CN103287279B - 车辆系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆，该车辆设置有环境控制系统、被构造成提供驱动扭矩的电动机、以及用于将功率供应到环境控制系统和电动机的电池。该车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被构造成：接收指示电池电荷状态(BSOC)的输入。所述至少一个控制器还被构造成：当BSOC小于放电限制时，不启用环境控制系统并减少电动机可用的功率。

Description

车辆系统
技术领域
一个或多个实施例涉及一种车辆系统和方法，该方法用于限制处于低电池功率的电动车辆的操作。
背景技术
在此使用的术语“电动车辆”包括具有用于车辆推进的电动机的车辆，例如，电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)。BEV包括电动机，其中，用于电动机的能量源是可从外部电网再充电的电池。在BEV中，电池是用于车辆推进的能量源。HEV包括内燃发动机和电动机，其中，用于发动机的能量源是燃料，用于电动机的能量源是电池。在HEV中，发动机是用于车辆推进的主要能量源，同时电池提供用于车辆推进的补充能量(电池缓冲燃料能量并以电的形式回收动能)。PHEV类似于HEV，但是PHEV具有更大容量的电池，该电池可从外部电网再充电。在PHEV中，电池是用于车辆推进的主要能量源，直到电池耗尽到低能量水平为止，此时，PHEV与HEV类似地操作，以用于车辆推进。
电动车辆使用多个测量仪器监测电池的状态，所述状态包括电池电荷状态(BSOC)。BSOC可被表示为从0％(空)到100％(满)的百分比，该百分比表示电池中的能量的量。如果电池过度充电或过度放电，则可能损坏电池。因此，很多现有技术的电动车辆将电池保持在操作范围内，该操作范围在大约80％BSOC的充电限制和大约20％BSOC的放电限制之间。
发明内容
在一个实施例中，一种车辆设置有环境控制系统、被构造成提供驱动扭矩的电动机、以及用于将功率供应到环境控制系统和电动机的电池。该车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被构造成：接收指示电池电荷状态(BSOC)的输入。所述至少一个控制器还被构造成：当BSOC小于放电限制时，不启用环境控制系统并减少电动机可用的功率。
在另一实施例中，一种车辆系统设置有电池，电池被构造成将功率供应到电动机和环境控制系统。车辆系统还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被构造成：接收指示电池电荷状态(BSOC)的输入。所述至少一个控制器还被构造成：当BSOC小于放电限制且大于最大放电限制时，不启用环境控制系统并减少电动机可用的功率。
所述至少一个控制器还被构造成：接收指示电荷状态(SOC)重新校准请求的输入；当BSOC小于放电限制时，撤销SOC重新校准请求。
所述至少一个控制器还被构造成：响应于SOC重新校准请求，将电池功率限制减小到中间功率限制，其中，中间功率限制在8kW和12kW之间。
最大放电限制在3％BSOC和7％BSOC之间。
在另一实施例中，提供一种用于限制电动车辆的操作的方法。电池功率供应到电动机，以用于车辆推进。接收指示电池电荷状态(BSOC)和除霜状态的输入。当BSOC小于放电限制时，减小电动机可用的电池功率。当BSOC小于放电限制且不处于除霜状态时，不启用环境控制系统。
在另一实施例中，提供一种用于限制电动车辆的操作的方法，所述方法包括：将电池功率供应到电动机，以用于车辆推进；接收指示电池电荷状态(BSOC)和除霜状态的输入；当BSOC小于放电限制时，减小电动机可用的电池功率；当BSOC小于放电限制且不处于除霜状态时，不启用环境控制系统。
所述方法还包括：接收指示由电池供应的总功率的输入；当总功率大于中间功率限制时，按照控制的斜坡速率减少电动机可用的电池功率。
所述方法还包括：接收指示由电池供应的总功率的输入；当总功率小于中间功率限制时，按照阶跃速率减少电动机可用的电池功率。
所述方法还包括：当BSOC小于放电限制时，显示限制的操作消息。
所述方法还包括：接收指示电荷状态(SOC)重新校准请求的输入；当BSOC小于放电限制时，撤销SOC重新校准请求。
放电限制在7％BSOC和15％BSOC之间。
中间功率限制在40kW和50kW之间。
公开的车辆系统通过允许电动车辆的限制的操作位于放电限制之下而提供优点。一旦BSOC小于放电限制，则车辆系统通过不启用环境控制系统并减小电池功率限制来限制电动车辆的操作，以延长车辆的行驶里程。
附图说明
图1是根据一个或多个实施例的用于限制电动车辆的操作的车辆系统的示意图；
图2是图1的车辆系统的一部分的放大示意图，示出了车辆内部通信；
图3是示出图1的车辆系统的电池电荷状态(BSOC)限制和定制电荷状态(CSOC)限制的视图；
图4是示出图1的车辆系统的BSOC限制和电池功率限制的曲线图；
图5是图4的曲线图的放大部分；
图6是示出图1的车辆系统的辅助负载的功耗的曲线图；
图7是示出与图6的辅助负载的功耗对应的车辆行驶里程(DTE)的曲线图；
图8是示出电荷状态重新校准调节的曲线图；
图9是示出DTE和CSOC之间的关系的曲线图；
图10是示出根据一个或多个实施例的用于限制电动车辆的操作的方法的流程图；
图11是图1的车辆系统的用户界面的正视立体图；
图12是图11的用户界面的放大视图，示出了正常操作消息；
图13是图11的用户界面的另一放大视图，示出了低电荷消息；
图14是图11的用户界面的另一放大视图，示出了限制的操作策略消息；
图15是图11的用户界面的另一放大视图，示出了另一限制的操作策略消息。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应该理解，公开的实施例仅仅是可以以各种和可选的形式实施的本发明的示例。附图不一定按照比例绘制；可夸大或最小化一些特征，以示出特定部件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能性细节不应该被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。
参照图1，示出了根据一个或多个实施例的用于控制电动车辆停车的车辆系统，该车辆系统总体上由标号10指示。车辆系统10被描述为位于车辆12内。车辆系统10包括彼此通信的车辆控制器14和用户界面16。车辆控制器14接收输入信号并限制处于低电池功率的车辆12的操作。车辆控制器14将信息发送到用户界面16，进而用户界面16实时地将信息传达给驾驶员。驾驶员可将该信息用作警告，通过驾驶车辆12到达附近的充电站(未示出)来应对限制的操作。
示出的实施例将车辆12描述为电池电动车辆(BEV)，BEV是由电动机18推进的全电动车辆，它不存在来自内燃发动机(未示出)的辅助。电动机18接收电功率，并提供驱动扭矩以用于车辆推进。电动机18还用作发电机，以通过再生制动将机械功率转换成电功率。车辆12具有传动系统20，传动系统20包括电动机18和齿轮箱22。齿轮箱22通过预定齿数比来调节电动机18的驱动扭矩和速度。一对半轴从齿轮箱22沿着相反的方向延伸到一对驱动轮24。
虽然在上下文中示出并描述了BEV12，但是应该理解，本申请的实施例可在其他类型的电动车辆(例如，除了由一个或多个电机驱动之外还由内燃发动机驱动的车辆(例如，混合动力电动车辆(HEV)、强混合型混合动力电动车辆(FHEV)、插电式电动车辆(PHEV)等))上实现。
车辆12包括用于储存和控制电能的储能系统26。高电压总线28通过逆变器30将电动机18电连接到储能系统26。根据一个或多个实施例，储能系统26包括主电池32和电池能量控制模块(BECM)34。主电池32是高电压电池，该高电压电池能够输出用于操作电动机18的电功率。当在再生制动期间电动机18操作作为发电机时，主电池32还从电动机18接收电功率。逆变器30将由主电池32供应的直流(DC)电转换成交流(AC)电，以操作电动机18。逆变器30还将由当电动机18用作发电机时提供的交流(AC)转换成DC，以给主电池32充电。主电池32是由多个电池模块(未示出)构成的电池组，其中，每个电池模块包含多个电池单体(未示出)。BECM34用作主电池32的控制器。BECM34还包括电子监测系统，该电子监测系统管理每个电池单体的电荷状态和温度。车辆12的其他实施例考虑不同类型的储能系统，例如，电容器和燃料电池(未示出)。
传动系统20包括牵引控制模块(TCM)36，以控制电动机18和逆变器30。TCM36除了监测其他事件之外，还监测电动机18的位置、速度及功耗，并将与这些信息对应的输出信号提供给其他车辆系统。TCM36和逆变器30将由主电池32供应的直流(DC)电压转换成交流(AC)信号，该交流信号用于控制电动机18。
车辆控制器14与其他车辆系统和控制器通信，以协调它们的功能。虽然车辆控制器14被示出为单个控制器，但是车辆控制器14可包括多个控制器，所述多个控制器可用于根据整个车辆系统控制(VSC)逻辑或软件来控制多个车辆系统。例如，车辆控制器14可以是传动系统控制模块(PCM)，在PCM中嵌入了一部分VSC软件。车辆控制器14通常包括任意数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如，FLASH、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)及软件代码，它们彼此协作来执行一系列操作。车辆控制器14还包括基于计算和测试数据的并存储在存储器中的“查找表”或预定数据。车辆控制器14通过硬线车辆连接38利用通用总线协议(例如，CAN(控制器局域网))与其他控制器(例如，TCM36、BECM34)通信。
用户界面16与车辆控制器14通信，以接收关于车辆12及其周围环境的信息，并将该信息传达给驾驶员。用户界面16包括多个界面，例如，计量器、指示器及显示器(在图11中示出)。用户界面16还可包括控制器(未示出)，以与车辆控制器14和外部装置(例如，计算机或蜂窝电话)通信。车辆控制器14将输出(例如，被可视地传达给驾驶员的主电池32或电动机18的状态)提供给用户界面16。
车辆12包括环境控制系统40，以加热和冷却各种车辆部件和乘客舱(未示出)。根据一个或多个实施例，环境控制系统40包括高电压正温度系数(PTC)电加热器42和高电压电HVAC(加热通风和空气调节)压缩机44。PTC加热器42和HVAC压缩机44分别用于加热和冷却循环到主电池32和传动系统20的流体。PTC加热器42和HVAC压缩机44均可直接从主电池32获取电能。环境控制系统40包括环境控制器45，以通过CAN总线38与车辆控制器14通信。环境控制系统40的开启/关闭状态被发送到车辆控制器14，且可基于(例如)操作者致动的开关的状态，或者基于取决于相关功能(例如，车窗除霜)的环境控制系统40的自动控制。在其他实施例中，环境控制系统40被构造成加热和冷却空气(例如，存在于车舱中的空气)而非流体，并使空气循环通过主电池32和/或传动系统20。
根据一个实施例，车辆12包括二次低电压(LV)电池46，例如，12伏电池。二次电池46可用于给各种车辆附件48(例如，电动制动致动器50和电动转向致动器52)供电。
DC至DC转换器54电连接在主电池32和LV电池46之间。DC至DC转换器54调节或者“逐步降低”电压电平，以允许主电池32给LV电池46充电。低电压总线将DC至DC转换器54电连接到LV电池46和附件48。
车辆12包括AC充电器56，以给主电池32充电。电连接器将AC充电器56连接到外部电源(未示出)，以接收AC电。AC充电器56包括电力电子器件，该电力电子器件用于将从外部电源接收的AC电逆变或者“整流”成DC电，以给主电池32充电。AC充电器56被构造成适应于来自外部电源的一个或多个传统电压源(例如，110伏、220伏等)。外部电源可包括利用可再生能量的装置，例如，光伏(PV)太阳能板或者风力涡轮机(未示出)。
在图1中还示出了驾驶员控制系统58和导航系统60的简化示意性表示。驾驶员控制系统58包括加速系统、制动系统、转向系统、档位选择(换档)系统(这些系统总体上由标号58指示)。加速系统包括加速踏板，加速踏板具有一个或多个传感器，所述一个或多个传感器提供与驾驶员请求的驱动扭矩对应的踏板位置信息。
制动系统包括制动踏板、助力器、主缸以及与车辆车轮(例如，主驱动车轮24)的机械连接，以实施摩擦制动。制动系统还包括电动制动致动器50，电动制动致动器50通过调节主缸或助力器内的内部压力而辅助摩擦制动。然而，如果输送到电动制动致动器50的电功率被中断，则制动系统内的机械连接将接合，并允许进行机械(无助力的)摩擦制动。制动系统还包括位置传感器，压力传感器或者这些传感器的某种组合，以提供与驾驶员请求的制动扭矩对应的信息(例如，制动踏板位置)。
制动系统还包括制动控制器(未示出)，制动控制器与车辆控制器14通信，以协调再生制动和摩擦制动。制动控制器将对应于总制动扭矩值的输入信号提供给车辆控制器14。总制动扭矩值基于加速踏板位置和制动踏板位置。然后，车辆控制器14将总制动扭矩值与其他信息比较，以确定再生制动扭矩值和摩擦制动扭矩值，其中，再生制动扭矩值和摩擦制动扭矩值之和约等于总制动扭矩值。车辆控制器14将再生制动扭矩值提供给TCM36，TCM36进而控制电动机18以提供再生制动。车辆控制器还将摩擦制动扭矩值提供给制动控制器，制动控制器进而控制电动制动致动器50以提供摩擦制动。
在一个或多个实施例中，制动系统被构造成提供车辆的压缩制动。压缩制动表示当驾驶员释放加速踏板时传统车辆的发动机内的摩擦损失。类似地，当加速踏板被释放时，即使制动踏板未被踩下，制动系统也提供总制动扭矩值。然后，车辆控制器14将总制动扭矩值与其他信息比较，以确定再生制动扭矩值和摩擦制动扭矩值。
车辆12将再生制动用作主制动源，当可用的再生制动扭矩不足以满足驾驶员要求的总制动扭矩时，车辆12以摩擦制动作为补充。再生制动给主电池32再充电，并回收可能在摩擦制动期间作为热另外损失掉的大部分能量。因此，与仅被构造成进行摩擦制动的车辆相比，再生制动改善了车辆的总体效率或燃料经济性。
转向系统包括辅助机械转向的电动转向致动器52。然而，如果输送到电动转向致动器52的电功率被中断，则转向系统内的机械连接将接合，并允许进行机械(无助力的)转向。
档位选择系统包括换档杆，以手动地选择齿轮箱22的齿轮组。档位选择系统可包括换档位置传感器，以将换档杆选择信息(例如，PRNDL)提供给车辆控制器14。
导航系统60可包括导航显示器、全球定位系统(GPS)单元、导航控制器及输入(全部没有示出)，以从驾驶员接收目的地信息或其他数据。这些部件可以是导航系统60独有的或者可与其他系统共享。导航系统60还可传送与车辆12相关的距离和/或位置信息、车辆12的目标目的地或者其他相关GPS路点。
参照图1和图2，车辆控制器14接收指示车辆系统的当前操作状态的输入，并提供输出以协调它们的功能。每个输入可以是在车辆控制器14和对应的车辆系统之间直接传递的信号，或者可在CAN总线38上作为数据被间接传递。
BECM34将表示主电池32的能量水平的输入(BSOC，CSOC，Pact)提供给车辆控制器14。BECM34监测电池状态，例如，电池电压、电流、温度及电荷状态的测量值。BECM34还将当前电池状态与历史数据比较，以估计电池寿命(“老化”)、容量随着时间的改变、故障及任何预定的限制。输入BSOC将电池电荷状态(即，主电池32的电能的量)表示为从0％(空)到100％(满)的百分比。输入CSOC将定制电荷状态(即，主电池32的“可用”电能的量)表示为百分比。下面参照图3详细描述BSOC和CSOC之间的关系。输入Pact表示当前由主电池32供应到其他车辆部件(例如，电动机18、环境控制系统40)的实际功率的总量。
车辆控制器14将表示可容许的电池功率限制的输入(Plimit)提供给BECM34。在低BSOC状态期间，车辆控制器14可减小可容许的电池功率限制，以节省电池功率并控制车辆停车。
车辆控制器14接收输入(Pheat_act，Pcool_act)，该输入表示由环境控制系统40使用以加热和冷却车辆12的实际电功率。输入Pheat_act表示提供给PTC加热器42以加热车辆的实际电功率。输入Pcool_act表示提供给HVAC压缩机44以冷却车辆12的实际电功率。在其他实施例中，车辆控制器14可接收对应于电功率的电压和电流的测量值。
环境控制器45将表示车辆温度状况和驾驶员的热请求的输入(HVAClood，STATUScc，HEATreq，COOLreq)提供给车辆控制器14。输入HVACload表示基于车辆12内的温度状况的环境控制系统40的电负载。输入HEATreq表示驾驶员请求加热，输入COOLreq表示驾驶员请求冷却。输入STATUScc表示环境控制系统40的开启/关闭状态。输入STATUScc、HEATreq和COOLreq中的每个基于操作者致动的开关、旋钮或转盘的位置，所述开关、旋钮或转盘被共同地称为热控制器并在图11中示出。
环境控制系统40还包括除霜特征，其中，PTC加热器42和HVAC压缩机44用于共同融化冰，并从车辆12的前车窗或后车窗(未示出)去除水汽。在一个或多个实施例中，环境控制器45还将表示驾驶员请求除霜的输入(DEFreq)提供给车辆控制器14。另外，在一个或多个实施例中，输入STATUScc包括关于除霜状态(例如，启用或不启用)的信息。
车辆控制器14接收指示电动机18的状态的输入(ωm，Pdrv_act)。输入ωm表示电动机18的输出速度，输入Pdrv_act表示提供给电动机18以产生用于推进车辆12的驱动扭矩的实际电功率。
车辆控制器接收表示附件48使用的实际功率的输入(ILV_act，VLV_act)。车辆12包括传感器(未示出)，这些传感器测量由主电池32提供给LV电池46的实际电压和电流。这些传感器提供分别表示提供给LV电池46的实际电流和实际电压的输入ILV_act和VLV_act。在其他实施例中，车辆控制器14接收与提供给LV电池46的实际功率(未示出)对应的输入信号。车辆控制器还接收表示DC-DC转换器54的状态的输入(DCDCstatus)。输入DCDCStatus包括关于启用哪些附件48的信息。例如，在一个或多个实施例中，车辆系统10可通过使输送到DC-DC转换器54的电功率中断，而不启用特定的附件48或者所有附件48。
车辆控制器14从驾驶员控制系统58接收表示多个车辆系统的当前位置的输入(KEY，GEAR，APP，BPP)。输入KEY表示钥匙的位置或车辆状态(例如，停车、行驶、附件)。输入GEAR表示档位位置或档位选择(例如，PRNDL)。输入APP表示加速踏板位置。输入BPP表示制动踏板位置。车辆控制器14还接收表示车速的输入(VEH_SPEED)。
车辆控制器14对输入进行估计，并将表示电池信息(例如，CSOC)和估计的车辆行驶里程或者“剩余燃料可行驶距离”(DTE)的输出(CSOC，DTE，BAT_STATUS)提供给用户界面16。用户界面16可响应于BAT_STATUS显示消息，例如，限制的操作消息(图14和图15)。
图3是示出电池电荷状态(BSOC)和定制电荷状态(CSOC)之间的关系的视图。BSOC将主电池32的电能表示为从0％(空)到100％(满)的百分比。一般来说，如果电池过度充电或过度放电，则可能损坏电池。因此，在正常操作状态期间，主电池32保持在减小的操作范围内。在一个或多个实施例中，减小的操作范围在12％BSOC和90％BSOC之间。这里，12％BSOC可被理解为BSOC的值为12％，另外，在说明书中与12％BSOC类似的描述应该具有类似的理解。12％BSOC值对应于放电限制，且由标号110指示。在其他实施例中，放电限制在7％BSOC和15％BSOC之间。90％BSOC值对应于充电限制，且由标号112指示。减小的操作范围包括低充电限制，且由标号113指示。根据一个或多个实施例，低充电限制在15％BSOC和25％BSOC之间。在示出的实施例中，低充电限制是20％BSOC。
电池能量水平信息通过用户界面16被可视地传达给驾驶员。驾驶员使用该能量水平信息，就像使用传统车辆中的燃料计一样。然而，不显示BSOC值，这是因为减小的操作里程可使驾驶员困惑。例如，驾驶员可能认为他们可驾驶车辆12直到0％BSOC。因此，车辆系统10计算与BSOC的操作里程对应的定制电荷状态(CSOC)。根据示出的实施例，0％CSOC值对应于放电限制110(12％BSOC)，100％CSOC值对应于充电限制112(90％BSOC)，12％CSOC值对应于低充电限制113(20％BSOC)。
参照图3和图4，如果主电池32在放电限制110之下以高电池功率水平操作，则可损坏主电池32。因此，在BSOC达到放电限制110之前，车辆系统10向驾驶员发出警告。与传统车辆中的“低燃料”标记被照亮类似，当BSOC减小到低充电限制113之下时，车辆系统10显示警告消息(图13)。另外，主电池32可在放电限制110之下以减小的电池功率水平操作，以使车辆行驶短距离(例如，5至7英里)，而不会损坏主电池32。
为了延长车辆的总行驶里程，一旦BSOC达到放电限制110，则车辆系统10启动限制的操作策略(LOS)。在LOS期间，车辆系统10使得电池功率限制从满功率限制(由标号114指示)减小到中间功率限制(由标号116指示)。满功率限制约为100kW。根据一个或多个实施例，中间功率限制在50kW和60kW之间。在示出的实施例中，中间功率限制是43kW。根据一个实施例，中间功率限制基于为了在城市交通中保持可接受的车速而估计的功率。
最大放电限制由标号118指示。如果主电池32在最大放电限制118之下操作，则可损坏主电池32。因此，当BSOC小于最大放电限制118时，车辆系统10开始控制车辆12停车。根据一个或多个实施例，最大放电限制在3％BSOC和6％BSOC之间。在示出的实施例中，最大放电限制是5％BSOC。
参照图4和图5，车辆系统10按照斜坡或下滑速率逐渐减小功率限制。根据一个或多个实施例，车辆系统10按照在3kW/s和10kW/s之间的斜坡速率减小功率限制。在图5中示出的实施例中，车辆系统10按照5kW/s的斜坡速率使得电池功率限制从满功率限制114减小到中间功率限制116。车辆系统10按照斜坡速率(而非突然的阶跃变化)调节功率限制，以为驾驶员提供时间来调节到车辆12的限制的性能。然而，当BSOC到达放电限制110时，如果车辆系统10确定主电池32当前在供应小于中间功率限制116的功率，则车辆系统10可使用阶跃变化调节功率限制。参照图4，车辆系统10还按照大约5kW/s的斜坡速率使得电池功率限制从中间功率限制116减小到停车(例如，0kW)(由标号120指示)。
图6和图7示出了在LOS期间车辆系统10可以如何通过不启用环境控制系统40来节省电池能量并延长行驶里程的示例。一旦BSOC小于放电限制110(在LOS期间)，则车辆系统10选择性地减小或“去除”电功率使用。车辆12的辅助负载包括环境控制系统40和DC-DC转换器54(在图1中示出)。DC-DC转换器54将功率提供给附件48。如图6所示，在LOS期间，辅助负载消耗大约4kW的功率(由标号122指示)。然而，在LOS期间通过不启用环境控制系统40，其余的辅助负载(DC-DC转换器54)仅消耗大约1kW的功率(由标号124指示)。因此，在LOS期间通过不启用环境控制系统40，车辆系统10可节省大约3kW的功率。
图7示出了这样节省的功率对于车辆行驶里程的影响。在LOS期间，当环境控制系统40启用时，车辆12行驶大约5英里(由线126指示)。然而，在LOS期间通过不启用环境控制系统40，节省的能量允许车辆12行驶大约10英里(由线128指示)。因此，在LOS期间通过不启用环境控制系统40，车辆系统10能够使车辆12额外行驶大约5英里，以使驾驶员可驾驶车辆12到达最近的充电站。
参照图8和图9，车辆系统10使显示给驾驶员的电池能量水平值的变化最小。CSOC、DTE或其他图像显示(在图12至图15中示出)的变化或快速变化可使驾驶员分心，尤其是在低电池功率状态下使驾驶员分心。因此，车辆系统10通过撤销输入并进行加权计算调节，而使这样的变化最小化。例如，如上面参照图1描述的，BECM34考虑多个变量以确定BSOC。有时，BECM重新计算BSOC，并通过突然的阶跃变化(如标号130指示的)尝试重新校准电池电荷状态值。这样的SOC调节改变了CSOC和DTE值，导致在界面16上出现快速变化。为了避免这样的快速变化，在LOS期间，车辆系统10通过没有响应于这样的调节重新计算CSOC和DTE，而撤销SOC重新校准。然而，在一个或多个实施例中，车辆系统10可使电池功率限制减小到大约1OkW的低限制(未示出)，以防止由于撤销SOC重新校准而导致的主电池32的任何损坏。
参照图9，虽然DTE和CSOC相关，但是DTE和CSOC被不同地计算。然而，当电池电荷状态(BSOC)也等于0时，驾驶员可预计剩余燃料可行驶距离(DTE)等于0。因此，计算DTE，从而在低CSOC值时CSOC值的权重比在高CSOC值时CSOC值的权重大得多。对于车辆行驶里程的这种计算在第61/578，839号美国临时申请(由Donald等人发明)中公开，且通过引用被完全包含于此。通过按照这种方式计算DTE，DTE值和CSOC值在放电限制110处重合(如标号132指示的)。
参照图10，示出了根据一个或多个实施例的用于限制图1的电动车辆12的操作的方法，该方法总体上由标号210指示。根据一个或多个实施例，方法210使用包含在车辆控制器14内的软件代码实现。在操作212中，车辆控制器14接收输入，所述输入包括电池电荷状态(BSOC)、定制电荷状态(CSOC)、功率限制(Plimit)、总的实际电池功率(Pact)、提供给PTC加热器42的实际电功率(Pheat_act)、提供给HVAC压缩机44的实际电功率(Pcool_act)、电荷状态重新校准请求(SOC_RECAL)以及车辆行驶里程(DTE)。
在操作214中，BSOC值与低充电限制(20％BSOC)比较。如果BSOC值大于低充电限制，则车辆控制器14应用正常电池操作策略并进行到操作216，以显示正常操作消息(例如，在图12中示出的消息)。如果在操作214处的确定为“是”，则车辆控制器14应用低电荷策略并进行到操作218，以显示低电荷消息(例如，在图13中示出的消息)。
在操作220中，BSOC值与放电限制(12％BSOC)比较。如果BSOC值大于放电限制，则车辆控制器14返回到操作214。如果在操作220处的确定为“是”，则车辆控制器14进行到操作222，并显示限制的操作策略(LOS)消息(例如，在图14或图15中示出的消息)。
在操作224中，总的实际电池功率(Pact)与中间功率限制(43kW)比较。如果Pact大于中间功率限制，则在操作226中，车辆控制器按照控制的斜坡速率使电池功率限制减小到中间功率限制。然而，如果在操作224处的确定为“否”，则车辆控制器14进行到操作228，并按照阶跃速率使电池功率限制减小到中间功率限制。
在操作230中，车辆控制器确定是否进行除霜。在一个实施例中，车辆控制器14分析提供给PTC加热器42的实际电功率(Pheat_act)和提供给HVAC压缩机44的实际电功率(Pcool_act)，如果上面的两个实际电功率均为正，则车辆控制器14确定要进行除霜。在另一实施例中，车辆控制器14接收指示除霜状态(例如，启用或不启用)的输入。如果在操作230处的确定为“否”，则车辆控制器14进行到操作232，以确定是否接收到除霜请求(DEFreq)。如果在操作232处的确定为“否”，则车辆控制器14进行到操作234且不启用环境控制系统40。如果在操作230或232处的确定为“是”，则车辆控制器14进行到操作236。除霜提高了驾驶员的能见度，因此，车辆系统10把除霜功能看作对于不启用环境控制系统40的撤销。
在操作236中，车辆控制器14确定是否已经进行SOC复位请求。如果在操作236处的确定为“是”，则车辆控制器14进行到操作238，并撤销该请求。
在操作240中，BSOC值与最大放电限制(5％BSOC)比较。如果BSOC值大于最大放电限制，则车辆控制器14返回到操作220。如果在操作240处的确定为“是”，则车辆控制器14进行到操作242，并应用停车操作策略。
参照图11，根据一个或多个实施例，用户界面16布置在仪表组310内。在其他实施例中，用户界面可布置在仪表板(“中控面板”)的中部。用户界面16可以是液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光显示器(OLED)或者任何其他合适的显示器。用户界面16可包括布置在用户界面16附近以实现驾驶员输入的触摸屏或一个或多个按钮(未示出，包括硬键或软键)。
参照图12，在正常操作状态期间，用户界面16传达信息，例如，DTE和定制电荷状态(CSOC)。在示出的实施例中，CSOC以图像表达为计量器312，计量器312具有表示CSOC值的标记或水平线。放电限制(0％CSOC)由代表“空”的字母“E”和水平线(由标号314指示)表示。充电限制(100％CSOC)由代表“满”的字母“F”和水平线(由标号316指示)表示。主电池32的当前能量水平由位于放电限制314之上的水平线318表示。在示出的实施例中，当前能量水平318约为22％BSOC，其对应于15英里的DTE。另外，根据一个或多个实施例，低充电限制(20％BSOC)在计量器中示出，且由标号320指示。当前能量水平318大于低充电限制320。如上面参照图10描述的，当BSOC位于低充电限制之上时，车辆控制器14将正常操作消息提供给界面16。该消息可以以图像和使用文本传达给驾驶员，且总体上由标号322指示。
参照图13，在低电荷状态期间，用户界面16传达信息(例如，DTE、CSOC和警告消息)。在示出的实施例中，CSOC以图像表达为电池元件412，该电池元件412具有外壳和表示CSOC值的液位。放电限制(0％CSOC)由代表“空”的字母“E”和电池元件412的底部414表示。充电限制(100％CSOC)由代表“满”的字母“F”和电池元件412的顶部416表示。主电池32的当前能量水平由位于放电限制414之上的液位线418表示。在示出的实施例中，当前能量水平418约为15％BSOC，其对应于9英里的DTE。另外，根据一个或多个实施例，低充电限制(20％BSOC)在计量器中示出，且由标号420指示。当前能量水平418小于低充电限制420。如上面参照图10描述的，当BSOC位于低充电限制之下时，车辆控制器14将低电荷消息提供给界面16。该消息可以以图像和使用文本传达给驾驶员，且总体上由标号422指示。
参照图14，在限制的操作状态期间，用户界面16传达信息(例如，DTE、CSOC和警告消息)。在示出的实施例中，CSOC以图像表达为电池元件512，该电池元件512具有外壳和表示CSOC值的液位。放电限制(0％CSOC)由代表“空”的字母“E”和电池元件512的底部514表示。充电限制(100％CSOC)由代表“满”的字母“F”和电池元件512的顶部516表示。主电池32的当前能量水平由位于放电限制514处的液位线518表示。在示出的实施例中，当前能量水平518约为10％BSOC，其对应于负的DTE(由“0英里”表示)。虽然当前能量水平518(10％BSOC)小于放电限制514(12％BSOC)，但是这种差异未在电池元件512中示出。如上面参照图10描述的，当BSOC位于放电限制之下时，车辆控制器14将限制的操作消息提供给界面16。该消息可以以图像(例如，龟)和使用文本(例如，“限制的性能”)传达给驾驶员，且总体上由标号522指示。
参照图15，根据一个或多个实施例，在限制的操作状态期间，车辆系统10基于当前BSOC值显示不同的警告消息。例如，在图15中描述的实施例的当前能量水平518约为6％BSOC，其再次小于放电限制514(12％BSOC)。由于当前能量水平518处于LOS范围(大约5％BSOC至12％BSOC)的下端，所以与在图14中示出的消息522相比，车辆系统可将不同的限制的操作消息提供给界面16。这样的第二消息可以以图像(例如，空电池)和使用文本(例如，“电池耗尽”)传达给驾驶员，且总体上由标号524指示。
这样，车辆系统10通过允许车辆12的限制的操作位于放电限制之下而提供优点。一旦BSOC小于放电限制，则车辆系统10通过不启用环境控制系统40并将电池功率限制减小到中间功率限制来限制车辆12的操作，以延长车辆12的行驶里程(DTE)。
虽然在上面描述了实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实施的各个实施例的特征可被结合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：
环境控制系统；
电动机，被构造成提供驱动扭矩；
电池，用于将功率供应到环境控制系统和电动机；
至少一个控制器，被构造成：接收指示电池电荷状态BSOC的输入以及指示电荷状态SOC重新校准请求的输入；当BSOC小于放电限制时，不启用环境控制系统，减少电动机可用的功率，并撤销SOC重新校准请求。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，环境控制系统还包括加热器和HVAC压缩机，
其中，所述至少一个控制器还被构造成：接收指示提供给加热器的功率和提供给HVAC压缩机的功率的输入；当功率同时提供给加热器和HVAC压缩机时，防止不启用环境控制系统。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，放电限制在7％BSOC和15％BSOC之间。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被构造成：当BSOC小于放电限制时，将电池功率限制减小到中间功率限制，其中，中间功率限制在8kW和50kW之间。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，中间功率限制在40kW和45kW之间。
6.一种车辆系统，包括：
电池，被构造成将功率供应到电动机和环境控制系统；
至少一个控制器，被构造成：接收指示电池电荷状态BSOC的输入以及指示电荷状态SOC重新校准请求的输入；当BSOC小于放电限制且大于最大放电限制时，不启用环境控制系统，减少电动机可用的功率，并撤销SOC重新校准请求。
7.根据权利要求6所述的车辆系统，其中，所述至少一个控制器还被构造成：
接收指示由电池供应的总功率的输入；
当总功率大于中间功率限制时，按照控制的斜坡速率减少电动机可用的功率。
8.根据权利要求6所述的车辆系统，其中，所述至少一个控制器还被构造成：
接收指示由电池供应的总功率的输入；
当总功率小于中间功率限制时，按照阶跃速率减少电动机可用的功率。
9.根据权利要求6所述的车辆系统，其中，所述至少一个控制器还被构造成：
接收指示除霜状态的输入；
当进行除霜时，防止不启用环境控制系统。
10.根据权利要求6所述的车辆系统，其中，所述至少一个控制器还被构造成：
接收指示除霜请求的输入；
在不启用环境控制系统时，响应于除霜请求而启用环境控制系统。
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