專(zhuān)利名稱(chēng)：從外部為動(dòng)力系統(tǒng)充電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在本節(jié)中的描述僅僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景資料并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。 已知的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，包括內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)，M傳動(dòng)裝 置傳輸轉(zhuǎn)矩到輸出部件。典型的動(dòng)力系統(tǒng)包括雙模式復(fù)合分離的電動(dòng)機(jī)械傳動(dòng) 裝置，禾擁輸入部《條受源自原動(dòng)力源和輸出部件的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，原動(dòng)力源1她 內(nèi)燃機(jī)。所述輸出部件可操作地連接到汽車(chē)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)，用于傳遞牽引轉(zhuǎn)矩至驅(qū)動(dòng) 線(xiàn)。作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)使用的電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩輸入至所述傳動(dòng)裝置，與來(lái)自?xún)?nèi)燃 機(jī)的，輸入無(wú)關(guān)。所述電機(jī)可通過(guò)所述汽車(chē)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能， 也即在電能存儲(chǔ)體中可儲(chǔ)存的電能?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)觀恪種來(lái)自所述汽車(chē)和操作 者的輸入以及提供動(dòng)力系統(tǒng)的操作控制，包括控制傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和換擋， 控制轉(zhuǎn)矩生成裝置，調(diào)節(jié)在電能存儲(chǔ)裝置和電機(jī)之間的電能轉(zhuǎn)接以管理傳動(dòng)裝 置的輸出，包括$魏和$鏈。

發(fā)明內(nèi)容
一種從外部為動(dòng)力系統(tǒng)充電的方法包括監(jiān)湖i燥一電池的電壓；確定何時(shí) 被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下；當(dāng)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下，通過(guò)從 外接電源供給電力為第一電池充電且在動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)夕卜接電源增加電源的電 壓。


參照附圖，舉例來(lái)描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中 圖1是按照本發(fā)明的典型的動(dòng)力系統(tǒng)的原理圖2是按照本發(fā)明的用于控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的典型的結(jié)構(gòu)的原理圖；和圖3是按照本發(fā)明的為混合電動(dòng)汽車(chē)外部充電的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，其中所顯示的僅僅是為了說(shuō)明某種典型的實(shí)施例，而不是為了 限制于此，圖l和2描述了典型的電動(dòng)機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)。所述典型的如本發(fā) 明圖1描述的電動(dòng)機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括雙模式復(fù)合分離電動(dòng)機(jī)械混合傳動(dòng)
裝置10，所述雙模式復(fù)合分離電動(dòng)機(jī)械混合傳動(dòng)裝置操作的連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14 和第一和第二電機(jī)('MGA') 56和('MGB') 72。發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二電 機(jī)56和72產(chǎn)生能被傳輸?shù)絺鲃?dòng)裝置10的電力。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二 電機(jī)56和72產(chǎn)生電力，被傳輸至U傳動(dòng)裝置10的電力以輸入扭矩的方式表示， 此處相應(yīng)的為T(mén),， TA，和Tb，各自的逸度則分別為Ni、 Na和Nb。
所述典型的發(fā)動(dòng)機(jī)14包括多汽缸內(nèi)燃機(jī)，在各個(gè)狀態(tài)選擇性的使用以經(jīng)由 輸入軸2傳輸$轉(zhuǎn)巨到傳動(dòng)裝置10，也可以是火花點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。所述 發(fā)動(dòng)機(jī)14包括被操作的耦合到傳動(dòng)裝置10的輸入軸12的曲軸(未示出)。轉(zhuǎn) 速傳感器11監(jiān)測(cè)所述輸入軸12的轉(zhuǎn)速。源自所述發(fā)動(dòng)機(jī)14至所述傳動(dòng)裝置10 的動(dòng)力輸出，包括旋轉(zhuǎn)速度和輸出轉(zhuǎn)矩，不同于輸入速度，N!,和輸入轉(zhuǎn)矩，TV 是由于轉(zhuǎn)矩消耗元件放置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)14和所述傳動(dòng)裝置10之間的所述輸入 軸12上，例如，液壓泵(未示出)禾口/或轉(zhuǎn)矩管理裝置(未示出)。
所述優(yōu)選的 器10包括三個(gè)行星齒輪組24、 26和28，以及四個(gè)可選擇 地安裝的車(chē)魏傳遞裝置，即離合器C170、 C2 62、 C3 73和C475。此處作為應(yīng) 用的實(shí)例，作為任何類(lèi)型的摩擦轉(zhuǎn)矩傳遞裝置的離合器包括單一或復(fù)合圓片離 合器或密封墊，例如帶式離合器和制動(dòng)器。液壓控制管路42用于控制離合 態(tài)，該液壓控制管路42 4腿地由傳動(dòng)裝置控離莫塊(下文為'TCMO n控制。 離合器C2 62和C4 75優(yōu)選地包括液控旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl 70和C3 73 !^地包括液控固定裝置，可選擇地安置于傳動(dòng)箱68。齡離合器Cl 70、C2 62、 C3 73和C4 75 t^地由、Mi控制，通過(guò)液壓控制管路42可選擇地接受、tt操 控。
第一和第二電機(jī)56和72優(yōu)M包括三相交流電機(jī)，^三相交流電機(jī)都 包含有一個(gè)定子(未示出)和一個(gè)轉(zhuǎn)子(未示出)，以及各自的分解器80和82。 《rh機(jī)器的馬達(dá)定子都安置于傳動(dòng)箱68的外部，馬達(dá)定子包括在外部纏繞電線(xiàn) 的定子芯。第一電機(jī)56的轉(zhuǎn)子裝于轂襯上，所述轂襯M第二行星齒輪組26運(yùn)轉(zhuǎn)于軸60上。第二電豐幾72的轉(zhuǎn)子固定安置于辯由孔66中。
懶早器80和82優(yōu)選地包括一個(gè)可變的磁阻裝置，所述磁阻裝置包括一個(gè) 5) 定子(未示出)和一個(gè)懶軍器轉(zhuǎn)子(未示出)。，器80和82恰當(dāng)?shù)囟?位和裝配于各自相應(yīng)的第一和第二電機(jī)56和72上。所述，器80和82的相 應(yīng)的定子被連接到用于第一和第二電機(jī)56和72的定子中的一個(gè)。所述^ 1 轉(zhuǎn)子被連接到所述用于相應(yīng)的第一和第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)子。齡分角機(jī)80 和82顯著地并且可操作地連接于傳動(dòng)功率變換,制模塊19(下文為'TPIM')， 感測(cè)并監(jiān)測(cè)分解器轉(zhuǎn)子相對(duì)于分解器定子的旋轉(zhuǎn)定位，從而監(jiān)測(cè)各自相應(yīng)的第 —和第二電機(jī)56和72的旋轉(zhuǎn)定位。另外，，機(jī)80和82的輸出信號(hào)被解譯 成第一和第二電機(jī)56和72的各自的旋ffil度，即NA和NB。
傳動(dòng)裝置10包括一個(gè)輸出部件64，例如，如圖1所示，可操作地與 (未 示出)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90連接的軸，提供輸出功率，例如，到車(chē)輪93。所述輸 出功率以輸出轉(zhuǎn)速No和輸出乾矩To的形式表示。傳動(dòng)裝置輸出M傳感器84 監(jiān)測(cè)輸出部件64的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。"種靴93tt地安裝有傳感器94，所 述傳感器94用于監(jiān)測(cè)^的速度，V恭whl，監(jiān)測(cè)到的車(chē)輪的速度將輸出至如圖 2所示的分布式控制模塊系統(tǒng)，所述分布式控制模塊系統(tǒng)決定 的速度，以及 制動(dòng)控制、牽引控制和車(chē)輛加速時(shí)的絕對(duì)和相對(duì)的車(chē)輪速度。
發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二電機(jī)56和72的輸入,(分別為T(mén)h Ta和Tb) 由儲(chǔ)藏于電能存儲(chǔ)裝置(下文為'ESD') 74中的燃料或電能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生。ESD74 通過(guò)直流傳送導(dǎo)體27高壓直流耦合于TPIM19 。傳送導(dǎo)體27包括電流接觸器開(kāi) 關(guān)38。當(dāng)電流接觸器開(kāi)關(guān)38關(guān)閉，操作正常，電流在ESD74和TPM19之間 ^ffi。當(dāng)電流接觸器開(kāi)關(guān)38開(kāi)啟，電流將在ESD74和TPIM19之間被中斷。 TPIM19 M傳送導(dǎo)體29往返于第一電機(jī)56傳送電能，類(lèi)似地TPIM19通過(guò)傳 送導(dǎo)體31往返于第一電機(jī)72傳送電能，以適應(yīng)第一和第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn) 矩指令以便獲得轉(zhuǎn)矩TA和TB。往返于ESD74的電流傳輸與ESD74的充電或放 電相--致。
TPM19包括一對(duì)功率變換器(未示出)和各自的馬達(dá)控制模塊(未示出)， 所述馬達(dá)控制模塊被設(shè)定用于接收轉(zhuǎn)矩指令并控制傳動(dòng)裝置的狀態(tài)，提供馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)或者重設(shè)功能，以獲得輸入轉(zhuǎn)矩丁a和TB。功率變換器包括已知的補(bǔ)充的三
相功率電子裝置，且每個(gè)者炮括多個(gè)絕緣柵雙極晶體管(未示出)，fflii高頻轉(zhuǎn)換，將直流功率從ESD74轉(zhuǎn)換麟一和第二電機(jī)56和72各自的交流功率。所 述絕緣柵雙極晶體管構(gòu)成一個(gè)開(kāi)關(guān)式電源用于接收控制指令。每個(gè)三相電機(jī)的 每一相都有一對(duì)絕緣柵雙極晶體管?？刂平^緣柵雙極晶體管的狀態(tài)以向電機(jī)驅(qū) 動(dòng)提供機(jī)械能或電能再生功能。三相變換器M直流傳送導(dǎo)體27接收或提供直 流功率，并與三相交流功率相互轉(zhuǎn)換，所述三相直流功率分別M:傳送導(dǎo)體29 和31傳導(dǎo)至或傳導(dǎo)出第一和第二電機(jī)56和72，用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)。
圖2是分布式控制模塊系統(tǒng)的示意框圖。下文將描述的部件包括一個(gè)整體 ^!控制結(jié)構(gòu)子集，并提供如圖1所示的典型動(dòng)力系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)控制。分布 式控制模塊系統(tǒng)合成相關(guān)信息和輸入，并執(zhí)行算法以控制各種致動(dòng)器以獲得控 制目的，所述目的包括燃料燃燒效率，排放物，性能，操縱靈活性以及包括ESD74 的電池和第一禾瞎二電機(jī)56和72在內(nèi)的硬件的保護(hù)。分布式控娜莫塊系統(tǒng)包 括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(下文為'ECM') 23、 TCM17、 一個(gè)電池組控制模塊(下 文為'BPCM' )21以及TPIM19。 一個(gè)混合控制模塊(下文為'HCP')5對(duì)ECM23、 TCM17、 BPCM21以及TPM19進(jìn)行管理控制并協(xié)調(diào)。用戶(hù)界面('UT) 13與 多個(gè)裝置操作連接，Mii這些裝置駕駛員控制或直接操控電動(dòng)機(jī)械混合動(dòng)力系 統(tǒng)。這些裝置包括一個(gè)確定駕駛員轉(zhuǎn)矩需求的油門(mén)踏板U3 ('AF)、一個(gè)駕駛 員剎車(chē)踏板U2 ('BP')、 一個(gè)傳動(dòng)裝置選擇器H4 ('PRNDL')以及一個(gè)車(chē)速控 制(未示出)。傳動(dòng)裝置選擇器114供給操控者可選擇的各方位可以是非連續(xù)的， 其中輸出部件64的旋轉(zhuǎn)方向可使車(chē)輛向前和向相反方向行駛。
前述控制模塊通過(guò)局域網(wǎng)線(xiàn)6 (下文為'LAN')與其他控制模塊，傳 和 執(zhí)行構(gòu)件相通。LAN線(xiàn)6在各個(gè)不同的控制模塊之間構(gòu)建了鵬參數(shù)和執(zhí)行指 令信號(hào)的狀態(tài)通信。利用的具體通信協(xié)議是特定施加。LAN線(xiàn)6禾嗵當(dāng)?shù)膮f(xié)議 在前鵬制模塊和其他控制模塊之間樹(shù)共強(qiáng)大的信息和多控制模塊界面連接， 所述其他控制模塊包括例如涉及反鎖制動(dòng)，牽引控制和車(chē)輛穩(wěn)定性。應(yīng)用多個(gè) 通信線(xiàn)可以提高通信速度，提供多種信號(hào)冗余度和信號(hào)完整性。直達(dá)線(xiàn)可實(shí)現(xiàn) 單個(gè)控制模塊之間的通信，例如，串聯(lián)外圍接口 ('SPT')線(xiàn)(未示出)。
HCP5對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行管理控制，調(diào)整ECM23、 TCM17、 TPM19和 BPCM21 ?；趤?lái)自于包括ESD74的用戶(hù)界面13和動(dòng)力系統(tǒng)的各種輸入信號(hào)， 所述HCP5產(chǎn)生各禾襯旨令，包括:所述操作者轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求('ToREQ')，至IJ所述傳輸 線(xiàn)90的指令輸出轉(zhuǎn)矩('TcMD')， 一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩指令，用于所述傳動(dòng)裝置10的所述轉(zhuǎn)矩傳送離合器C170、 C2 62、 C3 73、 C4 75的離合器轉(zhuǎn)矩，以及 分別用于第一和第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)矩指令。TCM17與液壓控制管路42相 連，并提供很多功能，包括監(jiān)測(cè)各種壓力傳感裝置(未示出)以及向各種螺線(xiàn) 管(未示出)生成和傳輸控審Jj言號(hào)，從而控制液壓控制管路42的壓力開(kāi)關(guān)和操 縱閥。
所ffiCM23連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14，其作用是通過(guò)多個(gè)分散線(xiàn)從發(fā)動(dòng)機(jī)14的傳 感器和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲取數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化為集合雙向接口電纜35 。 ECM23 /AHCP5 處接收發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩指令。ECM23決定發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩Tp基于監(jiān)測(cè) 到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和載荷及時(shí)地將該實(shí)際輸入車(chē)f^TV(專(zhuān)輸給皿器10，該實(shí)際輸 入轉(zhuǎn)矩傳達(dá)給HCP5。 ECM23監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速傳感器11的輸入并確定發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸至輸 入軸12的輸A3I度，i^Ail度將轉(zhuǎn)^^傳動(dòng)裝置輸A3I度H。 ECM23監(jiān)測(cè) 傳 (未示出)的輸入并確定其他發(fā)動(dòng)機(jī)的操控參數(shù)的狀態(tài)，所鵬控參數(shù) 包括，例如一個(gè)歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液驗(yàn)、周?chē)諝釳S和周?chē)鷫毫?。?如，ffi31歧管壓力，或可供選擇地，S31imi加^F射及113的操作輸入，確定 發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。ECM23產(chǎn)生和傳達(dá)指令信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)包括，例如，燃料噴射器、點(diǎn)火模塊及調(diào)速汽門(mén)，以上均未示出。
TCM17與傳動(dòng)裝置10可操作地相連并監(jiān)測(cè)傳感器(未示出)輸入確定傳 動(dòng)裝置操作參數(shù)的狀態(tài)。TCM17產(chǎn)生和傳達(dá)指令信號(hào)并控制傳動(dòng)裝置10，包括 控制液壓控制管路42。從TCM17到HCP5的輸入包括估算每個(gè)離合器，即C1 70、 C2 62、 C3 73和C4 75，的離合器轉(zhuǎn)矩和輸出部件64的旋轉(zhuǎn)輸出速度No。 其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器用于提供從TCM17到HCP5的附力口信息實(shí)現(xiàn)控制目的。 TCM17監(jiān)測(cè)從壓力開(kāi)關(guān)(未示出)和可選地感應(yīng)式壓力控制螺線(xiàn)管(未示出) 和液壓控制回路42的移位螺線(xiàn)管(未示出)到可選擇地啟動(dòng)各種離合器C1 70， C2 62， C3 73和C4 75的輸入，從而實(shí)現(xiàn)如下文描述的多種傳動(dòng)裝置工作范圍 狀態(tài)。
控制模i效CM23、 TCM17、 TPIM 19禾RBPCM21中的任一個(gè)4繼為常規(guī)
用途數(shù)字計(jì)^t幾，包括微處理器或中央處理器，存儲(chǔ)載體，存儲(chǔ)載體包括只讀 存儲(chǔ)器('ROM')、隨機(jī)存貯器('RAM')、電可編程序只讀存儲(chǔ)器('EPROM')、 高速鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換('A/D')和數(shù)模('D/A')電路及輸A/輸出電路和裝置('I/0') 和適當(dāng)?shù)男盘?hào)狀態(tài)和緩沖電路。每個(gè)控制模塊具有一組控制算法，包括固有程序指令和校正指令，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)載體中Ml行以提供^M+算機(jī)的相應(yīng)的功能。
在所述控制模塊之間的信息傳輸優(yōu)選地利用LAN總線(xiàn)6和SPI總線(xiàn)完成?？刂扑?法在預(yù)定周期時(shí)執(zhí)行以使每個(gè)算法被執(zhí)行至少一個(gè)周期。存儲(chǔ)在所述非易失存 儲(chǔ)器裝置內(nèi)的算法M所述中央處理裝置被執(zhí)行，以監(jiān)測(cè)來(lái)自所述感應(yīng)設(shè)備和 運(yùn)轉(zhuǎn)管理及診斷程序的輸入，以控制所m動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，利用預(yù)調(diào)校正。周期 定期地被執(zhí)行，例如在所述動(dòng)力系統(tǒng)正在進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每3.125、 6.25、 12.5、 25及100毫秒被執(zhí)行?？蛇x擇的，算法可根據(jù)事件的發(fā)生被執(zhí)行。
所述分布式控制模塊系統(tǒng)的電源次級(jí)系統(tǒng)包括ESD74 (包括高壓電池102 )、 BPCM21、 ECDM23、 HCP5，電壓轉(zhuǎn)換控制模塊(下文為'VCCM，) 22、低壓 總線(xiàn)32、低壓電池106。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述高壓電池102標(biāo)稱(chēng)在300V范圍內(nèi)且所述高壓電池102 包括若干電池模±央(未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)電池模塊包括若干^5: 電池組電池(未示出)。所述高壓電池102通過(guò)所mPIM19的變換M高壓電 池102和電機(jī)56和72之間傳遞能量。BPCM21顯著:t腿接至帷感器(未示出)以監(jiān)測(cè)所述高壓電池102，包括 電流和電壓參數(shù)的狀態(tài)，以向HCP5提供所述高壓電池102的參數(shù)狀態(tài)的信息指 示。所述電池的參數(shù)狀^M地包括電池電荷狀態(tài)、電池電壓、電池模i央溫度、
和可用的電池功率，相當(dāng)于PBAT—M1N到PBAT-MAX范圍。禾擁傳感器測(cè)量高壓電池
102的電池模塊的電池模塊 鵬。
所述低壓總線(xiàn)32提供能量到所述車(chē)輛的低壓元件，所述車(chē)輛包括車(chē)輛附件， 例如，被用在所述 的自動(dòng)開(kāi)閉式車(chē)窗和門(mén)鎖中的電子致動(dòng)器(未示出)， 空調(diào)系統(tǒng)(未示出)和聲頻系統(tǒng)(未示出)。進(jìn)一步的，所述低壓總線(xiàn)32電連 接到每個(gè)控制模塊，即HCP5、 ECM23、 TCM17、 TPIM19禾PBPCM21 ，及其他
控制模塊，以提供用于運(yùn)轉(zhuǎn)所述控制模塊和其它車(chē)輛及動(dòng)力系統(tǒng)裝置的低壓功 率。所述低壓總線(xiàn)維持在12V和14V之間的標(biāo)稱(chēng)電壓。所述低壓電池106和所 述VCCM22 M31低壓總線(xiàn)32維持電壓。
所述VCCM22與所述高壓電池102和所述低壓電池106電力耦合。所述 VCCM22監(jiān)測(cè)所述高壓電池102和所述低壓總線(xiàn)32的腿電平，及通過(guò)提供在 所述高壓電池102和所述低壓總線(xiàn)32之間的電壓轉(zhuǎn)換來(lái)控制所述高壓電池102 和所述低壓總線(xiàn)32的電壓。進(jìn)一-步的，VCCM22監(jiān)測(cè)和提供從所述高壓電池102到中間電壓總線(xiàn)(未示出)的電壓轉(zhuǎn)換。
當(dāng)車(chē)輛處于能量節(jié)約模式時(shí)，戯以網(wǎng)絡(luò)(未示出)用于構(gòu)成在主要控制組 件之間的操作參數(shù)和致動(dòng)器指令信號(hào)的狀態(tài)傳輸。所述能量節(jié)約模式是動(dòng)力系 統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中被選定的控制模塊和元件被關(guān)閉以節(jié)約能源。在一個(gè)實(shí)施例
中，當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)/A^卜接電源108接收能量時(shí)，所述虛擬網(wǎng)絡(luò)禾,所述LAN6的 結(jié)構(gòu)，在主要，元^S括BPCM21、 VCCM22、 the HCP5禾PECM23之間傳輸 信息。
所述外接電源108提供的低壓功率標(biāo)稱(chēng)在12V-14V范圍內(nèi)以充電所述低壓 電池106。所述夕W妾電源108包括接線(xiàn)電纜U0，其被設(shè)置以可分離地電連接所 述外接電源108到所述低壓電池106的正和負(fù)端子。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述外接電源108是手提式電池充電器。在另一個(gè)實(shí)施 例中，所述外接電源108由另一車(chē)輛電池或發(fā)電機(jī)供給。在其它的實(shí)施例中， 所述外接電源108可被連接在所述動(dòng)力系統(tǒng)的其它位置，也就是與所述低壓電 池106電連接以傳送能量到所述低壓電池106。
參照?qǐng)D3，所示為一種用于外部充電所述動(dòng)力系統(tǒng)的方法200。所述方法通 iiBPCM21、 VCCM22禾HHCP5控制。
HCP5基于被測(cè)量的所述高壓電池102的電壓和功率水平是否在閾值下面 作出決定。特別地，當(dāng)執(zhí)行所述方法200時(shí)，HCP5通過(guò)比較每個(gè)電壓觀懂值和 每個(gè)功率水平測(cè)量值是'終止"閾值或'電量缺乏"閾值作出決定。
作為此處使用，術(shù)語(yǔ)"終止"閾值指的是所述高壓電池102的電壓或功率不 能去運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的水平，因此所述發(fā)動(dòng)^1^動(dòng)程序被終止。術(shù)語(yǔ)"電量 缺乏閾使指的是所述高壓電池102的充電的水平，也即小于標(biāo)淑電壓，但在所 述終止閾值電壓之上。如果所述測(cè)量電壓或功率水平在所述電量缺乏閾值之下， 但在所述終止閾值之上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程不會(huì)被終止除非所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng) 過(guò)程在一段時(shí)間之后不能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14。
HCP5經(jīng)由所述戯以網(wǎng)絡(luò)連續(xù)地接受來(lái)自BPCM21的信號(hào)以連續(xù)地監(jiān)測(cè)總 電壓，電池模i央電壓，和所述高壓電池102 (210)的功率容量。所^BPCM21 利用所述電壓測(cè)量值連同艦所述高壓電池102的傳繊觀懂的值以連續(xù)地確 定功轉(zhuǎn)量，也即，所述高壓電池102—般育灘釋放的功率水平。在一個(gè)實(shí)施 例中BPCM21通過(guò)計(jì)算電池充電狀態(tài)確定所述高壓電池102的功率容量，計(jì)算電池充電狀態(tài)是基于電池模塊電壓，電池模塊、皿測(cè)量值，和高壓電池102電 流水平。
HCP5通過(guò)所述方法200連續(xù)地監(jiān)測(cè)總電壓級(jí)，電池模塊電壓級(jí)，和功率容 量并特別地，先于和通過(guò)所述方法200的步驟214。
HCP5基于步驟210 (212)的測(cè)量值決定是否進(jìn)行步驟216或步驟218。特 別地，步驟210的測(cè)量值利用過(guò)濾過(guò)程決定且決定是利用樣本測(cè)量的時(shí)間平均 { 作出的。如mHCP5確定總電壓比總終止閾值電壓大，每個(gè)電池模塊電壓比 單個(gè)電池模塊終止閾值電壓大，且所述功率容量比終止閾值功率大，HCP5進(jìn)行 步驟214。
所述總終止閾值電壓是不能進(jìn)行所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的總高壓電池電壓。 在一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述總終止閾值電壓所述高壓電池102的標(biāo)稱(chēng)電壓的 百分之五十。在一個(gè)實(shí)施例中，所述高壓電池102標(biāo)稱(chēng)值為300V且所述總終止 閾值電壓為150V。
所述電池模塊終止閾值電壓是不能執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的所述高壓電池 102的電池模塊中的任一個(gè)的電壓。在一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述電池模塊終止l 閾值電壓是所述電池模塊標(biāo)稱(chēng)電壓的百分之五十左右。
所述終止閾值功率是所述電池102不能執(zhí)行所述發(fā)動(dòng)t鵬動(dòng)過(guò)程的功率容里。
如果所述總電壓，電池模塊電壓，和功率容量的任一個(gè)分別大于總終止閾: 值電壓、電池終止閾值電壓和終止閾值功率，那么所述控制系統(tǒng)進(jìn)行步驟216，: 否則所述控制系統(tǒng)進(jìn)行步驟218。
HCP5連續(xù)地測(cè)定功率和電壓在^發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中是否在閾值功率和
電壓上方。因此，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)aii的任何時(shí)候，所述斜蟲(chóng)電池電壓，所;
述總電池電壓，，述功率容量的任意一個(gè)降至其相應(yīng)的終止閾值之下，那么; 所述發(fā)動(dòng)鵬動(dòng)過(guò)程中止且所述控制系統(tǒng)i4A步驟216。
所述動(dòng)力系統(tǒng)執(zhí)行所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程(214)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程通常 被稱(chēng)為"啟動(dòng)"。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)M轉(zhuǎn)動(dòng)鍵(未示出)至f開(kāi)"位置開(kāi)始所 述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程。在一個(gè)實(shí)施例中，所述用戶(hù)M推動(dòng)按鈕(未示出)幵始i 發(fā)動(dòng),動(dòng)斑呈。當(dāng)用戶(hù)開(kāi)始所述發(fā)動(dòng),動(dòng)，時(shí)，所述高壓電池102提供i 電流到所述發(fā)電機(jī)56和72以提供有發(fā)動(dòng)機(jī)輔助 的啟動(dòng)到所述發(fā)動(dòng)機(jī)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程在選定的一段時(shí)間被執(zhí)行，在該選定時(shí)間內(nèi)所述發(fā)動(dòng) 機(jī)14將在正常工作狀態(tài)下啟動(dòng)。在 - 個(gè)典型的實(shí)施例中，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)14開(kāi) 始運(yùn)轉(zhuǎn)或經(jīng)^3秒延遲，執(zhí)行所述發(fā)動(dòng)衫虛動(dòng)過(guò)程。
HCP5設(shè)定了一個(gè)"電荷可變量"到是(216)。所述電荷可變量等于"是"時(shí)， 表示所述高壓電池102中電荷缺乏。
HCP5基于步驟210的電壓測(cè)量決定是否進(jìn)t亍步驟220或步驟222。 HCP5 測(cè)定是否所述高壓電池102的總電壓比總電荷缺乏閾值電壓大。如果高壓電池 102的總電壓大于總電荷缺乏閾值電壓，夷卩么HCP5進(jìn)纟涉驟230，否則所述控 制系統(tǒng)進(jìn)行步驟220。
在另一典型實(shí)施例中HCP5能確定是否每個(gè)電池模塊電壓大于電池模塊電 荷缺乏閾值電壓，及是否所述功率容量大于終止閾值功率，除了確定是否總電 壓大于總電荷缺乏閾值電壓之外或代替確定是否總電壓大于總電荷缺乏閾值電 壓。
所述總電荷缺乏閾值電壓是發(fā)動(dòng)機(jī)14由于總電池電壓低不能啟動(dòng)時(shí)的總高 壓電池102電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，總電荷缺乏閾值電壓是在所述總終止閾值 電壓和所述電池的標(biāo)稱(chēng)電壓之間的電壓級(jí)。
所述電池模塊電荷缺乏閾值電壓是所述高壓電池102的電池模塊中任--個(gè) 的i乜壓，此時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)14由于所述高壓電池102的電池模塊中任一低電池模 塊電壓不能啟動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，總電荷缺乏電池模塊電壓是在電池模塊終 止閾值電壓和高壓電池的電池模塊的標(biāo)稱(chēng)電壓之間的電壓。
電荷缺乏閾值功率是所述發(fā)動(dòng)機(jī)14由于可用的來(lái)自高壓電池102的電池功 率低不能啟動(dòng)時(shí)的高壓電池102的功率容量。在一個(gè)實(shí)施例中，總電荷缺乏閥 值功率是在終止閾值功率和高壓電池102的額定功率之間的功率容量。
在另-一個(gè)典型實(shí)施例中，如果總電壓，電池模塊電壓，和功率容量的每--個(gè)相應(yīng)的大于總電荷缺乏閾值電壓，電池電荷缺乏閾值電壓，電荷缺乏閾值功 率，那么控制系統(tǒng)m步驟230，否則控制系纟^4A步驟220。
所述電荷可變量設(shè)置為'是，(220)。所述電荷町變量為"是"在高壓電池102 表現(xiàn)出電荷缺乏，在步驟220之后，控制系統(tǒng)i4A步驟222。
HCP5確定是否所述發(fā)動(dòng)機(jī)14在預(yù)定時(shí)間(222)之內(nèi)起動(dòng)。所述預(yù)定時(shí)間 是在正常工作狀態(tài)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)14提供自IK的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定時(shí)間為三秒。如細(xì)CP5決定所述發(fā)動(dòng)機(jī)14在預(yù)定時(shí)間內(nèi)起動(dòng)，那么方法進(jìn)入步驟
230。否則方法iSA步驟224。
HCP5決定是否電荷可變量設(shè)置為是(224)。如果所述電荷可變量設(shè)置為 是，那么監(jiān)測(cè)總電壓，所述總電壓有時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程212期間有在電荷缺 乏l'或]值下面的值。如果所述電荷可變量設(shè)置為是，HCP5itA步驟226，如果所 述電荷可變量未設(shè)置為是，HCP5fflA步驟230。
HCP5中止方法200，如果沒(méi)有確定與高壓電池102 (230)相聯(lián)系的不足電 荷水平。
當(dāng)HCP5進(jìn)行步驟226、 228和230, HCP5確定與高壓電池102相聯(lián)系的不 足電荷水平。
所述控制系統(tǒng)設(shè)定不能開(kāi)始起動(dòng)程序(226)的可變量，從而不許所述 的啟動(dòng)，直到所述可變量復(fù)位。
HCP5發(fā)出輸出信號(hào)到所述混合電動(dòng)車(chē)輛(228)的其它控制單元。進(jìn)一步 的，HCP5發(fā)出信號(hào)到視覺(jué)的顯示器(未示出)，從而$1^ 操作者操作外部 充電動(dòng)力系統(tǒng)。
所述低壓電池106艦所述外部低壓動(dòng)力源108 (232)充電。特別地，所 述外接電源108的所述連接電纜n0和所述低壓電池106的端子(未示出)相 連。外接電源108,傳送電荷到所述低壓電池106，所述低壓電池106M VCCM22傳遞電荷到所述高壓電池102。
當(dāng)^t輔助控制處理機(jī)和每個(gè)輔助車(chē)輛元件被關(guān)閉以使功率被保存用于蓄 電池充電時(shí)所述低壓電池106被充電。電荷IA^f射卜接電源108傳輸，直到所 述高壓電池102的電壓在充電閾值之上，及直到i^/f游碟電源108傳輸?shù)墓?率達(dá)到選定7K平。所述功率的選定水平ffl51所i^BPCM21測(cè)量，集合一段時(shí)間 內(nèi)來(lái)自所述外部低壓動(dòng)力源的電流。在步驟232之后，HCP5 iSA末端步驟234。
本申請(qǐng)描述了一^ 實(shí)施例及改進(jìn)實(shí)施例。進(jìn)一步的改進(jìn)和變化可以被 他AM31閱讀和理解說(shuō)明書(shū)想到。因此，本申請(qǐng)并不被限制在用于執(zhí)行本申請(qǐng) 的最佳方式的具體的實(shí)施例內(nèi)，而且本申請(qǐng)包括落在附加的權(quán)禾腰求范圍內(nèi)的 所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種從外部為動(dòng)力系統(tǒng)充電的方法，包括監(jiān)測(cè)第一電池的電壓；確定何時(shí)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下；當(dāng)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下，通過(guò)從外接電源供給電力為第一電池充電且在動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)外接電源增加電源的電壓。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)第一電池的電壓，包 括監(jiān)測(cè)第一電池的總電壓，且其中所述方法還包括，當(dāng)?shù)谝浑姵氐目傠妷涸诘?一總電壓閾值之下時(shí)發(fā)送輸出信號(hào)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所M測(cè)第一電池的電壓，包 括監(jiān)測(cè)第一電池的電池模塊電壓，且其中所述方法還包括，當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾姵?模塊電壓在第一電池模塊電壓閾值之下時(shí)發(fā)送輸出信號(hào)。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)第一電池的電壓，包 括監(jiān)測(cè)第一 電池的總電壓以及第一電池的電池模塊電壓，且其中所述方法還包 括，當(dāng)出現(xiàn)第一 電池的電池模塊電壓在第一電池模塊電壓閾值之下和第一電池 的總電壓在第一總電壓閾值之下中的至少一種情況時(shí)，發(fā)送輸出信號(hào)。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括 監(jiān)測(cè)第一電池的功率值； 確定功率值何時(shí)在第一功率閾值之下； 當(dāng)功率值在第一功率閾值之下，發(fā)送輸出信號(hào)。
6、 如權(quán)禾腰求5所述的方法，其特征在于，還包括禾'J用溫i^7jC平觀糧和被 監(jiān)測(cè)電壓以監(jiān)測(cè)第一電池的功率值。
7、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括 基于被監(jiān)測(cè)電壓確定第一電池的充電狀態(tài)； 基于第一電池的充電狀態(tài)確定第一電池的功率值。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)逝呈；及當(dāng)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下和發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中不能啟 動(dòng)時(shí)，發(fā)送輸出信號(hào)。
9、 如權(quán)利要求8述的方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程在選定時(shí)間 內(nèi)被執(zhí)行且當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)在選定時(shí)間內(nèi)不能啟動(dòng)時(shí)所述輸出信號(hào)被送出。
10、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括禁止發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程；以及當(dāng)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下時(shí)發(fā)送輸出信號(hào)。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括 執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程；當(dāng)所述電壓在第一 電壓閾值之下且在第二電壓閾值之上以及所述發(fā)動(dòng)機(jī)在 所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中不能啟動(dòng)時(shí)發(fā)送輸出信號(hào)；當(dāng)電壓在第二電壓閾值之下時(shí)終結(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)禾呈且發(fā)送輸出信號(hào)。
12、 如權(quán)禾腰求1所述的方法，其特征在于，所述電力M卜接電源被供給， 直到預(yù)定的一段時(shí)間經(jīng)過(guò)。
13、 如權(quán)禾腰求1所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述電壓在第一電 壓閾值之下時(shí)，發(fā)送輸出信號(hào)到視覺(jué)顯示器。
14、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述夕港電源電耦合到第二 電池的端子，所述第二電池具有比第一電池低的電壓。
15、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述外接電源是外部電池。
16、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括發(fā)送輸出信號(hào)到車(chē)輛 用戶(hù)，其中所述輸出信號(hào)引起視覺(jué)信號(hào)。
17、 一禾中A"卜部為動(dòng)力系統(tǒng)充電的方法，包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程失敗且當(dāng)?shù)?-電池被測(cè)量電壓不足時(shí)，發(fā)送輸出信號(hào)到 糊用戶(hù)；當(dāng)輸出信號(hào)被送出，從外接電源傳送電荷至第二電池。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，第二電池具有比第一電池低 的電壓。
19、 --種AA^卜部為動(dòng)力系統(tǒng)充電的方法，包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程失敗且當(dāng)測(cè)量到第一電池內(nèi)的功率不足時(shí)，發(fā)送輸出信 號(hào)到ffi用戶(hù)；當(dāng)輸出信號(hào)被送出，從夕h^電源傳送電荷至第二電池。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，基于電壓測(cè)量和溫度測(cè)量測(cè)飾述功率。
全文摘要
一種從外部為動(dòng)力系統(tǒng)充電的方法包括監(jiān)測(cè)第一電池的電壓；確定何時(shí)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下；當(dāng)被監(jiān)測(cè)電壓在第一電壓閾值之下，通過(guò)從外接電源供給電力為第一電池充電且在動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)外接電源增加電源的電壓。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101513859SQ20081019115
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月4日
發(fā)明者A·科薩里, M·V·小梅奧拉納, N·科科托維奇, R·T·施溫克, W·R·考索恩 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司