用于调整电池组电荷状态限值的系统和方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及向车辆提供电力的电池组的运行。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆可以包括内燃机和向车轮提供推力的电动机。混合动力车辆可以经由较小排量的内燃机和电动机，提供具有较大排量内燃机的车辆的性能和功能。在高的驾驶员要求条件期间，电动机可以增加发动机转矩，以便可以为车辆提供类似于较大排量内燃机所提供的转矩。然而，在当电池电荷状态(SOC)处于较低水平期间，电动机可能不能够帮助较小排量发动机。降低在电动机处可用转矩量不足的可能性的一个方法是增加电池组大小，以便向电动机提供电力的电池存储更大量的电能。然而，增加额外的电池组会增加电池组成本和电池组体积。因此，在不必增加电池体积的情况下，提供附加的电荷存储容量和附加的电荷酸化容量是可取的。
【发明内容】
[0003]发明人在此已开发了一种用于运行车辆的电池组的系统，该系统包括:包括多个电池单元的电池组；以及包括非临时性指令的控制器，其响应于车辆质量调整电池组电荷状态运行阈值。
[0004]通过响应于车辆质量调整电池组电荷状态运行阈值，提供增加电池中的存储电荷，以便当车辆质量增加时，可以经由电动机推进车辆行驶更长时间段的技术结果是可能的。此外，电池放电量可以增加，以便当车辆质量增加时，电池可以被放电到较低的水平。以这种方式，与电池电荷状态运行阈值未调整时的电动机相比，推进车辆的电动机可以运行更长时间段。进一步地，电池组充电和放电功率可以响应于车辆质量进行调整，以便当车辆质量增加时可以提供附加电机转矩。
[0005]在另一个实施例中，一种运行车辆的电池组的系统包括:包括多个电池单元的电池组；以及包括非临时性指令的控制器，其响应于影响发动机功率的环境条件调整电池组电荷状态运行阈值。
[0006]在另一个实施例中，环境条件包括大气压力。
[0007]在另一个实施例中，环境条件包括湿度。
[0008]在另一个实施例中，调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件增大电池组充电阈值。
[0009]在另一个实施例中，调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件减小电池组放电阈值。
[0010]在另一个实施例中，调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件增加电池组充电能量和/或功率。
[0011]在另一个实施例中，调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件增加电池组放电能量和/或功率。
[0012]在另一个实施例中，提供了一种运行电池组的方法。该方法包括响应于车辆质量调整电池组输出和/或输入能量和/功率的可用量。
[0013]在另一个实施例中，该方法进一步包括响应于影响发动机转矩的环境条件，调整电池组的输出和/或输入能量和/或功率。
[0014]在另一个实施例中，该车辆质量包括机械联接到该车辆的拖车的质量。
[0015]在另一个实施例中，该方法进一步包括响应于车辆质量调整电池组电荷状态运行阈值。
[0016]在另一个实施例中，调整电池组输出能量和/或输入功率的可用量包括响应于车辆质量减少，减少电池组输出和/或输入功率的可用量。
[0017]在另一个实施例中，该方法进一步包括响应于预定时间后车辆质量没有变化，降低电池组输出能量和/或输入功率的可用量。
[0018]本说明书可以提供若干优点。具体地，该方案提供增加由电机输送到车辆传动系统的能量和/或功率的量的方法。进一步地，高载荷车辆可以在电池SOC窗口被扩展的较高负荷下运行；然而，当高载荷车辆在较低负荷下运行时，SOC窗口扩展可以减少，以便可以延长电池寿命。更进一步地，该方案还提高在车辆质量增加时的电池充电和放电速率。
[0019]当单独或连同附图时，从如下的【具体实施方式】容易理解本说明书的上述优点以及其他优点和特征。
[0020]应当理解，提供以上概述是以简化形式介绍本发明的一些概念，其将在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0021]图1示出车辆电池组的示意图；
[0022]图2示出车辆中车辆电池组的示意图；
[0023]图3示出示例性电池组运行顺序；以及
[0024]图4和图5示出调整电池组电荷状态限值的方法的流程图；以及
[0025]图6A和图6B示出示例性电池组电荷状态窗口。
【具体实施方式】
[0026]本描述与调整电池组SOC限值相关。车辆电池组可以包括被包括在图1的描述中的特征和器件。如图2所示，车辆电池组可以被安置在车辆中。当图4的方法被包括在图1和图2的系统中时，该电池组可以提供如图3所示的运行顺序。图4描述SOC窗口以及当SOC限值被调整时，如何影响电池运行。
[0027]现参照图1，其示出示例性电池组100。电池组100包括由多个电池单元103组成的电池单元堆栈102。电池组100可以由风扇112被空气冷却，或可选择地，经由可选的冷却液电路104和泵105被液体冷却。电池单元103可以是锂离子、镍镉或其它已知的化学物质。电池单元103可以串联和/或并联电连接。串联电连接的电池单元增加电池组输出电压。并联电连接的电池单元增加电池容量或安培-小时额定值。电池组温度可以经由电池组温度传感器108感测或测量。在某些示例中，可以为每个/若干个电池单元103提供电池温度传感器。
[0028]电池风扇112和/或泵105可以响应于电池组温度传感器108被选择性启用和停用。进一步地，电池风扇112和/或泵105的转动速度可以响应于电池组温度传感器108而被改变。例如，如果电池组温度正接近高温阈值，可以增大电池风扇112和/或泵105的速度。可选择地，如果电池组温度在降低并正接近较低温度阈值，可以降低电池风扇112和/或泵105的速度。
[0029]在电池组100处于较低温度的条件期间，电池组加热元件122可以被启用，以提高电池组100的温度。在一个示例中，如果电池温度传感器108指示低的电池温度，加热元件122可以被启用以提高电池温度，以便可以增加电池效率。
[0030]电池组100还包括电池控制器130，其包括输入端和输出端132。电池控制器130还包括用于存储可执行指令的非临时性存储器或只读存储器134。电池控制器130还包括用于存储变量和指令的易失性存储器136。电池控制器130还包括与易失性存储器136、只读存储器134以及输入端和输出端132电连通的中央处理单元138。输入端和输出端132与电池组传感器和致动器(例如，温度传感器108)电连通。电池控制器130与用于指示电池组退化的用户显示器或灯150电连通。电池控制器130还可以经由限制通过电流限制器件145 (例如，晶体管、晶闸管、FET、MOSFET等)的电流限制电池组输出功率。在某些示例中，电池组100可以包括湿度传感器146和大气压力传感器147。可选择地，电池组100可以从车辆控制器接收大气压力和湿度。电池控制器130还可以与其他车辆控制器(例如动力总成控制器、推进电机控制器、变速器控制器等)通信。电池控制器可以向其他控制器传送SOC限值以限制电池输出功率。
[0031]现参照图2，其示出电池组100可以被包括在内的示例车辆202。车辆202可以包括推进车辆202的电机206和车辆控制器204。车辆控制器204响应于车辆状况和驾驶员要求转矩控制电机206。电机206经由电池组100被提供功率。在某些示例中，车辆控制器204可以控制电机206和可选的内燃机225。
[0032]车辆控制器204还包括输入端和输出端232。车辆控制器204还包括用于存储可执行指令的非临时性存储器或只读存储器234。车辆控制器230还包括用于存储变量和指令的易失性存储器236。车辆控制器230还包括与易失性存储器236、只读存储器234以及输入端和输出端232电连通的中央处理单元238。例如，输入端和输出端232经由CAN总线与电池组控制器130电连通。
[0033]因此，图1和图2的系统提供一种用于运行车辆电池组的系统，该系统包括:包括多个电池单元的电池组；以及包括非临时性指令的控制器，其响应于车辆质量调整电池组电荷状态运行阈值。该系统包括所述车辆质量包括车辆货物和乘客的系统。该系统包括所述车辆质量包括机械联接到该车辆的拖车的质量的系统。
[0034]在某些示例中，该系统包括调整电池组电荷状态包括提高电池组电荷状态电池充电最大阈值的系统。该系统包括调整电池组电荷状态包括降低电池组电荷状态电池放电最小阈值的系统。该系统包括调整电池组电荷状态包括响应于车辆质量增加而增加电池组充电能量和/或功率的系统。该系统包括调整电池组电荷状态包括响应于车辆质量增加而增加电池组放电能量和/或功率的系统。
[0035]在另一个示例中，图1和图2的系统提供一种用于运行车辆电池组的系统，该系统包括:包括多个电池单元的电池组；以及包括非临时性指令的控制器，其响应于影响发动机功率的环境条件调整电池组电荷状态运行阈值。所述环境条件包括大气压力。所述环境条件包括湿度。
[0036]该系统还包括调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件而增加电池组电荷状态电池充电最大阈值的系统。该系统包括调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件而减少电池组电荷状态电池放电最小阈值的系统。该系统包括调整电池组电荷状态运行阈值包括响应于减少发动机功率的环境条件而增加电池组充电能量和/或功率的系统。该系统包括调整电池组电荷状态运行阈值包