用于优化能量储存部件使用的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于优化能量储存部件使用的系统和方法，具体而言，一种用于优化包括混合动力车辆和电动车辆中的一个的车辆中的能量储存部件使用的系统，该车辆包括计算机，该计算机编程为识别车辆位置是否与历史功率使用数据的数据库中的链接数据相关联，该链接数据包括所测量的用于车辆行进的链接数据的历史功率使用数据。如果车辆位置与链接数据相关联，则计算机编程为从数据库中获取链接的链接数据，来自数据库的链接数据缺少地形信息。计算机还编程为，如果车辆位置与链接数据相关联，则基于获取的链接数据来确定车辆的期望的车辆功率使用，并且基于期望的车辆功率使用和基于车辆的能量储存部件的效率和寿命周期成本来优化能量储存部件使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及混合动力(hybrid)和电动车辆，并且更具体而言，涉及混合动 力和电动车辆上的能量储存部件使用的优化。
技术介绍
混合动力电动车辆结合了内燃机和典型地由一个或多个电能储存部件提供功率 (power)的电动机。这样的结合可通过使内燃机和电动机能够各自在相应的增加的效率范 围内运行而提高总的燃料效率。例如，电动机从静止启动加速时为高效的，而内燃机在恒定 的发动机运行(例如在高速公路行驶中)的持续时间期间为高效的。使用电动机以增强初 始加速允许混合动力车辆中的内燃机更小且更加节约燃料。在许多传统混合动力车辆中，电动机还能够通过作为发电机而俘获制动能，并且 将如此俘获的制动能提供给能量储存部件(ESC)。ESC(例如电池、超级电容、或飞轮)用 来俘获在制动或发电运行期间存在的能量以用于在稍后的时间重新使用。这些部件还提 供负荷调配(load-leveling)功能以减少对系统中的主功率产生装置的瞬态加载。这种装 备通常以带有关于环境的有限信息或不带有关于环境的信息的方式而运行，并且缺乏预测 能力以预知即将发生的事件。这经常导致ESC的次优化使用，这将由于不必要施加的载荷 (stress)而缩短寿命。ESC经常对于应用来说尺寸过大以确保不会超过载荷极限，这增加 了系统的成本。因为这样的车辆无法得知其环境或历史性能，以便对充电和放电事件作出 反应，因此ESC的充电状态维持在ESC的可用储存范围的中点附近。如果车辆在凹处中或沿着局部地形的高点行进，则混合动力能量回收可能无法达 到最大限度。例如，如果车辆以处于中点的ESC充电状态的方式处于局部地形中的高点，则 当电池达到满的充电状态时即将发生的下坡的再生俘获机会终止，这可能发生在下坡的中 途。因此，全部的下坡再生能量俘获机会短时间停止。此外，电池将可能充电为100%功率， 以载荷极限运行，并且产生过多的热量及温升。相反的情况对于在地形中的低点处启动来 说为实际存在的，当达到最高点之前电池耗尽了充电量时，混合动力辅助中断。因此期望具有能够优化混合动力功率系统中的能量储存部件的使用的系统和方 法。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及用于克服上述缺点的能量储存部件优化的系统和方法。根据本专利技术的一方面，一种用于优化包括混合动力车辆和电动车辆中的一个的车 辆中的能量储存部件使用的系统，车辆包括计算机，该计算机编程为识别(identify)车辆 位置是否与历史功率使用数据的数据库中的链接数据(link data)相关联，该链接数据包 括所测量的用于车辆行进的链接的历史功率使用数据。如果车辆位置与链接数据相关联， 则计算机编程为从数据库中获取链接的链接数据，来自数据库的链接数据缺少地形信息。 计算机还编程为，如果车辆位置与链接数据相关联，则基于获取的链接数据来确定车辆的期望的车辆功率使用，并且基于期望的车辆功率使用和基于车辆的能量储存部件的效率和 寿命周期成本(life cycle cost)来优化能量储存部件使用。根据本专利技术的另一方面，一种方法包括确定混合动力车辆和电动车辆中的一个的车辆位置是否与历史功率使用和速率(velocity)数据的数据库中的第一链接数据组相关 联，第一链接数据组包括与车辆行进的第一链接相关的所测量的功率使用和速率数据。如 果车辆位置与第一链接数据组相关链，则该方法包括查询(query)数据库以从第一链接数 据组中获取历史功率使用和速率数据，对于第一链接来说查询的数据不包括海拔数据。该 方法还包括，如果车辆位置与第一链接数据组相关联，则基于查询的数据来计算用于车辆 的期望功率使用，并且基于期望的功率使用和至少基于车辆的能量储存部件的效率和寿命 周期成本来优化用于车辆的能量储存部件的能量储存部件使用，以使得基于优化的期望功 率使用的能量储存部件的运行实现期望的能量储存部件的使用。根据本专利技术的另一方面，系统包括车辆和构造成提供功率以驱动车辆的功率系 统，该功率系统包括能量储存部件和联结到能量储存部件的牵引驱动器。该系统包括构造 成测量车辆位置的位置传感器和构造成确定车辆的位置和包括储存在数据库中的车辆历 史功率使用数据的数据段(segment of data)之间的关联的计算机。如果位置和数据段相 互关联，则计算机构造成从数据库中获取数据段(该数据段不包括海拔数据)并且基于所 获取的数据段确定车辆的期望的车辆功率使用。计算机构造成，如果位置和数据段相互关 联，则基于已确定的期望的车辆功率使用和基于能量储存部件的效率和寿命周期成本来优 化能量储存部件使用，优化的能量储存部件使用包括用于能量储存部件的目标偏置的充电 ^^^B；1^ (target biasing state of charge setpoint) 0从下文详细描述和附图中将使得各种其它特征和优点变得显而易见。附图说明附图示出了本专利技术的一种或多种实施例。其中图1为根据本专利技术的一种实施例的混合动力系统的原理图。图2为显示根据本专利技术的一种实施例用于在车辆行进期间中获得和储存能量和 功率使用数据的技术(technique)的流程图。图3为显示使用基于时间的测量间隔沿着路线(route)所测量的示范性的数据的 图表。图4为显示使用基于位置的测量间隔沿着路线所测量的示范性的数据的图表。图5为显示根据本专利技术的一种实施例可从中测量信息并将信息储存到链接数据 库中的链接的原理图。图6为显示根据本专利技术的一种实施例用于计算期望的功率使用和优化用于能量 储存部件的充电状态值的技术的流程图。具体实施例方式本专利技术包括涉及能量储存部件使用优化的实施例。本专利技术包括涉及用于产生用于 混合动力车辆的期望功率使用的方法的实施例。本专利技术就混合动力车辆进行描述。本文中示出的实施例和方法可应用于混合动力车辆、续行电动车辆、插电式混合动力电动车辆 (PHEV)、多能量储存电动车辆，等等。本文中示出的实施例和方法可广泛地应用于乘用和商 用混合动力车辆，以及机车和非公路(off-highway)车辆。同样应理解的是，车辆的执行方 案仅是用于该技术的许多使用中的一种。任何包含功率产生、消耗以及能量储存部件的系 统均为用于结合本专利技术实施例的候选。图1示出了结合本专利技术实施例的示范性的混合动力车辆10。混合动力车辆10包 括能量管理系统(EMS) 12，该能量管理系统(EMS) 12构造成通过混合动力车辆10的电动 或牵引驱动器16将功率给予车轮或车轴14。能量管理系统12同样构造成将功率给予混 合动力车辆10的辅助设备18。辅助设备18可包括(但不限于)空调/加热系统、收音机 以及车辆照明系统。混合动力车辆10包括联结到EMS12的燃料转换单元20，例如内燃机 (ICE)，并且可包括联结到EMS12的燃料电池22。能量储存部件(ESC)或ESC组24同样联 结到EMS12。ESC可例如为电池。混合动力车辆10包括联结到EMS12的计算机/控制器26以选择性地控制从燃料 转换单元20、燃料电池22或ESC24到牵引驱动器16的功率传递。如果需要从能量源到DC 传输线(DC link) 30的DC转换，则能量管理系统12可包括用于各个能量源输入到EMS12 中的DC/DC转换器28。图1显示了 EMS12中的三个DC/DC转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于优化包括混合动力车辆和电动车辆中的一个的车辆（１０）中的能量储存部件（２４）使用的系统，所述车辆（１０）包括计算机（２６），所述计算机（２６）编程为：识别（９８）车辆位置是否与历史功率使用数据的数据库（４２）中的链接数据相关联，所述链接数据包括所测量的用于车辆行进的链接（７０，７８，８０，８２）的历史功率使用数据；以及如果车辆位置与所述链接数据相关联：从所述数据库（４２）中获取（１０８）链接的链接数据，来自所述数据库（４２）的链接数据缺少地形信息；基于已获取的链接数据来确定（１１６，１２４）所述车辆（１０）的期望车辆功率使用；以及基于期望的车辆功率使用和基于所述车辆（１０）的能量储存部件（２４）的效率和寿命周期成本来优化（１２６）所述能量储存部件（２４）使用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TG里奇特，严卫中，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]