用于在充電時(shí)控制電動(dòng)車輛的方法
【專利摘要】一種用于在充電時(shí)控制電動(dòng)車輛的方法，所述電動(dòng)車輛具有連接到牽引電池和車廂氣候系統(tǒng)的熱回路、用戶界面和控制器。控制器被配置成：響應(yīng)于從用戶界面和連接到外部電源的牽引電池接收到的用于請(qǐng)求車輛調(diào)節(jié)的用戶輸入，將牽引電池充電至基于充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)荷電狀態(tài)，將牽引電池調(diào)節(jié)至基于充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)電池溫度以及將車輛車廂調(diào)節(jié)至基于充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)車廂溫度，其中，所述充電簡(jiǎn)檔基于用戶輸入。一種用于在電動(dòng)車輛連接到外部電源的同時(shí)控制電動(dòng)車輛的方法包括：根據(jù)基于用戶發(fā)起的用于車輛調(diào)節(jié)的請(qǐng)求的充電簡(jiǎn)檔，將牽引電池充電至目標(biāo)荷電狀態(tài)，并將電池調(diào)節(jié)至目標(biāo)溫度。
【專利說(shuō)明】用于在充電時(shí)控制電動(dòng)車輛的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各種實(shí)施例涉及一種用于在電動(dòng)車輛連接到外部電源的同時(shí)控制該電動(dòng)車輛的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如電池電動(dòng)車輛(BEV)的車輛包括作為車輛的能量源的牽引電池(例如，高壓電池)。包括容量和循環(huán)壽命的電池性能會(huì)根據(jù)電池的操作溫度而變化。當(dāng)BEV取下插頭之后，來(lái)自電池的能量可用于調(diào)節(jié)電池的溫度，并且當(dāng)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)且未被連接到充電器和電源時(shí)使加熱、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)進(jìn)行操作。由于電池能量的一部分出于除了推進(jìn)能量之外的目的而被使用，所以這種能量使用降低了車輛的可行駛里程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在實(shí)施例中，一種電動(dòng)車輛設(shè)置有:具有電池溫度傳感器的牽引電池、具有車廂溫度傳感器的車廂氣候控制系統(tǒng)、連接到牽引電池和車廂氣候系統(tǒng)的熱回路、用戶界面和控制器。熱回路具有熱源和冷卻器?？刂破鬟B接到牽引電池、電池溫度傳感器和車廂溫度傳感器、熱回路和用戶界面?？刂破鞅慌渲贸?響應(yīng)于從用戶界面和連接到外部電源的牽引電池接收到用于請(qǐng)求車輛調(diào)節(jié)的用戶輸入，(i)將牽引電池充電至由基于所述用戶輸入的充電簡(jiǎn)檔所設(shè)置的目標(biāo)荷電狀態(tài)，(ii)將牽引電池調(diào)節(jié)至由充電簡(jiǎn)檔設(shè)置的目標(biāo)電池溫度，
(iii)將車輛中的車廂調(diào)節(jié)至由充電簡(jiǎn)檔設(shè)置的目標(biāo)車廂溫度。
[0004]控制器還被配置成接收預(yù)測(cè)的氣象數(shù)據(jù)，所述充電簡(jiǎn)檔進(jìn)一步基于所述預(yù)測(cè)的氣象數(shù)據(jù)。
[0005]所述控制器還被配置成接收外部電費(fèi)率，其中，用戶輸入包括所選擇的充電成本，其中，所述充電簡(jiǎn)檔進(jìn)一步基于外部電費(fèi)率。
[0006]熱回路的熱源是電加熱器。
[0007]在另一實(shí)施例中，提供了一種用于在電動(dòng)車輛連接到外部電源的同時(shí)控制電動(dòng)車輛的方法。根據(jù)基于用戶發(fā)起的用于車輛調(diào)節(jié)的請(qǐng)求的充電簡(jiǎn)檔，將牽引電池充電至目標(biāo)荷電狀態(tài)，并將電池調(diào)節(jié)至目標(biāo)電池溫度。
[0008]所述方法還包括:根據(jù)基于用戶發(fā)起的用于車輛調(diào)節(jié)的請(qǐng)求的充電簡(jiǎn)檔，將車廂調(diào)節(jié)至目標(biāo)車廂溫度。
[0009]充電簡(jiǎn)檔提供開(kāi)始對(duì)電池充電、開(kāi)始調(diào)節(jié)電池溫度和開(kāi)始調(diào)節(jié)車廂溫度的至少一個(gè)計(jì)劃時(shí)間。
[0010]所述方法還包括:接收預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔，
[0011]充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)電池溫度和目標(biāo)車廂溫度進(jìn)一步基于所述預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。
[0012]所述預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔表示在預(yù)測(cè)到車輛連接到外部電源時(shí)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。
[0013]所述預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔表示在預(yù)測(cè)到車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。
[0014]所述方法還包括:接收外部電費(fèi)率，其中，充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)荷電狀態(tài)進(jìn)一步基于外部電費(fèi)率。
[0015]充電簡(jiǎn)檔包括基于充電成本何時(shí)開(kāi)始對(duì)電池充電以及何時(shí)開(kāi)始調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)度。
[0016]所述方法還包括:從電池控制模塊獲取電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，
[0017]充電輪廓的電池荷電狀態(tài)和目標(biāo)電池溫度進(jìn)一步基于電池狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0018]電池狀態(tài)數(shù)據(jù)包括當(dāng)前的電池荷電狀態(tài)和目標(biāo)電池荷電狀態(tài)。
[0019]用戶發(fā)起的請(qǐng)求包括用戶所選擇的車輛從外部電源斷開(kāi)的時(shí)間。
[0020]所述方法還包括:當(dāng)在用戶所選擇的時(shí)間之后車輛保持連接到車輛電源時(shí)，保持電池處于目標(biāo)荷電狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段，保持電池處于目標(biāo)電池溫度持續(xù)預(yù)定時(shí)間段，保持車廂處于目標(biāo)車廂溫度持續(xù)預(yù)定時(shí)間段。
[0021 ] 用戶發(fā)起的請(qǐng)求包括期望的車廂溫度。
[0022]用戶發(fā)起的請(qǐng)求包括期望的充電成本。
[0023]用戶發(fā)起的請(qǐng)求包括駕駛風(fēng)格。
[0024]在又一實(shí)施例中，提供了一種控制具有牽引電池的車輛的方法。所述方法檢測(cè)牽引電池是否連接到充電器和外部電源。在牽引電池連接到充電器和外部電源的同時(shí)，接收用戶發(fā)起的用于車輛調(diào)節(jié)的請(qǐng)求。在牽引電池連接到充電器和電源的同時(shí)，將牽引電池充電至目標(biāo)荷電狀態(tài)。在牽引電池連接到充電器和電源并且環(huán)境溫度處于環(huán)境溫度范圍之外時(shí)，將牽引電池的溫度調(diào)節(jié)至目標(biāo)電池溫度。在車輛連接到充電器和電源的同時(shí)，將車輛中的車廂調(diào)節(jié)至目標(biāo)車廂溫度。通過(guò)基于用戶發(fā)起的請(qǐng)求的充電簡(jiǎn)檔，確定電池目標(biāo)荷電狀態(tài)、目標(biāo)電池溫度和目標(biāo)車廂溫度。
[0025]各個(gè)實(shí)施例具有相關(guān)聯(lián)的非限制性優(yōu)點(diǎn)。例如，在車輛連接到外部電源或充電器的同時(shí)，用戶可輸入如何對(duì)電動(dòng)車輛充電和/或如何調(diào)節(jié)電動(dòng)車輛以進(jìn)行使用，這種調(diào)節(jié)包括電池調(diào)節(jié)和車廂調(diào)節(jié)。多個(gè)用戶輸入可包括啟程時(shí)間、行程信息、期望的車廂溫度、駕駛風(fēng)格、用戶選擇的充電成本等?？刂破骺色@取電池狀態(tài)輸入，例如，當(dāng)前的荷電狀態(tài)、當(dāng)前的溫度等。還可利用氣象信息(例如，通過(guò)預(yù)報(bào)而獲得的預(yù)測(cè)溫度)來(lái)進(jìn)一步地裁定充電和調(diào)節(jié)。還可獲取與外部電費(fèi)率成本和負(fù)荷相關(guān)的信息，以進(jìn)一步地裁定充電過(guò)程。算法使用用戶輸入和其他信息輸入，以建立用于車輛的充電簡(jiǎn)檔，所述充電簡(jiǎn)檔包括在車輛計(jì)劃地?cái)嚅_(kāi)充電時(shí)電池的荷電狀態(tài)、電池的目標(biāo)溫度和車廂的目標(biāo)溫度。通過(guò)根據(jù)充電簡(jiǎn)檔對(duì)車輛充電并調(diào)節(jié)車輛，在使成本最小化的同時(shí)將車輛預(yù)備至用戶所請(qǐng)求的荷電狀態(tài)。將車廂預(yù)備至用戶所請(qǐng)求的溫度。將電池溫度調(diào)節(jié)至允許電池被充電至目標(biāo)荷電狀態(tài)的溫度，并考量稍后在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)由于高或低的環(huán)境溫度所導(dǎo)致的熱負(fù)荷。由于更少的電池電能用來(lái)進(jìn)行電池的熱管理且更多的電池電能可用于推進(jìn)車輛，所以對(duì)電池溫度的調(diào)節(jié)可增大車輛在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是根據(jù)實(shí)施例的示意性的電池電動(dòng)車輛；
[0027]圖2是根據(jù)實(shí)施例的示意性的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)；
[0028]圖3是示出了用于電池的熱管理的總體控制算法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]根據(jù)需要，在此公開(kāi)本公開(kāi)的具體實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，所公開(kāi)的實(shí)施例僅是示例，且這些實(shí)施例可以以各種和可選的形式實(shí)施。附圖不一定按照比例繪制；可夸大或最小化一些特征，以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員多樣化地使用所要求保護(hù)的主題的代表性基礎(chǔ)。
[0030]參照?qǐng)D1,示出了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的諸如電池電動(dòng)車輛(BEV)的電動(dòng)車輛20。圖2僅代表BEV構(gòu)造中的一種類型，并不意在限制。本公開(kāi)可應(yīng)用于任何適當(dāng)?shù)腂EV0此外，在其他實(shí)施例中，本公開(kāi)可應(yīng)用于諸如插電式混合動(dòng)力車輛(PHEV)的其他車輛架構(gòu)。
[0031]車輛20或BEV是通過(guò)電功率(例如，通過(guò)電動(dòng)機(jī)24)推進(jìn)而無(wú)需來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)助的純電動(dòng)車輛。電動(dòng)機(jī)24接收電功率并提供機(jī)械旋轉(zhuǎn)的輸出動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)24連接到齒輪箱38，齒輪箱38用于通過(guò)預(yù)定傳動(dòng)比來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)24的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。齒輪箱38通過(guò)輸出軸42而連接到驅(qū)動(dòng)輪組40。車輛20的其他實(shí)施例包括用于推進(jìn)車輛20的多個(gè)電動(dòng)機(jī)(未示出)。電動(dòng)機(jī)24還可作為用于將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電功率的發(fā)電機(jī)。高壓總線44經(jīng)逆變器48將電動(dòng)機(jī)24電連接到儲(chǔ)能系統(tǒng)46。
[0032]根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)能系統(tǒng)46包括主電池50和電池能量控制模塊(BCEM) 52。主電池50是可輸出電功率以使電動(dòng)機(jī)24操作的高壓電池或牽引電池。主電池50是由一個(gè)或更多個(gè)電池模塊(未示出)組成的電池包。每個(gè)電池模塊均可包括一個(gè)電池單元或多個(gè)電池單元。使用流體冷卻劑系統(tǒng)、空氣冷卻劑系統(tǒng)或如現(xiàn)有技術(shù)所已知的其他冷卻劑方法來(lái)加熱和冷卻電池單元。BECM52還用作用于主電池50的控制器。BECM52包括管理每個(gè)電池單元的荷電狀態(tài)和溫度的電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。電池50具有至少一個(gè)溫度傳感器51，例如，熱敏電阻器等。傳感器51與BECM52通信，以提供關(guān)于電池50的溫度數(shù)據(jù)。
[0033]電動(dòng)機(jī)24、傳動(dòng)系控制模塊(TCM)30、齒輪箱38和逆變器48統(tǒng)稱為傳動(dòng)系54。車輛控制器26與傳動(dòng)系54通信，以使傳動(dòng)系54的功能與其他車輛系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。控制器26、BECM52和TCM30被示出為單獨(dú)的控制器模塊。用于車輛20的控制系統(tǒng)可包括任何數(shù)量的控制器，并可被集成到單個(gè)控制器中，或具有多個(gè)模塊。所有的控制器或控制器中的一些控制器可通過(guò)控制器局域網(wǎng)(CAN)或其他系統(tǒng)連接。控制系統(tǒng)可被配置成在多個(gè)不同狀況中的任何狀況下控制電池50和傳動(dòng)系54的多個(gè)組件的操作，包括熱管理電池50和車廂或乘客車廂的溫度的方式以及電池50的充電和放電操作。
[0034]TCM30被配置成控制傳動(dòng)系54內(nèi)的特定組件(例如，電動(dòng)機(jī)24和/或逆變器48)。車輛控制器26監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)24的溫度并從駕駛員接收節(jié)氣門請(qǐng)求(或期望的電動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求)。車輛控制器26使用這種信息向TCM30提供電動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。TCM30和逆變器48響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求而將由主電池50供應(yīng)的直流(DC)電壓轉(zhuǎn)換成用于控制電動(dòng)機(jī)24的信號(hào)。
[0035]車輛控制器26通過(guò)用戶界面60向駕駛員提供信息。用戶界面60可包括這樣的特征:允許用戶將車輛的充電參數(shù)或期望的運(yùn)轉(zhuǎn)或請(qǐng)求、或者其他的車輛運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)輸入到控制器26中。用戶界面60可包括觸摸屏界面、至遠(yuǎn)程站的無(wú)線連接裝置(諸如移動(dòng)裝置或計(jì)算機(jī))以及如現(xiàn)有技術(shù)所已知的其他輸入界面。
[0036]車輛控制器26還接收指示車輛系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的輸入信號(hào)。例如，車輛控制器26可從BECM52接收表不電池50的狀況的輸入信號(hào)，并可從傳動(dòng)系54接收表不電動(dòng)機(jī)24和逆變器48的狀況的輸入信號(hào)。車輛控制器26向用戶界面60提供輸出(例如，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)或荷電水平狀態(tài))，這可被可視地傳達(dá)給駕駛員。
[0037]例如，用戶可使用用戶界面60或者與充電器76或充電站80通信的另一界面來(lái)輸入啟程時(shí)間、在啟程時(shí)間時(shí)期望的車廂溫度等?？蛇x地，控制器26可包括用于確定用戶的駕駛習(xí)慣(包括行程長(zhǎng)度、行程路徑、啟程時(shí)間、車廂氣候喜好等)的概率模塊或其他邏輯模塊。
[0038]車輛20包括氣候控制系統(tǒng)62，該熱控制系統(tǒng)62用于加熱和冷卻各種車輛組件。根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，氣候控制系統(tǒng)62包括高壓正溫度系數(shù)(PTC)電加熱器64和高壓電HVAC壓縮機(jī)66。PTC電加熱器64和HVAC壓縮機(jī)66分別用于加熱和冷卻循環(huán)到主電池50和車廂加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)的流體。PTC64和HVAC壓縮機(jī)66兩者均直接消耗來(lái)自主電池50的電能。氣候控制系統(tǒng)62可包括用于經(jīng)CAN總線56與車輛控制器26通信的控制器(未示出)，或者可被集成到控制器26中。氣候控制系統(tǒng)62的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)被傳送到車輛控制器26，并且氣候控制系統(tǒng)62的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)可基于例如由操作者致動(dòng)的開(kāi)關(guān)的狀態(tài)或者可基于氣候控制系統(tǒng)62基于諸如車窗除霜的相關(guān)功能而進(jìn)行的自動(dòng)控制。氣候控制系統(tǒng)62可連接到用戶界面60，以允許用戶設(shè)定車廂的溫度，或針對(duì)車輛的未來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)而預(yù)編程期望的車廂溫度。
[0039]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，車輛20包括諸如12伏電池的副電池68。副電池68可用于為在此被統(tǒng)稱為附件70的各種車輛附件(例如，前燈等)提供電力。DC-DC轉(zhuǎn)換器72可電力地設(shè)置在主電池50和副電池68之間。DC-DC轉(zhuǎn)換器72調(diào)節(jié)電壓電平或使電壓電平階躍式下降，以允許主電池50對(duì)副電池68充電。低壓總線74將DC-DC轉(zhuǎn)換器72電連接到副電池68和附件70。
[0040]車輛20包括用于對(duì)主電池50充電的交流電(AC)充電器76。電連接器78將AC充電器76連接到外部電源80，以接收AC功率。AC充電器76包括用于將從外部電源接收的AC功率轉(zhuǎn)換或“整流”成用于對(duì)主電池50充電的DC功率的功率電子器件。AC充電器76被構(gòu)造成適應(yīng)來(lái)自外部電源80的一個(gè)或更多個(gè)傳統(tǒng)的電壓源(例如，110伏、220伏、兩相、三相、I級(jí)、2級(jí)等)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，外部電源80包括產(chǎn)生可再生能量的裝置，例如，光伏(PV)太陽(yáng)能電池板或風(fēng)力渦輪機(jī)(未示出)。
[0041]外部供電源80可包括用戶界面82。用戶界面82可包括這樣的特征:允許用戶輸入針對(duì)車輛的期望的充電參數(shù)或充電請(qǐng)求。用戶界面82可包括觸摸屏界面、至遠(yuǎn)程站的無(wú)線連接裝置(諸如移動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器)以及如現(xiàn)有技術(shù)所已知的其他輸入界面。用戶界面82可包括與車輛控制器26通信的控制器，以確定從用戶界面60輸入的針對(duì)車輛的任何充電參數(shù)和行程參數(shù)。充電站80還可接收指示車輛系統(tǒng)的當(dāng)前操作狀況的輸入信號(hào)。例如，充電站80可從BECM52接收表示電池50的當(dāng)前狀況的輸入信號(hào)。車輛控制器26或充電站80可向用戶界面82提供輸出，例如，荷電水平狀態(tài)或HVAC設(shè)定。用戶界面82可被構(gòu)造成從用戶接收與在車輛將被取下插頭時(shí)車輛的狀態(tài)相關(guān)的輸入。
[0042]圖1中還示出了駕駛員控制系統(tǒng)84、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)86和導(dǎo)航系統(tǒng)88的簡(jiǎn)化示意性表不。駕駛員控制系統(tǒng)84包括制動(dòng)系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和齒輪選擇(換檔)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)踏板、位置傳感器、壓力傳感器或它們的組合、以及連接到諸如主驅(qū)動(dòng)輪40的車輪的機(jī)械連接件，以實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)。制動(dòng)系統(tǒng)還可被構(gòu)造成進(jìn)行再生制動(dòng)，其中，可捕獲制動(dòng)能量并可將制動(dòng)能量作為電能存儲(chǔ)在主電池50中。加速系統(tǒng)包括加速踏板，該加速踏板具有與制動(dòng)系統(tǒng)中的傳感器類似的一個(gè)或更多個(gè)傳感器，并且加速系統(tǒng)向車輛控制器26提供諸如節(jié)氣門請(qǐng)求的信息。齒輪選擇系統(tǒng)包括用于手動(dòng)地選擇齒輪箱38的齒輪設(shè)置的換檔桿。齒輪選擇系統(tǒng)可包括用于向車輛控制器26提供換檔桿選擇信息(例如，PRNDL)的換檔位置傳感器。
[0043]導(dǎo)航系統(tǒng)88可包括導(dǎo)航顯示器、全球定位系統(tǒng)(GPS)單元、導(dǎo)航控制器以及用于從駕駛員接收目的地信息或其他數(shù)據(jù)的輸入(均未示出)。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)可與用戶界面60集成在一起。導(dǎo)航系統(tǒng)88還可傳輸與車輛20相關(guān)聯(lián)的距離和/或位置信息、車輛20的目標(biāo)目的地或其他相關(guān)的GPS路標(biāo)。
[0044]圖2示出了圖1所示的車輛20所使用的熱系統(tǒng)。當(dāng)然，車輛20或本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例可使用現(xiàn)有技術(shù)所已知的其他熱系統(tǒng)。電池?zé)峄芈?00可加熱和冷卻牽引電池102。電池102是車輛20中的主電池50。牽引電池102由一個(gè)或更多個(gè)電池包組成，且在圖2中示出了具有一個(gè)包的電池102。每個(gè)電池包均可具有多個(gè)單元。雖然圖2中的電池102具有三個(gè)單元104，但是如現(xiàn)有技術(shù)所已知的，電池102可使用任何數(shù)量的單元。
[0045]控制器106可以是與電池控制模塊52通信或者與電池控制模塊52集成的車輛控制器，控制器106監(jiān)測(cè)電池單元104，以確定電池102的荷電狀態(tài)和容量。每個(gè)單元104均可具有相關(guān)聯(lián)的溫度傳感器108，該溫度傳感器108被配置為測(cè)量單元溫度。溫度傳感器108與控制器106通信，從而控制器106還可通過(guò)監(jiān)測(cè)每個(gè)單元的溫度來(lái)監(jiān)測(cè)電池102的溫度?？刂破?06通過(guò)測(cè)量或估計(jì)各個(gè)電池單元104的溫度來(lái)確定電池102的溫度。
[0046]控制器106還與車輛上的環(huán)境溫度傳感器110通信。環(huán)境溫度傳感器110被配置成測(cè)量周圍環(huán)境(即，外部空氣)的溫度。車廂溫度傳感器112還與控制器106通信，并測(cè)量車輛20的乘客車廂的溫度，以便為HVAC系統(tǒng)提供反饋，從而對(duì)車廂進(jìn)行氣候控制。
[0047]電池102可使用由控制器106控制的熱回路100來(lái)主動(dòng)地調(diào)節(jié)其自身溫度。電池102和每個(gè)單元104的溫度確定電池102可接受的荷電量以及存儲(chǔ)在電池中并適于使用的荷電量。
[0048]熱回路100對(duì)電池102進(jìn)行熱管理，以調(diào)節(jié)單元104的溫度，從而維護(hù)電池102的使用壽命，允許進(jìn)行適當(dāng)?shù)某潆姴M足車輛的性能屬性。熱回路100通過(guò)與電池102進(jìn)行液體熱交換而提供主動(dòng)加熱或主動(dòng)冷卻。電池?zé)峄芈?00可集成到具有氣候控制加熱和冷卻元件以及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻元件兩者的車輛熱系統(tǒng)中。
[0049]熱回路100包含流體，該流體循環(huán)通過(guò)與電池中的單元104鄰近的冷卻通道，以利用傳導(dǎo)換熱和對(duì)流換熱來(lái)加熱或冷卻電池102。泵114控制流體在回路100中的流動(dòng)。加熱元件116用作用于流體的熱源，以加熱流體，進(jìn)而主動(dòng)加熱電池102。加熱元件可以是與車輛中的另一熱系統(tǒng)進(jìn)行熱交換以回收廢熱的換熱器，或者可以是獨(dú)立的加熱器，諸如包括正溫度系數(shù)(PTC)加熱器的電加熱器。加熱元件116可以是如圖1中示出的加熱器64。
[0050]電池?zé)峄芈?10還具有使流體冷卻進(jìn)而可主動(dòng)冷卻電池50的冷卻器元件118或散熱器。冷卻器可以是蒸汽壓縮或吸收循環(huán)的一部分、與車輛熱系統(tǒng)中的另一元件換熱的換熱器或者如現(xiàn)有技術(shù)已知的其他散熱器。系統(tǒng)中的換熱器可以是并流式換熱器、逆流式換熱器或現(xiàn)有技術(shù)中所已知的其他換熱器，以適當(dāng)?shù)丶訜峄蚶鋮s回路110中的流體。
[0051]回路100具有脫氣瓶120，以從包括回路100和其他車輛熱系統(tǒng)的車輛熱回路中的流體除去空氣，并提高回路100的熱效率。脫氣瓶120可以是放氣閥、分離器、或如現(xiàn)有技術(shù)所已知的其他裝置。脫氣瓶120還可用作在需要時(shí)(例如，在服務(wù)事件期間)向回路100添加額外的流體的填充位置。
[0052]電池?zé)峄芈?00還可流經(jīng)電池充電器122，以主動(dòng)加熱或冷卻充電器122和充電組件。電池充電器122是如圖1所示的車輛20中的充電器76。
[0053]用于車輛的HVAC系統(tǒng)或者用于車輛乘客車廂的氣候控制系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)回路124被示出為具有與電池回路100共用的冷卻器118。當(dāng)然，空氣調(diào)節(jié)回路124可與電池回路100分離，或者可進(jìn)一步地與電池回路100整合，或者可具有其他系統(tǒng)架構(gòu)?？諝庹{(diào)節(jié)回路124可具有這樣的流體回路，該流體回路具有壓縮機(jī)126、冷凝器128、節(jié)氣門130和冷卻器118，以便為HVAC空氣返回系統(tǒng)132提供冷卻流體，從而為車廂通風(fēng)孔提供冷空氣?？諝鈴娘L(fēng)扇134流過(guò)冷凝器128。壓縮機(jī)126可以是如圖1所示的壓縮機(jī)66。
[0054]還提供了用于車廂HVAC系統(tǒng)132的加熱系統(tǒng)136。加熱回路136可與空氣調(diào)節(jié)回路124、電池?zé)峄芈?00整合在一起，或者可以是單獨(dú)的系統(tǒng)。加熱回路136可以是流體系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，加熱回路136具有加熱元件140，該加熱元件140加熱回路136中的流體，然后將暖流體提供給HVAC系統(tǒng)的換熱器132，這進(jìn)而加熱用于車廂的空氣。加熱系統(tǒng)可具有用于重新加熱車廂空氣的返回回路，并且還可具有新鮮空氣入口，以向車廂添加額外的外部空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，加熱元件140是PTC加熱器，并且可以是如圖1所示的加熱器64。
[0055]圖3示出了用于在車輛20充電的同時(shí)控制車輛20的車廂溫度和電池的流程圖。當(dāng)車輛20充電時(shí)，車輛20連接到充電站80，并可從充電站80接收功率。電池50具有充電溫度范圍以及操作溫度范圍。通常，電池50的低溫閾值在10攝氏度到零下40攝氏度的范圍內(nèi)。電池50的高溫閾值在30攝氏度到60攝氏度的范圍內(nèi)。
[0056]在操作溫度范圍內(nèi)，回路100不對(duì)電池50進(jìn)行熱管理。電池50的操作溫度范圍具有下限閾值，在該下限閾值處，電池50在熱回路100不提供主動(dòng)加熱或者電池50自身不進(jìn)行被動(dòng)加熱的情況下進(jìn)行操作。電池50的操作溫度范圍還具有上限閾值，在該上限閾值處，電池在熱回路100不提供冷卻的情況下進(jìn)行操作。
[0057]在充電溫度范圍內(nèi)，電池50可被充電至滿容量。電池50的充電溫度范圍具有下限目標(biāo)溫度或閾值，在該下限目標(biāo)溫度或閾值下，可在寒冷環(huán)境溫度下通過(guò)傳遞至車輛的正常操作性能來(lái)獲得充滿電的電池。電池50的充電溫度范圍具有上限目標(biāo)溫度或閾值，在該上限目標(biāo)溫度或閾值處，可在炎熱環(huán)境溫度下通過(guò)傳遞至車輛的正常操作性能來(lái)獲得充滿電的電池。
[0058]當(dāng)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)且電池溫度在操作溫度范圍之外時(shí)，車輛性能會(huì)由于電池50的化學(xué)性質(zhì)的變化而降低。在某些環(huán)境下，控制器26可能需要對(duì)適用于電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行下調(diào)估值(de-rate)(即，降低適用于電動(dòng)機(jī)的功率)，以線性地或非線性地推進(jìn)車輛，并且當(dāng)電池50的溫度在操作溫度范圍之外且車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使車輛以減小的功率設(shè)定值運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂破骺赏ㄟ^(guò)用戶界面60而提供用戶提示，以通知用戶可用功率受限的狀態(tài)。在進(jìn)一步的極限溫度下的其他環(huán)境下，推進(jìn)系統(tǒng)可能不具有足夠的功率來(lái)滿足以上所討論的有限的性能閾值，且電池50的功率可能不能提供足夠的功率來(lái)推進(jìn)車輛并操作氣候控制系統(tǒng)。
[0059]可測(cè)量環(huán)境溫度，以提供環(huán)境溫度范圍。例如，當(dāng)車輛20連接到充電器80時(shí)，控制器26可調(diào)節(jié)電池50或車廂，以準(zhǔn)備使車輛在環(huán)境范圍之外的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，或者當(dāng)在環(huán)境范圍之外的狀況下進(jìn)行充電時(shí)控制電池溫度。
[0060]當(dāng)車輛20連接到電池充電器80以獲得外部功率來(lái)對(duì)電池充電時(shí)，控制器26可優(yōu)先對(duì)電池進(jìn)行加熱或冷卻，以使電池在充電循環(huán)開(kāi)始之前處于充電溫度范圍極限內(nèi)，從而在充電之前保護(hù)電池。如必要時(shí)，在開(kāi)始充電循環(huán)之前，熱回路將加熱或冷卻電池?？刂破鬟€可在預(yù)期的或如用戶所指引的車輛使用中調(diào)節(jié)車廂溫度。
[0061]在車輛連接到充電器80的同時(shí)調(diào)節(jié)電池50的溫度可用于保護(hù)電池并保持電池壽命、允許電池接收全部可用的電荷而充電至最大荷電狀態(tài)以及當(dāng)車輛在與充電器和電源斷開(kāi)之后進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)提供高水平的車輛性能。
[0062]在車輛連接到充電器80的同時(shí)，可在存在寒冷環(huán)境溫度時(shí)將電池調(diào)節(jié)至暖溫度閾值(或者類似地，可在暖環(huán)境溫度時(shí)將電池調(diào)節(jié)至冷溫度閾值)，以提升車輛性能并增大可行駛里程。例如，當(dāng)電池50被調(diào)節(jié)至其操作溫度范圍的上限附近的暖溫度時(shí)，如果車輛稍后在處于寒冷環(huán)境溫度下的目的地泊車，則將需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)使電池冷卻至低于操作溫度下限。
[0063]當(dāng)環(huán)境溫度處于環(huán)境溫度范圍之外時(shí)，基于環(huán)境對(duì)電池溫度的額外的熱效應(yīng)，將極有可能需要對(duì)電池50進(jìn)行加熱或冷卻。如果在充電期間不對(duì)電池進(jìn)行調(diào)節(jié)，則當(dāng)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能需要使用來(lái)自電池的電能來(lái)冷卻或加熱電池。通過(guò)調(diào)節(jié)電池，用于在行程開(kāi)始時(shí)加熱或冷卻電池的電能來(lái)源于充電器80，那么在車輛行駛的同時(shí)便需要更少的來(lái)自電池50自身的電能來(lái)熱調(diào)節(jié)電池溫度。
[0064]例如，在溫暖的天氣，當(dāng)環(huán)境溫度高于環(huán)境溫度范圍的上限閾值時(shí)，在車輛20在充電的同時(shí)控制器將命令熱回路100將電池50冷卻至預(yù)定溫度，該預(yù)定溫度可大約在電池的下限操作溫度閾值處或附近。在寒冷的天氣，當(dāng)環(huán)境溫度低于環(huán)境溫度范圍的下限閾值溫度時(shí)，在車輛在充電的同時(shí)控制器將命令熱回路100將電池50加熱至預(yù)定溫度，該預(yù)定溫度可大約在電池的上限操作溫度閾值處或附近。這個(gè)過(guò)程可稱為調(diào)節(jié)電池或預(yù)調(diào)節(jié)電池。在某些實(shí)施例中，在預(yù)期到一旦車輛開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境便對(duì)電池施加熱效應(yīng)的情況下，在充電調(diào)節(jié)過(guò)程期間，可稍微地將電池加熱或冷卻至其正常操作溫度范圍之外。
[0065]在車輛在充電的同時(shí)調(diào)節(jié)電池溫度，由于電池的化學(xué)性質(zhì)，而允許更大量的電能儲(chǔ)存在電池中。在車輛充電的同時(shí)將電池調(diào)節(jié)至指定的溫度使得車輛隨后在運(yùn)轉(zhuǎn)期間將產(chǎn)生更高的能量效率，這是由于需要更少的電池電能來(lái)熱管理電池，且更多的電池電能用來(lái)進(jìn)行推進(jìn)，從而延長(zhǎng)車輛可行駛里程。在車輛充電的同時(shí)將車廂調(diào)節(jié)至指定溫度也使得車輛隨后在運(yùn)轉(zhuǎn)期間將產(chǎn)生更高的能量效率，這是由于需要更少的電池電能來(lái)加熱或冷卻車廂，且更多的電池電能可用來(lái)推進(jìn)車輛，還延長(zhǎng)車輛可行駛里程，并且為用戶提供改善的舒適程度。
[0066]因此，利用由充電器提供的外部功率來(lái)調(diào)節(jié)電池和車廂的溫度彌補(bǔ)了隨后當(dāng)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)且儲(chǔ)存在電池中的可用電能受限時(shí)可能需要用于加熱或冷卻電池或車廂的電池功率?？刂破骰诳捎玫妮斎腚姾伞㈦姵貭顟B(tài)、環(huán)境溫度、已知的啟程時(shí)間、其他的用戶輸入以及各種其他因素而在多種功能之間進(jìn)行仲裁。
[0067]在圖3中示出了用于車輛20的熱管理的總體控制算法200?？刂破?6在框202處開(kāi)始該算法。在框204處，控制器26確定例如在車輛停車事件之后車輛20是否連接到充電器和電源80。然后，在框206處，算法200確定用戶是否已經(jīng)請(qǐng)求在車輛正充電時(shí)進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)請(qǐng)求可包括用戶為了進(jìn)行調(diào)節(jié)而發(fā)起的請(qǐng)求(例如，用戶輸入的與電池充電、電池溫度調(diào)節(jié)和車廂溫度調(diào)節(jié)有關(guān)的請(qǐng)求)?？稍诖鎯?chǔ)在控制器26中的用戶簡(jiǎn)檔(profile)中、在遠(yuǎn)程位置界面處等通過(guò)用戶界面60、用戶界面82進(jìn)行這種請(qǐng)求206。調(diào)節(jié)請(qǐng)求206和用戶簡(jiǎn)檔可存儲(chǔ)在控制器易于訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中以重復(fù)使用。可選地，在車輛停車時(shí)或在車輛20連接到充電器80時(shí)，調(diào)節(jié)請(qǐng)求可以是一次性請(qǐng)求。車輛20可具有存儲(chǔ)在控制器26的存儲(chǔ)器中的預(yù)先設(shè)置的一個(gè)以上的用戶簡(jiǎn)檔。此外，為了方便用戶選擇，每個(gè)用戶簡(jiǎn)檔可存儲(chǔ)有多個(gè)充電簡(jiǎn)檔和預(yù)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)檔。例如，控制器26可檢測(cè)車輛的位置，并在基于位置的用戶簡(jiǎn)檔(例如，家庭簡(jiǎn)檔、工作簡(jiǎn)檔等)中選擇充電簡(jiǎn)檔。
[0068]如果在框206處用戶未請(qǐng)求調(diào)節(jié)，則算法200前進(jìn)至框208。在框208處，控制器26和充電器80在車輛20的正常或一般的充電操作下對(duì)電池50充電。如果用戶已經(jīng)請(qǐng)求調(diào)節(jié)，則算法200前進(jìn)至框210，在該框210處，算法200從用戶獲得任何的充電輸入和調(diào)節(jié)輸入。
[0069]在框210處，算法200可訪問(wèn)用戶簡(jiǎn)檔，以在當(dāng)前充電循環(huán)下或者基于早先時(shí)候的輸入而從用戶獲得輸入。用戶可使用用戶界面60、82中的一個(gè)或其他的輸入系統(tǒng)來(lái)輸入充電參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)。用戶界面60、82可包括針對(duì)用戶的用于選擇車輛20的充電選項(xiàng)和調(diào)節(jié)選項(xiàng)的多個(gè)提示或輸入。這些提示或輸入可通過(guò)創(chuàng)建被車輛20或充電站80訪問(wèn)的基于網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)檔等，而經(jīng)由用戶界面60、82上的觸摸屏或其他輸入而被選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可使用個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)裝置等遠(yuǎn)程地選擇針對(duì)用戶簡(jiǎn)檔的輸入。算法200可經(jīng)由用戶界面60、82包括一系列屏幕，以提示用戶選擇用于算法200的各種用戶控制輸入。
[0070]例如，在框210處，控制器26可接收與下一行程212的期望的啟程時(shí)間相關(guān)的用戶簡(jiǎn)檔輸入，以確定車輛將連接到充電站80所花費(fèi)的時(shí)間的長(zhǎng)度。在框210處，控制器還可接收與下一行程214的期望的持續(xù)時(shí)間或行程長(zhǎng)度相關(guān)的用戶簡(jiǎn)檔輸入(其中，該期望的持續(xù)時(shí)間或行程長(zhǎng)度可提供與完成下一行程的電荷量有關(guān)的信息)。在框210處，控制器26可接收與框216處的行程類型相關(guān)的用戶簡(jiǎn)檔輸入?？蓪?duì)框216處的行程類型進(jìn)行歸類，并且該行程類型可包括快速行程、差事行程、工作行程等?？?16處的這些不同的行程類型已經(jīng)對(duì)與它們相關(guān)聯(lián)的預(yù)測(cè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行了概括或估計(jì)，并且這些不同的行程類型還可包括車輛20的預(yù)測(cè)性的運(yùn)轉(zhuǎn)信息，例如，針對(duì)差事行程的多個(gè)短的駕駛循環(huán)，以及針對(duì)上下班工作行程的設(shè)定的持續(xù)時(shí)間或時(shí)間長(zhǎng)度的兩個(gè)駕駛循環(huán)?？?16處的行程類型還可包括諸如城市駕駛循環(huán)、高速公路駕駛循環(huán)等種類。
[0071]在框210處，控制器26還可接收用于車廂調(diào)節(jié)218的用戶簡(jiǎn)檔輸入，從而使得當(dāng)車輛20按計(jì)劃地與充電器80斷開(kāi)并進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)車輛的乘客車廂的溫度處于用戶期望的溫度或者處于期望的溫度范圍內(nèi)。通過(guò)在充電時(shí)調(diào)節(jié)車廂溫度，使得在行程中針對(duì)車廂HVAC用途消耗更少的電池電能。例如，在高環(huán)境溫度的天氣下，車廂溫度可能會(huì)達(dá)到90華氏度。通過(guò)在車輛20在充電的同時(shí)將車廂預(yù)調(diào)節(jié)到例如70華氏度，在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電池電能將僅用于大體上保持車廂溫度。如果未調(diào)節(jié)車廂溫度，那么在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)電池功率會(huì)用于將車廂從90華氏度冷卻到70華氏度，因而降低了適用于推進(jìn)車輛的電池電能。在框218處，用戶可提供用于將車廂冷卻至預(yù)定溫度或溫度范圍的輸入，或者可選地，可提供用于將車廂加熱至預(yù)定溫度或溫度范圍的輸入。
[0072]在框220處，控制器26還可接收與用戶的駕駛風(fēng)格相關(guān)的用戶簡(jiǎn)檔輸入。例如，用戶可選擇駕駛風(fēng)格，例如，與基本上較低的燃料經(jīng)濟(jì)性相關(guān)聯(lián)的激進(jìn)性駕駛風(fēng)格，或者高度節(jié)能的并與增大的燃料經(jīng)濟(jì)性相關(guān)聯(lián)的可持續(xù)性駕駛風(fēng)格。
[0073]在框210處，控制器26可接收與框222處的成本設(shè)定相關(guān)聯(lián)的用戶簡(jiǎn)檔輸入，例如，現(xiàn)在進(jìn)行充電還是在需要時(shí)進(jìn)行充電，以使充電成本最小化。例如，如果在框222處用戶選擇現(xiàn)在進(jìn)行充電，則充電器80可以以針對(duì)電池50的最高的實(shí)際或允許的充電速率對(duì)電池50充電并持續(xù)車輛20被充電至電池50滿荷電的時(shí)間，以使存儲(chǔ)在電池中的電能最大化，而不考慮成本。如果在框222處用戶選擇最小化的成本并且電力成本在每千瓦小時(shí)的基礎(chǔ)上是低的，那么充電器80可以以針對(duì)電池50的最高的實(shí)際或允許的充電速率對(duì)電池50充電并持續(xù)車輛20被充電至電池50滿荷電的時(shí)間，以在低成本的情況下使存儲(chǔ)在電池中的電能最大化。如果在框222處用戶選擇最小化的成本并且電力成本在每千瓦小時(shí)的基礎(chǔ)上是高的，那么充電器80可僅將電池50充電至滿足下一行程或駕駛循環(huán)所需要的車輛能量的量，以使用戶的充電成本降低或最小化。如果電力成本在每千瓦小時(shí)的基礎(chǔ)上處于中等價(jià)格范圍內(nèi)，則控制器26可進(jìn)行仲裁，以在至少將電池50充電至下一行程或駕駛循環(huán)所需要的電荷量的同時(shí)確定用戶的充電成本值。
[0074]算法200從框210處的獲取用戶簡(jiǎn)檔或用戶輸入前進(jìn)至框224處的獲取能量數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，車輛20的控制器26或充電站80可與外部能量供應(yīng)裝置或其他設(shè)施通信，以獲取能量信息或使能量信息同步。在框226處，控制器26可獲取與隨時(shí)間推移的各等級(jí)電網(wǎng)(即，變壓器站處的電網(wǎng)，檢修位置處的電網(wǎng)等)的電負(fù)荷調(diào)度(schedule)相關(guān)的信息。在框228處，控制器26可獲取與隨時(shí)間推移的電費(fèi)率(electric rate) (S卩，在各段時(shí)間和各種天氣下每千瓦小時(shí)的成本)相關(guān)的信息。這種能量信息224允許確定:外部電力系統(tǒng)(即，電網(wǎng))的負(fù)荷和充電成本何時(shí)將是高的或低的。
[0075]然后，算法200前進(jìn)至框230，并獲取氣象數(shù)據(jù)。用于車輛20的控制器26或者用于充電站80的控制器可與氣象服務(wù)、氣象站或其他外部服務(wù)通信，以獲取氣象信息或使氣象信息同步。在框232處，控制器可在車輛20將要連接到充電站的時(shí)間期間獲取用于預(yù)測(cè)外部環(huán)境溫度的充電環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。在框234處，控制器可在車輛將要進(jìn)行下一預(yù)計(jì)的行程或駕駛循環(huán)的時(shí)間期間獲取用于預(yù)測(cè)外部環(huán)境溫度的操作環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。在框236處，控制器還可通過(guò)氣象服務(wù)或使用位于車輛20或充電站80上的溫度傳感器來(lái)確定當(dāng)前的外部環(huán)境溫度。
[0076]然后，在框238處，算法200例如從BECM52獲取與電池50的狀態(tài)相關(guān)的信息?？色@取多種電池狀態(tài)，包括:框240處的電池50的目標(biāo)S0C、框242處的基于當(dāng)前SOC需要對(duì)電池50充電的能量、框244處的電池50的調(diào)節(jié)溫度以及框245處的電池50的當(dāng)前溫度。在框245處，利用各個(gè)電池單元104中的溫度傳感器108來(lái)測(cè)量電池50的溫度，或者可選地，可估計(jì)電池50的溫度?？刂破?6可對(duì)所測(cè)量到的所有的單元104的溫度取平均值，以獲得電池的平均溫度?？蛇x地，當(dāng)控制器26所測(cè)量的環(huán)境溫度處于環(huán)境溫度范圍之外時(shí)，控制器26可使用最大限制的單元104的溫度。例如，如果環(huán)境溫度低于環(huán)境溫度范圍，則控制器26可使用電池50中的最冷單元104的溫度作為電池50的總體溫度。相反地，如果環(huán)境溫度高于環(huán)境溫度范圍，則控制器26可使用電池50中的最熱單元104的溫度作為電池50的總體溫度。
[0077]在框244處，所述調(diào)節(jié)溫度是電池50的這樣一種溫度，所述溫度可被熱控制，以在對(duì)電池充電和/或預(yù)加熱或預(yù)冷卻電池的同時(shí)增大電池的可用電能容量，從而準(zhǔn)備進(jìn)行下一行程。通過(guò)在充電的同時(shí)調(diào)節(jié)電池50的溫度，隨后在行程中將會(huì)消耗較少的用于將電池50的溫度調(diào)節(jié)至其操作溫度范圍內(nèi)的電池電能。
[0078]然后，在框246處，算法200通過(guò)對(duì)框210處的用戶簡(jiǎn)檔信息、框224處的能量信息、框230處的氣象信息以及框238處的電池狀態(tài)信息進(jìn)行仲裁，來(lái)確定充電簡(jiǎn)檔。框246處的充電簡(jiǎn)檔包含這樣的信息，即，該信息用于在如何對(duì)電池50充電以及何時(shí)對(duì)電池50充電、如何調(diào)節(jié)電池50的溫度以及何時(shí)調(diào)節(jié)電池50的溫度和/或如何調(diào)節(jié)車廂溫度以及何時(shí)調(diào)節(jié)車廂溫度方面控制充電過(guò)程?？刂破?6確定開(kāi)始對(duì)電池充電的時(shí)間以及開(kāi)始調(diào)節(jié)電池和/或車廂的溫度的時(shí)間，以達(dá)到被補(bǔ)償了溫度的期望的荷電狀態(tài)、電池的目標(biāo)調(diào)節(jié)溫度以及車廂的目標(biāo)調(diào)節(jié)溫度。開(kāi)始充電的時(shí)間可另外地基于對(duì)車輛充電的最小化電成本。期望的SOC可以是直到并包括電池50的滿荷電的任何目標(biāo)值。
[0079]然后，算法200前進(jìn)至框248，在框248處，控制器26執(zhí)行如框246處所確定的充電簡(jiǎn)檔，以對(duì)電池充電、調(diào)節(jié)電池的溫度和/或調(diào)節(jié)車廂的溫度?？刂破?6執(zhí)行充電簡(jiǎn)檔，直到車輛在所計(jì)劃或確定的時(shí)間處斷開(kāi)充電為止。然后，在框250處，算法200結(jié)束。
[0080]如果車輛20保持在充電的時(shí)間長(zhǎng)于起初計(jì)劃或估計(jì)的時(shí)間，則控制器26可保持電池溫度和/或車廂溫度持續(xù)一段時(shí)間，以在車輛20的預(yù)期使用中保持各自的溫度。如果車輛20在計(jì)劃的行程時(shí)間之后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)未斷開(kāi)充電，則控制器26可結(jié)束執(zhí)行充電簡(jiǎn)檔以節(jié)約能量，或者可選地，控制器26可向用戶發(fā)送信息以請(qǐng)求授權(quán)進(jìn)行這種動(dòng)作。如果車輛20在比計(jì)劃或估計(jì)的時(shí)間早的時(shí)間處便斷開(kāi)充電，則用戶將接收到具有在那時(shí)存在的電池荷電水平、電池溫度和車廂溫度的車輛20。
[0081]用戶可在充電循環(huán)期間的任何點(diǎn)處修改框210處的用戶簡(jiǎn)檔。如果用戶確實(shí)修改了框210處的用戶簡(jiǎn)檔，例如，修改了不同的計(jì)劃啟程時(shí)間、車廂溫度請(qǐng)求、行程類型等，則算法200將返回至框206處的用戶請(qǐng)求預(yù)調(diào)節(jié)，并如上所述重新計(jì)算充電簡(jiǎn)檔，以滿足新的用戶請(qǐng)求。此外，在某些實(shí)施例中，由于顯著的氣象變化或充電簡(jiǎn)檔輸入的其他變化，可在充電循環(huán)期間重新計(jì)算并調(diào)節(jié)充電簡(jiǎn)檔。如果在充電循環(huán)期間用戶取消了所請(qǐng)求的預(yù)調(diào)節(jié)，則算法200返回至框206，然后前進(jìn)至框208，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電操作。
[0082]各個(gè)實(shí)施例具有相關(guān)聯(lián)的非限制性優(yōu)點(diǎn)。例如，在車輛連接到外部電源或充電器的同時(shí)，用戶可輸入如何對(duì)電動(dòng)車輛充電和/或如何調(diào)節(jié)電動(dòng)車輛以進(jìn)行使用，這種調(diào)節(jié)包括電池調(diào)節(jié)和車廂調(diào)節(jié)。多個(gè)用戶輸入可包括啟程時(shí)間、行程信息、期望的車廂溫度、駕駛風(fēng)格、用戶選擇的充電成本等?？刂破骺色@取電池狀態(tài)輸入，例如，當(dāng)前的荷電狀態(tài)、當(dāng)前的溫度等。還可利用氣象信息(例如，通過(guò)預(yù)報(bào)而獲得的預(yù)測(cè)溫度)來(lái)進(jìn)一步地裁定充電和調(diào)節(jié)。還可獲取與外部電費(fèi)率成本和負(fù)荷相關(guān)的信息，以進(jìn)一步地裁定充電過(guò)程。算法使用用戶輸入和其他信息輸入，以建立用于車輛的充電簡(jiǎn)檔，所述充電簡(jiǎn)檔包括在車輛計(jì)劃地?cái)嚅_(kāi)充電時(shí)電池的荷電狀態(tài)、電池的目標(biāo)溫度和車廂的目標(biāo)溫度。通過(guò)根據(jù)充電簡(jiǎn)檔對(duì)車輛充電并調(diào)節(jié)車輛，在使成本最小化的同時(shí)將車輛預(yù)備至用戶所請(qǐng)求的荷電狀態(tài)。將車廂預(yù)備至用戶所請(qǐng)求的溫度。將電池溫度調(diào)節(jié)至允許電池被充電至目標(biāo)荷電狀態(tài)的溫度，并考量稍后在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)由于高或低的環(huán)境溫度所導(dǎo)致的熱負(fù)荷。由于更少的電池電能用來(lái)進(jìn)行電池的熱管理且更多的電池電能可用于推進(jìn)車輛，所以對(duì)電池溫度的調(diào)節(jié)可增大車輛在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量效率。
[0083]雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)為描述性詞語(yǔ)而非限定，并且應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進(jìn)行各種改變。此外，可組合多個(gè)實(shí)施的實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。雖然一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例已經(jīng)描述為提供優(yōu)點(diǎn)或在一個(gè)或多個(gè)期望特性方面優(yōu)于其它實(shí)施例，但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將明白，可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)特性進(jìn)行折衷以實(shí)現(xiàn)期望的系統(tǒng)屬性，該屬性取決于具體的應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性包括但不限于:成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維修性、重量、可制造性、裝配的便利性等。因此，被描述為在一個(gè)或多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例的任何實(shí)施例并不在所要求保護(hù)的主題的范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在電動(dòng)車輛連接到外部電源時(shí)控制電動(dòng)車輛的方法，所述方法包括: 根據(jù)基于用戶發(fā)起的用于車輛調(diào)節(jié)的請(qǐng)求的充電簡(jiǎn)檔，將牽引電池充電至目標(biāo)荷電狀態(tài)，并且將電池調(diào)節(jié)至目標(biāo)電池溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括:根據(jù)基于用戶發(fā)起的用于車輛調(diào)節(jié)的請(qǐng)求的充電簡(jiǎn)檔，將車廂調(diào)節(jié)至目標(biāo)車廂溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，充電簡(jiǎn)檔提供開(kāi)始對(duì)電池充電、開(kāi)始調(diào)節(jié)電池和開(kāi)始調(diào)節(jié)車廂的至少一個(gè)計(jì)劃時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括:接收預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔， 其中，充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)電池溫度和目標(biāo)車廂溫度進(jìn)一步基于所述預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔表示在預(yù)測(cè)到車輛連接到外部電源時(shí)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)測(cè)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔表示在預(yù)測(cè)到車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的環(huán)境溫度簡(jiǎn)檔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括:接收外部電費(fèi)率， 其中，充電簡(jiǎn)檔的目標(biāo)荷電狀態(tài)進(jìn)一步基于外部電費(fèi)率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，充電簡(jiǎn)檔包括基于充電成本何時(shí)開(kāi)始對(duì)電池充電以及何時(shí)開(kāi)始調(diào)節(jié)電池的調(diào)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括:從電池控制模塊獲取電池狀態(tài)數(shù)據(jù)， 其中，充電輪廓的電池荷電狀態(tài)和目標(biāo)電池溫度進(jìn)一步基于電池狀態(tài)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，電池狀態(tài)數(shù)據(jù)包括當(dāng)前的電池荷電狀態(tài)和目標(biāo)電池荷電狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK104044479SQ201410092291
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】金伯利·金, 尼爾·羅伯特·布魯斯, 詹姆士·勞倫斯·斯沃以熙, 杰弗里·R·格蘭姆斯, 約翰·保羅·吉比尤 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司