电池容量退化指示的制作方法_4

文档序号:9522946阅读:来源:国知局
%变化到100%时具有一些局部最大或最小的k的退化的复杂示例。对于电动车辆的大多数用户水平,车辆的驻车时间比行驶时间长得多。如果在车辆未被使用时车辆电池以较低退化率的SOC水平处于休眠(例如,驻车),则对于相同的车辆使用而言上述操作将减慢电池退化并延长电池寿命。因此,智能充电控制会将处于休眠状态的电池SOC设置为处于适当的SOC水平,其中,在该SOC范围下电池退化率最低。这种减慢退化的SOC范围可处于电池必须充电状态和满电量的SOC水平之间,但仍然使SOC能够根据车辆的计划或历史使用为驾驶员使用车辆提供充足的电池电力。
[0054]以上图11和图12的曲线图或电池退化公式可被存储或使用在系统300、400中,或者存储或使用在车载模块中以控制车辆牵引电池的充电以及未行驶、电池S0C,从而减小电池退化的可能性,并监视跟随时间的电池容量。
[0055]再参照图10的结构描述控制牵引电池的SOC的方法。界面17允许用户向控制器16输入他/她将需要使用车辆的时间。在示例中,控制器16存储或经由通信链路访问历史车辆使用,并经由界面17向用户呈现该信息。用户可接受根据历史使用预测的未来使用,或者可将未来使用改变为全新的使用,或者对预测使用做出微调。当用户将车辆连接到充电源(例如,电网18)时,上述操作可被触发。在示例中,用户输入车辆将被使用的时间以及估计的驾驶距离。在示例中,用户在车辆的下一次使用期间输入他/她将驾驶到的目的地,控制器将计算所需的SOC和充电起始时间。如果用户不输入任何信息,则控制器16可立即开始充电并充至满的S0C,或者可根据历史使用来确定充电起始时间和目标S0C。
[0056]控制器16可计算电池充电的时间和电池不使用(例如,停车)的时间。在接收到来自用户和/或存储器的输入之后,控制器可确定停车时间。停车时间可以是从当前时间至用户使用车辆时的时间。控制器16还可确定充电时间,即基于已被存储在与控制器关联的存储器中的电池校准信息而将电池从当前SOC充电至期望的SOC水平所需的时间。控制器16可进一步确定电池休眠时间,即,停车时间减去充电时间。如果充电时间大于或等于停车时间,则控制器立刻开始充电。
[0057]控制器16可进一步访问可被存储在存储器中或者从存储在存储器中的数据推导出的电池退化信息,并确定在休眠时间内电池应被存放的有利的S0C。电池退化率与SOC的关系(诸如k(T,SOS)相对于SOC)可在存储器中被存储为数据表或函数形式的指令。控制器可从当前SOC水平搜索至充满电的SOC水平以发现具有最小的电池退化率的SOC水平。
[0058]控制器可进一步确定开始/停止对电池充电的时间点以及充电时间。利用关于使用最小退化率计算出的时间和SOC水平的信息,控制器可确定何时开始对电池充电以及何时不对电池充电并允许电池处于休眠时间段。控制器可基于具体的电池退化特性来改变充电和休眠计划。例如,如图11所示,在电池退化率随着SOC的增大而单调增大的情况下,用户停车并将充电线与车辆的电力系统连接,控制器可检查电池的SOC水平(例如,S0C_1)并将从S0C_1至S0C_FULL的电池充电时间确定为H小时。控制器还可确定最佳退化时间点处于当前SOC水平(S0C_1),在所述最佳退化时间点处,电池可在从S0C_1至S0C_FULL的范围内被存放。控制器将使电池在当前S0C_1水平休眠直到休眠时间过去了并且充电时间必须开始以向电池提供充足的电荷,此时控制器才会发出开始充电的命令。此时(例如,在客户计划驾驶时间之前的H小时),控制器可命令开始对电池充电以使电池应在用户的计划驾驶时间处被充电至满足用户对于车辆使用的需求的程度。
[0059]如图12所示的示例中,存在一些局部最大或最小的退化率。例如,当用户停车并将充电线与车辆连接时,控制器不仅检查电池的SOC水平(S0C_1),而且确定具有当前S0C_1和S0C_FULL之间的最小退化率的SOC水平为S0C_2。因为最小退化水平不是处于电池的当前S0C,所以控制器发出对电池充电的命令。电池将被充电直至其SOC水平达到S0C_2为止。在电池的SOC水平达到S0C_2之后,控制器将命令停止对电池充电并使电池保持在S0C_2水平以减慢电池退化。控制可计算将电池从S0C_2充电至S0C_FULL所需的时间,即,时间H2。在客户计划驾驶时间之前的H2个小时时,控制器将发出另一命令以开始对电池充电,电池将在用户计划的驾驶时间被完全充电至满足用户对车辆使用需求的程度。
[0060]在控制器在电池休眠(停车或未驾驶时间)期间设置SOC水平的所述的控制策略之上,控制器可执行附加的电池充电控制。例如,对于用于在工作办公地点和家之间通勤的车辆,从家到办公地点的行驶距离、日间停车时间和从办公地点到家的行驶距离几乎是已知的。在这种情况下,控制器可进一步计划电池充电处理(诸如,适当地调节被定义为电池充满电的SOC水平)以使即使在日间停车期间也使电池在具有相对低的退化率的SOC水平休眠,或者适当地扩大每个用户需要的车辆行驶里程。为了实现更先进的控制,控制器将请求用户输入更多信息,例如,输入最长的日间停车时长、在工作轮班期间在工作地点停车或晚上在家中停车之前的行驶距离、在客户将车辆电池连接到电池充电器或电网时的下一充电周期之前的总的行驶距离。根据总的行驶距离,控制器可实施不同的电池充电控制策略。
[0061]如果总的行驶距离短并小于车辆可行驶里程,则控制器可执行在此描述的基本充电控制方案。
[0062]如果总的行驶距离超过车辆可行驶里程5_15%,但是小于最大的可行驶里程。取代使用S0C_FULL作为充电时间的水平和作为停止对电池充电的时间点,控制器可使用S0C_MAX(见图11和图12)作为电池被充满电的参考水平。控制器可利用S0C_MAX计算充电时间,并可执行如基本控制所述的步骤。示例性牵引电池控制不会充电至S0C_MAX而仅充电至S0C_FULL。此方案将允许绕开S0C_FULL将电池充电至S0C_MAX。
[0063]如果总的行驶距离比车辆可行驶里程小得多(例如,70%的车辆可行驶里程或更少),并且电池具有相对于SOC水平的一些局部最大或最小的退化率(如图13所示),控制器可利用具有局部最小值和最大值的存储数据来执行先进的控制方案。
[0064]基于在最长日间停车(例如,工作停车)之前的用户输入的行驶距离,控制器可估计最长日间停车期间的电池的SOC水平。如果SOC水平未处于或接近局部最大的退化率(诸如,处于如图13所示的S0C_2或S0C_2’ ),则控制器将使用基本控制方案对电池充电。
[0065]基于在最长日间停车(例如,工作停车)之前的用户输入的行驶距离,估计最长日间停车期间的电池的SOC水平。如果SOC水平处于或接近局部最大的退化率的水平(诸如,处于如图13所示的S0C_2h),则控制器将SOC范围内的具有局部最小的退化率的SOC水平确定为低于S0C_2h,或者将所述SOC水平确定为处于电池退化率不高于高于S0C_2h的任何SOC水平,例如,图13中所示的点S0C_2_REF。在S0C_2_REF被确定之后,控制器将在电池SOC从该水平下降至S0C_2_REF、车辆行驶距离等于最长日间停车之前的客户计划距离时估计SOC水平。在图13中,此SOC水平示出为S0C_FULL_REF。当电池的SOC从S0C_FULL_REF下降至S0C_L0W时,控制器还可估计车辆是否可行驶客户计划的总距离。如果车辆可行驶客户计划的总距离,则控制器将经由基本控制中指定的控制策略对电池充电至S0C_FULL_REF,而不是采用S0C_FULL。在控制处理中,将基于S0C_FULL_REF计算充电时间。如果车辆无法行驶客户计划的总距离,则控制器将仅执行基本控制方案并对电池充电至S0C_FULL0
[0066]在电池电动车辆(BEV)或插电式混合动力车辆(PHEV)中的用作动力电源的全部电池经受依赖于电池成分的化学组成、使用状况和休眠状况的性能退化。对于电池电动车辆(BEV)或插电式混合动力车辆(PHEV),电池的续航能力控制纯电动行驶里程和针对PHEV的燃料经济性。在电池寿命过程中,电池的容量退化不可避免。尽管如此,如果使用和休眠的状况被改善,则电池寿命可被维持。如果用户被告知若考虑到电池寿命和容量的情况下操作车辆,电池寿命可以更长,则客户体验会更满意并且电池保修花费更低。
[0067]电池管理可经由测试被表征并包括充电/放电循环和存放二者。循环退化与车辆使用关联,而存放退化与电池荷电状态(SOC)、停车期间的温度和时长关联。与一直行驶相反
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