用于控制混合动力系统中能量产生的系统和方法技术方案

一种装置，包括能量存储电路、输入电路和混合动力管理电路。能量存储电路被构造为接收能量存储设备的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)。输入电路被构造成接收扭矩需求的指示。混合动力管理电路被构造成基于扭矩需求和能量存储设备的SOC来确定包括发动机和第一电动发电机的发电机组的第一扭矩输出；基于存储能量设备的SOH确定调整因子；基于调整因子和第一扭矩输出确定发电机组的调节后的扭矩输出；运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；并以第二扭矩输出运行第二电动发电机以满足扭矩需求。发电机以满足扭矩需求。发电机以满足扭矩需求。

【技术实现步骤摘要】
用于控制混合动力系统中能量产生的系统和方法
[0001]本申请是申请日为2017年5月1日、申请号为201780090207.4、专利技术名称为“用于控制混合动力系统中能量产生的系统和方法”的专利技术申请的分案申请。


[0002]本申请总体上涉及混合动力总成控制领域。更具体地，本申请涉及用于在诸如插电式混合动力车辆等的各种应用中管理混合动力系统中的发电机组的能量产生的系统和方法。

技术介绍

[0003]混合动力总成可以使用一个或多个电动发电机和内燃机推动车辆行驶。第一电动发电机可机械地联接至传动系统以直接向其提供动力。内燃发动机可以机械地联接至第二电动发电机，以产生电能并将电能提供给能量存储设备和/或第一电动发电机。

技术实现思路

[0004]一个实施例涉及一种装置。该装置包括能量存储电路、输入电路和混合动力管理电路。能量存储电路被构造为接收与被配置为存储能量的能量存储设备的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)相关的信息。输入电路被构造成接收扭矩需求的指示。混合动力管理电路被构造成基于扭矩需求和能量存储设备的SOC确定用于发电机组的第一扭矩输出，所述发电机组包括发动机和第一电动发电机；基于能量存储设备的SOH确定SOH调整因子；基于SOH调整因子和第一扭矩输出确定所述发电机组的调节后的扭矩输出；在第一设定点运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；以及在第二设定点运行第二电动发电机以提供第二扭矩输出以满足扭矩需求，第二电动发电机电联接至所述发电机组和所述能量存储设备，使得第二电动发电机构造成接收由能量存储设备存储的能量和由发电机组产生的能量中的至少一个以提供第二扭矩输出。
[0005]另一个实施例涉及一种方法。该方法包括：通过处理电路接收与被配置为存储能量的能量存储设备的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)相关的信息；通过所述处理电路接收扭矩需求的指示；通过所述处理电路基于扭矩需求和能量存储设备的SOC来确定包括发动机和第一电动发电机的发电机组的第一扭矩输出；通过所述处理电路基于能量存储设备的SOH确定SOH调整因子；通过所述处理电路基于SOH调整因子和第一扭矩输出确定发电机组的调节后的扭矩输出；通过所述处理电路在第一设定点运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；通过所述处理电路在第二设定点运行第二电动发电机以提供第二扭矩输出以满足扭矩需求。
[0006]另一个实施例涉及一种系统。该系统包括控制器，所述控制器可通信地且可操作地联接到(i)包括发动机和第一电动发电机的发电机组；(ii)构造成存储能量的能量存储设备；以及(iii)电联接到所述发电机组和所述能量存储设备的第二电动发电机。控制器被构造成接收与能量存储设备的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)相关的信息，接收扭矩需求
指示；基于扭矩需求、能量存储设备的SOC和能量存储设备的SOH确定发电机组的第一扭矩输出；在第一设定点运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；以及在第二设定点运行第二电动发电机以提供第二扭矩输出以满足扭矩需求。
[0007]从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见。
附图说明
[0008]图1是根据示例实施例的具有控制器的车辆的示意图。
[0009]图2是根据示例实施例的图1的车辆的控制器的示意图。
[0010]图3是根据示例实施例描绘了用于串联混合动力系统以满足扭矩需求的各种瞬时功率路径的曲线图。
[0011]图4是根据示例实施例描绘了能量存储设备健康历史的各种状态相对于健康轨迹的预定状态的曲线图。
[0012]图5A和5B是根据示例实施例的用于基于扭矩需求、能量存储设备的充电状态和能量存储设备的健康状态动态调整发电机组能量产生的方法的流程图。
具体实施方式
[0013]以下是有关控制串联混合动力总成中能量产生的方法、装置和系统的各种概念和实施方式的更详细的描述。以上介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以以任何数量的方式实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。提供特定实施方式和应用的示例主要用于说明目的。
[0014]总体上参考附图，本文公开的各种实施例涉及用于控制串联混合动力总成中的能量产生的系统、装置和方法。根据示例实施例，串联混合动力总成包括：(i)具有发动机和第一电动发电机的发电机组；(ii)第二电动发电机；以及(iii)能量存储设备。第二电动发电机电联接至并构造成从发电机组和能量存储设备中的至少一个接收能量，以促进其运行。串联混合动力总成可以另外包括控制器，该控制器被构造成选择性地控制(i)由发电机组产生的提供给第二电动发电机的能量的量以及(ii)由第二电动发电机从能量存储设备汲取以通过第二电动发电机提供满足扭矩需求的扭矩输出，同时将能量存储设备的健康状态维持在预定的健康状态轨迹、健康状态轨迹附近或健康状态轨迹以上(例如，使用功率
‑
分配算法等)的能量的量。
[0015]现在参考图1，其示出了根据示例实施例的具有控制器150的车辆100的示意图。如图1所示，车辆100通常包括动力总成系统110、车辆子系统120、操作员输入/输出(I/O)设备130、可通信地联接到车辆100的一个或多个组件的传感器140以及控制器150。这些组件将在本文更全面地描述。车辆100可以是公路车辆或非公路车辆，包括但不限于长途运输卡车、中型卡车(例如轻运货车)、小轿车(例如四门轿车、掀背车、轿跑车等)、公共汽车、大篷货车、垃圾车、运货车以及任何其他类型的车辆。根据示例实施例，车辆100的动力总成系统110被构造为串联混合动力总成系统。在一些实施例中，车辆100的动力总成系统110被构造为另一种类型的混合动力总成系统(例如，并联混合动力总成系统等)。
[0016]车辆100的组件可使用任何类型和数量的有线或无线连接彼此通信或与外部组件
通信。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括因特网、Wi
‑
Fi、蜂窝、无线电、蓝牙、ZigBee等。在一些实施例中，控制器区域网络(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器150可通信地联接到图1的车辆100中的系统和组件，所以控制器150被构造为接收与图1所示的一个或多个组件相关的数据。例如，数据可以包括由一个或多个传感器(例如传感器140)获取的与动力总成系统110和/或其他组件(例如，电池系统、电动机、发电机、再生制动系统、发动机等)的运行状况相关的运行数据。作为另一个示例，数据可以包括来自操作员I/O设备130的输入。控制器150可以基于运行数据确定如何控制动力总成系统110。
[0017]如图1所示，动力总成系统110包括发动机111、变速器112、驱动轴113、差速器114、最终驱动器115、第一电动发电机116、第二电动发电机118和能量存储设备119。发动机1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制混合动力系统中能量产生的装置，其特征在于，包括：能量存储电路，所述能量存储电路构造成接收关于被配置为存储能量的能量存储设备的充电状态SOC的信息；输入电路，所述输入电路构造成接收扭矩需求的指示；和混合管理电路，所述混合管理电路构造成：基于所述扭矩需求和所述能量存储设备的SOC确定用于发电机组的第一扭矩输出，所述发电机组包括发动机和第一电动发电机；确定所述发电机组的调节后的扭矩输出；基于所述调节后的扭矩输出和所述能量存储设备的SOC确定瞬态功率控制策略，其中所述瞬态功率控制策略至少是以下之一：响应于确定所述SOC低于阈值而启用的第一瞬态功率策略，或响应于确定所述SOC高于所述阈值而启用的第二瞬态功率策略，所述第二瞬态功率策略比所述第一瞬态功率策略燃料效率更高；和在第一设定点处并根据所述瞬态功率控制策略运行所述发电机组，以提供所述调节后的扭矩输出并为第二电动发电机产生一定量的能量以满足所述扭矩需求。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电动发电机与所述发电机组和所述能量存储设备电联接。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合管理电路还被构造为：接收所述能量存储设备的健康状态SOH；基于所述能量存储设备的SOH确定SOH调整因子；根据所述SOH调整因子操作所述第二电动发电机以接收由所述能量存储设备存储的能量或由所述发电机组产生的能量中的至少一个，以提供第二扭矩输出以满足所述扭矩需求。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，确定所述SOH调整因子包括：将所述能量存储设备的SOH与所述能量存储设备的预定的SOH轨迹进行比较。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述混合管理电路还被构造为选择所述SOH调整因子将所述能量存储设备的SOH维持在所述预定的SOH轨迹处，接近所述预定的SOH轨迹或在所述预定的SOH轨迹上方。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述混合管理电路还被构造为响应于所述能量存储设备的SOH下降到所述预定的SOH轨迹下方而选择所述SOH调整因子以增加由所述发电机组产生的能量的量。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，增加由所述发电机组产生的能量的量，减少由所述第二电动发电机从所述能量存储设备汲取的能量的量，以提供所述第二扭矩输出。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，增加由所述发电机组产生的能量的量，相对于所述发动机的燃料效率，有利于保持所述能量存储设备的SOH，使得所述能量存储设备的SOH移动回所述预定的SOH轨迹。9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述混合管理电路还被构造为响应于所述能量存储设备的SOH在所述预定的SOH轨迹的上方，而选择所述SOH调整因子以减少由所述
发电机组产生的能量的量。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，减小由所述发电机组产生的能量的量，增加由所述第二电动发电机从所述能量存储设备汲取的能量的量，以提供所述第二扭矩输出。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，相比于保持所述能量存储设备的SOH，减少由所述发电机组产生的能量的量有利于所述发动机的燃料效率。12.一种方法，其特征在于，包括：通过处理电路接收关于被配置为存储能量的能量存储设备的充电状态SOC的信息；通过所述处理电路接收扭矩需求的指示；通过所述处理电路基于所述能量存储设备的SOC确定用于发电机组的第一扭矩输出，所述发电机组包括发动机和第一电动发电机；通过所述处理电路确定所述发电机组的调节后的扭矩输出；和通过所述处理电路基于所述调节后的扭矩输出和所述能量存储设备的SOC来确定瞬态功率控制策略，其中所述瞬态功率控制战略至少是以下之一：响应于确定所述SOC低于阈值而启用的第一瞬态功率策略，或响应于确定所述SOC高于所述阈值而启用的第二瞬态功率策略，所述第...

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