本發(fā)明涉及用于電動和混合電動車輛的充電系統(tǒng)，更具體地，涉及用于協(xié)調(diào)充電操作的熱和電條件的控制邏輯。

背景技術(shù)：

1、包括電動和混合電動車輛在內(nèi)的車輛具有電池存儲裝置，用于諸如為電動馬達、電子設(shè)備和其他車輛子系統(tǒng)供電的目的。車輛電池系統(tǒng)可以使用諸如充電站、其他電動車輛電池系統(tǒng)和/或電網(wǎng)的電源來充電。在當前系統(tǒng)中，電池以其最大充電極限充電。這種充電決策僅基于最小化充電時間而做出，沒有考慮其他因素。然而，在低溫下以滿充電電流給電池充電是低效的，并且會導(dǎo)致低效損失。

2、因此，希望提供一種能夠考慮多個目標的自適應(yīng)充電策略。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在一示例性實施例中，一種車輛包括配置成將電功率轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動的至少一個電動馬達，電連接到至少一個電動馬達的電池系統(tǒng)，耦合到電池系統(tǒng)的控制器，控制器包括非暫時性計算機可讀存儲器和處理器，存儲器存儲充電控制軟件模塊，其配置成使處理器執(zhí)行至少部分地基于可用接收充電功率、電池系統(tǒng)的環(huán)境溫度、充電系統(tǒng)約束和至少一個駕駛員偏好來確定最佳充電曲線的方法。

2、除了本文描述的一個或多個特征之外，至少一個駕駛員偏好包括一組參數(shù)的相對排序，所述參數(shù)至少包括充電時間、成本-能量效率、貨幣成本和電池壽命。

3、除了本文描述的一個或多個特征之外，充電系統(tǒng)約束包括距下一次可用充電的預(yù)期距離和距出發(fā)的預(yù)期時間中的至少一個。

4、除了本文描述的一個或多個特征之外，確定最佳充電曲線包括最小化成本方程：其中，g(x,u,w)＝α*(1-ηdff)+β*δt*(soct≤soctarget)+γ*iaging，其中，ηeff是系統(tǒng)效率，δt是優(yōu)化算法使用的時間步長，soctarget是充電狀態(tài)的最終充電目標，iaging是電池的老化率，x是包括電池溫度t和充電狀態(tài)soc的一組狀態(tài)變量，可以具有其他可能的其他狀態(tài)變量，例如鋰離子表面密度，u是電池充電與電池?zé)?熱或冷)功率的比率，w是從外部到車輛的可用功率，可以通過充電器或者通過無線。

5、除了本文描述的一個或多個特征之外，成本方程還包括以下中的至少一個：充電時間小于駕駛員需求、充電狀態(tài)結(jié)束等于充電狀態(tài)目標、電池所需的功率小于充電極限、熱系統(tǒng)(加熱器或冷卻器)所需的功率小于熱系統(tǒng)功率極限、電池所需的功率加上熱系統(tǒng)所需的功率小于總可用功率。

6、除了本文描述的一個或多個特征之外，存儲器還存儲充電曲線選擇模塊，其配置成使控制器向用戶選擇系統(tǒng)輸出多個充電曲線，并且配置成使控制器實現(xiàn)多個充電曲線中選定的一個。

7、除了本文描述的一個或多個特征之外，至少一個駕駛員偏好包括一組參數(shù)的相對排序，該組參數(shù)至少包括充電時間、成本-能量效率、充電貨幣成本和電池壽命，并且其中多個充電曲線對應(yīng)于唯一的駕駛員偏好排序。

8、在另一示例性實施例中，一種用于控制車輛充電操作的方法，該方法包括使用評估優(yōu)化成本函數(shù)的控制器，至少部分地基于可用接收充電功率、電池系統(tǒng)的環(huán)境溫度、充電系統(tǒng)約束和至少一個駕駛員偏好來確定最佳充電曲線，其中優(yōu)化成本函數(shù)平衡電池?zé)嵯到y(tǒng)和電池充電系統(tǒng)的功率需求。

9、除了本文描述的一個或多個特征之外，評估優(yōu)化成本函數(shù)包括最小化成本方程：其中，g(x,u,w)＝α*(1-ηeff)+β*δt*(soct≤soctarget)+γ*iaging，并且其中，ηeff是系統(tǒng)效率，δt是優(yōu)化算法使用的時間步長，soctarget是充電狀態(tài)的最終充電目標，iaging是電池的老化率，x是包括電池溫度t和充電狀態(tài)soc的一組狀態(tài)變量，u是電池充電與電池?zé)峁β实谋嚷?，w是從外部到車輛的可用功率，可以通過充電器或者通過無線。

10、除了本文描述的一個或多個特征之外，成本方程還包括以下中的至少一個：充電時間小于駕駛員需求、充電狀態(tài)結(jié)束等于充電狀態(tài)目標、電池所需的功率小于充電功率極限、熱系統(tǒng)(加熱器或冷卻器)所需的功率小于熱系統(tǒng)功率極限、電池所需的功率加上熱系統(tǒng)所需的功率小于總可用功率。

11、除了本文描述的一個或多個特征之外，存儲器還存儲充電曲線選擇模塊，其配置成使控制器向用戶選擇系統(tǒng)輸出多個充電曲線，并且配置成使控制器實現(xiàn)多個充電曲線中選定的一個。

12、除了本文描述的一個或多個特征之外，至少一個駕駛員偏好包括一組參數(shù)的相對排序，該組參數(shù)至少包括充電時間、成本-能量效率和電池壽命，并且其中多個充電曲線對應(yīng)于唯一的駕駛員偏好排序。

13、除了本文描述的一個或多個特征之外，至少一個駕駛員偏好包括一組參數(shù)的相對排序，該組參數(shù)至少包括充電時間、成本-能量效率和電池壽命。

14、除了本文描述的一個或多個特征之外，充電系統(tǒng)約束包括距下一次可用充電的預(yù)期距離和距出發(fā)的預(yù)期時間中的至少一個。

15、在又一示例性實施例中，一種用于車輛的充電控制模塊包括配置為至少接收溫度傳感器輸出和可用壁功率值的多個輸入，配置為至少輸出熱功率控制信號和充電功率控制信號的多個輸出，處理器和存儲指令的存儲器，所述指令配置成使處理器評估優(yōu)化成本函數(shù)，從而至少部分地基于可用接收充電功率、電池系統(tǒng)的環(huán)境溫度、充電系統(tǒng)約束和至少一個駕駛員偏好來確定最佳充電曲線，其中優(yōu)化成本函數(shù)平衡電池?zé)嵯到y(tǒng)和電池充電系統(tǒng)的功率需求，其中評估優(yōu)化成本函數(shù)包括最小化成本方程：其中，g(x,u,w)＝α*(1-ηeff)+β*δt*(soct≤soctarget)+γ*iaging，并且其中，ηeff是系統(tǒng)效率，δt是優(yōu)化算法使用的時間步長，soctarget是充電狀態(tài)的最終充電目標，iaging是電池的老化率，x是包括電池溫度t和充電狀態(tài)soc的一組狀態(tài)變量，可以具有其他可能的其他狀態(tài)變量，例如鋰離子表面密度，u是電池充電與電池?zé)?熱或冷)功率的比率，w是從外部到車輛的可用功率，可以通過充電器或者通過無線。

16、除了本文描述的一個或多個特征之外，還包括電池老化子模塊，該電池老化子模塊配置成基于電池的充電速率和電池的溫度來至少確定電池的老化速率。

17、除了本文描述的一個或多個特征之外，還包括至少一個用戶選擇系統(tǒng)，其配置成顯示多個充電曲線，接收來自多個充電曲線的單個充電曲線的用戶選擇，并實現(xiàn)該充電曲線。

18、除了本文描述的一個或多個特征之外，還包括用戶選擇圖，其配置成允許用戶輸入一個或多個約束，并且其中評估優(yōu)化成本函數(shù)包括用一個或多個約束來約束優(yōu)化成本函數(shù)。

19、除了本文描述的一個或多個特征之外，一個或多個約束包括從以下列表中選擇的至少一個約束：充電時間小于駕駛員需求、充電狀態(tài)結(jié)束等于充電狀態(tài)目標、電池所需的功率小于充電極限、熱系統(tǒng)所需的功率小于熱系統(tǒng)功率極限、電池所需的功率加上熱系統(tǒng)所需的功率小于總可用功率。

20、除了本文描述的一個或多個特征之外，一個或多個約束包括優(yōu)先級的有序排序。

21、當結(jié)合附圖時，從以下詳細描述中，本公開的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點將變得顯而易見。

技術(shù)特征：

1.一種車輛，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述至少一個駕駛員偏好包括一組參數(shù)的相對排序，所述參數(shù)至少包括充電時間、成本-能量效率、貨幣成本和電池壽命。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述充電系統(tǒng)約束包括距下一次可用充電的預(yù)期距離和距出發(fā)的預(yù)期時間中的至少一個。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，確定所述最佳充電曲線包括最小化成本方程：其中，g(x,u,w)＝α*(1-ηeff)+β*δt*(soct≤soctarget)+γ*iaging，并且

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中，所述成本方程還包括以下中的至少一個：充電時間小于駕駛員需求、充電狀態(tài)結(jié)束等于充電狀態(tài)目標、電池所需的功率小于充電極限、熱系統(tǒng)(加熱器或冷卻器)所需的功率小于熱系統(tǒng)功率極限、電池所需的功率加上熱系統(tǒng)所需的功率小于總可用功率。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中，所述存儲器還存儲充電曲線選擇模塊，其配置成使所述控制器向用戶選擇系統(tǒng)輸出多個充電曲線，并且配置成使控制器實施多個充電曲線中選定的一個。

7.一種用于控制車輛充電操作的方法，該方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，評估優(yōu)化成本函數(shù)包括最小化成本方程：其中，g(x,u,w)＝α*(1-ηeff)+β*δt*(soct≤soctarget)+γ*iaging，并且

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述成本方程還包括以下中的至少一個：充電時間小于駕駛員需求、充電狀態(tài)結(jié)束等于充電狀態(tài)目標、電池所需的功率小于充電功率極限、熱系統(tǒng)(加熱器或冷卻器)所需的功率小于熱系統(tǒng)功率極限、電池所需的功率加上熱系統(tǒng)所需的功率小于總可用功率。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述存儲器進一步存儲充電曲線選擇模塊，其配置成使所述控制器向用戶選擇系統(tǒng)輸出多個充電曲線，并且配置成使控制器實施多個充電曲線中選定的一個，并且其中，所述至少一個駕駛員偏好包括一組參數(shù)的相對排序，所述參數(shù)至少包括充電時間、成本-能量效率和電池壽命，并且其中多個充電曲線對應(yīng)于唯一的駕駛員偏好排序。

技術(shù)總結(jié)
一種車輛，包括配置成將電功率轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動的至少一個電動馬達、電連接到至少一個電動馬達的電池系統(tǒng)以及耦合到電池系統(tǒng)的控制器?？刂破靼ǚ菚簳r性計算機可讀存儲器和處理器。存儲器存儲充電控制軟件模塊，其配置成使處理器執(zhí)行至少部分地基于可用接收充電功率、電池系統(tǒng)的環(huán)境溫度、充電系統(tǒng)約束和至少一個駕駛員偏好來確定最佳充電曲線的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：X·張,Y·朱,C·J·李,Y-Y·王,M·R·巴布,C·張,J·康
受保護的技術(shù)使用者：通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19