基于电池功率容量调节电池最小荷电状态极限的方法
【技术领域】
[0001] 本申请总体上涉及设置牵引电池的荷电状态极限。
【背景技术】
[0002] 混合动力电动车辆包括提供用于驱动的电力的牵引电池。为了使电池寿命最大 化，牵引电池可在限制的荷电状态（SOC)范围内操作。随着电池老化，电池的功率容量可减 小。在电池寿命的起始端选择的SOC范围可随着电池老化而变得不充足。电池控制器可试 图通过修改允许的SOC范围来针对电池老化进行补偿。电池控制器可调节可操作的SOC窗 口，以保证在SOC窗口内有最大量的功率可用。所述最大量的功率可随着电池老化而减小， 但是控制器可试图选择电池可提供用于驱动的电力的SOC范围。特定的现有的控制方案的 关注点在于选择牵引电池可提供用于驱动的电力的SOC范围。
【发明内容】
[0003] 一种车辆包括：牵引电池和至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为根据 基于电阻和预定的最小功率的最小荷电状态来操作牵引电池，使得在最小荷电状态下能够 获得预定的最小功率用于发动机起动。在低于最小荷电状态的情况下，牵引电池中没有功 率被请求以用于驱动。所述电阻可包括牵引电池的内电阻。所述电阻可包括与连接到牵引 电池的线束关联的导线电阻。预定的最小功率可包括安全裕度，以使得在车辆未运转的预 定量的时间之后，能够获得预定量的功率用于发动机起动。所述至少一个控制器还被配置 为估计所述电阻。所述电阻可基于牵引电池的年龄和使用中的一个或更多个。电阻可基于 牵引电池的温度和荷电状态中的一个或更多个。最小荷电状态还可基于牵引电池的最大电 流。预定的最小功率可被选择以在发动机起动期间减少排放。
[0004] 一种控制器实现的方法包括：根据基于牵引电池的电阻和最小功率容量的最小荷 电状态，通过控制器操作牵引电池，使得在最小荷电状态下能够获得预定的最小功率用于 发动机起动，其中，当荷电状态低于最小荷电状态时，牵引电池中没有功率可被请求以用于 驱动。所述方法还可包括：通过控制器估计牵引电池的电阻。预定的最小功率可以是在发 动机起动期间满足排放标准所需要的最小功率。预定的最小功率可包括安全裕度，以使得 在车辆未运转的预定量的时间之后，能够获得预定量的功率用于起动。
[0005] -种车辆包括：牵引电池和至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为根据 基于电阻和预定功率的最小电压来操作牵引电池，使得在最小电压下能够获得预定功率用 于发动机起动，其中，当牵引电池的电压低于最小电压时，牵引电池中没有功率被请求以用 于驱动。在低于最小电压的情况下，可向牵引电池请求功率以用于发动机起动，在这种情况 下，排放要求可能不被满足。最小电压还可基于牵引电池的最大电流，使得当最大电流小于 与最大电池功率容量关联的电池电流时，最小电压被设置为P_/I_+R*I_，其中，P_是所 述预定功率，I max是最大电流，R是电阻。最小电压还可基于牵引电池的最大电流，使得当最 大电流大于与最大电池功率容量关联的电池电流时，最小电压被设置为4*R*P_的平方根， 其中，P_是所述预定功率，R是电阻。所述预定功率可被选择以在发动机起动期间减少排 放。预定功率可被选择以在发动机起动和操作期间满足排放标准。所述预定功率可包括安 全裕度，以使得在车辆未运转的预定量的时间之后，能够获得预定量的功率用于发动机起 动。所述至少一个控制器还可被配置为估计牵引电池的电阻。牵引电池的电阻可基于牵引 电池的服务时间。所述至少一个控制器还可被配置为根据基于最小电压的最小荷电状态来 操作牵引电池，其中，当牵引电池的荷电状态低于最小荷电状态时，牵引电池中没有功率被 请求以用于驱动。
【附图说明】
[0006] 图1是示出典型的动力传动系统和储能组件的混合动力车辆的示图。
[0007] 图2是由多个电池单元组成并由电池能量控制模块监测和控制的可能的电池组 布置的示图。
[0008] 图3是示例性电池单元等效电路的示图。
[0009] 图4是示出针对典型的电池单元的可能的开路电压（VJ相对于电池荷电状态 (SOC)的关系的曲线图。
[0010] 图5是作为电池开路电压的函数的请求的电池功率和电池功率容量的示例性绘 图。
[0011] 图6是用于调节最小电压极限并相应地操作牵引电池的可能的一组步骤的流程 图。
【具体实施方式】
[0012] 在此描述本公开的实施例。然而，将要理解的是，所公开的实施例仅是示例并且其 它实施例可采用各种替换方式。附图不必按比例绘制；一些特征可被夸大或缩小以示出特 定组件的细节。因此，在此所公开的特定结构性和功能性细节不被解释为限制，而仅作为用 于教导本领域技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理 解的，可将参照任何一个附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其它附图中示出的 特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代 表性实施例。然而，针对特定应用或实施方式，可期望与本公开的教导一致的特征的各种组 合和修改。
[0013] 图1描绘了典型的插电式混合动力电动车辆（HEV)。典型的插电式混合动力电动 车辆12可包括机械地连接到混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。电机14可以 能够作为马达或发电机运转。另外，混合动力传动装置16机械地连接到发动机18。混合动 力传动装置16还机械地连接到驱动轴20,驱动轴20机械地连接到车轮22。当发动机18开 启或关闭时，电机14可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来提供燃料经济效益。通过允许发动机18以 更有效的速度运转并允许混合动力电动车辆12在特定状况下随着发动机18关闭而以电动 模式运转，电机14还可减少车辆排放。
[0014] 牵引电池或电池组24储存可被电机14使用的能量。车辆电池组24通常提供高 电压DC输出。牵引电池24电连接到一个或更多个电力电子模块。一个或更多个接触器42 在断开时可使牵引电池24与其它组件隔离，并在闭合时使牵引电池24连接到其它组件。电 力电子模块26还电连接到电机14,并且提供在牵引电池24和电机14之间的双向传输能量 的能力。例如，典型的牵引电池24可提供DC电压，而电机14可需要三相AC电流以运转。 电力电子模块26可将DC电压转换为电机14所需要的三相AC电流。在再生模式下，电力 电子模块26可将来自用作发电机的电机14的三相AC电流转换为牵引电池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 连接到电机14的齿轮箱，并且发动机18可以不存在。
[0015] 牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可提供用于其它车辆电气系统的 能量。典型系统可包括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输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应。低电压系统可电连接到辅助电池 30(例如，12V电池）。一个或更多个电力负载46可连接到高电压总线。电力负载46可具 有适时运行电力负载46的关联的控制器。电力负载46的示例可以是加热模块或空调模块。
[0016] 车辆12可以是电动车辆或插电式混合动力车辆，其中，牵引电池24可通过外部电 源36被再充电。外部电源36可连接到电插座。外部电源36可电连接到电动车辆供应设 备（EVSE) 38。EVSE 38可提供电路和控制，以调节并管理在电源36和车辆12之间的能量的 传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电力或AC电力。EVSE 38可具有用于插入到车辆 12的充电端口 34中的充电连接器40。充电端口 34可以是被构造为将电力从EVSE 38传 输到车辆12的任何类型的端口。充电端口 34可电连接到充电器或车载电力转换模块32。 电力转换模块32可调节从EVSE 38提供的电力，以向牵引电池24提供合适的电压电平和 电流电平。电力转换模块32可与EVSE 38进行接口连接，以协调对于车辆12的电力传输。 EVSE连接器40可具有与充电端口 34的相应凹槽匹配的插脚。可选择地，被描述为电连接 的各种组件可使用无线感应耦合来传输电力。
[0017] -个或更多个车轮制动器44可被提供以用于使车辆12减速并防止车辆12的运 动。车轮制动器44可以是液压驱动的、电力驱动的或是它们的一些组合。车轮制动器44 可以是制动系统50的一部分。制动系统50可包括操作车轮制动器44所需要的其它组件。 为了简洁，附图描绘了在制动系统50和车轮制动器44之一之间的一种连接。隐含了在制 动系统50和其它的车轮制动器44之间的连接。制动系统50可包括控制器以监测并协调 制动系统50。制动系统50可监测制动组件，并控制车轮制动器44以得到期望的操作。制 动系统50可响应于驾驶员命令，并也可自主运行以实现诸如稳定性控制的功能。制动系统 50的控制器可实现当被另一控制器或子功能请求时应用请求的制动力的方法。
[0018] 所讨论的各种组件可具有一个或更多个相关