用于预测充电过程持续时间的方法
【专利摘要】一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法。所述方法包括估算对应于将来充电过程的开始的车辆电池的将来充电量。所述方法另外地包括估算电池的将来温度。所述方法再另外地包括确定将要在将来充电过程期间施加到电池的将来充电功率或其特性，其中将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来温度的并且表示将使电池的温度在将来充电过程期间保持在或低于阈值温度的充电功率或其特性。所述方法再另外地包括基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
【专利说明】用于预测充电过程持续时间的方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种插电式电动车辆，更具体涉及一种用于预测插电式电动车辆的电池的一个或多个将来充电过程的持续时间的方法。
【背景技术】
[0002]插电式电动车辆可以通过各种不同功率源和充电布置以多种不同方式充电。插电式电动车辆可以充电的一种具体方式是通过外部高压充电器(诸如，是充电站的一部分并且提供200V-600V的DC功率的充电器)来实现的。通过外部高压充电器为插电式电动车辆充电的一个优点是充电的速度快。这种类型的充电布置(其也被称为“快速充电”)可以显著地降低充电次数并且同时提供在10kW-300kW之间的充电功率。如在此使用的，术语“快速充电”包含满足下述状态的任何充电事件或布置:外部功率源以超过车辆电池的C速率(即，当在一个小时内放电到100%放电深度的点时电池可以输送的电流的理论量)的充电速率为插电式电动车辆充电。例如，如果车辆电池具有45安培-小时的C速率，那么超过45安培的任何充电事件都可以被认为是“快速充电”事件。
[0003]通常，可以基于标称电池温度来引用将来快速充电过程的持续时间。然而，随着电池温度在例如驾驶循环(导致充电过程的性能变化)期间改变，完成充电过程所需要的时间的量比引用的持续时间可能明显更长或更短。这可能是因为，例如，由充电站提供的将通常为了充电目的施加到电池的某些功率可能转移到用于冷却电池的热管理系统。为了避免向车辆使用者提供可能完全不准确的充电过程持续时间的预测，通常直到充电过程开始之后才进行这种预测，以便获得更准确的电池温度，所述更准确的电池温度可随后被用于替代标称温度来预测充电过程的持续时间。
[0004]虽然可能提供一种与使用标称电池温度的常规技术相比较充电过程持续时间的更准确预测，但是这种技术的一个缺点在于直到充电过程开始才进行预测。这样一来，车辆使用者不知道将提前多长时间起动充电过程，并且因此，不能将这一因素纳入他/她的出行规划。这样一来，由于可能增加到出行的未知的时间量(由一个或多个充电过程的执行导致的)，出行可能占用的时间的量可能明显不同于使用者预计的时间的量(增加了)。
【发明内容】
[0005]根据一个实施型式，提供了一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法。所述方法可包括下述步骤:估算对应于将来充电过程的开始的车辆电池的将来充电量；估算车辆电池的将来温度；确定将要在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性，其中将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来电池温度的并且表示将使电池的温度在将来充电过程期间保持在或低于阈值温度的充电功率或其特性；以及，基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
[0006]根据另一个实施型式，提供了一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法。所述方法包括下述步骤:估算对应于将来充电过程的开始的车辆电池的将来充电量；估算对应于将来充电过程的结束的车辆电池的将来温度；基于估算的将来充电量和估算的将来温度来确定将要在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性；以及，基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
[0007]根据又一个实施型式，提供了一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法。所述方法可包括下述步骤:使用车辆遵循的规划路线来确定到充电地点的距离，将会在所述充电地点处执行将来充电过程；至少部分基于到充电地点的距离来估算对应于将来充电过程的开始的车辆电池的将来充电量；至少部分基于到充电地点的距离来估算车辆电池的将来温度；确定将会在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性(譬如，最大充电功率或其特性)，其中将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来温度的并且表示将使电池的温度在将来充电过程期间保持在或低于阈值温度的充电功率或其特性；以及，基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
[0008]本发明还包括如下方案:
1.一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法，包括步骤:
估算与将来充电过程的开始相对应的车辆电池的将来充电量；
估算车辆电池的将来温度；
确定在将来充电过程期间要施加到车辆电池的将来充电功率或其特性，其中，将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来电池温度的，并且表示将使电池的温度在将来充电过程期间保持处在或低于阈值温度的充电功率或其特性；以及
基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
[0009]2.根据方案I所述的方法，其中，所述将来充电量包括下述项中的一项:
在将来充电过程的开始时的车辆电池的充电状态(SOC);
在将来充电过程的开始时的车辆电池的估算的充电状态(S0C)与在将来充电过程期间车辆电池将要充电达到的预定的充电状态(SOC)之间的差值；
与车辆电池的当前状态相对应的车辆的距离里程；以及
车辆的估算距离里程与在将来充电过程期间车辆电池将要充电达到的预定距离里程之间的差值。
[0010]3.根据方案I所述的方法，其中，估算将来车辆电池温度的步骤包括:
获得车辆电池的开始温度；
确定由预期的一个或多个事件发生导致的车辆电池温度预期增加量；以及将所述开始温度与预期温度增加量加在一起来获得估算的将来车辆电池温度。
[0011]4.根据方案3所述的方法，其中，估算的将来电池温度是在预期的车辆操作结束时的估算的将来电池温度，并且另外地其中，确定车辆电池温度的预期增加量的步骤包括确定在将来充电过程之前由预期的车辆操作导致的预期温度增加量。
[0012]5.根据方案4所述的方法，其中，确定由车辆操作导致的预期温度增加量包括基于下述项中的一项或多项来如此进行: 车辆电池的当前的充电状态(SOC)；
到要执行将来充电过程的地点的已知距离；
车辆的推进功率；以及车辆电池周围的环境温度。
[0013]6.根据方案5所述的方法，其中，车辆的推进功率包括在预定距离或时间量内车辆的平均推进功率。
[0014]7.根据方案3所述的方法，其中，估算的将来电池温度是在将来充电过程结束时的估算的将来电池温度，并且另外地其中，确定车辆电池温度的预期增加量的步骤包括确定由预期的将来充电过程执行导致的预期温度增加量。
[0015]8.根据方案7所述的方法，其中，确定由将来充电过程执行导致的预期温度增加量的步骤包括基于下述项中的一项或多项来如此进行:
估算的电池将来充电量；
估算的电池将来充电量与期望充电量之间的差值；
能在将来充电过程的执行期间施加到车辆电池的充电功率或其特性的默认量；以及车辆电池周围的环境温度。
[0016]9.根据方案3所述的方法，其中，所述将来充电过程是要在第一将来充电过程之后执行的第二将来充电过程，并且另外地其中，在获得步骤中获得的开始温度包括与所述第一将来充电过程相对应的车辆电池预期温度。
[0017]10.根据方案I所述的方法，其中，所述步骤中的每个步骤均在车辆电池在要执行将来充电过程的地点处插电之前执行。
[0018]11.一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法，所述方法包括步骤:
估算与将来充电过程的开始相对应的车辆电池的将来充电量；
估算与将来充电过程的结束相对应的车辆电池的将来温度；
基于估算的将来充电量和估算的将来温度来确定要在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性；以及
基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
[0019]12.根据方案11所述的方法，其中，所述将来充电功率或其特性表示将使电池的温度在将来充电过程期间保持处在或低于阈值温度的最大充电功率或其特性。
[0020]13.根据方案11所述的方法，其中，所述将来充电量包括下述项中的一项:
在将来充电过程的开始时的车辆电池的充电状态(SOC);
在将来充电过程的开始时的车辆电池的估算的充电状态(S0C)与在将来充电过程期间车辆电池要充电达到的预定的充电状态(SOC)之间的差值；
与车辆电池的当前状态相对应的车辆的距离里程；以及
车辆的估算距离里程与在将来充电过程期间车辆电池要充电达到的预定距离里程之间的差值。
[0021]14.根据方案11所述的方法，其中，估算将来车辆电池温度的步骤包括:
获得车辆电池的开始温度； 确定由预期的一个或多个事件发生导致的车辆电池温度预期增加量；以及将开始温度与预期温度增加量加在一起来获得估算的将来车辆电池温度。
[0022]15.根据方案14所述的方法，其中，确定车辆电池温度预期增加量的步骤包括下述项中的一项或多项:
确定由在将来充电过程之前的预期的车辆操作导致的预期温度增加量；以及确定由预期的将来充电过程执行导致的预期温度增加量。
[0023]16.根据方案14所述的方法，其中，所述将来充电过程是要在第一将来充电过程之后执行的第二将来充电过程，并且另外地其中，在所述获得步骤中获得的开始温度包括与所述第一将来充电过程相对应的车辆电池预期温度。
[0024]17.根据方案11所述的方法，其中，所述步骤中的每个步骤均在车辆电池在要执行将来充电过程的地点插电之前执行。
[0025]18.一种用于估算车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法，所述方法包括下述步骤:
使用车辆要遵循的规划路线来确定到要执行将来充电过程的充电地点的距离；
至少部分地基于到所述充电地点的距离来估算与将来充电过程的开始相对应的车辆电池的将来充电量；
至少部分地基于到所述充电地点的距离来估算车辆电池的将来温度；
确定要在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性，其中，将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来温度的，并且表示将使电池温度在将来充电过程期间保持处在或低于阈值温度的充电功率或其特性；以及
基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
[0026]19.根据方案18所述的方法，其中，所述步骤中的每个步骤均是在车辆电池在充电地点插电之前执行的。
[0027]20.根据方案18所述的方法，其中，确定到要执行将来充电过程的充电地点的距离的步骤包括从车辆的导航模块获取距离。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]随后将结合附图来描述优选的示例性实施型式，其中类似的附图标记指代类似的兀件，并且其中:
图1是可以采用本发明公开的系统和方法的示例性插电式电动车辆的示意图；
图2是可用于预测插电式电动车辆(诸如图1中示出的电动车辆)的一个或多个将来充电过程的持续时间的方法的示例性实施型式的流程图；
图3描绘了需要多个充电过程的插电式电动车辆的出行的时间线，所述多个充电过程的持续时间可以使用图2所示的方法来预测；
图4是用于预测插电式电动车辆(诸如图1所示的电动车辆)的一个或多个将来充电过程的持续时间的算法的示例性实施型式的方框图，并且其中所述插电式电动车辆可以被图2所示的方法所采用；以及
图5A-?是可被用于图2中示出的方法中并且被图4中示出的算法使用的各种步骤的查询表或者曲线(profile)的示意图。
【具体实施方式】
[0029]本发明描述的系统和方法可用于预测插电式电动车辆的电池的一个或多个将来充电过程的持续时间。更特定地，在一个实施型式中，所述系统和方法可用于预测车辆电池的一个或多个将来快速充电过程(譬如，供应10kW-300kW充电功率的充电过程)的持续时间。根据示例性实施型式，所述方法使用车辆电池的将来充电量和车辆电池的将来温度的估算值来确定将在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性(譬如，充电电流或充电速率)，所述车辆电池的将来充电量对应于将来充电过程的开始，所述车辆电池的将来温度对应于将来充电过程的结束。使用车辆电池的确定将来充电功率或其特性以及估算将来充电量，充电方法可以预测将来充电过程的持续时间，并且以较高的准确性和精度进行该预测。以此方式，所述系统和方法使得使用者能够在开始出行之前知道出行(该出行需要一个或多个充电过程)将占用的时间的长度，并且因此，使得使用者能够相应地规划他/她的出行。
[0030]参阅图1，图中示出了示例性插电式电动车辆10的可与本发明描述的充电方法一起使用的某些部件。虽然在具体插电式电动车辆的背景下提供了下面的描述，但是应当理解的是，该车辆仅仅是一个示例并且其他车辆当然也可以备选地使用其他车辆。例如，下面描述的充电系统和方法可以与从某些外部或非车载功率源获得电功率的任何类型的插电式电动车辆一起使用，所述插电式电动车辆插电式包含插电式混合电动车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、增程式电动车辆(EREV)、使用传导件(通过芯或电缆充电)的插电式电动车辆或者使用感应件(在不使用芯或电缆的情况下充电)的插电式电动车辆，以上仅列举了几种可能的示例。根据一个实施型式，插电式电动车辆10与外部功率源12相互作用并且除其他部件以外包含功率连接件20、电池充电器24、隔离硬件26、电池30、电动机32、逆变器/转换器34、发动机36、发电机38、控制模块40、使用者界面42和导航模块44。因为插电式车辆10的许多部件是所属领域普遍公知的，并且因为许多不同部件和布置可以与本发明的方法一起使用，所以在此提供了前述部件的简要说明而不是提供它们的个体结构和功能的详细描述。
[0031]外部功率源12为插电式电动车辆高水平的电功率，并且可以是所属领域中公知的多种不同电源中的一种。根据示例性实施型式，外部功率源12是非车载、高压功率源(是专用充电站或亭的一部分)并且为插电式电动车辆10提供高压DC功率(譬如，200V-600V)以便快速充电。外部功率源12可被设计成为插电式电动车辆10提供相对恒定的功率水平，以便随着电压增加安培数对应地减小。在另一个实施型式中，外部功率源12是为插电式电动车辆提供高安培数DC或AC功率(譬如，50A-500A)的非车载高安培数功率源。外部功率源12可被联接到公共电力或者它可以由来自太阳能电池板、风轮机、水力发电装置、生物发电装置等的可再生能源提供能量；它可以提供AC或DC功率；它可以是高压的、高安培数的或者具备两者的；或者它可以与用电缆充电的传导件或者通过空气联接的感应件接合，以上仅列举了几种可能的示例。外部功率源12不限于任何特定类型或实施型式，只要它可以为插电式电动车辆10提供高功率水平(譬如，10kff-300kff)o
[0032]功率连接件20是插电式电动车辆上的电气入口或插口(功率耦合器插入或连接到它里面)。这就允许车辆拥有者将插电式电动车辆10容易地连接到充电点(像外部功率源12)以及从充电点脱开。功率连接件20不限于任何特定设计或者构造，并且可以是任何类型的入口、连接件、插口、塞、端口、插座等(包含那些基于传导、感应的装置)以及/或者其他类型电气连接件。这些连接类型中的某些符合国际标准(譬如，IEC62196、SAE J1772、CHAdeMO等)。在一个实施型式中，功率连接件20是定位在插电式车辆10的外部上以便它可被容易地触及(譬如，在铰接的门或挡板下面)的高电压电气入口，并且包含用于将电功率传送到车辆以及通讯或控制信号的连接件。其他布置和实施型式当然也是可能的。
[0033]功率耦合器22将外部功率源连接到功率连接件，并且可以具有任何适当类型或构造。功率耦合器22 (有时称为电动车辆供应设备(EVSE)电线插头)可以是特殊设计以便与插电式电动车辆一起使用的电线专用电线插头(诸如，在标准SAE J-1772和J-1773中描述的那些)，并且包含第一端、电缆或芯、控制单元和第二端。功率耦合器22的第一端插入到外部功率源12中，并且第二端是插入到插电式电动车辆上的功率连接件20中的特殊设计的连接件。电缆从外部功率源12提供电功率到插电式电动车辆10，但是还可以在功率耦合器22的控制单元与定位在车辆上的装置(像控制模块40)之间传送一个或多个通讯信号。功率耦合器22中的控制单元可以包含任何数量的电子部件包含，但当然不限于，传感器、收发器、处理装置、存储装置、接触器、开关、接地故障断路器(GFCI)部件以及任何其他适当部件。在一个实施型式中，功率耦合器22中的控制单元监测围绕功率耦合器的各种状态(譬如，电功率、电压、电流和/或功率水平的存在，功率耦合器的温度等)，并且与注重这些状态的控制模块40通讯。所属领域的技术人员应当理解的是，本发明描述的系统和方法不限于任何特定功率耦合器或电线插头，并且可以使用任何数量的不同功率耦合器。
[0034]电池充电器24可以从多种源(包含外部和/或内部功率源)接收电功率，并且使用这种功率来为电池充电。在外部功率源的情形中，如已经解释的那样，电池充电器24可以从外部功率源12通过功率源22和连接件20接收电功率。在内部功率源的情形中，电池充电器24可以从再生制动、电机驱动的发电机38或者某些其他内部源通过车辆内的电气连接件接收电功率。所属领域的技术人员应当理解的是，电池充电器24可以根据任何数量的不同实施型式来提供，可以任何数量的不同构造来连接，并且可以包含任何数量的不同部件-譬如变压器、整流器、开关电源、滤波装置、冷却装置、传感器、控制单元和/或所属领域中公知的任何其他适当部件。
[0035]隔离硬件26连接到功率连接件并且可以与外部功率源隔离、控制外部功率源控制和/或以其他方式为外部功率源提供路径到插电式电动车辆内的不同装置。例如，隔离硬件26可被联接到功率连接件20并且被设计成从外部功率源12接收高压功率并且直接输送高压功率到电池30，而无需经过正常充电路径或通道。通过穿过某些部件，例如电池充电器24，如果未配备操纵这种高压、安培数和/或功率水平的那些部件可能更理想。此外，隔离硬件26可具有接触器以及/或者隔离和保护使用者及其他车辆装置免收由外部功率源12提供的高功率水平影响的其他电气部件。对于当车辆通过传统功率源以低压充电以及通过多个功率源充电时的情况，插电式电动车辆还可包含低压硬件。在某些实施型式中，隔离硬件26具有继电器、接触器、晶体管(譬如，场效应晶体管(FET)等)，或者它们的某些组合。
[0036]电池30为插电式电力车辆提供电功率，并且取决于特定实施型式，可以是车辆的主电功率源或者为了功率辅助目的可以与其他功率源结合使用，以上仅列举了 2个示例。可以使用许多不同电池类型和布置，包含但当然不限于，在此示意性示出的一个类型或布置包含电池组50、电池单元52、一个或多个电池传感器54以及电池控制单元56。电池组50是高压电池组并且可以包含一批相同的或不同的电池单元52，所述电池单元52串联连接、并联连接或者以两者组合的方式连接以便输送期望的电压、安培数、容量、功率密度和/或其他性能特性。总体上，期望提供高功率和能量密度，这已导致许多类型的电池的发展和使用，包含化学电池、非化学电池和其他电池。适当电池类型的某些示例包含基于下述技术的那些电池:锂离子、镍金属氢化物(NiMH)、镍镉(NiCd)、钠镍氯化物(NaNiCl)或者某些其他电池技术。根据示例性实施型式，电池组50基于锂离子技术并且取决于其特定设计和应用提供大致40V-600V的电压。例如，使用双模式混合动力系统的重型卡车可能需要能够提供高压水平的电池组，轻型车辆可能需要较低的电压水平。在其他实施型式中，电池30是皮带交流发电机起动器(BAS)或BAS+型系统的一部分并且因此仅需要电池组提供低压水平。在任何情形中，电池组50应被设计成承受重复充电和放电循环并且被设计成从外部功率源12接收电能。所属领域技术人员应当理解的是，在此示出和描述的系统和方法不限于任何一种特定类型的电池、化学性能和/或布置，而是可以采用多种不同的电池类型。
[0037]电池传感器54可包含能够监测电池状态(诸如，电池温度、电池电压、电池电流、电池充电状态(S0C)、电池健康状态(S0H)、环境温度等)的硬件和/或软件部件的任何组合。这些传感器可以集成在单元30内(譬如，智慧或智能电池)，它们可以是定位在电池单元的外部的外部传感器，或者它们可以根据某些其他已知布置而提供。电池传感器54可以，按照逐个电池单元(cell-by-cell)的原则、按照跨电池单元的块或区域的平均或共同原则、按照选定某些电池单元来代表整个电池组的代表性原则，或者根据所属领域中公知的某些其他原则或技术，监测和确定电池状态。来自电池传感器54的输出可被提供到电池控制单元56、电池充电器24、控制模块40或者某些其他适当装置。
[0038]电池控制单元56可包含任何种类的电子处理装置、存储装置、输入/输出(I/O)装置和其他公知部件，并且可以执行关于各种控制和/或通讯的功能。例如，电池控制单元56可以从各种电池传感器54接收传感器信号、将传感器信号装载到适当的传感器消息中以及通过通讯总线等将传感器消息发送到控制模块40。电池控制单元56能够收集电池传感器读数并且将它们存储在局部存储器中，以便复杂的传感器消息之后可以提供到控制模块40，或者传感器读数可以在它们一到达电池控制单元就被递送到模块40或某些其他目的地，以上仅列举了几种可能的示例。除了发送电池传感器读数到控制模块40以便随后的处理，电池控制单元56本身还能够处理或分析传感器读数。其他的能力还有，电池控制单元56可以存储相关电池特性以及有关于电池的电池单元的化学性能、电池单元容量、电池电压的上限和下限、电池电流限制、电池温度限制或阈值、温度曲线、电池阻抗、驾驶历史曲线(譬如，对应于一个或多个最近驾驶的RMS电流、附属载荷、推进功率、能量消耗等)、充电/放电事件的次数或历史(包含例如充电事件之间的行驶距离)等等的背景信息。备选地，这些信息中的某些或所有可以被存储和/或监测在插电式电动车辆10的其他部件(例如，控制模块40)中。在某些实施型式中，电池控制单元56可被配置成执行下面描述的方法的一个或多个步骤。
[0039]电动机32可以使用存储在电池30中的电能来驱动一个或多个车轮，所述一个或多个车轮转而推进车辆。虽然图1将电动机32示意性地描绘成单个非连续装置，但是电动机可以与发电机组合(所谓的“电动发电机”)或者它可以包含多个电动机(譬如，用于前轮和后轮的独立电动机、用于每个车轮的独立电动机、用于不同功能的独立电动机等)，以上仅列举了几种可能的示例。混合动力车辆10不限于任何一个特定类型的电动机，而是许多不同的电动机类型、大小、技术等都可以使用。在一个示例中，电动机32包含AC电动机(譬如，三相或其他多相AC感应电动机等)以及可以在再生制动期间使用的发电机。电动机32可以根据任何数量的不同实施型式来提供(譬如，AC或DC电动机、刷式或无刷电动机、永磁电动机等)，它可被以任何数量的不同构造连接，并且它可包含任何数量的不同部件(像冷却特征、传感器、控制单元和/或所属领域中公知的任何其他适当部件)。
[0040]逆变器/转换器34可以用作电池30与电动机32之间的媒介，因为这两个装置通常设计成根据不同操作参数起作用。例如，在车辆推进逆变器/转换器34期间可能建立来自电池30的电压并且将电流从DC转化成AC以便驱动电动机32，然而，在再生制动期间，逆变器/转换器可以将由制动事件产生的电压步降(st印-down)并且将电流从AC转化成DC以便它可以被电池适当地存储。在某种意义上，逆变器/转换器34管理这些不同操作参数(S卩，AC与DC、各种电压水平等)如何一起工作。逆变器/转换器34可以包含用于用于DC到AC转换的逆变器、用于AC到DC转换的整流器、用于增加电压的步升(st印-up)转换器或变压器、用于降低电压的步降转换器或变压器、其他适当能量管理部件，或者它们的某些组合。在图1示出的实施型式中，逆变器和转换器单元集成到单个双向装置之中；然而，其他实施型式当然也是可能的。应当认识到的是，逆变器/转换器34可以根据任何数量的不同实施型式(譬如，具有独立逆变器和转换器单元、双向或单向等)来提供，可被以任何数量的不同构造连接，并且可以包含任何数量的不同部件(像冷却系统、传感器、控制单元和/或所属领域公知的任何其他适当部件)。
[0041]发动机36可以使用常规的内燃技术驱动发电机38，并且可以包含所属领域公知的任何适当类型的发动机。适当发动机的某些示例包含汽油发动机、柴油发动机、乙醇发动机、柔性燃料发动机、自然进气发动机、涡轮增压发动机、机械增压发动机、回转式发动机、奥托循环发动机、艾特金循环发动机和米勒循环发动机，以及类型为所属领域公知的任何其他适当的发动机。根据在此示出的特定实施型式，发动机36是使用它的机械输出来转动电动机38的小的燃料高效的发动机(譬如，小位移、涡轮增压四缸发动机)。所属领域技术人员应当理解的是，发动机36可以根据任何数量的不同实施型式来提供，可以任何数量的不同构造连接(譬如，发动机36可以是平行混合动力系统的一部分，在所述系统中发动机还机械地联接到车轮而不是排他地用于生成电)，并且可以包含任何数量的不同部件(像传感器、控制器单元和/或所属领域公知的任何其他适当部件)。
[0042]发电机38机械地联接到发动机36以便发动机的机械输出使发电机生成可提供到电池30、电动机32或者两者的电功率。值得注意的是，发电机38可以根据任何数量的不同实施型式来提供(譬如，电动机32的发电机与发电机38可以组合成单个单元)，可以以任何数量的不同构造连接，并且可以包含任何数量的不同部件(像传感器、控制单元和/或所属领域中公知的任何其他适当部件)。发电机38不限于任何特定发电机类型或实施型式。
[0043]控制模块40可被用于控制、约束或以其他方式管理插电式电动车辆10的某些操作或功能，并且根据一个示例性实施型式，包含处理装置60和存储装置62。处理装置60可以包含执行用于软件、固件、程序、算法、程序代码等的指令的任何类型的适当电子处理器(譬如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)。这种处理器不限于任何一种类型的部件或装置。存储装置62可以包含任何类型的适当电子存储装置并且可以存储各种数据和信息。这包含例如:感测的电池状态、驱动历史曲线(譬如，对应于一个或多个最近驾驶的RMS电流、附属载荷、推进功率(譬如，平均推进功率、能量消耗)等);查询表和其他数据结构；温度限制或阈值的值；默认或标准充电功率值(譬如，充电站可能提供的标称或默认充电功率)或者它们的特性的值(譬如，充电电流、充电速率等);软件、固件、程序、算法、程序代码和其他电子指令；部件特性和背景信息；等等，它们中的某些或所有可以用于执行本发明的方法。本发明的方法(以及这些任务需要的任何其他电子指令和/或信息)还可以存储或以其他方式保持在存储装置62中。控制模块40可以通过I/O装置和适当连接件(像通讯总线)电子地连接到其他车辆装置和模块，以便它们可以根据需要相互作用。这些当然仅是控制模块40的某些可能的布置、功能和能力，而其他的布置、功能和能力当然也是可能的。
[0044]取决于特定实施型式，控制模块40可以是独立电子模块(例如，电池充电控制模块、车辆集成控制模块(VICM)、牵引功率逆变模块(TPM)、电池功率逆变模块(BPM)等)，它可被结合或包含在车辆中的其他电子模块(譬如，动力系控制模块、发动机控制模块、混合控制模块等)内，或者它可以是更大的网络或系统(譬如，电池管理系统(BMS)、车辆能量管理系统等)的一部分，以上仅列举了几种可能的示例。控制模块40不限于任何特定类型、种类或构造。
[0045]使用者界面42可包含硬件、软件以及/或者使车辆使用者能够与车辆交换信息或数据的其他部件的任意组合。这包含例如输入部件(像触摸屏显示器、话筒、键盘、按钮或者使用者界面42从车辆使用者接收信息的其他控制件)以及输出部件(像视觉显示器、仪表盘或者使用者界面42提供信息到车辆使用者的听觉系统)。在某些情形中，使用者界面42包含具备输入和输出能力的部件，像视觉和听觉界面。听觉界面可以是使用声音辨认和/或其他人机界面(HMI)技术的自动声音处理系统的一部分。使用者界面42可以是独立模块；它可以是资讯娱乐系统的一部分或者车辆中的某些其他模块、装置或系统的一部分；它可以安装在仪表盘或中控台上(譬如，具有由导航模块提供的地图、驾驶员信息中心(DIC))；它可以突出到挡风玻璃上(譬如，具有平视显示器)；它可以集成在现有音频系统内；或者它可以仅包含用来与手提式计算机或其他计算装置连接的电子连接件或端口，以上仅列举了几种示例。如下面更详细地解释的，以有助于本发明的方法的方式，使用者界面42可被用于从使用者收集信息以及/或者被用于提供信息(例如，一个或多个将来充电过程的预测持续时间)到使用者。其他使用者界面可以作为替代来使用，而在此示出和描述的示例性使用者界面42仅代表可能的示例中的一种。
[0046]导航模块44提供各种导航相关的服务，包含被本发明的方法所使用的服务和信息。取决于特定实施型式，导航模块44可以是独立部件或者它可以集成在车辆内的某些其他部件或系统(诸如，使用者界面42)之内。导航模块可以包含其他部件、装置、模块等(像远程通讯单元或GPS单元)的任意组合，并且可以使用车辆的当前位置以及道路或地图数据来提供路线信息、方向、路线距离、路线行驶时间、交通状态(譬如，交通繁忙、交通畅通等)、道路状态(譬如，道路建筑、车道/道路封闭、地形类型等)、关于充电站的信息(譬如，在特定地理区域内或沿着指定、预计路线到充电站的地点和距离，所述充电站可能配置成提供的输出充电功率能力等)，或者可能被本发明论述的方法所需要的任何其他信息。如下面将更详细地描述的，这种类型的导航相关信息可被提供到控制模块40、使用者界面42和/或某些其他装置或者可被从它们接收，以便它可被本发明的方法纳入考虑。
[0047]此外，插电式电动车辆10的预测描述以及图1的绘图将仅示出一个潜在车辆布置并且仅一般地使出该潜在车辆布置。任何数量的其他车辆布置和结构(明显不同于图1中示出的那些车辆布置和结构)都可被替代性地使用。
[0048]现在参阅图2，图中示出了可被用于预测车辆电池的一个或多个将来充电过程(譬如，将来快速充电的充电过程)的持续时间(即，时间的量)的方法100的示例性实施型式。如上面简述的，通过预测在给定出行期间可能需要的一个或多个将来充电过程的持续时间，方法100使得使用者能够知道充电过程将占用多长，并且因此，知道总的出行本身将占用多长时间。这样一来，使用者将知道到达特定目的地将会需要多少时间，并且因此，将能够更好地规划他/她的出行。相应地，并且参照图3中描绘的时间线，方法100能够确定将要在出行的驾驶循环之间执行的每个充电过程的相应持续时间。为了说明和清楚的目的，下面对方法100的描述将关于上述插电式电动车辆10。然而，应当理解的是，方法100的应用并不意味着对这种车辆构造或布置的限制；相反，方法100可以找到在任何数量的车辆(具有任何数量的构造或布置)中的应用，并且因此，方法100不限于任一个特定车辆或者车辆构造或布置。另外，在一个实施型式中，插电式电动车辆10的控制模块40、它的处理器60，特别地，被配置成执行方法100。然而，应当理解的是，在其他实施型式中，方法100的步骤中的某些或所有可以被插电式电动车辆10的其他部件(例如，电池控制单元56或其他适当部件)执行。相应地，本公开不限于由插电式电动车辆10的任何一个或多个特定部件执行的方法100。
[0049]参阅图2，在一个实施型式中，方法100包含估算电池30的将来充电量(对应于将来充电过程的开始)的步骤102。在方法100被用于预测多个充电过程的持续时间的示例中，这种将来充电过程可包括多个将来充电过程中的第一个。无论如何，将来充电量可以具有多种形式并且可以以多种方式估算。
[0050]例如，在一个实施型式中，将来充电量可包括在将来充电过程的开始时电池30的估算充电(即，在充电过程的开始时的估算S0C，或“socSCP”)，这可以以下面更详细描述的方式确定。
[0051]在其他实施型式中，将来充电量可以是直接或间接源于SOCsct的参数。比如，估算将来充电量可包括电池30的SOCsep与在将来充电过程期间电池30将被充电的期望SOC(即，在充电过程的结束时的期望S0C，或“S0CECP”)之间的差值。SOCecp可以是任何预定SOC值，例如:100%，如果期望完全充电；80%，如果期望“大体上”充电；或者任何其他值。无论SOCecp的特定值如何，将来充电量可以是称为SOC的并且是输送回到电池30来将电池30的SOC带到SOCkp所需的能量的量。因此，在这种实施型式中，需要的充电量(或“S0CKEQ”)可以通过从预定 SOCecp 减去 SOCscp (B卩，SOCeeq=SOCecp - SOCscp)来确定。
[0052]在又一个实施型式中，将来充电量可以称为需要被输送回到电池中的实际能量，或者可以是将电池充电量带到某期望水平所需要的千瓦时的量，它可以通过电池30的SOCsep来间接确定，以及通过上述电池30的SOCkeq来直接确定。更特定地，一旦确定了SOCkeq，可以采用使SOC与能量关联的数据结构(例如，查询表或预先限定的曲线)来确定称为kWh的并且需要被输送会到电池30中以便将电池30带到期望的充电水平的特定量值。例如，如果期望的SOCecp是80%并且SOCscp估算为20%，那么可以确定的是，SOCeeq是60%。使用SOC与能量之间的已知关系，可以确定的是，需要60%的S0CKEQ、6kWh的能量，并且因此，在该示例中，估算的充电量将为6kWh。
[0053]上述实施型式中的每个都需要确定电池30的S0CseP。所属领域技术人员应当理解的是，所属领域中公知的任何数量的技术都可被用于估算电池的SOCscp，并且因此，没有提供详细描述。然而，概述一种示例性技术，考虑到充电站(在该充电站将执行将来充电过程)的距离(或里程)并且考虑来自车辆的驾驶历史的某些关于电池的信息(譬如，在一定量的行驶距离期间消耗的电池能量的量(譬如，最近行驶的50英里))的算法可以被采用以便预测当车辆到达充电站时电池的SOC将处于什么程度(S卩，SOCscp)0在特定实施型式中，考虑到能量与电池的SOC之间的已知线性关系，SOCscp可以使用或者基于电池的当前剩余能量、到充电站或地点的距离(即，驾驶循环距离)以及车辆的当前长期经济性(譬如，mph/kWh)来估算。更特定地，已知驾驶循环距离和经济性，可以做出在驾驶循环期间将使用多少能量的确定。该能量的量可以随后从电池的当前能量水平减去，以便估算在驾驶循环的结束时将保持在电池中的能量的量。随后，通过在驾驶循环的结束时的剩余能量的估算量，并且使用能量与SOC之间的已知线性关系，可以确定socSCP。
[0054]在上述实施型式中，可被用于确定SOCscp的关于电池的信息可以存储在存储装置(例如，控制模块40的存储装置62)或其他适当装置中并且可以从存储装置或其他适当装置中获取。关于到充电站的距离，该距离可以是已知或大致的距离，并且可以以任何数量的方式获取。例如，当车辆10将采取或遵循的路线被规划或编程到例如车辆10的导航模块44之中时,沿着该路线的一个或多个充电站的地点以及到该地点或者它们之间的相应距离可以被通过导航模块44或车辆10的其他部件获得或者以其他方式确定(譬如，运算、获取等)。在另一个示例中，使用者可能知道到充电站的特定距离并且可以使用例如使用者界面42来输入该距离。在两个示例中的任一个之中，实际距离(或者至少实际距离的相当接近的概算)已知并且可以如下面将要描述的方式来使用。在某些其他示例中，到充电站的实际距离可能是未知的，而是可以使用关于电池的一个或多个参数以及/或者与电池相关的其他电池信息来概算。例如，在一个实施型式中，到充电站的距离可以基于与车辆之前的操作相关的信息，例如而非限制地，车辆的平均出行长度历史。更特定地，在两个或多个先前充电过程之间的车辆行驶的距离可以存储在存储器例如控制模块40的存储装置62或其他适当装置中，并且可以随后被平均来概算到将来充电过程将要执行的充电站的距离。在其他实施型式中，距离可以至少部分基于在执行方法100时的电池30的当前SOC来概算。更特定地，如果可以做出一旦电池已损耗到某个已建立的下限(譬如，0%S0C或0%与当前SOC之间并且电池不能下降到低于它的SOC (譬如，10-20%S0C))车辆10就将充电的设定，那么当前SOC与下限之间的差值就可以使用所属领域中公知的技术(包含例如下面描述的技术、可以至少部分基于相关于电池的SOC值来确定电池的里程的技术)转化成大致里程。相应地，到充电站的距离可以以多种方式概算，包含但不限于上面描述的那些。
[0055]无论如何，距离和关于电池的信息一旦已经获取或者以其他方式获得，那么它就可以被所属领域公知的一个或多个算法或公式使用以便运算电池30的估算S0CSCP。
[0056]虽然上面的描述关于步骤102中估算的将来充电量(被用电池SOC或需要的能量来表示或表达)，但是本公开不意味着对本发明的限制。相反，在其他实施型式中，步骤102中估算的将来充电量可以被用车辆10以及其电池30的驾驶里程(特定地，在充电过程的开始时)(在一个实施型式中它可以源于电池30的SOCsep)来表不或表达。例如,在一个实施型式中，充电量可包括在充电过程的开始时的电池30的估算剩余里程(“RSCP”)，它可以以下面更详细描述的方式确定。在其他实施型式中，它可以是源于Rsct的参数。例如，步骤102中估算的将来充电量可包括电池30的Rsep与在将来充电过程期间电池30充电的期望里程(即，充电过程的结束时的期望里程，或“RKP”)之间的差值。Recp可以是任何预定里程，例如，如果期望完全充电可以是第一里程，如果期望“大体上”充电可以是第二里程，或者可以是任何其他里程。无论如何，将来充电量可以是在输送回到电池来将电池带到等于Rkp的充电水平的里程(譬如，英里、千米等)方面的能量的量。在这种实施型式中，可以通过从特定Recp减去电池30的Rscp来确定需要的充电量(“Rkeq”)(BP, Reeq = Recp -RscpX
[0057]上述实施型式中的每个都需要确定电池30的RSCP。所属领域技术人员应当理解的是，任何数量的所属领域中公知的技术都可被用于估算电池30的Rscp，并且因此，没有提供详细描述。然而，概述一种示例性技术，考虑到电池的SOC (譬如，SOCsaO的算法并且考虑来自车辆的驾驶历史的某些关于电池的信息(譬如，在一定量的行驶距离期间消耗的电池能量的量(譬如，最近行驶的50英里))的算法可以被采用以便预测电池的里程。相应地，在一个实施型式中，电池30的SOCsep以及可以例如存储在存储装置(例如控制模块40的存储装置62)或其他适当装置中并且可以例如从存储装置或其他适当装置获取某些电池相关的信息可被用于估算或确定当车辆达到充电站时电池30的里程(S卩，Rscp)将会是多少。
[0058]虽然应当理解的是，考虑到前面的描述中电池30的估算的将来充电量可以具有任何数量的形式，但是为了说明和清楚的目的，下面的描述将主要关于某些实施型式，在所述实施型式中估算的将来充电量是以SOC方式表现的并且是将电池30的充电量提高到特定充电水平所需要的或者以里程(譬如，英里、千米等)的形式表现的并且是需要输送回到电池中来将电池带到等于特定里程(即，上面描述的Rkeq)的充电水平的能量的量。
[0059]继续参阅图2，方法100另外地包括估算电池30的将来温度的步骤104。取决于特定实施方式，将来温度可包括对应于将来充电过程的开始的估算的温度或者对应于将来充电过程的结束的估算的温度。在一个实施型式中，步骤104可包括多个子步骤。比如，步骤104可包括获得电池30的开始温度的第一子步骤。在将来充电过程是多个第一将来充电过程的示例中，Tfffe包括在方法100被执行时的电池30的当前温度。可以从多个源(例如，直接从一个或多个电池传感器54，或者间接从例如电池控制单元56、控制模块的存储器62或插电式电动车辆10的其他适当部件)获得。备选地，并且如下面将要更详细描述的，在充电过程是将要在第一充电过程之后执行的第二或随后的将来充电过程的示例中，Tmij可包括对应于刚好前一个充电过程的结束的估算的温度，并且可以不包括在执行方法100时的当前电池温度。
[0060]无论如何，步骤104可以包括确定由一个或多个事件的预期发生导致的电池30的温度的预期增加量(Twn)的第二子步骤。这些事件可包含例如在将来充电过程之前的车辆的预期操作(譬如，车辆驾驶到充电站，将在所述充电站处执行将来充电过程)，并且在至少某些实施型式中，可包含将来充电过程本身的预期执行，以上仅列举了几个可能的示例。在图4描绘的实施型式中，确定并且考虑每个由插电式电动车辆10的操作以及将来充电过程的执行导致的相应的预期温度增加量。然而，应当理解的是，在其他实施型式中，这些事件中的仅一个的发生，或者一个或多个另外或备选事件的发生，可以纳入考虑。
[0061]由车辆的操作导致的预期温度增加量可以以多种方式确定。在一个实施型式中，可以使用使一个或多个参数或输入与温度增加量相关联的数据结构(譬如，一维或多维查询表或预先限定的曲线)。可以使用任何数量的参数或输入，包含但不限于下面描述的那些。
[0062]一个这种参数是到将来充电过程将要在该处执行的地点的距离(S卩，到充电站的距离)。正如上面通过确定步骤102中的电池30的SOCscp，这种距离可以是已知或概算距离，并且可以以例如与上面关于步骤102描述的相同的方式被获取或者以其他方式确定。相应地，到充电站的距离可以以多种方式获取或者获得，并且在任何示例中，可以如虾米昂将要描述的那样来使用。
[0063]可被使用的另一个参数是插电式电动车辆10的推进功率。更特别地，在一个实施型式中，推进功率包括在预定距离或预定时间段期间(譬如，在一定数量的车辆10的在前驾驶循环期间，在行驶的某个距离期间等)车辆10的平均推进功率。平均推进功率可以使用所属领域中众所周知的技术来确定，并且可以使用例如存储在电池控制单元56、控制模块40的存储器62或者任何其他适当装置上或中的驾驶历史曲线来实现。用于确定平均推进功率的驾驶历史曲线可以包含信息(例如，电池30上的附属载荷、在充电之间的最近驾驶循环期间流动的RMS电流等)。无论如何，一旦确定，那么平均推进功率就可以入下面将要描述的那样来使用。
[0064]可被使用的又一个参数是电池30周围的环境温度。正如电池30本身的温度，环境温度可以从多个源以多种方式获得，包含从一个或毒狗额电池传感器54直接获得或者从电池控制单元56、控制模块40的存储器62或车辆10的其他适当部件间接获得。应当理解的是，环境温度可以或可以不显著地有助于电池温度的增加，其中在某些示例中归因于环境温度的电池温度的增加可以被忽略，然而在其他示例中归因于环境温度的电池温度的增加可能比较重要。
[0065]一旦获取或者获得了被纳入确定由车辆10的操作导致的电池温度增加量方面的考虑的用于每个参数的值，那么所述的值可随后被用于确定预期温度增加量。在一个实施型式中，这必须使用适当的数据结构例如查询表或预定的曲线，所述适当的数据结构使参数与预期温度增加量相关联。例如，并且参照图4和5A，假设到充电站的已知或概算距离以及平均推进功率是将要纳入确定由车辆的操作导致的电池温度的预期增加量方面考虑的参数。仅为了说明起见，另外地假设前述距离是50英里并且平均推进功率是llkW。这些数值可被输入到图5A所示的查询表或曲线中或者在图5A所示的查询表或曲线中查询到，并且可以做出预期温度增加量将为大致16°C的确定。虽然上面的描述是关于使用数据结构来确定由车辆10的预期操作导致的预期电池温度增加量方面的，但是预期温度增加量可以备选地使用所属领域中公知的公式或算法或者使用其他公知方法或技术来运算或计算。
[0066]关于由将来充电过程的执行导致的预期温度增加量，这种增加还可以以多种方式确定。正如上述电池温度增加量，在一个实施型式中，可以使用使一个或多个参数或输入与预期温度增加量相关联的数据结构(譬如，一维或多维查询表、曲线等)。可以采用任何数量的参数或输入，包含但不限于下面描述的那些。
[0067]一个这种参数是步骤102中估算的电池30的将来充电量。相应地，在其中电池30的将来充电量纳入考虑的实施型式中，在执行步骤102之后执行步骤104。因此，在一个实施型式中，在将来充电过程的开始时的电池30的SOC (即，上面描述的SOCsep)以及/或者SOCscp与期望SOC (B卩，上面描述的SOCkeq)之间的差值都可以至少部分被使用，以便确定由将来充电过程的执行导致的电池30的预期温度增加量。在另一个实施型式中，在将来充电过程的开始时的电池30的里程(即，上面描述的Rscp)以及/或者Rscp与到在将来充电过程期间电池30将要充电的地方的期望里程(即，上面描述的Rkeq)之间的差值都可以被使用。
[0068]可以被采用的另一个参数是可以再将来充电过程的执行期间被施加到电池30的充电功率的默认或标准量或其一个或多个特性的量值(譬如，充电电流、充电速率等)。在一个实施型式中，这可以是无论可能被使用的特定充电站如何都可以施加的静态、标称值(譬如，20kW)。该值可以作为设计、制造或者装配车辆或其特定部件的一部分来确定，并且可以被编程到适当的存储装置(例如，控制模块40的存储器62)或者车辆10的其他适当装置之中，以及从适当的存储装置或者车辆10的其他适当装置获取。然而，在另一个实施型式中，该值可能更大程度上是动态值(它取决于将要用来执行将来充电过程的特定充电站)。在这种实施型式中，取决于充电站的充电功率的默认或标准量或其特性的值可以以与上面关于获取或获得到充电站的已知距离的描述相同的方式来获取或者获得。更特别地，导航模块44或车辆10的其他适当装置可被配置成获取对于沿着规划路线定位的一个或多个充电站的默认充电功率值，以及随后被用于编程到插电式电动车辆10的部件中的静态值之外的用途的那个或那些值。无论充电功率或其特性的值是静态值或者是取决于充电站的，它都可以被如下面将要描述的那样使用。
[0069]可被用于确定由将来充电过程的执行导致的电池温度的增加的又一个参数是电池30周围的环境温度。如上面描述的，环境温度可以从多个源以多种方式获得，包含从一个或多个电池传感器54直接获得或者从电池控制单元56、控制模块40的存储器62或者车辆10的其他部件间接获得。正如上面描述的，应当理解的是，环境温度可以或可以不显著地有助于电池温度的增加，其中在某些示例中归因于环境温度的电池温度的增加可以被忽略，然而在其他示例中归因于环境温度的电池温度的增加可能比较重要。
[0070]无论如何，一旦获取或者获得了将被纳入确定由将来充电过程的执行导致的电池温度增加量方面的考虑的每个参数的值，那么所述的值可随后被用于确定预期的温度增加量。在一个实施型式中，这必须使用适当的数据结构例如查询表或预先限定的曲线，所述适当的数据结构使所述参数与预期温度增加量相关联。例如，并且参照图4和5B，假设将要纳入考虑的参数是可被施加到电池30的默认或标准充电功率以及在步骤102中确定的电池30的充电量。仅为了说明起见，另外地假设前述默认充电功率是20kW并且充电量是70英里。这些数值可被输入到图5B所示的查询表或充电功率/充电量/温度增加量曲线中或者在图5B所示的查询表或充电功率/充电量/温度增加量曲线中查询到，并且可以做出预期温度增加量将为15°C的确定。虽然上面的描述是关于使用数据结构来确定由将来充电过程的预期执行导致的预期电池温度增加量方面的，但是应当理解的是，温度增加量可以备选地使用所属领域中公知的公式或算法或者使用其他公知方法或技术来运算或计算。
[0071]继续参照图4，一旦已经确定由一个或多个事件的预期发生导致的电池温度的一个或多个预期增加量，那么步骤104包括将预期电池温度增加量(B卩，总的“Twn”)加上开始温度(Tfffe)以便获得电池30的估算的将来温度的另外的子程序。相应地，在其中包括在将来充电过程的开始时的估算的将来电池温度(“TSCP”)并且由车辆的操作导致的温度增加星是纳入考虑的唯一温度增加星的不例中，将来温度(即，Tsep)将为Tsep = T丨始+τ.η，其中Twn是由车辆的预期操作导致的预期温度增加量。备选地，在其中包括在将来充电过程的结束时的估算的将来电池温度(“ Tecp”)并且由车辆的操作以及将来充电过程本身的执行导致的相应温度增加量都将纳入考虑的示例中，将来温度(即，Tkp)将为Trcp = T^+TJ1Λ，其中Twn是由车辆的预期操作以及将来充电过程的执行两者导致的预期温度增加量。
[0072]在执行步骤102和104之后，方法100往后进行至步骤106，所述步骤106至少部分基于在步骤102中确定的电池30的估算的将来充电量以及在步骤104中确定的电池30的估算的将来温度以便确定将要在将来充电过程期间施加到电池30的将来充电功率或其特性(譬如，充电电流或充电速率)。
[0073]在一个实施型式中，确定的将来充电功率或其特性表示将在将来充电过程的执行期间使电池30的温度保持在或低于阈值温度的充电功率或其特性(譬如，最大)。期望将电池温度保持低于阈值的原因在于，如果电池温度在太长时间内保持太高，那么它的使用寿命可能显著降低。相应地，温度阈值的目的是保证电池30的温度在充电过程期间不会再太长时间内保持太高，从而保证将不会由于充电过程的执行而导致电池30的使用寿命显著地降低。因此，在一个实施型式中，温度阈值对应于在将来充电过程期间电池30允许达到的最大温度，并且它可以作为设计、制造或者装配车辆或其特定部件的一部分来确定，并且可以被编程到适当的存储装置(例如，控制模块40的存储器62)或者车辆10的其他适当装置之中，以及从适当的存储装置或者车辆10的其他适当装置获取。无论如何，步骤106可以以多种方式执行。
[0074]在其中电池30的估算的将来温度是在将来充电过程的开始时的估算的将来温度(Tscp)的实施型式中，步骤106可包括与数据结构(譬如，一维或多维查询表、预先限定的曲线等)结合来使用Tsct以及在充电过程的开始时的充电的估算量，所述数据结构使这些参数与充电功率(或其特性)相关联。输出将来充电功率或其特性可以是已知用来将电池温度保持在或低于给予估算温度和估算充电量输入的阈值温度的经验值。
[0075]在其中电池30的估算的将来温度是在将来充电过程的结束时的估算的温度(即，Tecp)的实施型式中，步骤106可包括多个子步骤。例如，在一个这种实施型式中，步骤106可包含将Tkp与阈值温度相比较的第一子步骤。如果比较发现Tkp小于(或者，在某些实施型式中，等于或小于)阈值温度，那么步骤106包括确定将要在将来充电过程期间施加到电池30的将来充电功率或其特性的预定默认或标准值。这种默认或标准值可以与上面关于步骤104描述的相同，并且可以以与上面描述的相同方式获取或者获得。备选地，步骤106中确定的默认或标准值可以不同于上面的描述但是可以以与上面关于步骤104的描述大体上相同的方式来获取。
[0076]然而，如果比较发现Tecp超过(或者，在某些实施型式中，等于或超过)阈值温度，那么步骤106包括确定将使电池温度在将来充电过程期间保持在或低于温度阈值的一个或多个将来充电功率值或其特性的值。这可以以多种方式来实现。例如，在一个实施型式中，可以使用使阈值温度以及步骤102中确定的电池30的将来充电量与充电功率或其特性相关联的数据结构(譬如，多维查询表或预先限定的曲线)。更特定地，来自步骤102的将来充电量(它可包括例如上面描述的sockeq、rkeq等)可以被从查询表或曲线查询到或者被输入到查询表或曲线中，并且将使电池温度在将来充电过程期间保持为低于、保持在或者至少基本上接近于温度阈值的一个或多个充电功率值(或其特性的值)可以被确定。例如，并且参照图4和5C，仅为了说明起见，假设TKP=46°C、温度阈值为40°C并且来自步骤102的充电量(以里程方式)为Rkeq=40英里。使用图5C的查询表或曲线，20kW的充电功率可以被施加到电池30直到电池被充电到等于正好小于30英里的里程的水平，在该点电池温度达到40°C。相应地，可以确定将要至少在将来充电过程的第一部分期间施加到电池30的20kW的第一将来充电功率。然而，在该示例中，因为电池需要充电到等于40英里的里程的水平，并且因为20kW可以仅被用于在没有超过(或者至少超过不多于可接受的量)温度阈值的情况下将电池30充电到等于30英里，所以必须确定第二、较低将来充电功率来完成充电过程，同时还将电池温度保持低于或保持为尽可能接近于阈值温度。在该示例中，可以确定15kW的第二将来充电功率以便充分地完成将来充电过程。虽然上面的描述是关于使用数据结构来确定一个或多个将来充电功率值或其特性的值方面的，但是应当理解的是，该或这些值可以备选地使用所属领域中公知的公式或算法或者使用其他公知方法或技术来运算或计算。
[0077]—旦在步骤106中确定了一个或多个将来充电功率值或其一个或多个特性的值，那么方法100可以往后进行至步骤108，所述步骤108预测或估算将来充电过程的持续时间。在一个实施型式中，这种预测是至少部分基于在步骤102中估算的电池30的将来充电量以及在步骤106中确定的将来充电功率或其特性的。步骤108可以以各种方式来执行。例如，在一个实施型式中，可以使用使将来充电量以及将来充电功率(或其一个或多个特性)与预测的充电过程持续时间相关联的数据结构(譬如，多维查询表或预先限定的曲线)。更特定地，来自步骤102的将来充电量(它可包括例如上面描述的S0CKEQ、Rkeq等)可以被从查询表或预先限定的曲线查询到或者被输入到查询表或预先限定的曲线中，并且将来充电过程的持续时间可以被获得。例如，并且参照图4和5D，仅为了说明起见，假设来自步骤102的充电量(以里程方式)为Rkeq=1英里并且1kW的单个将来充电功率在步骤106中确定。使用图中的查询表或曲线，可以预测将来充电过程的20分钟的持续时间。在另一个示例中，现在假设来自步骤102的充电量(以里程方式)为Rkeq=SO英里，并且在步骤106中，对于充电电池30来说20kW的第一将来充电功率确定为高达60英里(B卩，0-60英里)并且对于充电电池30来说1kW的第二将来充电功率确定为剩余的19英里(B卩，61-80英里)。使用图中的查询表或曲线，可以预测充电过程的第一部分(即，以20kW充电到60英里)的40分钟的持续时间，并且可以预测充电过程的第二部分(即，以20kW从61英里充电到80英里)的20分钟的持续时间，从而导致60分钟的总的将来充电过程的持续时间预测。虽然上面的描述是关于使用数据结构来预测将来充电过程的持续时间方面的，但是应当理解的是，该或这些值可以备选地使用所属领域中公知的公式或算法或者使用其他公知方法或技术来运算或计算。
[0078]无论如何，一旦已经预测了将来充电过程的持续时间，那么它可以通过适当地配置的显示装置(例如车辆10的使用者界面42)来显示给使用者。预测可被视觉地呈现或显示的特定方式可以改变。例如，预测可以以条形图或某些其他图示的形式呈现或显示。另夕卜，或者备选地，预测可以以文字、数字或者文字与字母的形式呈现或显示(譬如，“将来充电过程#1的持续时间-20分钟”)。另外，或者备选地，预测可以以听觉形式通过例如定位在插电式电动车辆10内的扬声器来显示。相应地,所属领域技术人员应当理解的是,本公开不限于将来充电过程的预测的持续时间呈现或显示到车辆的使用者/乘员的任何特定装置或方式。
[0079]一旦已经以上面描述的方式预测了将来充电过程的持续时间，那么方法100就可以循环回到步骤102并且可以重复相同的将来充电过程或者一个或多个随后的将来充电过程。
[0080]在第一示例中，方法100可以运行来预测单个将来充电过程的不同持续时间，所述的不同持续时间中的每个都对应于在将来充电过程期间电池30可以被充电达到的不同期望水平。更特定地，在一个实施型式中，并且如上面描述的，步骤102中估算的充电量可包括下述差值中的一个:在将来充电过程的开始时的估算SOC(SOCscp)与在将来充电过程期间电池将要充电达到的期望SOC (SOCkp)之间的差值，在将来充电过程的开始时的(以英里方式)里程(Rscp)与在将来充电过程期间电池将要充电达到的期望里程(Rkp)之间的差值。在一个实施型式中，可以对于不同值(SOCkp或Rrcp)来执行方法100。例如，方法100可以在将来充电过程期间执行将电池30充电到大体上充满(譬如，80%的S0C)，并且随后对于相同充电过程再次执行完全充电(譬如，100%的S0C)。预测的持续时间中的每个都可以随后显示给使用者看并且允许他/她来确定在将来充电过程期间为电池30充多少电。这将允许使用者衡量可以为电池30充较少的电但是也占用较少时间的充电过程与可以为电池30充较多的电但是也占用较多时间的充电过程的优点和缺点。
[0081]在第二示例中，方法100可以运行来预测由一个或多个驾驶循环分隔开的一个或多个随后的将来充电过程的持续时间。更特定地，并且参照图3，如果特定出行需要由驾驶循环分隔开的两个或者多个充电过程，那么方法100可以重复多次(等于充电过程的数量)，以便预测每个将来充电过程的持续时间。在这种实施型式中，预测对于出行的第一将来充电过程的持续时间与对于相同出行的第二或随后将来充电过程的持续时间之间的一个差异在于:用作步骤104中的电池30的开始温度(Tfffe)来估算电池30的将来温度的特定温度(譬如，取决于特定实施方式，是第二将来充电过程的开始时的温度(Tsct)或第二充电过程的结束时的温度(TKP))。更特别地，不像对于第一将来充电过程的方法(其中步骤104中使用的的Tmij是在该方法执行时的电池30的温度)的迭代，在对于第二、随后的将来充电过程的方法的迭代中，Tfffe可以是对于第一将来充电过程的估算的充电结束的电池温度Tecp(即，刚好在充电过程之前)。换句话说，并且如图4中所示的，方法100的第一迭代的在步骤104中估算的Tkp被用作方法100的下一个迭代(对于刚好在所述第一将来充电过程之后的将来充电过程执行的)中的开始温度然而，在其中估算Tkp大于上面其他地方描述的阈值的示例中，在一个实施型式中，可被用于方法100的下一个迭代中的Tfffe的温度可以是阈值的值本身(或者其他值)，所述阈值的值可能比估算的Tkp更准确，因为电池30的温度保持在或低于在执行刚好在充电过程之前的期间的温度阈值，并且因此，应当未达到估算的ΤΚΡ。无论如何，并且参照图3，在预测了第一示出的将来充电过程的持续时间，可以预测对于第二示出的将来充电过程的持续时间，其中，总体而言，来自方法的第一迭代的Trcp被用作方法的第二迭代的步骤104中的
[0082]无论方法100是否对于相同未来充电过程重复或者如上面描述的预测多个充电过程的持续时间，在一个实施型式中，它可以另外或备选地重复任何数量的次数(譬如，根据特定速率)，以便细微地协调或更精确地预测将来充电过程的充电持续时间。更特定地，方法100可以在车辆开始出行之前执行第一次，以便给予车辆的使用者出行可能占用的时间的总量的概念。随后，随着车辆行驶并且可能影响充电过程持续时间预测的上面描述的各种参数(譬如，电池SOC、电池温度、平均推进功率、环境温度、到充电站的距离等)的改变，方法100可以重复任何数量的次数，以便将这些改变纳入考虑并且基本上实时相应地调节预测的充电过程的持续时间。因此，可以做出更精确和准确的预测。
[0083]应当理解的是，前面的描述并不是对本发明的限制，而是本发明的一个或多个优选示例性实施型式的描述。本发明不限于本发明公开的特定实施型式，而是完全通过下面的权利要求限定。此外，除了上面明确限定的术语或短语，前面的描述中包含的陈述是涉及特定实施型式的，而不应理解为对本发明的范围的限制或者对权利要求中使用的术语的定义的限制。对所属领域技术人员来说，各种其他实施型式以及对所公开的实施型式的各种改变和改型将变得显而易见。例如，步骤的特定组合和次序仅是一种可能性，因为本发明的方法可包含具有更少、更多或不同于在此示出的步骤的步骤的组合。所有此类其他实施型式、改变和改型将落入所附权利要求的范围内。
[0084]如说明书和权利要求书中使用的，当结合一个或多个部件或其他物品的列表使用时，术语“例如”、“譬如”、“比如”、“诸如”和“像”以及动词“包括”、“具有”、“包含”和它们的其他动词形式每个都被理解为开放式的，意味着所述列表不被认为是排除了其他额外的部件或物品。其他术语将使用它们最广义的合理含义来解释，除非它们在需要不同解释的背景中被使用。
【权利要求】
1.一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法，包括步骤: 估算与将来充电过程的开始相对应的车辆电池的将来充电量； 估算车辆电池的将来温度； 确定在将来充电过程期间要施加到车辆电池的将来充电功率或其特性，其中，将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来电池温度的，并且表示将使电池的温度在将来充电过程期间保持处在或低于阈值温度的充电功率或其特性；以及 基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将来充电量包括下述项中的一项: 在将来充电过程的开始时的车辆电池的充电状态(SOC ); 在将来充电过程的开始时的车辆电池的估算的充电状态(S0C)与在将来充电过程期间车辆电池将要充电达到的预定的充电状态(SOC)之间的差值； 与车辆电池的当前状态相对应的车辆的距离里程；以及 车辆的估算距离里程与在将来充电过程期间车辆电池将要充电达到的预定距离里程之间的差值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，估算将来车辆电池温度的步骤包括: 获得车辆电池的开始温度； 确定由预期的一个或多个事件发生导致的车辆电池温度预期增加量；以及 将所述开始温度与预期温度增加量加在一起来获得估算的将来车辆电池温度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，估算的将来电池温度是在预期的车辆操作结束时的估算的将来电池温度，并且另外地其中，确定车辆电池温度的预期增加量的步骤包括确定在将来充电过程之前由预期的车辆操作导致的预期温度增加量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定由车辆操作导致的预期温度增加量包括基于下述项中的一项或多项来如此进行: 车辆电池的当前的充电状态(SOC)； 到要执行将来充电过程的地点的已知距离； 车辆的推进功率；以及 车辆电池周围的环境温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，车辆的推进功率包括在预定距离或时间量内车辆的平均推进功率。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，估算的将来电池温度是在将来充电过程结束时的估算的将来电池温度，并且另外地其中，确定车辆电池温度的预期增加量的步骤包括确定由预期的将来充电过程执行导致的预期温度增加量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定由将来充电过程执行导致的预期温度增加量的步骤包括基于下述项中的一项或多项来如此进行: 估算的电池将来充电量； 估算的电池将来充电量与期望充电量之间的差值； 能在将来充电过程的执行期间施加到车辆电池的充电功率或其特性的默认量；以及 车辆电池周围的环境温度。
9.一种用于预测车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法，所述方法包括步骤: 估算与将来充电过程的开始相对应的车辆电池的将来充电量； 估算与将来充电过程的结束相对应的车辆电池的将来温度； 基于估算的将来充电量和估算的将来温度来确定要在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性；以及 基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
10.一种用于估算车辆电池的将来充电过程的持续时间的方法，所述方法包括下述步骤: 使用车辆要遵循的规划路线来确定到要执行将来充电过程的充电地点的距离； 至少部分地基于到所述充电地点的距离来估算与将来充电过程的开始相对应的车辆电池的将来充电量； 至少部分地基于到所述充电地点的距离来估算车辆电池的将来温度； 确定要在将来充电过程期间施加到车辆电池的将来充电功率或其特性，其中，将来充电功率或其特性是基于估算的将来充电量和估算的将来温度的，并且表示将使电池温度在将来充电过程期间保持处在或低于阈值温度的充电功率或其特性；以及 基于估算的将来充电量以及确定的将来充电功率或其特性来预测将来充电过程的持续时间。
【文档编号】B60L11/18GK104424396SQ201410434109
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】C.J.特瓦罗, I.L.汉娜, T.K.希菲尔 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司