本公开涉及电气化车辆(诸如，混合动力电动车辆或全电动车辆)中的非车载负载功率管理。
背景技术
现今的电气化车辆会产生大量的用于车载使用和非车载使用的功率。车载负载可包括牵引马达、车辆附件以及与车辆操作关联的其它负载。非车载负载(被称为辅助负载)不与电气化车辆的操作相关联。辅助负载可通过直流(dc)到交流(ac)逆变器来接收它们的功率。这些辅助负载可包括这种需要功率的物体，诸如电器、计算机设备、移动房屋或基于军事的武器系统。可用于非车载负载或辅助负载的功率可能基于电气化车辆的功率需求(尤其是动力传动系统的功率需求)而波动。这可导致对于已通电的装置的可能损害或者至少导致操作者的不满。
技术实现要素：
本公开的实施例提供一种用于电气化车辆的系统。所述系统可包括：逆变器；电池，从发电机接收能量并对逆变器供电；手动选择器，接收指示分配给逆变器的最小功率量的输入。所述系统还可包括控制器，所述控制器基于所述输入来控制发电机的输出，并向逆变器分配至少所述最小功率量。
手动选择器可提供将功率的百分比作为所述最小功率量的选择。可选地，可使用手动选择器选择实际功率值作为所述最小功率量。所述最小功率量可响应于点火开关状态的改变而被重置为零，或者，所述最小功率量可在点火开关状态的改变之间被保持。
所述系统还可包括马达，马达从电池接收功率并向驱动轮提供扭矩。控制器可被配置为：限制马达从电池或发电机接收的功率，以确保所述最小功率量被分配给逆变器。所述系统还可包括界面，界面与控制器进行通信且具有指示器，所述指示器在分配给逆变器使用的最小功率量影响可用于推进车辆和对附件供电的功率时显示警告。界面还可具有指示器，所述指示器显示由操作者选择的最小功率量。此外，手动选择器可被集成到界面中。
本公开的另一实施例提供一种车辆。所述车辆可包括逆变器、手动选择器和发电机。逆变器可将来自高电压总线的dc能量转换为用于在车辆操作期间的非车载使用的ac能量。手动选择器可接收指示分配给逆变器的最小功率量的输入。发电机可部分地基于所述最小功率量向高电压总线提供能量。
手动选择器可提供将功率的百分比作为所述最小功率量的选择。可选地，手动选择器可提供将实际功率值作为所述最小功率量的选择。
车辆还可包括控制器，所述控制器与手动选择器进行通信，基于所述输入控制发电机且将至少选择的功率量提供给逆变器。车辆还可包括马达，马达从电池接收功率且向驱动轮提供扭矩。控制器可被配置为：限制马达从电池接收的功率，以确保所述最小功率量被分配给逆变器。与控制器通信的界面可具有指示器，所述指示器在分配给逆变器使用的最小功率量影响可用于推进车辆和对附件供电的功率时显示警告。
本公开的另一实施例提供一种方法，所述方法包括：通过界面接收指示分配给逆变器的最小功率量的操作者输入；基于所述最小功率量来控制电气化车辆中的发电机的输出；在电气化车辆的操作期间将至少所述最小功率量分配给逆变器。
所述方法还可包括：响应于点火开关状态的改变将所述最小功率量重置为零，或者，显示由操作者选择的最小功率量。此外，所述方法还可包括：将由发电机产生的能量存储在电池中；限制从电池提供给电机的用于推进车辆的功率，以确保所述最小功率量被分配给逆变器。在分配给逆变器使用的最小功率量影响可用于推进车辆和对附件供电的功率时，可显示警告。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的包括逆变器的混合动力电动车辆(hev)的简化的示意图；
图2a是根据本公开的实施例的具有包括手动选择器和指示器的显示器的界面；
图2b是包括另一指示器的界面和显示器的另一示例；
图3是根据本公开的实施例的描绘用于将功率分配给逆变器的方法的流程图。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化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具有限制性，而仅仅是用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
现参照附图，图1是车辆10的简化的示意图，车辆10可包括发动机12和电机(或发电机)14。发动机12和发电机14可通过功率传输装置(在该实施例中是行星齿轮装置16)进行连接。当然，其它类型的功率传输装置(包括其它齿轮组和变速器)可被用于将发动机12连接到发电机14。行星齿轮装置16可包括环形齿轮18、齿轮架20、行星齿轮22和中心齿轮24。
发电机14还可向连接到中心齿轮24的轴26输出扭矩。类似地，发动机12可向曲轴28输出扭矩，曲轴28可通过被动离合器(passiveclutch)32连接到轴30。被动离合器32可提供对于过扭矩状况的保护。轴30可连接到行星齿轮装置16的齿轮架20，并且环形齿轮18可连接到轴34，轴34可通过齿轮组38连接到第一组车辆驱动轮(或者主驱动轮)36。
车辆10可包括第二电机或者马达40，第二电机或马达40可被用于经由连接到齿轮组38的轴42向驱动轴36输出扭矩。本公开的范围内的其它车辆可具有不同的电机布置(诸如，多于或少于两个电机)。在图1中示出的实施例中，电机布置(即，马达40和发电机14)可均被用作马达以输出扭矩。可选地，每个电机布置也可被用作发电机，向高电压总线44和能量存储系统46输出电功率，能量存储系统46可包括电池48和电池控制模块(bcm)50。
电池48可以是能够输出电功率以对马达40和发电机14进行操作的高电压电池。bcm50充当用于电池48的控制器。其它类型的能量存储系统可被用于车辆(诸如，车辆10)。例如，诸如电容器的器件可被使用，所述器件与高电压电池类似地能够既存储电能又输出电能。可选地，诸如燃料电池的器件可与电池和/或电容器结合使用，以向车辆10提供电功率。在此，术语“功率”和“能量”可被交换使用。如本领域普通技术人员所理解的，能量是做功的量，而功率是做功的速率(或者能量被传输的速率)。因此，能量仅是功率在时间上的积分。
如在图1中示出的，马达40、发电机14、行星齿轮装置16和一部分第二齿轮组38通常可被称作传动装置52。为了控制发动机12和传动装置52的组件(即，发电机14和马达40)，车辆控制系统(通常被示出为控制器54)可被提供。虽然示出的是单一控制器，但是也可包括可用于控制多个车辆系统的多个控制器。例如，控制器54可以是车辆系统控制器/动力传动系统控制模块(vsc/pcm)。就此而言，vsc/pcm的pcm部分可以是嵌入在vsc/pcm内的软件，或者可以是独立的硬件器件。
控制器局域网(can)56允许控制器54与传动装置52和bcm50进行通信。正如电池48包括bcm50那样，由控制器54控制的其它装置可具有它们自己的控制器。例如，发动机控制单元(ecu)(未示出)可与控制器54进行通信，并且可对发动机12执行控制功能。此外，传动装置52可包括传动装置控制模块(tcm)(未示出)，传动装置控制模块被配置为协调传动装置52内的特定组件(诸如，发电机14和/或马达40)的控制。根据本公开，这些各种控制器和关联的组件中的一些或全部可组成控制系统58。虽然在车辆10(车辆10是全hev)的环境中示出和描述，但是应理解的是，本公开的实施例可在其它类型的电气化车辆(诸如包括其它混合动力系统的车辆或全电动车辆)上被实施。
电池48除了向马达40和发电机14提供电力之外，电池48还可向与车辆操作关联的车载负载提供电力。例如，电池48可被用于对车辆的各个其它附件、车头灯等(这里统称为附件60)供电。可以直接供电或间接供电。作为一个示例，车辆10可包括单独的二次电池(未示出)(诸如，典型的12伏电池)，所述二次电池向附件60供电，而电池48被用于经由dc至dc转换器(未示出)对所述二次电池充电。
车辆还可包括通过高电压总线44连接到电池48的dc至ac逆变器62。逆变器62还可从电池48和/或发电机14接收电力，并向不与车辆10的操作关联的“非车载”或辅助负载64供电。逆变器62可将从高电压总线44接收的dc能量转换为用于在操作期间的非车载车辆使用的ac能量。现今的电气化车辆可产生很多功率。一些辅助负载(诸如，在军事用途中由车辆10牵引的武器系统和雷达单元)可能需要大量的功率。作为辅助负载的另一示例，逆变器可被用于对由车辆牵引的移动房屋供电。由逆变器62供电的其它辅助负载64可包括冰箱、小型电器等等。
逆变器62可与通常在车辆10被驱动时的动态牵引功率需求发生竞争。马达40可能基于操作者需求来要求用于推进车辆的功率，而逆变器62可能需要特定量的功率来支持辅助负载64。根据实施例，车辆10可向逆变器62分配最小功率量，以避免在最高牵引功率需求事件期间使逆变器缺少功率。如在此使用的，术语“分配”可指的是向逆变器62供电，或者储备在需要时将被提供给逆变器的功率。车辆10可包括手动选择器66，手动选择器66允许车辆的操作者将由车辆的电气系统产生的特定量的功率分配给逆变器62，以用于辅助负载64的非车载使用。所述特定量的功率可以是总是在启动驱动事件期间供逆变器使用的来自高电压总线44的可用的最少量的功率。
手动选择器66可以是基于硬件的输入装置、基于软件的输入装置、或者基于硬件的输入装置和基于软件的输入装置的组合。例如，手动选择器66可以是物理拨盘、瞬时摇杆开关、虚拟拨盘、一个或更多个物理或虚拟按钮等等。手动选择器66可被集成到界面68(诸如，具有显示器70的人机界面)。
界面68可被布置在车辆10的仪表台(诸如，仪表板或中央控制台区域)(未示出)内。显示器70可以是液晶显示器(lcd)、等离子体显示器、有机发光显示器(oled)或者任何其它适合的显示器。显示器70可包括用于接收与显示器的选择的区域关联的驾驶员输入的触摸屏。界面68还可包括一个或更多个按钮(未示出)，所述一个或更多个按钮包括用于实现驾驶员输入的位于显示器70附近的硬键或软键。相应地，如在图2a中示出的，驾驶员或其它操作者可经由界面68使用手动选择器66进行逆变器功率分配。显示器70还可包括显示选择的最小功率量的指示器72。操作者可做出用于逆变器使用的最小功率量的分配，这是因为操作者大概知道辅助负载64需要多少功率。
控制器54可接收指示分配给逆变器62的最小功率量的输入。控制器54可使用用于动力传动系统控制目的的输入。操作者选择的最小功率量可至少部分地被控制器54使用以控制发电机输出。例如，用于逆变器使用的选择的最小功率量越大，则控制器54越能够操作发电机14产生用于对电池48充电和/或经由高电压总线44直接对逆变器62供电的功率。控制器54可确保逆变器62的功率需求总是被满足。
根据一个实施例，手动选择器66可提供可用系统功率的百分比的选择作为将被分配供逆变器使用的最小功率量。例如，操作者可具有经由手动选择器66选择全功率的25％的选项、选择全功率的50％等的选项。根据另一实施例，手动选择器66可提供实际功率值的选择作为将被分配供逆变器使用的最小功率量。例如，操作者可具有经由手动选择器66选择1.5kw、3kw、7kw等的选项。
分配给逆变器62的最小功率量可随时被操作者改变。此外，根据一些实施例，用于逆变器使用的最小功率量的分配可仅应用于点火循环(在点火循环期间选择被做出)。相应地，分配给逆变器使用的最小功率量可响应于点火开关状态的改变而被重置。可选地，分配给逆变器使用的最小功率量可在点火开关状态的改变之间被保持。操作者能够选择是重置选择的功率分配还是将选择的功率分配保持在点火开关循环之间。
在特定情况下，用于逆变器使用的最小功率量的分配可能影响马达40产生扭矩以推进车辆10所需的可用功率。例如，当逆变器功率分配相对高时，可用的动力传动系统牵引能量可能不足以满足相对高的马达扭矩需求。在这些情况下，控制器54可限制马达40从电池48接收的功率，以确保最小功率量总是被分配给逆变器62。如在图2b中示出的，界面68可包括指示器74，指示器74在分配给逆变器使用的最小功率量影响可用于推进车辆且对附件供电的功率时显示警告。因此，界面68可向驾驶员传达动力传动系统性能可能由于当前逆变器功率分配而受限。
图3是根据本公开的实施例的用于将最小功率量分配给逆变器62以用于辅助负载64的非车载使用的方法300的流程图。在步骤305，控制器54可接收指示分配给逆变器62的最小功率量的操作者输入。输入可通过界面68(诸如，经由手动选择器66)被接收。界面68可显示指示器72，指示器72显示选择的最小功率量。在步骤310，控制器54可基于由操作者选择的最小功率量来控制发电机14的输出。如在步骤315设置的，由发电机14产生的能量可被存储在电池48中，或者所述能量可被直接供给逆变器。进一步地，如在步骤320设置的，控制器54可在车辆10的操作期间将至少最小功率量从电池48或发电机14或者两者分配给逆变器62使用。
在步骤325，控制器54可确定分配给逆变器62的最小功率量是否影响所需的牵引能量(即，马达40推进车辆10所需的能量)。如果逆变器功率分配影响所需的牵引能量，则如在步骤330设置的，控制器54可限制从电池48提供给电机40的功率，以确保由操作者选择的最小功率量被分配给逆变器62。在步骤335，界面68可显示警告指示器74，警告指示器74传达在分配给逆变器使用的最小功率量影响马达40所需的可用能量时对动力传动系统性能的影响。方法随后可返回到步骤325。
如果在步骤325确定了逆变器功率分配当前不影响所需的牵引能量，则方法可进行至步骤340。在步骤340，控制器54可确定车辆10是否已经断电。如果车辆10已经断电，则如在步骤345设置的，控制器54可将分配给逆变器62的最小功率量重置为零。以这种方式，可能不存在从一个点火循环到下一个点火循环的逆变器功率分配的遗留。更确切地，如果期望，操作者可被要求选择每个点火循环将被分配给逆变器使用的最小功率量。如果车辆10尚未断电，则方法随后可返回到步骤305并重新开始。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明的所有可能形式。更确切地说，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。