车辆牵引电池通风控制的制作方法

车辆牵引电池通风控制的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆牵引电池通风控制。该车辆具有设置在电池壳体内的牵引电池。电池壳体与车辆的乘客舱选择性流体连通。还提供与牵引电池分离的且不同的附件电池。可关闭的阻隔系统与附件电池电连接并且配置用于当关闭时流体地隔离电池壳体与乘客舱。至少一个控制器配置用于响应于触发状况而停用牵引电池并增加附件电池的输出以关闭阻隔系统而隔离电池壳体中的气体与乘客舱。
【专利说明】车辆牵引电池通风控制
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆中牵引电池的通风的控制。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)是可以通过发动机和牵引电池推进的车辆。插电式混合动力电动车辆(PHEV)是可通过插入外部电力源而充电牵引电池的HEV。电池电动车辆(BEV)是不包括发动机而通过牵引电池推进的车辆。HEV、PHEV和BEV是可通过牵引电池至少部分地推进的车辆的三种示例。在这样的应用中，车辆通常包括通风系统以将热量、空气和气体从牵引电池排出以最大化电池的效率运转性能(efficient operability)。

【发明内容】

[0003]根据一个实施例，车辆包括选择性与车辆的乘客舱流体连通的电池壳体。牵引电池设置在壳体内。提供与牵引电池分离且不同的附件电池。可关闭的阻隔系统与附件电池电连接并配置用于当关闭时流体地隔离电池壳体和车辆的乘客舱。提供至少一个控制器。响应于触发状况，至少一个控制器停用牵引电池并增加附件电池的输出，以关闭阻隔系统并将电池壳体中的气体与车辆的乘客舱隔离。
[0004]根据另一个实施例，车辆包括牵引电池以及包围牵引电池的牵引电池壳体。牵引电池壳体与车辆的乘客舱选择性地流体连通。门系统通过附件电池电动驱动并可操作用于选择性地隔离电池壳体与车辆的乘客舱。管或管道将牵引电池壳体流体连接至乘客舱。门系统包括设置的门使得门在打开门系统时至少部分置于管道的外部而在关闭门系统时至少部分置于管道内部。
[0005]根据又一实施例，提供控制具有牵引电池的车辆的方法。所述方法包括响应于探测到气体而停用牵引电池。响应于探测到气体，增加附件电池的输出功率使得阻隔系统关闭以流体地隔离牵引电池壳体与车辆的乘客舱。
[0006]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于故障状况而启用发动机以满足驾驶员扭矩需求。
[0007]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于停用牵引电池，与关联于停用牵引电池的牵引电池动力输出的减小成比例增加发动机的扭矩输出，以满足驾驶员扭矩需求。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1是车辆和车辆内通风系统的侧视图；
[0009]图2是车辆内电池通风系统的后视图；
[0010]图3是一部分动力传动系统和电池通风系统的不意图；
[0011]图4是说明通过车辆中的控制系统执行的算法的流程图。
【具体实施方式】[0012]此处公开了本发明的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例并且可以多种替代形式实施其它实施例。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本【技术领域】的技术人员应理解，参考任一【专利附图】

【附图说明】和描述的多个特征可与一个或多个附图中说明的特征组合以形成没有明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可根据需要用于特定应用或实施。
[0013]参考图1，说明了车辆10。车辆10是运转牵引电池12以至少部分地推进车辆10的HEV、PHEV、BEV或者任何车辆。尽管电池12显示在车辆10的乘客舱14的后面并且直接在后排座椅的后面，但是电池12可以位于其它位置，比如车辆10的前部发动机罩下面。
[0014]暖通空调(HVAC)单元16将空气循环进并遍及车辆10的乘客舱14。管道或管18提供使HVAC单元16与电池12的壳体以及车辆乘客舱14相互连接的流体连通管路。在乘客舱14各处循环的空气从而能循环进并循环出电池12的壳体。
[0015]参考图2，说明了电池通风系统。电池12同样显示在车辆10的后部，车辆乘客舱14后面。电池12包括多个电池单元20。如参考图3描述的，电池单元20储存可用于推进车辆的电能。
[0016]电池壳体22包围电池12，以分隔电池12并隔离电池12和乘客舱14。管18连接至电池壳体22和HVAC16，使得电池壳体22内的电池12产生的空气和热量能与乘客舱14内的空气交换。管18还可以连接壳体22与外部空气。
[0017]在正常的工况下，电池12将作为电池12中电阻的产物的热量释放进壳体22。可通过HVAC单元16和管，使用电池12产生的热量以增加乘客舱14的温度。类似地，来自乘客舱14的空气能导进电池壳体22，(例如)用于降低电池12的温度并防止过热。在正常的工况下，电池12和壳体22从而可以集成进车辆10内的加热和冷却系统。
[0018]在纯电动装置的情况下，电池12内的故障将可能导致电池在正常状况下不运转的情形。例如，这些情形可包括电池单元20内部或外部短路或者过充保护电路的故障。如将要描述的，可以感应这些情形并标记为触发状况。作为预防措施，响应于探测到任何触发状况从而必须去除不希望进入车辆乘客舱14的任何可能的气体(比如一氧化碳(CO))。
[0019]从而在管18中提供可关闭的阻隔器26。阻隔器26可以是门、气囊、可膨胀的泡沫或任何其它类型的可以选择性隔离电池壳体22中的气体和车辆乘客舱14的分界物。虽然说明为设置在管18中，额外地或可替代地阻隔器26可以位于电池壳体22内或在管18与车辆乘客舱14的连接点处。
[0020]参考图3-4将要描述的，马达28响应于触发状况而关闭阻隔器26。当启用马达关闭阻隔器时，阻隔器26从电池壳体22与车辆乘客舱14流体连通的打开位置转变为门26流体地隔离电池壳体22和车辆乘客舱14的关闭位置。
[0021]参考图3，显示了车辆10的示意图。如上文描述的，车辆10可以是能通过高压(HV)电池或牵引电池12至少部分地推进的任何车辆。图3中说明的特定车辆10是包括内燃发动机30的HEV或PHEV。发动机30连接至马达-发电机(M/G)32。M/G32电连接至电池12。
[0022]M/G32通过从发动机30接收扭矩而作为发电机运转并提供交流电(AC)至逆变器(未显示)，该逆变器将AC转换为直流电(DC)以充电电池12。M/G32通过利用常规的再生制动方法还可以作为发电机运转以将车辆10的制动能量转换为储存在电池12中的电能。可替代地，通过从逆变器(未显示)和电池12接收电流或电力、并通过传动系提供扭矩并最终至车轮34，M/G32可以作为马达运转。
[0023]通过车辆系统控制器(VSC) 36控制电池12和M/G32的运转。尽管图3中说明的控制系统仅包括一个控制器36，根据需要该控制系统可以包括一个以上的控制器。例如，可以提供电池控制模块(BCM)以特定地控制电池12。类似地，可以提供独立的马达控制模块(MCM)以直接地控制M/G32，且可以提供发动机控制模块(ECM)以直接控制发动机30。可在控制局域网(CAN)中连接这些和其它控制器。从而应理解可通过任何其它的控制器或多个控制器实施本发明中通过控制器或VSC36实施的特定能力或功能。
[0024]VSC36还连接至附件电池40。附件电池40和牵引电池12是分离的且不同的。附件电池储存电能以运转马达28来打开和关闭阻隔器26。附件电池40可以从牵引电池12、M/G32、发动机30或者能产生和/或传输电能的任何其它装置接收并储存电能。附件电池40安装到电池壳体22外部的车身或车辆10上。还可以在附件电池40和马达28之间提供逆变器(未显示)。
[0025]如上文描述的，阻隔器26可以采用门、袋、闸门(gate)的形式或者隔离电池壳体22和车辆乘客舱14的其它结构。例如，阻隔器26可以是能沿导轨或轨道42滑动的滑动门。可以穿过管18的至少一部分并且至少部分地延伸在管18的外部而设置轨道42。这使得阻隔器26在正常运转期间在管18的外部，而阻隔器26响应于触发状况在管内部。
[0026]可按下面的描述，利用气体隔离系统的控制和运转。感应触发状况(如上文描述的)的气体传感器或其它传感器可设置在电池壳体22各处或电池12内。响应于触发状况，VSC36指令牵引电池12停用。这立即阻止(例如)电池壳体22内任何额外的不希望的气体的产生。VSC36然后指令发动机30启用或增加扭矩使得补偿由于电池12停用导致的扭矩损失并仍然实现驾驶员动力需求。基本上在电池12停用的同时，响应于感应到触发状况，VSC36指令附件电池40驱动马达28以关闭阻隔器26。
[0027]使用附件电池40而不是牵引电池12来运转马达28防止牵引电池12产生的任何额外的不希望的气体。此外，如果牵引电池12出现故障，利用牵引电池12来运转马达28能潜在地导致牵引电池12进一步的损害。
[0028]一旦通过附件电池40关闭阻隔器26，牵引电池12和电池壳体22与乘客舱14隔离。由于电池12的故障形成的任何和所有气体从而包含在电池壳体22内并禁止进入车辆10的内部。在一个实施例中，指示电池已经停用且需要维护的可视化和/或声音警报可传递给车辆10的乘客。例如，可以在车辆10的仪表板上提供该警报。可以以纯发动机(engine-only)模式驱动车辆10直到适当地维修电池12。
[0029]虽然在图3中没有显示，可以预想车辆10可以是BEV并且可能没有内燃发动机30。响应于触发状况而停用电池12将停用唯一的推进源。因此可能不希望基于触发状况而停用全部电池12。可以提供控制以选择性地停用电池12出现故障的那部分使得电池12的其它部分可以保持启用以允许车辆10的驾驶员行驶安全距离直到可以维修电池12。
[0030]参考图2和4，在100处显示了控制车辆内牵引电池的通风的方法。通过VSC36或其它控制器控制和实施该方法。方法在操作102处开始。在操作104处，VSC36确定是否感应到触发状况，比如电池壳体22内气体的探测。如果没有探测到触发状况，方法在102处重新开始，这样存在触发状况的持续检查。响应于在操作104处探测到触发状况，在操作106处VSC36指令牵引电池12的停用。在操作108处，VSC36还指令附件电池40提供电力以关闭阻隔器26。可以响应于探测到触发状况或者响应于牵引电池12停用而执行操作108。
[0031]在操作110处，VSC36确定车辆10的驾驶员在车轮处需求的扭矩是否高于0N_m(牛-米)。例如，可以响应于压下加速器踏板而感应正的扭矩需求。例如，还可以响应于当释放制动器踏板时需要车辆10在斜坡上缓慢行驶或保持其位置而感应正的扭矩需求。可以预想导致正扭矩需求的其它情形。在任何这样的情形中，如果扭矩需求是ON-m或以下，方法在操作Iio处循环以持续检查任何正扭矩需求。如果指示正扭矩需求,那么在操作112处发动机30实现所有的扭矩需求而不需要来自牵引电池12的任何电动辅助。这样发动机30从而实现所有的驾驶员需求，并且车辆10不再以纯电动或电动辅助模式运转。
[0032]本发明公开的程序、方法和算法可通过包括任何现有的可编程电子控制单元或专用的电子控制单元的处理装置、控制器或计算机使用/实施。类似的，程序、方法或算法可存储为通过控制器或计算机以多种形式执行的数据和指令，包括但不限于永久存储在不可写的存储媒介(比如ROM设备冲的信息以及可替代地可存储在可写的存储媒介(比如软盘、磁带、CD、RAM设备和其它的磁性和光学媒介)中的信息。程序、方法或算法还可在可执行软件的对象中实施。可替代地，可以使用适当的硬件部件整体地或部分地包含该程序、方法或算法，比如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机(state machine)、控制器或其它硬件部件或设备，或者硬件、软件和固件部件的结合。
[0033]虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解可作出各种改变而不脱离本发明的精神和范围。如上所述，可组合多个执行实施例的特征以形成本发明没有明确描述或说明的进一步的实施例。虽然已经对一个或多个希望的特征描述了提供优点的或优于其它实施例或现有技术实施的多个实施例，但是本【技术领域】中的普通技术人员应理解可以包含一个或多个特性以实现希望的综合系统属性，该属性取决于具体的应用和实施。这些属性可包括但不限于:成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等。这样，对于一个或多个特性描述的可取性低于其它实施例或现有技术实施的实施例没有在本发明的范围之外并且可能对于特定应用是可取的。
【权利要求】
1.一种车辆，包含: 与所述车辆的乘客舱选择性流体连通的电池壳体； 设置在所述壳体内的牵引电池； 附件电池； 与所述附件电池电连接的并配置用于当关闭时流体地隔离所述电池壳体与所述乘客舱的可关闭的阻隔系统；以及 至少一个控制器，配置用于响应于触发状况而停用所述牵引电池并增加所述附件电池的输出，以关闭所述阻隔系统而隔离所述电池壳体中的气体与所述乘客舱。
2.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆进一步包含发动机，其中所述至少一个控制器进一步配置用于响应于所述触发状况而增加所述发动机的扭矩输出以满足驾驶员扭矩需求。
3.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆进一步包含发动机，其中所述至少一个控制器进一步配置用于响应于所述触发状况而启用发动机以满足驾驶员扭矩需求。
4.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆进一步包含流体连接所述电池壳体与乘客舱的管，其中所述阻隔系统包括设置的门，使得当打开所述阻隔系统时所述门至少部分置于所述管的外部。
5.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆进一步包含设置在所述牵引电池壳体内并且配置用于探测其中气体的成分的传感器，其中所述触发状况是基于所述气体的所述成分。
6.一种车辆，包含: 牵引电池； 包围所述牵引电池并与所述车辆的乘客舱选择性流体连通的牵引电池壳体；以及 通过附件电池电动驱动并且可操作用于选择性地隔离所述电池壳体与所述车辆的乘客舱的门系统。
7.根据权利要求6所述的车辆，所述车辆进一步包含流体连接所述牵引电池壳体和所述乘客舱的管道，其中所述门系统包括设置的门，使得当打开所述门系统时，所述门至少部分置于所述管道的外部。
8.根据权利要求6所述的车辆，所述车辆进一步包含至少一个控制器，所述至少一个控制器配置用于响应于触发状况而停用所述牵引电池并关闭所述门系统，以隔离所述电池壳体与所述乘客舱。
9.根据权利要求6所述的车辆，所述车辆进一步包含设置在所述牵引电池壳体内并配置用于探测其中气体的成分的传感器，其中触发状况基于所述气体的所述成分，并且其中响应于所述触发状况而可操作所述门系统以关闭。
10.一种控制车辆的方法，所述方法包含: 响应于故障状况，(i)停用牵引电池以及(ii)通过附件电池电动驱动而关闭阻隔系统，使得包围所述牵引电池的壳体与所述车辆的乘客舱流体地隔离。
【文档编号】B60K1/04GK103847507SQ201310636615
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】巴斯卡拉·波达卡亚拉, 若扎姆·萨勃若曼尼亚, 布兰登·M·道森 申请人:福特全球技术公司