電動車輛充電器和充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及電動車輛，更具體地涉及高效地為電動車輛的蓄電池充電。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地，電動車輛與傳統(tǒng)的機(jī)動車輛不同，因?yàn)殡妱榆囕v使用一個(gè)或多個(gè)靠電池供電的電機(jī)選擇性地驅(qū)動。相反，傳統(tǒng)的機(jī)動車輛專門依靠內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動車輛。電動車輛可以使用電機(jī)取代內(nèi)燃機(jī)或除了內(nèi)燃機(jī)之外還可以使用電機(jī)。
[0003]示例電動車輛包括混合動力電動車輛(HEV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)和電池電動車輛(BEV)。電動車輛典型地配備有包含多個(gè)蓄電池單元的蓄電池，其儲存用于為電機(jī)供電的電能。電池可以在使用之前進(jìn)行充電，以及由再生制動或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動期間進(jìn)行再充電。
[0004]當(dāng)下坡行進(jìn)時(shí)，常常需要機(jī)械制動或再生制動以保持電動車輛以安全速度行駛。再生制動能夠?yàn)樾铍姵禺a(chǎn)生電量。如果蓄電池被完全充電，蓄電池不能接受再生制動產(chǎn)生的電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，一種電動車輛充電方法包括使用外部電源為車輛的蓄電池充電，且至少部分根據(jù)當(dāng)駕駛車輛從外部電源至目的地時(shí)預(yù)測產(chǎn)生的充電量調(diào)整充電以及其他。外部電源處于比至至少一個(gè)目的地的沿線某些點(diǎn)海拔高的位置。
[0006]在前述電動車輛充電方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，調(diào)整包含停止充電。
[0007]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛的蓄電池在外部電源的充電包含從車輛外部的電源傳輸電能至蓄電池。
[0008]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，由于駕駛車輛從外部電源下坡至目的地將產(chǎn)生的電量包含再生電量。
[0009]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該方法包括調(diào)整充電以便使蓄電池在外部電源處被充電至將導(dǎo)致當(dāng)車輛達(dá)到累積再生電量最大點(diǎn)時(shí)蓄電池被標(biāo)稱地完全充電的水平，以便當(dāng)駕駛車輛從外部電源至目的地時(shí)，車輛將儲存或利用標(biāo)稱產(chǎn)生的所有電量。
[0010]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，在調(diào)整期間，該方法考慮當(dāng)駕駛車輛從外部電源到目的地時(shí)車輛使用的電量。
[0011]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，調(diào)整包含在外部電源為車輛的蓄電池充電直到蓄電池達(dá)到低于蓄電池的充電容量的目標(biāo)充電水平。
[0012]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，蓄電池在外部電源的充電包含從車輛外部傳輸充電電能至車輛。
[0013]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，調(diào)整包含限制蓄電池在外部電源的充電以在蓄電池中留下可用電量儲存量，該可用電量儲存量通常相當(dāng)于當(dāng)駕駛車輛從外部電源至目的地時(shí)產(chǎn)生的電量。
[0014]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該方法包括超控該限制以使車輛蓄電池在外部電源標(biāo)稱完全充電。
[0015]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該方法包括接收輸入的目的地。
[0016]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，至少一個(gè)目的地包含第一目的地和第二目的地，調(diào)整進(jìn)一步根據(jù)車輛在第一目的地停車的可能性與車輛在第二目的地停車的可能性的比較。
[0017]在前述方法的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛在第一目的地停車的可能性與車輛在第二目的地停車的可能性是基于從前的駕駛記錄。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，一種電動車輛充電器包括傳感器和可操作地耦合至傳感器的控制器以及其他，傳感器用以檢測車輛蓄電池中擁有的電量水平。控制器配置用于根據(jù)當(dāng)駕駛車輛從外部電源位置至目的地時(shí)預(yù)測產(chǎn)生的充電量限制蓄電池從外部電源的充電。外部電源處于比至目的地的沿線的點(diǎn)海拔高的位置。
[0019]在前述充電器的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，當(dāng)駕駛車輛從外部電源位置至目的地時(shí)預(yù)測產(chǎn)生的充電量是根據(jù)外部電源位置的海拔和至目的地的沿線的點(diǎn)的海拔之間的差巳
[0020]在前述充電器的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，外部電源的位置處于第一海拔，至目的地的沿線的點(diǎn)處于低于第一海拔的第二海拔。
[0021]在前述充電器的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛提供超控選項(xiàng)以允許蓄電池從外部電源完全充電。
[0022]在前述充電器的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，其中外部電源與車輛分開，且與車輛不同。
[0023]在前述充電器的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，控制器配置用于調(diào)整蓄電池在外部電源的充電，以便當(dāng)車輛從外部電源位置出發(fā)時(shí)蓄電池中的電量水平將導(dǎo)致當(dāng)達(dá)到最大累計(jì)再生電量點(diǎn)時(shí)蓄電池被完全充電，且當(dāng)駕駛車輛從外部電源至目的地時(shí)車輛將利用標(biāo)稱產(chǎn)生的所有再生電量。
[0024]在前述充電器的任何一個(gè)進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，包括導(dǎo)航系統(tǒng)以提供有關(guān)位置和目的地的海拔信息。
【附圖說明】
[0025]從以下的詳細(xì)說明中，本公開示例的各種特點(diǎn)和優(yōu)勢對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。伴隨詳細(xì)說明的附圖簡略描述如下。
[0026]圖1說明了用于電動車輛的示例動力系統(tǒng)架構(gòu)的示意圖。
[0027]圖2說明了結(jié)合圖1的動力系統(tǒng)使用的電動車輛充電器的高度示意性示圖。
[0028]圖3說明了圖2的電動車輛充電器利用的示例充電策略。
[0029]圖4說明了在第一海拔的外部電源和在比第一海拔低的第二海拔的目的地。
[0030]圖5是圖4中的第一海拔和第二海拔的地形表示。
[0031]圖6圖示地說明了在圖中的特定區(qū)域內(nèi)停車的可能性。
[0032]圖7說明了圖1的動力系統(tǒng)的蓄電池在完成在第一海拔的充電之后的電量水平。
[0033]圖8說明了圖1的動力系統(tǒng)的蓄電池從第一海拔下降到低于第一海拔的第二海拔之后的電量水平。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1圖示地說明了用于電動車輛的動力系統(tǒng)10。雖然被描述為混合動力電動車輛(HEV)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在此描述的概念不限于HEV且可以延伸至其它電氣化車輛，包括但不限于插電式混合動力電動車輛(PHEV)和電池電動車輛(BEV)。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，動力系統(tǒng)10是功率分流動力系統(tǒng),其使用第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)。第一驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)14和發(fā)電機(jī)18 (即第一電機(jī))的結(jié)合。第二驅(qū)動系統(tǒng)至少包括電動機(jī)22 (即第二電機(jī))、發(fā)電機(jī)18和蓄電池24。在本例中，第二驅(qū)動系統(tǒng)被認(rèn)為是動力系統(tǒng)10的電驅(qū)動系統(tǒng)。第一和第二驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動電動車輛的一組或多組車輛驅(qū)動輪28。
[0036]發(fā)動機(jī)14 (在本例中是內(nèi)燃機(jī))和發(fā)電機(jī)18可以通過動力傳輸單元30 (例如行星齒輪組)連接。當(dāng)然，其它類型的動力傳輸單元，包括其它齒輪組和變速器，可以用于連接發(fā)動機(jī)14至發(fā)電機(jī)18。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，動力傳輸單元30是行星齒輪組，包括環(huán)形齒輪32，中心齒輪34和托架組件36。
[0037]發(fā)電機(jī)18能夠由發(fā)動機(jī)14通過動力傳輸單元30驅(qū)動以轉(zhuǎn)變動能為電能。作為選擇，發(fā)電機(jī)18能夠起電機(jī)的作用以轉(zhuǎn)變電能為動能，從而輸出轉(zhuǎn)矩至連接到動力傳輸單元30的軸38。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)18可操作地連接到發(fā)動機(jī)14，發(fā)動機(jī)14的速度可以由發(fā)電機(jī)18控制。
[0038]動力傳輸單元30的環(huán)形齒輪32可以被連接至軸40，軸40通過第二動力傳輸單元44被連接至車輛驅(qū)動輪28。第二動力傳輸單元44可以包括具有多個(gè)齒輪46的齒輪組。其它動力傳輸單元也是適合的。齒輪46從發(fā)動機(jī)14傳遞轉(zhuǎn)矩至差速器48最后為車輛驅(qū)動輪28提供牽引力。差速器48可以包括多個(gè)能夠傳遞轉(zhuǎn)矩至車輛驅(qū)動輪28的齒輪。在本例中，第二動力傳輸單元44通過差速器48機(jī)械地與軸50耦接以分配轉(zhuǎn)矩至車輛驅(qū)動輪28。
[0039]電動機(jī)22(即第二電機(jī))也可以通過輸出轉(zhuǎn)矩至也連接至第二動力傳輸單元44的軸52來驅(qū)動車輛驅(qū)動輪28。在一個(gè)實(shí)施例中，電動機(jī)22和發(fā)電機(jī)18配合作為再生制動系統(tǒng)的一部分，其中電動機(jī)22和發(fā)電機(jī)18都可以用作電動機(jī)以輸出轉(zhuǎn)矩。例如，電動機(jī)22和發(fā)電機(jī)18各自能夠輸出電能至蓄電池24。
[0040]蓄電池24是電動車輛蓄電池組件的示例類型。蓄電池24可以是一個(gè)能夠輸出電能以操作電動機(jī)22和發(fā)電機(jī)18的高壓電池。其它類型的儲能設(shè)備和/或輸出設(shè)備也可以和具有動力系統(tǒng)10的電動車輛一起使用。
[0041]當(dāng)車輛正在運(yùn)行時(shí)，再生制動可以用于為蓄電池24充電。當(dāng)車輛停車或不運(yùn)行時(shí)，夕卜部電源56(例如電動車輛充電站)能夠用于為車輛充電。外部電源構(gòu)成電力能源基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，其供應(yīng)電能為電動車輛的蓄電池充電。
[0042]現(xiàn)在參照圖2，并繼續(xù)參照圖1，示例電動車輛充電器60結(jié)合蓄電池24使用以監(jiān)控和控制蓄電池24的充電。示例電動車輛充電器60被用于控制蓄電池24的充電以便再生充電被有效利用，且以便具有電動車輛充電器60的車輛在蓄電池標(biāo)稱完全充電的情況下下降到或到達(dá)目的地。
[0043]在本發(fā)明的情況下，標(biāo)稱完全充電指的是蓄電池24被完全充電至它的總?cè)萘恳约靶铍姵?4具有距被完全充電微小距離的電量水平，例如充電到電量容量的99.5%。在此電量水平，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)定蓄電池24為被有效地完全充電。
[0044]電動車輛充電器60包括控制器部分64和傳感器68。控制器64斷開和閉合開關(guān)88以選擇性地耦接蓄電池24至外部電源56。電動車輛充電器60可以至少部分安裝到車輛，至少部分安裝到外部電源56，或二者。在一些例子中控制器64是車載控制器以便充電器60是車輛的從屬裝置。傳感器68可以估計(jì)處在車輛上并與充電器通信。
[0045]控制器64能夠與車載導(dǎo)航系統(tǒng)70和非車載導(dǎo)航系統(tǒng)72通信。導(dǎo)航系統(tǒng)70和72提供外部