电动车辆的个性化行程范围保护策略的制作方法

本发明涉及一种用于电动车辆的系统和方法。车辆系统的电池管理系统适用于在确定目前驾驶条件下无法到达预定目的地的情况下提供个性化行程范围保护。

背景技术：

减少汽车燃料消耗和排放的必要性是众所周知的。因此，人们正在开发可以降低或完全消除对内燃发动机的依赖的车辆。电动车辆便是目前为此目的而开发的一种类型的车辆。在一般情况下，电动车辆与传统的机动车辆不同，因为它们选择性地由一个或多个电池供电的电机驱动。常规的机动车辆，相比之下，完全依靠内燃发动机驱动车辆。

高电压电池组通常为电机和电动车辆的其它电力负载供电。配置了充满电的电池组的电动车辆的标称行程范围一般是基于平均驾驶者的驾驶习惯估算得到的。然而，具有相同的电池的电荷水平和在相同的环境条件下运行的车辆可能会因为驾驶员不同的驾驶习惯而得到不同的行程范围。因此，驾驶员不能总是根据标称行程范围估算而假设所需目的地可到达。

技术实现要素：

根据本发明的一示例性方面的方法包括，除其他方面外，如果在目前驾驶条件下不能到达所需目的地，则控制车辆系统使电动车辆的行程范围估算精确化。该控制步骤包括：警告驾驶员关于基于驾驶员的驾驶习惯的行程范围，指导驾驶员改变驾驶习惯，以及调整至少一个车辆子系统的运行。

在上述方法的另一非限制性实施例中，车辆系统包括配置为执行控制步骤的控制模块。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，精确化的行程范围估算基于电池信息、驾驶员信息和车载通讯系统(telematics)信息的组合。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，电池信息至少包括电池可用电量、电池荷电状态、电池功率容量、以及电池热状态。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，驾驶员信息至少包括驾驶习惯和驾驶员的驾驶员偏好。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，车载通讯系统信息至少包括交通状况、天气状况、和道路状况。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，警告步骤和指导步骤包括向驾驶员发出视觉或听觉输出。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，调节步骤包括减少与至少一个车辆子系统相关联的辅助电力用量。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，调节步骤包括自动降低电动车辆的行驶速度。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，调节步骤包括自动最大化再生制动。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，步骤包括：在计算出精确化的行程范围估算后，确定基于精确化的行程范围估算能否到达所需目的地。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，步骤包括如果基于精确化的行程范围估算不能到达所需目的地，则重新规划电动车辆的路线到附近的充电站。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，指导步骤仅在手动打开时执行。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在执行控制步骤之前选择所需目的地。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在执行控制步骤之前收集电池信息、驾驶信息和车载通讯系统信息。

根据本发明的另一个示例性方面的车辆系统，包括，除其他方面外，高电压电池组；由高压电池组选择性地供电的车辆子系统；以及控制系统，该系统被配置为警告驾驶员关于基于驾驶员的驾驶习惯的行程范围，以及如果在目前驾驶条件下不能到达所需目的地则调整车辆子系统的运行。

在前述车辆系统的另一非限制性的实施例中，控制系统被配置为指导驾驶员改变驾驶习惯。

在任一前述的车辆系统的另一非限制性的实施例中，控制系统包括电池管理系统。

在任一前述车辆系统的另一非限制性的实施例中，控制系统被配置为接收来自高电压电池组的电池信息和来自导航系统的导航信息。

在任一前述车辆系统的另一非限制性的实施例中，控制系统被配置为接收驾驶员信息和车载通讯系统信息。

前述段落的实施例、示例和替代方案，权利要求书，或下面的说明书和附图，包括任何它们各个方面或各自独立特征，都可以独立地或以任何方式组合地使用。在一个实施例中描述的特征也适用于所有实施例，除非这些特征是不相容的。

从下面的具体实施方式中可以看出，本发明的各种特点和优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。伴随具体实施方式的附图可简要描述如下。

附图说明

图1示意性示出了电动车辆的动力传动系统；

图2示出了电动车辆的车辆系统；

图3示出了图2车辆系统的用户界面；

图4示意性示出了用于控制电动车辆的车辆系统的控制策略。示例性控制策略提供了适合于驾驶员的特定的驾驶习惯从而在可用电量不能到达所需目的地时帮助驾驶员到达所需目的地或引导驾驶员到达附近的充电站的个性化行程范围保护。

具体实施方式

本发明公开的内容描述了以根据驾驶员的特定驾驶习惯个性化定制的方式来最大化电动车辆的行程范围的车辆系统和方法。示例性方法包括：控制电动车辆的电池管理系统，从而为驾驶员提供个性化行程范围保护。个性化行程范围保护策略可以包括，但不限于，警告驾驶员关于基于驾驶员的驾驶习惯的行程范围，指导驾驶员改变他/她的驾驶习惯，并且如果在目前驾驶条件下不能到达所需目的地，则调整至少一个车辆子系统的运行。还预期一种用于执行个性化行程范围保护策略的车辆系统。这些和其它特征在该具体实施方式的下面的段落中进行更详细地讨论。

图1示意性示出了电动车辆12的动力传动系统10。虽然被描述为电池电动车辆(BEV)，但是应该理解的是，这里描述的概念不局限于BEV并可以扩展至其他电动车辆，包括但不限于，插电式混合动力电动车辆(PHEV’s)，或燃料电池混合动力车辆。

在一个非限制性的实施例中，电动车辆12是仅由电力——例如由电机14——推进的纯电动车辆，而没有由内燃发动机的辅助。电机14可以作为电动机，发电机，或两者运转。电机14接收电力，并提供转动输出功率。电机14可以连接到变速箱16，变速箱16通过一预定的齿轮比来调整电机14的输出扭矩和转速。变速箱16由输出轴20连接到一组驱动轮18上。高电压总线22通过逆变器26将电机14电连接到电池组24上。电机14，齿轮箱16和逆变器26可以共同地被称为一传动装置28。

电池组24是示例性的电动车辆电池。电池组24可以是高电压牵引电池组，其包括多个能够输出电力以操作电动车辆12的电机14和/或其它电力负载的电池组件25(即，电池阵列或电池单元的集群)。其它类型的能量存储设备和/或输出设备也可用来为电动车辆12供电。

电动车辆12还可以包括用于给电池组24的能量存储设备充电的充电器30。电连接器32将充电器30连接到外部电源(未示出)以接收电力。充电器30可以配备有用于将从外部电源接收的交流(AC)电力转换为直流(DC)电力来对电池组24的能量存储设备充电的电力电子设备。充电器30还可以适配来自外部电源的一个或多个常规的电压源(例如，110伏，220伏等)。

在图1所示的动力传动系统10是高度示意性的，并非意在限制本发明公开内容。各种额外的部件可以替代或附加地在动力传动系统10中使用。

图2是可在车辆如图1的电动车辆12中使用的车辆系统56的高度示意性的描述。车辆系统56适合于以根据驾驶员的特定驾驶习惯个性化定制的方式来提升给定电池电量的行程范围估算的精确度。换句话说，车辆系统56提供了一种个性化行程范围保护策略。车辆系统56辅助驾驶员到达所需目的地，或在不能够到达所需目的地时到达最接近的可用的充电站，以避免被搁浅在道路上。

在一个非限制性的实施例中，示例性车辆系统56包括高电压电池组24和用于监测和控制高电压电池组24和其他车辆子系统的电池管理系统60。高电压电池组24可以包括一个或多个电池组件，其中每个电池组件含有多个电池单元或其他能量存储设备。高电压电池组24的电池单元存储可以用于为存在于电动车辆上的各种负载供电的电能。这些负载可包括各种高电压负载(例如，电机等)或各种低电压负载(例如，照明系统，低电压电池，逻辑电路，等等)。

车辆子系统76也可通过高电压电池组24供电，并且可包括高电压负载，低电压负载，或两者。示例性的车辆子系统76包括暖通空调(HVAC)系统，照明系统，娱乐系统等。在本发明公开范围内也可以预期其它车辆子系统。

电池管理系统60被配置为监测和控制高电压电池组24的运行。例如，电池管理系统60可管理高电压电池组24的可用电量和荷电状态(SOC)，管理高电压电池组24的功率容量以满足驾驶性能的要求，并对高电压电池组24进行热管理，使得它的全部容量可以安全地被利用。在另一个非限制性实施例中，电池管理系统60可操作为基于可用电量水平，驾驶习惯，环境状况等来估算电动车辆的行程范围。前述内容仅是电池管理系统60的许多功能的非限制性的示例。

电池管理系统60可以是控制系统58的一部分。控制系统58可以是整个车辆控制单元的一部分，车辆控制单元可以是诸如车辆系统控制器(VSC)或可替换地与VSC分开的独立控制单元。在一个非限制性的实施例中，控制系统58包括用于与车辆系统56的各个部件进行交互和命令其运行的可执行指令。控制系统58可包括用于与车辆系统56的各个部件进行交互的多个输入和输出。在一个非限制性实施例中，控制系统58的电池管理系统60包括处理单元62和用于执行车辆系统56的各种控制策略和模式的非易失性存储器64。

在另一个非限制性实施例中，控制系统58适用于监测至少来自高电压电池组24的电池信息80，来自导航系统78(例如，全球定位系统(GPS))的导航信息92，车载通讯系统信息84和驾驶员信息86来提供为驾驶员个性化定制的精确化的行程范围估算。通过控制系统58收集并监测得到的电池信息80可以包括电池可用电量，电池荷电状态SOC，电池功率容量，电池热状态等。通过控制系统58收集并监测得到的导航信息可包括各种路线和目的地信息。

通过控制系统58收集并监测得到的车载通讯系统信息可以包括交通状况，天气状况，道路状况(例如，坡度，曲率，地势，海拔等)，路段状况(例如，道路等级，速度限制，海拔高度，风阻力，湿度等)和位置信息(例如，充电站的位置和与主车辆的距离，充电站到所需目的地的距离等等)。车载通讯系统信息可以地理信息系统或从电动车辆的驾驶员或乘客的移动设备来获得。

通过控制系统58收集并监测得到的驾驶员信息可以包括驾驶习惯，行为或攻击性(aggressiveness)(例如加速攻击性，制动激进性等)，驾驶模式，最喜爱或常用的路线，驾驶偏好(例如气候控制偏好等)。驾驶员信息可以通过分析驾驶员的驾驶行为，路线和偏好来获得。在一个非限制性的实施例中，驾驶员信息经由配置为将驾驶员信息存储在车辆存储器如控制系统的非易失性存储器64中的智能钥匙或其它智能设备而连接到车辆系统56上。驾驶员可以通过使用车辆系统56的用户界面(参见部件66)来访问驾驶员信息。

通过控制系统58收集并监测得到的前述信息列表不旨在提供详尽的清单或以任何方式限制本发明公开的内容。其它通过控制系统58收集和监测得到的信息在生成根据驾驶员的驾驶习惯和其他环境因素个性化定制的精确化的行程范围估算时也可以考虑。

在另一个非限制性实施例中，车辆系统56包括用于向驾驶员或乘客传送信息或从驾驶员或其他乘客接收信息的用户界面66。用户界面66可以向驾驶员或其他乘客提供视觉输出，听觉输出或两者。在一个非限制性的实施例中，用户界面66位于电动车辆的客舱68内以便提供选择各种车辆操作设置的能力。

图3示出了用户界面66的一个非限制性实施例。用户界面66可包括用户输入70和显示器72。用户输入70可包括各种致动器，选择器，旋钮，开关，触摸屏，或诸如此类用于输入驾驶员偏好的设备。在一个非限制性的实施例中，用户输入70包括可致动为选择所需驾驶模式，所需驾驶员偏好，或其他信息的按钮74。

显示器72被配置为向电动车辆的驾驶员或其他乘客提供各种视觉或听觉输出。例如，显示器72可以显示可用电池荷电状态SOC的大小，行程范围警告，行程范围估算，实时指导指令(即关于驾驶员如何以特定的方式驾驶车辆到达可行范围内的目的地的指令)，路线和其他GPS信息，车载通讯系统信息等。这些都是旨在可以经由显示72被输出给驾驶员的多种信息的非限制性示例。

图4——继续参考图1-3——示意地示出了用于控制电动车辆12的车辆系统56的控制策略100。例如，可以执行控制策略100从而以平衡电池使用和可用的电池SOC以在高电压电池组24电量耗尽之前到达所需目的地的方式来动态提供个性化行程范围保护。在一个非限制性的实施方案中，控制系统58的电池管理系统60被编程有执行控制策略100或任何其它控制策略的一个或多个算法。在另一非限制性实施例中，控制策略100作为可执行指令被存储在电池管理系统60的非易失性存储器64中。

控制策略100可在框102响应于车辆点火开关接通/行驶条件而开始。在一个非限制性实施例中，点火开关接通/行驶条件响应于驾驶员启动电动车辆12来开始行驶周期而发生。

控制策略100接着在框104确定电动车辆12是否配备有车载导航系统78。如果没有配备导航系统78，则控制策略100进行到框106，并提供行程范围估算。行程范围估算可以基于各种因素和条件来计算，包括但不限于，驾驶员信息(在框108示意性示出)，车载通讯系统信息(在框110示意性示出)和电池信息(在框111示意性示出)。以这种方式，行程范围估算是根据驾驶员的驾驶习惯，其他的行驶条件和环境条件个性化定制的精确化的行程范围估算。

接下来，在框112，控制策略100确定通过人的判断是否可到达所需目的地。例如，驾驶员可以将框106计算出的行程范围估算与通过路标或在提供通过用户界面66输入估算的目的地距离后得到的一些其他粗略估算而得出的距目的地距离相比较。如果不能达到目的地，则在框114向驾驶员发出停止电动车辆并且再次进行充电的警告。可以在用户界面66上对驾驶员显示这样的警告。可以替代性或额外地发出声音警告。然而，如果在框112确定在可用的电池电量的情况下可到达所需目的地，则在框116驾驶员可直接将车辆开到所需目的地。

在一替代实施例中，例如，如果控制策略100在框104确定电动车辆12配备有车载导航系统78，则控制策略100可进行到框118而不是框106。在框108，驾驶员可以通过用户界面66选择并设置所需目的地。所需目的指的是驾驶员想要前往的位置。

在框120，控制策略100可以进行信息处理以准备提供精确化的行程范围估算。例如，信息处理可在电池管理系统60内执行。在框120中，可以被控制系统58考虑、分析和处理的信息包括但不局限于，驾驶员信息(见框108)，车载通讯系统信息(见框110)和电池信息(见框111)。信息处理可包括通过由可用车载能量除以能量消耗速率来计算估算的行程范围。能量消耗速率可以同时考虑当前的能量消耗速率和计划的能量消耗速率。

控制策略100在框122接着确定在框118选择的所需目的地是否可到达。这可以包括将到达所需目的地所需的距离和标称行程范围估算进行比较。如果所需目的地在可用电池电量的情况下是可到达的，则控制策略100进行到框116，并且驾驶员可直接驾驶前往所需目的地。

然而，如果在框122的答案是否定的，则可启动个性化行程范围保护序列124。在一个非限制性的实施例中，个性化行程范围保护序列124包括精确化行程范围警告功能，主动指导功能和用于最大化电动车辆12的行程范围的主动形成范围保护功能。每个这些功能将在下面进行更为详细的描述。

在控制策略100的框126执行个性化行程范围保护序列124的精确化的行程范围警告功能。精确化的行程范围警告功能可以包括在用户界面66发出警告，该警告告知驾驶员在目前驾驶条件下很可能不能到达所需目的地。

如果启动，则在控制策略100的框128执行个性化行程范围保护序列124的主动指导功能。主动指导功能可以包括提示驾驶员改变他/她的驾驶习惯以保存电池电量，或者可以包括指导驾驶员改变他们的路线到附近的充电站。这种类型的指导可以显示在用户接口66上。或者，如果在框128关闭，则控制策略100可以前进到框130，通过发出视觉和/或可听警告来使电动车辆停下并再次充电。主动指导功能可以由驾驶员手动启动或可以被编程为在行驶周期过程中自动启动。

在控制策略100的框132可以执行个性化行程范围保护序列124的主动行程范围保护功能。主动行程范围保护功能可包括在不牺牲安全车辆操作前提下智能和自动地减少不必要的能量消耗活动。例如，在一个非限制性实施例中，主动行程范围保护功能可包括减少与一个或多个车辆子系统76相连的辅助电力的使用。这种电力用量的降低可以包括但不限于降低或关闭车辆气候控制空调或加热负载，减少或关闭车辆娱乐系统(例如，广播，数字化视频光盘(DVD)等)，以及关闭或改变车辆照明系统的亮度。在另一个非限制性实施例中，主动行程范围保护功能可包括自动地降低电动车辆的行驶速度。在又一个非限制性实施例中，主动行程保护功能可包括自动地最大化再生制动。在又一个非限制性实施例中，主动行程范围保护功能可以包括在攻击性驾驶状况期间调节高电压电池组24的电池单元的温度以节省能源。在又一个非限制性实施例中，主动行程范围保护功能可以建议驾驶员考虑更加节能的路线。

在执行个性化行程范围保护序列124之后，控制策略100可以继续通过发出精确化行程范围估算来进行到框134。精确化的行程范围估算是根据驾驶员的驾驶习惯和其他条件个性化定制的，并且可以显示在用户界面66上。然后，在框136，控制策略100确定基于精确化的行程范围估算是否可到达所需的目的地。如果是，则控制策略100进行到框116，并且驾驶员可直接驾车前往所需目的地。然而，如果否，则控制策略100进行到框138，重新规划路线至在有效行程范围内的充电站为电动车辆12的高电压电池组24再次充电。

虽然不同的非限制性实施例以具有特定的部件或步骤的方式示出，但是本公开的实施例并不限于这些特定的组合。使用来自任何其它非限制性实施例的部分部件或特征与任何来自其它非限制性实施例中的特征或部件进行组合也是可以的。

应当理解的是，同样的附图标记标在多个附图中指代的是相同或相似的元件。应当理解，尽管本发明的这些实施例披露了特定的部件排列布局，但其它排列布局方式也可以从本发明的教导中得出。

前面的描述仅仅是用来对本发明进行解释说明而不会产生任何限定性作用。本领域的普通技术的人员将理解，某些修改可能落入本发明的保护范围之内。由于这些原因，本发明的真实范围和内容应由下面的权利要求的研读来决定。