CN103129413A

CN103129413A - 供电车辆

Info

Publication number: CN103129413A
Application number: CN2012104775113A
Authority: CN
Inventors: 半田和功
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: US20130127244A1; JP2013107519A; CN103129413B; EP2597005B1; JP5895472B2; EP2597005A2; EP2597005A3; US9242558B2

Abstract

一种供电车辆，设置有储电装置并可操作成在供电车辆的停止期间向位于供电车辆外部的外部设备供电，该储电装置利用由安装在供电车辆上的内燃机驱动的发电机产生的能量充电或者利用供电车辆的再生能量充电。该供电车辆包括：设定单元，构造成设定待供应至外部设备的预期供应电能；以及确定单元，构造成基于预期供应电能确定待在供电车辆的运行期间充电的储电装置的目标充电量。

Description

供电车辆

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2011年11月22日提交的在先日本专利申请No.2011-254576的优先权的利益，将该专利申请的全部内容通过引证结合到本文中。

技术领域

本公开的主题涉及这样一种供电车辆：该供电车辆设置有储电装置并在车辆的停止期间向位于车辆外部的外部设备供电，该储电装置利用由内燃机驱动的发电机产生的能量充电或者利用车辆的再生能量充电。

背景技术

具有这样一种电动车辆：其中安装有内燃机和电机，且于是车轮由其中的一者或两者驱动。在该电动车辆中，执行控制，使得当储电装置的剩余充电率（剩余充电量）在运行期间下降时，由安装在车辆上的发电机发电，从而保持储电装置的剩余充电率。例如，JP-A-2002-354612公开了这样一种技术：获得车辆运行所沿路线的高度信息，然后，当该路线具有上坡区间时，以保持完全沿该区间向上移动所需电力的方式（必要时，通过发电）执行运行（例如，参见JP-A-2002-354612）。

此外，近年来，已开发出这样的技术：从具有令人满意的发电效率且然后为电动车辆的储电装置充电的商业电源获得电力，使得电机的运行范围扩大并因此进一步减少内燃机的工作时机，从而减少二氧化碳排放。同样利用商业电源的这种电动车辆设置有尺寸比普通电动车辆的大的储电装置。

此外，近年来，已开发出这样的技术：利用安装在电动车辆上的大型储电装置中所储存的电力来实现电器的使用，即使是在无法获得商业供电的地方。这种技术允许例如在旅途中所游览的地方在车辆上使用电器或者在电源故障时使用电器。

另一方面，即便在设置有大型储电装置的这种车辆中，当储电装置的剩余充电率（剩余充电量）下降时，开始内燃机的工作，使得由安装在车辆上的发电机发电，从而保持储电装置的剩余充电率。当在旅途中所游览的地方在车辆上使用外部设备时，会出现一个问题：由于外部设备的使用时间在车辆的运行之后，因此不能确保电池中有充足的剩余充电率。当在电池的剩余充电率不足的状态下使用外部设备时，开始由发电机发电。然而，该发电机由燃烧机驱动，并因此产生噪声、振动、废气等。这种情况在使用外部设备的环境中是不可接受的。

JP-A-2002-354612中公开的技术用于确保运行所用的电力。因此，没有考虑在运行之后使用外部设备。此外，同样在普通混合动力车中，虽然总是确保固定的充电率，但确保的充电率（目标充电率）有固定值并因此无法确保外部设备将要使用的电力。因此，当使用导致大功率使用的外部设备（诸如微波炉）时，使内燃机工作以执行充电的情况的频率增加。

发明内容

本公开的主题可提供这样一种供电车辆：该供电车辆能够从安装在自身的车辆上的储电装置为外部设备供电且能够在储电装置中保持适当的储电量。

供电车辆设置有储电装置并可操作成在供电车辆的停止期间向位于供电车辆外部的外部设备供电，该储电装置利用由安装在供电车辆上的内燃机驱动的发电机产生的能量充电或者利用供电车辆的再生能量充电，该供电车辆包括：设定单元，构造成设定待供应至外部设备的预期供应电能；以及确定单元，构造成基于预期供应电能确定待在供电车辆的运行期间充电的储电装置的目标充电量。

供电车辆可还包括：电机，能够利用从储电装置供应的电力而驱动；以及判断单元，构造成基于储电装置的剩余充电量判断是否允许通过从电机获得的驱动力而运行。当剩余充电量超过目标充电量时，判断单元可允许通过从电机获得的驱动力而运行。

设定单元可包括：选择单元，构造成选择外部设备；以及计算单元，构造成基于与通过选择单元选择的外部设备相关的信息计算预期供应电能。

设定单元可包括：输入单元，构造成输入通过选择单元选择的外部设备的使用时间。

储电装置也能够利用从外部电源供应的电力充电。

供电车辆可还包括：转换设备，构造成将充在储电装置中的电力转换成待供应至外部设备的电力。

待在运行期间充电的储电装置的目标充电量可以是使用外部设备的情况下的第一目标充电率，并且第一目标充电率可以通过将不期望使用外部设备情况下的储电装置的第二目标充电率和期望供应电能与储电装置的储电容量的百分比相加来确定。

附图说明

图1为示出了根据一实施例的供电系统100的构造的说明图。

图2为示出了车辆ECU 140与车辆的每个部分之间的连接的框图。

图3为示出了车辆ECU 140的功能构造的框图。

图4为示意性地示出了由确定部303执行的计算目标充电率的方法的说明图。

图5为示出了由供电系统100执行的发电控制处理过程的流程图。

图6为示出了高压电池120的剩余充电率的一实例的图表。

图7为示出了将供电界面设置成外部形式的一示例性构造的说明图。

具体实施方式

下面参照附图对根据本公开的主题的供电车辆的实施例进行详细描述。

（实施例）

图1为示出了根据一实施例的供电系统100的构造的说明图。根据本实施例的供电系统100是这样一种系统：其中将电力从安装在车辆110（供电车辆）上的高压电池120（储电装置）供应至外部设备200，该车辆例如为插入式混合动力汽车，以允许使用外部设备200。因此，例如，允许在旅途中所游览的地方在车辆110上或者在电源故障时使用外部设备200。

高压电池120储存两种电力，包括：从外部电源供应的供应电力；以及由安装在车辆110上的发电机130产生的或者作为车辆110的再生能量获得的生成电力。供应电力通过与充电盖111连接的充电电缆112从外部电源供应，然后通过充电器113充到高压电池120中。

通过利用燃烧机131（内燃机）驱动发电机130而获得生成电力。利用储存在燃料箱137中的汽油来驱动燃烧机131。此外，生成电力可以是作为车辆110的再生能量由电机133产生的电力。由发电机130产生的生成电力通过DC-DC逆变器132储存在高压电池120中。此外，由发电机130产生的生成电力同样地通过DC-DC逆变器132储存在12V电池121中。储存在12V电池121中的电力用于控制稍后描述的车辆ECU 140和界面150。

储存在高压电池120中的电力还用于如上所述的外部设备200。然而，该电力本质上用于驱动车辆110。在这种情况下，储存在高压电池120中的电力通过DC-DC逆变器132供应至电机133，以使电机133旋转。电机133的旋转驱动驱动机构134。然后，使车轴135旋转，然后使车轮136旋转。结果，车辆110运行。此外，通过驱动燃烧机131可以使车轮136旋转。在以下描述中，通过驱动电机133使车轮136旋转的情况被称为“电机运行”，而通过驱动燃烧机131使车轮136旋转的情况被称为“燃烧机运行”。

当储存在高压电池120中的电力要待用于外部设备200时，将外部设备200的电源插头163插入至通过DC-AC逆变器161（转换设备）与高压电池120连接的电源插座（electric outlet）162，以实现供电。DC-AC逆变器161将储存在高压电池120中的电力转换为可用在外部设备200中的电力。100V交流电（AC）从电源插座162供应。DC-AC逆变器161的工作由界面150控制。

车辆ECU 140包括：CPU；用于存储控制程序等的ROM；作为控制程序的操作区的RAM；用于以可重写方式保持各种数据的EEPROM；以及作为与外围电路等的界面的界面部。

图2为示出了车辆ECU 140与车辆的每个部分之间的连接的框图。虽然在图1中未示出，但车辆ECU 140也通过界面部与燃烧机131、发电机130、高压电池120、电机133、界面150、以及DC-DC逆变器132连接，并与这些部分交换信息从而对各个部分进行控制。

此外，车辆ECU 140与用户界面210连接，以接收来自用户的设定输入。例如，用户界面210包括安装在车辆上的导航设备或用户所拥有的便携式电话终端、智能电话等。车辆ECU 140和用户界面210之间的连接可以是有线连接或无线连接。对于无线连接，通过使用未示出的接收器等执行数据交换。

用户界面210接收外部设备200的类型及预期使用时间。例如，待输入的预期使用时间为电源插座162的预期使用时间，即，DC-AC逆变器161的预期使用时间。可替代地，例如，可以输入待使用的特定设备（诸如电视接收器、个人计算机、以及盒式收录两用机）的预期使用时间。

此外，当上述CPU执行上述控制程序时，车辆ECU 140使图3中所示的设定输入部301（选择单元和输入单元）、计算部302（计算单元）、确定部303（确定单元）、判断部304（判断单元）、以及驱动部305生效。

图3为示出了车辆ECU 140的功能构造的框图。设定输入部301接收外部设备200的类型及预期使用时间的设定输入。例如，设定输入部301通过用户界面210接收外部设备200的类型及预期使用时间的设定输入。在此，可以将DC-AC逆变器161（电源插座162）的预期使用时间设置为外部设备200的预期使用时间。在这种方法中，不需要指定待使用的外部设备200的类型和数量。因此，容易地实现了通过用户进行的设定输入。此外，当用户输入预期使用电能而非外部设备200的预期使用时间时，完整地设置所输入的预期使用电能就足够。在此，外部设备的预期使用电能等于待从车辆110供应至外部设备的预期供应电能。也就是说，在以下描述中，“预期使用电能”具有与“预期供应电能”相同的含意。

计算部302计算外部设备200的使用电能。例如，计算部302基于已通过设定输入部301设定和输入的预期使用时间计算外部设备200的使用电能。在这种情况下，计算部302将外部设备200的最大输出值与预期使用时间之间的乘积设置为预期使用电能。设定输入部301和计算部302使设定单元生效。

确定部303基于待供应至外部设备200的电能（预期供应电能）确定高压电池120在车辆110的运行期间的目标充电率（或目标充电量）。确定部303例如基于由计算部302计算的外部设备200的预期使用电能与高压电池120的储电容量的百分比确定目标充电率。更具体地，确定部303以这样的方式确定目标充电率：使得将不期望使用外部设备200情况下的高压电池的目标充电率和预期使用电能与高压电池120的储电容量的百分比相加。

图4为示意性地示出了由确定部303执行的计算目标充电率的方法的说明图。首先，通过用户界面210输入外部设备200（在该实例中为DC-AC逆变器161）的预期使用时间401。然后，由于已知DC-AC逆变器161的最大输出值402，因此通过将最大输出值402与预期使用时间401相乘来获得预期使用电能403（在本实施例中通过计算部303来执行该处理）。

然后，将预期使用电能403除以高压电池120的储电容量404的值。这得到待用于外部设备200的电能与高压电池120的储电容量的百分比（占用率）405。然后，将不期望使用外部设备200情况（正常情况）下的高压电池120的目标充电率406与占用率405相加。结果，确定使用外部设备200情况下的目标充电率407。

在此，确定部303将目标充电率确定为具有预定宽度的值范围。也就是说，为目标充电率设置上限和下限。然后，当剩余充电率落在上限至下限的范围内时，可以断定满足了必要目标充电率。此外，假定将上述正常情况下的目标充电率同样地设置为具有预定宽度的值范围。

返回图3的描述，基于高压电池120的剩余充电率（剩余充电量），判断部304判断是否允许通过从电机133获得的驱动力而运行。判断部304监控例如高压电池120的剩余充电率，并允许通过从电机133获得的驱动力而运行，直至剩余充电率降到目标充电率以下。更具体地，判断部304在车辆110的运行期间不断从高压电池120获得有关剩余充电率的信息，然后将剩余充电率的值与目标充电率的下限相比较，以判断剩余充电率是否处于或高于目标充电率的下限。当剩余充电率的值处于或高于目标充电率的下限时，判断部304允许通过从电机133获得的驱动力而运行。相反地，当剩余充电率的值降到目标充电率的下限以下时，判断部304将模式切换至通过从燃烧机131获得的驱动力而运行并指示驱动部305驱动发电机130。

当剩余充电率降到目标充电率以下时，驱动部305驱动发电机130。更具体地，驱动部305在剩余充电率降到目标充电率的下限以下时驱动发电机130，然后在剩余充电率达到目标充电率的上限之前立即停止驱动发电机130。这避免了发电机130的过度发电，从而改进了来自外部电源的供电的一部分用途，这在效率和二氧化碳排放方面具有优点。

此外，当高压电池120的剩余充电率由于发电机130的驱动而达到或超过目标充电率的下限时，判断部304再次允许通过从电机133获得的驱动力而运行。因此，使燃烧机131的工作时间最小化，还减少了来自车辆110的二氧化碳排放。

图5为示出了由供电系统100执行的发电控制处理过程的流程图。在图5的流程图中，供电系统100首先等待，直至通过用户界面210输入外部设备200的预期使用时间（步骤S501：否的循环）。当输入预期使用时间时（步骤S501：是），在供电系统100中，计算部302计算外部设备200的预期使用电能（步骤S502）。

然后，在供电系统100中，确定部303针对使用外部设备200的情况确定目标充电率（步骤S503）。然后，在供电系统100中，判断部304获得高压电池120的剩余充电率（步骤S504），然后判断剩余充电率是否处于或高于目标充电率的下限（步骤S505）。

当剩余充电率处于或高于目标充电率的下限时（步骤S505：是），判断部304允许通过从电机133获得的驱动力而运行（电机运行）（步骤S506）。另一方面，当剩余充电率低于目标充电率的下限时（步骤S505：否），判断部304停止电机运行并致使驱动部305驱动发电机130（步骤S507）。在剩余充电率超过目标充电率的上限以前（步骤S508：否的循环），驱动部305继续驱动发电机130。然后，当剩余充电率超过目标充电率的上限时（步骤S508：是），驱动部305停止驱动发电机130并且判断部304再次允许电机运行（步骤S509）。

在供电系统100中，在开始使用外部设备200以前（步骤S510：否），该过程回到步骤S504并因此重复后继处理。然后，当开始使用外部设备200时（步骤S510：是），终止在本流程图中示出的处理。

图6为示出了高压电池120的剩余充电率的一实例的图表。在图6的图表中，竖轴表示剩余充电率，横轴表示每天的时间。该图表示出了在时间T0处开始运行的情况下的剩余充电率随时间的变化。竖轴被标记有：正常情况下（不期望使用外部设备200的情况下）的目标充电率A；以及使用外部设备200的情况下的目标充电率B。将目标充电率A和目标充电率B中的每个设置为具有预定宽度的值范围。在此，使用下限C表示当剩余充电率降至该值以下时不允许使用车辆110的值。

图6示出了序列D和序列E。序列D和序列E具有对外部设备200的预期使用设定（图5的步骤S501）的相互不同的计时。在序列D中，在开始运行之后不久，即，在剩余充电率相对较高的计时（时间TD1），执行对外部设备200的预期使用设定。另一方面，在序列E中，当在开始运行之后已过去特定时间时，即，在剩余充电率相对较低的计时（时间TE3），执行对外部设备200的预期使用设定。

在序列D中，在预期使用设定之后，在剩余充电率下降到外部设备使用情况下的目标充电率B的下限的计时（时间TD2），开始通过发电机130发电。然后，当剩余充电率上升到目标充电率B的上限时（时间TD3），使发电机130停止。在供电系统100中，重复此处理，以将剩余充电率保持在目标充电率B的范围内。

另一方面，在序列E中，在时间TE1，剩余充电率已经处于正常情况下的目标充电率A的下限。因此，开始通过发电机130发电。然后，当剩余充电率上升到目标充电率A的上限时（时间TE2），使发电机130停止。此外，在时间TE3，当执行对外部设备200的预期使用设定时，此时的剩余充电率低于外部设备使用情况下的目标充电率B的下限。因此，立即开始通过发电机130发电。然后，当剩余充电率上升到目标充电率B的上限时（时间TE4），使发电机130停止。此后，执行控制，以将剩余充电率保持在目标充电率B的范围内。

在此，在图6中，在序列D和序列E中，在开始车辆110的运行之后，设置外部设备200的预期使用。相反地，在开始车辆110的运行之前，可以执行对外部设备200的预期使用设定。在这种情况下，在运行开始之后，立即开始将剩余充电率保持在目标充电率B的范围内的控制。

如上所述，基于外部设备200的预期使用电能，根据本实施例的供电系统100在运行期间为高压电池120充电。因此，当在车辆的停止期间向外部设备200供电时，燃烧机131不需要工作。因此，避免了发电机130的不必要工作。因此，可以在不受噪声或振动干扰的情况下使用外部设备200。此外，避免了来自燃烧机131的废气的产生。因此，可以在密闭空间中使用车辆和外部设备200。也就是说，在任意地方实现供电。

此外，在供电系统100中，当高压电池120的电能中存在足够的裕度时，允许通过电机133而运行并因此减少燃烧机131工作的情况。因此，减少了二氧化碳排放。此外，从待由外部设备200使用的电能计算目标充电率，然后对应于此执行充电。这减少了燃烧机131的不必要工作并因此减少了二氧化碳排放。

此外，在供电系统100中，高压电池120可以由外部电源充电。这允许抑制通过燃烧机131发电的情况。此外，允许通过电机133而运行，直至储电量降到目标充电量以下。这进一步减少了燃烧机131工作的情况并因此显着减少了二氧化碳排放。此外，在供电系统100中，车辆上安装有用于将电力转换成商业电力的设备。因此，该车辆实现了在任何地方使用通过商业电力而工作的外部设备200，并且甚至在灾难来临之际也可在任何地方实现供电。

在此，在本实施例中，车辆110的车身中已设置外部设备200的供电界面。相反地，供电界面可以为独立设备的形式。即便在该构造中，也可根据与根据本实施例的供电系统100中的处理类似的处理实现对发电机的控制。

图7为示出了将供电界面设置成外部形式的一示例性构造的说明图。外部供电界面700包括：车辆800的界面701、DC-AC逆变器702；以及电源插座703。界面701接收来自车辆800的高压电流。用于界面701的驱动电力由车辆800的点烟器供应。来自车辆800的高压电流通过DC-AC逆变器702和电源插座703供应至外部设备200。

根据本公开的主题的一个方面，基于外部设备的预期使用电能的值，在运行期间为储电装置充电。因此，即便在车辆的停止期间向位于车辆外部的外部设备供电的时间内，也可避免使内燃机工作的必要性。这避免了发电机的不必要工作。因此，可以在不受噪声或振动干扰的情况下使用外部设备200。此外，避免了来自内燃机的废气的产生。因此，可以在密闭空间中使用车辆和外部设备。也就是说，在任意地方实现供电。

根据本公开的主题的一个方面，当储能设备的电能中存在足够的裕度时，允许通过电机而运行。因此，减少了燃烧机工作的情况，并因此减少了二氧化碳排放。

根据本公开的主题的一个方面，指定待使用的外部设备的类型，然后根据待由外部设备使用的电能计算目标充电量。然后，对应于计算的值执行充电。这减少了内燃机的不必要工作并因此减少了二氧化碳排放。

根据本公开的主题的一个方面，与外部设备的类型一起，输入设备的使用时间。因此，更精确地计算预期供应电能，并因此进一步减少了内燃机的不必要工作。

根据本公开的主题的一个方面，可以通过外部电源为储电装置充电。这抑制了通过内燃机发电的情况。此外，允许通过电机而运行，直至储电量降到目标充电量以下。这进一步减少了内燃机工作的情况，并因此显着减少了二氧化碳排放。

根据本公开的主题的一个方面，车辆上安装有用于将生成电力转换成待用于外部设备的电力的设备。该车辆实现了在任何地方使用外部设备，并且甚至在灾难来临之际也可在任何地方实现供电。

Claims

1.一种供电车辆，所述供电车辆设置有储电装置并可操作成在所述供电车辆的停止期间向位于所述供电车辆外部的外部设备供电，所述储电装置利用由安装在所述供电车辆上的内燃机驱动的发电机产生的能量充电或者利用所述供电车辆的再生能量充电，所述供电车辆包括：

设定单元，构造成设定待供应至所述外部设备的预期供应电能；以及

确定单元，构造成基于所述预期供应电能确定待在所述供电车辆的运行期间充电的所述储电装置的目标充电量。

2.根据权利要求1所述的供电车辆，还包括：

电机，能够利用从所述储电装置供应的电力而驱动；以及

判断单元，构造成基于所述储电装置的剩余充电量判断是否允许通过从所述电机获得的驱动力而运行，其中

当所述剩余充电量超过所述目标充电量时，所述判断单元允许通过从所述电机获得的所述驱动力而运行。

3.根据权利要求1所述的供电车辆，其中，所述设定单元包括：

选择单元，构造成选择所述外部设备；以及

计算单元，构造成基于与通过所述选择单元选择的所述外部设备相关的信息计算所述预期供应电能。

4.根据权利要求1所述的供电车辆，还包括：

电机，能够利用从所述储电装置供应的电力而驱动；以及

判断单元，构造成基于所述储电装置的剩余充电量判断是否允许通过从所述电机获得的驱动力而运行，

其中，当所述剩余充电量超过所述目标充电量时，所述判断单元允许通过从所述电机获得的所述驱动力而运行，并且

其中，所述设定单元包括：

选择单元，构造成选择所述外部设备；以及

5.根据权利要求3所述的供电车辆，其中，所述设定单元包括：输入单元，构造成输入通过所述选择单元选择的所述外部设备的使用时间。

6.根据权利要求1所述的供电车辆，还包括：

电机，能够利用从所述储电装置供应的电力而驱动；以及

其中，当所述剩余充电量超过所述目标充电量时，所述判断单元允许通过从所述电机获得的所述驱动力而运行，

其中，所述设定单元包括：

选择单元，构造成选择所述外部设备；以及

7.根据权利要求1所述的供电车辆，其中，所述储电装置也能够利用从外部电源供应的电力充电。

8.根据权利要求1所述的供电车辆，还包括：转换设备，构造成将充在所述储电装置中的电力转换成待供应至所述外部设备的电力。

9.根据权利要求1所述的供电车辆，其中

待在运行期间充电的所述储电装置的所述目标充电量为使用所述外部设备的情况下的第一目标充电率，并且

所述第一目标充电率通过将不期望使用所述外部设备情况下的所述储电装置的第二目标充电率和所述期望供应电能与所述储电装置的储电容量的百分比相加来确定。