本发明专利技术涉及一种用于对电动车辆充电的设备和方法。一种能量存储和管理系统(ESMS)包括：能量存储装置，其联接到功率装置上；功率电子转换系统，其包括多个DC电转换器，每个DC电转换器被配置成升高和降低DC电压，其中，ESMS的能量端口可联接到能量存储装置中的每一个上，并且能量端口中的每一个可联接到充电系统上。ESMS包括控制器，控制器被配置成：确定第一能量存储装置的第一状况和第二能量存储装置的第二状况，其中，第一能量存储装置和第二能量存储装置各自连接到功率转换系统的相应能量端口上；基于第一状况和第二状况确定功率分流因素；以及基于功率分流因素来调节通往第一能量存储装置和第二能量存储装置的功率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施例大体上涉及包括混合动力车辆和电动车辆的电驱动系统，并且更具体而言涉及使用多端口能量管理系统来对电动车辆的能量存储装置充电。
技术介绍
混合动力电动车辆可组合内燃机与由诸如牵引电池的能量存储装置提供动力的电动马达以推进车辆。这样的组合可通过使内燃机和电动马达能够各自在相应的增加的效率范围内运行而增加总燃料效率。例如，电动马达可能在从静止状态启动加速时效率高，而内燃机(ICE)则可能在发动机恒定运行的持续时期期间(诸如在高速公路行驶时)效率高。让电动马达提升初始加速度允许混合动力车辆中的内燃机更小且燃料效率更高。 纯电动车辆使用存储的电能来为电动马达提供动力，电动马达推进车辆并且也可以运行辅助驱动器。纯电动车辆可使用一个或多个存储电能源。例如，第一存储电能源可用来提供更持久的能量(例如低电压(LV)电池)，而第二存储电能源则可用来提供用于例如加速的更高功率能量(例如，高电压(HV)电池或超级电容器(UC))。无论是混合电动类型或纯电动类型，插电式电动车辆被配置成使用来自外部源的电能对能量存储装置再充电。这样的车辆可包括例如公路车辆和非公路车辆、高尔夫车、短距离电动车辆、叉车和多功能卡车。这些车辆可使用非车载固定电池充电器、车载电池充电器、或非车载固定电池充电器和车载电池充电器的组合以从公用电网或可再生能源向车辆的车载牵引电池转移电能。插电式车辆可包括电路和连接件以有利于从例如公用电网或其它外部源对牵引电池再充电。电池充电器在电动车辆(EV)的发展中是重要的构件。以往已经知道用于EV应用的两种类型的充电器。一种是独立型，其功能和样式可比作加油站以进行快速充电。另一种是车载型，这种充电器将用于以较慢的充电速率从常规家用插座充电。EV通常包括能量存储装置，例如，低电压电池(用于例如巡航)、高电压电池(用于例如加力和加速)、和超级电容器(用于例如加力和加速)，这里只列出了一些。由于这些能量存储装置在不同电压下运行且彼此不同地充电，每个存储装置通常包括其自己的独特充电系统。这样会导致有多个构件和充电系统，因为存储装置通常不能使用用于其它存储装置的充电系统来充电。换句话讲，用于为低电压电池充电的充电装置通常不能用来为超级电容器或高电压电池充电。考虑到在一些应用中希望使用“加油站”式充电系统对存储装置快速充电，而在其它应用中则希望使用常规家用插座对存储装置慢速充电，这种影响(即许多装置)大体是复杂的。然而，当EV的多个能量存储装置(诸如动力电池、能量电池和超级电容器)需要充电时，它们常常不需要相同量的再充电。例如，一个能量存储装置可以几乎或完全耗尽且具有几乎为零的电荷状态(SOC)，而另一个能量存储装置则可以同时仅部分地耗尽且具有大得多的S0C。或者，能量存储装置常常包括一包或一组蓄电池，这些蓄电池可能在它们其中存储的能量的量方面变得不平衡。而且，如本领域所已知的那样，这些装置通常具有例如截然不同的存储容量和彼此不同的运行电压。因此，在EV的所有装置的再充电时间期间，对装置再充电可能是低效的，而且总体上不必要地浪费时间，因为一个装置可能优先地快得多地充电到满电荷状态(SOC)，而另一个装置则在长得多的时间期间充电而达到其满S0C。因此，将希望提供一种设备来缩短EV的多个能量存储装置的总的再充电时间。
技术实现思路
本专利技术是用于最大程度地减少EV的多个能量存储装置的总的再充电时间的方法·和设备。根据本专利技术的一个方面，一种能量存储和管理系统(ESMS)包括一个或多个能量存储装置，其联接到功率装置上且被配置成存储电能；功率电子转换系统，其具有多个能量端口，功率电子转换系统包括多个DC电转换器，每个DC电转换器被配置成将DC电压升压和降压，其中多个能量端口中的每一个可联接到一个或多个能量存储装置中的每一个上，并且多个能量端口中的每一个可联接到充电系统上。ESMS包括控制器，该控制器被配置成确定第一能量存储装置的第一状况和第二能量存储装置的第二状况，其中，第一能量存储装置和第二能量存储装置各自连接到功率转换系统的相应能量端口上；基于第一状况和第二状况来确定功率分流因素；以及基于功率分流因素来调节通往第一能量存储装置和第二能量存储装置的功率。根据本专利技术的另一方面，一种管理能量存储和管理系统(ESMS)的方法包括确定第一能量存储装置的第一电荷状态；确定第二能量存储装置的第二电荷状态；基于第一电荷状态和第二电荷状态来确定功率分流因素；以及与功率分流因素一致地调节通往第一能量存储装置和第二能量存储装置的充电功率。根据本专利技术的又一方面，一种非瞬态计算机可读存储介质定位在能量存储和管理系统(ESMS)上且在其上存储有包括指令的计算机程序，指令在被计算机执行时使计算机进行下者确定第一能量存储装置和第二能量存储装置的电状态，其中，第一能量存储装置和第二能量存储装置各自连接到ESMS的相应能量端口上；基于第一能量存储装置和第二能量存储装置的电状态来确定功率分流因素；并且基于功率分流因素来调节通往第一能量存储装置和第二能量存储装置的功率。根据下面的详细描述和附图，各种其它特征和优点将变得显而易见。附图说明附图示出目前想到的用于执行本专利技术的实施例。在附图中 图I是结合了本专利技术的实施例的电动车辆(EV)的示意性框图。图2是根据本专利技术的实施例的可配置的多端口充电器架构的示意图。图3是示出图2所示多端口充电器的配置的表。图4示出根据本专利技术的实施例的多端口充电器的电气示意图。图5示出作为示例的对于图2的模块M2而言专用的控制模式。图6示出根据本专利技术的实施例的用于双电池充电的示例性控制序列。图7示出根据本专利技术的实施例的用于双电池充电的流程图。图8是示出接触器设置的各方面的表，其具有关于对端口 2的单高电压电池充电的注释。图9是示出接触器设置的各方面的表，其具有关于对端口 I或4的单低电压电池充电的注释。图IOA至图IOC是示出接触器设置的各方面的表，其具有关于对端口 I和3的双电池充电的注释。具体实施方式 图I示出例如结合了本专利技术的实施例的诸如汽车、卡车、公共汽车或非公路车辆的混合动力电动车辆(HEV)或电动车辆(EV) 10的一个实施例。在其它实施例中，车辆10包括车辆传动系、不间断电源、米矿车辆传动系、米矿设备、船舶系统和航空系统中的Iv。车辆10包括能量存储和管理系统(ESMS) 11、内燃机或热力发动机12、联接到发动机12上的变速器14、差动装置16、以及在变速器14和差动装置16之间联接的传动轴组件18。而且，虽然ESMS 11示出为在插电式混合动力电动车辆(PHEV)中，但应当理解，ESMS 11可适用于根据本专利技术的实施例的任何电动车辆，例如，HEV或EV或用于运行脉动式负载的其它功率电子驱动器。根据各种实施例，发动机12可以是例如汽油内燃机、柴油内燃机、外燃机、或燃气轮机发动机。ESMS 11包括提供来控制发动机12的运行的发动机控制器20。根据一个实施例，发动机控制器20包括一个或多个传感器22，传感器22被配置成感测发动机12的运行状况。传感器22可包括例如rpm传感器、转矩传感器、氧传感器和温度传感器。因此，发动机控制器20被配置成发送或接收来自发动机12的数据。车辆10也包括测量发动机12的曲轴速度的发动机速本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能量存储和管理系统(ESMS)?(100)，包括：一个或多个能量存储装置(116,?124,?128)，所述一个或多个能量存储装置(116,?124,?128)联接到功率装置(126)上且被配置成存储电能；功率电子转换系统，所述功率电子转换系统具有多个能量端口(102)，所述功率电子转换系统包括多个DC电转换器(104,?106,?108)，每个DC电转换器(104,?106,?108)被配置成升高和降低DC电压，其中： 所述多个能量端口(102)中的每一个能够联接到所述一个或多个能量存储装置(116,?124,?128)中的每一个上；并且 所述多个能量端口(102)中的每一个能够联接到充电系统(126)上；以及控制器(46)，所述控制器(46)被配置成： 确定第一能量存储装置(116)的第一状况和第二能量存储装置(124)的第二状况(414)，其中，所述第一能量存储装置和第二能量存储装置(116,?124)各自连接到所述功率转换系统的相应能量端口(114,?120)上； 基于所述第一状况和所述第二状况确定功率分流因素(416)；并且 基于所述功率分流因素来调节通往所述第一能量存储装置和第二能量存储装置的功率(418)。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：RS库施，RD金，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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