利用动能变化补偿的剩余能量可行驶距离预测的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于包括能量转换装置（诸如，电机或发动机）的车辆的剩余能量可 行驶距离预测计算。
【背景技术】
[0002] 诸如电池电动车辆（BEV)、插电式混合动力电动车辆（PHEV)、轻度混合动力电动 车辆（MHEV)或全混合动力电动车辆（FHEV)的车辆包含用作车辆的推进源的能量储存装置 (诸如，高电压（HV)电池）。HV电池可包括用于辅助管理车辆性能和操作的组件和系统。 HV电池可包括在电池单元端子之间电互连的一个或更多个电池单元阵列和互连器汇流条 (interconnector busbar)。HV电池和周围环境可包括热管理系统以辅助管理HV电池组 件、系统和各个电池单元的温度。具有一个或更多个HV电池的车辆可包括电池管理系统， 该电池管理系统测量和/或估计描述HV电池、车辆组件和/或电池单元当前操作状况的 值。电池管理系统还可将关于测量值和估计值的信息输出到界面。
【发明内容】
[0003] -种用于估计车辆的剩余能量可行驶距离（DTE)的方法包括：响应于检测到因在 行驶周期期间的车辆加速或减速而导致的车辆动能水平的变化，由控制器输出通过预测的 DTE里程调节而被修正的DTE，其中，所述预测的DTE里程调节被选择为包括对应于所述车 辆动能水平的变化并校正所述车辆动能水平的变化的动能补偿输入。车辆减速可归因于 摩擦制动系统的应用，所述动能补偿输入可基于摩擦制动功率的值而补偿和校正动能的变 化，其中，所述摩擦制动功率的值与由于摩擦制动系统的应用而消散的动能的量相关。车辆 减速可归因于再生制动系统的应用，所述动能补偿输入可基于摩擦制动功率的值和由于再 生制动系统的应用而回收的动能的量而补偿和校正动能的变化。DTE可基于历史能量消耗 率和修正的可用能量的值。所述修正的可用能量的值可基于测量的可用能量的量和动能修 正数。所述动能修正数可基于摩擦制动能量的值和动能的变化，所述动能的变化基于车辆 速度的变化。摩擦制动能量可基于摩擦制动功率的值和动能的变化。
[0004] -种电动车辆包括：能量转换装置；能量源，用于向能量转换装置供应能量；摩擦 制动系统；再生制动系统，用于在车辆的速度降低时回收动能；至少一个控制器，与所述制 动系统和界面通信。所述控制器被配置为：响应于检测到因在行驶周期期间的车辆加速或 减速而导致的车辆动能水平的变化而将剩余能量可行驶距离（DTE)输出到界面，所述DTE 基于车辆组件和能量源的状况并通过动能补偿输入进行补偿。车辆减速可归因于摩擦制动 系统的应用，所述动能补偿输入可基于摩擦制动功率的值而补偿和校正车辆动能水平的变 化，其中，所述摩擦制动功率的值与由于摩擦制动系统的应用而消散的动能的量相关。车辆 减速可归因于再生制动系统的应用，所述动能补偿输入可基于摩擦制动功率的值和由于再 生制动系统的应用而回收的动能的量而补偿和校正车辆动能的变化。所述动能补偿输入可 基于估计的可回收动能的量。可回收动能可以是由于摩擦制动而消散的能量、由于再生制 动而回收的能量以及基于车辆速度的车辆动能的函数。所述控制器还可被配置为：响应于 检测到车辆加速以及摩擦制动能量等于零而输出更新的DTE，所述更新的DTE基于由于车 辆动能的变化而增加的可回收动能的量。所述控制器还可被配置为：响应于检测到车辆减 速而输出更新的DTE，所述更新的DTE基于可回收动能和消散的摩擦制动能量。所述控制器 还可被配置为：响应于检测到车辆加速以及摩擦制动能量具有有限值而输出更新的DTE， 所述更新的DTE基于归因于车辆动能变化的摩擦制动能量水平以及恒定的可回收动能的 值。
[0005] -种车辆牵引电池系统包括：一个或更多个车辆组件；牵引电池，用于向所述车 辆组件供应能量；摩擦制动系统；再生制动系统；一个或更多个传感器，用于监测所述车辆 组件、牵引电池和所述制动系统；控制器。所述控制器被配置为：接收来自所述传感器的输 入，以基于所述输入检测由于所述制动系统的状况而导致的车辆动能的变化以及摩擦制动 功率水平；输出通过动能修正数而被修正的剩余能量可行驶距离（DTE)，所述动能修正数 通过所述输入而得出并根据所述制动系统的状况被选择性地施加。所述控制器还可被配 置为：响应于检测到车辆减速而输出更新的DTE，所述更新的DTE基于通过再生制动系统回 收的能量以及消散的能量的量。所述控制器还可被配置为：响应于检测到车辆加速以及摩 擦制动能量等于零而输出更新的DTE，所述更新的DTE基于可回收动能和车辆动能的变化。 DTE可基于在摩擦制动系统的应用期间所消散的能量，动能修正数可基于摩擦制动功率水 平而补偿和校正车辆动能的变化，所述摩擦制动功率水平与由于摩擦制动系统的应用而未 被回收的动能的量相关。DTE可基于在再生制动系统的应用期间所回收的能量，动能修正数 可基于摩擦制动功率水平和由于再生制动系统的应用而回收的动能的量而补偿和校正车 辆动能的变化。
【附图说明】
[0006] 图1是电池电动车辆的示意图。
[0007] 图2是示出车辆的示例的框图。
[0008] 图3是示出利用动能补偿修正数（modifier)计算的能量消耗率和未利用动能补 偿修正数计算的能量消耗率之间的比较的曲线图。
[0009] 图4是图2的车辆的剩余能量可行驶距离预测架构的示例的框图。
[0010] 图5是示出用于图4的剩余能量可行驶距离预测架构的操作的算法的示例的流程 图。
【具体实施方式】
[0011] 在此描述本公开的实施例。然而，将理解的是，所公开的实施例仅是示例，其他实 施例可采用各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出 特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为教导本 领域技术人员以各种方式使用本公开的实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理 解的，可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其他附图中示出的特征 相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施 例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
[0012] 图1不出了典型的插电式混合动力电动车辆（PHEV)的不意图。典型的插电式混 合动力电动车辆12可包括机械地连接至混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。电 机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16机械地连接至发动机18。 混合动力传动装置16还机械地连接至驱动轴20,驱动轴20机械地连接至车轮22。当发动 机18开启或关闭时，电机14能够提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且能够 通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量而提供燃料经济效益。由于混合动 力电动车辆12可在特定状况下按照电动模式或混合动力模式运转以降低车辆12总的燃料 消耗，因此电机14还可减少污染物排放。
[0013] 牵引电池或电池包24储存并提供可以被电机14使用的能量。牵引电池24通常 从牵引电池24中的一个或更多个电池单元阵列（有时称为电池单元堆）提供高电压DC输 出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24通过一个或更多个接触器 (未示出）电连接至一个或更多个电力电子模块26。所述一个或更多个接触器在断开时使 牵引电池24与其他组件隔离，并在闭合时将牵引电池24连接至其他组件。电力电子模块 26还电连接至电机14，并且提供在牵引电池24和电机14之间双向传输电能的能力。例如， 典型的牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相AC电压来运转。电力电子 模块26可以将DC电压转换为电机14所需要的三相AC电压。在再生模式下，电力电子模 块26可以将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需要的DC电 压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力传动装置16可以是连 接至电机14的齿轮箱并且可以不存在发动机18。
[0014] 牵引电池24除提供用于推进的能量之外，还可提供用于其他车辆电气系统的能 量。典型的系统可包括DC/DC转换器模块28, DC/DC转换器模块28将牵引电池24的高电 压DC输出转换为与其他车辆负载兼容的低电压DC供应。其他高电压负载（例如，压缩机 和电加热器）可直接连接至高电压而不使用DC/DC转换器模块28。在典型的车辆中，低电 压系统电连接至辅助电池30 (例如，12V电池）。
[0015] 电池电控制模块（BECM) 33可与牵引电池24通信。BECM 33可用作牵引电池24的 控制器，并且还可包括管理每个电池单元的温度和荷电状态的电子监控系统。牵引电池24 可具有温度传感器31，例如，热敏电阻或其他温度计量器。温度传感器31可与BECM 33通 信，以提供关于牵引电池24的温度数据。温度传感器31也可位于牵引电池24中的电池单 元上或靠近牵引电池24中的电池单元。也可考虑使用不止一个温度传感器31来监控电池 单元的温度。
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