基于電池功率容量調節電池最小荷電狀態極限的方法
【技術領域】
[0001] 本申請總體上涉及設置牽引電池的荷電狀態極限。
【背景技術】
[0002] 混合動力電動車輛包括提供用于驅動的電力的牽引電池。為了使電池壽命最大 化，牽引電池可在限制的荷電狀態（SOC)范圍內操作。隨著電池老化，電池的功率容量可減 小。在電池壽命的起始端選擇的SOC范圍可隨著電池老化而變得不充足。電池控制器可試 圖通過修改允許的SOC范圍來針對電池老化進行補償。電池控制器可調節可操作的SOC窗 口，以保證在SOC窗口內有最大量的功率可用。所述最大量的功率可隨著電池老化而減小， 但是控制器可試圖選擇電池可提供用于驅動的電力的SOC范圍。特定的現有的控制方案的 關注點在于選擇牽引電池可提供用于驅動的電力的SOC范圍。

【發明內容】

[0003] 一種車輛包括：牽引電池和至少一個控制器。所述至少一個控制器被配置為根據 基于電阻和預定的最小功率的最小荷電狀態來操作牽引電池，使得在最小荷電狀態下能夠 獲得預定的最小功率用于發動機起動。在低于最小荷電狀態的情況下，牽引電池中沒有功 率被請求以用于驅動。所述電阻可包括牽引電池的內電阻。所述電阻可包括與連接到牽引 電池的線束關聯的導線電阻。預定的最小功率可包括安全裕度，以使得在車輛未運轉的預 定量的時間之后，能夠獲得預定量的功率用于發動機起動。所述至少一個控制器還被配置 為估計所述電阻。所述電阻可基于牽引電池的年齡和使用中的一個或更多個。電阻可基于 牽引電池的溫度和荷電狀態中的一個或更多個。最小荷電狀態還可基于牽引電池的最大電 流。預定的最小功率可被選擇以在發動機起動期間減少排放。
[0004] 一種控制器實現的方法包括：根據基于牽引電池的電阻和最小功率容量的最小荷 電狀態，通過控制器操作牽引電池，使得在最小荷電狀態下能夠獲得預定的最小功率用于 發動機起動，其中，當荷電狀態低于最小荷電狀態時，牽引電池中沒有功率可被請求以用于 驅動。所述方法還可包括：通過控制器估計牽引電池的電阻。預定的最小功率可以是在發 動機起動期間滿足排放標準所需要的最小功率。預定的最小功率可包括安全裕度，以使得 在車輛未運轉的預定量的時間之后，能夠獲得預定量的功率用于起動。
[0005] -種車輛包括：牽引電池和至少一個控制器。所述至少一個控制器被配置為根據 基于電阻和預定功率的最小電壓來操作牽引電池，使得在最小電壓下能夠獲得預定功率用 于發動機起動，其中，當牽引電池的電壓低于最小電壓時，牽引電池中沒有功率被請求以用 于驅動。在低于最小電壓的情況下，可向牽引電池請求功率以用于發動機起動，在這種情況 下，排放要求可能不被滿足。最小電壓還可基于牽引電池的最大電流，使得當最大電流小于 與最大電池功率容量關聯的電池電流時，最小電壓被設置為P_/I_+R*I_，其中，P_是所 述預定功率，I max是最大電流，R是電阻。最小電壓還可基于牽引電池的最大電流，使得當最 大電流大于與最大電池功率容量關聯的電池電流時，最小電壓被設置為4*R*P_的平方根， 其中，P_是所述預定功率，R是電阻。所述預定功率可被選擇以在發動機起動期間減少排 放。預定功率可被選擇以在發動機起動和操作期間滿足排放標準。所述預定功率可包括安 全裕度，以使得在車輛未運轉的預定量的時間之后，能夠獲得預定量的功率用于發動機起 動。所述至少一個控制器還可被配置為估計牽引電池的電阻。牽引電池的電阻可基于牽引 電池的服務時間。所述至少一個控制器還可被配置為根據基于最小電壓的最小荷電狀態來 操作牽引電池，其中，當牽引電池的荷電狀態低于最小荷電狀態時，牽引電池中沒有功率被 請求以用于驅動。
【附圖說明】
[0006] 圖1是示出典型的動力傳動系統和儲能組件的混合動力車輛的示圖。
[0007] 圖2是由多個電池單元組成并由電池能量控制模塊監測和控制的可能的電池組 布置的示圖。
[0008] 圖3是示例性電池單元等效電路的示圖。
[0009] 圖4是示出針對典型的電池單元的可能的開路電壓（VJ相對于電池荷電狀態 (SOC)的關系的曲線圖。
[0010] 圖5是作為電池開路電壓的函數的請求的電池功率和電池功率容量的示例性繪 圖。
[0011] 圖6是用于調節最小電壓極限并相應地操作牽引電池的可能的一組步驟的流程 圖。
【具體實施方式】
[0012] 在此描述本公開的實施例。然而，將要理解的是，所公開的實施例僅是示例并且其 它實施例可采用各種替換方式。附圖不必按比例繪制；一些特征可被夸大或縮小以示出特 定組件的細節。因此，在此所公開的特定結構性和功能性細節不被解釋為限制，而僅作為用 于教導本領域技術人員以各種方式利用本發明的代表性基礎。如本領域普通技術人員將理 解的，可將參照任何一個附圖示出并描述的各種特征與在一個或更多個其它附圖中示出的 特征相結合以產生未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合提供用于典型應用的代 表性實施例。然而，針對特定應用或實施方式，可期望與本公開的教導一致的特征的各種組 合和修改。
[0013] 圖1描繪了典型的插電式混合動力電動車輛（HEV)。典型的插電式混合動力電動 車輛12可包括機械地連接到混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電機14可以 能夠作為馬達或發電機運轉。另外，混合動力傳動裝置16機械地連接到發動機18。混合動 力傳動裝置16還機械地連接到驅動軸20,驅動軸20機械地連接到車輪22。當發動機18開 啟或關閉時，電機14可提供推進和減速能力。電機14還用作發電機，并且能夠通過回收在 摩擦制動系統中通常將作為熱損失掉的能量來提供燃料經濟效益。通過允許發動機18以 更有效的速度運轉并允許混合動力電動車輛12在特定狀況下隨著發動機18關閉而以電動 模式運轉，電機14還可減少車輛排放。
[0014] 牽引電池或電池組24儲存可被電機14使用的能量。車輛電池組24通常提供高 電壓DC輸出。牽引電池24電連接到一個或更多個電力電子模塊。一個或更多個接觸器42 在斷開時可使牽引電池24與其它組件隔離，并在閉合時使牽引電池24連接到其它組件。電 力電子模塊26還電連接到電機14,并且提供在牽引電池24和電機14之間的雙向傳輸能量 的能力。例如，典型的牽引電池24可提供DC電壓，而電機14可需要三相AC電流以運轉。 電力電子模塊26可將DC電壓轉換為電機14所需要的三相AC電流。在再生模式下，電力 電子模塊26可將來自用作發電機的電機14的三相AC電流轉換為牽引電池24所需要的DC 電壓。在此的描述同樣適用于純電動車輛。對于純電動車輛，混合動力傳動裝置16可以是 連接到電機14的齒輪箱，并且發動機18可以不存在。
[0015] 牽引電池24除了提供用于推進的能量之外，還可提供用于其它車輛電氣系統的 能量。典型系統可包括DC/DC轉換器模塊28, DC/DC轉換器模塊28將牽引電池24的高電 壓DC輸出轉換為與其它車輛負載兼容的低電壓DC供應。低電壓系統可電連接到輔助電池 30(例如，12V電池）。一個或更多個電力負載46可連接到高電壓總線。電力負載46可具 有適時運行電力負載46的關聯的控制器。電力負載46的示例可以是加熱模塊或空調模塊。
[0016] 車輛12可以是電動車輛或插電式混合動力車輛，其中，牽引電池24可通過外部電 源36被再充電。外部電源36可連接到電插座。外部電源36可電連接到電動車輛供應設 備（EVSE) 38。EVSE 38可提供電路和控制，以調節并管理在電源36和車輛12之間的能量的 傳輸。外部電源36可向EVSE 38提供DC電力或AC電力。EVSE 38可具有用于插入到車輛 12的充電端口 34中的充電連接器40。充電端口 34可以是被構造為將電力從EVSE 38傳 輸到車輛12的任何類型的端口。充電端口 34可電連接到充電器或車載電力轉換模塊32。 電力轉換模塊32可調節從EVSE 38提供的電力，以向牽引電池24提供合適的電壓電平和 電流電平。電力轉換模塊32可與EVSE 38進行接口連接，以協調對于車輛12的電力傳輸。 EVSE連接器40可具有與充電端口 34的相應凹槽匹配的插腳。可選擇地，被描述為電連接 的各種組件可使用無線感應耦合來傳輸電力。
[0017] -個或更多個車輪制動器44可被提供以用于使車輛12減速并防止車輛12的運 動。車輪制動器44可以是液壓驅動的、電力驅動的或是它們的一些組合。車輪制動器44 可以是制動系統50的一部分。制動系統50可包括操作車輪制動器44所需要的其它組件。 為了簡潔，附圖描繪了在制動系統50和車輪制動器44之一之間的一種連接。隱含了在制 動系統50和其它的車輪制動器44之間的連接。制動系統50可包括控制器以監測并協調 制動系統50。制動系統50可監測制動組件，并控制車輪制動器44以得到期望的操作。制 動系統50可響應于駕駛員命令，并也可自主運行以實現諸如穩定性控制的功能。制動系統 50的控制器可實現當被另一控制器或子功能請求時應用請求的制動力的方法。
[0018] 所討論的各種組件可具有一個或更多個相關