车辆电池功率传递限制管理系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及车辆高电压功率源的功率流管理。
【背景技术】
[0002]在电动车辆或混合动力电动车辆中使用的电池如同任何电池一样具有有限的功率传递能力。超过特定限制的功率传递会是不可取的。将充电和放电电流限制为小于全部电池功率传递能力可延长电池使用寿命。适当的限制也可能受到车辆操作状况的影响。电池功率传递限制还可操作为约束需要较高级别的功率传递的车辆性能。
【发明内容】
[0003]在至少一个实施例中，一种车辆包括动力传动系统和牵引电池，其中，所述动力传动系统包括电机。所述车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为:在传动装置换档事件期间，使得电机吸收扭矩。吸收扭矩使得根据定义充电限制的预定功率传递调度(power transfer schedule)来利用由电机产生的电流给电池充电。所述控制器还被配置为允许电流在特定情况下超出充电限制长达预定持续时间。
[0004]在至少一个实施例中，一种车辆包括动力传动系统和牵引电池，其中，所述动力传动系统包括电机。所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为:根据预定充电和放电功率传递限制来限制电池的充电电流和放电电流。所述控制器还被配置为:响应于电池的至少一种状况的改变来降低限制，并允许在传动装置换档事件或发动机起动事件期间电流超出相应的降低的限制。
[0005]在进一步的实施例中，在电池至少一种状况的改变可包括电池温度的改变和电池荷电状态的改变。
[0006]根据本发明的一个实施例，所述预定充电和放电功率传递限制可包括基于与电池的健康状态关联的功率传递阈值的慢充电限制和慢放电限制。
[0007]根据本发明的一个实施例，至少一种状况的改变可包括电池的温度落在预定温度范围之外。
[0008]根据本发明的一个实施例，至少一种状况的改变可包括电池的荷电状态落在预定荷电状态范围之外。
[0009]根据本发明的一个实施例，在发动机起动事件期间的放电电流的大小足以驱动电机来起动发动机。
[0010]在至少一个实施例中，提供一种控制动力传动系统的方法，其中，所述动力传动系统具有电机，所述方法包括:根据基于电池的温度和荷电状态的功率传递调度来限制在电机与电池之间的功率传递。所述方法还包括:在传动装置换档期间，允许从电机到电池的功率传递超出功率传递调度。此外，所述方法包括:在发动机起动事件期间，允许从电池到电机的功率传递超出功率传递调度。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述方法还可包括:使用电机施加阻力式扭矩以在电机产生动力，来调节动力传动系统输出的扭矩。
[0012]根据本发明的一个实施例，可使用由电池供应的电力驱动的电机的输出扭矩来起动发动机。
[0013]根据本发明的一个实施例，允许到电池的功率传递和来自电池的功率传递大于功率传递调度可被限于预定持续时间。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述方法还可包括:响应于电池温度改变为在预定温度范围之外的值来降低可允许的功率传递。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述方法还可包括:响应于电池荷电状态改变为在预定荷电状态范围之外的值来降低可允许的功率传递。
【附图说明】
[0016]图1是混合动力电动车辆的示意图；
[0017]图2是与管理电池功率传递的方法相应的流程图。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]参照图1，根据本公开的实施例示出了混合动力电动车辆(HEV)1的示意图。图1示出多个车辆组件之间的代表性关系。车辆内的组件的物理布局和方向可变化。车辆10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动传动装置16的发动机14。如将在下面进一步详细描述的，传动装置16包括电机(诸如，电动机/发电机(M/G)18)、关联的牵引电池20、变矩器22和多阶梯传动比自动变速器(或，变速箱24)。
[0020]发动机14和M/G 18都能够给HEV 10提供动力。发动机14通常代表可包括内燃发动机(诸如，汽油、柴油或天然气动力发动机)的动力源或燃料电池。当在发动机14与M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时，发动机14产生发动机功率和供给M/G 18的相应的发动机扭矩。M/G 18可由多种类型的电机中的任意一个来实现。例如，M/G 18可为永磁同步电动机。如下面将描述的，电力电子设备28调整由电池20提供以满足M/G 18的要求的直流(DC)电力。例如，电力电子设备可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
[0021]发动机14还可被结合到涡轮增压器46以提供进气口压力增加，或者“增压”以将更大体积的空气推入发动机14的燃烧室。与由涡轮增压器46提供给发动机14的增加的气压相关，可获得在燃料燃烧率上的相应增加。附加的气压增加因此使得发动机14能够实现附加的输出功率，从而增加发动机扭矩。
[0022]变速箱24可包括齿轮组(未示出)，其中，所述齿轮组通过摩擦部件(诸如，离合器和制动器(未示出))的选择性接合来选择性以不同齿轮比进行布置，以建立期望的多个离散传动比或阶梯传动比。所述摩擦部件通过换档调度可控，其中，所述换档调度连接和断开齿轮组的特定部件，以控制变速器输出轴38与变速器输入轴34的之间的比率。变速箱24最终向输出轴38提供动力传动系统输出扭矩。
[0023]如在图1的代表性实施例中进一步示出的，输出轴38连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的相应车轴44来驱动一对车轮42。差速器在允许轻微速度差时(诸如，在车辆转弯时)传输分配给每个车轮42的扭矩。不同类型的差速器或类似装置可被用于将来自动力传动系统的扭矩分配到一个或更多个车轮。在一些应用中，例如，扭矩分配可根据特定操作模式或状况而变化。
[0024]车辆10还包括主制动系统54。所述主制动系统可包括适合于通过附着到固定在车辆的转子的固定衬垫来选择性地施加压力的摩擦制动器。在衬垫与转子之间施加的压力产生摩擦以抵抗车辆车轮42的旋转，从而能够减慢车辆10的速度。
[0025]当分离离合器26至少部分接合时，从发动机14到M/G 18的功率流或从M/G 18到发动机14的功率流是可能的。例如，当分离离合器26接合时，M/G 18可作为发电机进行操作，以将由曲轴30通过Μ/G轴32提供的转动能转化为电能以存储在电池20中。如下面更详细地讨论的，通过能量再生对轴施加的转动阻力可被用作降低车速的制动。分离离合器26还可被脱离接合，以使得发动机14与动力传动系统12的其余部分脱离结合，使得M/G 18可作为车辆10的单独驱动源进行操作。
[0026]动力传动系统12的操作状态可由至少一个控制器命令。尽管以单一控制器(诸如，车辆系统控制器(VSC)48)作为示例进行示出，但是可存在包括多个控制器的更大的控制系统。单独的控制器(或控制系统)可受到整个车辆10的各种其他控制器的影响。可被包括在代表性VSC 48内的示例性控制器包括传动装置控制模块(TCM)、制动系统控制模块(BSCM)、高压电池能量控制模块(BECM)以及相连通的负责各种车辆功能的其他控制器。所述至少一个控制器可被统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自各种传感器的信号来命令各种致动器。VSC 48的响应可用于命令或影响多个车辆功能(诸如，启动/停止发动机
14、操作M/G 18以提供车轮扭矩或给牵引电池20再充电、选择或调度传动装置换档等)。VSC 48还可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质进行通信的微处理器或中央处理器(CPU)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)以及不失效存储器(keep-alive memory, KAM)形式的易失性和非易失性存储器。KAM为可用于在CPU掉电时存储各种操作变量的永久性的或非易失性的存储器。计算机可读存储装置或介质可使用任意若干