确定车辆发电成本的系统及方法_2

文档序号:8466182阅读:来源:国知局
[0037]蓄电池50可以是能够输出电力以操作马达36和发电机16的高压蓄电池。其他类型的能量储存装置和/或输出装置也可以合并用于与电气化车辆12—起使用。在电气化车辆12的一非限制性PHEV实施例中,蓄电池50可以使用与充电站相连接的充电适配器45进行再充电或部分再充电,该充电站靠例如输电网络、太阳能板或诸如此类的外部电源来提供电力。
[0038]马达36、发电机16、动力传输单元18和动力传输单元32可以总体地被称为电气化车辆12的驱动桥42或变速器。因此,当驾驶员选择特定换挡位置时,驱动桥42被适当地控制以通过向车辆驱动轮30提供牵引力来为推动电气化车辆12向前提供相应的排挡。
[0039]动力传动系统10可以另外包括用于监控和/或控制电气化车辆12的不同方面的控制系统44。例如,控制系统44可以与电驱动系统25、动力传输单元18、32或其他组件通信以监控和/或控制电气化车辆12。控制系统44包括电子设备和/或软件以执行必要的控制功能来运行电气化车辆12。在一个实施例中,控制系统44是组合式车辆系统控制器和动力传动系统控制模块(VSC/PCM)。尽管示为单一的硬件装置,但控制系统44可以包括多硬件装置形式的多个控制器,或一个或多个硬件装置内的多个软件控制器。
[0040]控制器局域网络(CAN) 52允许控制系统44与驱动桥42通信。例如,控制系统44可以接收来自驱动桥42表示是否正进行换挡位置之间变换的信号。控制系统44还可以与蓄电池50的电池控制模块或其他控制装置通信。
[0041]此外,电驱动系统25可以包括一个或多个控制器54,例如逆变器系统控制器(ISC)。例如,为了支持双向功率流,控制器54配置为控制驱动桥42内的具体组件,例如发电机16和/或马达36。在一个实施例中,控制器54是结合可变电压转换器的逆变器系统控制器(ISC/VVC) ο
[0042]在一个非限制性实施例中,电气化车辆12拥有两个基本的操作模式。电气化车辆12可以在马达36(—般不借助于来自发动机14的帮助)用于车辆推进的电动车辆(EV)模式下操作,耗尽蓄电池50的荷电状态直到其在确定的驾驶模式/循环下的最大允许的放电速率。EV模式是用于电气化车辆12操作的电荷耗尽模式的一个示例。在EV模式期间,蓄电池50的荷电状态可以在一些情况下增加,例如由于一段时间的再生制动而引起。发动机14通常不允许在默认的EV模式下运行,但是会需要基于车辆系统状态或由操作者允许而投入运行。
[0043]此外,电气化车辆12可以在发动机14和马达36 二者均用于车辆推进的混合(HEV)模式下操作。HEV模式是用于电气化车辆12操作的电荷维持模式的一个示例。在HEV模式期间,电气化车辆12可以减少马达36的推进使用,以便能够通过增加发动机14的推进使用将蓄电池50的荷电状态维持在恒定或大致恒定水平。
[0044]图2描述了可以用于控制车辆100的车辆能量管理系统58。车辆100可以是类似于图1中所示的电气化车辆。虽然可以使用车辆能量管理系统58来控制任何电气化车辆,但在一个实施例中,车辆能量管理系统58用来控制HEV的操作。
[0045]车辆100包括发动机66和电机68。虽然没有示出,但是发动机66可以在例如EV模式期间通过断开离合器与电机68机械地分离,使得车辆100由电机68单独推进。作为选择地,在HEV模式下,发动机66和电机68 二者均用于推进车辆100。虽然仅示出了单个电机68,但是在本发明的范围内车辆100可以包含多个电机。
[0046]除了上面所描述的EV和HEV操作模式以外,车辆能量管理系统58允许车辆100在发电(GEN)模式下的操作。在GEN模式下,发动机66和/或电机68产生由驾驶员/操作者以除了推进车辆100以外的目的来使用的电力。例如,电力可以通过在GEN模式下操作车辆100被提供用于为各种非车辆设备99 (示意性地示出)供电。在一个非限制性实施例中,非车辆设备99可以包括承包商在工作地点利用的各种工具,例如锯、钻、或任何其他供电设备。在本发明的范围内,其他设备同样可以由车辆能量管理系统来供电。
[0047]车辆能量管理系统58包括驾驶员界面60和与驾驶员界面60电通信的控制单元62。在本实施例中示意性地示出,驾驶员界面60可以包括用户输入65和显示器67。用户输入65可以包括用于输入信息的触摸屏和/或一系列触觉按钮69。显示器67可以包括用于向驾驶员显示信息的触摸屏和/或一系列计量表(gauge)。
[0048]利用驾驶员界面60,驾驶员或其他操作者可以在GEN模式下控制车辆100。驾驶员界面60通常位于车辆100内部,例如在车辆客舱的嵌入式娱乐中心内。由驾驶员输入到驾驶员界面60的信息可以在电连接件64上被传送至控制单元62。
[0049]控制单元62可以是控制系统44(见图1)的一部分,可以是动力传动系统或传动装置控制系统的一部分,或者可以是与一个或更多控制器通信的独立的单元,该控制器包括但不限于发动机控制模块、电动马达控制模块、传动装置控制模块和/或蓄电池控制模块。在一个实施例中,控制单元62可以与其他控制器、模块和/或组件在CAN 52上进行通信。
[0050]车辆能量管理系统58可以使用一个或多个编程到控制单元62的算法,以便在GEN模式下控制车辆100并且计算与在GEN模式下操作车辆100相关的成本。在一个实施例中,为了调度并控制车辆100在GEN模式下的操作并计算与这样的发电相关的成本,控制单元62可以向发动机66传递控制信号S1、向电机68传递控制信号S2以及向蓄电池50传递控制信号S3。
[0051]此外,车辆能量管理系统58还可以包括转换器70、传感器72以及电源插座74。转换器70将来自电机68的DC电源转换至向电源插座74提供的AC电源。传感器72测量传递至电源插座74的电源的电压和电流信息并传递该信息至控制单元62。正如下面将进一步讨论的,该电压和电流信息被控制单元62使用以确定能量使用量。
[0052]电源插座74可以包括一个或更多电源插口 76。车辆100的操作者可以将任何工具或其他非车辆设备99插入电源插口 76,以便使用由车辆100在GEN模式期间提供的能量为这些工具供电。
[0053]图3描述了车辆能量管理系统58的示例性驾驶员界面60的一个非限制性实施例。驾驶员界面60可以包括用户输入65和显示器67。用户输入65可以包括各种致动器、选择器、开关或诸如此类,以便输入用于管理电气化车辆的能量使用的驾驶员偏好。
[0054]在一个实施例中,驾驶员界面60的用户输入65包括允许驾驶员/操作者选择用于控制和操作车辆的操作模式偏好的模式选择器78。模式选择器78可以包括用于选择EV模式的EV模式按钮80、用于选择HEV模式的HEV模式按钮82以及用于选择GEN模式的GEN模式按钮84。当然,这些旨在作为可行的能量管理方法的非限制性实施例。需要进一步理解的是,在本发明的范围内用户界面60可以包括其他特征和功能。
[0055]图4描述了车辆能量管理系统58的电源插座74的一个非限制性实施例。电源插座74可以安装到车辆100的外壁86。外壁86可以位于车辆100上的任何地方,包含但不限于在行李箱、货物区、货物层内等。外壁86通常安置于车辆100的容易接近的位置。虽然图4则仅示出了单个的电源插座74,但需要理解的是车辆100可以装配有多个电源插座。
[0056]电源插座74包含电源插口 76。电源插口 76是用于连接并为与位于车辆100上的设备相分离的设备供电的端口。在一个非限制性实施例中,电源插口 76向插入电源插口76的设备提供50/60赫兹的120/240伏AC电源。
[0057]在继续参照图1-4的情况下,图5概述了使用车辆能量管理系统58来控制车辆100的能量管理控制策略101。在该实施例中,控制策略101配置用于在GEN模式下控制车辆100并用于估算与在GEN模式下操作车辆100相关的成本。然而,在本发明的范围内,其他控制策略同样可以由车辆100来实施并执行。
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