用于控制接触器的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于控制接触器的方法和系统。用于控制可再充电能量存储系统(RESS)的一个或多个接触器的方法和系统包括通过控制器调节提供给相应的一个或多个接触器相应的触发功率，其中所述触发功率的调节由车辆的供能或非供能条件以及影响施加在相应接触器上的保持和断开力的至少一个参数来限定。在一个示例中，控制器被构造成利用由所述至少一个参数限定的前馈因数并通过在由前馈窗口限定的脉宽调制(PWM)频率下调制动态触发电流来调节该动态触发电流。所述系统可以被构造为插电式电动车辆，该插电式电动车辆包括可再充电能量存储系统和控制器。
【专利说明】
用于控制接触器的方法和系统
技术领域
[0001 ]本发明总地涉及控制到可再充电能量存储系统的接触器的功率的方法。
【背景技术】
[0002]插电式电动车辆(PEV)是包括可再充电能量存储系统(RESS)的机动车辆，该可再充电能量存储系统包括可再充电能量源，如电池、电池组、燃料电池或高压电池(HV电池)，其中该可再充电能量源能够从外部电源(例如，PEV外部的电力源)充电。存储在可再充电电池组内的电能可以用于PEV中，以给一个或多个电动机供电，该电动机向车辆的动力总成提供牵引扭矩，以推进车辆。插电式电动车辆(PEV)包括所有电动车辆、电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)和混合动力电动车辆(HEV)与传统内燃发动机车辆的电动车辆改装形式。
[0003]RESS典型地包括一个或多个分断开关，该分断开关也可以称为高压(HV)接触器或接触器，其提供用于当PEV被供电时HV电池到充电器、逆变器、DC/DC转换器和诸如加热和冷却负载之类的辅助高压负载的连接，并且用于在PEV未被供电时将HV电池从PEV系统分断以将HV电池与PEV系统隔离。例如，在PEV系统开启或者PEV插入到用于充电的外部电源时，PEV可以被供电。例如，当PEV系统被关闭且HV电池没有被充电时，PEV未被供电。当PEV被供电时，HV接触器典型地在稳态或标称功率水平下被供能，该稳态或标称功率水平可以是用于HV接触器的最大功率水平，以在通过RESS获取的HV电流最大时，例如，在电动车辆模式高功率需求条件下，确保HV接触器保持在闭合状态。
[0004]典型地是，HV接触器已经被确定尺寸以在稳态最大功率水平下被连续供电，其中稳态最大功率水平是在冲顶回落(blow-off)电磁力和洛伦兹力较高时，例如，当最大HV电流水平被通过RESS获取时，保持接触器螺线管处于闭合位置所需的功率水平，以确保在被获取的HV电流接近或处于最大HV电流水平并且与接触器的闭合力相对抗的电磁冲顶回落力和洛伦兹力处于它们的最大幅度的时间部分期间，接触器的连续闭合。在以稳态最大功率水平连续给接触器供电在接触器以及接触器的触头处产生升高的温度和热，同时连续消耗能量以保持稳态功率水平。
【发明内容】
[0005]—种车辆包括控制器，该控制器与可再充电能量存储系统(RESS)连通。该RESS包括电连接到至少一个接触器的可再充电能量源，其中至少一个接触器与所述控制器电连通，并可通过由控制器提供的动态触发电流在断开状态和闭合状态之间选择性触发。在断开状态下，阻止电功率流过至少一个接触器，而在闭合状态下，电功率可流过所述至少一个接触器。用于控制到可再充电能量存储系统的接触器的触发功率的方法包括经由控制器确定包括可再充电能量存储系统(RESS)的车辆的条件为供能条件和未供能条件中的一个。所述方法还包括:在车辆条件被确定为未供能条件时，终止到所述至少一个接触器的动态触发电流，在动态触发电流终止的情况下，所述至少一个接触器处于断开状态。
[0006]所述方法包括:当车辆条件被确定为处于供能条件时，将动态触发电流的当前水平提供到所述至少一个接触器。动态触发电流的当前水平足以在当前时间触发所述至少一个接触器到闭合状态。该方法还包括:经由控制器调查至少一个参数的参数值，其中所述至少一个参数的参数值中的变化影响施加在所述至少一个接触器上的保持和断开力，并且确定用于预定前馈窗口的前馈因数，其中，该前馈因数通过所述至少一个参数限定。所述控制器确定由所述前馈参数是否指示对动态触发电流的当前水平的调节，并且在对动态触发电流的调节被指示时，将动态触发电流从当前水平调节到被指示的水平。在前馈窗口期间，动态触发电流的被指示水平足以保持所述至少一个接触器在闭合状态。
[0007]所述方法还包括经由控制器探测将可再充电电气存储系统(RESS)从非供能条件供能的请求，其中RESS包括与所述可再充电能量源并联地电连接的预充电接触器以及主要正接触器。所述控制器在探测到供能RESS的请求时触发预充电接触器到闭合状态，然后触发主要正接触器到闭合状态。在控制器确定处于闭合状态的预充电接触器已经达到预定阈值电压之后，主要正接触器被触发到闭合状态。通过在针对主要正接触器预定的最大触发电流限度下提供动态触发电流，控制器触发主要正接触器到闭合状态。在一个示例中，非供能条件下的车辆是钥匙关闭状态，并且供能RESS的请求是电连接到RESS的外部电源、开始可再充电能量源的充电的唤醒信号、车辆通电的请求以及车辆钥匙断开事件中的一个所产生的请求之一。
[0008]在一个示例中，参数可以是通过至少一个接触器获取的电流。在一个示例中，供能条件是车辆操作条件，并且至少一个参数可包括车辆操作参数，使得所述至少一个参数可以包括车辆的车辆速度、车辆的操作模式(电量消耗(CD)模式或电量维持(CS)模式)、以及由至少一个接触器上操作的震动力或振动所限定的至少一个参数中的一个或多个。在一个示例中，供能条件是外部充电条件，且至少一个参数包括外部充电参数，使得所述至少一个参数包括可再充电能量源的电量状态(SOC)、由从选择性连接到可再充电能量源的外部电源获取的电流限定的参数以及RESS内的一个或多个温度条件中的一个或多个。
[0009]控制器可以通过以脉宽调制(PWM)频率调制动态触发电流来调节动态触发电流。PffM频率可以由前馈窗口限定。在一个示例中，前馈窗口具有在12到25毫秒范围内的预定持续时间。在另一示例中，前馈窗口具有小于12毫秒的预定持续时间。控制器被构造成在车辆处于供能条件下时，在最小功率限度和最大功率限度之间调节动态触发电流，其中，最大功率限度小于至少一个接触器的额定功率，且最小功率限度大于至少一个接触器的脱扣(drop-out)功率水平。
[0010]根据本发明的一方面，提供一种方法，包括:
[0011 ]确定车辆的条件为供能条件和非供能条件中的一种；
[0012]其中，车辆包括与可再充电能量存储系统RESS连通的控制器；
[0013]其中，RESS包括电连接到至少一个接触器的可再充电能量源；
[0014]其中，所述至少一个接触器与所述控制器电连通，并且通过由控制器提供的动态触发电流在断开状态和闭合状态之间可选择地触发；
[0015]其中，在所述断开状态，阻止电功率流过所述至少一个接触器，并且在所述闭合状态，电功率可流过所述至少一个接触器；
[0016]所述方法还包括:
[0017]当所述车辆条件被确定为非供能条件时:
[0018]终止到至少一个接触器的动态触发电流，以断开至少一个接触器到断开状态；以及
[0019]当车辆条件被确定为供能条件时:
[0020]向所述至少一个接触器提供当前水平的动态触发电流；
[0021]其中，在当前时间，所述当前水平的动态触发电流足以将所述至少一个接触器触发到闭合状态；
[0022]通过控制器调查所述至少一个参数的参数值；
[0023]其中，所述至少一个参数的参数值的变化影响施加在所述至少一个接触器上的保持和断开力；
[0024]确定预定前馈窗口的前馈因数，其中，所述前馈因数由至少一个参数限定；
[0025]确定所述前馈参数是否指示对当前水平的动态触发电流的调节；
[0026]当指示了对所述动态触发电流的调节时，将所述动态触发电流从当前水平调节到被指示的水平；
[0027]其中，在前馈窗口期间，所述动态触发电流的被指示的水平足以将所述至少一个接触器保持在闭合状态。
[0028]优选地，所述方法还包括:
[0029]通过所述控制器，探测将可再充电电存储系统RESS从非供能条件供能的请求；
[0030]其中，所述至少一个接触器包括预充电接触器和主要正接触器，其与所述可再充电能量源并联电连接；
[0031 ]通过所述控制器将所述预充电接触器触发到闭合状态；
[0032]通过所述控制器，将所述主要正接触器触发到闭合状态；
[0033]其中，在通过控制器确定处于闭合状态的预充电接触器已经达到预定阈值电压之后，所述主要正接触器被触发到闭合状态。
[0034]优选地，其中，通过提供在为所述主要正接触器预先确定的最大触发电流限度下的动态触发电流，所述控制器触发所述主要正接触器到闭合状态。
[0035]优选地，其中:
[0036]处于非供能条件的车辆处于钥匙关闭条件；以及
[0037]给RESS供能的请求是通过电连接到RESS的外部电源产生的请求、开始可再充电能量源的充电的唤醒信号、车辆通电的请求、以及车辆钥匙启动事件中的一个。
[0038]优选地，其中，所述至少一个参数是通过所述至少一个接触器获取的电流。
[0039]优选地，其中:
[0040]所述供能条件是车辆操作条件；以及
[0041]所述至少一个参数包括车辆操作参数。
[0042]优选地，其中，所述车辆操作参数是车辆的车辆速度。
[0043]优选地，其中，所述车辆操作参数是车辆的操作模式。
[0044]优选地，其中，所述车辆的操作模式是电量消耗CD模式和电量维持CS模式中的一种。
[0045]优选地，其中，所述车辆操作参数是由在至少一个接触器上操作的震动力和在所述至少一个接触器上操作的振动中的至少一个。
[0046]优选地，其中:
[0047]所述供能条件是外部充电条件；以及
[0048]所述至少一个参数包括外部充电参数。
[0049]优选地，其中，所述外部充电参数是可再充电能量源的充电状态S0C。
[0050]优选地，其中:
[0051 ]外部电源电连接到所述可再充电能量源；以及
[0052]所述外部充电参数由从外部电源向可再充电能量源获取的电流来限定。
[0053]优选地，其中，调节所述动态触发电流包括以脉宽调制PWM频率调制动态触发电流。
[0054]优选地，其中，所述PffM频率由前馈窗口限定。
[0055]优选地，其中，所述前馈窗口具有在12到25毫秒范围内的预定持续时间。
[0056]优选地，其中，所述前馈窗口具有小于12毫秒的预定持续时间。
[0057]根据本发明另一方面，提供一种车辆，包括:
[0058]与可再充电能量存储系统RESS连通的控制器；
[0059]其中，所述RESS包括电连接到至少一个接触器的可再充电能量源；
[0060]其中，所述至少一个接触器与所述控制器电连通，且通过由所述控制器提供的动态触发电流在断开状态和闭合状态之间可选择地触发；
[0061]其中，在断开状态，阻止电功率流动通过所述至少一个接触器，且在闭合状态，所述电功率可流过所述至少一个接触器；
[0062]所述控制器被构造成:
[0063]确定所述车辆的条件为供能条件和非供能条件中的一种；
[0064]当所述车辆条件被确定为非供能条件时:
[0065]终止到所述至少一个接触器的动态触发电流，以将所述至少一个接触器断开至断开状态；以及
[0066]当所述车辆条件被确定为处于供能条件时:
[0067]将当前水平的动态触发电流提供到所述至少一个接触器；
[0068]其中，在当前时间，所述当前水平的动态触发电流足以将所述至少一个接触器触发到闭合状态；
[0069]通过控制器调查至少一个参数的参数值；
[0070]其中，所述至少一个参数的参数值的变化影响施加在所述至少一个接触器上的保持和断开力；
[0071]确定用于预定前馈窗口的前馈因数，其中，所述前馈因数由至少一个参数限定；
[0072]确定所述前馈因数是否指示了对当前水平的动态触发电流的调节；以及
[0073]当对动态触发电流的调节被指示时，将动态触发电流从当前水平调节到被指示的水平；
[0074]其中，所述动态触发电流的被指示水平足以在前馈窗口期间将所述至少一个接触器保持在闭合状态。
[0075]优选地，其中:
[0076]所述控制器被构造成当车辆处于供能条件下时在最小功率限度和最大功率限度之间调节所述动态触发电流；
[0077]所述最大功率限度小于所述至少一个接触器的额定功率;以及
[0078]所述最小功率限度大于所述至少一个接触器的脱扣功率水平。
[0079]优选地，其中，所述控制器被构造成通过在由所述前馈窗口限定的脉宽调制PffM频率调制所述动态触发电流，来调节所述动态触发电流。
[0080]本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面结合附图给出的用于实施本发明的最佳模式的详细描述中更容易理解。
【附图说明】
[0081]图1是包括可再充电能量存储系统(RESS)的示例性系统的示意性方块图，该可再充电能量存储系统具有至少一个接触器；
[0082]图2是随时间向图1的RESS中包括的接触器提供的触发功率的示意图；以及
[0083]图3是描绘用于控制向图1的触发器提供的触发功率的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0084]参照附图，其中相同的附图标记用于标识在各个图中相似或相同的部件，图1示出插电式电动车辆(PEV)，该电动车辆包括电气化动力总成12和可再充电能量存储系统(RESS)14，该可再充电能量存储系统包括可再充电能量源16。作为示例，可再充电能量源16可以被构造为高压(HV)电池、电池组或燃料电池，其能够从选择性连接到插电式电动车辆(PEV) 10的外部电力源和/或在电动机-发电机18在其容量内作为发电机操作时通过电动机-发电机18充电。借助于非限定性示例，可再充电能量源16在此被称为高压(HV)电池。存储在HV电池16内的电能可以用在PEV 10内，以给一个或多个电动机供电，例如包括在电动机-发电机18在其容量内作为电动机操作时的电动机-发电机18，以提供牵引扭矩来推进车辆1。在图1所示的示例中的PEV 1被构造为混合动力电动车辆(HEV)。应该理解的是这个示例是非限制性的，并且PEV可以构造为混合动力电动车辆(HEV)、电池电动车辆(BEV)、增程电动车辆(EREV)或包括可再充电能量存储系统(RESS)的其他电气化机动车辆，其中所述可再充电能量存储系统包括HV电池16。
[0085]PEV 10包括连接到燃料驱动发动机22的变速器20，该发动机22具有发动机输出轴24，该输出轴可操作地与变速器20的输入轴26相连接，用于通过变速器20的输出轴32向驱动轮30的轴28提供扭矩。变速器20可以是任何适当的变速器，使得PEV 10可以是完全、中等(mild)或其他设计的HEV，如所期望的。例如，PEV 10可以是全电动车辆，使得发动机22可以是可选的，如图1所示。作为非限制性示例，PEV 10可以在电量消耗(CD)模式、电量维持(CS)模式和充电模式下操作。在电量消耗(CD)模式下，PEV 10利用来自HV电池16的电能来推进车辆10。在电量消耗(CD)模式下的车辆1可以在完全电动模式(电动模式)和增程模式(ERM)中的一种下操作，在完全电动模式下，车辆10仅由HV电池16内存储的能量供电，而在增程模式下，车辆10由发动机22产生的电力供电。在电量维持(CD)模式下，PEV 10仅利用主要来自燃料驱动发动机22的能量来推进车辆10，并由此在当前电量状态(SOC)下储备(例如，保持)HV电池16的电池电量。作为示例，发动机22可以是内燃发动机。在以充电模式操作PEV 1的同时，PEV 1利用传递到电动机-发电机18的来自发动机22的能量，使用处于发电模式下的电动机-发电机18来给RESS 14内的HV电池16充电。在车辆操作期间，PEV 10可以在充电模式、电量消耗(CD)模式和电量维持(CS)模式之间转换。
[0086]电动机-发电机18通过功率逆变器模块(PIM)34电连接到RESS 14oPIM 34可通常被构造成按需要将DC功率转变成AC功率，反之亦然。当电动机-发电机18在其容量内作为发电机操作时，HV电池16可以通过电动机-发电机18选择性再充电。在所示的示例中，电动机-发电机18通过变速器输入轴26与变速器20机械连通。变速器20可以包括多个旋转齿轮、离合器和其他部件(未示出)，它们可以单独或是相组合地选择性将变速器输入轴26与变速器输出轴32联接。
[0087]HV电池16通过电池分断单元(BDU)38连接到车辆接口控制模块(VICM)Set3VICM 36电连接到动力总成控制器40IEV 10还包括辅助电源42，该辅助电源42是相对低压(LV)能量存储装置，如12V电池，并且在非限定性示例中，它在此称为LV电池42IV电池42电连接到VICM 36并电连接到动力总成控制器40，并适于为VICM 36和动力总成控制器40的每一个供电。
[0088]电动机-发电机18、变速器20和发动机22可以与动力总成控制器40电连通。在一种构造中，动力总成控制器40可以包括例如，用于控制发动机22的操作的发动机控制模块44(ECM 44)、用于控制电动机-发电机18的操作的混合动力控制模块46(HCM 46)和/或用于控制变速器20的操作的变速器控制模块48(TCM 48)。动力总成控制器40可以实施为一个或多个数字计算机或数字处理装置，具有一个或多个微控制器或中央处理单元(CHJ)、只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、高速时钟、模数(A/D)电路、数模(D/A)电路、输入/输出(I/0)电路和/或信号调制和缓冲电子器件。ECM 44、HCM46和TCM 48可以实现为软件或硬件，并可以或可以不物理上彼此分离。在一种构造中，模块44、46、48可以是通过动力总成控制器40的相同物理结构执行的划分功能。在另一种构造中，每个模块44、46、48可以被移交给其自身硬件计算装置。尽管如此，每个模块44、46、48可以与其他模块44、46、48数字连通，以协调车辆动力总成12的整体性能。每个模块44、46、48可以被构造成自动执行与该模块44、46、48相关联的实施为软件或固件的一个或多个控制/处理例程。应该指出的是模块的这种特定构造为了清晰起见而被如此描述。但是，在实践中，在其中一个模块内描述的任何特定供能可以通过另一模块来执行，或者可替代地，所有功能可以简单地由控制器40来执行，而不单独识别各模块。
[0089]在所示的示例中，VICM 36与动力总成控制器40、PIM 34、充电器52、DC/DC转换器54、加热模块56和冷却模块58、以及RESS 14之内的一个或多个接触器50(包括在BDU 38内的一个或多个接触器50)电连通。VICM 36可以被构造成用于控制P頂34、充电器52、DC/DC转换器54、加热模块56、冷却模块58、以及RESS 14之内的一个或多个接触器50的操作。控制一个或多个接触器50包括控制由相应的触发器60施加在每个接触器50上的触发力，例如，通过控制提供给每相应一个接触器50的触发功率或电流的水平来实现，以在断开状态和闭合状态之间触发每个相应的接触器50 JICM 36可以实施为一个或多个数字计算机或数字处理装置，具有一个或多个微控制器或中央处理单元(CPU)、只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、高速时钟、模数(A/D)电路、数模(D/A)电路、输入/输出(I/O)电路和/或信号调制和缓冲电子器件。VICM 36可以包括软件或硬件，以控制P頂34、充电器52、DC/DC转换器54、加热模块56、冷却模块58、以及RESS 14之内的一个或多个接触器50中每一个的操作，其中，用于控制这些元件中每一个的所实现的软件或硬件可以或可以不彼此物理分离。在一种构造中，PIM 34、充电器52、DC/DC转换器50、加热模块56、冷却模块58和一个或多个接触器50中的一个或多个的控制可以通过VICM 36的相同物理结构所执行的划分功能来提供。在另一种构造中，PIM 34、充电器52、DC/DC转换器54、加热模块56、冷却模块58、和一个或多个接触器50中的每相应一个的控制可以被移交给其自身的相应硬件计算装置，其中这些装置的组合限定了VICM 36。尽管如此，VICM 36被构造成协调RESS 14的整体性能，使得VICM 36可以被构造成自动执行可以实现为与VICM 36相关联的软件或固件的一个或多个控制/处理例程，包括但不限于图3所示的方法100。应该指出的是，VICM 36、动力总成控制器40、ECM 44,HCM 46和TCM 48的特定构造，例如“模块”，是为了清晰起见而被如此描述。但是，在实践中，在其中一个模块内描述的任何特定功能可以由另一模块执行，或可替代地，所有功能可以简单地由VICM 36和动力总成控制器40中的一个或另一个执行，而并不单独识别执行该特定功能的一个模块或多个模块。
[0090]PU 34、DC/DC转换器54、加热模块56、冷却模块58、充电器52和一个或多个接触器50与RESS 14内的VICM 36电连通。P頂34可以大体上构造成用于按需要将DC功率转变成AC功率，且反之亦然。DC/DC转换器54适于将DC功率的供给从高压水平转变成低压水平，如VICM 36所确定的，且反之亦然。加热和冷却模块56、58分别被构造成向RESS 14提供加热和冷却，并且可以表征为高负载装置，例如，高压负载，在车辆10操作期间，其选择性由HV电池14供电。充电器52电连通到，例如，电连接到充电口 70。充电口 70被构造成选择性接收充电连接器(未示出)，该充电连接器可连接到外部电力源，用于选择性用在PE V 1的HV电池16的充电制。外部电力源可以通过电动车辆(EV)充电站或其他充电点，如连接到电网的电插座来提供。
[0091]充电点可以包括充电连接器(未示出)，该充电连接器可连接到RESS 14的充电口70。充电点被构造成通过充电连接器和充电口 70之间建立的连接而输出先导控制信号，该先导控制信号由VICM 36通过充电器52接收，并被VICM 36使用以在电池充电事件期间控制HV电池16的充电。在此也称为充电先导信号的先导控制信号被构造成对VICM 36识别外部电力源的特性。VICM 36可以利用充电先导信号通过模式和/或类型来识别经由充电口70电连接到RESS 14的外部电力源，和/或识别可用于充电HV电池16的外部电力源的安培容量。例如，充电先导信号可以识别外部电力源为SAE Level I (240V)外部电源，或识别为SAELevel 2更高电压外部电源(例如，500V DC快速充电电源)。作为示例，充电先导信号可以基于外部电源和HV电池16限定的条件而变化。例如，充电先导信号可以基于充电电流变化，该充电电流可以依位置例如设定为来自120伏(120V)插座的8安培(8A)或10安培(1A)充电电流。例如，充电先导信号可以变化以指示外部电源已经连接到充电口 70和RESS 14，其中，在充电事件期间，该变化可以被解释为给VICM 36的唤醒信号，以唤醒VICM 36来控制HV电池16的充电。VICM 36可以编程为选择性执行指令，以控制HV电池16的充电。例如，该指令可包括例如一个或多个指令，以在HV电池16的充电期间触发一个或多个接触器50到闭合位置，在HV电池16的充电期间，控制从外部电源到HV电池16的能量流的水平，在HV电池16充电到预定电量状态(SOC)时中断HV电池16的充电，以及在HV电池16的充电中断之后断开一个或多个接触器50。
[0092]在所示的示例中，RESS14包括多个接触器50，所述接触器50被构造成将HV电池16与RESS 14的其他部件连接和分断。每个接触器50通过接触器控制电路72(在此也称为控制电路72)连接到VICM 36。在图1所示的非限制性示例中，RESS 14包括主要负(HV-)接触器50A、预充电接触器50B、主要正(HV+)接触器50C和充电正接触器50D，所述主要负接触器50A通过控制电路72A电连接到VICM 36，所述预充电接触器50B通过控制电路72B电连接到VICM36，主要正接触器50C通过控制电路72C电连接到VICM 36，而充电正接触器50D通过控制电路72D电连接到VICM 36。主要负接触器50A在此也称为(HV-)接触器，而主要正接触器50C在此也称为(HV+)接触器。图1中所示的示例是非限制性的，并且将理解到，比图1所示的更多或更少的接触器50可以包括在RESS 14内和/或车辆10内。为了清晰起见，当描述对多个接触器50的每个接触器50A、50B、50C、50D而言共同的功能、特性、操作等时，在说明书中参照接触器50(单数形式)或多个接触器50。例如，每个接触器50包括触发器60。在描述对接触器50A、50B、50C、50D的相应一个特定的功能、特性、操作等中，在说明书中标明接触器50A、50B、50C或50D中的相应特定一个。例如，预充电接触器50B与预充电电阻器66串联。预充电接触器50B也已知为或称为直流(DC)总线，或高压(HV)DC轨。同样，当描述对每个控制电路72A、72B、72C、72D而言共同的功能、特性、操作等时，在说明书中参照控制电路72(单数形式)或多个控制电路72。例如，每个控制电路72电连接到VICM 36。在描述对控制电路72A、72B、72C、72D中相应一个特定的功能、特性、操作等中，在说明书中标明控制电路72A、72B、72C、72D中的相应特定一个。例如，VICM 36将触发电流经由控制电路72B传送到预充电接触器 50B。
[0093]如图1中所示，RESS 14包括电池分断单元(BDU)38，该电池分断单元包括与预充电电阻器66串联的预充电接触器50B，二者都与(HV+)接触器50A并联连接，其中，(HV+)接触器50A和预充电接触器50B定位成将HV电池16的正(+ )引线与RESS 14的剩余部分分断，使得在(HV+)接触器50A和预充电接触器50B 二者都处于断开状态时阻止电流从HV电池16流动。在PEV 10的正常操作中，HV电池16被VICM 36联机(bring on-line)，例如，连接，所述VICM 36给预充电接触器50B发信号以闭合，例如通过在(HV+)接触器50A保持断开的同时初始将触发电流经由控制电路72B传送到预充电接触器50B，使得HV电池16能够以受控方式被联机，并且不会将(HV+)接触器50A和/SVICM 36暴露于来自HV电池16的浪涌电流。在预充电接触器50B闭合时，来自HV电池16的电流经由预充电电阻器66传导到预充电接触器50B，使得在HV电池16初始电连接时，阻止(HV+)接触器50A、VICM 36和RESS 14的剩余电气部件直接暴露于的浪涌电流。一旦预充电接触器50B已经达到预定阈值电压，那么VICM 36触发(HV+)接触器50A闭合且触发预充电接触器50B随后断开，使得在初始起动之后并在正常操作期间，电流从HV电池16经由主要正(HV+)接触器50A流动到RESS 14，该主要正(HV+)接触器50A被由VICM 36提供的触发电流保持在闭合状态。在图1所示的示例中，当预充电接触器50B或(HV+)接触器50A被VICM 36分别经由控制电路72A、72B触发以断开或闭合时，主要负(HV-)接触器50C和充电接触器50D被VICM 36经由控制电路72C按需要触发以断开或闭合。在图1所示的示例中，(HV-)接触器50C被定位成在(HV-)接触器50C处于断开状态时分断HV电池16的负(_)引线，使得阻止电流从HV电池16流动经过P頂34以及加热和冷却模块56、58。在图1所示的示例中，RESS 14还包括充电接触器50D，该充电接触器50D定位成在充电接触器50D处于断开状态时将HV电池16的负(-)引线分断，使得阻止电流从HV电池16流动经过充电器52和DC/DC转换器54，并且在充电接触器50D处于断开状态时，将HV电池16的负(-)引线分断，使得阻止电流从经由充电口 70连接到HV电池16的外部充电源流动。
[0094]每个接触器50包括触发器60，用于触发可移动触头62在断开和闭合位置之间的运动。在断开位置，可移动触头62远离固定触头64定位，使得电力不能传导通过接触器50。当可移动触头62处于断开位置阻止电力传导经过接触器50时，接触器50处于断开状态。在闭合位置，可移动触头62与固定触头64接触，使得电力可以传导经过接触器50。当可移动触头62处于闭合位置使得电力可以传导经过接触器50时，接触器50处于闭合状态。RESS 14可以包括多个接触器50，其中每个接触器50被构造成将HV电池16与RESS 14和/或车辆10的一部分和/或特定元件电隔离。
[0095]在非限制性示例中，触发器60包括电磁铁，该电磁铁由VICM36提供的触发力触发，该触发力在此也可以称为触发功率。作为非限制性示例，VICM 36提供的触发力在此可以以触发电流的水平来表示，如通过VICM 36提供的触发力的水平所确定的。在一个示例中，触发器60是螺线管，当被触发电流触发时，该螺线管在可移动触头62上施加闭合力，以将可移动触头62朝向固定触头64移动，例如，通过在螺线管被触发时将螺线管的柱塞(未示出)抵靠可移动触头62延伸。作为非限制性示例，触发器60在此可以称为螺线管。作为非限定性示例，固定触头64可以被构造为一对端子(未示出)，其中，可移动触头62由螺线管60进行的运动导致可移动触头62与两个端子形成同时接触，以闭合高压电路。在任何时刻t，由触发器60施加的闭合力正比于在该时刻t由VICM 36提供的触发功率的水平，例如，随着由VICM 36提供到触发器60的触发电流水平的增加，由触发器60在可移动触头上施加的闭合力增加，并且随着由VICM 36提供到触发器60的触发电流水平的减小，由触发器60在可移动触头62上施加的闭合力减小。闭合接触器50(例如，移动可移动触头62而与固定触头64接触并将可移动触头60保持成与固定触头64接触以将接触器50保持在闭合状态下)所需的闭合力的水平可能随时间变化，使得提供闭合力所需的触发功率水平随时间变化。例如，可移动触头62可以包括偏压元件，该偏压元件可以是机械偏压元件，如弹簧，其被构造成将可移动触头62偏压处于断开位置中，使得偏压元件施加与由触发器60施加的闭合力相反的断开力。将接触器50从断开状态闭合(例如，开始可移动触头62朝向固定触头64的运动或“吸引”)的初始闭合力(在此也称为吸引力)必须足够高，以克服偏压元件施加的断开力。在接触器50闭合之后，在没有诸如车辆条件和/或车辆参数(包括RESS 14之内的电气条件，如HV电池电流消耗)的其他因素的影响的情况下，将接触器保持在闭合状态的闭合力(保持力)小于吸引力，其中每个所述其他因素在RESS 14被供能时，例如，在车辆操作和/或充电事件期间，可在接触器50上施加断开力，影响将接触器50保持在闭合位置中所需的保持力的水平。
[0096]每个接触器50由通过该相应接触器50的构造限定的额定功率和断开功率。对于每个相应的接触器50而言，额定功率可以例如表示为相应的接触器50的额定电流和额定电压。作为示例，较大尺寸的接触器50将具有比相对较小尺寸的接触器50相对较高的额定功率。如在此使用的术语“额定功率”是在保持在接触器的额定温度之内的同时可以传导经过接触器的功率水平，其中，额定温度是温度限度，在该温度限度下，接触器可以被操作以避免接触器的与温度相关的劣变。如在此使用的术语“吸引力”是将接触器50从其断开(不供能)位置向闭合位置触发所需要的最小的功率水平，例如吸引电流。如在此使用的术语“保持功率”是在接触器50从断开位置初始吸引到闭合位置之后将供能的接触器50保持在其闭合位置中所需的最小功率水平，例如保持电流。如在此使用的术语“脱扣功率”是在其下供能的接触器50将返回到其断开位置的最大功率水平，例如，脱扣电流，例如，在没有在接触器50上施加断开的其他因素的情况下，必须施加到供能的接触器以阻止供能的接触器返回到其断开位置的最小功率水平，所述其他因素如由于车辆操作条件而施加到接触器50上的震动和振动，这可以导致在可移动触头62和固定触头64之间的接触界面处施加的断开力的跳动和/或增大。在非限制性示例中，图2示出了根据图3中所示的流程图示出的方法100提供到RESS 14的接触器50的触发功率，其中，竖直轴线示出在水平轴线上示出的时间t处由VICM 36施加到接触器50的功率(例如，触发功率80)的幅度(A)。在所示的示例中，接触器50的额定功率由线76表示，且脱扣功率水平由线78表示。如图2中所示，利用图3中所示的方法100,VICM 36将提供到(例如，施加到)接触器50的触发功率80控制在由线86表示的“最大功率限度”和由线82表示的“最小功率限度”之间。在图2中所示的曲线所表示的时间段上的“平均触发功率”由线84表示。最大功率限度、最小功率限度、平均触发功率可以在电流方面在此表述为与功率相关的电流，例如，分别表述为最大电流限度、最小电流限度和平均触发电流。
[0097]最大功率限度86由接触器50的额定功率76和接触器50的吸引功率限定，使得最大功率限度86比额定功率76小上余量并且大于吸引功率。上余量，例如，额定功率76和最大功率限度86之间的差，可由额定功率76对最大功率限度86的预定比限定，在此称为上余量比。作为非限定性示例，上余量比大于或等于1.2且小于或等于1.5。接触器50尺寸确定成使得在预定上余量比的最大功率限度86大于在接触器50从非供能状态被供能时初始地闭合接触器50所需的吸引功率。最小功率限度82由接触器50的脱扣功率水平78来限定，使得最小功率限度82比脱扣功率水平78大下余量。下余量，例如，脱扣功率水平78和最小功率限度82之间的差可以由最小功率限度82对脱扣功率水平78的预定比(在此也称为下余量比)来限定。作为非限制性示例，下余量比大于或等于1.2且小于或等于1.5。
[0098]可以影响在闭合状态下将可移动触头62初始闭合和/或保持为与固定触头64相接触所需的闭合力的水平的、施加断开力在接触器50上的车辆条件和/或车辆参数包括:作为非限定性示例，在RESS 14被供能时通过接触器50从HV电池16获取的电流的水平以及通过车辆操作条件施加在接触器50上的震动和振动力，所述震动和振动力可以导致在可移动触头62和固定触头64之间的接触界面处的跳动。在获取的电流的较高水平下，作为接触器50上的断开力的洛伦兹力和/或冲顶回落电磁力高于在获取的电流的相对较低水平下的。通过接触器50获取的电流的水平可能随着RESS14及其部件上的电负载的变化而变化，这是由于车辆操作条件、车辆速度、操作温度等所致。例如，当车辆10在完全电动或增程模式(ERM)下，例如在电量消耗(CD)模式下操作时，RESS 14上的电负载以及从电池16通过接触器50获取的电流的水平随着电动机-发电机18需求的功率和/或车辆速度的增加而增加。例如，在电力节气门全开(WOT)操作条件期间，获取的电流显著增大。在充电事件期间的获取的电流可能是可变的，并与HV电池16的电量状态和/或充电速率成比例。例如，相对于通过接触器50获取的电流相对较低的条件，通过接触器50获取的电流在HV电池16的快速充电期间和/或在低电量状态(SOC)下的HV电池16的充电期间较大。例如，通过接触器50获取的电流在车辆10以电量维持(CS)模式操作时和/或在HV电池16在充电事件期间处于相对较高SOC时(其中充电器52可能正从外部源通过充电口 70以足以保持HV电池16的预定SOC水平的功率水平提供功率，例如，在充电循环结束时)可以相对较低。在一些操作条件下，如在车辆10在颠簸路面和/或在通过车辆10传导到接触器50上的振动水平可能增大的速度下行驶期间，可能作用为接触器50上的断开力的传递到接触器50上的震动和振动力相对于其他操作条件(如车辆10在平整路面上和/或在振动水平减小的速度下行驶)较高。
[0099]车辆10包括与VICM 36连通的多个传感器68，以传输由相应传感器68中的每一个感测的相应参数，该参数可以由VICM 36使用，以确定归因于车辆10的条件的断开力，使得VICM 36可以使用前馈控制方法来确定在车辆条件和/或参数被传感器68和/SVICM 36探测到时要提供给接触器50的触发功率80。图1以非限定是示例显示了与VICM 36和/或动力总成控制器40连通的多个传感器68。一个或多个传感器68可以被构造用于感测动力总成12的参数(包括但不限于发动机22、变速器20、电动机-发电机18、输入和输出轴26、24、32、轴28等的参数)并将感测到的参数传输到动力总成控制器40，用于经由动力总成控制器40传输到VICM 36。例如，一个或多个传感器68可以被构造成感测车辆速度、制动、振动、震动、温度等。传感器68中的一个或多个传感器可以被构造用于感测RESS 14的参数，包括但不限于从HV电池16获取的电流、通过充电器52获取的电流、通过充电口 70获取的电流、通过相应接触器50的每一个获取的电流、通过充电口 70从外部充电源接收的充电先导信号，其中充电先导信号可以包括对VICM 36的唤醒信号，HV电池16、充电器52、接触器50等中的一个或多个的温度，加热和冷却模块56、58中的一个或多个的电负载，和/或图1中所示的RESS 14的各种部件的其他电气、温度参数或其他操作参数。将理解到，图1中所示和/或在此描述的传感器68的数量、布置和构造没有限制，并且车辆10可以按需要包括各种构造的或多或少的传感器68，以执行图3中所示以及在此描述的方法100。
[0100]根据图3中所示的非限制性方法100，VICM36被构造成向接触器50中的每一个提供触发功率80，其中VICM 36可以利用前馈控制随时间改变触发功率，在说明性示例中，其称为触发电流80，所述前馈控制基于由传感器68探测的参数，以及在VICM 36的存储器中存储的并由VICM 36可执行的算法、查询表、过程等。VICM 36随时间改变触发电流80，使得触发电流80可以特征为动态的，例如响应于车辆1、hv电池16和/Sress 14的操作条件和参数中的变化，随时间由VICM 36改变。作为示例，VICM 36可以利用脉宽调制(PWM)来通过在VICM 36确定的PWM频率下，通过改变每个相应的接触器50的触发功率80的PffM占空比，来改变由VICM 36向每个接触器50提供的触发功率。作为示例，P丽频率可以通过在12到25毫秒范围内的前馈窗口限定。在另一示例中，PWM频率可以由小于12毫秒的前馈窗口来限定。VICM 36可以包括一个或多个算法、查询表、过程等，以响应于车辆条件和/或车辆参数中的变化，例如，根据图3中所示的方法100，在利用VICM 36确定的和/或提供给VICM 36的前馈参数的P丽频率下，调制供给RESS 14中的每个接触器50的触发功率。例如，由VICM 36确定和/或由VICM 36接收的前馈参数可以包括:通过RESS 14的各种元件获取的电流，包括HV电池16的HV电池获取电流，在经由充电口 70和充电器52从外部电源进行的HV电池16的充电期间和/或经由电动机-发电机18和P頂34充电的充电期间的充电参数，HV电池16的电量状态(500，狀电池16、充电器52、一个或多个接触器50、801] 38等中的一个或多个的温度。由VICM 36确定的和/或由VICM 36接收的前馈参数可以包括车辆速度、车辆制动信息、震动参数、振动参数、声振粗糙度(harshness)参数和/或其他动力总成操作参数，其他动力总成操作参数包括在车辆1以电量消耗(CD)和/或电量维持(CS)模式下操作期间电动机-发电机18的操作参数。在非限制性说明示例中，在时间段上由VICM 36提供给其中一个接触器50的触发功率80的PffM占空比在图2中示出，其中在时间t0，车辆条件为使得车辆1未被供能，例如，车辆10没有被供电(处于钥匙关闭状态)，且HV电池16未被充电，使得在时间t0，给接触器50的触发功率80的水平为零，例如，每个接触器50未触发，且处于断开位置中。
[0101]如在此进一步详细描述并由图2和3示出的，利用来自车辆10中的多个传感器86和/或控制器(包括VICM 35、动力总成控制器40等)的输入，VICM 36实时确定PEV 10的多个参数(PEV参数)，并执行图3中示意性示出的前馈控制方法，以基于PEV参数利用例如PWM调制提供给每个接触器50的触发功率80，使得触发功率80随时间是动态的，并根据预定PffM频率(如通过图3中所示的方法说明的一个或多个算法和/或过程确定的)调制。触发功率80在此可以在从VICM 36提供给接触器50的触发电流80的方面来表述。
[0102]参照图2和图3，图3所示的方法100开始于步骤105，其中车辆10处于非供能条件，即，断电条件。在非供能或者未供电条件下，车辆10处于钥匙关闭状态，并且既不操作也不从连接到车辆1的外部电源接收功率，例如，在未供电条件下，HV电池16未被外部电源充电且/或未经由充电口 70连接到外部电源。在非供能条件下，每个接触器50处于断开位置中，使得HV电池16与RESS 14的剩余部分电隔离。在步骤105，车辆10直接经由VICM 36或经由与VICM 36连通的车辆10的另一控制器，如动力总成控制器40探测用于将车辆10从非供能条件供能的请求，例如，从断电条件将车辆10供电的请求，以操作车辆10或者利用外部电源给车辆1充电。例如，在步骤105，VI CM 36可以探测点火事件(例如钥匙启动事件)形式的供能请求，如给车辆10的一个或多个电气部件和/或动力总成部件通电，以在车辆操作条件下给车辆10供电。可替代的是，在步骤105，VICM 36可以探测经由充电口 70连接到RESS 14和VICM 36的外部电源所产生的唤醒信号形式的供能请求，其中可以由充电控制信号限定的唤醒信号给VICM 36发出信号，以从非供能状态唤醒，并开始充电事件，在开始充电事件中，车辆10处于外部充电条件。唤醒信号的示例是非限制性的，并且车辆10可以例如通过例如由为此目的配置的车辆的传感器68、由提供用于此目的的计时器或者由车辆10接收的无线局域网(wLAN)信号，感测车辆10与外部能量源的连接，来探测供能请求。
[0103]方法100从步骤105进行到步骤110，其中，VICM 36以预充电顺序触发接触器50的初始闭合，以使得HV电池16以受控的方式联机，且不会将(HV+)接触器50A和/SVICM 36暴露于来自HV电池16的浪涌电流。在图1所示的非限制性示例中，每个接触器50A、50B、50C、50D由相应的额定功率(电流)、吸引电流和脱扣电流表征，它们由相应接触器50A、50B、50C、50D的构造限定和/或为相应的接触器50A、50B、50C、50D指定的构造限定。在一个示例中，每个相应接触器50A、50B、50C、50D的相应额定功率(电流)、吸引电流和脱扣电流被存储在VICM 36的存储器中并可以从该存储器取回。对于每一个相应的接触器50A、50B、50C、50D的一个的相应预定最大电流限度和预定最小电流限度存储在VICM 36的存储器中，并且可通过VICM 36从存储器取回，以用于控制接触器50的触发。在一个示例中，用于每一个相应接触器50的一个的相应额定功率(电流)、吸引电流、脱扣电流、最大电流限度和预定最小电流限度可以存储在VICM 36可访问的一个或多个查询表中。查询表可以存储在VICM 36上和/或与VICM 36连通的车辆10的控制器上。
[0104]在步骤110，VICM 36将预充电触发电流传送到预充电接触器50B，以闭合预充电接触器50B，同时(HV+)接触器50A保持断开，其中提供到预充电接触器50B的预充电触发电流大于或等于预充电接触器50B的吸引电流并小于预充电接触器50B的额定功率。通过闭合预充电接触器50B，来自HV电池16的电流被经由预充电电阻器66传导到预充电接触器50B，使得阻止(HV+)接触器50A、VICM 36和RESS 14的剩余电气部件直接暴露于HV电池16的初始电连接时的浪涌电流。步骤110在确定预充电接触器50B已经达到预定阈值电压之后，继续以VICM 36通过将初始触发电流提供到(HV+)接触器50A来触发(HV+)接触器50A到闭合位置，所述初始触发电流等于或大于(HV+)接触器50A的吸引电流但小于其额定功率。在一个示例中，初始触发电流是由VICM 36确定的用于(HV+)接触器50A的最大触发电流。在闭合(HV+)接触器50A之后，通过将预充电触发电流减小到小于预充电接触器50B的脱扣电流水平的电流水平和/或终止预充电触发电流，而断开预充电接触器50B。在(HV+)接触器50A闭合之后或与之同时，VICM 36向RESS 14内的剩余接触器50提供初始触发电流，所述剩余接触器50在图1所示的示例中包括(HV-)接触器50C和充电接触器50D。在一个示例中，分别提供到每个接触器50C、50D的初始触发电流是预定用于相应的接触器50C、50D的相应最大电流水平。在用于相应触发器50C、50D的最大电流水平下提供初始触发电流建立了初始接触，这可以为驱动循环的剩余部分提供相对更好的，例如更稳定的接触。
[0105]方法100以循环方式从步骤110经由步骤115进行到步骤160，其中，在一个示例中，方法100是以前馈方式并以预定时间间隔循环通过步骤115到160，该预定时间间隔可以由VICM 36使用的PffM频率限定以调制提供给相应接触器50的相应触发功率80，和/或由前馈窗口限定。步骤115到160中的每一个步骤应用于RESS 14中的每个接触器50，以确定用于接触器50中相应一个的每一个的相应动态触发功率80，如图2中所示。步骤115到160可以利用在步骤115到160的每个循环周期下由VICM 36确定的车辆参数数据，由VICM 36针对多个接触器50中的每一个同时执行。将理解的是，每个接触器50可以与至少一个其他接触器50区分开，这可以通过不同的构造、呈现不同水平的操作参数(如在车辆10中使用时采样频率下测量或确定的实际操作温度或获取电流)中的一项或多项和/或通过具有与至少一个其他接触器50不同的额定功率(电流)、吸引电流水平、脱扣电流水平、最大电流限度和最小电流限度中的一个或多个来区分，并使得在方法100的每个循环周期期间，由VICM 36为多个接触器50中的每一个确定的动态触发电流水平80可以对每个接触器50而言都不同。为了说明清楚，步骤115到160在此描述为适用于示例性接触器50。在非限制性示例中，步骤115到160将参照(HV+)接触器50A以及图2中的曲线来描述，图2中的曲线示出在图2所示的时间段t上提供给(HV+)接触器50A的动态触发功率80。
[0106]参照图2和3，在步骤115，车辆10的车辆条件被确定为车辆操作条件、外部充电条件和非供能条件中的一个。当车辆10被确定为处于非供能条件中时，例如，车辆从操作条件钥匙关闭并处于非充电条件中，使得相对于HV电池16没有电流流动，方法进行到步骤120。在步骤120，VICM 36终止到每个接触器50的触发电流，使得到每个接触器50的触发电流落到每个相应接触器50的脱扣水平之下，以断开接触器50并将HV电池16与车辆10和RESS 14的电气系统电隔离。该方法从步骤120返回到步骤105，其中在步骤105，处于非供能条件下的车辆10监视以探测供能请求。
[0107]当车辆10在步骤115确定了处于车辆操作条件时，例如在钥匙开启条件，使得车辆电气系统的至少一部分被供能，方法进行到步骤125。在步骤125，VICM 36调查以确定一个或多个车辆操作参数，其中调查确定一个或多个车辆操作参数可以包括从一个或多个传感器68、从车辆10中的其他控制器(如动力总成控制器40等)接收输入。车辆操作参数可以以预定时间间隔被调查，其中预定时间间隔可以通过前馈窗口、用于调制动态触发电流80的PffM频率、为相应参数建立的预定采样频率等中的一个或多个来限定。在步骤125由VICM 36调查的车辆操作参数包括能够影响施加在接触器50上的保持和断开力的参数，如前面描述的，该参数可以包括诸如通过接触器50获取的电流的水平的参数(其中，获取的电流的水平影响在可移动触头62和固定触头64之间的接触界面处的冲顶回落电磁力和洛伦兹力的大小)、车辆1的车辆速度、车辆1的操作模式(例如，可以是电量消耗(CD)模式、电量维持模式(CS)、完全电动模式、增程模式(ERM)等)、作用在接触器50上的震动力(作为非限定性示例，其可以由车辆10与颠簸、不规则或非连续路面的相互作用导致)、作用在接触器50上的振动力(作为非限制性示例，这可以由车辆10与颠簸、不规则或不连续路面相互作用导致、由触发车辆、车辆悬架、车辆动力总成等中的振动的车辆谐振或车辆部件相互作用导致，所述振动可以通过车辆10的结构传导而作用在接触器50上)、车辆10的操作温度(包括RESS14的一个或多个部件(包括但不限于HV电池16、接触器50和充电器52等)的周围操作温度和局部操作温度水平)。
[0108]在步骤130，在步骤125处由VICM36收集的参数数据被分析，这例如通过将参数数据与预定限度比较、估计参数数据水平中的大小和/或变化(例如与该参数数据先前取得的样本相比较)来进行，和/或确定前馈因数，该前馈因数用于确定提供给接触器50的触发电流中的变化是否是需要的或期望的。VICM 36可以执行VICM 36的存储器中存储的一个或多个算法和/或将在步骤125收集的参数数据与一个或多个查询表相比较以确定前馈因数。当VICM 36例如利用前馈控制确定将接触器50保持在闭合条件所需的保持力的水平已经减小使得动态触发电流80可以减小，由此减小车辆1中的能力消耗且/或提供车辆1的电动里程(MPGe)的相对增加时，动态触发电流80中的变化可能是期望的。减小动态触发电流80提供了减小平均触发电流84以及在相对的基础上减小接触器50的操作温度，由此在相对的基础上增大接触器50的有用寿命的额外优点。在VICM 36例如利用前馈控制确定将接触器50保持在闭合条件所需的保持力的水平增大使得动态触发电流80应该增加以增大保持电流并抵消前馈因数所指示的冲顶回退电磁力和/或洛伦兹力增大，从而阻止接触器50的断开和/Sress 14中和/或hv电池16情况下的电流流动的扰动时，动态触发电流80的变化可能是期望的。
[0109]在步骤135，VICM 36确定是否基于步骤130确定的前馈因数指示动态触发电流水平80中的变化，这可以包括例如确定脉宽调制(PffM)和PWM频率，以用在调制动态触发电流水平80中。如果在步骤135确定了未指示或需要变化，则VICM 36保持动态触发电流80的当前水平，并且该方法循环回到步骤115。如果在步骤135，指示了动态电流水平80的变化，则在步骤140，VICM 36例如通过调节PffM宽度或占空比和/或PffM频率，如在步骤135所确定的，执行动态电流水平80中的变化，以将动态电流水平80调制到指示的水平，其中动态触发电流80的指示的水平足以将接触器50保持在闭合状态，例如，持续对应于前馈因数的前馈窗口的持续时间。在完成步骤140时，该方法循环回到步骤115，以确定车辆条件中的变化是否发生。
[0110]当车辆10在步骤115被确定处于外部充电条件下时，例如，经由例如充电口70连接到外部电源使得RESS 14的至少一部分被供能时，方法进行到步骤145。在步骤145，VICM 36调查以确定一个或多个外部充电参数，其中，调查以确定一个或多个外部充电参数可以包括从一个或多个传感器68、从车辆10中的其他控制器(如动力总成控制器40等)接收输入。外部充电参数可以以预定时间间隔被调查，其中预定时间间隔可以通过前馈窗口、用于调制动态触发电流80的PWM频率、针对相应参数建立的预定采样频率等中的一个或多个来限定。在步骤145处由VICM 36调查的外部充电参数包括能够影响施加在接触器50上的保持和断开力的参数，如前面所描述的，它们可以包括如下的参数，诸如通过接触器50获取的电流的水平(其中获取的电流水平影响在可移动触头62和固定触头64之间的接触界面的冲顶回落电磁力和洛伦兹力的大小)、HV电池16的电量状态(SOC)(在充电事件期间，其可影响从外表电源到HV电池16获取的电流水平)、外部电源的特性(如，电压水平，车辆10是否连接到Level I或Level 2充电站，如这些术语通常所理解的)、HV电池16、充电口 70、充电器52等的操作温度、车辆10的周围温度、RESS 14的一个或多个部件(包括但不限于HV电池16、接触器50、充电口 70、DC/DC转换器54、充电器52等)的局部操作温度水平。
[0111]在步骤150，在步骤145由VICM 36收集的参数数据，例如，通过将参数数据与预定限度相比较，估计参数数据的水平的大小和/或变化(例如，与参数数据的先前采取的样本相比较)来分析，和/或确定用于确定提供到接触器50的触发电流的变化是否是需要的或期望的(例如对于将接触器50保持在闭合状态持续预定前馈窗口的持续时间和/或减小车辆10中的能量消耗)前馈因数。VICM 36可以执行VICM 36的存储器中存储的一个或多个算法和/或将步骤145处收集的参数数据与一个或多个查询表相比较以确定前馈参数。动态触发电流80中的变化在VICM 36例如利用前馈控制确定了将接触器50保持在闭合状态所需的保持力的水平已经减小使得动态触发电流80可以减小，由此减小车辆10中的能量消耗和/或提供车辆10的电气里程(MPGe)相对增加时可能是期望的。减小动态触发电流80提供减小平均触发电流84以及在相对基础上减小接触器50的操作温度、由此在相对的基础上增加接触器50的有用寿命的额外优点。减小动态触发电流80可以例如在HV电池16的SOC相对较高(例如，接近SOC目标或限度)时被指示，使得用于充电HV电池16的外部电源的电流水平已经减小到相对较低的水平，以将SOC维持在SOC目标或SOC目标附近，而不过充电HV电池16和/或在充电事件期间HV电池16过热。动态触发电流80中的变化在VICM 36例如利用前馈控制确定了将接触器50保持在闭合条件所需的保持力的水平增加，使得动态触发电流80应该增大以增加保持电流并抵消前馈因数所指示的冲顶回落电磁力和/或洛伦兹力的增大，从而阻止接触器50的断开和/Sress 14中和/或hv电池16情况下的电流流动的扰动时是期望的。动态触发电流80中的增大可以在充电事件早期被指示，例如，当HV电池16的SOC相对低，使得由外部电源提供的功率的当前水平相对高，以加速HV电池16充电到较高的S0C。
[0112]在步骤155，VICM 36确定动态电流水平80中的变化是否基于在步骤150处确定的前馈因数而被指示，这例如可以包括确定脉宽调制(PWM)和PWM频率，以用于调制动态电流水平80。如果在步骤155，确定了在动态触发电流80的水平中未指示或不需要变化，那么VICM 36保持动态触发电流80的当前水平且该方法循环回到步骤115。如果在步骤155，动态电流水平80中的变化被指示，则在步骤160，VICM 36执行动态电流水平80中的变化，例如，通过调节P丽和P丽频率，如步骤155处确定的，以将动态电流水平80调制到指示的水平，其中动态触发电流80的被指示的水平足以将接触器保持在闭合状态例如持续对应于前馈因数的前馈窗口的持续时间。在完成步骤160时，该方法循环回到步骤115，以确定车辆条件中的变化是否已经发生。
[0113]参照图2，针对图2所表示的时间段，示出了用于RESS 14的接触器50的示例性动态功率水平80，其开始于时间t0，示出利用图3中所示的方法100在该时间段上动态功率水平80的调制，其中动态功率水平80基于在方法100的步骤130和150确定的前馈因数来调制。在非限定性示例中，动态功率水平80可以是提供到RESS 14的BDU 38中的主要正(HV+)接触器50A的动态功率水平80ο在各个时间t0、…、110处的动态功率水平80的调制的示例将相对于方法100来描述，该方法被应用以控制(HV+)接触器50A(在这个示例中，接触器50A)，其中，在此提供的示例是非限制性的且用于说明目的。例如，在时间t0，车辆10处于非供能状态，对应于在步骤105的车辆1的状态，使得VICM 36已经中断，例如，停止向接触器50A提供触发电流80，使得触发电流AO是零，且在断开电流78之下，并且接触器50A被断开到断开状态，以经由包括接触器50A的电流路径将HV电池16与RESS 14的剩余部分电隔离。
[0114]在该示例中对应于开始供能车辆10的钥匙开启时间的时间11处，在步骤105，VICM36探测到钥匙开启事件，并且在时间tl，在步骤110，向预充电接触器50B提供预充电触发电流以将预充电接触器50B闭合之后，通过在tl向接触器50A施加触发电流Al将接触器50A触发到闭合位置，如图2所示，该触发电流Al基本上等于针对接触器50A限定的最大电流限度86，并大于针对接触器50A预定的吸引电流，使得在时间tl，接触器50A被闭合，以将HV电池16的正端子(+ )经由闭合的接触器50A连接到RESS 14的剩余部分。在所示的示例中，车辆1从时间t0的钥匙开启到时间t6连续处于操作条件，使得从时间t0到时间t6，方法100以循环方式连续通过步骤125、130、135和140，其中，例如，从时间tl到时间t2，在步骤130，VICM 36已经识别表示在相对应的前馈窗口内将接触器50A保持在闭合位置所需的保持电流的前馈因数明显小于初始吸引电流和/或最大电流水平86。例如，由于车辆10在中等速度和/或在中等获取电流条件下操作，因此动态触发电流80可以减小，使得VICM 36将触发电流80调制到小于最大电流限度86的水平。例如，在时间t2，VICM 36已经将动态触发电流80调制到触发电流水平A2，如图2上所示，由此，为车辆10提供功率节省，并且在较低温度下操作接触器50A。
[0115]在时间t3，在所示的示例中，VICM36探测前馈因数，该前馈因数表示需要触发电流水平80增加，以将接触器50A保持在闭合位置，且VICM 36将触发电流调制到触发电流水平A3，在所示的示例中该触发电流水平A3基本上等于最大电流限度86。例如，在时间t3，VICM 36可能已经探测到车辆操作参数，该车辆操作参数表示在速度、获取电流或跳动输入(震动和振动)方面的显著增加中的一项或多项，需要增大触发电流水平80以确保接触器50A维持闭合。如图2中所示，响应于在步骤125处探测的车辆操作参数以及在步骤130处确定的前馈因数，VICM 36继续调制触发电流水平80，如方法100从时间t4到时间t5以循环方式执行的那样。
[0116]在图2的示例中，VICM36探测车辆操作参数和/或确定前馈因数，该前馈因数表示将接触器50A保持在闭合条件需要的保持力最小。例如，在时间t6处，VICM 36可能已经探测到表示车辆以相对低速在平滑道路上以相对低获取电流条件行驶的车辆操作参数，使得小于最小电流水平82的触发电流足以将接触器50A保持在闭合位置中。VICM 36在时间t5减小触发电流80到最小电流水平82(电流水平A5)，并将触发电流80保持在最小电流水平82，以在触发电流80和脱扣电流水平78之间提供余量，以确保接触器50A的闭合得到保持。在时间t6，车辆被断电，例如，通过钥匙关闭事件，并且VICM 36停止向接触器50A提供触发电流80，例如，在时间t6，触发电流80减小到零，在脱扣电流水平78之下，并且接触器50A被触发到闭合位置，以将HV电池16与RESS 14的剩余部分电隔离。
[0117]从时间t6到时间t7，方法100在步骤105处执行，其中，VICM 36监视以探测供能事件，并且接触器50A保持断开，例如，在时间帧t6到t7期间，VICM 36不向接触器50A提供任何触发电流80。在时间t7，VICM 36探测供能事件，在图2所不的不例中，该供能事件是车辆12经由充电口 70连接到外部电源，用于利用外部电源给HV电池16充电。在时间t7，在探测到供能事件时，方法100的步骤110和115被执行，如前面描述的，VICM 36向预充电接触器50B提供预充电触发电流，以在步骤110闭合预充电接触器50B，并且通过在tl将触发电流A7提供到接触器50A，触发接触器50A到闭合位置，如图2中所示，该触发电流A7基本上等于针对接触器50A限定的最大电流限度86。方法100继续到步骤115，其中，VICM 36确定车辆10处于外部充电条件，且以循环方式开始执行步骤145、150、155和160，持续时间帧t7到t9，在时间帧t7到t9，车辆10处于外部充电条件。在时间t7提供初始闭合触发电流A7以在外部充电开始时闭合接触器50A之后，VICM 36探测充电参数和/或由充电参数限定的前馈因数，指示在外部充电期间将接触器50A保持在闭合位置所需的触发电流80从时间t7到时间t9的充电事件的完成减小，其中，随着充电事件进展并且HV电池16的SOC增大，触发电流80中的减小对应于HV电池16的获取电流的减小。如图2中所示，在从时间t7到时间t9发生的充电循环的中点时间t8，VICM 36已经将触发电流80调制到电流水平A8。在时间t9充电周期结束时，当从外部电源经由充电口70和充电器54到HV电池16的电流流动终止时，VICM 36停止向接触器50A提供触发电流80，例如，在时间t9，触发电流80等于零，以断开接触器50A并电隔离HV电池16。
[0118]在时间t9，方法100循环到步骤115，其中，在外部充电事件完成时，VICM36确定车辆10不再处于供能状态，并且现在处于非供电状态，且方法100循环到步骤105，其中，VICM36从时间t9到时间tlO监视以探测供能事件。在图2所示的示例中，在时间tlO，车辆通过钥匙开启事件而被供能，并且触发电流80被VICM 36调节到最大电流限度，以在时间tlO提供触发电流水平AlO，以闭合接触器50A并将HV电池16电连接到RESS 14，且该方法100以循环方式执行，如前面描述的，以在图2所示的剩余时间段期间控制触发电流80的调制。在图2所示的时间段期间由VICM 36向接触器50A提供的平均触发电流84明显小于最大电流水平86，使得通过向车辆10提供相当大的能量节省，例如，在平均和最大触发电流84、86之间的差，并通过在相对低操作温度下操作接触器50A，使得接触器50A的有用寿命相对于在以最大电流水平86触发时以较高温度下操作而得到延长，使得利用在此描述的方法100对触发电流80的控制和调制被促进。
[0119]详细描述和附图或图示是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅由权利要求书限定。虽然已经详细描述了用于实施要求保护的本发明的一些最佳模式和其他实施方式，但是存在各种替代设计和实施方式，用于实践在所附权利要求书中限定的本发明。
【主权项】
1.一种方法，包括: 确定车辆的条件为供能条件和非供能条件中的一种； 其中，车辆包括与可再充电能量存储系统连通的控制器； 其中，可再充电能量存储系统包括电连接到至少一个接触器的可再充电能量源； 其中，所述至少一个接触器与所述控制器电连通，并且通过由控制器提供的动态触发电流在断开状态和闭合状态之间可选择地触发； 其中，在所述断开状态，阻止电功率流过所述至少一个接触器，并且在所述闭合状态，电功率可流过所述至少一个接触器； 所述方法还包括: 当所述车辆条件被确定为非供能条件时: 终止到所述至少一个接触器的动态触发电流，以断开所述至少一个接触器到断开状态；以及 当车辆条件被确定为供能条件时: 向所述至少一个接触器提供当前水平的动态触发电流； 其中，在当前时间，所述当前水平的动态触发电流足以将所述至少一个接触器触发到闭合状态； 通过控制器调查至少一个参数的参数值； 其中，所述至少一个参数的参数值的变化影响施加到所述至少一个接触器的保持和断开力； 确定预定前馈窗口的前馈因数，其中，所述前馈因数由所述至少一个参数限定； 确定所述前馈因数是否指示对当前水平的动态触发电流的调节； 当指示了对所述动态触发电流的调节时，将所述动态触发电流从当前水平调节到被指示的水平； 其中，在前馈窗口期间，所述动态触发电流的被指示的水平足以将所述至少一个接触器保持在闭合状态。2.如权利要求1所述的方法，还包括: 通过所述控制器，探测将可再充电电存储系统从非供能条件供能的请求； 其中，所述至少一个接触器包括与所述可再充电能量源并联电连接的主要正接触器和预充电接触器； 通过所述控制器将所述预充电接触器触发到闭合状态； 通过所述控制器，将所述主要正接触器触发到闭合状态； 其中，在通过控制器确定处于闭合状态的预充电接触器已经达到预定阈值电压之后，所述主要正接触器被触发到闭合状态。3.如权利要求2所述的方法，其中，通过提供处于为所述主要正接触器预先确定的最大触发电流限度的动态触发电流，所述控制器触发所述主要正接触器到闭合状态。4.如权利要求1所述的方法，其中: 所述供能条件是车辆操作条件；以及 所述至少一个参数包括车辆操作参数。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述车辆操作参数是车辆的操作模式。6.如权利要求4所述的方法，其中，所述车辆操作参数由在所述至少一个接触器上操作的震动力和在所述至少一个接触器上操作的振动中的至少一个限定。7.如权利要求1所述的方法，其中: 所述供能条件是外部充电条件；以及 所述至少一个参数包括外部充电参数。8.如权利要求1所述的方法，其中，调节所述动态触发电流包括以脉宽调制频率调制动态触发电流。9.一种车辆，包括: 与可再充电能量存储系统连通的控制器； 其中，所述可再充电能量存储系统包括电连接到至少一个接触器的可再充电能量源；其中，所述至少一个接触器与所述控制器电连通，且通过由所述控制器提供的动态触发电流在断开状态和闭合状态之间可选择地触发； 其中，在断开状态，阻止电功率流动通过所述至少一个接触器，且在闭合状态，所述电功率可流过所述至少一个接触器； 所述控制器被构造成: 确定所述车辆的条件为供能条件和非供能条件中的一种； 当所述车辆条件被确定为非供能条件时: 终止到所述至少一个接触器的动态触发电流，以将所述至少一个接触器断开至断开状态；以及 当所述车辆条件被确定为处于供能条件时: 将当前水平的动态触发电流提供到所述至少一个接触器； 其中，在当前时间，所述当前水平的动态触发电流足以将所述至少一个接触器触发到闭合状态； 通过控制器调查至少一个参数的参数值； 其中，所述至少一个参数的参数值的变化影响施加到所述至少一个接触器的保持和断开力； 确定用于预定前馈窗口的前馈因数，其中，所述前馈因数由所述至少一个参数限定； 确定所述前馈因数是否指示了对当前水平的动态触发电流的调节；以及 当对动态触发电流的调节被指示时，将动态触发电流从当前水平调节到被指示的水平； 其中，所述动态触发电流的被指示水平足以在前馈窗口期间将所述至少一个接触器保持在闭合状态。10.如权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器被构造成通过在由所述前馈窗口限定的脉宽调制频率调制所述动态触发电流，来调节所述动态触发电流。
【文档编号】B60W10/08GK105984457SQ201610153224
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】Y.范, A.J.纳莫, A.V.米图塔
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司