用于车辆的能量存储系统的能量管理系统技术方案

本公开涉及一种用于车辆的能量存储系统的能量管理系统、一种包括这种能量管理系统的车辆、一种用于汽车的能量存储系统的能量管理方法以及一种用于车辆的能量管理系统的计算机程序元素。能量管理系统包括推进传感器单元、热传感器单元、能量存储传感器单元、导航单元和控制单元。推进传感器单元被配置为监视车辆的至少一个推进参数。热传感器单元被配置为监视车辆的至少一个热参数。能量存储传感器单元被配置为监视能量存储系统的至少一个状态参数，其中状态参数包括能量存储系统的至少当前容量。控制单元被配置为接收基于由导航单元对从车辆的当前位置到目的地的路线的计算的导航数据。控制单元被配置为基于推进参数、热参数和/或导航数据来估计即将来临的能量消耗。控制单元还被配置为基于能量存储系统的当前容量来调整车辆的热参数和推进参数中的至少一个，以减少即将来临的能量消耗和/或车辆到目的地的行程时间。到目的地的行程时间。到目的地的行程时间。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的能量存储系统的能量管理系统


[0001]本专利技术涉及一种用于车辆的能量存储系统的能量管理系统、一种包括这种能量管理系统的车辆、一种用于汽车的能量存储系统的能量管理方法以及一种用于车辆的这种能量管理系统的计算机程序元素。

技术介绍

[0002]电动车辆(诸如电池电动车辆)可以由高压电池系统供电。但是，由于充电时间长和/或与包括ICE(内燃机)的常规车辆相比工作范围窄，因此这种电池系统的使用常常受到限制。特别地，电池健康、内阻和/或电池系统的充电/放电功率和能量可用性可能受到操作温度条件的影响。将电池系统调节到最优温度以提高其性能需要能量，这会再次影响操作范围。因此，需要控制车辆内部的能量和热传递的高级控制器或最优热能管理系统以平衡电池系统的操作性能、范围和充电时间。
[0003]但是，常规的热能管理常常基于车辆和/或电池系统的静态信息，而不考虑实时信息。

技术实现思路

[0004]因此，可能需要为车辆提供改进的热能管理系统，该系统可以利用实时信息以及关于即将来临的行程的信息。
[0005]本公开的独立权利要求的主题至少部分地解决或缓解了该问题，其中在从属权利要求中结合了进一步的示例。应当注意的是，在用于车辆的能量存储系统的能量管理系统、包括这种能量管理系统的车辆、用于车辆的能量存储系统的能量管理方法以及用于车辆的能量存储管理系统的计算机程序元素中描述了本公开的各方面。
[0006]根据本公开，提出了一种用于车辆的能量存储系统的能量管理系统。该能量管理系统包括推进传感器单元、热传感器单元、能量存储传感器单元、导航单元和控制单元。推进传感器单元被配置为监视车辆的至少一个推进参数。热传感器单元被配置为监视车辆的至少一个热参数。能量存储传感器单元被配置为监视能量存储系统的至少一个状态参数，其中状态参数包括能量存储系统的至少当前容量。控制单元被配置为接收基于由导航单元对从车辆的当前位置到目的地的路线的计算的导航数据。控制单元被配置为基于至少一个推进参数、至少一个热参数和/或导航数据来估计即将来临的能量消耗。控制单元还被配置为基于能量存储系统的当前容量调整车辆的热参数和推进参数中的至少一个，以减少即将来临的能量消耗和/或车辆到目的地的行程时间。
[0007]根据本公开的能量管理系统可以通过调整至少一个热参数和/或至少一个推进参数来利用行程期间的实时车辆信息和/或即将来临的行程的预测性信息优化能量存储系统的性能。在行程期间，可以迭代地执行优化，以基于即将来临的能量消耗估计中的实时信息来考虑估计模型中的变化、干扰和/或不匹配。特别地，能量管理系统可以评估能量存储系统中当前可用的能量以及到达目的地(例如充电站)所需的能量。能量存储系统一般对温度
改变敏感并且在相当小的温度范围内操作最佳。因此，通过优化车辆中要应用的至少一个热参数，可以提高能量存储系统的操作容量、车辆的操作范围和/或充电性能，同时维持其性能。
[0008]能量存储系统可以是高压能量存储系统，它提供数十千瓦时作为操作车辆的能量。能量存储系统可以包括多个可再充电能量存储模块和/或能量存储电池，诸如锂离子电池、镍金属氢化物电池等。
[0009]推进传感器单元可以被配置为监视车辆的至少一个(优选地多个)推进参数并生成推进监视数据。可以在能够推进车辆的各种推进致动器处检测推进参数。因此，推进参数可以表示车辆的当前操作条件。推进参数(换句话说，机械驱动参数)可以包括车辆的电机的速度、质量、加速率、减速率、机械功率和电力中的至少一个。
[0010]热传感器单元可以被配置为监视车辆的至少一个(优选地多个)热参数并生成热监视数据。热参数可以基于布置在车辆中的各种组件(诸如车厢、包括至少一个电机的传动系统和车辆的冷却/加热系统等)的温度。由于能量存储系统的性能一般受温度影响，因此生成或需要热量的车辆的各种组件的热参数会直接影响能量存储系统的当前容量。
[0011]导航单元可以提供车辆当前位置的实时地图并计算从当前位置到所请求的目的地的路线。导航单元可以利用从位置确定系统(诸如卫星、无线电和/或GSM(全球移动通信系统))和地理信息系统(诸如拓扑、道路、空中和/或海图)接收的信号。所请求的目的地可以是行程的最终目的地、中途停留地和/或对能量存储系统进行再充电的充电站。基于从当前位置到所请求的目的地的路线计算，导航单元可以生成导航数据。此外，在目的地是充电站的情况下，导航单元还还可以提供关于充电站的信息。
[0012]能量存储传感器单元可以被配置为监视能量存储系统的状态，诸如能量状态(SoE)、健康的态(SoH)、能量存储系统的温度等。为了安全操作和可靠功率估计，能量存储系统可以与电池监视系统(BMS)相关联。BMS是电子系统，它不断监视与能量存储系统相关的参数，诸如充电状态和/或健康状态。因此，能量存储传感器单元可以是电池监视系统的一部分，或至少与BMS耦合。
[0013]SoE可以表示能量存储系统中存储的残余能量。SoE可以被定义为能量存储系统中剩余能量与总能量的比值。SoE可能受温度和内阻的影响。SoE的值在0％和100％之间变化。
[0014]SoH可以被理解比率为与原始容量相比的能量存储系统的当前状况的指示。SoH可以通过重复充电和放电造成的累积应力寿命指示电池单元的可回收(可用)或净容量。SoH也可以被示为百分比。SoH可以是能量存储系统如何满足制造规范的指示。因而，100％的SoH可以意味着参数在制造时符合能量存储系统的规范。但是，随着能量存储系统退化，SoH会随着时间减小，这将造成能量存储系统保持电荷和递送电流的能力降低。
[0015]控制单元可以是车辆的电子控制单元(ECU)的至少一部分并且被配置为接收包含至少一个推进参数的推进监视数据、包含至少一个热参数的热监视数据和/或导航数据，以估计到达目的地的即将来临的能量消耗。例如，控制单元可以被配置为在行程期间基于诸如车辆的质量、速度和/或平均推进功率消耗之类的因素建立车辆模型，以计算功耗。
[0016]车辆模型可以与导航数据(诸如到充电站的距离、平均实时速度、速度限制、路线的海拔曲线等)一起使用，以估计剩余路线和/或驾驶时间的预测性推进功率需求。基于预测性的即将来临的能量消耗，可以计算能量存储系统的SoE曲线。
[0017]然后，控制单元可以评估估计的即将来临的能量消耗是高于还是低于能量存储系统的当前可用能量容量。如果能量存储系统的当前容量小于即将来临的能量消耗，那么控制单元可以调整车辆的至少一个热参数，例如能量存储系统和/或车厢气候，以优化车辆的热管理。特别地，能量管理系统可以将能量存储系统维持在预定义的温度范围内操作，这对于能量存储系统和/或车辆的操作是最优的。
[0018]如果目的地是快速充电站，并且估计的即将来临的能量消耗小于当前可用的电池能量，那么控制单元可以调整热参数以提高充电性能，即使这会增加即将来临的能量消耗。
[0019]此外或者可替代地，充电时间表和/或指定的充电站无论如何都可以被编程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆(100)的能量存储系统(10)的能量管理系统(1)，包括
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推进传感器单元(20)，
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热传感器单元(30)，
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能量存储传感器单元(11)，
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导航单元(40)，以及
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控制单元(50)，所述推进传感器单元(20)被配置为监视所述车辆(100)的至少一个推进参数，所述热传感器单元(30)被配置为监视所述车辆(100)的至少一个热参数，所述能量存储传感器单元(11)被配置为监视所述能量存储系统(10)的至少一个状态参数，所述状态参数至少包括所述能量存储系统(10)的当前容量，所述控制单元(50)被配置为接收基于所述导航单元(40)对从所述车辆(100)的当前位置到目的地的路线的计算的导航数据，所述控制单元(50)被配置为基于所述至少一个推进参数、所述至少一个热参数和所述导航数据中的至少一个来估计即将来临的能量消耗，以及所述控制单元(50)还被配置为基于所述能量存储系统(10)的所述当前容量来调整所述车辆(100)的所述至少一个热参数和所述至少一个推进参数中的至少一个，以减少所述即将来临的能量消耗和/或所述车辆(100)到所述目的地的行程时间。2.根据权利要求1所述的能量管理系统(1)，所述热参数包括在所述车辆(100)的气候回路和电动传动系回路之间传递热量的热泵系统的至少一个温度参数。3.根据权利要求2所述的能量管理系统(1)，所述至少一个温度参数包括所述气候回路的温度参数，所述气候回路至少包括HVCH和/或HVAC，用于主动加热和冷却所述能量存储系统(10)和/或车厢。4.根据权利要求2或3所述的能量管理系统(1)，所述至少一个温度参数还包括所述电动传动系回路的温度参数，所述电动传动系回路至少包括所述车辆(100)的所述能量存储系统(10)和电动传动系组件。5.根据权利要求1所述的能量管理系统(1)，所述即将来临的能量消耗还包括所述能量存储系统(10)的残余能量，以避免所述能量存储系统(10)的深度放电。6.根据前述权利要求中的任一项所述的能量管理系统(1)，所述导航单元(40)被配置为与能量源系统(60)通信并接收关于可用功率、占用和/或等待时间的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：M普拉布多拉，J福斯曼，V拉尔森，M波曼，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：