用于混合動力電動車輛的能量管理系統(tǒng)和燃料節(jié)約方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種新穎的用于混合動力電動車輛(30)的能量管理系統(tǒng)(1)，該車輛包括用于車輛牽引驅動和再生式制動的電機(2)，用于存儲再生能量的電存儲系統(tǒng)ESS(4)，和不同于所述電機(2)的至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)。能量管理控制器(9)布置為一旦建立在預測的未來下坡下行(32)期間再生能量增量的潛在可能，就把所述ESS(4)的電力導引到所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)以減小所述ESS(4)的充電水平，使得在所述預測的未來下坡下行(32)期間能量增量可以再生并且被存儲在所述ESS(4)中。
【專利說明】
用于混合動力電動車輛的能量管理系統(tǒng)和燃料節(jié)約方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于混合動力電動車輛的能量管理系統(tǒng)，其中該汽車包括用于車輛牽引驅動和再生式制動的電機，用于存儲再生能量的電存儲系統(tǒng)，和不同于所述電機的至少一個附加的車輛電氣輔助設備。本發(fā)明還涉及用于所述混合動力電動車輛的燃料節(jié)約方法。

【背景技術】
[0002]用于混合動力電動車輛的能量管理系統(tǒng)的總體目標是管理電力消耗和電力再生，以得到更低的整體燃料消耗和排放，并且改善車輛可驅動性。文獻US2005/0274553A1示出了用于混合動力電動車輛的預測能量管理系統(tǒng)，為了獲得更好的燃料經(jīng)濟和更低的排放，其基于預測的驅動循環(huán)和地形選擇功率要求以操作電動機和發(fā)動機。然而，期望對燃料消耗和發(fā)動機排放有進一步的改善。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供新穎的用于混合動力電動車輛的能量管理系統(tǒng)，其使得對于燃料消耗和發(fā)動機排放有了進一步的提高，該電動汽車包括用于車輛牽引驅動和再生式制動的電機，用于存儲再生能量的電存儲系統(tǒng)ESS，和不同于所述電機的至少一個附加的車輛電氣輔助設備。本發(fā)明的目的由權利要求1的特征部分的特征獲得，其中，能量管理控制器布置為一旦建立在預測的未來下坡下行期間再生能量增量的潛在可能，就把來自所述ESS的電力導引到所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備以減小所述ESS的充電水平，使得在所述預測的未來下坡下行期間能量增量可以再生并且被存儲在所述ESS中。
[0004]所述目的還通過本發(fā)明的用于相應混合動力電動車輛的燃料節(jié)約方法來實現(xiàn)，該方法包括步驟:建立在預測的未來下坡下行期間再生能量增量的潛在可能；以及接下來，把來自所述ESS的電力導引到所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備以減小所述ESS的充電水平，使得在所述預測的未來下坡下行期間能量增量可以再生并且被存儲在所述ESS中。
[0005]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法基于對預測未來行進路徑的合理使用，用以增加車輛再生式制動期間的再生能量的量。如果沒有本發(fā)明的方案，則存在在下坡下行期間ESS可能變成完全充電，同時需要進一步的再生式制動的風險。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)不需要在到達預測下行之前，操作電機以減小ESS的充電水平，但是替代地布置為將來自所述ESS的電能導引到所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備。因此，本發(fā)明的方案提供獨立于行進路徑、用于減小ESS的充電水平的可選擇的方案。本發(fā)明的方案還提出多個附加的電氣輔助設備，其可以由ESS的電能供電，從而增加選擇使用哪個功率消耗器件的自由度，這依賴于當前的和預測的未來環(huán)境。多個附加的電氣輔助設備還促進相對大的功率消耗率，其可能需要用來減小在足夠高的速率下的ESS充電水平。
[0006]其他優(yōu)點通過實現(xiàn)從屬權利要求的一個或多個特征來獲得。優(yōu)選地，如果在所述預測的未來下坡下行期間由再生式制動產生的再生能量的估計量超過所述ESS的估計剩余最大允許存儲容量，則建立所述再生能量增量的潛在可能。通過將再生能量的估計量與ESS的估計剩余最大允許存儲容量進行比較，可提供用于確定能量管理策略的有效工具。ESS的當前SOC的估計可以通過電池管理系統(tǒng)執(zhí)行。
[0007]優(yōu)選地，在所述預測的未來下坡下行期間由再生式制動產生的再生能量的所述估計量被分為第一部分和第二部分，該第一部分是要在所述下坡下行期間對至少一個附加的車輛電氣輔助設備供電，該第二部分是要存儲在所述ESS中，并且優(yōu)選地，如果再生能量的所述第二部分超過所述ESS的估計剩余最大允許存儲容量，則建立所述再生能量增量的潛在可能。由于減小了 ESS的充放電的轉換損失，所以至少一個附加的車輛電氣輔助設備由再生能量的直接操作導致燃料效率的提高。此外，相對于再生能量的直接功率消耗器件的類型和數(shù)量的適應性得到提高。
[0008]優(yōu)選地，所述再生能量增量的潛在可能的建立也考慮直到所述預測的未來下坡下行的起點的預測的未來行進路徑海拔信息。在預測下行之前，在上坡路徑部分期間由電機帶來的附加牽引驅動可能以其他的方式對預測下行起點的EES的充電狀態(tài)給出不正確的估計。
[0009]優(yōu)選地，考慮所述預測的未來下坡下行的起點的所述ESS的估計的充電狀態(tài)，來確定所述ESS的估計剩余最大允許存儲容量。
[0010]優(yōu)選地，所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備由加熱系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、啟動機電池、空氣壓縮機、廢氣減排系統(tǒng)、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、發(fā)動機潤滑系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、液壓或動能存儲系統(tǒng)中的任何一個形成。
[0011]優(yōu)選地，所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備耦接到低壓網(wǎng)絡，具體地是6-50伏網(wǎng)絡，或者優(yōu)選地，所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備耦接到高壓網(wǎng)絡，具體地是100-1000伏網(wǎng)絡。低壓網(wǎng)絡適用于相對低的功率應用，而高壓網(wǎng)絡適用于相對高的功率應用。
[0012]優(yōu)選地，所述未來下坡下行由車輛未來行進路徑預測系統(tǒng)預測，其可以包括與行進路徑海拔信息相結合的GPS、或具有行進路徑海拔信息的行進路徑識別系統(tǒng)、或者它們的組合。
[0013]優(yōu)選地，如果所述下行的起點位于車輛一定距離內，則建立所述預測的未來下坡下行。該距離可以例如是直到2km，優(yōu)選地，直到10km，更優(yōu)選地，直到20km。
[0014]優(yōu)選地，一旦所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備由來自所述ESS的電能供電以減小所述ESS的充電水平，則所述能量管理控制器可以超馳(override)所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備的正?？刂啤Ｋ龈郊拥能囕v電氣輔助設備中的一些在正?？刂破陂g，周期性地操作，或者操作為獲得目標值，或者操作以定位在預定范圍中。然而，正常操作的時間很少與由能量管理系統(tǒng)所需的操作時間一致。因此，能量管理系統(tǒng)可以超馳正?？刂?。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]現(xiàn)在，將參考附圖詳細地描述本發(fā)明，其中:
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的能量管理系統(tǒng)的示意性概覽；
[0017]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一能量節(jié)約策略的簡化的示例性行進路徑的發(fā)明效果；以及
[0018]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二能量節(jié)約策略的簡化的示例性行進路徑的發(fā)明效果。

【具體實施方式】
[0019]在下文中，將結合示例性的而不是限制本發(fā)明的附圖描述本發(fā)明的各個方面，其中，相同的標記指示相同的元件，并且各方面的改變并不被限制為具體示出的情況，而是可以應用于本發(fā)明的其他變型。
[0020]圖1示出用于執(zhí)行本發(fā)明的能量管理系統(tǒng)I的示意性系統(tǒng)設計的示例。能量管理系統(tǒng)I設計用于在混合動力電動車輛HEV中使用，HEV的特征通常在于，它們的驅動系具有借助于電機2和內燃機3的組合的推動力。公開的本發(fā)明的實施例示出了并聯(lián)式混合動力驅動系系統(tǒng)，其中，內燃機3能夠經(jīng)由第一驅動軸22可轉動地連接到電機2和與其斷開。接著，電機2經(jīng)由傳動裝置24和第二驅動軸26可轉動地連接到后輪和輪軸23。然而，本發(fā)明不限于并聯(lián)式混合動力驅動系系統(tǒng)，而是可以以串聯(lián)或串并混合的驅動系系統(tǒng)等效地實現(xiàn)。
[0021]HEV還包括經(jīng)由電力電子設備5連接到電機2的電存儲系統(tǒng)ESS4，其布置為將饋送到ESS 4和電機2或從它們接收的電力進行轉換。根據(jù)使用的具體系統(tǒng)設計，電力電子設備5例如可以包括DC/DC轉換器和/或DC/AC逆變器等。ESS可以包括能夠存儲電能的一個或多個電池和/或超級電容器等。電機2還適用于能夠作為發(fā)電機工作，從而提供車輛的再生式制動。從而，車輛動能轉換為電能，這可以饋送到EES4以儲能，或者用于其他電設備的直接供電。能量管理系統(tǒng)I還包括不同于電機2的至少一個附加的車輛電力輔助設備。附加的車輛電力輔助設備例如可以是包括電加熱器的加熱系統(tǒng)10，包括電風扇的通風系統(tǒng)11，包括電動壓縮機的空調系統(tǒng)12，優(yōu)選為12、24或48伏的啟動機電池13，車輛壓縮空氣系統(tǒng)的電動空氣壓縮機14,包括電加熱器的廢氣減排系統(tǒng)15,包括電動泵的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)16，包括電動泵的發(fā)動機潤滑系統(tǒng)17、包括電動泵的電動轉向系統(tǒng)18，或者液壓能或動能存儲系統(tǒng)19、20，例如基于液壓蓄能器或飛輪的系統(tǒng)。
[0022]能量管理控制器9可以用于減小ESS 4的充電水平，超馳一些附加車輛電力輔助設備的正?？刂?。例如，能量管理控制器9可以決定臨時增加驅動器駕駛艙和/或任何冷藏貨艙的加熱或冷卻，并且考慮到使其實際的溫度改變地相當慢，從而使任何駕駛員對艙內環(huán)境變化的感覺最小化。能量管理控制器9也可以決定臨時增加啟動機電池13的充電速率，以附加地操作空氣壓縮機14 一直達到空氣罐的最大壓力，從而執(zhí)行廢氣減排系統(tǒng)15的非計劃的再生，等。
[0023]根據(jù)本公開的實施例的車輛包括低壓DC網(wǎng)絡6，也指低壓DC母線，高壓DC網(wǎng)絡7,也指高壓DC母線，以及連接所述網(wǎng)絡6、7的DC/DC轉換器21。高功率DC/DC轉換器提供了主要用于傳動系的車輛低壓網(wǎng)絡和高壓網(wǎng)絡之間的電氣鏈接。因此，DC/DC轉換器21可以將電能在所述網(wǎng)絡6、7之間傳遞，無論它們之間的電壓有何不同。低壓網(wǎng)絡6典型地承載6V至50V范圍內的電源電壓，其可適合于向低功率要求的電應用供電，高壓網(wǎng)絡7典型地承載100V至1000V范圍內的電源電壓，其可適合于高功率應用，例如用于向用于牽引驅動和功率再生的電機2供電的電力電子設備5。在公開的實施例中，附加的車輛電力輔助設備10 — 18中的一些連接到低壓網(wǎng)絡6，而其他的設備19、20連接到高壓網(wǎng)絡7，但這僅是示例性的。例如可選擇地，如果認為系統(tǒng)這樣配置會更好，則可將電動空氣壓縮機14連接到高壓網(wǎng)絡7。
[0024]本發(fā)明的系統(tǒng)I具體地適用于重型道路車輛，例如重型卡車、巴士，但也可以用于其他車輛，例如小汽車。
[0025]本發(fā)明的概念基于預測未來行進路徑的合理使用，以增加車輛再生式制動期間的再生能量的量。如果沒有本發(fā)明的方案，則存在ESS 4可能變成完全充電的風險，即ESS 4的充電狀態(tài)SOC達到其最大允許水平，同時進一步的再生式制動可用。替代地，可能必須由其他的車輛制動設備代替電機2，例如摩擦制動或減速器，或者，不能存儲在已完全充電的ESS 4中的附加再生電能僅僅作為熱量在布置在車輛外部的熱元件上散失。
[0026]車輛行進路徑預測系統(tǒng)8是在現(xiàn)有技術中公知的技術，對于執(zhí)行車輛行進路徑預測系統(tǒng)8的兩個不同的可選擇的示例將在下文中呈現(xiàn)，其使用本發(fā)明的能量管理系統(tǒng)I。根據(jù)第一選擇，車輛行進路徑預測系統(tǒng)8可以包括與行進路徑海拔信息相結合的GPS設備，其至少繪制道路海拔和地理位置地圖。根據(jù)第二個示例，設置行進路徑識別系統(tǒng)，其包括自主學習行進路徑海拔信息系統(tǒng)。這樣的自主學習系統(tǒng)通過寄存估計地理位置和道路坡度，例如通過坡度傳感器和發(fā)動機負載，來初始建立數(shù)字地圖，并且在接下來的行進期間，系統(tǒng)可識別當前的行進路徑，從而高度準確地預測任何未來的下坡下降。
[0027]能量管理控制器9是能量管理系統(tǒng)I的中心部分。能量管理控制器9布置為接收來自車輛行進路徑預測系統(tǒng)8的信息以及EES4的電流S0C，并且至少基于在預測的未來下坡下行期間的再生能量增加量建立的潛在可能。例如，如果由在預測的未來下坡下行期間的再生式制動產生的再生能量的估計量超過ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量，則可以建立再生能量增加量的潛在可能。所述潛在可能當然可能在直到開始預測下行的行進路徑期間被重新評估。相對于能量管理控制器9考慮的車輛前的距離，能量管理控制器9可以設置為具有一些限制。該限制可以設置為長度，例如公里，或者時間，例如秒。例如，能量管理控制器9可以設置為僅對預測未來在離車輛2km或5km或1km或20km內開始的下坡下行作出反應。
[0028]ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量可以基于ESS 4的實際估計SOC以及ESS 4的最大允許存儲容量而確定。此外，當確定ESS 4的估計最大允許存儲容量時，也可以考慮從當前位置直到下坡下行開始的行進路徑的路線信息。如果例如行進路徑包括位于當前位置和預測的未來下坡下行開始之間的上坡部分，則可能需要電機2帶來的附加的牽引驅動，從而減小ESS 4的S0C，使得在預測的未來下坡下行期間由再生式制動產生的再生能量的估計量不再超過ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量。當估計ESS 4的剩余最大允許存儲容量時可能需考慮的其他方面是計劃或估計附加的車輛電氣輔助設備10 - 20中的一個或多個的電力消耗。
[0029]控制和通訊線25將能量管理控制器9與車輛行進路徑預測系統(tǒng)8、EES4、電力電子設備5、DC/DC轉換器21和附加的車輛電氣輔助設備10 - 20連接?？刂坪屯ㄓ嵕€25例如可以由CAN母線等實現(xiàn)。
[0030]接下來，一旦在預測的未來下坡下行期間建立再生能量的增量的潛在可能是可行的，則為了在達到預測的未來下坡下行之前減小ESS 4的充電水平，能量管理控制器接著被布置為將電力從所述ESS 4引導到所述至少一個附加電力輔助設備10 — 20。因此，此電氣管理策略試圖防止這樣的狀態(tài)發(fā)生，即車輛在應用車輛制動且具有完全充電的EES4的情況下下行一坡度，從而防止車輛動能被再生并被存儲在ESS4中。然而，通過本發(fā)明的能量管理系統(tǒng)1，能量增量可以在所述下坡下行期間被再生并且被存儲在所述ESS 4中。
[0031]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一能量節(jié)約策略的示例性行進路徑的發(fā)明效果，其中所有的再生能量用于對ESS 4進行充電。車輛30沿著水平行進路徑31行進，并且接近下坡下行32。直到時間A之前，ESS 4的SOC恒定在第一水平33，其在由最小允許存儲水平34和最大允許存儲容量35限定的范圍內，例如分別是ESS 4總存儲容量的30%和60%。
[0032]在時間h，能量管理控制器9收到來自車輛行進路徑預測系統(tǒng)8的信息，即預測未來在一定距離36，例如10km，內開始下坡下行32，以及所述預測的未來下坡下行32的長度和海拔數(shù)據(jù)的評估。基于所述估計的下坡數(shù)據(jù)、估計的再生效率和充電效率和EES4的當前S0C,能量管理控制器9在與預測下坡下行32的端點對應的時刻t4產生ESS4的SOC的兩個評估37、38。
[0033]為了在到達預測的未來下坡下行32之前減小ESS 4的充電水平，第一評估37，由圖2中的連續(xù)線標記，對應于SOC的估計進程而沒有本發(fā)明的概念，即沒有在到達預測的未來下坡下行32之前從ESS到至少一個附加電氣輔助設備的電力的傳遞的初始化。在此，ESS4的估計剩余最大允許存儲容量48是最大允許存儲容量35和在所述第一水平33處的ESS4的SOC之間的差。
[0034]根據(jù)第一評估37，SOC恒定在第一 SOC水平33直到時間t2，與預測的未來下坡下行32的起點相對應，在此時點，電機2啟動由車輛30的再生式制動產生的再生能量以不超速?？紤]估計的再生效率和充電效率，估計所有的再生能量都要被傳遞到ESS 4。在此，SOC的估計進程簡單地估計為跟隨線性路徑39。估計最大允許存儲容量35在時間t3達到，在此之后，不再允許ESS 4的進一步的充電。可以通過主摩擦制動、車輛輔助制動，或者通過將進一步的再生能量導引到車載電阻器形式的電力消沉等，執(zhí)行車輛在時間t3之后的進一步的制動。
[0035]為了在到達預測的未來下坡下行32之前減小ESS 4的充電水平，第二評估38，由圖2中的點劃線標記，對應于SOC的估計進程而使用本發(fā)明的概念，即包括在到達預測的未來下坡下行32之前從ESS到至少一個附加電氣輔助設備的電力的傳遞的初始化。到所述至少一個附加電氣輔助設備的電能傳遞可以在一定恒定水平上是連續(xù)的，如由圖2中的線性初始向下的斜坡40所示，或者是間歇性的和/或具有變化的電傳遞速率，這所有都取決于諸如特定ESS規(guī)范、第一水平SOC 33、ESS溫度、在預測的未來下坡下行32的起點的目標SOC 41等的方面。另一方面，在預測的未來下坡下行32的起點的目標SOC 41基于在預測的未來下坡下行32的端點上的目標SOC 42、以及在所述下行32期間由再生能量產生的ESS 4的總估計充電43而確定。
[0036]根據(jù)第二評估38，SOC線性減小直到時間t2，這與預測的未來下坡下行32的起點相對應，在此時點，電機2啟動由車輛30的再生式制動產生的再生能量以不超速。考慮估計的再生效率和充電效率，估計所有的再生能量都要被傳遞到ESS 4。在此，SOC的估計進程估計為跟隨線性路徑44。由于在到達下行32之前ESS 4的SOC的減小，直到與下行32的端點相對應的時間t4的所有再生能量，可以傳遞到ESS4，從而增加車輛能量再生效率和燃料效率。
[0037]如上所述地，如果在預測的未來下坡下行期間由再生制動產生的再生能量的估計量超過ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量，則建立再生能量的增量的潛在可能。在圖2中，在預測的未來下坡下行期間由再生制動產生的再生能量的估計量與ESS 4的總估計充電43相對應，并且ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量48與最大允許存儲容量35和在時間h處的第一水平SOC 33之間的差相對應。
[0038]根據(jù)更有利的方面，用于再生能量增量的潛在可能的建立可以附加地考慮直到所述預測的未來下坡下行32起點的，即在時間點h和t2之間行進的行進路徑36的預測的未來行進路徑海拔信息。在圖2中，該行進路徑36描述為平的且沒有電機2的任何牽引驅動操作，但是所述行進路徑36可以例如包括上坡部分，或者其他類型的行進部分，其中電機2的牽引驅動操作估計會發(fā)生，該牽引驅動操作將減小ESS 4的S0C，從而影響再生能量增量的潛在可能的建立。
[0039]僅僅是為了示例本發(fā)明的再生能量的估計增量的目的，與充電期間SOC的估計進程相對應的線性路徑39與時間t3至t4之間延伸的進一步的斜坡45相連續(xù)。因此，如果允許充電在時間t3繼續(xù)，時間t3與ESS 4估計為到達其最大允許存儲容量35時的時間相對應，則在第一估計37的時間t4，ESS 4的虛構的SOC 46與估計SOC相對應。在此，本發(fā)明的再生能量47的估計的增量通過從時間t4的ESS 4的虛構的SOC 46減去最大允許存儲容量35而獲得。與第一和第二估計37、38的充電期間的SOC的估計進程相對應的線性路徑39、45簡單地并行。
[0040]如上所述地，根據(jù)如圖2示例的第一能量節(jié)約策略，所有的再生能量用于對ESS 4充電。然而，根據(jù)第二能量節(jié)約策略，在預測下坡下行32期間由電機2再生的能量的一部分可以被導引到至少一個附加的車輛電氣輔助設備以直接供電。直接供電的好處是消除了在ESS 4的充電和放電期間發(fā)生的電氣轉換損失。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二能量節(jié)約策略的示例性行進路徑的發(fā)明效果，其中，在所述預測的未來下坡下行32期間由再生制動產生的再生能量的所述估計量被分為第一部分和第二部分，該第一部分試圖在所述下坡下行32期間對至少一個附加的車輛電氣輔助設備供電，該第二部分試圖存儲在所述ESS 4中。在時間點t2和t3之間的兩個線性SOC進程線39、44僅涉及所述第二部分，該進程線39、44與所述第一和第二估計分別相對應。例如，在下行32期間再生能量的總的估計量之外，與接近總量20%相對應的第一部分用于在所述下坡下行32期間至少一個附加的車輛電氣輔助設備的直接供電，因此與接近總量80%相對應的即剩下的第二部分49被導引到ESS 4以便存儲。
[0041]如果保持其他因素，由于在下行32期間再生能量的總估計量的僅一部分被導引到ESS 4的事實，則在圖3的第二能量節(jié)約策略中ESS 4的充電速率將比圖2的第一能量節(jié)約策略中的降低。充電速率的這種不同能夠被圖3中時間點&和t3之間的線性SOC進程線39、44的減小的傾斜來識別。為了避免在預測的未來下坡下行32的端點上的低目標SOC 42，在到達下行之前即在時間t2之前到所述至少一個附加電氣輔助設備的電能傳遞率減小，如與圖2的線性初始向下的坡度40相比，由圖3中線性初始向下坡度40的減小的傾斜所示例的。
[0042]根據(jù)第二能量節(jié)約策略，如果再生能量的估計量的第二部分49超過ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量，則建立再生能量增量的潛在可能。ESS 4的估計剩余最大允許存儲容量48在圖3中對應于最大允許存儲容量35和在時間h的第一水平SOC 33之間的差。
[0043]僅僅為了示例根據(jù)本發(fā)明的第二能量節(jié)約策略存儲在ESS 4中的能量的增量的估計量，與圖2中的類似地，虛構的SOC進程線45、46包含在圖3中。在此，本發(fā)明的將存儲在ESS 4中的再生能量50的估計增量通過從時間t4的ESS 4的虛構的SOC 46減去最大允許存儲容量35而導出。
[0044]還公開了本發(fā)明的用于混合動力電動車輛的燃料節(jié)約方法。該方法包括建立在預測的未來下坡下行期間再生能量增量的潛在可能的初始步驟。一旦確定這樣的潛在可能存在，則該方法還包括將來自所述ESS 4的電能導引到所述至少一個附加的電氣輔助設備10-20用以減小ESS 4的充電水平，使得在所述預測的未來下坡下行32期間能量增量可以再生并且被存儲在所述ESS 4中。
[0045]本發(fā)明的能量管理系統(tǒng)I通過不同的功能單元在圖1中示意性地公開，例如能量管理控制器9，車輛行進路徑預測系統(tǒng)8，EES4，等，并且應該注意，該系統(tǒng)布局純粹是用于執(zhí)行本發(fā)明的一個實施例，并且可以等效地使用許多其他的系統(tǒng)布局。此外，圖1中一些示出的單獨的功能單元可以整合到具有單個功能單元中，而這些都在所附權利要求的范圍內。圖2和圖3的預測行進路徑31和估計SOC進程線37、38僅是用于描述本發(fā)明的簡化的線性部分。
[0046]在權利要求中記載的附圖標記不應該看作限制權利要求保護的主題的范圍，它們的唯一功能是使權利要求更加易于理解。
[0047]應該明白，本發(fā)明能夠在各種明顯的方面進行修改，所有的都不脫離所附權利要求的范圍。因此，實際上，附圖及其說明將被認為是示例性的，而不是限制性的。
【權利要求】
1.用于混合動力電動車輛(30)的能量管理系統(tǒng)(I)，所述車輛包括用于車輛牽引驅動和再生式制動的電機(2)，用于存儲再生能量的電存儲系統(tǒng)ESS(4)，和不同于所述電機(2)的至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)， 所述能量管理系統(tǒng)的特征在于， 能量管理控制器(9)被布置為一旦建立在預測的未來下坡下行(32)期間再生能量增量的潛在可能，就把來自所述ESS(4)的電力導引至所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)以降低所述ESS(4)的充電水平，使得在所述預測的未來下坡下行(32)期間能量增量可以再生并且被存儲在所述ESS (4)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，如果在所述預測的未來下坡下行(32)期間由再生式制動產生的再生能量(43)的估計量超過所述ESS (4)的估計剩余最大允許存儲容量(48)，則建立所述再生能量增量的潛在可能。
3.根據(jù)權利要求2所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，在所述預測的未來下坡下行(32)期間由再生式制動產生的再生能量(43)的所述估計量被分為第一部分和第二部分，該第一部分是要用于在所述下坡下行(32)期間對至少一個附加的車輛電氣輔助設備供電，該第二部分是要存儲在所述ESS (4)中，以及，如果再生能量(43)的所述估計量的所述第二部分超過所述ESS (4)的估計剩余最大允許存儲容量(48)，則建立所述再生能量增量的潛在可能。
4.根據(jù)前述任何一項權利要求所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述再生能量增量的潛在可能的所述建立也考慮直至所述預測的未來下坡下行(32)的起點的預測的未來行進路徑海拔信息。
5.根據(jù)前述任何一項權利要求所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，考慮在所述預測的未來下坡下行(32)的起點的所述ESS(4)的估計的充電狀態(tài)SOC，來確定所述ESS(4)的所述估計剩余最大允許存儲容量(48)。
6.根據(jù)前述任何一項權利要求所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)由下述的任何一個形成:加熱系統(tǒng)(10)、通風系統(tǒng)(11)、空調系統(tǒng)(12)、啟動機電池(13)、空氣壓縮機(14)、廢氣減排系統(tǒng)(15)、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)(16)、發(fā)動機潤滑系統(tǒng)(17)、轉向系統(tǒng)(18)、或者液壓或動能存儲系統(tǒng)(19、20)。
7.根據(jù)權利要求6所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)耦接到低壓網(wǎng)絡￠)，特別是6-50伏DC網(wǎng)絡，或者，所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)耦接到高壓網(wǎng)絡(7)，特別是100-1000伏DC網(wǎng)絡。
8.根據(jù)前述任何一項權利要求所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述預測的未來下坡下行(32)利用車輛未來行進路徑預測系統(tǒng)(8)來預測，所述車輛未來行進路徑預測系統(tǒng)可包括與行進路徑海拔信息相結合的GPS、或具有行進路徑海拔信息的行進路徑識別系統(tǒng)、或者它們的組合。
9.根據(jù)前述任何一項權利要求所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，如果所述預測的未來下坡下行(32)的起點位于所述車輛的一定距離內，則建立所述預測的未來下坡下行(32)。
10.根據(jù)前述任何一項權利要求所述的能量管理系統(tǒng)(I)，其特征在于，一旦所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)由來自所述ESS (4)的電能供電以減小所述ESS (4)的充電水平，則所述能量管理控制器(9)可以超馳所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)的正常控制。
11.用于混合動力電動車輛(30)的燃料節(jié)約方法，所述電動車輛包括用于車輛牽引驅動和再生式制動的電機(2)，用于存儲再生能量的電存儲系統(tǒng)ESS(4),和不同于所述電機(2)的至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)，該方法的特征在于以下步驟: 建立在預測的未來下坡下行(32)期間再生能量增量的潛在可能；以及 把來自所述ESS(4)的電力導引到所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)以減小所述ESS(4)的充電水平，使得在所述預測的未來下坡下行(32)期間能量增量可以再生并且被存儲在所述ESS (4)中。
12.根據(jù)權利要求11所述的燃料節(jié)約方法，其特征在于以下附加步驟:如果在所述預測的未來下坡下行(32)期間由再生式制動產生的再生能量(43)的估計量超過所述ESS(4)的估計剩余最大允許存儲容量(48)，則建立所述再生能量增量的潛在可能。
13.根據(jù)權利要求12所述的燃料節(jié)約方法，其特征在于以下附加步驟: 把在所述預測的未來下坡下行(32)期間由再生式制動產生的再生能量(43)的所述估計量分為第一部分和第二部分，該第一部分是要用于在所述下坡下行(32)期間對至少一個附加的車輛電氣輔助設備供電，該第二部分是要存儲在所述ESS(4)中；以及 如果再生能量(43)的所述估計量的所述第二部分超過所述ESS (4)的估計剩余最大允許存儲容量(48)，則建立所述再生能量增量的潛在可能。
14.根據(jù)前述權利要求11至13中任何一項所述的燃料節(jié)約方法，其特征在于以下附加步驟:考慮所述預測的未來下坡下行(32)的起點的所述ESS(4)的估計的充電狀態(tài)SOC，來確定所述ESS(4)的所述估計剩余最大允許存儲容量(48)。
15.根據(jù)前述權利要求11至14中任何一項所述的燃料節(jié)約方法，其特征在于以下附加步驟:一旦所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)由來自所述ESS(4)的電能供電以減小所述ESS(4)的充電水平，則允許所述能量管理控制器(9)超馳所述至少一個附加的車輛電氣輔助設備(10-20)的正?？刂?。
【文檔編號】B60W50/00GK104284823SQ201280073049
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2012年5月8日 優(yōu)先權日:2012年5月8日
【發(fā)明者】耶克·倫納威, 托比亞斯·阿克塞爾松 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司