利用動能變化補償的剩余能量可行駛距離預測的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及用于包括能量轉換裝置（諸如，電機或發動機）的車輛的剩余能量可 行駛距離預測計算。
【背景技術】
[0002] 諸如電池電動車輛（BEV)、插電式混合動力電動車輛（PHEV)、輕度混合動力電動 車輛（MHEV)或全混合動力電動車輛（FHEV)的車輛包含用作車輛的推進源的能量儲存裝置 (諸如，高電壓（HV)電池）。HV電池可包括用于輔助管理車輛性能和操作的組件和系統。 HV電池可包括在電池單元端子之間電互連的一個或更多個電池單元陣列和互連器匯流條 (interconnector busbar)。HV電池和周圍環境可包括熱管理系統以輔助管理HV電池組 件、系統和各個電池單元的溫度。具有一個或更多個HV電池的車輛可包括電池管理系統， 該電池管理系統測量和/或估計描述HV電池、車輛組件和/或電池單元當前操作狀況的 值。電池管理系統還可將關于測量值和估計值的信息輸出到界面。

【發明內容】

[0003] -種用于估計車輛的剩余能量可行駛距離（DTE)的方法包括：響應于檢測到因在 行駛周期期間的車輛加速或減速而導致的車輛動能水平的變化，由控制器輸出通過預測的 DTE里程調節而被修正的DTE，其中，所述預測的DTE里程調節被選擇為包括對應于所述車 輛動能水平的變化并校正所述車輛動能水平的變化的動能補償輸入。車輛減速可歸因于 摩擦制動系統的應用，所述動能補償輸入可基于摩擦制動功率的值而補償和校正動能的變 化，其中，所述摩擦制動功率的值與由于摩擦制動系統的應用而消散的動能的量相關。車輛 減速可歸因于再生制動系統的應用，所述動能補償輸入可基于摩擦制動功率的值和由于再 生制動系統的應用而回收的動能的量而補償和校正動能的變化。DTE可基于歷史能量消耗 率和修正的可用能量的值。所述修正的可用能量的值可基于測量的可用能量的量和動能修 正數。所述動能修正數可基于摩擦制動能量的值和動能的變化，所述動能的變化基于車輛 速度的變化。摩擦制動能量可基于摩擦制動功率的值和動能的變化。
[0004] -種電動車輛包括：能量轉換裝置；能量源，用于向能量轉換裝置供應能量；摩擦 制動系統；再生制動系統，用于在車輛的速度降低時回收動能；至少一個控制器，與所述制 動系統和界面通信。所述控制器被配置為：響應于檢測到因在行駛周期期間的車輛加速或 減速而導致的車輛動能水平的變化而將剩余能量可行駛距離（DTE)輸出到界面，所述DTE 基于車輛組件和能量源的狀況并通過動能補償輸入進行補償。車輛減速可歸因于摩擦制動 系統的應用，所述動能補償輸入可基于摩擦制動功率的值而補償和校正車輛動能水平的變 化，其中，所述摩擦制動功率的值與由于摩擦制動系統的應用而消散的動能的量相關。車輛 減速可歸因于再生制動系統的應用，所述動能補償輸入可基于摩擦制動功率的值和由于再 生制動系統的應用而回收的動能的量而補償和校正車輛動能的變化。所述動能補償輸入可 基于估計的可回收動能的量。可回收動能可以是由于摩擦制動而消散的能量、由于再生制 動而回收的能量以及基于車輛速度的車輛動能的函數。所述控制器還可被配置為：響應于 檢測到車輛加速以及摩擦制動能量等于零而輸出更新的DTE，所述更新的DTE基于由于車 輛動能的變化而增加的可回收動能的量。所述控制器還可被配置為：響應于檢測到車輛減 速而輸出更新的DTE，所述更新的DTE基于可回收動能和消散的摩擦制動能量。所述控制器 還可被配置為：響應于檢測到車輛加速以及摩擦制動能量具有有限值而輸出更新的DTE， 所述更新的DTE基于歸因于車輛動能變化的摩擦制動能量水平以及恒定的可回收動能的 值。
[0005] -種車輛牽引電池系統包括：一個或更多個車輛組件；牽引電池，用于向所述車 輛組件供應能量；摩擦制動系統；再生制動系統；一個或更多個傳感器，用于監測所述車輛 組件、牽引電池和所述制動系統；控制器。所述控制器被配置為：接收來自所述傳感器的輸 入，以基于所述輸入檢測由于所述制動系統的狀況而導致的車輛動能的變化以及摩擦制動 功率水平；輸出通過動能修正數而被修正的剩余能量可行駛距離（DTE)，所述動能修正數 通過所述輸入而得出并根據所述制動系統的狀況被選擇性地施加。所述控制器還可被配 置為：響應于檢測到車輛減速而輸出更新的DTE，所述更新的DTE基于通過再生制動系統回 收的能量以及消散的能量的量。所述控制器還可被配置為：響應于檢測到車輛加速以及摩 擦制動能量等于零而輸出更新的DTE，所述更新的DTE基于可回收動能和車輛動能的變化。 DTE可基于在摩擦制動系統的應用期間所消散的能量，動能修正數可基于摩擦制動功率水 平而補償和校正車輛動能的變化，所述摩擦制動功率水平與由于摩擦制動系統的應用而未 被回收的動能的量相關。DTE可基于在再生制動系統的應用期間所回收的能量，動能修正數 可基于摩擦制動功率水平和由于再生制動系統的應用而回收的動能的量而補償和校正車 輛動能的變化。
【附圖說明】
[0006] 圖1是電池電動車輛的示意圖。
[0007] 圖2是示出車輛的示例的框圖。
[0008] 圖3是示出利用動能補償修正數（modifier)計算的能量消耗率和未利用動能補 償修正數計算的能量消耗率之間的比較的曲線圖。
[0009] 圖4是圖2的車輛的剩余能量可行駛距離預測架構的示例的框圖。
[0010] 圖5是示出用于圖4的剩余能量可行駛距離預測架構的操作的算法的示例的流程 圖。
【具體實施方式】
[0011] 在此描述本公開的實施例。然而，將理解的是，所公開的實施例僅是示例，其他實 施例可采用各種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出 特定組件的細節。因此，在此公開的具體結構和功能細節不應被解釋為限制，而僅為教導本 領域技術人員以各種方式使用本公開的實施例的代表性基礎。如本領域普通技術人員將理 解的，可將參照任一附圖示出并描述的各種特征與在一個或更多個其他附圖中示出的特征 相結合以產生未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合為典型應用提供代表性實施 例。然而，與本公開的教導一致的特征的各種組合和變型可期望用于特定應用或實施方式。
[0012] 圖1不出了典型的插電式混合動力電動車輛（PHEV)的不意圖。典型的插電式混 合動力電動車輛12可包括機械地連接至混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電 機14能夠作為馬達或發電機運轉。此外，混合動力傳動裝置16機械地連接至發動機18。 混合動力傳動裝置16還機械地連接至驅動軸20,驅動軸20機械地連接至車輪22。當發動 機18開啟或關閉時，電機14能夠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而提供燃料經濟效益。由于混合動 力電動車輛12可在特定狀況下按照電動模式或混合動力模式運轉以降低車輛12總的燃料 消耗，因此電機14還可減少污染物排放。
[0013] 牽引電池或電池包24儲存并提供可以被電機14使用的能量。牽引電池24通常 從牽引電池24中的一個或更多個電池單元陣列（有時稱為電池單元堆）提供高電壓DC輸 出。電池單元陣列可包括一個或更多個電池單元。牽引電池24通過一個或更多個接觸器 (未示出）電連接至一個或更多個電力電子模塊26。所述一個或更多個接觸器在斷開時使 牽引電池24與其他組件隔離，并在閉合時將牽引電池24連接至其他組件。電力電子模塊 26還電連接至電機14，并且提供在牽引電池24和電機14之間雙向傳輸電能的能力。例如， 典型的牽引電池24可以提供DC電壓，而電機14可能需要三相AC電壓來運轉。電力電子 模塊26可以將DC電壓轉換為電機14所需要的三相AC電壓。在再生模式下，電力電子模 塊26可以將來自用作發電機的電機14的三相AC電壓轉換為牽引電池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 接至電機14的齒輪箱并且可以不存在發動機18。
[0014] 牽引電池24除提供用于推進的能量之外，還可提供用于其他車輛電氣系統的能 量。典型的系統可包括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輸出轉換為與其他車輛負載兼容的低電壓DC供應。其他高電壓負載（例如，壓縮機 和電加熱器）可直接連接至高電壓而不使用DC/DC轉換器模塊28。在典型的車輛中，低電 壓系統電連接至輔助電池30 (例如，12V電池）。
[0015] 電池電控制模塊（BECM) 33可與牽引電池24通信。BECM 33可用作牽引電池24的 控制器，并且還可包括管理每個電池單元的溫度和荷電狀態的電子監控系統。牽引電池24 可具有溫度傳感器31，例如，熱敏電阻或其他溫度計量器。溫度傳感器31可與BECM 33通 信，以提供關于牽引電池24的溫度數據。溫度傳感器31也可位于牽引電池24中的電池單 元上或靠近牽引電池24中的電池單元。也可考慮使用不止一個溫度傳感器31來監控電池 單元的溫度。
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