混合动力车辆的电力管理制造技术

提供了一种对混合动力车辆进行电力管理的系统和方法。在一些实现中，插电式串联混合动力车辆可以包括：发动机、电动机/发电机(MG)、牵引电动机、储能装置、以及控制器。该控制器被联接至发动机和MG，以控制发动机和MG的运行，使得储能装置的荷电状态(SOC)在行程期间跟踪动态参考SOC分布曲线，并且使平均发动机功率(AEP)维持在阈值之上。在一些情况下，使AEP维持在阈值之上支持车辆的排放控制。AEP维持在阈值之上支持车辆的排放控制。AEP维持在阈值之上支持车辆的排放控制。

【技术实现步骤摘要】
混合动力车辆的电力管理
[0001]政府支持条款
[0002]本专利技术是在由能源部授予的授予编号DE
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AC02
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06CH11357下由受政府支持做出的。政府在本专利技术中具有特定权利。


[0003]本公开总体上涉及混合动力车辆。更具体地，本公开涉及通过动态荷电状态(state
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of
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charge，SOC)参考来管理插电式串联混合动力车辆(plug
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in series hybrid electric vehicle)的电池SOC和平均发动机功率(average engine power，AEP)以进行更好的排放控制。

技术介绍

[0004]近来，对具有混合动力总成(hybrid powertrain)的车辆(即，具有多种形式的原动力的混合动力车辆)的需求不断增加，以满足诸如提高燃料经济性和减少排放的标准，始终为用户维持最优性能。这种配备有包括电动机/发电机(motor/generator，MG)和发动机的动力总成的混合动力车辆通常包括用于确定从可用车载动力源中的哪一个车载动力源向动力总成供应动力的控件(controls)。例如，该控件可以选择电池和/或发动机作为动力总成的动力源，并且该控件可以选择要从各个能量源提供的能量的量。这些控件可以使用电池的目标或参考荷电状态(SOC)分布曲线(profile)，来管理该功率分配(包括开始和结束SOC、以及轨迹)以及关于如何和何时运行发动机的目标或决定。用于动力总成的参考可以对诸如燃料经济性、性能、排放以及组件寿命的因素具有显著影响。
[0005]然而，本领域中目前已知的控件对于给定车辆的许多或所有用例来说，使用的是全局性地选择的单个校准或参考集。也就是说，该控件预设有预定规则集，该规则集被用于该控件确定将所述动力源中的哪个动力源用于获得能量，以及要从各个动力源获得多少能量。因为存在影响车辆的前述因素的许多不同要素，所以该控件难以作出关于以下项中的所有项是最佳的决定：不同场景(诸如不同的驱动循环或环境状况)下的燃料经济性、性能、排放以及组件寿命。
[0006]鉴于上述，需要这样的一种控制系统，即，其能够更灵活且动态地控制混合动力车辆中的混合动力总成，使得电动机和发动机的运行是以优化该混合动力车辆的燃料经济性、性能、排放、以及组件寿命的方式来控制的。

技术实现思路

[0007]在一个实施方式中，本公开提供了一种插电式串联混合动力车辆，该插电式串联混合动力车辆包括：发动机；联接至发动机的电动机/发电机(MG)；联接至MG并且被配置成推动车辆的牵引电动机；联接至MG的储能装置；以及控制器，该控制器被联接至发动机和MG，以控制该发动机和MG的运行，使得储能装置的荷电状态(SOC)在行程期间跟踪动态参考SOC分布曲线，并且使平均发动机功率(AEP)维持在阈值之上。
[0008]在该实施方式的一个方面，动态参考SOC分布曲线包括包含混合模式的区段。在该实施方式的另一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含混合模式和纯EV模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式和电量维持模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式和电池再充电模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式、电池再充电模式、以及电池维持模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式、电池再充电模式、以及混合模式的一个或更多个区段。
[0009]在该实施方式的一个方面，发动机是火花点火式的，并且储能装置是高压电池。在另一方面，储能装置的SOC是在行程结束时的最小允许SOC。在另一方面，阈值是使用车速、风速、环境气温、以及后处理温度中的至少一者来确定的。
[0010]在又一方面，该控制器包括：被配置成启用或禁用纯电模式的电动车辆(EV)启用器、被配置成测量储能装置的SOC的电池管理系统(BMS)、以及被配置成动态地生成SOC参考的动态SOC参考(DSR)模块。
[0011]在该方面的变型例中，包括EV启用器的控制器被配置成基于每英里能量(EPM)估计、实时车辆位置、行程距离、以及预测(look
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ahead)信息来计算EV里程(range)。在该实施方式的一个方面，预测信息包括交通、速度、车队信息、以及天气。
[0012]在该方面的变型例中，该控制器包括：被配置成计算发动机的启动/停止频率的频率计数器、以及被配置成计算发动机功率限制的发动机功率模块。
[0013]在该方面的变型例中，控制器被配置成接收启动/停止频率并且更新启动/停止计数器，以使发动机启动/停止次数维持在阈值内。在该实施方式的一个方面，发动机功率限制基于驾驶员需求功率、牵引电动机效率、逆变器效率、以及电池功率限制中的至少一者。在另一方面，发动机功率模块包括一个或更多个传感器，以检测以下项中的至少一者：催化剂温度、涡轮出口温度、车速、环境温度、电池内阻、电池开路电压、电池满能量、发动机冷却剂温度、空气
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燃料比。
[0014]在一个实施方式中，本公开提供了一种控制插电式串联混合动力车辆的方法。所述方法包括以下步骤：在行程期间控制动力总成的运行，使得储能装置的荷电状态(SOC)跟踪动态SOC参考分布曲线；以及控制动力总成的运行，以使平均发动机功率(AEP)在发动机的运行期间维持在阈值之上。在该实施方式的一个方面，阈值是使用车速、风速、环境气温、以及后处理温度中的至少一者来确定的。
[0015]在该实施方式的一个方面，动态参考SOC分布曲线包括包含混合模式的区段。在该实施方式的另一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含混合模式和纯EV模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式和电量维持模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式和电池再充电模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式、电池再充电模式、以及电池维持模式的一个或更多个区段。在又一方面，动态参考SOC分布曲线包括包含纯EV模式、电池再充电模式、以及混合模式的一个或更多个区段。
[0016]在该实施方式的一个方面，所述方法还包括以下步骤：针对行程估计所需要的来自发动机的总能量。在该方面的变型例中，估计所需要的来自发动机的总能量的步骤包括：确定行程的持续时间以及估计在该行程期间车辆的每英里能量(EPM)。
[0017]在另一方面，所述方法还包括以下步骤：动态地生成储能装置的参考SOC。在另一方面，储能装置的SOC是在行程结束时的最小允许SOC。
[0018]在该实施方式的一个方面，所述方法还包括以下步骤：计算启动/停止频率；以及更新启动/停止计数器，以使发动机启动/停止次数维持在阈值内。
[0019]在另一方面，所述方法还包括以下步骤：计算发动机功率限制。在该方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种插电式串联混合动力车辆，所述插电式串联混合动力车辆包括：发动机；电动机/发电机MG，所述MG联接至所述发动机；牵引电动机，所述牵引电动机联接至所述MG并且被配置成推动所述车辆；储能装置，所述储能装置联接至所述MG；以及控制器，所述控制器联接至所述发动机和所述MG，以控制所述发动机和所述MG的运行，使得所述储能装置的荷电状态SOC在行程期间跟踪动态参考SOC分布曲线，并且使平均发动机功率AEP维持在阈值之上。2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述发动机是火花点火式的，并且所述储能装置是高压电池。3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述储能装置的所述SOC是在所述行程结束时的最小允许SOC。4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述阈值是使用车速、风速、环境气温以及后处理温度中的至少一者来确定的。5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述动态参考SOC分布曲线包括包含混合模式的区段。6.一种控制插电式串联混合动力车辆的方法，所述方法包括以下步骤：在行程期间控制动力总成的运行，使得储能装...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：发明
国别省市：