用于连接到交流电源线上的车辆及其控制器的制造方法
【专利说明】用于连接到交流电源线上的车辆及其控制器
[0001]发明人
[0002]安德鲁.弗兰克
[0003]林湛乔
[0004]帕特里克.考夫曼
[0005]肖恩?方丹
[0006]布拉姆.邦森
技术领域
[0007]本实用新型涉及电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)和插电式混合电动车辆(PHEV)领域，更具体地涉及用于连接到交流(AC)电源线上的车辆领域。
【背景技术】
[0008]在电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)和插电式混合电动车辆(PHEV)领域，存在许多可以影响各种各样工作模式的可能的动力系统。例如，单在HEV领域中，HEV动力系统可以被构造成影响串联、并联、串并联工作模式。此外，某些这些模式可以被构造成根据不同的策略(例如，电量维持、电量消耗等)进行工作。
[0009]在这些车辆的其中一些中，可能期望将车辆连接到交流(AC)电源线上，从交流电源线传输电能到车辆，并且/或者从车辆传输电能到交流电源线。负责进入现场以帮助维修、安装或更换部分电源线的电力公司拥有的和/或运营的车辆特别有这种需求。
【发明内容】
[0010]以下内容呈现了本发明的简要综述，以便提供对本文所述的一些方面的基本理解。这种综述并非针对所要求保护的主题进行的详细综述。其目的既不是确定所要求保护的主题的关键或重要元素，也不是描述主题发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现所要求保护的主题的一些概念，作为随后呈现的更加详细的描述的前序。
[0011]本文描述了本申请的一些实施例，其提供了能连接到交流电网上的车辆，所述车辆包括原动机和至少一个电动机发电机。在一个实施例中，车辆可以被构造为插电式混合系统，并且使用在控制器指令控制下的动力系统，以供应电能到交流电源线(以服务交流电网)或从交流电源线抽取电能，从而给车辆上的电池充电。在一些方面，车辆可以测试车载电池是否可以满足为交流电源线服务所需的电能，或者如果不满足，则测试是否从原动机抽取电能以及抽取多少电能。在一些方面，如果动力系统使用原动机来给交流电网供电，车辆可以具有车载热管理系统以向动力系统动态地满足所需的热耗散。
[0012]—方面，公开了一种用于连接到交流(AC)电源线的车辆，其中所述车辆包括:原动机；第一电动机-发电机，所述第一电动机-发电机经由第一离合器与所述原动机机械地联接；第二电动机-发电机，所述第二电动机与所述第一电动机-发电机机械地联接；电池，所述电池与所述第一电动机-发电机和所述第二电动机-发电机电气联接，所述电池能从所述第一电动机-发电机和所述第二电动机-发电机接收电能或供应电能到所述第一电动机-发电机和所述第二电动机-发电机；逆变器，所述逆变器与所述第一电动机-发电机、所述第二电动机-发电机和所述电池电气联接，所述逆变器能连接到交流电源线；以及控制器，所述控制器能提供控制信号到所述原动机、所述电动机-发动机和所述电动机，使得所述控制器能动态地影响去往或来自所述交流电源线的电能流；进一步地，所述控制器还包括处理器和计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括指令，所述指令在被所述处理器读取时使所述车辆执行下述步骤:接收与所述交流电源线上的电力负载需求有关的信号；如果所述电池能够满足所述需求，则经由所述逆变器从所述电池供应电能到所述交流电源线并且供应到所述第一电动机-发电机和所述第二电动机-发电机之一；如果所述电池不能满足所述需求，则经由所述逆变器从所述原动机供应电能到所述交流电源线并且供应到所述第一电动机-发电机和所述第二电动机-发电机之一；确定所述原动机的最佳效率；并且动态设置所述原动机的工作特性以将所述原动机大体保持在其理想工作线(1L)上。
[0013]—方面，公开了一种将车辆连接到交流电源线上的方法，其中所述车辆包括原动机、至少一个电动机-发电机、电池、逆变器、控制器，所述控制器包括处理器和计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括指令，所述指令在被所述处理器读取时使所述车辆执行以下步骤:接收与所述交流电源线上的负载需求有关的信号；确定所述车辆能否供应所述交流电源线上的一部分负载需求；如果所述电池能够供应所述一部分负载需求，则由电池供应所述一部分负载需求；动态地确定是否通过使用所述原动机供应所述一部分负载需求；大体确定所述原动机的最佳效率以供应所述一部分负载需求；大体设置所述原动机的工作特性以供应所述一部分负载需求；并且根据动态负载状态动态地调节所述原动机的工作特性。
[0014]—方面，公开了一种控制器，所述控制器控制与交流电源线连接的车辆，其中所述车辆包括原动机、至少一个电动机-发电机、电池、逆变器，所述控制器包括处理器和计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括指令，所述指令在被所述处理器读取时使所述车辆执行以下步骤:接收与所述交流电源线上的负载需求有关的信号；确定所述车辆能否供应所述交流电源线上的一部分负载需求；如果所述电池能够供应一部分所述负载需求，则由电池供应所述部分负载需求；动态地确定是否通过使用所述原动机供应所述一部分负载需求；大体确定所述原动机的最佳效率以供应所述一部分负载需求；大体设置所述原动机的工作特性以供应所述一部分负载需求；并且根据动态负载状态动态地调节所述原动机的工作特性。
[0015]当结合本申请中呈现的附图阅读时，本系统的其他特征和方面将在下面的【具体实施方式】中介绍。
【附图说明】
[0016]示例性实施例在附图的引用图中示出。本文公开的实施例和附图旨在被认为为是说明性的而不是限制性的。
[0017]图1A和图1B示出了根据本申请的原理制造的车辆的几个可能的实施例。
[0018]图2示出了车辆的一个可能的实施例，根据本申请的原理，该车辆可以控制热管理的多个方面。
[0019]图3示出了示例性的随时间变化的负载电能需求曲线。
[0020]图4A和图4B分别示出了车辆的工作场景和可能的工作状态/模式。
[0021]图5示出了用于将车辆与电网连接并且监测和/或供应电力到电网的一个示例性场景。
[0022]图6是电能模式工作方法和/或算法的一个实施例。
[0023]图7是热管理工作方法和/或算法的一个实施例。
[0024]图8是蒸汽发动机从冷却中回收一些电能的一个实施例。
【具体实施方式】
[0025]本文中使用的术语“部件”、“系统”、“接口”等旨在指代与计算机相关的实体，指硬件、软件(例如，在执行时)的和/或固件的一种。例如，部件可以是在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行文件、程序和/或计算机。举例来说，在服务器上运行的应用程序和服务器两者都可以是部件。一个或多个部件可以存在过程中，并且部件可以定位在一个计算机上和或分布在两个或更多个计算机之间。
[0026]参照附图描述所要求保护的主题，其中在整个说明书中相同的参考标号用于指代相同的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对主题发明的透彻理解。然而，要求保护的主题显然可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，熟知的结构和设备被以框图形式示出以便于描述主题发明。
[0027]引言
[0028]可能期望将EV、HEV和/或PHEV车辆与交流电源线连接并且将电能从车辆传输到交流电源线，以及将电能从交流电源线传输到车辆。在一个示例中，电力公司拥有并运营车队以分派到现场，并且维修、安装和/或更换部分电力线和/或电网。
[0029]在本申请的许多方面，公开了车辆和/或系统，这些车辆和/或系统能够以更高的能量效率控制发电，用于进行从“车载”车辆液体或碳基燃料到电能的能量转换(例如，可能传输到电力网)，并且可能同时维持车辆动力电池的充电状态(S0C)。这种更高的能量效率可以允许可移动的动力平台(例如，发动机和/或车辆底盘)传输高电能。一方面，通过避免一般内燃机的典型的高热能损失，这是可能的，例如，这种高热能损失通常是因为发动机动力的低效控制(例如，油门调节)或者使用单个发电机。
[0030]—方面，车辆可以设计成具有足够大的电池组以存储足够的能量，从而使得拉平(level)基于“原动机”(例如，内燃(1C)机、燃料电池、压缩天然气(CNG)发动机或者可以依赖于除电力之外的例如汽油、天然气、任何其他碳基燃料或任何液态燃料的燃料来源的任何其他发动机/原动机)的负载。应当理解的