电动车辆充电的系统和方法与流程

本发明涉及一种用于电动车辆的车辆系统和方法。该车辆系统适应于在有线充电和感应充电都可用的情况下使有线充电优先于感应充电来控制电动车辆的充电。

背景技术：

降低机动车油耗和排放的需求是众所周知的。因此，正在开发降低或完全消除对内燃发动机的依赖的车辆。电动车辆是目前正在为此目的而开发的一种类型的车辆。在一般情况下，电动汽车与常规的机动车辆不同，原因在于电动车辆通过一个或多个电池供电的电机来选择性地驱动。相比之下，常规的机动车辆完全依靠内燃发动机来驱动车辆。

高电压电池组通常对电机和电动车辆的其它电动负载供电。电池组包括多个必须周期性地再充电以补充对这些车辆负载供电所需的能量的电池单元。一些电动车辆的电池组可以被无线充电，或者使用插入到充电端口的电源线充电。

技术实现要素：

根据本发明的一个示例性方面的方法，除其他外包含，控制电动车辆电池组的充电，包括如果有线充电系统和无线充电系统的电力都可用，优先使用有线充电系统而非无线充电系统。

在前述方法的进一步的非限制性的实施例中，方法包括如果电动车辆未驻车则禁止充电。

在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果驻车制动器未被应用则禁止充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果电动车辆未驻车及驻车制动器未被应用则禁止充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果有线充电系统的电力不可用则切换至利用无线充电系统进行无线充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括确定电动车辆是否是驻车、确定电动车辆的驻车制动器是否被应用、以及如果电动车辆未驻车并且驻车制动器未被应用则禁止充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，控制步骤包括确定有线充电系统是否可用于对电池组充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果有线充电系统不可用则使用无线充电系统对电池组充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，控制步骤包括确定无线充电系统是否可用于对电池组充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果有线充电系统或无线充电系统的电力都不可用则结束充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，控制步骤包括确定有线充电系统的电源线是否被插入。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，控制步骤包括确定壁装电源是否可用于对有线充电系统供电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果壁装电源可用则利用有线充电系统对电池组充电，或者如果壁装电源不可用则确定无线充电系统的电力是否可用。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括如果无线充电系统可用则使用无线充电系统的电力对电池组充电。

在任何前述方法的进一步的非限制性实施例中，方法包括仅当电动车辆的机械约束装置被驱动时允许充电。

根据本发明的另一个示例性方面的车辆系统，除其他外包括，电池组、配置为选择性地对电池组充电的无线充电系统、配置为选择性地对电池组充电的有线充电系统、和控制系统，该控制系统配置为当有线充电系统和无线充电系统都可用时优先使用有线充电系统而非无线充电系统来对电池组充电。

在前述车辆系统的进一步的非限制性实施例中，无线充电系统是包括发射器装置和接收器装置的感应充电系统。

在任一前述车辆系统的进一步的非限制性实施例中，控制系统包括配置为执行用于对电池组充电的控制策略的至少一个控制模块。

在任何前述车辆系统的进一步的非限制性实施例中，有线充电系统包括充电端口和配置为连接在充电端口和外部电源的壁装插座之间的电源线。

在任何前述车辆系统的进一步的非限制性实施例中，控制系统配置为如果有线充电系统变成不可用则指示利用无线充电系统充电。

前面段落、权利要求书、或者下面的说明书和附图中的实施例、示例和替代方案，包括它们的任何不同方面或者各自单独的特征，可以独立地或以任何组合来实施。结合一个实施例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。

从下面详细的描述中本发明的各种特征和优点对于本领域的技术人员将是显而易见的。伴随详细描述的附图可简要描述如下。

附图说明

图1示意性地示出了机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示意性地示出了用于控制电动车辆的充电的控制策略。

具体实施方式

本发明描述一种用于控制电动车辆的充电的车辆系统和方法。一个示例性充电控制策略包括如果两个充电系统的电力都可用则优先进行有线充电而非无线充电。同样构思了用于执行优先方案的车辆系统。这些和其它特征更详细地在本详细描述的下面的段落中讨论。

图1示意性地示出了电动车辆12的动力传动系统10。虽然描述为电池电动车辆(BEV)，但是应当理解的是，这里描述的概念不局限于BEV的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)。因此，虽然在此实施例中未示出，电动车辆12可以配备有可以单独采用或与其他能源组合采用来推进电动车辆12的内燃发动机。

在一个非限制性的实施例中，电动车辆12是仅通过电力(例如电机14)推进而无内燃发动机辅助的全电动车辆。电机14可以作为电动马达、发电机、或两者进行操作。电机14接收电力并提供旋转输出功率。电机14可以连接到变速箱16用于通过预定的齿轮比调节电机14的输出扭矩和速度。变速箱16通过输出轴20连接到一组驱动轮18。高电压总线22通过逆变器26将电机14电连接到电池组24。电机14、变速箱16和逆变器26可以共同地被称为传动装置28。

电池组24是示例性电动车辆电池。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/或其它电负载的电池组件25(即，电池阵列或电池单元的组)。其它类型的能量存储设备和/或输出设备也可用于对电动车辆12电供电。

电动车辆12还可以包括用于对电池组24的能量存储设备(例如电池单元)充电的充电系统30。充电系统30可以连接到外部电源(未示出)用于接收和分配电力。充电系统30还可以配备有用于将从外部电源接收的交流电(AC)转换成直流电(DC)以对电池组24的能量存储设备进行充电的电力电子器件。充电系统30还可以适应于来自外部电源的一个或多个传统的电压源(例如，110伏、220伏等)。充电系统30可以包括有线充电系统、无线充电系统、或两者。

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。各种附加部件在本发明的范围内可以替代地或附加地由动力传动系统10使用。

图2是可以在电动车辆(例如电动车辆12)中使用的车辆系统56的高度示意性的描述。车辆系统56适于控制高电压电池组24的充电。车辆系统56的各种部件被示意性地示出以更好地说明本发明的特征，并且在实际车辆中不一定在其所描述的确切位置。

在一个非限制性的实施例中，示例性车辆系统56包括电池组24、有线充电系统58、无线充电系统60和控制系统76。电池组24可包括各自具有多个电池单元或其它能量存储装置的一个或多个电池组件。电池组24的能量存储装置存储电能，该电能被选择性地供给以对位于电动车辆12上的各种电负载进行供电。这些电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)。电池组24的能量存储装置在随时间耗尽能量，因此必须周期性地再充电。再充电可以使用有线充电系统58或无线充电系统60来实现，其中的细节在下面被进一步讨论。

有线充电系统58可以包括连接在车辆连接器65的充电端口64和外部电源(例如，电网电力)的壁装插座66之间的电源线62。电源线62包括用于连接到充电端口64的第一插头67和用于连接到壁装插座66的第二插头69。来自外部电源的电力可被转移到电动车辆12以经由电源线62对电池组24的能量存储设备进行充电。有线充电系统58可以配备有电力电子器件，该电力电子器件配置为将从外部电源接收的AC电力转换成DC电力以对电池组24的能量存储装置进行充电。有线充电系统58可配置为适应于来自外部电源的一个或多个传统的电压源(例如，110伏、220伏等)。

在一个非限制性的实施例中，无线充电系统60通过电磁感应传输电力，并且可以称为感应充电系统。示例性无线充电系统60可以包括发射器装置68和接收器装置70。独立于电动车辆12设置的发射器装置68配置为无线地传输电力，并且安装在车辆上的接收器装置70配置成接收电力。电源线75可以将发射器装置68连接至壁装插座77，以用于从外部电源接收电力。在一个非限制性实施例中，发射器装置68和接收器装置70各自包括用于在发射器装置68和接收器装置70之间无线传输电力的线圈72。由接收器装置70接收到的电力然后被转移到电池组24用于对容纳在其中的能量存储设备补充电荷。

在一个非限制性的实施例中，无线充电系统60的发射器装置68被定位在电动车辆12经常驻车的位置，例如车库的地板、停车位或其它位置。电动车辆12可以被操纵进入在发射器装置68上的位置以将接收器装置70定位到靠近发射器装置68的位置使得电力可以在其间传送。这以高度示意性的方式示出，并且受益于本发明的本领域中的普通技术人员人员将理解如何对电动车辆12进行无线充电。

车辆系统56的控制系统76可操作以控制电池组24的充电。例如，如下文进一步讨论的，控制系统76在两个充电系统都可用的情况下通过优先经有线充电系统58而非无线充电系统60充电来控制电池组24的充电。控制系统76还可以控制何时允许和禁止充电、充电的长度、充电的功率电平等。

控制系统76可以是整体车辆控制系统的一部分，或者可以是与车辆控制系统进行通信的单独的控制系统。控制系统76包括配备有用于与车辆系统56的不同组件交互并指挥其操作的可执行指令的一个或多个控制模块78。例如，在一个非限制性实施例中，电池组24、有线充电系统58和无线充电系统60中的每一个包括控制模块，这些控制模块相互通信以控制电池组24的充电。在另一个非限制性实施例通信，每个控制模块78包括处理单元80和非临时性存储器82以用于执行车辆系统56的各种控制策略和模式。一个这样的控制策略将在下面讨论。

图3，并继续参照图1和2，示意性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，控制策略100可以被执行以控制电动车辆12的充电。在一个非限制性的实施例中，控制系统76编程有适于执行示例性控制策略100，或任何其它的控制策略的一个或多个算法。在另一个非限制性实施例中，控制策略100作为可执行指令被存储在控制系统76的控制模块78的非短暂性存储器82中。

控制策略100开始于框102。在框104中，控制策略100确定电动车辆12是否驻车。在一个非限制性的实施例中，控制系统76可以与电动车辆12的动力传动系统的控制系统和/或其他控制系统进行通信，以确定电动车辆12的换挡装置是否被定位在驻车。传感器和其它模块可用于确定电动车辆12是否驻车。如果不是驻车，控制策略100接着在块106中确定电动车辆12的驻车制动器是否被应用。在一个非限制性的实施例中，驻车制动器是电子驻车制动器。如果未应用驻车制动器并且电动车辆1未驻车，电动车辆12的充电在框108被禁止。仅当驻车或当应用驻车制动器(即，机械限制装置)时实施充电以防止车辆滑行的情况。充电在其他情况下也可以暂时被禁止，例如当驾驶员正从驻车换挡时。当从非驻车挡换回驻车时充电可以再次被允许。

或者，如果电动车辆12在框104被发现处于驻车或者如果在框106发现驻车制动器被应用，控制策略100可以前进到框110以确定有线充电系统58的电源线62是否被插入到墙壁插座66和车辆连接器65的充电端口64。这可以通过例如检测进入车辆连接器65的电流或电压来确定。如果在框110中确定电源线62被被插入，控制策略100前进到框112以确定来自无线充电系统60的无线电力是否可用。这可以通过例如感测从无线充电系统60传输的信号来确定。如果在框112中无线充电也不可用，控制策略100在框114结束以指示没有充电可用。然而，如果在框112无线充电可用，控制策略100可以前进到框116以利用无线充电系统60对电动车辆12的电池组24进行无线充电。

或者，如果在框110中有线充电系统58的电源线62被检测到被插入，控制策略100前进到框118，并确定来自外部电源的壁装电源是否可用。如果在框118壁装电源不可用，控制策略100可再次前进到框112以确定感应充电是否可用。然而，如果壁装电源在框118可用，控制策略100然后前进到框120并利用有线充电系统58对电动车辆12的电池组24进行充电。

示例性控制策略100在无线充电和有线充电都可用的情况下优先进行有线充电而非无线充电。相比无线充电，有线充电与更少的损失相关联。然而，如果来自有线充电系统58的电力在充电期间(例如，保险丝熔断、电源线62未正确插入等)以某种方式损失，控制系统76可以切换到无线充电(如果可用)来指挥无线充电系统60投入运行以对电池组24充电。

虽然不同的非限制性实施例被阐述为具有特定的组件或步骤，本发明的实施例并不限于这些特定的组合。可能的是使用任何非限制性实施例的一些部件或特征与来自任何其它非限制性实施例的特征或部件的组合。

应当理解的是，类似的附图标记标识多幅附图中相应的或相似的元件。应当理解的是，尽管特定的部件布置在这些示例性实施例中公开并说明，其它布置也可以从本发明的教导中获益。

前面的描述应被解释为说明性的而不是任何限制性的意义。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范围之内。由于这些原因，下面的权利要求应该被研究以确定本发明的真实范围和内容。