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原文传递用于混合动力电动车再生模式期间能量管理的系统和方法

专利名称：	用于混合动力电动车再生模式期间能量管理的系统和方法
摘要：	公开了一种用于在再生模式期间最优地回收能量水平的系统和方法。推导和公开了例如对于任何给定的减速事件，用于确定能量存储系统可接收的该最优的再生能量水平的等式。这些等式考虑了各种损耗，例如电动机/发电机在发电模式中的效率、风阻力、转动阻力、变速箱损耗、发动机损耗，以及能量存储系统中的损耗。还公开了用于控制混合驱动系统实现最优的能量回收率的程序的至少一个实施方案。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	艾里逊变速箱公司
发明人：	杰费里·K·伦德;斯蒂芬·T·韦斯特
专利状态：	有效
申请日期：	2014-03-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910195625.0
公开号：	CN110254416A
代理机构：	北京聿宏知识产权代理有限公司
代理人：	吴大建;何娇
分类号：	B60W20/00(2016.01);B;B60;B60W;B60W20
申请人地址：	美国印第安纳波利斯
主权项：	1.控制混合动力电动车中再生制动的方法，包括：通过车辆控制器计算车辆的预计车辆能量损耗，其中，所述车辆具有电动机/发电机和能量存储系统，并且其中所述电动机/发电机与所述能量存储系统电连接；通过所述车辆控制器和预计车辆能量损耗计算供应到能量存储系统的预计电能；以及通过以发电机的形式运行的所述电动机/发电机产生再生制动能量，其中所述再生制动能量小于或等于待供应到所述能量存储系统的预计电能。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括检测所述车辆的减速状态。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用所述车辆控制器计算预期的电动机运行效率。 4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述检测减速状态的步骤包括检测从变速箱提供到所述电动机/发电机的扭矩，其中所述电动机/发电机与所述变速箱相连。 5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述预计的车辆能量损耗包括由车辆动能的预期变化引起的损耗。 6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述待供应到能量存储系统的预计电能包括由所述预计的电能到所述能量存储系统的预期传递产生的预计的电能损耗。 7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预计的车辆能量损耗的步骤包括计算发动机能量损耗。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述发动机能量损耗的步骤包括计算发动机压缩力损耗。 9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述发动机能量损耗的步骤包括计算发动机摩擦力损耗。 10.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预计的车辆能量损耗的步骤包括计算风阻力损耗，其中所述风阻力损耗由所述车辆控制器使用车辆速率和车辆空气动力系数来计算。 11.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预计的车辆能量损耗的步骤包括计算转动阻力损耗，其中所述转动阻力损耗由所述车辆控制器利用车辆质量、车辆速率和车辆转动阻力系统来计算。 12.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预计的车辆能量损耗的步骤包括计算车辆变速箱损耗。 13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，利用变速箱惯量损耗和变速箱摩擦损耗来计算所述车辆变速箱损耗。 14.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预计的车辆能量损耗的步骤包括计算附件损耗。 15.根据权利要求3至14项中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预期的电动机运行效率的步骤包括访问存储在车辆控制器的存储器中的先前的车辆活动数据，以及基于所述先前的车辆活动数据计算预期的电动机运行效率。 16.根据权利要求3至15项中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预期的电动机运行效率的步骤是利用电动机的速度和电动机的扭矩来计算。 17.根据权利要求6至16项中任意一项所述的方法，其特征在于，所述预计的电能损耗通过下面的等式来计算：其中P热量是所述预计的电能损耗，RESS是所述能量存储系统的电阻，PESS是待供应到所述能量存储系统的预计电能，以及VESS是供应到所述能量存储系统的电压。 18.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述待供应到所述能量存储系统的预计电能通过下面的等式来计算：其中PESS是待供应到所述能量存储系统的预计电能，“效率”是电动机的预期运行效率，P损耗是由预计的车辆动能变化产生的能量损耗，RESS是所述能量存储系统的电阻，以及V再生是从在发电模式中运行的电动机/发电机供应到所述能量存储系统的电压。 19.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述能量存储系统包括一个或更多个蓄电池组电池。 20.根据权利要求2至18项中任意一项所述的方法，其特征在于，检测减速事件的步骤包括检测制动踏板上的零输入信号和加速踏板上的零输入信号。 21.计算再生的制动能量的方法，包括：通过车辆中的车辆控制器计算预计的车辆能量损耗，所述车辆具有包括能量存储系统的混合动力系统，所述车辆控制器利用车辆当前的减速速率来计算所述预计的车辆能量损耗；通过所述车辆控制器计算供应到所述能量存储系统的预计的电能，所述车辆控制器利用所述预计的车辆能量损耗来计算所述预计的电能；通过车辆控制器计算预计的电能损耗，所述车辆控制器利用供应到所述能量存储系统的预计的电能来计算所述电能损耗；以及通过所述车辆控制器计算预计的再生制动能量，所述车辆控制器利用所述预计的车辆能量损耗、所述供应到能量存储系统的预计的电能和所述预计的电能损耗来计算所述预计的再生的制动能量。 22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述混合动力系统包括电动机/发电机和内燃机。 23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述能量存储系统包括与所述混合动力系统电连接的至少一个蓄电池组电池。 24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过所述车辆控制器计算预期的电动机运行效率。 25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，计算所述预期的电动机运行效率的步骤包括访问存储在所述车辆控制器的存储器中的一个或更多个的先前的电动机运行效率值，以及通过所述车辆控制器利用所述一个或更多个的先前的电动机运行效率值来计算所述预期的电动机运行效率。 26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，计算所述预期的电动机运行效率的步骤是通过所述车辆控制器利用电动机速度和电动机扭矩来计算的。 27.根据权利要求21至26项中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预期的电能损耗的步骤包括计算所述能量存储系统中一个或更多个部件的温度的预计变化。 28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述预计的电能损耗通过下面的等式来计算：其中P热量是所述预计的电能损耗，RESS是所述能量存储系统的电阻，PESS是供应到所述能量存储系统的总电能，以及VESS是供应到所述能量存储系统的电压。 29.根据权利要求21至28项中任意一项所述的方法，其特征在于，计算所述预计的车辆能量损耗的步骤包括计算风阻力损耗，其中所述风阻力损耗通过所述车辆控制器利用车辆速度和车辆空气动力系数来计算。 30.根据权利要求21至29项中任意一项的方法，其特征在于，计算所述车辆能量损耗的步骤包括计算转动阻力损耗，其中所述转动阻力损耗通过所述车辆控制器利用车辆质量、车辆速度和车辆转动阻力系统来计算。 31.根据权利要求22至30项中任意一项的方法，其特征在于，所述方法还包括检测减速状态。 32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述检测减速状态的步骤还包括通过所述车辆控制器来检测从变速箱提供到所述电动机/发电机的扭矩，其中所述电动机/发电机与所述变速箱相连。 33.根据权利要求31或32所述的方法，其特征在于，所述检测减速状态的步骤还包括通过所述车辆控制器来检测制动踏板输入信号和加速器踏板输入信号。 34.根据权利要求22至33项中任意一项所述的方法，其特征在于，所述计算预计的车辆能量损耗的步骤包括通过所述控制器来计算发动机能量损耗。 35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述计算发动机能量损耗的步骤包括通过所述车辆控制器来计算发动机压缩力损耗。 36.根据权利要求34或35所述的方法，其特征在于，所述计算发动机能量损耗的步骤包括通过车辆控制器来计算发动机摩擦力损耗。 37.根据权利要求21至36项中任意一项所述的方法，其特征在于，所述混合动力系统包括与所述电动机/发电机相连的变速箱，并且其中所述计算车辆能量损耗的步骤包括通过所述车辆控制器来计算车辆变速箱损耗。 38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，通过所述车辆控制器利用变速箱惯量阻力和变速箱摩擦阻力来计算所述车辆变速箱损耗。 39.根据权利要求21至38项中任意一项所述的方法，其特征在于，所述预计的车辆能量损耗包括附件损耗。 40.根据权利要求22至39项中任意一项所述的方法，其特征在于，能由所述能量存储系统接收的预计的电能通过所述车辆控制器根据下面的等式来计算：其中PESS是供应到所述能量存储系统的预计的电能，“效率”是电动机的预期运行效率，P损耗是由所述预计的车辆动能损耗产生的能量损耗，RESS是所述能量存储系统的电阻，以及V再生是从以发电模式运行的电动机/发电机供应到所述能量存储系统的电压。 41.根据权利要求22至40项中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以发电模式运行的电动机/发电机来产生再生的制动能量，其中所述再生的制动能量小于或等于所述预计的再生的制动能量。 42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：传输所述再生的制动能量到所述能量存储系统。 43.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述车辆控制器与所述能量存储系统和所述电动机/发电机电连接。 44.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述车辆控制器包括电连接在一起的处理器和存储器。 45.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述车辆控制器包括相互通信的多个处理器和/或多个存储器。 46.用于执行前述权利要求中任意一项所述的方法的装置。 47.用于混合动力车辆的驱动系统，包括：能量存储系统；包括与所述能量存储系统电连接的电动机/发电机的车辆传动系；与所述能量存储系统和所述电动机/发电机相连的车辆控制器，所述车辆控制器具有与处理器相连的存储器，所述处理器构造为：检测所述混合动力车辆的减速状态；计算由一个或更多个车辆能量损耗产生的预计的车辆动能变化；计算由预计的电能到所述能量存储系统的预期传递产生的预计的电能损耗；计算预期的电动机运行效率；基于所述预计的车辆动能变化、所述预计的电能损耗以及所述预计的电动机运行效率计算能递送到所述能量存储系统中的最大电能；以及运行处于发电机模式中的所述电动机/发电机来产生大体上等于所述预计的最大电能的发电量。
所属类别：	发明专利