專利名稱：用于預(yù)測電能存儲器件的工作狀態(tài)變化的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電能存儲器件。更加特別地，本發(fā)明涉及預(yù)測對電能存儲器件的影響。
背景技術(shù)：
車輛的各種混合動力推進(jìn)系統(tǒng)使用電能存儲器件向電機(jī)提供電能，該電機(jī)通常與內(nèi)燃機(jī)結(jié)合并操作成向車輛提供動力轉(zhuǎn)矩。一種示例性混合動力結(jié)構(gòu)包括雙模式復(fù)合分離的電動機(jī)械傳動裝置，它利用了從原動機(jī)動力源接收動力的輸入構(gòu)件和將動力從傳動裝置傳遞到車輛傳動系統(tǒng)的輸出構(gòu)件。第一和第二電機(jī)，即電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可操作地與能量存儲器件連接，用于在它們之間交換電能。提供一控制單元用于調(diào)節(jié)能量存儲器件和電機(jī)之間的電能交換。該控制單元還調(diào)節(jié)第一和第二電機(jī)之間的電能交換。
在汽車動力系統(tǒng)中設(shè)計考慮的因素之一是能夠提供一致的汽車性能和元件/系統(tǒng)的使用壽命?；旌蟿恿ζ?，更加特別地是其中采用了電池組系統(tǒng)的混合動力汽車給汽車系統(tǒng)的設(shè)計者提出了新的挑戰(zhàn)和權(quán)衡。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電能存儲器件如電池組系統(tǒng)的使用壽命隨著電池組的靜止溫度(resting temperature)的降低而延長。然而，較冷的工作溫度限制了電池的充電/放電性能，直到電池組的溫度升高。較暖的電池組更加容易向汽車推進(jìn)系統(tǒng)提供所需的動力，但是持續(xù)的較暖的工作溫度會導(dǎo)致使用壽命縮短。
現(xiàn)代的混合動力汽車系統(tǒng)管理混合動力系統(tǒng)的工作的各個方面，以獲得改進(jìn)的電池使用壽命。例如，控制電池放電深度，限制安培-小時(A-h)通過量，以及使用對流風(fēng)扇冷卻電池組。汽車工作的周圍環(huán)境條件在很大程度上被忽略了。然而，周圍環(huán)境條件對電池的使用壽命有很大的影響。特別地，投放到整個北美的各個地理區(qū)域的同一型號的混合動力汽車不可能擁有相同的電池組壽命，即使所有汽車在同一循環(huán)下驅(qū)動。如果要導(dǎo)出有用的電池壽命的估計，就必須考慮汽車的環(huán)境。附加地，顧客預(yù)期、競爭和政府法規(guī)強(qiáng)加了必需滿足的多種性能標(biāo)準(zhǔn)，包括電池組的使用壽命。
有用的是使混合動力控制系統(tǒng)具有一種能力，該能力用于估計或者確定工作參數(shù)如電流電平對電池組壽命的潛在影響，從而使用這種信息積極地控制混合動力系統(tǒng)的工作進(jìn)而優(yōu)化電池壽命。

發(fā)明內(nèi)容
一種預(yù)測電能存儲器件的工作狀態(tài)的變化的方法，包括為電能存儲器件的工作參數(shù)建立多個值，對于每個相應(yīng)的值，根據(jù)該相應(yīng)的值來確定電能存儲器件的工作狀態(tài)的對應(yīng)變化。
根據(jù)一個實施例，電能存儲器件的工作狀態(tài)是其壽命狀態(tài)。此外，電能存儲器件的工作參數(shù)是電流。優(yōu)選地，根據(jù)電流的積分、電能存儲器件的放電深度以及電能存儲器件的工作溫度因數(shù)來確定壽命狀態(tài)的變化。電能存儲器件的放電深度優(yōu)選根據(jù)電流來確定。此外，電能存儲器件的工作溫度因數(shù)根據(jù)電能存儲器件的電流和溫度來確定。


本發(fā)明在某些部件和部件的布置方面采用物理形式，并詳細(xì)地在隨附的附圖中描述和示出了這些部件的一個實施例，這些附圖構(gòu)成本發(fā)明的一部分，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明用于控制系統(tǒng)和動力系的一個示例性結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2和3是根據(jù)本發(fā)明的算法框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性數(shù)據(jù)圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中所示出的僅僅是為了說明本發(fā)明的目的，而不是為了限制本發(fā)明，圖1示出了控制系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的實施例構(gòu)造的示例性混合動力系統(tǒng)。該示例性混合動力系統(tǒng)包括多個操作成向傳動裝置提供動力轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置，該傳動裝置向傳動動力系統(tǒng)提供動力轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置優(yōu)選包括內(nèi)燃機(jī)14和第一和第二電機(jī)56、72，該第一和第二電機(jī)操作成將從電能存儲器件74提供的電能轉(zhuǎn)換成動力轉(zhuǎn)矩。該示例性傳動裝置10包括雙模式復(fù)合分離的電動機(jī)械傳動裝置，其具有四個固定的齒輪比，其還包括多個齒輪，該齒輪操作成通過包含在該傳動裝置中的多個轉(zhuǎn)矩傳遞裝置將動力轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出軸64和傳動系統(tǒng)。示例性傳動裝置10的機(jī)械性質(zhì)在標(biāo)題為“具有四個固定比的雙模式復(fù)合分離的混合動力電動機(jī)械傳動裝置”的美國專利No.6,953,409中詳細(xì)公開，在此將該專利引入作為參考。
該控制系統(tǒng)包括通過局域通信網(wǎng)絡(luò)交互的分布式控制模塊結(jié)構(gòu)，用于向動力系統(tǒng)提供行動控制(ongoing control)，該動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)14，電機(jī)56、72以及傳動裝置10。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例可以構(gòu)造示例性的動力系統(tǒng)。由于來自存儲于電能存儲器件(ESD)74中的燃料或電勢的能量轉(zhuǎn)換，該混合傳動裝置10從轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置接收輸入轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置包括發(fā)動機(jī)14和電機(jī)56、72。典型地，該ESD74包括一個或多個電池。在不改變本發(fā)明的思想的條件下，可以使用能夠存儲電能并分配電能的其它電能存儲器件代替電池。該ESD74優(yōu)選根據(jù)多種因素確定尺寸，該因素包括再生要求、與通常的道路坡度和溫度相關(guān)的應(yīng)用問題、以及諸如排放物的推進(jìn)要求、動力輔助和電灶(electric range)。該ESD74通過直流電線與傳動功率變換器模塊(TPIM)19高壓直流耦合，該直流電線表示為傳遞導(dǎo)線27。該TPIM19通過傳遞導(dǎo)線29將電能傳遞給第一電機(jī)56，類似地，該TPIM19通過傳遞導(dǎo)線31將電能傳遞給第二電機(jī)72。電流可根據(jù)ESD74是否被充電或放電而在電機(jī)56、72和ESD74之間傳遞。TPIM19包括一對功率變換器和相應(yīng)的電動機(jī)控制模塊，該電動機(jī)控制模塊配置成接收電動機(jī)控制命令并由此控制變換器的狀態(tài)，從而提供電動機(jī)驅(qū)動或再生功能。
電機(jī)56、72優(yōu)選包括已知的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置。在電動機(jī)控制中，相應(yīng)的變換器從ESD接收電流，并通過傳遞導(dǎo)線29和31向相應(yīng)的電動機(jī)提供交流電流。在再生控制中，相應(yīng)的變換器通過相應(yīng)的傳遞導(dǎo)線從電動機(jī)接收交流電流，并向直流電線27提供電流。提供給變換器或者從變換器提供的凈直流電流可確定電能存儲器件74的充電或放電工作模式。優(yōu)選地，電機(jī)A56和電機(jī)B72是三相交流電機(jī)，并且變換器包括輔助性三相電力電子器件。
在圖1中示出的并在下文描述的部件包括整個汽車控制結(jié)構(gòu)的附屬設(shè)備，這些部件操作成對這里描述的動力系統(tǒng)提供協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制。該控制系統(tǒng)操作成收集和綜合相關(guān)的信息和輸入，然后執(zhí)行算法以控制各個致動器進(jìn)而獲得控制目標(biāo)，包括一些參數(shù)，例如燃料經(jīng)濟(jì)性、排放物、性能、驅(qū)動性能，以及硬件保護(hù)，該硬件包括ESD74的電池和電機(jī)56、72?？刂葡到y(tǒng)的分布式控制模塊結(jié)構(gòu)包括發(fā)動機(jī)控制模塊(‘ECM’)23、傳動裝置控制模塊(‘TCM’)17、電池組控制模塊(‘BPCM’)21，以及傳動功率變換器模塊(‘TPIM’)19。混合動力控制模塊(‘HCP’)5提供上述控制模塊的拱形(overarching)控制和協(xié)調(diào)。一用戶界面(‘UI’)13可操作地與多個裝置連接，通常汽車駕駛員可通過這些裝置控制或調(diào)整動力系的操作，該動力系包括傳動裝置10。對用戶界面13的示例性汽車駕駛員的輸入包括油門踏板、剎車踏板、變速齒輪選擇器和車輛速度巡航控制。在控制系統(tǒng)內(nèi)，每一上述控制模塊通過局域網(wǎng)(‘LAN’)通信總線6與其他控制模塊、傳感器和致動器通信。該LAN總線6允許各個控制模塊之間的控制參數(shù)和命令進(jìn)行結(jié)構(gòu)化通信。所采用的特殊通信協(xié)議是應(yīng)用特定的。作為實例，一個通信協(xié)議是汽車工程師學(xué)會J1939。LAN總線和合適的協(xié)議在上述的控制模塊和其他模塊之間提供健壯的消息傳送和多控制模塊接口，該其他模塊可提供諸如防鎖剎車、牽引控制和車輛穩(wěn)定性的功能。
HCP5提供混合動力系統(tǒng)的全部控制，用于ECM23、TCM17、TPIM19以及BPCM21的協(xié)調(diào)工作。根據(jù)來自用戶界面13和動力系的各個輸入信號，HCP5產(chǎn)生各種命令，包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩命令，用于混合傳動裝置10的各離合器的離合器轉(zhuǎn)矩命令；以及分別用于電機(jī)A和B的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩命令。
ECM23可操作地與發(fā)動機(jī)14連接，其功能是從各個傳感器獲取數(shù)據(jù)，和通過多個離散的電線控制發(fā)動機(jī)14的各個相應(yīng)的致動器，該離散電線共同地示出為集合線35。ECM23從HCP5接收發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩命令，并產(chǎn)生軸向轉(zhuǎn)矩請求。為了簡單起見，示出的ECM23通常通過集合線35和發(fā)動機(jī)14雙向?qū)?。由ECM23感測的各個參數(shù)包括發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、傳動裝置的發(fā)動機(jī)輸入速度、歧管壓力、環(huán)境溫度和環(huán)境壓力。利用ECM23進(jìn)行控制的各個致動器包括燃料噴射器、點火模塊和風(fēng)門控制模塊。
TCM17可操作地與傳動裝置10連接，其功能是從各個傳感器獲取數(shù)據(jù)，和向傳動裝置的離合器提供命令控制信號，即離合器轉(zhuǎn)矩命令。
BPCM21與和ESD74相聯(lián)的各個傳感器交互，以便向HCP5導(dǎo)出有關(guān)ESD74的狀態(tài)的信息。該傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器，以及可操作成測量ESD74的工作條件的氣溫傳感器，該工作條件例如包括在ESD74的溫度和內(nèi)電阻。感測的參數(shù)包括ESD電壓VBAT、ESD電流IBAT以及ESD溫度TBAT。導(dǎo)出的參數(shù)優(yōu)選包括ESD內(nèi)電阻RBAT、ESD電荷狀態(tài)SOC以及ESD的其他狀態(tài)，包括可獲得的電能PBAT_MIN和PBAT_MAX。
傳動功率變換器模塊(TPIM)19包括上述的功率變換器和機(jī)械控制模塊，該機(jī)械控制模塊配置成接收電動機(jī)控制命令并由此控制變換器的狀態(tài)，從而提供電動機(jī)驅(qū)動或再生功能。TPIM19可操作成根據(jù)來自HCP5的輸入給電機(jī)A和B產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩命令，該HCP由通過UI 13的駕駛員輸入和系統(tǒng)工作參數(shù)驅(qū)動。電動機(jī)轉(zhuǎn)矩由包括TPIM19的控制系統(tǒng)實現(xiàn)，以控制電機(jī)A和B。各個電動機(jī)速度信號由TPIM19從電動機(jī)相位信息或傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動傳感器導(dǎo)出。該TPIM19確定和傳送電動機(jī)速度給HCP5。
控制系統(tǒng)的每一上述控制模塊優(yōu)選是通用的數(shù)字計算機(jī)，其通常包括微處理器或中央處理單元、只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存儲器(RAM)、電可編程序只讀存儲器(EPROM)、高速時鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)和數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)電路，輸入/輸出電路和設(shè)備(I/O)以及合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路。每一控制模塊具有一組控制算法，包括駐留的程序指令和校準(zhǔn)，其存儲在ROM中并被執(zhí)行以提供每一計算機(jī)的相應(yīng)功能。各個計算機(jī)之間的信息傳遞優(yōu)選使用上述的LAN6實現(xiàn)。
在每一控制模塊中用于控制和狀態(tài)估計的算法通常在預(yù)置的循環(huán)中執(zhí)行，使得每一算法在每一循環(huán)中執(zhí)行至少一次。利用預(yù)置的校準(zhǔn)，存儲在非易失性存儲器件中的算法由一個中央處理單元執(zhí)行，并操作成監(jiān)控來自傳感器的輸入和執(zhí)行控制和診斷例程，從而控制相應(yīng)設(shè)備的操作。典型地以規(guī)則的間隔執(zhí)行循環(huán)，例如在行進(jìn)的發(fā)動機(jī)和汽車工作過程中為每隔3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。可替換地，響應(yīng)于發(fā)生的事件執(zhí)行算法。
在汽車的活動工作期間即在當(dāng)汽車駕駛員使發(fā)動機(jī)和電機(jī)工作時，發(fā)生下文描述的動作，典型地是通過一個‘接通’動作。休止周期包括當(dāng)汽車駕駛員使發(fā)動機(jī)和電機(jī)的工作停止時的時間周期，典型地是通過一個‘切斷’動作。響應(yīng)于通過用戶界面13捕獲的駕駛員的動作，HCP的監(jiān)控控制模塊5和一個或多個其它控制模塊可確定所需的傳動輸出轉(zhuǎn)矩T0?；旌蟼鲃友b置10的選擇性操縱的部件是適當(dāng)受控的，并操縱成響應(yīng)于駕駛員的要求。例如，在圖1示出的示例性實施例中，當(dāng)駕駛員已經(jīng)選擇了前進(jìn)的換檔位置并操縱油門踏板或剎車踏板時，HCP5確定汽車如何以及何時加速或減速。HCP5還監(jiān)控轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的參數(shù)狀態(tài)，并確定實現(xiàn)加速或減速的期望速度所需的傳動裝置輸出。在HCP5的指導(dǎo)下，傳動裝置10在從低到高的輸出速度范圍上操作以滿足駕駛員的要求。
現(xiàn)在參考圖2，其描述了一種實時估計可在混合動力控制系統(tǒng)中使用的電能存儲器件的壽命狀態(tài)(‘SOLK’)的方法和設(shè)備。在代理案號為No.GP-307586、標(biāo)題為“用于電能存儲器件的實時壽命估計的方法和設(shè)備”的美國專利申請案No._ _/_ _ _ _ _ _中詳細(xì)公開了實時估計混合動力控制系統(tǒng)中電能存儲器件的壽命狀態(tài)(‘SOL’)的示例性的方法和設(shè)備。該估計壽命狀態(tài)的示例性方法和設(shè)備包括一種算法，即在工作期間監(jiān)控電能存儲器件74的電流、電荷狀態(tài)以及溫度。在ESD工作的靜止周期中進(jìn)一步監(jiān)控電能存儲器件74的溫度。ESD工作的靜止周期的特征在于ESD的功率通量微乎其微，而ESD工作的活動周期的特征在于ESD的功率通量不微乎其微。也就是說，ESD工作的靜止周期通常的特征在于沒有或者有最小的電流流入或流出ESD。關(guān)于與混合動力車輛推進(jìn)系統(tǒng)相聯(lián)的ESD，例如ESD工作的靜止周期可以和車輛的不活動周期(例如，包括電機(jī)的動力系例如在汽車未被驅(qū)動以及附屬負(fù)載斷開的周期期間不工作，該周期可以包括這樣的周期，即其特征是繼續(xù)某種控制器操作所需的寄生電流移動，該操作例如包括與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的操作)相聯(lián)。相反地，ESD操作的活動周期與汽車活動的周期(例如，附屬負(fù)載接通和/或包括電機(jī)的動力系例如在汽車被驅(qū)動時的周期期間工作，其中電流可以流入或流出ESD)相聯(lián)。根據(jù)在工作的靜止周期和活動周期中ESD的電流、ESD的電荷狀態(tài)以及ESD的溫度來確定電能存儲器件74的壽命狀態(tài)(‘SOL’)。計算SOL的輸入包括ESD的內(nèi)電阻RBAT、ESD的溫度TBAT、ESD的電荷狀態(tài)SOC以及ESD的電流IBAT。這些都是在分布式控制系統(tǒng)內(nèi)測量到的或者導(dǎo)出的已知工作參數(shù)。通過這些參數(shù)，可以確定A-h積分因數(shù)110、放電深度(‘DOD’)因數(shù)112、驅(qū)動溫度因素114以及靜止溫度因數(shù)TREST116，并作為確定SOL的參數(shù)的輸入提供。用于計算SOL的工作參數(shù)包括實時監(jiān)控的、以安培為單位測量的并作為時間的函數(shù)積分的ESD的電流IBAT；在每一活動的充電和放電事件期間流過ESD74的電流的大??；ESD的電荷狀態(tài)(‘SOC’)，包括放電深度(‘DOD’)；和在工作的活動周期中的ESD溫度因數(shù)，其表示為TDRIVE。在分布式控制系統(tǒng)中的輸入即RBAT、TBAT、SOC以及IBAT都是已知的工作參數(shù)。輸入TREST是導(dǎo)出的參數(shù)值。
現(xiàn)在參考圖3，描述優(yōu)選在多個前述控制模塊的一個中執(zhí)行的算法的示意圖，該算法在控制系統(tǒng)中執(zhí)行，以便對隨后的時間步長k+1、對每一控制自由度預(yù)先計算ESD的壽命狀態(tài)中的可能變化SOLdelta的陣列。在該實施例中，選擇的控制自由度包括ESD的電流IBAT。執(zhí)行算法以便在隨后的時間步長為ESD的電流電平陣列計算對ESD的壽命狀態(tài)的影響，從而根據(jù)ESD74的SOL來優(yōu)化車輛工作和控制。這包括按如下方式在電流電平的范圍上估計SOL中變化的值，其表示為SOLdelta。
估計的SOL因數(shù)用等式1表示 其中SOLk+1是對隨后的迭代k+1計算的壽命狀態(tài)參數(shù)，該迭代通常是等于直到控制系統(tǒng)中的下一個循環(huán)所經(jīng)過時間的時間步長；SOLk是剛剛計算出的壽命狀態(tài)參數(shù)；SOLdelta(x，y)包括對給定的x，y值計算出的參數(shù)SOLdelta；以及SOLdelta(x， )包括含有參數(shù)SOLdelta的范圍的矢量，其中數(shù)值x保持不變，而數(shù)值y在一定范圍上遞增。確定的SOLdelta參數(shù)優(yōu)選由前述的混合動力車輛控制系統(tǒng)用來與其它系統(tǒng)限制相結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化。其可以如圖4示意性所示，特別地是項目170、172、174和176。
再次參考圖3，通過監(jiān)控輸入?yún)?shù)TBAT_K來運算算法，所述輸入?yún)?shù)包括在時間點k處ESD74的溫度。在隨后的時間步長k+1的、表示為IBAT_K+I的ESD的電流包括如在138示出的前述ESD的電流值的陣列，在這種情況下是以增量值為100安培的方式從-200安培變化到+200安培，其中正號和負(fù)號表示電流的方向，分別用于對ESD74進(jìn)行充電和放電。計算SOLdelta的等式1中的所有其它參數(shù)( )保持不變。對于隨后的時間步長的每個ESD的電流值IBAT_K+1確定在SOLdelta的計算中使用的輸入?yún)?shù)，該輸入?yún)?shù)包括電流積分110、放電深度因數(shù)112、驅(qū)動溫度因數(shù)114。第二陣列144包括根據(jù)ESD的電流IBAT_K+1確定的SOLdelta值的表，該第二陣列被計算出來并由控制系統(tǒng)用來決定車輛的相關(guān)隨后操作。
對于時間步長k+1，可以為電流值的陣列138直接計算出對電流A-h積分分量110的總累積影響的估計，在這種情況下以增量值為100安培的方式從-200安培到+200安培。SOLdelta的A-h積分分量110用于計算SOLdelta(x，y)矢量中每個單元的SOLdelta的最終值。對于每個車輛來說，被驅(qū)動的A-h/mile的累積值通常是已知的，其通常包括在ESD的電流和SOLdelta之間的直接線性關(guān)系。
對放電深度(DOD)的影響的估計是可知到的，如下所述。SOC的參數(shù)值在時間k是已知的。參考矢量138示出的電流值可用于計算SOC的參數(shù)值，如在136中所示的，其中計算出了結(jié)果SOCk+1。如果指定了所建議電流，則將該值與SOCDOD-LOCK相比較，該SOCDOD-LOCK包括在隨后的計算循環(huán)中得到的ESD的電荷狀態(tài)，。當(dāng)系統(tǒng)超過SOC-DOD LOCK IN閾值時，DOD的分布對SOC的影響會變大，所述閾值在該實施例中為參數(shù)值的75％。這意味著系統(tǒng)使和SOC目標(biāo)區(qū)域的偏差惡化了。該系統(tǒng)極大地惡化了SOC，例如當(dāng)由于執(zhí)行了諸如長期的車輛加速動作時，控制器的動作將使ESD放電到低于一個設(shè)定值，如40％。將得到的放電深度112的參數(shù)值傳遞到DOD-SOL影響表中。然后將該SOLdelta分量提供給SOLdelta計算。
根據(jù)ESD的工作溫度來估計影響包括計算因控制參數(shù)IBAT的即將變化而導(dǎo)致的對ESD傳熱的估計。這就在ESD在經(jīng)過的時間中變熱時提供了量的表示。通過將電流IBAT_K+1的每個值輸入到ESD74的數(shù)學(xué)模型來確定ESD的發(fā)熱量，該數(shù)學(xué)模型包括與SOC和溫度成函數(shù)關(guān)系的一個或多個矢量或電阻矩陣。該矩陣的基礎(chǔ)是基于試驗數(shù)據(jù)的預(yù)定校準(zhǔn)或來自控制模塊的計算電阻。該計算進(jìn)一步以ESD74的熱質(zhì)量以及任何ESD冷卻系統(tǒng)的性能為基礎(chǔ)。根據(jù)控制操作，如在方框134中所示出的，來確定熱變化134的估計，其表示為ESD在時間k和k+1的溫差，即(IBAT_K+1-IBAT_K)，該溫差可根據(jù)在時間k+1的控制參數(shù)IBAT來確定。在方框114確定驅(qū)動溫度因數(shù)，并將其傳遞到時間步長k+1的方框142的SOLdelta計算。由于工作溫度和靜止溫度會影響ESD的總壽命，因此會產(chǎn)生上述結(jié)果。來自方框110的時間積分的電流因數(shù)、來自方框112的DOD因數(shù)以及來自方框114的驅(qū)動溫度因數(shù)包括給方框142的輸入，該方框為電流值陣列的每個電流值確定SOLdelta的參數(shù)值，所述電流值被輸入到方框138的算法中。在SOLdelta(x，y)矢量144中創(chuàng)建如上所述的值的陣列。
作為一個實例，操作混合動力車輛以使ESD的電流最大并且充電通常會導(dǎo)致較大的電流流過ESD。A-h/mile的參數(shù)可能高于平均算子，計算SOLdelta(x，y)的A-h分量可能在所有正的和負(fù)的電流值上反映出相當(dāng)高的SOLdelta值。然而，由于控制系統(tǒng)具有充分的時間適應(yīng)各個駕駛員的驅(qū)動方式(通常較為靈敏的駕駛員會嘗試在再充電模式中使運轉(zhuǎn)最大，例如再生制動，以及嘗試識別ESD推進(jìn)的區(qū)域)，因此該實例中的電荷狀態(tài)保持在最佳的水平，大約為75％+/-2％。在給定的計算時刻，SOC為74.5，方框136中SOCDOD-LOCK的值為74.9。在該點處的瞬間DOD僅為0.4％DOD。這對所有的IBAT/k+1電流值來說將轉(zhuǎn)化為對SOLdelta相對較小的影響。換句話說，在下一個時間步長中，對與較大的放電深度直接相關(guān)的SOL來說危險降低。
最后，當(dāng)駕駛員很可能在較大電流流過ESD的同時以高的ESD的溫度啟動時，這很可能使ESD變熱到超過其冷卻系統(tǒng)的能力，由低電流電平產(chǎn)生的影響是很合理的。然而，在較大的正向充電電流的情況下，由于ESD加熱的將來潛在性，因此可能對SOLdelta產(chǎn)生較大的影響。對于較大的放電電流，SOLdelta增加得較小，但是不會象充電電流那樣大，因為放電電流的電阻比充電電流的電阻小。
再次參考圖4，其示出了表示與車輛運行時間和里程數(shù)成函數(shù)關(guān)系的壽命狀態(tài)因數(shù)的數(shù)據(jù)圖。該數(shù)據(jù)圖包括目標(biāo)輪廓160，該輪廓具有隨時間和被驅(qū)動的距離變化的SOL的理想線性變化。第二線170包括一系統(tǒng)，其中初始的SOL和時間的關(guān)系在理想輪廓上方，它可潛在地導(dǎo)致ESD74的使用壽命縮短。因此需要在隨后的使用中不那么侵略性地使用ESD，以便優(yōu)化ESD的壽命。第三線180包括一系統(tǒng)，其中初始的SOL和時間的關(guān)系在理想輪廓下方，這會導(dǎo)致ESD74的使用壽命延長。在這種情況下，工作系統(tǒng)能夠更加侵略性地使用電機(jī)56、72以推進(jìn)車輛。此外，這種系統(tǒng)有利于更加有效地使用車輛中的混合動力推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在具有較低環(huán)境溫度的氣候中使用?，F(xiàn)在參考項172、174、176，上述項示出了三個根據(jù)上面的等式1以及這里描述的發(fā)明計算出的SOLdelta的值。該信息可被混合動力控制系統(tǒng)使用，以在電流方面對于隨后的步長確定電機(jī)工作的合適水平，同時考慮利用SOL因數(shù)對ESD的壽命的影響。因此，能夠根據(jù)將SOL保持與目標(biāo)輪廓160一致的一般目的來控制電機(jī)電流。控制技術(shù)的變化程度會影響該目的，例如包括在保證侵略性控制的地方形成(例如設(shè)定或者指示)電機(jī)電流，例如在實際的SOL需要粗調(diào)以和目標(biāo)輪廓一致的情況或者在SOL在相對目標(biāo)輪廓的過早壽命終止的軌跡上的情況?？商鎿Q地，在保證非侵略性控制的情況，例如在實際的SOL需要微調(diào)以和目標(biāo)輪廓一致的情況或者在SOL在相對目標(biāo)輪廓的延長壽命終止的軌跡上的情況，只形成電機(jī)電流限制是更加合適的。一般地，期望的是使實際的SOL快速集中到目標(biāo)輪廓同時使超調(diào)最小。
該實施例描述了一種方法和系統(tǒng)，其根據(jù)器件的工作狀態(tài)如壽命狀態(tài)來預(yù)先確定工作參數(shù)如ESD的電流的變化的影響。對于其他應(yīng)用，可能存在更大程度的控制，因此可以根據(jù)其他控制參數(shù)計算對SOLdelta的影響，并將其傳遞給控制系統(tǒng)。應(yīng)該理解，這種修改屬于本發(fā)明的范圍。還應(yīng)該理解，對傳動裝置硬件的修改在本發(fā)明的范圍內(nèi)是允許的。已經(jīng)具體參考了優(yōu)選的實施例和其變型描述了本發(fā)明。在閱讀和理解了說明書時可以其作進(jìn)一步的修改和替換。期望的是包括所有這樣的修改和替換，只要它們屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測電能存儲器件的工作狀態(tài)的變化的方法，包括為電能存儲器件的工作參數(shù)建立多個值；以及對于每個相應(yīng)的值，根據(jù)該相應(yīng)的值確定電能存儲器件的工作狀態(tài)的對應(yīng)變化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中電能存儲器件的工作狀態(tài)包括壽命狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中電能存儲器件的工作參數(shù)包括電流。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中根據(jù)電流的積分、電能存儲器件的放電深度以及電能存儲器件的工作溫度因數(shù)來確定壽命狀態(tài)的變化。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中電能存儲器件的放電深度根據(jù)電流來確定。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中電能存儲器件的工作溫度因數(shù)根據(jù)電能存儲器件的電流和溫度來確定。
7.一種預(yù)測電能存儲器件壽命狀態(tài)的變化的方法，包括為電能存儲器件提供多個潛在電流；以及對于每個潛在電流，預(yù)測對電能存儲器件壽命狀態(tài)的相應(yīng)影響。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中預(yù)測對電能存儲器件壽命狀態(tài)的影響包括根據(jù)受電能存儲器件的電流影響的至少一個因素來預(yù)測壽命狀態(tài)的變化。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中受電能存儲器件的電流影響的所述至少一個因素包括與隨時間積分的電流相關(guān)的因素。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中受電能存儲器件的電流影響的所述至少一個因素包括與電能存儲器件的放電深度相關(guān)的因素。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中受電能存儲器件的電流影響的所述至少一個因素包括與電能存儲器件的溫度相關(guān)的因素。
12.一種預(yù)測電能存儲器件壽命狀態(tài)的變化的設(shè)備，包括電流傳感器，用于感測流過電能存儲器件的電流；以及基于計算機(jī)的控制器，用于接收表示感測到的電能存儲器件的電流的信號；所述基于計算機(jī)的控制器包括存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)中具有被編碼的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括用于為電能存儲器件提供多個潛在電流的代碼；以及用于對于每個潛在電流預(yù)測對電能存儲器件壽命狀態(tài)的相應(yīng)影響的代碼。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中用于預(yù)測對電能存儲器件壽命狀態(tài)的影響的代碼包括根據(jù)受電能存儲器件的電流影響的至少一個因素來預(yù)測壽命狀態(tài)的變化。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中受電能存儲器件的電流影響的所述至少一個因素包括與隨時間積分的電流相關(guān)的因素。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中受電能存儲器件的電流影響的所述至少一個因素包括與電能存儲器件的放電深度相關(guān)的因素。
16.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中受電能存儲器件的電流影響的所述至少一個因素包括與電能存儲器件的溫度相關(guān)的因素。
全文摘要
一種預(yù)測電能存儲器件的工作狀態(tài)如壽命狀態(tài)的變化的方法，包括為電能存儲器件的工作參數(shù)如電流建立多個值，以及對于每個相應(yīng)的值，根據(jù)該相應(yīng)的值來確定電能存儲器件的工作狀態(tài)的對應(yīng)變化。優(yōu)選地，根據(jù)電流的積分、電能存儲器件的放電深度以及電能存儲器件的工作溫度因數(shù)來確定壽命狀態(tài)的變化。
文檔編號G01R31/36GK101086518SQ20071010825
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者A·M·策特爾, A·H·希普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司