用于連接到交流電源線上的車輛及其控制器的制造方法
【專利說明】用于連接到交流電源線上的車輛及其控制器
[0001]發(fā)明人
[0002]安德魯.弗蘭克
[0003]林湛喬
[0004]帕特里克.考夫曼
[0005]肖恩?方丹
[0006]布拉姆.邦森
技術(shù)領(lǐng)域
[0007]本實用新型涉及電動車輛(EV)、混合電動車輛(HEV)和插電式混合電動車輛(PHEV)領(lǐng)域，更具體地涉及用于連接到交流(AC)電源線上的車輛領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0008]在電動車輛(EV)、混合電動車輛(HEV)和插電式混合電動車輛(PHEV)領(lǐng)域，存在許多可以影響各種各樣工作模式的可能的動力系統(tǒng)。例如，單在HEV領(lǐng)域中，HEV動力系統(tǒng)可以被構(gòu)造成影響串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)工作模式。此外，某些這些模式可以被構(gòu)造成根據(jù)不同的策略(例如，電量維持、電量消耗等)進行工作。
[0009]在這些車輛的其中一些中，可能期望將車輛連接到交流(AC)電源線上，從交流電源線傳輸電能到車輛，并且/或者從車輛傳輸電能到交流電源線。負責(zé)進入現(xiàn)場以幫助維修、安裝或更換部分電源線的電力公司擁有的和/或運營的車輛特別有這種需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]以下內(nèi)容呈現(xiàn)了本發(fā)明的簡要綜述，以便提供對本文所述的一些方面的基本理解。這種綜述并非針對所要求保護的主題進行的詳細綜述。其目的既不是確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或重要元素，也不是描述主題發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡化的形式呈現(xiàn)所要求保護的主題的一些概念，作為隨后呈現(xiàn)的更加詳細的描述的前序。
[0011]本文描述了本申請的一些實施例，其提供了能連接到交流電網(wǎng)上的車輛，所述車輛包括原動機和至少一個電動機發(fā)電機。在一個實施例中，車輛可以被構(gòu)造為插電式混合系統(tǒng)，并且使用在控制器指令控制下的動力系統(tǒng)，以供應(yīng)電能到交流電源線(以服務(wù)交流電網(wǎng))或從交流電源線抽取電能，從而給車輛上的電池充電。在一些方面，車輛可以測試車載電池是否可以滿足為交流電源線服務(wù)所需的電能，或者如果不滿足，則測試是否從原動機抽取電能以及抽取多少電能。在一些方面，如果動力系統(tǒng)使用原動機來給交流電網(wǎng)供電，車輛可以具有車載熱管理系統(tǒng)以向動力系統(tǒng)動態(tài)地滿足所需的熱耗散。
[0012]—方面，公開了一種用于連接到交流(AC)電源線的車輛，其中所述車輛包括:原動機；第一電動機-發(fā)電機，所述第一電動機-發(fā)電機經(jīng)由第一離合器與所述原動機機械地聯(lián)接；第二電動機-發(fā)電機，所述第二電動機與所述第一電動機-發(fā)電機機械地聯(lián)接；電池，所述電池與所述第一電動機-發(fā)電機和所述第二電動機-發(fā)電機電氣聯(lián)接，所述電池能從所述第一電動機-發(fā)電機和所述第二電動機-發(fā)電機接收電能或供應(yīng)電能到所述第一電動機-發(fā)電機和所述第二電動機-發(fā)電機；逆變器，所述逆變器與所述第一電動機-發(fā)電機、所述第二電動機-發(fā)電機和所述電池電氣聯(lián)接，所述逆變器能連接到交流電源線；以及控制器，所述控制器能提供控制信號到所述原動機、所述電動機-發(fā)動機和所述電動機，使得所述控制器能動態(tài)地影響去往或來自所述交流電源線的電能流；進一步地，所述控制器還包括處理器和計算機可讀的存儲介質(zhì)，所述計算機可讀的存儲介質(zhì)包括指令，所述指令在被所述處理器讀取時使所述車輛執(zhí)行下述步驟:接收與所述交流電源線上的電力負載需求有關(guān)的信號；如果所述電池能夠滿足所述需求，則經(jīng)由所述逆變器從所述電池供應(yīng)電能到所述交流電源線并且供應(yīng)到所述第一電動機-發(fā)電機和所述第二電動機-發(fā)電機之一；如果所述電池不能滿足所述需求，則經(jīng)由所述逆變器從所述原動機供應(yīng)電能到所述交流電源線并且供應(yīng)到所述第一電動機-發(fā)電機和所述第二電動機-發(fā)電機之一；確定所述原動機的最佳效率；并且動態(tài)設(shè)置所述原動機的工作特性以將所述原動機大體保持在其理想工作線(1L)上。
[0013]—方面，公開了一種將車輛連接到交流電源線上的方法，其中所述車輛包括原動機、至少一個電動機-發(fā)電機、電池、逆變器、控制器，所述控制器包括處理器和計算機可讀的存儲介質(zhì)，所述計算機可讀的存儲介質(zhì)包括指令，所述指令在被所述處理器讀取時使所述車輛執(zhí)行以下步驟:接收與所述交流電源線上的負載需求有關(guān)的信號；確定所述車輛能否供應(yīng)所述交流電源線上的一部分負載需求；如果所述電池能夠供應(yīng)所述一部分負載需求，則由電池供應(yīng)所述一部分負載需求；動態(tài)地確定是否通過使用所述原動機供應(yīng)所述一部分負載需求；大體確定所述原動機的最佳效率以供應(yīng)所述一部分負載需求；大體設(shè)置所述原動機的工作特性以供應(yīng)所述一部分負載需求；并且根據(jù)動態(tài)負載狀態(tài)動態(tài)地調(diào)節(jié)所述原動機的工作特性。
[0014]—方面，公開了一種控制器，所述控制器控制與交流電源線連接的車輛，其中所述車輛包括原動機、至少一個電動機-發(fā)電機、電池、逆變器，所述控制器包括處理器和計算機可讀的存儲介質(zhì)，所述計算機可讀的存儲介質(zhì)包括指令，所述指令在被所述處理器讀取時使所述車輛執(zhí)行以下步驟:接收與所述交流電源線上的負載需求有關(guān)的信號；確定所述車輛能否供應(yīng)所述交流電源線上的一部分負載需求；如果所述電池能夠供應(yīng)一部分所述負載需求，則由電池供應(yīng)所述部分負載需求；動態(tài)地確定是否通過使用所述原動機供應(yīng)所述一部分負載需求；大體確定所述原動機的最佳效率以供應(yīng)所述一部分負載需求；大體設(shè)置所述原動機的工作特性以供應(yīng)所述一部分負載需求；并且根據(jù)動態(tài)負載狀態(tài)動態(tài)地調(diào)節(jié)所述原動機的工作特性。
[0015]當結(jié)合本申請中呈現(xiàn)的附圖閱讀時，本系統(tǒng)的其他特征和方面將在下面的【具體實施方式】中介紹。
【附圖說明】
[0016]示例性實施例在附圖的引用圖中示出。本文公開的實施例和附圖旨在被認為為是說明性的而不是限制性的。
[0017]圖1A和圖1B示出了根據(jù)本申請的原理制造的車輛的幾個可能的實施例。
[0018]圖2示出了車輛的一個可能的實施例，根據(jù)本申請的原理，該車輛可以控制熱管理的多個方面。
[0019]圖3示出了示例性的隨時間變化的負載電能需求曲線。
[0020]圖4A和圖4B分別示出了車輛的工作場景和可能的工作狀態(tài)/模式。
[0021]圖5示出了用于將車輛與電網(wǎng)連接并且監(jiān)測和/或供應(yīng)電力到電網(wǎng)的一個示例性場景。
[0022]圖6是電能模式工作方法和/或算法的一個實施例。
[0023]圖7是熱管理工作方法和/或算法的一個實施例。
[0024]圖8是蒸汽發(fā)動機從冷卻中回收一些電能的一個實施例。
【具體實施方式】
[0025]本文中使用的術(shù)語“部件”、“系統(tǒng)”、“接口”等旨在指代與計算機相關(guān)的實體，指硬件、軟件(例如，在執(zhí)行時)的和/或固件的一種。例如，部件可以是在處理器上運行的過程、處理器、對象、可執(zhí)行文件、程序和/或計算機。舉例來說，在服務(wù)器上運行的應(yīng)用程序和服務(wù)器兩者都可以是部件。一個或多個部件可以存在過程中，并且部件可以定位在一個計算機上和或分布在兩個或更多個計算機之間。
[0026]參照附圖描述所要求保護的主題，其中在整個說明書中相同的參考標號用于指代相同的元件。在以下描述中，為了解釋的目的，闡述了許多具體細節(jié)以便提供對主題發(fā)明的透徹理解。然而，要求保護的主題顯然可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施。在其他情況下，熟知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備被以框圖形式示出以便于描述主題發(fā)明。
[0027]引言
[0028]可能期望將EV、HEV和/或PHEV車輛與交流電源線連接并且將電能從車輛傳輸?shù)浇涣麟娫淳€，以及將電能從交流電源線傳輸?shù)杰囕v。在一個示例中，電力公司擁有并運營車隊以分派到現(xiàn)場，并且維修、安裝和/或更換部分電力線和/或電網(wǎng)。
[0029]在本申請的許多方面，公開了車輛和/或系統(tǒng)，這些車輛和/或系統(tǒng)能夠以更高的能量效率控制發(fā)電，用于進行從“車載”車輛液體或碳基燃料到電能的能量轉(zhuǎn)換(例如，可能傳輸?shù)诫娏W(wǎng))，并且可能同時維持車輛動力電池的充電狀態(tài)(S0C)。這種更高的能量效率可以允許可移動的動力平臺(例如，發(fā)動機和/或車輛底盤)傳輸高電能。一方面，通過避免一般內(nèi)燃機的典型的高熱能損失，這是可能的，例如，這種高熱能損失通常是因為發(fā)動機動力的低效控制(例如，油門調(diào)節(jié))或者使用單個發(fā)電機。
[0030]—方面，車輛可以設(shè)計成具有足夠大的電池組以存儲足夠的能量，從而使得拉平(level)基于“原動機”(例如，內(nèi)燃(1C)機、燃料電池、壓縮天然氣(CNG)發(fā)動機或者可以依賴于除電力之外的例如汽油、天然氣、任何其他碳基燃料或任何液態(tài)燃料的燃料來源的任何其他發(fā)動機/原動機)的負載。應(yīng)當理解的