可再充電的能量存儲系統(tǒng)冷卻的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可再充電的能量存儲系統(tǒng)冷卻。提供了方法，系統(tǒng)，以及車輛，其提供用于冷卻車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)（RESS）。冷卻系統(tǒng)連接到RESS并且構(gòu)成為冷卻RESS?？刂葡到y(tǒng)連接到冷卻系統(tǒng)，并且構(gòu)成為確定RESS是否在充電，確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，并且如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
【專利說明】可再充電的能量存儲系統(tǒng)冷卻
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及車輛領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)的冷卻的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]某些車輛，尤其是電動車輛和混合動力電動車輛，具有可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)，例如電池。通常希望將RESS的溫度保持在一定的限度內(nèi)。RESS溫度可以通過連續(xù)地監(jiān)控與RESS相關(guān)的電壓和電流值，并且當(dāng)RESS溫度接近上或下RESS溫度極限時通過冷卻RESS而維持。然而，這類型的RESS冷卻并不是最佳的，例如，如果在RESS中剩下有限的壽命時。
[0003]因此，希望提供一種用于冷卻車輛RESS的改進的方法，例如，當(dāng)RESS中剩下有限的壽命時。還希望提供一種用于車輛RESS的這樣的冷卻的改進的系統(tǒng)，并且包括這樣的方法和系統(tǒng)的車輛。此外，結(jié)合附圖和上述【技術(shù)領(lǐng)域】和【背景技術(shù)】，從隨后的詳細描述和所附權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它所需的特征和特點將會變得顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)示例性的實施例，提供了一種用于冷卻車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的方法。所述方法包括步驟:確定RESS是否在充電，確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，并且如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的所需容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
[0005]根據(jù)另一示例性的實施例，提供了用于冷卻車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和控制器。冷卻系統(tǒng)構(gòu)成為冷卻RESS?？刂破鬟B接到冷卻系統(tǒng)，并且構(gòu)成為確定RESS是否在充電，確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，并且如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的所需容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
[0006]根據(jù)進一步示例性實施例，提供了一種車輛。車輛包括驅(qū)動系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，和控制系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)包括可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)。冷卻系統(tǒng)連接到RESS并且構(gòu)成為冷卻RESS?？刂葡到y(tǒng)連接到冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)，并且構(gòu)成為確定RESS是否在充電，確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，并且如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的所需容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
[0007]本發(fā)明還提供了以下方案:
1.一種維持車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的方法，所述方法包括:
確定RESS是否在充電；
確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)；以及
如果RESS沒有充電并且車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。[0008]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括:
如果RESS沒有充電并且車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，使用液體對液體熱交換器開始RESS的冷卻。
[0009]3.根據(jù)方案I所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括:
給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的溫度大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
[0010]4.根據(jù)方案I所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括:
給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的充電狀態(tài)大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
[0011]5.根據(jù)方案I所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括:
如果以下每一條件滿足時，開始RESS的冷卻，即:RESS的溫度大于第一預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)大于第二預(yù)定閾值，RESS沒有充電，并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
[0012]6.根據(jù)方案5所述的方法，還包括以下步驟:
當(dāng)RESS冷卻時，如果任意以下條件滿足時，終止RESS的冷卻，即:RESS的溫度小于或等于第三預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)小于或等于第二預(yù)定閾值，RESS在充電，或車輛在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
[0013]7.根據(jù)方案6所述的方法，其中終止步驟的第三預(yù)定閾值小于開始步驟的第一預(yù)定閾值。
[0014]8.一種用于冷卻車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:
用于冷卻RESS的冷卻系統(tǒng)；以及 控制器，其連接到冷卻系統(tǒng)并且構(gòu)成為:
確定RESS是否在充電；
確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)；以及
如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
[0015]9.根據(jù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其中冷卻系統(tǒng)包括用于冷卻RESS的液體對液體熱交換器。
[0016]10.根據(jù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其中控制器包括:
構(gòu)成為獲得關(guān)于RESS的溫度，RESS的充電狀態(tài)，或兩者的數(shù)據(jù)的傳感器單元；以及處理器，其連接到傳感器單元并且構(gòu)成為給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，基于RESS的溫度，RESS的充電狀態(tài)，或兩者開始RESS的冷卻。
[0017]11.根據(jù)方案10所述的控制系統(tǒng)，其中處理器進一步構(gòu)成為，給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的溫度大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
[0018]12.根據(jù)方案10所述的控制系統(tǒng)，其中處理器進一步構(gòu)成為，給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的充電狀態(tài)大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
[0019]13.根據(jù)方案10所述的控制系統(tǒng)，其中處理器進一步構(gòu)成為，如果以下每一條件滿足時，開始RESS的冷卻，即:RESS的溫度大于第一預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)大于第二預(yù)定閾值，RESS沒有充電，并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。[0020]14.根據(jù)方案13所述的控制系統(tǒng)，其中處理器進一步構(gòu)成為，當(dāng)RESS冷卻時，如果任意以下條件滿足時，終止RESS的冷卻，即:RESS的溫度小于或等于第三預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)小于或等于第二預(yù)定閾值，RESS在充電，或車輛在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
[0021]15.—種車輛，包括:
包括可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的驅(qū)動系統(tǒng)；以及
連接到RESS并且構(gòu)成為冷卻RESS的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:
用于冷卻RESS的冷卻系統(tǒng)；以及 控制器，其連接到冷卻系統(tǒng)并且構(gòu)成為:
確定RESS是否在充電；
確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)；以及
如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
[0022]16.根據(jù)方案15所述的車輛，其中冷卻系統(tǒng)包括用于冷卻RESS的液體對液體熱交換器。
[0023]17.根據(jù)方案15所述的車輛，其中控制器包括:
構(gòu)成為獲得關(guān)于RESS的溫度的數(shù)據(jù)的傳感器單元；以及
處理器，其連接到傳感器單元上并且構(gòu)成為，給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的溫度大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
[0024]18.根據(jù)方案15所述的車輛，其中控制器包括:
構(gòu)成為獲得關(guān)于RESS的充電狀態(tài)的數(shù)據(jù)的傳感器單元；以及處理器，其連接到傳感器單元上并且構(gòu)成為，給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的充電狀態(tài)大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
[0025]19.根據(jù)方案15所述的車輛，其中控制器包括:
傳感器單元，其構(gòu)成為獲得關(guān)于RESS的溫度以及RESS的充電狀態(tài)的數(shù)據(jù)；以及處理器，其連接到傳感器單元上并且構(gòu)成為，給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備溫度時，如果RESS的溫度大于第一預(yù)定閾值并且RESS的充電狀態(tài)大于第二預(yù)定閾值,開始RESS的冷卻。
[0026]20.根據(jù)方案19所述的控制系統(tǒng)，其中處理器進一步構(gòu)成為，如果任意以下條件滿足時，終止RESS的冷卻，即:RESS的溫度小于或等于第三預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)小于或等于第二預(yù)定閾值，RESS在充電，或車輛在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]結(jié)合附圖在下文中將描述本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中:
圖1是根據(jù)示例性實施例，包括可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)和用于冷卻RESS的控制系統(tǒng)的車輛的功能方塊圖；
圖2是根據(jù)示例性實施例，圖1的控制系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的示意圖；
圖3是根據(jù)替代示例性實施例，圖1的控制系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的示意圖；以及 圖4是根據(jù)示例性實施例，用于冷卻車輛的RESS的過程的流程圖，并且可以與圖1的 車輛，RESS,以及控制系統(tǒng)(包括圖2和3的冷卻系統(tǒng))結(jié)合使用。
【具體實施方式】
[0028]以下詳細描述實質(zhì)上僅僅是示例性的并且并不旨在限制本發(fā)明或其應(yīng)用或使用。此外，并不旨在通過上述【背景技術(shù)】或以下詳細描述中存在的任何理論進行限制。
[0029]根據(jù)示例性的實施例，圖1示出了車輛100，或汽車。如在下文中進一步更詳細的描述，車輛100構(gòu)成為在其中車輛100不在充電或并不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)下的某些條件下冷卻車輛100的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)。
[0030]車輛100包括底盤112，車身114，四個車輪116，以及電子控制系統(tǒng)118。車身114布置在底盤112上并且基本上封裝車輛100的其它部件。車身114和底盤112可以結(jié)合地形成框架。每個車輪116在接近車身114相應(yīng)的角部處轉(zhuǎn)動地連接到底盤112上。
[0031]車輛100可以是多種不同類型的汽車中的任意一種，例如，轎車，貨車，卡車，或運動型多功能車(SUV)，并且可以是兩輪驅(qū)動(2WD)(即，后輪驅(qū)動或前輪驅(qū)動)，四輪驅(qū)動(4WD)或全輪驅(qū)動(AWD)。車輛100還可以結(jié)合多種不同類型的電動推進系統(tǒng)，例如，汽油或柴油燃料內(nèi)燃發(fā)動機，“靈活燃料車輛”(FFV)發(fā)動機(即，使用汽油和酒精的混合物)，氣體化合物(例如，氫氣和/或天然氣)燃料發(fā)動機，燃燒/電動機混合動力發(fā)動機，和電動機中的任意一種或它們的組合。
[0032]在圖1中示出的示例性實施例中，車輛100是混合動力電動車輛(HEV)，并且還包括致動器組件120，以上提及的RESS 122，RESS控制系統(tǒng)124，功率逆變器組件(或逆變器)126，以及散熱器128。致動器組件120包括驅(qū)動車輪116的、安裝在底盤112上的至少一個推進系統(tǒng)129。
[0033]具體地,如圖1所示,致動器組件120包括內(nèi)燃發(fā)動機130和電動機/發(fā)電機(馬達)132。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解的，電動機132包括其中的變速器，并且，盡管未示出，還包括定子組件(包括導(dǎo)電線圈)，轉(zhuǎn)子組件(包括鐵磁心)，以及冷卻流體或冷卻劑。如通常所理解的，電動機132內(nèi)的定子組件和/或轉(zhuǎn)子組件可以包括多個電磁極。
[0034]仍然參照圖1,內(nèi)燃發(fā)動機130和電動機132是一體的從而一個或兩者通過一個或多個驅(qū)動軸134機械地連接到至少一些車輪116上。在一個實施例中，車輛100是“串聯(lián)HEV”，其中內(nèi)燃發(fā)動機130不是直接地連接到變速器上，而是連接到用于為電動機132提供動力的發(fā)電機(未示出)上。在另一個實施例中，車輛100是“并聯(lián)HEV”，其中內(nèi)燃發(fā)動機130例如通過將電動機132的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動地連接到內(nèi)燃發(fā)動機130的驅(qū)動軸上而直接地連接到變速器上。在某些其它實施例中，車輛100可以包括沒有內(nèi)燃發(fā)動機130的純電動車輛。
[0035]RESS 122電力地連接到逆變器126上。在一個實施例中，RESS 122安裝到底盤112上。在一個這樣的實施例中，RESS 122布置在車輛的座艙內(nèi)。在另一個實施例中，RESS122布置在車輛的座艙下面。RESS 122優(yōu)選地包括具有電池單元組的可再充電的電池。在一個實施例中，RESS 122包括鋰磷酸鐵電池，例如，納米磷酸鹽鋰離子電池。RESS 122和推進系統(tǒng)129—起提供了驅(qū)動系統(tǒng)以推進車輛100。如在下文中更詳細地描述的，RESS 122由RESS控制系統(tǒng)124冷卻。
[0036]如圖1所描述的,RESS控制系統(tǒng)124包括傳感器陣列140,冷卻系統(tǒng)144,以及一個或多個控制器146。RESS控制系統(tǒng)124連接到RESS 122上，并且至少促進控制RESS 122。如圖1所示，RESS控制系統(tǒng)124優(yōu)選地連接到散熱器128上。此外，盡管未示出，RESS控制系統(tǒng)124 (和/或其一個或多個部件)可以與電子控制系統(tǒng)118成一體并且還可以包括一個或多個功率源。在某些實施例中，控制器146可以包括一起工作的多個控制器和/或系統(tǒng)。為了簡潔，這樣的控制器和/或系統(tǒng)在此共同地稱為控制器146。
[0037]傳感器陣列140包括一個或多個連接狀態(tài)傳感器148，推進狀態(tài)傳感器150，RESS溫度傳感器152，和附加的RESS傳感器154。連接狀態(tài)傳感器148檢測車輛100是否把插頭插入插座中，例如120/240交流(AC)或直流(DC)快速充電口中。推進狀態(tài)傳感器150檢測是否車輛100在推進能力狀態(tài)(例如，通過檢測電流驅(qū)動模式或車輛100的檔位)的測量。RESS溫度傳感器152每個測量RESS 122的溫度，最優(yōu)選地每個測量RESS 122的不同單元的溫度。附加的RESS傳感器154測量關(guān)于在確定RESS 122的充電狀態(tài)中使用的RESS的數(shù)據(jù)。在某些實施例中，附加的RESS傳感器154包括分別地測量RESS的電流和/或電壓的電流傳感器和/或電壓傳感器。傳感器陣列140的多個傳感器提供關(guān)于測量值的信號或其它信息至控制器146，用于根據(jù)以下進一步描述的圖4的過程的步驟控制RESS 122的冷卻。
[0038]冷卻系統(tǒng)144包括泵164和包括交流(AC)壓縮機170的液體對液體熱交換器168。盡管冷卻系統(tǒng)144在工作(在下文中進一步描述的，根據(jù)圖4的過程的步驟，基于由控制器146提供的指令)，冷卻流體通過泵164循環(huán)至熱交換器168 (具體地，包括其壓縮機170)，由此產(chǎn)生用于冷卻RESS 122的冷卻的冷卻流體。冷卻系統(tǒng)144經(jīng)由由控制器146提供的指令，優(yōu)選地由其處理器172開始并且控制。
[0039]如圖1所示，控制器146包括計算機系統(tǒng)。在某些實施例中，控制器146還可以包括傳感器陣列140的一個或多個傳感器，電子控制系統(tǒng)118和/或其部分，和/或一個或多個其它裝置。此外，將要理解的是，控制器146可以以其他方式不同于圖1描述的實施例。例如，控制器146可以連接到或可以以其他方式使用一個或多個遠程計算機系統(tǒng)和/或其它控制系統(tǒng)。
[0040]在描述的實施例中，控制器146的計算機系統(tǒng)包括計算機系統(tǒng)，其包括處理器172，存儲器174，接口 176，存儲裝置178，和總線180。處理器172執(zhí)行計算和控制器146的控制功能，并且可以包括任意類型的處理器或多個處理器，單個集成電路，例如微處理器，或協(xié)同工作以完成處理單元的功能的任意適當(dāng)數(shù)目的集成電路裝置和/或電路板。在工作期間，處理器172執(zhí)行包含在存儲器174內(nèi)的一個或多個程序182，并且因此控制控制器146的普通工作以及控制器146的計算機系統(tǒng)，優(yōu)選地，在執(zhí)行在此描述的處理的步驟中，例如，以下結(jié)合圖4描述的過程400的步驟。
[0041]存儲器174可以是任意類型的適當(dāng)?shù)拇鎯ζ?。這將包括例如SDRAM的各種類型的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)，各種類型的靜態(tài)RAM (SRAM),以及各種類型的非易失性存儲器(PROM，EPR0M，和閃存)。總線180起到在控制器146的計算機系統(tǒng)的各個部件之間傳輸程序，數(shù)據(jù)，狀態(tài)以及其它信息或信號的作用。在優(yōu)選實施例中，存儲器174存儲上述程序182，以及一個或多個存儲值184，以在RESS 122的冷卻中使用。在某些示例中，存儲器174與處理器172位于相同的計算機芯片上和/或共同位于相同的計算機芯片上。
[0042]接口 176允許通訊至控制器146的計算機系統(tǒng)，例如從系統(tǒng)驅(qū)動器和/或其它計算機系統(tǒng)，并且可以使用任意適當(dāng)?shù)姆椒ê驮O(shè)備實施。其可以包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口以與其它系統(tǒng)或部件通訊。接口 176還可以包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口以與技術(shù)人員通訊，和/或一個或多個存儲器接口以連接至存儲設(shè)備，例如存儲裝置178。
[0043]存儲裝置178可以是任意適當(dāng)類型的存儲設(shè)備，包括直接存取儲存裝置，例如硬盤驅(qū)動器，閃存系統(tǒng)，軟盤驅(qū)動器和光盤驅(qū)動器。在一個示例性實施例中，存儲裝置178包括程序產(chǎn)品，存儲器174可以從該程序產(chǎn)品接收執(zhí)行本發(fā)明的一個或多個過程的一個或多個實施例的程序182，例如下文中進一步描述的圖4的過程400的步驟。在其它示例性實施例中，程序產(chǎn)品可以直接地存儲在存儲器174和/或盤(例如，盤186)中和/或以其他方式由存儲器174和/或盤(例如，盤186)訪問，如在下文中所述的。
[0044]總線180可以是連接計算機系統(tǒng)和部件的任意適當(dāng)?shù)奈锢砘蜻壿嫻ぞ?。這包括，但是不被限制為，直接硬接線連接，光纖，紅外和無線總線技術(shù)。在工作期間，程序182存儲在存儲器174中并且由處理器172執(zhí)行。
[0045]將要理解的是，盡管該示例性實施例在全功能計算機系統(tǒng)的背景中描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解，本發(fā)明的機構(gòu)能夠分配為程序產(chǎn)品，其具有一個或多個類型的非臨時性計算機可讀信號承載介質(zhì)，其用于存儲其程序和指令并且執(zhí)行其分配，例如，存儲程序并且包含存儲在其中的用于使得計算機處理器(例如處理器172)實施和執(zhí)行程序的計算機指令的非臨時性計算機可讀介質(zhì)。這樣的程序產(chǎn)品可以采用各種形式，并且本發(fā)明同等地應(yīng)用，而不管用于執(zhí)行分配的具體類型的計算機可讀信號承載介質(zhì)。信號承載介質(zhì)的示例包括:可記錄介質(zhì)，例如軟盤，硬盤驅(qū)動器，存儲卡和光盤，以及傳輸介質(zhì)，例如數(shù)字和和模擬通信鏈接。類似的將要理解的是，控制器146的計算機系統(tǒng)還可以以其他方式不同于圖1描述的實施例，例如，控制器146的計算機系統(tǒng)可以連接到或可以以其他方式使用一個或多個遠程計算機系統(tǒng)和/或其它控制系統(tǒng)。
[0046]散熱器128在其外部連接到框架上，并且盡管未詳細地示出，其中包括多個冷卻通道，其包含諸如水和/或乙二醇(即，“防凍劑”)的冷卻流體(即，“冷卻劑”)并且連接到內(nèi)燃發(fā)動機130和逆變器126上。
[0047]參照圖2，根據(jù)第一示例性實施例，提供了用于在冷卻諸如圖1的車輛100的RESS122的車輛的RESS中使用的冷卻系統(tǒng)200的示意圖。根據(jù)優(yōu)選實施例，冷卻系統(tǒng)200優(yōu)選地對應(yīng)于圖1的冷卻系統(tǒng)144。圖2中描述的冷卻系統(tǒng)200的實施例例如可以在插電式混合動力電動車輛或增程電動車輛中使用。冷卻系統(tǒng)200的每個部件優(yōu)選地經(jīng)由由圖1的控制器146，最優(yōu)選地由其處理器172提供的指令直接地或間接地控制。
[0048]如圖2所示，冷卻系統(tǒng)200包括制冷劑回路214和冷卻劑回路216，兩者優(yōu)選地對應(yīng)于圖1的冷卻系統(tǒng)144。制冷劑回路214包括制冷劑壓縮機218 (優(yōu)選地對應(yīng)于圖1的壓縮機170)和冷凝器220。在某些示例中，制冷劑回路214和制冷劑壓縮機218可以是冷凝器，散熱器，風(fēng)扇模塊(CRFM) 221的一部分。CRFM 221可以包括用于加熱或冷卻來自其它車輛系統(tǒng)以及來自圖1的RESS 122的流體的其它熱交換器223和風(fēng)扇225。在優(yōu)選實施例中，制冷劑壓縮機218是電力驅(qū)動的，并且在工作期間能夠調(diào)整壓縮機的速度。
[0049]冷凝器220將制冷劑導(dǎo)向至制冷劑管路222，其分為制冷劑回路214的加熱，通風(fēng)，以及空氣冷卻(HVAC)支路224和冷卻器支路226。HVAC支路224通過膨脹裝置228導(dǎo)向制冷劑并且導(dǎo)向至位于HVAC模塊232中的蒸發(fā)器230中。在一些實施例中，離開蒸發(fā)器230的制冷劑可以通過蓄積器(未示出)導(dǎo)向回制冷劑壓縮機218。[0050]冷卻器支路226通過膨脹裝置234并且然后通過冷卻器238導(dǎo)向制冷劑。冷卻器238優(yōu)選地包括制冷劑至冷卻劑熱交換器。離開冷卻器238的制冷劑經(jīng)由冷卻器支架226被引導(dǎo)回制冷劑壓縮機218。
[0051]冷卻器238還與冷卻劑回路216流體連通。圖2中的虛線(并且，類似地，在下文進一步所描述的圖3中)表示制冷劑流動通過的線路。點劃線表示冷卻液流動通過的線路。冷卻液可以是傳統(tǒng)的液體混合物，例如乙二醇和水混合物，或可以是具有適當(dāng)?shù)膫鳠崽匦缘囊恍┢渌愋偷囊后w。
[0052]如圖2所示，冷卻劑回路216包括通過冷卻劑回路216泵送冷卻劑的冷卻劑泵242(優(yōu)選地，對應(yīng)于圖1的泵164)。冷卻劑泵242是可控制的以改變通過冷卻劑回路216流動的冷卻劑的流量。冷卻劑回路216還包括圖1的RESS 122，以及電力冷卻劑加熱器246。當(dāng)需要時通過RESS 122流動的冷卻劑用于冷卻或加熱RESS。為了對RESS 122提供加熱，電力冷卻劑加熱器246可以起動以加熱通過其流動的冷卻劑。
[0053]四口冷卻劑路線閥248位于冷卻劑回路216中。線路閥248可以選擇地致動以通過冷卻劑回路216的三個不同支路導(dǎo)向冷卻劑。第一支路250包括RESS散熱器252(優(yōu)選地，對應(yīng)于圖1的散熱器128)，其放置為具有通過其流動的空氣。RESS散熱器252可以靠近附件功率模塊258和RESS充電器260安裝，其通過可控制的風(fēng)扇262通過它們導(dǎo)向空氣。第二支路254形成了冷卻劑旁通線路，其中冷卻劑不通過RESS散熱器252或冷卻器238流動。第三支路256通過冷卻器238導(dǎo)向冷卻劑。全部三個支路結(jié)合在一起以導(dǎo)向冷卻劑返回通過RESS 122。
[0054]根據(jù)第二示例性實施例，圖3示出了冷卻系統(tǒng)200的另一示例。圖3的實施例例如可以結(jié)合增程電動車輛使用。由于圖3的實施例與圖2的類似，類似的元件附圖標(biāo)記將用于類似的元件，其還具有與上面結(jié)合圖2所描述的類似的功能。在圖3的實施例中，RESS散熱器252可以是CRFM的一部分。盡管圖2和3的兩個實施例可以具有一定程度上不同的結(jié)構(gòu)，過程，以下討論的，如果需要，用于冷卻或加熱RESS 122可以實質(zhì)上是相同的。類似于圖2的實施例，在圖3中冷卻系統(tǒng)200的每個部件類似地優(yōu)選地經(jīng)由由圖1的控制器146，最優(yōu)選地由其處理器172提供的指令直接地或間接地控制。
[0055]圖4是根據(jù)示例性實施例，用于冷卻車輛的RESS的過程400的流程圖。當(dāng)車輛不在充電或不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，給定還滿足其它條件時，過程400冷卻車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)。過程400可以結(jié)合包括冷卻系統(tǒng)144 (并且包括圖2和2的冷卻系統(tǒng)200實施例的聯(lián)合實施)的圖1的車輛100，RESS 122，以及RESS控制系統(tǒng)124使用。過程400的每一步驟在整個當(dāng)前車輛驅(qū)動(或車輛的當(dāng)前點火循環(huán))中優(yōu)選地重復(fù)地，并且優(yōu)選地連續(xù)地執(zhí)行。
[0056]評估車輛的充電狀態(tài)(步驟402)。優(yōu)選地，步驟402的評估包括關(guān)于是否車輛把插頭插入充電插座的信息。該評估優(yōu)選地由圖1的處理器172基于從圖1的連接傳感器148的檢測值作出。
[0057]評估車輛的推進狀態(tài)(404)。該評估優(yōu)選地由圖1的處理器172基于從圖1的推進狀態(tài)傳感器150的檢測值作出。優(yōu)選地，步驟404的評估包括與車輛當(dāng)前是否在車輛的推進可以立即發(fā)生的檔位或模式相關(guān)的信息。
[0058]獲得RESS溫度(步驟406 )。優(yōu)選地，RESS溫度由圖1的RESS溫度傳感器152從圖1的RESS 122的各個單元獲得并且提供至圖1的控制器146，并且最優(yōu)選地提供至其處理器172，其通過平均各個單元溫度值計算RESS 122的平均單元溫度。如在該申請中使用的，RESS溫度優(yōu)選地包括圖1的RESS 122內(nèi)的溫度，并且最優(yōu)選地如以上直接描述的平均RESS溫度值。
[0059]確定RESS的充電狀態(tài)(步驟408)。優(yōu)選地，RESS充電狀態(tài)基于RESS通過圖1的處理器172估計。RESS輸入優(yōu)選地包括步驟406的RESS溫度以及由圖1的附加的RESS傳感器154測量的RESS電流和/或電壓值。在一個這樣的實施例中，RESS充電狀態(tài)基于使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)從步驟412的RESS電流值而估計，例如通過隨時間積分RESS電流。在另一個這樣的實施例中，RESS充電狀態(tài)基于使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)的RESS電壓值而估計，例如使用公知的用于RESS的電壓與充電狀態(tài)的放電曲線。在一個實施例中，RESS充電狀態(tài)使用卡爾曼濾波器確定；然而，在其它實施例中這可以變化。在某些實施例中，充電狀態(tài)可以使用共同受讓的美國專利申請N0.12/238，204(2008年9月25日提交的、名為“Methodand System for Determining a State of Charge of a Battery(用于確定電池的充電狀態(tài)的方法和系統(tǒng))”，12/238，224 (2008年9月25日提交的、名為“Method and System forDetermining a State of Charge of a Battery Based on a Transient Response (基于瞬態(tài)響應(yīng)用于確定電池的充電狀態(tài)的方法和系統(tǒng))”)，和/或N0.11/947,466 (2007年11 月 29 日提交的、名為“Method and System for Determining a State of Charge of aBattery (用于確定電池的充電狀態(tài)的方法和系統(tǒng))”)中描述的技術(shù)進行估計，這三個申請中的每一個在此結(jié)合作為參考。然而，在其它實施例中，在估計充電狀態(tài)中可以使用任意數(shù)目的其它技術(shù)。
[0060]作出關(guān)于車輛是否在充電的確定(步驟410)。在一個實施例中，這包括確定是否車輛把插頭插入120/240交流(AC)插座或任意快速充電直流(DC)插座中。該確定優(yōu)選地基于步驟402的充電狀態(tài)由圖1的處理器172作出。優(yōu)選地，如果車輛把插頭插入這樣的插座，則車輛被認為是在充電。
[0061]如果確定車輛沒有在充電，則還作出關(guān)于車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)的確定(步驟412)。該確定優(yōu)選地基于步驟404的信息和/或確定由圖1的處理器172作出。優(yōu)選地，步驟412的確定包括確定車輛當(dāng)前是否在車輛的推進可以立即發(fā)生的檔位或模式。在一個這樣的實施例中，如果點火或車輛在驅(qū)動模式中打開，車輛確定為在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。在一個實施例中，如果經(jīng)由多個不同機構(gòu)中的任意一個由駕駛員點火或車輛已經(jīng)打開，例如車輛遠程起動，傳統(tǒng)的鑰匙曲軸起動，和/或一個或多個其它機構(gòu)(其可以包括被動進入/被動起動系統(tǒng))，不管車輛的檔位在“倒車”，“前進”，“停車”等狀態(tài)，車輛確定在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
[0062]如果確定車輛沒在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，則還作出關(guān)于是否RESS溫度大于預(yù)定溫度閾值的確定(步驟414)。該確定優(yōu)選地基于步驟406的信息和/或確定由圖1的處理器172作出。優(yōu)選地，步驟414的確定包括是否RESS的平均單元溫度大于預(yù)定閾值的確定。步驟414的預(yù)定閾值優(yōu)選地存儲為圖1的存儲器174的一個存儲值184。在一個示例性實施例中，在步驟414的第一迭代期間(即，在RESS的任何冷卻開始之前)，步驟414的預(yù)定閾值等于四十?dāng)z氏度；然而，在其它實施例中這可以變化。
[0063]如果確定RESS溫度大于步驟414的預(yù)定閾值，則作出關(guān)于是否RESS充電狀態(tài)大于預(yù)定充電狀態(tài)閾值的確定(步驟416)。該確定優(yōu)選地基于以上步驟406中計算的RESS充電狀態(tài)由圖1的處理器172作出。步驟416的預(yù)定閾值優(yōu)選地存儲為圖1的存儲器174的一個存儲值184。在一個示例性實施例中，步驟416的預(yù)定閾值等于RESS最大充電狀態(tài)的百分之五十；然而，在其它實施例中這可以變化。
[0064]如果滿足全部以下條件則執(zhí)行RESS的冷卻(步驟418) ;g卩，(i)車輛沒有充電(如在步驟410中確定)，(ii)車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)(如在步驟412中確定)，(iii)RESS溫度大于預(yù)定溫度閾值(如在步驟414中確定)，以及(iv)RESS充電狀態(tài)大于預(yù)定充電狀態(tài)閾值(如在步驟416中確定)?？商鎿Q地說明，如果車輛沒有充電并且車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的情況存在時(即，在描述的實施例中，RESS溫度大于預(yù)定溫度閾值并且RESS充電狀態(tài)大于預(yù)定充電狀態(tài)閾值)，執(zhí)行RESS的冷卻。在步驟418期間，RESS由圖1的RESS控制系統(tǒng)124冷卻。具體地，圖1的控制器146(最優(yōu)選地其處理器172)提供信號至圖1的冷卻系統(tǒng)144(包括圖2和3的冷卻系統(tǒng)200的實施例)以冷卻圖1的RESS 122，例如通過基于由圖1的處理器172提供的指令，開始使用圖1的液-液熱交換器168和壓縮機170。RESS優(yōu)選地根據(jù)設(shè)計為使得RESS內(nèi)的溫度降低至所需水平的冷卻策略進行冷卻(例如打開和關(guān)閉壓縮機和/或熱交換器，調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，泵速，用于冷卻流體的流量，熱交換器工作的測量，和/或結(jié)合圖1-3的冷卻系統(tǒng)144，200的如上所述的一個或多個其它作用，和/或可以影響由冷卻系統(tǒng)144，200提供的加熱或冷卻的一個或多個其它作用)。
[0065]反之，如果不滿足任意以上所列標(biāo)準(zhǔn)時，不執(zhí)行RESS的冷卻(步驟420)。具體地，根據(jù)步驟420，如果以下任意的為真，則不執(zhí)行RESS冷卻:(i)車輛在充電，(ii)車輛在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，(iii) RESS溫度小于或等于預(yù)定溫度閾值，或(iv) RESS充電狀態(tài)小于或等于預(yù)定充電狀態(tài)閾值。
[0066]回到步驟418，當(dāng)執(zhí)行RESS冷卻時，重復(fù)步驟402-418，優(yōu)選地連續(xù)，以確保適當(dāng)?shù)那闆r保持就位以繼續(xù)RESS冷卻。在一個優(yōu)選實施例中，在RESS正在冷卻的步驟414的這樣的迭代期間，在步驟414的這樣的后續(xù)迭代中使用新的(或第二)溫度閾值，新的(或第二)溫度閾值小于步驟414的第一迭代的原始的(或第一)溫度閾值。在一個示例性實施例中，步驟414的原始的(或第一)預(yù)定溫度閾值等于四十?dāng)z氏度，步驟414的后續(xù)迭代的新的(或第二)溫度閾值減少為三十二攝氏度。在該示例性實施例中，確定是否開始RESS的冷卻(SP，在第一迭代中)是部分地基于四十?dāng)z氏度的第一 RESS溫度閾值的，而在后續(xù)迭代中確定關(guān)于在RESS冷卻后是否繼續(xù)RESS冷卻已經(jīng)部分地基于三十二攝氏度的第二 RESS溫度閾值。這些第一和第二溫度閾值的實際值在不同的實施例中可以變化。步驟416的充電狀態(tài)閾值優(yōu)選地保持不改變。
[0067]因此，一旦在步驟418中開始RESS冷卻，RESS冷卻繼續(xù)通過步驟418的后續(xù)迭代，給定滿足全部以下條件；即，(i)車輛沒有充電(如在步驟410的后續(xù)迭代中確定)，(ii)車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)(如在步驟412的后續(xù)迭代中確定)，(iii) RESS溫度大于第二溫度閾值(如在步驟414的新的迭代中確定，優(yōu)選地使用小于第一迭代的原始溫度閾值的新的溫度閾值)，以及(iV ) RESS充電狀態(tài)大于預(yù)定充電狀態(tài)閾值(如在步驟416的新的迭代中確定，優(yōu)選使用與第一迭代相同的充電狀態(tài)閾值)。一旦在后續(xù)迭代中滿足任意以下情況，RESS的冷卻終止(步驟420):(i)車輛在充電，(ii)車輛在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，(iii) RESS溫度小于或等于新的，或第二預(yù)定溫度閾值，或(iv) RESS充電狀態(tài)小于或等于預(yù)定充電狀態(tài)閾值。RESS冷卻優(yōu)選地經(jīng)由由圖1的處理器172提供至圖1-3的冷卻系統(tǒng)144，200的指令終止(例如，通過命令風(fēng)扇，壓縮機，和/或熱交換器關(guān)閉)。
[0068]因此，公開的方法，系統(tǒng)，和車輛提供用于潛在地改進車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的冷卻。在車輛沒有插上插頭或充電時，并且當(dāng)車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，進一步給定平均RESS單元溫度大于預(yù)定溫度閾值而且RESS充電狀態(tài)大于預(yù)定充電狀態(tài)閾值，提供了 RESS的冷卻。
[0069]將要理解公開的方法，系統(tǒng)，和車輛可以不同于附圖和在此描述的那些。例如，車輛100，RESS控制系統(tǒng)124，冷卻系統(tǒng)200，和/或其各個部件可以不同于圖1_3中描述的和結(jié)合其所描述的。此外，將要理解過程400的某些步驟可以不同于圖4所描述的和/或上面結(jié)合其描述的。類似地，將要理解如上所述的過程的某些步驟可以與圖4所描述的和/或上面結(jié)合其描述的同時發(fā)生或以不同的順序發(fā)生。
[0070]盡管在上述詳細描述中已經(jīng)展現(xiàn)了至少一個示例性實施例，應(yīng)當(dāng)理解存在許多變型。還應(yīng)當(dāng)理解，一個或多個示例性實施例僅僅是示例，并且并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍，應(yīng)用性，或結(jié)構(gòu)。然而，上述詳細描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實施一個或多個示例性實施例的便利的路線圖。應(yīng)當(dāng)理解在不背離在所附權(quán)利要求及其法律等同物闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，元件功能和布置可以作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種維持車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的方法，所述方法包括: 確定RESS是否在充電； 確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)；以及 如果RESS沒有充電并且車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括: 如果RESS沒有充電并且車輛沒有在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，使用液體對液體熱交換器開始RESS的冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括: 給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的溫度大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括: 給定RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)時，如果RESS的充電狀態(tài)大于預(yù)定閾值，開始RESS的冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中開始冷卻的步驟包括: 如果以下每一條件滿足時，開始RESS的冷卻，即:RESS的溫度大于第一預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)大于第二預(yù)定閾值，RESS沒有充電，并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括以下步驟: 當(dāng)RESS冷卻時，如果任意以下條件滿足時，終止RESS的冷卻，即:RESS的溫度小于或等于第三預(yù)定閾值，RESS的充電狀態(tài)小于或等于第二預(yù)定閾值，RESS在充電，或車輛在推進準(zhǔn)備狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中終止步驟的第三預(yù)定閾值小于開始步驟的第一預(yù)定閾值。
8.一種用于冷卻車輛的可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括: 用于冷卻RESS的冷卻系統(tǒng)；以及 控制器，其連接到冷卻系統(tǒng)并且構(gòu)成為: 確定RESS是否在充電； 確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)；以及 如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其中冷卻系統(tǒng)包括用于冷卻RESS的液體對液體熱交換器。
10.一種車輛，包括: 包括可再充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的驅(qū)動系統(tǒng)；以及 連接到RESS并且構(gòu)成為冷卻RESS的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括: 用于冷卻RESS的冷卻系統(tǒng)；以及 控制器，其連接到冷卻系統(tǒng)并且構(gòu)成為: 確定RESS是否在充電；確定車輛是否在推進準(zhǔn)備狀態(tài)；以及 如果RESS沒有充電并且車輛不在推進準(zhǔn)備狀態(tài)，進一步給定將促進比RESS的預(yù)期容量損失更快的一個或多個情況存在時，開始RESS的冷卻。
【文檔編號】H01M10/625GK103568817SQ201310333403
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】K.D.巴福德, M.西莫尼尼, R.馬特 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司