控制器，控制器被配置成根据意图因子来生成预测的车辆启动时间，意图因子是从驾驶员意图历史以及接近度、远程和车辆传感器信号中的一个或更多个导出的。在更进一步的布置中，控制器可以被进一步配置为在多个条件中的一个条件下终止预调节。这样的条件可以包括例如但不限于HE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，包括：控制器，结合到热管理系统(TMS)并被配置为：响应于预调节信号预测到启动时间，监测电池荷电状态和外部电力信号，命令所述热管理系统根据电池和车厢的各自的调节配置文件以及所述荷电状态并对应于所述外部电力信号，在所述启动时间之前对电池和车厢中的至少一个的温度进行预调节。

【技术特征摘要】
2017.05.16 US 15/596,5621.一种车辆，包括：控制器，结合到热管理系统(TMS)并被配置为：响应于预调节信号预测到启动时间，监测电池荷电状态和外部电力信号，命令所述热管理系统根据电池和车厢的各自的调节配置文件以及所述荷电状态并对应于所述外部电力信号，在所述启动时间之前对电池和车厢中的至少一个的温度进行预调节。2.根据权利要求1所述的车辆，包括：所述控制器进一步被配置为命令所述热管理系统根据电池、车厢和后处理催化剂的各自的调节配置文件、所述荷电状态和所述外部电力信号，对电池、车厢和后处理催化剂中的至少一个的温度进行预调节。3.根据权利要求2所述的车辆，包括：所述控制器被配置为命令所述热管理系统以在到达所述预测的启动时间之时完成温度预调节的速率对所述温度进行预调节。4.根据权利要求2所述的车辆，包括：所述控制器被配置为产生包括荷电状态阈值(SoC阈值)并对应于所述外部电力信号的预调节信号，使得在下列情况时所述预调节信号根据电池、车厢和催化剂的各自的调节配置文件，在电池、车厢和催化剂之间控制温度预调节并按优先顺序进行温度预调节：所述荷电状态近似小于或等于所述荷电状态阈值，所述外部电力信号指示外部电力是不可用的，以及检测到驾驶员动作并且车辆启动概率超过从过去的启动时间和检测到的驾驶员动作所推导出的意图因子。5.根据权利要求1所述的车辆，包括：所述控制器被配置为产生包括荷电状态阈值并对应于所述外部电力信号的预调节信号，使得所述预调节信号控制并调节所述预调节和各自的调节配置文件，以对应于电池和外部电源中的一个或更多个增加的可用电力而增大各自的预调节速率。6.根据权利要求1所述的车辆，包括：所述控制器被配置为产生包括荷电状态阈值和对应于所述外部电力信号的预调节信号，使得在下列情况时所述预调节信号控制并调节所述预调节和各自的调节配置文件，以仅对电池的温度进行预调节：所述荷电状态近似小于或等于所述荷电状态阈值，以及所述外部电力信号指示外部电力是不可用的。7.根据权利要求1所述的车辆，包括：所述控制器被配置为产生包括荷电状态阈值并对应于所述外部电力信号的预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，王小勇，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US