用于车辆上的水使用的方法和系统技术方案

本公开提供了“用于车辆上的水使用的方法和系统”。提供了用于优化车辆上的水生成的方法，所述方法降低了对燃料经济性的影响。超过对系统电池充电所需的能量的再生制动能量和/或太阳能用于操作脱水器并将捕获的能量作为存储的水保存。用于对所述电池充电的制动能量与操作所述脱水器的制动能量的比例根据包括所述车辆上的水贮存器中的水位的工况来调整。

Methods and systems for water use on vehicles

【技术实现步骤摘要】
用于车辆上的水使用的方法和系统
本说明书总体上涉及用于车辆上的水生成系统的方法和系统以改善车辆燃料经济性。
技术介绍
可以将水喷射到车辆系统中的多个位置以解决各种问题。例如，可以将水喷射到发动机进气歧管中以加湿空气充气，或者将水喷射到排气歧管中以净化排气。作为另一个示例，可以将水直接喷射到燃烧室中以进行爆震控制或温度控制。在其他示例中，可以将水喷洒到车辆部件的表面上以清洁或冷却部件(诸如喷洒到挡风玻璃、相机镜头、车身等上)或者去除微粒物质。更进一步地，可以对水进行处理(例如，过滤或蒸馏)以提供可以供车辆乘员消耗的饮用水。所分配的水可以源于车辆上存在的水生成系统。例如，在车辆操作期间(诸如在气缸中的燃料燃烧期间、在空调系统的操作期间)由于车辆表面上的冷凝等作为副产物产生的水可以通过集水系统收集、处理并存储。Martin等人在US20160083936中示出了车辆上可用的水生成系统的一个示例。另外地或可选地，水生成系统可以包括电动水生成器，所述电动水生成器使用电力来从环境湿气收集水。Engel等人在US20040040322中示出了联接到车辆的水生成系统的示例。其中水生成系统包括压缩机、蒸发器、风扇以及冷凝器，并且所述系统主要用作除湿器。风扇将空气汲取到系统中。当空气通过蒸发器的冷表面时，其水分冷凝并且被收集在贮存器中。空气在从系统释放之前可以经由冷凝器处的热交换器再加热。这种车载水生成系统的一个潜在问题是它消耗电力来冷凝和处理来自大气的水。这降低了车辆的燃料经济性。影响在依靠电力推进车辆的车辆中更大，诸如对电池电动车辆或混合动力电动车辆(诸如BEV、HEV以及PHEV)的影响更大。还可能存在如下情况：产生水所需要的电力可能与其他车辆功能(诸如用于推进电气化车辆、操作压缩机、再生微粒过滤器等)的电力需求相冲突。在依靠从HVAC系统捕集冷凝物的水生成系统的情况下，水生成需要HVAC操作，所述HVAC操作是基于车厢乘员的偏好。结果，可能存在如下情况：需要HVAC操作以便进行水生成，但是车厢乘员不希望HVAC操作。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于车辆的方法来解决，所述方法包括：使用电能操作所述车辆上的水生成器以从环境空气中收集水，其中所述水生成器的所述操作是基于所述车辆的水贮存器中的水位和在所述车辆上产生的过量电能。通过这种方式，可以利用在车辆操作期间产生的过量电能来在车辆上产生水。作为一个示例，一种车辆可以被配置有用于收集在环境空气中捕集的水的水生成系统。收集的水可以存储在水贮存器中。每当从车辆获得过量的电力时，诸如当存在过量的再生制动能量时，可以操作水生成系统。例如，在车辆减速事件期间，再生制动能量可以用于向系统电池充电直到阈值荷电状态，超过所述阈值荷电状态，电池就不能接受进一步充电了。如果减速事件中可用的制动能量超过电池的充电接受能力，则可以将过量制动能量施加到水生成系统。结果，降低了使用摩擦制动器以实现期望水平的车辆制动的需要。在一个示例中，在车辆包括智能交流发电机的情况下，交流发电机可以根据电池荷电状态并且进一步基于贮存器的水位在所述系统电池与所述水生成系统之间分配再生制动能量。例如，即使电池能够接受再生制动能量的较大部分，响应于贮存器中的水位低于阈值或者预期到在驾驶循环中的用水量(诸如基于指示爆震发动机操作的导航输入)，也可以将再生制动能量的较大部分引导到水生成系统。在另外的示例中，如果在水生成系统中接收的再生制动能量导致贮存器中的水位超过阈值，则可以增加流向各种耗水装置的水流量。例如，可以增加流向CCD相机垫圈、轮胎或制动微粒抑制水喷嘴以及饮用水制造单元的水流量。另外地，可以加满挡风玻璃雨刷液和冷却剂流体液位。通过这种方式，可以优化车辆上的水生成，同时改善车辆燃料经济性。特别是在超过系统电池的倍率性能之后使用再生制动能量为水生成系统提供动力的技术效果是可以适时地产生水，同时降低对摩擦制动器使车辆减速的需要。通过减少对摩擦制动器的依赖，提高了燃料经济性并延长了制动器寿命。通过根据车辆上的贮存器中的水位来诸如经由智能交流发电机在对系统电池充电与操作水生成系统之间分配制动能量，水在车辆中可用于各种水用途。通过还基于在驾驶循环中预期的水生成来调整用水速率，经由使用再生制动能量的水收集可以在驾驶循环的较大部分中扩展(extend)。通过依靠过量的制动能量来收集水，减少了对用于收集水的电力的依赖。通过减少对诸如来自车辆的电动马达的电力的需要，改善了车辆燃料经济性。应当理解的是，上述
技术实现思路
的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围是由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了包括车载水生成系统的车辆系统的示意图。图2示出了可以包括在图1的车辆系统中的车载水生成系统的示例性实施例。图3示出了用于基于水贮存器的水位、系统电池的荷电状态以及车辆工况来操作车载水生成系统的高级流程图。图4示出了用于至少基于水贮存器中的水位来调整在对系统电池充电与操作水生成系统(包括调整用水速率)之间的制动能量的分配的高级流程图。图5示出了使用再生制动能量来操作车辆上的水生成系统的预示性示例。具体实施方式以下描述涉及用于操作联接在车辆(诸如图1的车辆系统)上的水生成系统的系统和方法。水生成系统(诸如图2的系统)可以被配置为从环境空气中收集水。控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图3的示例性程序)以使用超过对系统高压电池充电充电所需的量的太阳能或再生制动来操作水生成系统。另外地，如参考图4所示，控制器可以基于车辆的水贮存器中的水位相对于预期的用水速率来在车辆减速事件期间在对系统电池充电与操作水生成系统之间分配再生制动能量的量。参考图5描述使用过量电能的示例性水生成系统操作。通过这种方式，可以以节省燃料的方式执行集水。此外，可以利用水喷射的车辆性能益处。图1示出了示例性车辆推进系统100。车辆推进系统100包括马达120和燃料燃烧发动机110。作为非限制性示例，发动机110是内燃发动机，且马达120是电动马达。马达120可以被配置为与发动机110利用或消耗不同的能源。例如，发动机110可以消耗液体燃料(例如，汽油)以产生发动机输出，而马达120可以消耗电能以产生马达输出。因此，具有推进系统100的车辆可以被称为混合动力电动车辆(HEV)。车辆推进系统100可以根据车辆推进系统遇到的工况来利用各种不同的操作模式。这些模式中的一些模式可以使得发动机110能够维持在发动机停止燃料燃烧的关闭状态(例如，设定为停用状态)。例如，在选择工况下，当发动机110停用时，马达120可以如箭头122所指示经由驱动轮130推进车辆(在本文也被称为纯电动模式)。在其他工况期间，发动机110可以被设定为停用状态(如上所述)，而马达120可以操作以对能量存储装置150进行充电。例如，马达120可以如箭头122所指示从驱动轮130接收车轮扭矩，并且可以将车辆的动能转换成电能以如箭头124所指示存储在能量存储装置150处。该操作可以被称为车辆的再生制动。因此，在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：使用在车辆处产生的过量电能选择性地操作所述车辆上的水生成器以从环境空气中收集水，所述选择性地操作基于存储所收集的水的贮存器中的水位和系统电池的荷电状态。

【技术特征摘要】
2018.03.22 US 15/933,0351.一种方法，其包括：使用在车辆处产生的过量电能选择性地操作所述车辆上的水生成器以从环境空气中收集水，所述选择性地操作基于存储所收集的水的贮存器中的水位和系统电池的荷电状态。2.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性地操作包括当所述贮存器中的所述水位高于下限阈值时使用所述过量电能来操作所述水生成器。3.如权利要求2所述的方法，其还包括当所述贮存器中的所述水位低于所述下限阈值时，使用从所述系统电池中汲取的电能来操作所述水生成器。4.如权利要求2所述的方法，其中使用所述过量电能选择性地操作所述水生成器直到所述贮存器中的所述水位高于上限阈值，所述上限阈值大于所述下限阈值，且然后增加所述车辆上的用水量。5.如权利要求4所述的方法，其中增加用水量包括以下一项或多项：将水喷洒到气缸盖上，将水喷洒到轮胎上，将水喷洒到制动盘上，将水喷射到车辆发动机中，增加挡风玻璃雨刷的使用以及加满冷却剂和/或挡风玻璃雨刷贮存器。6.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性地操作包括在使用所述过量电能将所述系统电池充电到阈值荷电状态之后使用所述过量电能来操作所述水生成器。7.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性地操作包括使用所述过量电能的第一部分来对所述系统电池充电，同时同时地使用所述过量电能的第二剩余部分来操作所述脱水器，所述第一部分与所述第二部分的比率基于所述水位和所述荷电状态来调整。8.如权利要求7所述的方法，其中随着所述贮存器中的所述水位降低或随着所述系统电池的所述荷电状态增加，所述第二部分相对于所述第一部分增加。9.如权利要求7所述的方法，其中根据在驾驶循环中的预测的用水量来进一步调整所述比率，随着所述预测的用水量增加，所述第二部分相对于所述第一部分增加。10.如权利要求1所述的方法，其中所述过量电能包括来自车辆减速事件的再生制动能量，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯·马丁，
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