本發(fā)明涉及一種用于電動車輛的系統(tǒng)和方法。車輛系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)適用于在確定目前駕駛條件下無法到達預(yù)定目的地的情況下提供個性化行程范圍保護。

背景技術(shù)：

減少汽車燃料消耗和排放的必要性是眾所周知的。因此，人們正在開發(fā)可以降低或完全消除對內(nèi)燃發(fā)動機的依賴的車輛。電動車輛便是目前為此目的而開發(fā)的一種類型的車輛。在一般情況下，電動車輛與傳統(tǒng)的機動車輛不同，因為它們選擇性地由一個或多個電池供電的電機驅(qū)動。常規(guī)的機動車輛，相比之下，完全依靠內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動車輛。

高電壓電池組通常為電機和電動車輛的其它電力負載供電。配置了充滿電的電池組的電動車輛的標稱行程范圍一般是基于平均駕駛者的駕駛習慣估算得到的。然而，具有相同的電池的電荷水平和在相同的環(huán)境條件下運行的車輛可能會因為駕駛員不同的駕駛習慣而得到不同的行程范圍。因此，駕駛員不能總是根據(jù)標稱行程范圍估算而假設(shè)所需目的地可到達。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一示例性方面的方法包括，除其他方面外，如果在目前駕駛條件下不能到達所需目的地，則控制車輛系統(tǒng)使電動車輛的行程范圍估算精確化。該控制步驟包括：警告駕駛員關(guān)于基于駕駛員的駕駛習慣的行程范圍，指導駕駛員改變駕駛習慣，以及調(diào)整至少一個車輛子系統(tǒng)的運行。

在上述方法的另一非限制性實施例中，車輛系統(tǒng)包括配置為執(zhí)行控制步驟的控制模塊。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，精確化的行程范圍估算基于電池信息、駕駛員信息和車載通訊系統(tǒng)(telematics)信息的組合。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，電池信息至少包括電池可用電量、電池荷電狀態(tài)、電池功率容量、以及電池熱狀態(tài)。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，駕駛員信息至少包括駕駛習慣和駕駛員的駕駛員偏好。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，車載通訊系統(tǒng)信息至少包括交通狀況、天氣狀況、和道路狀況。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，警告步驟和指導步驟包括向駕駛員發(fā)出視覺或聽覺輸出。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，調(diào)節(jié)步驟包括減少與至少一個車輛子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的輔助電力用量。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，調(diào)節(jié)步驟包括自動降低電動車輛的行駛速度。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，調(diào)節(jié)步驟包括自動最大化再生制動。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，步驟包括：在計算出精確化的行程范圍估算后，確定基于精確化的行程范圍估算能否到達所需目的地。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，步驟包括如果基于精確化的行程范圍估算不能到達所需目的地，則重新規(guī)劃電動車輛的路線到附近的充電站。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，指導步驟僅在手動打開時執(zhí)行。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，該方法包括在執(zhí)行控制步驟之前選擇所需目的地。

在任一前述方法的另一非限制性實施例中，該方法包括在執(zhí)行控制步驟之前收集電池信息、駕駛信息和車載通訊系統(tǒng)信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性方面的車輛系統(tǒng)，包括，除其他方面外，高電壓電池組；由高壓電池組選擇性地供電的車輛子系統(tǒng)；以及控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為警告駕駛員關(guān)于基于駕駛員的駕駛習慣的行程范圍，以及如果在目前駕駛條件下不能到達所需目的地則調(diào)整車輛子系統(tǒng)的運行。

在前述車輛系統(tǒng)的另一非限制性的實施例中，控制系統(tǒng)被配置為指導駕駛員改變駕駛習慣。

在任一前述的車輛系統(tǒng)的另一非限制性的實施例中，控制系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)。

在任一前述車輛系統(tǒng)的另一非限制性的實施例中，控制系統(tǒng)被配置為接收來自高電壓電池組的電池信息和來自導航系統(tǒng)的導航信息。

在任一前述車輛系統(tǒng)的另一非限制性的實施例中，控制系統(tǒng)被配置為接收駕駛員信息和車載通訊系統(tǒng)信息。

前述段落的實施例、示例和替代方案，權(quán)利要求書，或下面的說明書和附圖，包括任何它們各個方面或各自獨立特征，都可以獨立地或以任何方式組合地使用。在一個實施例中描述的特征也適用于所有實施例，除非這些特征是不相容的。

從下面的具體實施方式中可以看出，本發(fā)明的各種特點和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。伴隨具體實施方式的附圖可簡要描述如下。

附圖說明

圖1示意性示出了電動車輛的動力傳動系統(tǒng)；

圖2示出了電動車輛的車輛系統(tǒng)；

圖3示出了圖2車輛系統(tǒng)的用戶界面；

圖4示意性示出了用于控制電動車輛的車輛系統(tǒng)的控制策略。示例性控制策略提供了適合于駕駛員的特定的駕駛習慣從而在可用電量不能到達所需目的地時幫助駕駛員到達所需目的地或引導駕駛員到達附近的充電站的個性化行程范圍保護。

具體實施方式

本發(fā)明公開的內(nèi)容描述了以根據(jù)駕駛員的特定駕駛習慣個性化定制的方式來最大化電動車輛的行程范圍的車輛系統(tǒng)和方法。示例性方法包括：控制電動車輛的電池管理系統(tǒng)，從而為駕駛員提供個性化行程范圍保護。個性化行程范圍保護策略可以包括，但不限于，警告駕駛員關(guān)于基于駕駛員的駕駛習慣的行程范圍，指導駕駛員改變他/她的駕駛習慣，并且如果在目前駕駛條件下不能到達所需目的地，則調(diào)整至少一個車輛子系統(tǒng)的運行。還預(yù)期一種用于執(zhí)行個性化行程范圍保護策略的車輛系統(tǒng)。這些和其它特征在該具體實施方式的下面的段落中進行更詳細地討論。

圖1示意性示出了電動車輛12的動力傳動系統(tǒng)10。雖然被描述為電池電動車輛(BEV)，但是應(yīng)該理解的是，這里描述的概念不局限于BEV并可以擴展至其他電動車輛，包括但不限于，插電式混合動力電動車輛(PHEV’s)，或燃料電池混合動力車輛。

在一個非限制性的實施例中，電動車輛12是僅由電力——例如由電機14——推進的純電動車輛，而沒有由內(nèi)燃發(fā)動機的輔助。電機14可以作為電動機，發(fā)電機，或兩者運轉(zhuǎn)。電機14接收電力，并提供轉(zhuǎn)動輸出功率。電機14可以連接到變速箱16，變速箱16通過一預(yù)定的齒輪比來調(diào)整電機14的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。變速箱16由輸出軸20連接到一組驅(qū)動輪18上。高電壓總線22通過逆變器26將電機14電連接到電池組24上。電機14，齒輪箱16和逆變器26可以共同地被稱為一傳動裝置28。

電池組24是示例性的電動車輛電池。電池組24可以是高電壓牽引電池組，其包括多個能夠輸出電力以操作電動車輛12的電機14和/或其它電力負載的電池組件25(即，電池陣列或電池單元的集群)。其它類型的能量存儲設(shè)備和/或輸出設(shè)備也可用來為電動車輛12供電。

電動車輛12還可以包括用于給電池組24的能量存儲設(shè)備充電的充電器30。電連接器32將充電器30連接到外部電源(未示出)以接收電力。充電器30可以配備有用于將從外部電源接收的交流(AC)電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力來對電池組24的能量存儲設(shè)備充電的電力電子設(shè)備。充電器30還可以適配來自外部電源的一個或多個常規(guī)的電壓源(例如，110伏，220伏等)。

在圖1所示的動力傳動系統(tǒng)10是高度示意性的，并非意在限制本發(fā)明公開內(nèi)容。各種額外的部件可以替代或附加地在動力傳動系統(tǒng)10中使用。

圖2是可在車輛如圖1的電動車輛12中使用的車輛系統(tǒng)56的高度示意性的描述。車輛系統(tǒng)56適合于以根據(jù)駕駛員的特定駕駛習慣個性化定制的方式來提升給定電池電量的行程范圍估算的精確度。換句話說，車輛系統(tǒng)56提供了一種個性化行程范圍保護策略。車輛系統(tǒng)56輔助駕駛員到達所需目的地，或在不能夠到達所需目的地時到達最接近的可用的充電站，以避免被擱淺在道路上。

在一個非限制性的實施例中，示例性車輛系統(tǒng)56包括高電壓電池組24和用于監(jiān)測和控制高電壓電池組24和其他車輛子系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)60。高電壓電池組24可以包括一個或多個電池組件，其中每個電池組件含有多個電池單元或其他能量存儲設(shè)備。高電壓電池組24的電池單元存儲可以用于為存在于電動車輛上的各種負載供電的電能。這些負載可包括各種高電壓負載(例如，電機等)或各種低電壓負載(例如，照明系統(tǒng)，低電壓電池，邏輯電路，等等)。

車輛子系統(tǒng)76也可通過高電壓電池組24供電，并且可包括高電壓負載，低電壓負載，或兩者。示例性的車輛子系統(tǒng)76包括暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)等。在本發(fā)明公開范圍內(nèi)也可以預(yù)期其它車輛子系統(tǒng)。

電池管理系統(tǒng)60被配置為監(jiān)測和控制高電壓電池組24的運行。例如，電池管理系統(tǒng)60可管理高電壓電池組24的可用電量和荷電狀態(tài)(SOC)，管理高電壓電池組24的功率容量以滿足駕駛性能的要求，并對高電壓電池組24進行熱管理，使得它的全部容量可以安全地被利用。在另一個非限制性實施例中，電池管理系統(tǒng)60可操作為基于可用電量水平，駕駛習慣，環(huán)境狀況等來估算電動車輛的行程范圍。前述內(nèi)容僅是電池管理系統(tǒng)60的許多功能的非限制性的示例。

電池管理系統(tǒng)60可以是控制系統(tǒng)58的一部分?？刂葡到y(tǒng)58可以是整個車輛控制單元的一部分，車輛控制單元可以是諸如車輛系統(tǒng)控制器(VSC)或可替換地與VSC分開的獨立控制單元。在一個非限制性的實施例中，控制系統(tǒng)58包括用于與車輛系統(tǒng)56的各個部件進行交互和命令其運行的可執(zhí)行指令。控制系統(tǒng)58可包括用于與車輛系統(tǒng)56的各個部件進行交互的多個輸入和輸出。在一個非限制性實施例中，控制系統(tǒng)58的電池管理系統(tǒng)60包括處理單元62和用于執(zhí)行車輛系統(tǒng)56的各種控制策略和模式的非易失性存儲器64。

在另一個非限制性實施例中，控制系統(tǒng)58適用于監(jiān)測至少來自高電壓電池組24的電池信息80，來自導航系統(tǒng)78(例如，全球定位系統(tǒng)(GPS))的導航信息92，車載通訊系統(tǒng)信息84和駕駛員信息86來提供為駕駛員個性化定制的精確化的行程范圍估算。通過控制系統(tǒng)58收集并監(jiān)測得到的電池信息80可以包括電池可用電量，電池荷電狀態(tài)SOC，電池功率容量，電池熱狀態(tài)等。通過控制系統(tǒng)58收集并監(jiān)測得到的導航信息可包括各種路線和目的地信息。

通過控制系統(tǒng)58收集并監(jiān)測得到的車載通訊系統(tǒng)信息可以包括交通狀況，天氣狀況，道路狀況(例如，坡度，曲率，地勢，海拔等)，路段狀況(例如，道路等級，速度限制，海拔高度，風阻力，濕度等)和位置信息(例如，充電站的位置和與主車輛的距離，充電站到所需目的地的距離等等)。車載通訊系統(tǒng)信息可以地理信息系統(tǒng)或從電動車輛的駕駛員或乘客的移動設(shè)備來獲得。

通過控制系統(tǒng)58收集并監(jiān)測得到的駕駛員信息可以包括駕駛習慣，行為或攻擊性(aggressiveness)(例如加速攻擊性，制動激進性等)，駕駛模式，最喜愛或常用的路線，駕駛偏好(例如氣候控制偏好等)。駕駛員信息可以通過分析駕駛員的駕駛行為，路線和偏好來獲得。在一個非限制性的實施例中，駕駛員信息經(jīng)由配置為將駕駛員信息存儲在車輛存儲器如控制系統(tǒng)的非易失性存儲器64中的智能鑰匙或其它智能設(shè)備而連接到車輛系統(tǒng)56上。駕駛員可以通過使用車輛系統(tǒng)56的用戶界面(參見部件66)來訪問駕駛員信息。

通過控制系統(tǒng)58收集并監(jiān)測得到的前述信息列表不旨在提供詳盡的清單或以任何方式限制本發(fā)明公開的內(nèi)容。其它通過控制系統(tǒng)58收集和監(jiān)測得到的信息在生成根據(jù)駕駛員的駕駛習慣和其他環(huán)境因素個性化定制的精確化的行程范圍估算時也可以考慮。

在另一個非限制性實施例中，車輛系統(tǒng)56包括用于向駕駛員或乘客傳送信息或從駕駛員或其他乘客接收信息的用戶界面66。用戶界面66可以向駕駛員或其他乘客提供視覺輸出，聽覺輸出或兩者。在一個非限制性的實施例中，用戶界面66位于電動車輛的客艙68內(nèi)以便提供選擇各種車輛操作設(shè)置的能力。

圖3示出了用戶界面66的一個非限制性實施例。用戶界面66可包括用戶輸入70和顯示器72。用戶輸入70可包括各種致動器，選擇器，旋鈕，開關(guān)，觸摸屏，或諸如此類用于輸入駕駛員偏好的設(shè)備。在一個非限制性的實施例中，用戶輸入70包括可致動為選擇所需駕駛模式，所需駕駛員偏好，或其他信息的按鈕74。

顯示器72被配置為向電動車輛的駕駛員或其他乘客提供各種視覺或聽覺輸出。例如，顯示器72可以顯示可用電池荷電狀態(tài)SOC的大小，行程范圍警告，行程范圍估算，實時指導指令(即關(guān)于駕駛員如何以特定的方式駕駛車輛到達可行范圍內(nèi)的目的地的指令)，路線和其他GPS信息，車載通訊系統(tǒng)信息等。這些都是旨在可以經(jīng)由顯示72被輸出給駕駛員的多種信息的非限制性示例。

圖4——繼續(xù)參考圖1-3——示意地示出了用于控制電動車輛12的車輛系統(tǒng)56的控制策略100。例如，可以執(zhí)行控制策略100從而以平衡電池使用和可用的電池SOC以在高電壓電池組24電量耗盡之前到達所需目的地的方式來動態(tài)提供個性化行程范圍保護。在一個非限制性的實施方案中，控制系統(tǒng)58的電池管理系統(tǒng)60被編程有執(zhí)行控制策略100或任何其它控制策略的一個或多個算法。在另一非限制性實施例中，控制策略100作為可執(zhí)行指令被存儲在電池管理系統(tǒng)60的非易失性存儲器64中。

控制策略100可在框102響應(yīng)于車輛點火開關(guān)接通/行駛條件而開始。在一個非限制性實施例中，點火開關(guān)接通/行駛條件響應(yīng)于駕駛員啟動電動車輛12來開始行駛周期而發(fā)生。

控制策略100接著在框104確定電動車輛12是否配備有車載導航系統(tǒng)78。如果沒有配備導航系統(tǒng)78，則控制策略100進行到框106，并提供行程范圍估算。行程范圍估算可以基于各種因素和條件來計算，包括但不限于，駕駛員信息(在框108示意性示出)，車載通訊系統(tǒng)信息(在框110示意性示出)和電池信息(在框111示意性示出)。以這種方式，行程范圍估算是根據(jù)駕駛員的駕駛習慣，其他的行駛條件和環(huán)境條件個性化定制的精確化的行程范圍估算。

接下來，在框112，控制策略100確定通過人的判斷是否可到達所需目的地。例如，駕駛員可以將框106計算出的行程范圍估算與通過路標或在提供通過用戶界面66輸入估算的目的地距離后得到的一些其他粗略估算而得出的距目的地距離相比較。如果不能達到目的地，則在框114向駕駛員發(fā)出停止電動車輛并且再次進行充電的警告?？梢栽谟脩艚缑?6上對駕駛員顯示這樣的警告。可以替代性或額外地發(fā)出聲音警告。然而，如果在框112確定在可用的電池電量的情況下可到達所需目的地，則在框116駕駛員可直接將車輛開到所需目的地。

在一替代實施例中，例如，如果控制策略100在框104確定電動車輛12配備有車載導航系統(tǒng)78，則控制策略100可進行到框118而不是框106。在框108，駕駛員可以通過用戶界面66選擇并設(shè)置所需目的地。所需目的指的是駕駛員想要前往的位置。

在框120，控制策略100可以進行信息處理以準備提供精確化的行程范圍估算。例如，信息處理可在電池管理系統(tǒng)60內(nèi)執(zhí)行。在框120中，可以被控制系統(tǒng)58考慮、分析和處理的信息包括但不局限于，駕駛員信息(見框108)，車載通訊系統(tǒng)信息(見框110)和電池信息(見框111)。信息處理可包括通過由可用車載能量除以能量消耗速率來計算估算的行程范圍。能量消耗速率可以同時考慮當前的能量消耗速率和計劃的能量消耗速率。

控制策略100在框122接著確定在框118選擇的所需目的地是否可到達。這可以包括將到達所需目的地所需的距離和標稱行程范圍估算進行比較。如果所需目的地在可用電池電量的情況下是可到達的，則控制策略100進行到框116，并且駕駛員可直接駕駛前往所需目的地。

然而，如果在框122的答案是否定的，則可啟動個性化行程范圍保護序列124。在一個非限制性的實施例中，個性化行程范圍保護序列124包括精確化行程范圍警告功能，主動指導功能和用于最大化電動車輛12的行程范圍的主動形成范圍保護功能。每個這些功能將在下面進行更為詳細的描述。

在控制策略100的框126執(zhí)行個性化行程范圍保護序列124的精確化的行程范圍警告功能。精確化的行程范圍警告功能可以包括在用戶界面66發(fā)出警告，該警告告知駕駛員在目前駕駛條件下很可能不能到達所需目的地。

如果啟動，則在控制策略100的框128執(zhí)行個性化行程范圍保護序列124的主動指導功能。主動指導功能可以包括提示駕駛員改變他/她的駕駛習慣以保存電池電量，或者可以包括指導駕駛員改變他們的路線到附近的充電站。這種類型的指導可以顯示在用戶接口66上。或者，如果在框128關(guān)閉，則控制策略100可以前進到框130，通過發(fā)出視覺和/或可聽警告來使電動車輛停下并再次充電。主動指導功能可以由駕駛員手動啟動或可以被編程為在行駛周期過程中自動啟動。

在控制策略100的框132可以執(zhí)行個性化行程范圍保護序列124的主動行程范圍保護功能。主動行程范圍保護功能可包括在不犧牲安全車輛操作前提下智能和自動地減少不必要的能量消耗活動。例如，在一個非限制性實施例中，主動行程范圍保護功能可包括減少與一個或多個車輛子系統(tǒng)76相連的輔助電力的使用。這種電力用量的降低可以包括但不限于降低或關(guān)閉車輛氣候控制空調(diào)或加熱負載，減少或關(guān)閉車輛娛樂系統(tǒng)(例如，廣播，數(shù)字化視頻光盤(DVD)等)，以及關(guān)閉或改變車輛照明系統(tǒng)的亮度。在另一個非限制性實施例中，主動行程范圍保護功能可包括自動地降低電動車輛的行駛速度。在又一個非限制性實施例中，主動行程保護功能可包括自動地最大化再生制動。在又一個非限制性實施例中，主動行程范圍保護功能可以包括在攻擊性駕駛狀況期間調(diào)節(jié)高電壓電池組24的電池單元的溫度以節(jié)省能源。在又一個非限制性實施例中，主動行程范圍保護功能可以建議駕駛員考慮更加節(jié)能的路線。

在執(zhí)行個性化行程范圍保護序列124之后，控制策略100可以繼續(xù)通過發(fā)出精確化行程范圍估算來進行到框134。精確化的行程范圍估算是根據(jù)駕駛員的駕駛習慣和其他條件個性化定制的，并且可以顯示在用戶界面66上。然后，在框136，控制策略100確定基于精確化的行程范圍估算是否可到達所需的目的地。如果是，則控制策略100進行到框116，并且駕駛員可直接駕車前往所需目的地。然而，如果否，則控制策略100進行到框138，重新規(guī)劃路線至在有效行程范圍內(nèi)的充電站為電動車輛12的高電壓電池組24再次充電。

雖然不同的非限制性實施例以具有特定的部件或步驟的方式示出，但是本公開的實施例并不限于這些特定的組合。使用來自任何其它非限制性實施例的部分部件或特征與任何來自其它非限制性實施例中的特征或部件進行組合也是可以的。

應(yīng)當理解的是，同樣的附圖標記標在多個附圖中指代的是相同或相似的元件。應(yīng)當理解，盡管本發(fā)明的這些實施例披露了特定的部件排列布局，但其它排列布局方式也可以從本發(fā)明的教導中得出。

前面的描述僅僅是用來對本發(fā)明進行解釋說明而不會產(chǎn)生任何限定性作用。本領(lǐng)域的普通技術(shù)的人員將理解，某些修改可能落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。由于這些原因，本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容應(yīng)由下面的權(quán)利要求的研讀來決定。