用于功率控制的裝置和方法
【專利摘要】用于功率控制的裝置和方法。本公開提供了一種用于控制包括主電池、輔助電池和電負(fù)載的車輛的功率的方法和裝置，該裝置包括：充電狀態(tài)SOC檢測單元，其被配置為檢測主電池的SOC和輔助電池的SOC；允許功率計算單元，其被配置為基于主電池的SOC來計算主電池的允許功率；充電/放電功率計算單元，其被配置為計算輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率；第一電負(fù)載功率計算單元，其被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率；操作控制單元，其被配置為基于允許功率、充電/放電功率和第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作；第二電負(fù)載功率計算單元；以及充電/放電控制單元。
【專利說明】
用于功率控制的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及用于控制包括主電池、輔助電池和電負(fù)載的車輛的電功率的技術(shù)。更具體地，本公開涉及一種用于基于主電池和輔助電池的充電狀態(tài)(SOC)、輔助電池的充電/放電功率以及電負(fù)載的功率消耗來控制包括主電池、輔助電池和電負(fù)載的車輛的電功率的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，為了增強(qiáng)駕駛員的便利性，在車輛中安裝有電負(fù)載，該電負(fù)載包括電加熱座椅、刮水器、加熱器、加熱線、空調(diào)、音頻裝置、側(cè)反光鏡、霧燈、頭燈、剎車燈、應(yīng)急燈、室內(nèi)燈、窗和電動轉(zhuǎn)向(EPS)裝置。
[0003]通常，電負(fù)載使用主電池的功率來執(zhí)行操作。此外，當(dāng)主電池的功率不足時，電負(fù)載可以使用輔助電池的功率來執(zhí)行正常操作。
[0004]然而，根據(jù)通過駕駛員的請求而執(zhí)行的電負(fù)載的功率在輔助電池的充電和放電之間的頻繁切換會縮短輔助電池的使用壽命。
[0005]此外，可以根據(jù)通過駕駛員的請求而執(zhí)行的電負(fù)載的功率來將主電池完全地放電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在這樣的背景下，本公開的一個方面在于提供一種用于控制功率以防止在輔助電池的充電和放電之間的頻繁切換操作的功率控制裝置和方法。
[0007]本公開的另一方面在于提供一種用于控制功率以防止主電池的完全放電的功率控制裝置和方法。
[0008]為了解決上述問題，本公開的一個方面提供一種用于控制包括主電池、輔助電池和電負(fù)載的車輛的功率的功率控制裝置，該功率控制裝置包括:充電狀態(tài)(SOC)檢測單元，該SOC檢測單元被配置為檢測所述主電池的SOC和所述輔助電池的S0C;允許功率計算單元，該允許功率計算單元被配置為基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率；充電/放電功率計算單元，該充電/放電功率計算單元被配置為計算所述輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率;第一電負(fù)載功率計算單元，該第一電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率;操作控制單元，該操作控制單元被配置為基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作;第二電負(fù)載功率計算單元，該第二電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由所述操作控制單元請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率；以及充電/放電控制單元，該充電/放電控制單元被配置為基于所述輔助電池的所述S0C、所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第二電負(fù)載功率來控制所述輔助電池的充電或放電。
[0009]本公開的另一方面提供了一種用于功率控制的方法，該方法包括以下步驟:在車輛中并聯(lián)地安裝主電池、輔助電池和電負(fù)載;檢測所述主電池的充電狀態(tài)(SOC)和所述輔助電池的S0C;基于所述輔助電池的所述SOC來控制所述輔助電池的充電；基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率;計算所述輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率;計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率;基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作;計算作為已經(jīng)由所述操作控制單元請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率；以及基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第二電負(fù)載功率來控制所述輔助電池的充電或放電。
[0010]如上所述的裝置和方法能夠基于主電池和輔助電池的S0C、輔助電池的充電/放電功率以及電負(fù)載的功率消耗來控制電功率。因此，所述裝置和方法能夠防止充電和放電之間的頻繁切換操作，因此防止輔助電池的使用壽命的減少以及主電池的完全放電。
【附圖說明】
[0011 ]本發(fā)明的上述目標(biāo)和其它目標(biāo)、特點(diǎn)及優(yōu)勢將從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述而變得更顯而易見，在附圖中:
[0012]圖1例示了根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的配置；
[0013]圖2例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的操作的示例；
[0014]圖3例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的操作的另一示例；
[0015]圖4的(A)、圖4的(B)和圖4的(C)例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的操作控制單元的操作的示例；
[0016]圖5的(A)、圖5的(B)和圖5的(C)例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的操作控制單元的操作的另一示例；
[0017]圖6例示了根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的配置；
[0018]圖7例示了用于描述根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的操作的示例；以及
[0019]圖8例示了用于描述根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的操作的另一示例。
【具體實施方式】
[0020]在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施方式。在本發(fā)明的元件的描述中，可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等。這些術(shù)語僅被用來將一個結(jié)構(gòu)元件與其它結(jié)構(gòu)元件區(qū)分開，并且相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件的屬性、次序、順序等不受該術(shù)語的限制。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果在本說明書中描述第一組件與第二組件“連接”、“聯(lián)接”或“相連”，則第三組件可以在第一組件和第二組件之間進(jìn)行“連接”、“聯(lián)接”和“相連”，然而第一組件也可以直接與第二組件連接、聯(lián)接或相連。
[0021]此外，為了便于描述，操作控制單元被描述為包括電負(fù)載操作控制單元和電機(jī)操作控制單元。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，這兩個控制單元的操作可以由單個操作控制單元來執(zhí)行。此外，為了便于描述，充電/放電控制單元也被描述為包括充電控制單元和放電控制單元。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，這兩個控制單元的操作可以由單個充電/放電控制單元來執(zhí)行。
[0022]根據(jù)本公開的實施方式的一種用于控制包括主電池、輔助電池和電負(fù)載的車輛的功率的功率控制裝置可以包括:充電狀態(tài)(SOC)檢測單元，該SOC檢測單元被配置為檢測所述主電池的SOC和所述輔助電池的S0C;允許功率計算單元，該允許功率計算單元被配置為基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率;充電/放電功率計算單元，該充電/放電功率計算單元被配置為計算所述輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率;第一電負(fù)載功率計算單元，該第一電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率;操作控制單元，該操作控制單元被配置為基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作;第二電負(fù)載功率計算單元，該第二電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為電負(fù)載的功率的已經(jīng)由所述操作控制單元請求執(zhí)行的第二電負(fù)載功率；以及充電/放電控制單元，該充電/放電控制單元被配置為基于所述輔助電池的所述S0C、所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第二電負(fù)載功率來控制所述輔助電池的充電或放電。
[0023]電負(fù)載是這樣的裝置:該裝置通過電來操作并且向駕駛員提供便利，并且包括安裝在車輛中的電加熱座椅、刮水器、加熱器、加熱線、空調(diào)、音頻裝置、電子側(cè)反光鏡、霧燈、頭燈、剎車燈、應(yīng)急燈、室內(nèi)燈、電子窗和電動轉(zhuǎn)向(EPS)裝置。然而，在下面的描述中，為了便于描述，考慮到功率消耗以及對駕駛性能的影響，經(jīng)由三個級別的代表性電負(fù)載(包括作為低級別的電負(fù)載的加熱器、作為中間級別的電負(fù)載的刮水器以及作為高級別的電負(fù)載的轉(zhuǎn)向裝置)來對電負(fù)載進(jìn)行有限的描述。
[0024]在根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置中，電負(fù)載可以按兩個或更多個級別應(yīng)用，并且可以具有根據(jù)配置標(biāo)準(zhǔn)的級別變化。然而，不論根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的差異變化，根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置都可以操作。因此，其應(yīng)當(dāng)被包含在本公開的范圍中。
[0025]圖1例示了根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的配置。
[0026]參照圖1，根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括充電狀態(tài)(SOC)檢測單元110，該SOC檢測單元110被配置為檢測主電池的SOC和輔助電池的SOC。
[0027]例如，SOC檢測單元110可以使用針對主電池和輔助電池的簡單等效電路模型，根據(jù)預(yù)定條件，通過基于電流的充電狀態(tài)(SOCi)或基于電壓的充電狀態(tài)(SOCv)的方法來檢測主電池和輔助電池的S0C。
[0028]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括允許功率計算單元130，該允許功率計算單元130被配置為基于所檢測的主電池的SOC來計算主電池的允許功率。
[0029]例如，允許功率計算單元130可以將允許功率計算為與所計算的主電池的SOC成比例的值。
[0030]允許功率計算單元130可以基于與主電池的用電時間(power use time)和SOC有關(guān)的實驗數(shù)據(jù)來計算允許功率。
[0031]作為示例，在具有相同值的兩個主電池的情況下，如果具有I，000[Wh]的SOC的第一主電池的用電時間被計算為五個小時，則允許功率計算單元130可以獲得200[W]的功率作為第一主電池的允許功率。
[0032]否則，如果具有500[Wh]的SOC的第二主電池的用電時間被計算為五個小時，則允許功率計算單元130可以獲得100[W]的功率作為第二主電池的允許功率。
[0033]在示例中，五個小時可以是駕駛員能夠借助一次充電而駕駛的時間。然而，這個時間可以根據(jù)實驗值而改變。
[0034]另外，允許功率計算單元130可以基于主電池的SOC來預(yù)測可用時間。
[0035]例如，如果允許功率計算單元130獲得五個小時作為針對依據(jù)其SOC而具有I，000[Wh]的功率的電池的可用時間，則允許功率計算單元130可以獲得2.5個小時作為具有500[Wh]的功率的電池的可用時間。允許功率計算單元130可以計算與所計算的可用時間成比例的允許功率。
[0036]例如，允許功率計算單元130可以獲得針對第一主電池的200[W]的允許功率，該第一主電池的可用時間已經(jīng)被計算為五個小時，并且允許功率計算單元130可以獲得針對第二主電池的100[W]的允許功率，該第二主電池的可用時間已經(jīng)被計算為2.5個小時。
[0037]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括充電/放電功率計算單元140，該充電/放電功率計算單元140被配置為計算輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率。
[0038]充電/放電功率計算單元140能夠使用所測量的輔助電池的電壓和電流來計算輔助電池的功率。由于被用來計算功率的電壓與通過被用來將電負(fù)載的電壓固定到恒定電壓的轉(zhuǎn)換器的電壓傳感器而測量的電壓相同，因此本公開的裝置在其不需要附加的電壓傳感器方面具有優(yōu)點(diǎn)。此外，由于被用來計算功率的電流與通過被用于輔助電池的恒流充電的轉(zhuǎn)換器的電流傳感器而測量的電流相同，本公開的裝置在其不需要附加的電流傳感器方面具有優(yōu)點(diǎn)。
[0039]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括第一電負(fù)載功率計算單元150，該第一電負(fù)載功率計算單元150被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率。
[0040]第一電負(fù)載功率計算單元150可以基于先前通過實驗測量的電負(fù)載的功率數(shù)據(jù)，在無需操作已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的情況下來計算該電負(fù)載的功率。
[0041]例如，基于通過先前的實驗獲得的數(shù)據(jù)，即使加熱器、刮水器或轉(zhuǎn)向裝置不操作，第一電負(fù)載功率計算單元150也可以計算被請求執(zhí)行的操作的功率，通過先前的實驗獲得的數(shù)據(jù)包括:實驗數(shù)據(jù)I，該實驗數(shù)據(jù)I示出在第一級別、第二級別和第三級別下操作的加熱器的功率消耗分別具有20[W]、40[W]和60[W]的值;實驗數(shù)據(jù)2，該實驗數(shù)據(jù)2示出在第一級別和第二級別操作的刮水器的功率消耗分別具有10[W]和20[W]的值;實驗數(shù)據(jù)3，該實驗數(shù)據(jù)3示出通過轉(zhuǎn)向齒輪、根據(jù)轉(zhuǎn)向角度操作的轉(zhuǎn)向裝置的功率消耗具有0[W]至50[W]的值。換句話說，如果駕駛員請求在第二級別下執(zhí)行加熱器、在第一級別下執(zhí)行刮水器以及按最大轉(zhuǎn)向角度執(zhí)行轉(zhuǎn)向齒輪，則第一電負(fù)載功率計算單元150能夠在不執(zhí)行操作的情況下計算出40[W]為加熱器的功率消耗、10[W]為刮水器的功率消耗以及50[W]為轉(zhuǎn)向裝置的功率消耗。
[0042]這是因為根據(jù)電負(fù)載的每個操作的功率消耗可以具有恒定值，并且電負(fù)載的功率消耗因此可以始終具有與先前獲得的數(shù)據(jù)相同的值。
[0043]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括操作控制單元160，該操作控制單元160被配置為基于通過允許功率計算單元130計算的允許功率、通過充電/放電功率計算單元140計算的充電/放電功率、以及通過第一電負(fù)載功率計算單元150計算的第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作。
[0044]當(dāng)充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和超過允許功率時，操作控制單元160可以控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作。
[0045]例如，可以考慮對駕駛性能和功率消耗的影響來對每個電負(fù)載項分配優(yōu)先級。
[0046]在這方面，當(dāng)可用時間沒有超過預(yù)定基準(zhǔn)時，操作控制單元160可以首先限制具有最低優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率消耗。
[0047]例如，在由加熱器、刮水器和轉(zhuǎn)向裝置配置的電負(fù)載的情況下，加熱器可以對功率消耗具有最大影響，而轉(zhuǎn)向裝置和刮水器可以對功率消耗具有較小影響。相反，加熱器和刮水器可以對駕駛性能具有小的影響，而轉(zhuǎn)向裝置可以對駕駛性能具有大的影響。在上述假定下，考慮到對功率消耗和駕駛性能的影響，加熱器可以被配置為具有最低優(yōu)先級，刮水器可以被配置為具有中等優(yōu)先級，并且轉(zhuǎn)向裝置可以被配置為具有最高優(yōu)先級。
[0048]上述的優(yōu)先級級別暗示了當(dāng)需要減少電負(fù)載的功率時減少電負(fù)載的功率的順序，并且暗示了當(dāng)功率減少不可避免時，在包括駕駛員的安全在內(nèi)的各種觀點(diǎn)上首先減少具有最低優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率是有效的。在這方面，減少具有尚優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率消耗可能威脅駕駛員的安全。
[0049]因此，當(dāng)充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和超過允許功率時，操作控制單元160可以首先減少作為具有最低優(yōu)先級的電負(fù)載項的加熱器的功率消耗。如果允許功率與充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和之間的差大于通過控制加熱器而節(jié)省的功率，則操作控制單元160可以減少刮水器的功率消耗，相比加熱器的優(yōu)先級，該刮水器具有次高的優(yōu)先級。
[0050]操作控制單元160可以采用降低操作級別和減少操作時間當(dāng)中的至少一種方法，通過控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載項的操作來減少功率消耗。
[0051]關(guān)于降低操作級別，例如，如果駕駛員請求在高溫度的第三級別下執(zhí)行加熱器，則操作控制單元160可以在與比第三級別的溫度低的溫度對應(yīng)的第二級別下操作加熱器，因此減少加熱器消耗的功率。同樣地，如果駕駛員請求在與快的速度對應(yīng)的第二級別下執(zhí)行刮水器，則操作控制單元160可以在與比第二級別的速度慢的速度對應(yīng)的第一級別下操作刮水器，因此減少由刮水器消耗的功率。
[0052]關(guān)于減少操作時間，例如，如果駕駛員請求在高溫度的第三級別下執(zhí)行加熱器，則操作控制單元160可以在第三級別下針對離散的時間操作加熱器，因此減少由加熱器消耗的功率。這意味著操作控制單元160在第三級別下操作加熱器，但是以預(yù)定的時間間隔來操作加熱器，因此減少由加熱器消耗的功率。也就是說，操作控制單元160可以在第三級別下操作加熱器達(dá)五秒，關(guān)閉加熱器達(dá)五秒，然后在第三級別下操作加熱器，因此減少由加熱器消耗的功率。
[0053]此外，操作控制單元160可以控制電負(fù)載以針對離散的時間操作，因此減少功率消耗。例如，操作控制單元可以進(jìn)行控制以分散電負(fù)載的操作時間點(diǎn)，因此減少由電負(fù)載消耗的功率。
[0054]例如，當(dāng)加熱器和刮水器針對離散的時間操作以減少功率消耗時，操作控制單元160可以按照諸如O至5秒、10至15秒或者20至25秒這樣的五秒的間隔來操作加熱器，并且可以按照諸如5至10秒、15至20秒或者25至30秒這樣的五秒的間隔來操作刮水器，因此減少由電負(fù)載的功率消耗。
[0055]五秒僅是一個示例，并且可以根據(jù)每個負(fù)載的特性而進(jìn)行改變。然而，操作控制單元160可以控制電負(fù)載以如在上述示例中那樣分散其操作時間點(diǎn)。
[0056]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括第二電負(fù)載功率計算單元170，該第二電負(fù)載功率計算單元170被配置為計算作為由操作控制單元160執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率。
[0057]第二電負(fù)載功率計算單元170可以基于以前從實驗獲得的數(shù)據(jù)來計算根據(jù)操作控制單元160的控制的電負(fù)載的功率消耗。從實驗獲得的數(shù)據(jù)可以與被用作用于由第一電負(fù)載功率計算單元150來計算第一電負(fù)載功率的基礎(chǔ)的實驗數(shù)據(jù)。
[0058]例如，如果操作控制單元160不顧駕駛員的針對在第三級別下操作加熱器的請求而在第一級別下操作了加熱器，則第二電負(fù)載功率計算單元可以基于在加熱器在第一級別下操作時的實驗數(shù)據(jù)來計算加熱器的功率消耗。
[0059]然而，由第二電負(fù)載功率計算單元170計算的第二電負(fù)載功率始終低于或等于由第一電負(fù)載功率計算單元150計算的第一電負(fù)載功率。此外，第二電負(fù)載功率可以始終具有大于或等于具有最高優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率消耗的值。
[0060]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置100可以包括充電/放電控制單元120，該充電/放電控制單元120用于基于輔助電池的SOC、主電池的允許功率、輔助電池的充電/放電和第二電負(fù)載功率來控制輔助電池的充電或放電。
[0061]充電/放電控制單元120可以包括:充電控制單元121，該充電控制單元121被配置為進(jìn)行控制以當(dāng)輔助電池的SOC低于預(yù)先配置的值時對輔助電池進(jìn)行充電；以及放電控制單元122，該放電控制單元122被配置為進(jìn)行控制以當(dāng)輔助電池的充電/放電功率和第二電負(fù)載功率之和超過主電池的允許功率時對輔助電池進(jìn)行放電。
[0062 ]可以通過微控制器單元(MCU)來執(zhí)行或控制電池的充電或放電。其更詳細(xì)的描述與本公開的思想不是密切相關(guān)的，因此將被省去。
[0063]圖2例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的操作的示例。
[0064]參照圖2，在根據(jù)本公開的實施方式的車輛中，主電池、輔助電池和電負(fù)載可以彼此平聯(lián)地連接。
[0065]主電池的SOC對應(yīng)于主電池的功率量。也就是說，如果基于主電池的SOC的主電池的功率量是I，000[ffh]，則I，000[ff]的功率能夠被使用一個小時。
[0066]如果主電池被完全放電，則使用主電池的功率的電負(fù)載不能操作。因此，輔助電池被用來即使在主電池被完全放電之后也使電負(fù)載操作。例如，當(dāng)主電池被完全放電并且具有O [Wh]的依據(jù)SOC的功率量時，輔助電池可以被放電，以便向電負(fù)載供應(yīng)電功率以使得該電負(fù)載能夠操作。
[0067 ]參照圖2，可以在主電池的功率Pmb、輔助電池的充電/放電功率Psb和電負(fù)載的功率Pload之間建立如上所述的功率關(guān)系。主電池的功率Pmb和電負(fù)載的功率Plqad的方向如圖2中所示始終是恒定的。然而，輔助電池的充電/放電功率Psb的方向可以根據(jù)輔助電池的充電或放電操作而改變。
[0068]此外，圖2中所示的充電/放電功率Psb對應(yīng)于根據(jù)輔助電池的充電操作的功率。由于主電池的功率Pmb和電負(fù)載的功率Plqad是單向的，因此單向轉(zhuǎn)換器可以被用于主電池的功率Pmb和電負(fù)載的功率Plciad。然而，輔助電池的功率Psb是雙向的，并因此需要雙向轉(zhuǎn)換器。上述的轉(zhuǎn)換器沒有在圖2中進(jìn)行例示。然而，基本需要該知識用于理解圖2。
[0069]此外，根據(jù)圖2的電知識，電負(fù)載的根據(jù)電負(fù)載的操作的功率Plqad和輔助電池的根據(jù)輔助電池的充電/放電操作的充電/放電功率Psb分別由電負(fù)載的轉(zhuǎn)換器和輔助電池的雙向轉(zhuǎn)換器來控制，并且主電池的功率Pmb由充電/放電功率Psb和電負(fù)載的受控功率Pload之和來確定。這能夠由下面的式(I)來表達(dá)。
[0070]PLoad+PsB = PMB 式(I)
[0071]在式(I)中，Psb在充電時具有正值，并且在放電時具有負(fù)值。
[0072]也就是說，充電/放電功率Psb和電負(fù)載的功率Plqad被主動地控制，而主電池的功率Pmb通過已經(jīng)被主動地控制的充電/放電功率Psb和電負(fù)載的功率Plciad而被動地進(jìn)行控制。根據(jù)輔助電池的充電操作或放電操作的(+ )或(_)的極性可以根據(jù)硬件配置而改變，并且不受(+)的極性指示充電狀態(tài)而(-)的極性指示放電狀態(tài)的基本指示的限制。
[0073]如上所述的主動控制是指通過微控制器的直接控制，并且被動控制是指通過微控制器的直接控制的結(jié)果的控制。
[0074]在對根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的應(yīng)用的情況下，SOC檢測單元通過檢測輔助電池的SOC來控制輔助電池的充電操作。此外，基于由SOC檢測單元檢測的主電池的S0C，允許功率計算單元計算主電池的允許功率。用于檢測SOC的方法可以使用電池的電壓值和該電池的特性。
[0075]另外，允許功率計算單元可以基于主電池的SOC來預(yù)測可用時間。此后，允許功率計算單元計算與可用時間成比例的允許功率。
[0076]此后，基于所計算的已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的主電池的允許功率、輔助電池的充電/放電功率以及所計算的電負(fù)載項的功率消耗，操作控制單元確定是通過已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的值來對電負(fù)載進(jìn)行操作，還是通過減少電負(fù)載的功率消耗來對電負(fù)載進(jìn)行操作。這是基于這樣的原理:由于主電池的功率Pmb通過電負(fù)載的功率Plciad和輔助電池的充電/放電功率Psb來確定，因此如果電負(fù)載的功率Plciad是基于預(yù)先配置的主電池的允許功率以及充電/放電功率Psb而確定的，則主電池的功率Pmb變得等于預(yù)先配置的主電池的允許功率。
[0077]如上所述，為了基于預(yù)先配置的主電池的允許功率以及充電/放電功率Psb來控制電負(fù)載的功率Plqad，可以對電負(fù)載進(jìn)行控制以將功率消耗減少到預(yù)先配置的主電池的允許功率以及充電/放電功率Psb。
[0078]在控制電負(fù)載的一種方法中，操作控制單元可以考慮到對功率消耗和駕駛性能的影響來預(yù)先區(qū)分針對電負(fù)載項的兩個或更多個級別，并且按照從最低級別的電負(fù)載項到最高級別的電負(fù)載項的順序來管理除了最高級別的電負(fù)載項以外的電負(fù)載項的功率。
[0079]在控制電負(fù)載的另一方法中，操作控制單元可以使用降低操作級別和減少電負(fù)載的操作時間當(dāng)中的至少一種方法來控制電負(fù)載以減少其功率消耗。降低操作級別的方法在于使電負(fù)載在除了已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的操作級別以外的更低的操作級別下操作。相反，減少操作時間的方法在于使電負(fù)載在已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的操作級別下操作，但是使該電負(fù)載針對離散的時間操作，而不是使該電負(fù)載連續(xù)地操作。
[0080]在控制電負(fù)載的另一方法中，操作控制單元可以在離散的時間點(diǎn)控制電負(fù)載項，因此減少功率消耗。在該方法中，根據(jù)上述的方法對電負(fù)載進(jìn)行操作。然而，當(dāng)使兩個或更多個電負(fù)載針對離散的時間進(jìn)行操作時，這些電負(fù)載項在被防止同時操作的同時進(jìn)行操作。
[0081 ]在另一方法中，對于兩個或更多個電負(fù)載項，操作控制單元執(zhí)行控制以減少功率消耗。
[0082]結(jié)果，在包括加熱器、刮水器和轉(zhuǎn)向裝置在內(nèi)的電負(fù)載中，即使當(dāng)操作控制單元控制包括加熱器和刮水器在內(nèi)的電負(fù)載項的操作時，操作電負(fù)載項的功率Pu?和執(zhí)行輔助電池的充電操作的充電/放電功率Psb之和可以超過主電池的允許功率。在這種情況下，充電/放電控制單元將正在執(zhí)行充電操作的輔助電池切換成放電操作，以防止操作電負(fù)載項的功率Plciad和輔助電池的執(zhí)行放電操作的充電/放電功率-Psb之和超過主電池的允許功率。
[0083]通過執(zhí)行上述的操作，根據(jù)本公開的實施方式的控制裝置能夠防止輔助電池的充電和放電之間的頻繁切換操作。此外，根據(jù)本公開的實施方式的控制裝置能夠維持主電池的功率使用時間。
[0084]然而，為了防止輔助電池的完全放電，輔助電池可以被配置為僅當(dāng)輔助電池的SOC超過預(yù)先配置的閾值時才執(zhí)行放電操作。
[0085]圖3例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的操作的另一示例。
[0086]參照圖3，根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的SOC檢測單元檢測主電池的SOC和輔助電池的SOC(S300)。
[0087 ]用于檢測電池的SOC的方法包括電壓測量方法，該電壓測量方法基于電池的電壓和特性間接地檢測S0C。簡單地說，能夠通過測量電池的輸出電壓并且將所測量的輸出電壓與電池的放電曲線進(jìn)行比較來計算S0C。然而，電池的內(nèi)電阻可能導(dǎo)致誤差。這是因為與電池的內(nèi)電阻和輸出電流的倍數(shù)對應(yīng)的電壓降可能額外地發(fā)生。在電壓測量方法中，能夠通過測量電路的電流以及依據(jù)相應(yīng)的電壓降值對所測量的值進(jìn)行校正來精確地檢測電池的SOCo
[0088]相反，存在用于諸如未密封的鉛電池這樣的允許直接進(jìn)入液體電解質(zhì)的電池的化學(xué)測量方法。簡單地說，在該化學(xué)測量方法中，能夠通過測量電解質(zhì)的比重或酸性(氫指數(shù)；pH)來計算S0C。
[0089]此外，存在電流積分方法，在該電流積分方法中，通過在整個工作時間對電池的輸出電流進(jìn)行測量和積分來計算S0C。然而，電流積分方法的缺點(diǎn)在于，長時間測量可能造成嚴(yán)重錯誤。因此，當(dāng)確定電池已經(jīng)被完全充電時，需要有將基準(zhǔn)值校正為100 %的SOC的過程。為此，將電流積分方法與另一測量方法并行地使用。
[0090]最后，存在用來測量鎳氫電池(NiMH)的SOC的壓力測量方法。該壓力測量方法使用鎳氫電池的特性，該鎳氫電池的內(nèi)部壓力在對電池進(jìn)行充電時極大地增加，并且能夠通過應(yīng)用普克特(peukert)定律來檢測SOC0
[0091 ]根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的充電/放電控制單元將在步驟S300中所檢測的輔助電池的SOC與預(yù)先配置的閾值進(jìn)行比較(S310)。
[0092]當(dāng)輔助電池的SOC對應(yīng)于在主電池的放電事故時的閾值時，可以基于用于保證支持電負(fù)載的操作的預(yù)定時間來設(shè)置預(yù)先配置的閾值。也就是說，在主電池的放電事故時，如果使用輔助電池的功率來對電負(fù)載操作達(dá)長時間，則閾值可以是相對高的值。
[0093]作為步驟S310中的比較的結(jié)果，當(dāng)SOC小于預(yù)先配置的閾值時，充電/放電控制單元控制輔助電池以執(zhí)行充電操作(S320)。
[0094]作為步驟S310中的比較的結(jié)果，當(dāng)輔助電池的SOC大于或等于預(yù)先配置的閾值時，或者當(dāng)輔助電池的SOC小于預(yù)先配置的閾值并且執(zhí)行步驟S320時，允許功率計算單元基于在步驟S300中所檢測的主電池的SOC來計算主電池的允許功率Pmb，充電/放電計算單元計算輔助電池的執(zhí)行充電或放電操作的充電/放電功率Psb，并且第一電負(fù)載功率計算單元計算已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的作為電負(fù)載項的功率的第一電負(fù)載功率PL1(S330)。
[0095]簡單地說，基于在步驟S300中所檢測的主電池的S0C，允許功率計算單元計算能夠向電負(fù)載供應(yīng)電力達(dá)預(yù)定時間段的允許功率。此外，基于電負(fù)載被配置為正常地操作達(dá)五個小時的假定，如果主電池的依據(jù)SOC的功率量被檢測為I，000[Wh]，則允許功率計算單元可以將允許功率計算為200[w]。
[0096]然而，根據(jù)配置，允許功率計算單元可以根據(jù)主電池的變化的SOC來維持允許功率或改變允許功率。例如，如在上述的示例中，如果主電池的依據(jù)SOC的功率量被檢測為I，000[Wh]，并因此允許功率計算單元將允許功率計算為200[W]并且電負(fù)載使用200Wh的功率達(dá)一個小時，則一個小時之后的主電池的依據(jù)SOC的功率量可以為800[Wh]。如果允許功率計算單元被配置為維持允許功率，則即使在主電池的依據(jù)SOC的功率量為800[Wh]的情況下，所計算的允許功率也將被維持為200[W]。相反，如果允許功率計算單元被配置為根據(jù)主電池的變化的SOC而發(fā)生改變，則在主電池的依據(jù)SOC的功率量為800[Wh]的情況下計算的允許功率可以為160[W]。
[0097]充電/放電功率計算單元根據(jù)輔助電池的充電/放電操作來計算充電/放電功率。在輔助電池和主電池之間施加用于計算充電/放電功率的電壓，并且由在維持電負(fù)載的電壓的轉(zhuǎn)換器中包含的電壓傳感器而測量的電壓可以被用作用于計算充電/放電功率的電壓。此外，由在用于控制輔助電池的充電/放電操作的轉(zhuǎn)換器中包含的電流傳感器而測量的電流值可以被用作用于計算充電/放電功率的電流。
[0098]第一電負(fù)載功率計算單元可以基于先前通過實驗獲得的電負(fù)載的功率數(shù)據(jù)來計算已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率消耗。由于電負(fù)載的相同操作始終需要相同的功率消耗，因此能夠基于功率數(shù)據(jù)來計算電負(fù)載的功率消耗。
[0099]當(dāng)已經(jīng)完全地執(zhí)行了步驟S330時，操作控制單元確定充電/放電功率Psb和第一電負(fù)載功率PL12和是否超過允許功率PMB(S340)。
[0100]當(dāng)在步驟S340中確定充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和不超過允許功率時，操作控制單元響應(yīng)于來自駕駛員的請求來操作電負(fù)載(S350)。
[0101]相反，當(dāng)在步驟S340中確定充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和超過允許功率時，操作控制單元控制已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作(S360)。
[0102]例如，基于電負(fù)載項對功率消耗和駕駛性能的影響來對這些電負(fù)載項賦予優(yōu)先級，并且操作控制單元可以控制電負(fù)載以首先限制具有最低優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率消耗。當(dāng)由加熱器、刮水器和轉(zhuǎn)向裝置配置的電負(fù)載被劃分成兩個級別時，加熱器和刮水器可以被歸類為較低的級別，并且轉(zhuǎn)向裝置可以被歸類為較高的級別。另外，當(dāng)電負(fù)載被劃分成三個級別時，加熱器可以被歸類為最低級別，刮水器可以被歸類為中間級別，并且轉(zhuǎn)向裝置可以被歸類為最高級別。
[0103]當(dāng)電負(fù)載被劃分成兩個級別時，執(zhí)行步驟S360的操作控制單元可以進(jìn)行控制以使屬于較低級別的加熱器和刮水器中的至少一個的功率消耗減小。相反，當(dāng)電負(fù)載被劃分成三個級別時，執(zhí)行步驟S360的操作控制單元可以進(jìn)行控制以使加熱器或者加熱器和刮水器的功率消耗根據(jù)允許功率與充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和之間的功率差減小。
[0104]在充電/放電功率和第一電負(fù)載功率之和超過大于允許功率的30[W]并且加熱器和刮水器中的每一個的操作控制能夠節(jié)省20[W]的條件下，當(dāng)電負(fù)載被劃分成兩個級別時，操作控制單元可以控制加熱器和刮水器中的每一個的操作以使功率消耗減少15[W]。否則，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級，操作控制單元可以首先控制具有較高優(yōu)先級的加熱器或刮水器以使功率消耗減少20[W]，然后控制剩余的加熱器或刮水器以使功率消耗減少10[W]。相反，當(dāng)電負(fù)載被劃分成三個級別時，操作控制單元可以首先控制具有最低優(yōu)先級的加熱器以使功率消耗減少20[W]，然后控制具有中間優(yōu)先級的刮水器以使功率消耗減少10[W]。
[0105]作為用于通過控制電負(fù)載的操作來減少功率消耗的另一示例，操作控制單元可以根據(jù)降低操作級別或者減少操作時間當(dāng)中的至少一種方法來控制已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載項的操作。當(dāng)駕駛員請求作為電負(fù)載項的加熱器在高溫度的第三級別下操作時，操作控制單元可以通過使加熱器在降低的級別下(g卩，在第一級別或第二級別下)操作來減少功率消耗。否則，代替使加熱器在第三級別下連續(xù)地操作，操作控制單元可以使加熱器在第三級別下針對離散時間操作。也就是說，操作控制單元可以通過打開加熱器達(dá)預(yù)定時間段、然后關(guān)閉加熱器達(dá)預(yù)定時間段來使加熱器針對離散時間操作。操作控制單元的在上述示例中的操作可以應(yīng)用于其它電負(fù)載項以及加熱器。
[0106]作為用于通過控制電負(fù)載的操作來減少功率消耗的另一示例，操作控制單元可以控制電負(fù)載項以在分散的時間點(diǎn)操作。當(dāng)駕駛員請求在高溫度的第三級別下操作加熱器并且在高速度的第二級別下操作刮水器時，操作控制單元可以控制加熱器和刮水器以針對離散時間操作，由此減少電負(fù)載的功率消耗。也就是說，操作控制單元可以控制加熱器以從第O秒至第5秒打開并且從第5秒至第10秒關(guān)閉，并且控制刮水器以從第O秒至第5秒關(guān)閉并且從第5秒至第10秒打開，因此減少電負(fù)載的功率消耗。
[0107]操作控制單元的如上所述的操作能夠防止輔助電池的充電和放電之間的頻繁切換，因此增加輔助電池的使用壽命。
[0108]在通過如上所述的方法執(zhí)行步驟S360之后，第二電負(fù)載功率計算單元計算作為由操作控制單元執(zhí)行的電負(fù)載項的功率的第二電負(fù)載功率Pl2(S370)。
[0109]基于通過先前根據(jù)針對電負(fù)載的各種條件執(zhí)行的實驗而獲得的功率消耗數(shù)據(jù)，第二電負(fù)載功率計算單元能夠計算作為所執(zhí)行的電負(fù)載項的功率的第二電負(fù)載功率。相反，第二電負(fù)載功率計算單元能夠通過測量正被執(zhí)行的每個電負(fù)載項的功率來計算第二電負(fù)載功率。
[Ο??Ο] 此后，充電/放電控制單元確定在步驟S330中所計算的充電/放電功率Psb和在步驟S370中所計算的第二電負(fù)載功率Pu之和是否超過在步驟S330中所計算的允許功率Pmb(S380)。
[0111]當(dāng)在步驟S380中確定充電/放電功率和第二電負(fù)載功率之和超過允許功率時，充電/放電控制單元控制正在執(zhí)行充電操作的輔助電池以執(zhí)行放電操作(S390)。
[0112]也就是說，在步驟S380中確定充電/放電功率和第二電負(fù)載功率之和超過允許功率的情況可以是以下的情況:主電池具有不足的SOC并因此具有低的允許功率，盡管在步驟S 3 6 O中最大地控制電負(fù)載的操作以使得電負(fù)載的功率消耗盡可能得小。然后，可以執(zhí)行步驟S390，以不但防止主電池被完全放電，而且使對駕駛性能具有大的影響的電負(fù)載正常地操作。對駕駛性能具有大的影響的電負(fù)載項可以是在如上所述地被劃分成兩個或更多個級別的電負(fù)載中的最尚級別的電負(fù)載項。
[0113]上述的步驟S300至S390可以被部分地修改，或者具有向其添加的一些步驟。
[0114]例如，在步驟S330中，允許功率計算單元可以基于主電池的SOC來預(yù)測可用時間。此后，允許功率計算單元計算與所預(yù)測的可用時間成比例的允許功率。
[0115]此外，在步驟S360中，當(dāng)可用時間沒有超過預(yù)定基準(zhǔn)時，操作控制單元可以首先限制具有最低優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率消耗。
[0116]圖4的(A)、圖4的(B)和圖4的(C)例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的操作控制單元的操作的示例。
[0117]圖4的(A)、圖4的(B)和圖4的(C)示出了由電負(fù)載消耗的功率(P)的根據(jù)時間(t)的波形。
[0118]參照圖4的(A)、圖4的(B)和圖4的(C)，根據(jù)實施方式的操作控制單元可以通過根據(jù)降低操作級別的方法而控制電負(fù)載來使該電負(fù)載的功率消耗從如圖4的(A)中所示的功率消耗改變?yōu)槿鐖D4的(B)中所示的功率消耗。否則，根據(jù)實施方式的操作控制單元可以通過根據(jù)減少操作時間的方法而控制電負(fù)載來使電負(fù)載的功率消耗從如圖4的(A)中所示的功率消耗改變?yōu)槿鐖D4的(C)中所示的功率消耗。
[0119]圖4的(B)中所例示的圖僅是示例，并且可以包括比圖4的(A)中的功率消耗小的功率消耗的全部情況。另外，圖4的(C)中所例示的圖僅是示例，并且不要求電負(fù)載的打開時間始終與其關(guān)閉時間相等。
[0120]圖5的(A)、圖5的(B)和圖5的(C)例示了用于描述根據(jù)本公開的實施方式的操作控制單元的操作的另一示例。
[0121]圖5的(A)、圖5的(B)和圖5的(C)示出了由電負(fù)載消耗的功率的根據(jù)時間的波形，其中，波形A、波形B和波形C的時間軸是相同的。
[0122]參照圖5的(A)、圖5的(B)和圖5的(C)，在根據(jù)實施方式的控制三個電負(fù)載項的操作的方法中，操作控制單元可以控制一個電負(fù)載項以具有如圖5的(A)中所示的功率消耗，控制另一電負(fù)載項以具有如圖5的(B)中所示的功率消耗，并且控制另一電負(fù)載項以具有如圖5的(C)中所示的功率消耗。
[0123]由于操作控制單元控制電負(fù)載項以使其操作時間點(diǎn)分散，因此電負(fù)載項分別具有如圖5的(A)、圖5的(B)和圖5的(C)中所示的功率消耗。結(jié)果，主電池能夠消耗恒定功率，并且主電池的使用壽命得到保證。相反，如果操作控制單元控制電負(fù)載項以使其操作時間點(diǎn)相同，則主電池應(yīng)當(dāng)在電負(fù)載操作的時間期間進(jìn)行大功率的放電，而在電負(fù)載不操作的時間期間進(jìn)行小功率的放電。換句話說，從主電池放電的功率可以根據(jù)時間不規(guī)則地改變，并因此主電池可能具有縮短的使用壽命。
[0124]圖6例示了根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的配置。
[0125]根據(jù)本公開的另一實施方式，一種用于對包括主電池、輔助電池和電負(fù)載并且包括連接在主電池和車輛的車輪之間的電機(jī)以在車輛的駕駛操作時消耗功率并且在車輛的制動操作時產(chǎn)生功率的車輛裝置的功率進(jìn)行控制的功率控制裝置可以包括:SOC檢測單元，該SOC檢測單元被配置為檢測所述主電池的SOC和所述輔助電池的S0C;允許功率計算單元，該允許功率計算單元被配置為基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率；充電/放電功率計算單元，該充電/放電功率計算單元被配置為計算所述輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率;第一電負(fù)載功率計算單元，該第一電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率;第一電機(jī)功率計算單元，該第一電機(jī)功率計算單元被配置為計算電機(jī)的功率;電負(fù)載操作控制單元，該電負(fù)載操作控制單元被配置為基于所計算的允許功率、充電/放電功率、第一電負(fù)載功率和第一電機(jī)功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作;第二電負(fù)載功率計算單元，該第二電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為由電負(fù)載操作控制單元執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率;電機(jī)操作控制單元，該電機(jī)操作控制單元被配置為控制電機(jī)的操作;第二電機(jī)功率計算單元，該第二電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為電機(jī)的由電機(jī)操作控制單元控制的功率的第二電機(jī)功率；以及充電/放電控制單元，該充電/放電控制單元被配置為基于輔助電池的SOC、允許功率、充電/放電功率和第二電負(fù)載功率來控制輔助電池的充電或放電。上述的電負(fù)載操作控制單元和電機(jī)操作控制單元可以是單個操作控制單元，并且充電/放電控制單元可以被劃分成充電控制單元和放電控制單元。
[0126]在根據(jù)如上所述的另一實施方式的功率控制裝置的配置中，SOC計算單元、允許功率計算單元、充電/放電功率計算單元、第一電負(fù)載功率計算單元、電負(fù)載操作控制單元和第二電負(fù)載功率計算單元可以是根據(jù)首先描述的實施方式的功率控制裝置中的SOC計算單元、允許功率計算單元、充電/放電功率計算單元、第一電負(fù)載功率計算單元、電負(fù)載操作控制單元和第二電負(fù)載功率計算單元。因此，在根據(jù)如上所述的實施方式的功率控制裝置的配置中，將部分地省去SOC計算單元、允許功率計算單元、充電/放電功率計算單元、第一電負(fù)載功率計算單元、電負(fù)載操作控制單元和第二電負(fù)載功率計算單元的描述。
[0127]參照圖6，根據(jù)另一實施方式的功率控制裝置除了可以包括根據(jù)首先描述的實施方式的功率控制裝置以外，還可以包括第一電機(jī)功率計算單元610，該第一電機(jī)功率計算單元610被配置為計算作為在車輛的駕駛操作時間消耗功率并且在車輛的制動操作時間產(chǎn)生功率的電機(jī)的功率的第一電機(jī)功率。
[0128]第一電機(jī)功率計算單元610可以檢測電機(jī)的根據(jù)車輛的駕駛操作或制動操作的電壓和電流，并且使用所檢測的電壓和電流來計算功率?？紤]到負(fù)載，電機(jī)功率可以當(dāng)車輛執(zhí)行駕駛操作時具有正值，并且可以當(dāng)車輛執(zhí)行制動操作時具有負(fù)值。相反，考慮到功率，電機(jī)功率可以當(dāng)車輛執(zhí)行駕駛操作時具有負(fù)值，并且可以當(dāng)車輛執(zhí)行制動操作時具有正值。無論考慮負(fù)載還是功率，都能夠獲得相同的結(jié)果。然而，為了便于描述，下面將考慮到負(fù)載來討論電機(jī)功率。
[0129]根據(jù)另一實施方式的功率控制裝置除了可以包括根據(jù)首先描述的實施方式的功率控制裝置以外，還可以包括電機(jī)操作控制單元620。電機(jī)操作控制單元620與電負(fù)載操作控制單元可以一起被包含在單個操作控制單元中，并且該單個操作控制單元可以首先控制電負(fù)載，然后控制電機(jī)。然而，為了便于描述和便于理解，單個操作控制單元在本說明書中被劃分成電負(fù)載操作控制單元和電機(jī)操作控制單元620。
[0130]電負(fù)載操作控制單元可以基于允許功率、充電/放電功率、第一電負(fù)載功率和第一電機(jī)功率來控制被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作。
[0131]例如，如果充電/放電功率、第一電負(fù)載功率和第一電機(jī)功率之和超過允許功率，則電負(fù)載操作控制單元可以控制電負(fù)載以減少由該電負(fù)載消耗的功率。
[0132]電機(jī)操作控制單元620可以基于允許功率、充電/放電功率、第二電負(fù)載功率和第一電機(jī)功率來控制電機(jī)的操作。
[0133]如果充電/放電功率、第二電負(fù)載功率和第一電機(jī)功率之和超過允許功率，則電機(jī)操作控制單元620可以通過減小電機(jī)的輸出來控制電機(jī)的功率。例如，即使當(dāng)駕駛員通過按壓加速踏板來請求電機(jī)按200轉(zhuǎn)速每分鐘(RPm)旋轉(zhuǎn)時，電機(jī)操作控制單元620可以使電機(jī)按100[RPm]旋轉(zhuǎn)，以減少由電機(jī)消耗的功率。
[0134]根據(jù)另一實施方式的功率控制裝置除了可以包括根據(jù)首先描述的實施方式的功率控制裝置以外，還可以包括第二電機(jī)功率計算單元630。
[0135]第二電機(jī)功率計算單元630可以與第一電機(jī)功率計算單元610具有以下的不同:第二電機(jī)功率計算單元630計算由電機(jī)操作控制單元620控制的電機(jī)所消耗的功率，而第一電機(jī)功率計算單元610計算作為由根據(jù)來自駕駛員的請求而操作的電機(jī)所消耗的功率的第一電機(jī)功率。
[0136]放電控制單元可以基于允許功率、充電/放電功率、第二電負(fù)載功率和第二電機(jī)功率來控制輔助電池的放電。
[0137]例如，如果充電/放電功率、第二電負(fù)載功率和第二電機(jī)功率之和超過允許功率，則放電控制單元可以控制正在執(zhí)行充電操作的輔助電池以執(zhí)行放電操作。
[0138]圖7例示了用于描述根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的操作的示例。
[0139]根據(jù)本公開的圖7中所示的另一實施方式的功率控制裝置除了包括根據(jù)本公開的圖2中所示的實施方式的功率控制裝置以外，還包括在主電池和車輛的車輪之間連接的電機(jī)，以在車輛的駕駛操作時消耗功率并且在車輛的制動操作時產(chǎn)生功率。下面的描述主要討論除了與圖2中的元件相同的元件以外的電機(jī)。
[0140]參照圖7，電機(jī)連接在主電池和車輛的車輪之間。因此，主電池的功率Pmb可以是輔助電池的充電/放電功率Psb、電負(fù)載功率Plqad和電機(jī)功率Pm之和。
[0141]PLoad+PsB+PM = PmB 式(2)
[0142]在式(2)中，Pm在駕駛時具有正值，并且在制動時具有負(fù)值。
[0143 ]與圖2的描述類似地，可以通過由微控制器直接控制的輔助電池的功率、電負(fù)載的功率和電機(jī)的功率來確定主電池的功率。
[0144]此外，功率控制裝置可以根據(jù)電機(jī)是直流電機(jī)還是交流電機(jī)而包括轉(zhuǎn)換器或逆變器。然而，由于車輛在執(zhí)行駕駛操作時消耗功率并且在執(zhí)行制動操作時產(chǎn)生功率，轉(zhuǎn)換器和逆變器二者都應(yīng)當(dāng)是雙向的。
[0145]與輔助電池的功率關(guān)系類似地，考慮到電機(jī)，駕駛操作可以消耗正功率，而制動操作可以消耗負(fù)功率。相反，考慮到發(fā)電機(jī)，駕駛操作可以產(chǎn)生負(fù)功率，而制動操作可以產(chǎn)生正功率。無論考慮到電機(jī)和發(fā)電機(jī)二者，都能夠獲得相同的結(jié)果。然而，為了便于描述，與輔助電池類似地，將考慮到電機(jī)而給出描述。
[0146]根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置除了可以包括根據(jù)首先描述的實施方式的功率控制裝置以外，還可以包括第一電機(jī)功率計算單元，該第一電機(jī)功率計算單元被配置為計算電機(jī)功率Pm。第一電機(jī)功率計算單元可以檢測操作車輛的電機(jī)的電壓和電流，并且使用所檢測的電壓和電流來計算功率。
[0147]根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置可以包括:電負(fù)載功率操作控制單元，其能夠通過控制電負(fù)載來調(diào)整電負(fù)載功率Plciad;以及電機(jī)操作控制單元，其能夠通過控制電機(jī)來調(diào)整電機(jī)功率Pm。
[0148]根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的操作控制單元可以首先控制電負(fù)載，然后控制電機(jī)。
[0149]圖8例示了用于描述根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的操作的另一示例。
[0150]根據(jù)本公開的另一實施方式，一種用于對包括主電池、輔助電池和電負(fù)載并且包括連接在主電池和車輛的車輪之間的電機(jī)以在車輛的駕駛操作時消耗功率并且在車輛的制動操作時產(chǎn)生功率的車輛的功率進(jìn)行控制的功率控制裝置可以包括:充電狀態(tài)(SOC)檢測單元，該SOC檢測單元被配置為檢測所述主電池的SOC和所述輔助電池的S0C;允許功率計算單元，該允許功率計算單元被配置為基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率;充電/放電功率計算單元，該充電/放電功率計算單元被配置為計算所述輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率;第一電負(fù)載功率計算單元，該第一電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率;第一電機(jī)功率計算單元，該第一電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為電機(jī)的根據(jù)車輛的操作的功率的第一電機(jī)功率;操作控制單元，該操作控制單元被配置為基于所計算的允許功率、充電/放電功率、第一電負(fù)載功率和第一電機(jī)功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作;第二電負(fù)載功率計算單元，該第二電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為由電負(fù)載操作控制單元執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率;第二電機(jī)功率計算單元，該第二電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為電機(jī)的由電機(jī)操作控制單元控制的功率的第二電機(jī)功率；以及充電/放電控制單元，該充電/放電控制單元被配置為基于輔助電池的SOC、允許功率、充電/放電功率和第二電負(fù)載功率來控制輔助電池的充電或放電。
[0151]在參照圖8對根據(jù)本公開的另一實施方式的功率控制裝置的描述中，將省去與在參照圖3對根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的描述中的部件相同或相似的部件。
[0152]參照圖8，根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置的SOC檢測單元可以檢測主電池的SOC和輔助電池的S0C(S800)。
[0153]充電/放電控制單元確定在步驟S800中所檢測的輔助電池的SOC是否小于預(yù)先配置的閾值(S805)。
[0154]當(dāng)在步驟S805中確定輔助電池的SOC小于預(yù)先配置的閾值時，充電/放電控制單元控制輔助電池以進(jìn)行充電(S810)。
[0155]當(dāng)在步驟S805中確定輔助電池的SOC大于或等于預(yù)先配置的閾值時，或者在執(zhí)行步驟S810之后，允許功率計算單元、充電/放電功率計算單元、第一電負(fù)載功率計算單元和第一電機(jī)功率計算單元分別計算允許功率Pmb、充電/放電功率Psb、第一電負(fù)載功率Pu和第一電機(jī)功率Pmi (S815)。
[0156]例如，第一電機(jī)功率計算單元連接在主電池和車輪之間，并且第一電機(jī)功率計算單元可以測量在通過駕駛員的請求而操作的電機(jī)的兩端之間施加的電壓和流過電機(jī)的電流，并且通過將所測量的在電機(jī)的兩端之間施加的電壓乘以流過電機(jī)的電流來計算作為電機(jī)的功率的第一電機(jī)功率。
[0157]此后，操作控制單元確定第一電負(fù)載功率Pu和第一電機(jī)功率PM12和是否超過允許功率 PMB(S820)。
[0158]當(dāng)在步驟S820中確定第一電負(fù)載功率Pu和第一電機(jī)功率Pm1之和小于或等于允許功率Pmb時，操作控制單元根據(jù)駕駛員的請求來執(zhí)行電負(fù)載和電機(jī)(S825)。
[0159]相反，當(dāng)在步驟S820中確定充電/放電功率PSB、第一電負(fù)載功率Pl1和第一電機(jī)功率Pm之和超過允許功率Pmb時，操作控制單元控制電負(fù)載的操作以減少其功率消耗，并且第二電負(fù)載功率計算單元計算作為由操作控制單元執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率Pl2(S830)o
[0160]然后，操作控制單元確定在步驟S815中所計算的充電/放電功率PSB、在步驟S830中所計算的第二電負(fù)載功率Pl2和在步驟S815中所計算的第一電負(fù)載功率Pu之和是否超過在步驟S815中所計算的允許功率Pmb(S835)。
[0161]當(dāng)在步驟S835中確定充電/放電功率Psb、第二電負(fù)載功率Pl2和第一電機(jī)功率Pmi之和小于或等于允許功率Pmb時，操作控制單元根據(jù)駕駛員的請求來執(zhí)行電機(jī)(S840)。
[0162]相反，當(dāng)在步驟S835中確定充電/放電功率PSB、第二電負(fù)載功率Pl2和第一電機(jī)功率Pmi之和超過允許功率Pmb時，操作控制單元控制電機(jī)以減少其功率消耗，并且第二電機(jī)功率計算單元計算作為電機(jī)的由電機(jī)操作控制單元控制的功率的第二電機(jī)功率Pm2(S845)。
[0163]根據(jù)用于通過在電機(jī)操作(駕駛操作)時控制電機(jī)來減少功率消耗的方法的示例，電機(jī)可以被控制以具有I，000[RPm]而不是由駕駛員請求的2，000[RPm]的電機(jī)輸出，這能夠減少電機(jī)的功率消耗。作為另一示例，在發(fā)電機(jī)操作(制動操作)時，電機(jī)可以被控制以具有從2，000[RPm]的500[RPm]的電機(jī)輸出變化，而不是由駕駛員請求的從2，000[RPm]的1,000[RPm]的電機(jī)輸出變化。結(jié)果，能夠提高電機(jī)的功率產(chǎn)生能力。
[0164]然后，充電/放電控制單元確定在步驟S815中所計算的充電/放電功率Psb、在步驟S830中所計算的第二電負(fù)載功率Pl2和在步驟S845中所計算的第二電機(jī)功率Pm2之和是否超過在步驟S845中所計算的允許功率Pmb(S850)。
[0165]當(dāng)在步驟S850中確定充電/放電功率PSB、第二電負(fù)載功率Pl2和第二電機(jī)功率Pm2之和超過允許功率Pmb時，操作控制單元控制輔助電池以執(zhí)行放電操作(S855)。
[0166]例如，在步驟S855中，執(zhí)行充電操作的輔助電池可以被控制以執(zhí)行放電操作。
[0167]作為另一示例，在步驟S855中，執(zhí)行放電操作的輔助電池可以被控制以增加放電功率。
[0168]因此，根據(jù)本公開的實施方式的功率控制裝置能夠維持對車輛的駕駛性能具有大的影響的電負(fù)載的正常操作，并且防止主電池的完全放電。
[0169]在下文中，將簡要地描述由以上參照圖1至圖8所描述的功率控制裝置執(zhí)行的功率控制方法。
[0170]根據(jù)本公開的實施方式的用于功率控制的方法可以包括以下步驟:在車輛中并聯(lián)地安裝主電池、輔助電池和電負(fù)載;檢測主電池的充電狀態(tài)(SOC)和輔助電池的S0C;基于輔助電池的SOC來控制輔助電池的充電；基于主電池的SOC來計算主電池的允許功率;計算輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率;計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率;基于允許功率、充電/放電功率和第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作;計算作為在操作控制步驟中執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率；以及基于允許功率、充電/放電功率和第二電負(fù)載功率來控制輔助電池的充電或放電。
[0171]在車輛中并聯(lián)地安裝主電池、輔助電池和電負(fù)載的步驟中，主電池、輔助電池和電負(fù)載可以如圖2中所示地進(jìn)行安裝。
[0172]檢測主電池的SOC和輔助電池的SOC的步驟可以作為圖3的用于檢測主電池的SOC和輔助電池的SOC的步驟S300被執(zhí)行。
[0173]基于輔助電池的SOC來控制輔助電池的充電的步驟可以作為圖3的步驟S310至S320被執(zhí)行。
[0174]基于主電池的SOC來計算主電池的允許功率的步驟、計算輔助電池的執(zhí)行充電/放電操作的充電/放電功率的步驟以及計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率的步驟可以作為圖3的步驟S330被執(zhí)行。
[0175]基于允許功率、充電/放電功率和第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作的步驟可以作為圖3的步驟S340至S360被執(zhí)行。
[0176]計算作為由操作控制單元執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率的步驟可以作為圖3的步驟S370被執(zhí)行。
[0177]最后，基于允許功率、充電/放電功率和第二電負(fù)載功率來控制輔助電池的充電或放電的步驟可以作為圖3的步驟S380和S390被執(zhí)行。
[0178]另外，根據(jù)本公開的功率控制方法可以包括由根據(jù)本公開的以上參照圖1至圖8描述的功率控制裝置執(zhí)行的全部操作。
[0179]即使上文中描述的是本公開的實施方式的全部組件被聯(lián)接為單個單元或者被聯(lián)接以作為單個單元進(jìn)行操作，本發(fā)明也不一定限于該實施方式。也就是說，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下將全部結(jié)構(gòu)元件中的至少兩個元件選擇性地進(jìn)行連接和操作。雖然已經(jīng)出于說明性目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理會的是，能夠在不脫離由所附的權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明進(jìn)行各種修改、添加和替換。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)在所附的權(quán)利要求的基礎(chǔ)上按照以下方式被理解:被包含在與權(quán)利要求等效的范圍內(nèi)的所有技術(shù)思路都屬于本發(fā)明。
[0180]相關(guān)申請的交叉引用
[0181]本申請要求于2015年2月6日提交的韓國專利申請N0.10-2015-0018747的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該韓國專利申請出于所有目的通過引用方式被并入到本文中，如同在本文中完全地闡述一樣。
【主權(quán)項】
1.一種用于控制包括主電池、輔助電池和電負(fù)載的車輛的功率的裝置，該裝置包括: 充電狀態(tài)SOC檢測單元，該SOC檢測單元被配置為檢測所述主電池的SOC和所述輔助電池的S0C; 允許功率計算單元，該允許功率計算單元被配置為基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率； 充電/放電功率計算單元，該充電/放電功率計算單元被配置為計算所述輔助電池的執(zhí)行充電或放電操作的充電/放電功率； 第一電負(fù)載功率計算單元，該第一電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率； 操作控制單元，該操作控制單元被配置為基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的所述電負(fù)載的操作； 第二電負(fù)載功率計算單元，該第二電負(fù)載功率計算單元被配置為計算作為已經(jīng)由所述操作控制單元請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率;以及 充電/放電控制單元，該充電/放電控制單元被配置為基于所述輔助電池的所述SOC、所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第二電負(fù)載功率來控制所述輔助電池的充電或放電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，基于功率消耗和對駕駛性能的影響來為所述電負(fù)載的每個電負(fù)載項分配優(yōu)先級。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，當(dāng)基于所述主電池的所述SOC預(yù)測的可用時間小于或等于預(yù)定時間時，所述操作控制單元首先限制具有最低優(yōu)先級的電負(fù)載項的功率消耗。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述電負(fù)載包括具有最低優(yōu)先級的加熱器、具有中間優(yōu)先級的刮水器和具有最高優(yōu)先級的轉(zhuǎn)向裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述操作控制單元通過降低操作級別和減少操作時間當(dāng)中的至少一種方法來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的所述電負(fù)載的操作。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率之和超過所述允許功率時，為了防止所述輔助電池的在充電和放電之間的切換，所述操作控制單元控制所述電負(fù)載的操作以使得所述充電/放電功率和由所述電負(fù)載消耗的功率之和小于或等于所述允許功率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述允許功率計算單元計算與所述主電池的所述SOC成比例的允許功率。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率之和超過所述允許功率時，所述操作控制單元控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的所述電負(fù)載的操作。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述允許功率計算單元基于所述主電池的所述SOC來預(yù)測可用時間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述操作控制單元控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的所述電負(fù)載以在分散的時間點(diǎn)操作。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述輔助電池的所述SOC低于預(yù)先配置的閾值時，所述充電/放電控制單元控制所述輔助電池以進(jìn)行充電。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述充電/放電功率和所述第二電負(fù)載功率之和超過所述允許功率時，所述充電/放電控制單元控制所述輔助電池以進(jìn)行放電。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括: 電機(jī)，該電機(jī)連接在所述主電池和所述車輛的車輪之間，以在所述車輛的駕駛操作時消耗功率并且在所述車輛的制動操作時產(chǎn)生功率； 第一電機(jī)功率計算單元，該第一電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為所述電機(jī)的功率的第一電機(jī)功率;以及 第二電機(jī)功率計算單元，該第二電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為所述電機(jī)的由電機(jī)操作控制單元控制的功率的第二電機(jī)功率， 其中，所述操作控制單元基于所述允許功率、所述充電/放電功率、所述第一電負(fù)載功率和所述第一電機(jī)功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的所述電負(fù)載的操作。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括: 電機(jī)，該電機(jī)連接在所述主電池和所述車輛的車輪之間，以在所述車輛的駕駛操作時消耗功率并且在所述車輛的制動操作時產(chǎn)生功率； 第一電機(jī)功率計算單元，該第一電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為所述電機(jī)的功率的第一電機(jī)功率;以及 第二電機(jī)功率計算單元，該第二電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為所述電機(jī)的由電機(jī)操作控制單元控制的功率的第二電機(jī)功率， 其中，所述電機(jī)操作控制單元基于所述允許功率、所述充電/放電功率、所述第二電負(fù)載功率和所述第一電機(jī)功率來控制所述電機(jī)的操作。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括: 電機(jī)，該電機(jī)連接在所述主電池和所述車輛的車輪之間，以在所述車輛的駕駛操作時消耗功率并且在所述車輛的制動操作時產(chǎn)生功率； 第一電機(jī)功率計算單元，該第一電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為所述電機(jī)的功率的第一電機(jī)功率;以及 第二電機(jī)功率計算單元，該第二電機(jī)功率計算單元被配置為計算作為所述電機(jī)的由電機(jī)操作控制單元控制的功率的第二電機(jī)功率， 其中，所述充電/放電控制單元基于所述輔助電池的所述SOC、所述允許功率、所述第二電負(fù)載功率和所述第二電機(jī)功率來控制所述輔助電池的充電或放電。16.一種功率控制方法，該功率控制方法包括以下步驟: 在車輛中并聯(lián)地安裝主電池、輔助電池和電負(fù)載； 檢測所述主電池的充電狀態(tài)SOC和所述輔助電池的SOC ； 基于所述輔助電池的所述SOC來控制所述輔助電池的充電； 基于所述主電池的所述SOC來計算所述主電池的允許功率； 計算所述輔助電池的執(zhí)行充電或放電操作的充電/放電功率； 計算作為已經(jīng)由駕駛員請求執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第一電負(fù)載功率； 基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第一電負(fù)載功率來控制已經(jīng)被請求執(zhí)行的電負(fù)載的操作； 計算作為在操作控制步驟中執(zhí)行的電負(fù)載的功率的第二電負(fù)載功率；以及 基于所述允許功率、所述充電/放電功率和所述第二電負(fù)載功率來控制所述輔助電池的充電或放電。
【文檔編號】B60R16/033GK105857219SQ201610082608
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】李英玉
【申請人】株式會社萬都