CN103579714A - 可再充电的能量存储系统冷却 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可再充电的能量存储系统冷却。方法，系统，以及车辆提供用于车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的冷却。控制系统连接到RESS并且构成为冷却RESS。控制系统包括用于冷却RESS的被动冷却系统，用于冷却RESS的主动冷却系统，以及控制器。控制器连接到被动冷却系统和主动冷却系统，并且构成为确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在，如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；并且如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。

Description

可再充电的能量存储系统冷却
技术领域
本发明总体上涉及车辆领域，并且更具体地，涉及一种用于车辆的可再充电的能量存储系统的冷却的方法和系统。
背景技术
某些车辆，尤其是电动车辆和混合动力电动车辆，具有可再充电的能量存储系统（RESS），例如电池。通常希望将RESS的温度保持在一定的限度内。然而，用于RESS冷却的当前的技术可能不总是最佳的，例如在最佳冷却和能源的最佳使用方面。
因此，希望提供一种用于冷却车辆RESS的改进的方法。还希望提供一种用于车辆RESS的这样的冷却的改进的系统，并且包括这样的方法和系统的车辆。此外，结合附图和上述技术领域和背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求中，本发明的其它所需的特征和特点将会变得显而易见。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种用于冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的方法。所述方法包括步骤：确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在，如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统冷却RESS，并且如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统冷却RESS。
根据另一示例性实施例，提供了用于冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的控制系统。控制系统包括用于冷却RESS的被动冷却系统，用于冷却RESS的主动冷却系统，以及控制器。控制器连接到被动冷却系统和主动冷却系统，并且构成为确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在，如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；并且如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
根据进一步示例性实施例，提供了一种车辆。车辆包括驱动系统和控制系统。驱动系统包括可再充电的能量存储系统（RESS）。控制系统连接到RESS并且构成为冷却RESS。控制系统包括用于冷却RESS的被动冷却系统，用于冷却RESS的主动冷却系统，以及控制器。控制器连接到被动冷却系统和主动冷却系统，并且构成为确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在，如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；并且如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种用于冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的方法，所述方法包括：
确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统冷却RESS；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统冷却RESS。
2. 根据方案1所述的方法，其中：
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，使用被动冷却系统冷却RESS的步骤包括使用空气至液体热交换器冷却RESS；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，使用主动冷却系统冷却RESS的步骤包括使用液体至液体热交换器冷却RESS。
3. 根据方案1所述的方法，其中：
确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在的步骤包括基于RESS的温度，接近车辆的环境温度，或两者确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在。
4. 根据方案1所述的方法，其中：
车辆包括散热器；以及
确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在的步骤包括基于通过散热器的空气的估计流确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在。
5. 根据方案1所述的方法，还包括：
确定被动冷却系统工作期间热传递的测量值；以及
如果热传递的测量值小于预定阈值开始主动冷却系统。
6. 根据方案5所述方法，其中确定热传递的测量值的步骤包括：
测量在被动冷却系统的工作期间进入RESS的冷却流体的第一温度；
测量在被动冷却系统的工作期间离开RESS的冷却流体的第二温度；以及
使用第一温度，第二温度，和冷却流体的流量计算热传递的测量值。
7. 根据方案1所述的方法，其中被动冷却系统包括风扇，并且所述方法还包括：
如果对于第一预定时间量车辆速度超过第一预定值，对于第二预定时间量命令风扇转速超过第二预定值，或两者，则重新开始被动冷却系统。
8. 一种用于冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的控制系统，所述控制系统包括：
用于冷却RESS的被动冷却系统；
用于冷却RESS的主动冷却系统；以及
控制器，其连接到被动冷却系统和主动冷却系统并且构成为：
确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
9. 根据方案8所述的控制系统，其中：
被动冷却系统使用空气至液体热交换器；以及
主动冷却系统使用液体至液体热交换器。
10. 根据方案8所述的控制系统，其中控制器包括：
构成为测量接近测量的环境温度，RESS的温度，或两者的传感器单元；以及
处理器，其连接到传感器单元并且构成为：
基于环境温度，RESS的温度，或两者确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
11. 根据方案8所述的控制系统，其中车辆包括散热器，并且控制器包括：
处理器，其连接到传感器单元并且构成为：
基于通过散热器的空气的质量流量确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
12. 根据方案8所述的控制系统，其中控制器还构成为：
确定在被动冷却系统工作期间热传递的测量值；以及
如果热传递的测量值小于预定阈值开始主动冷却系统。
13. 根据方案12所述的控制系统，其中控制器包括：
多个传感器，其构成为：
测量在被动冷却系统的工作期间进入RESS的冷却流体的第一温度；以及
测量在被动冷却系统的工作期间离开RESS的冷却流体的第二温度；以及
处理器，其连接到多个传感器并且构成为：
确定在被动冷却系统工作期冷却流体的流量；
使用第一温度，第二温度，和流量计算热传递的测量值；以及
如果热传递的测量值小于预定阈值开始主动冷却系统。
14. 根据方案8所述的控制系统，其中：
被动冷却系统包括风扇；以及
控制器还构成为如果对于第一预定时间量车辆速度超过第一预定值，对于第二预定时间量命令风扇转速超过第二预定值，或两者，则重新开始被动冷却系统。
15. 一种车辆，包括：
包括可再充电的能量存储系统（RESS）的驱动系统；以及
连接到RESS而且构成为冷却RESS的控制系统，所述控制系统包括：
用于冷却RESS的被动冷却系统；
用于冷却RESS的主动冷却系统；以及
控制器，其连接到被动冷却系统和主动冷却系统并且构成为：
确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
16. 根据方案15所述的车辆，其中：
被动冷却系统使用空气至液体热交换器；以及
主动冷却系统使用液体至液体热交换器。
17. 根据方案15所述的车辆，其中控制器包括：
构成为测量接近车辆的环境温度，RESS的温度，或两者的传感器单元；以及
处理器，其连接到传感器单元并且构成为：
基于环境温度，RESS的温度，或两者确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
18. 根据方案15所述的车辆，还包括：
散热器；
其中控制器包括处理器，其连接到传感器并且构成为：
确定通过散热器的空气的流量；
基于流量确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
19. 根据方案15所述的车辆，其中控制器包括：
多个传感器，其构成为：
测量在被动冷却系统的工作期间进入RESS的冷却流体的第一温度；以及
测量在被动冷却系统的工作期间离开RESS的冷却流体的第二温度；以及
处理器，其连接到多个传感器并且构成为：
确定在被动冷却系统工作期冷却流体的流量；
在冷却系统的工作期间使用第一温度，第二温度，和流量计算热传递的测量值；以及
如果热传递的测量值小于预定阈值开始主动冷却系统。
20. 根据方案15所述的车辆，其中：
被动冷却系统包括风扇；以及
控制器还构成为如果对于第一预定时间量车辆速度超过第一预定值，对于第二预定时间量命令风扇转速超过第二预定值，或两者，则重新开始被动冷却系统。
附图说明
结合附图在下文中将描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据示例性实施例，包括可再充电的能量存储系统（RESS）和用于冷却RESS的控制系统的车辆的功能方块图；
图2是根据示例性实施例，图1的控制系统的冷却系统的示意图；
图3是根据替代示例性实施例，图1的控制系统的冷却系统的示意图；以及
图4是根据示例性实施例，用于冷却车辆的RESS的过程的流程图，并且可以与图1的车辆，RESS，以及控制系统（包括图2和3的冷却系统）结合使用。
具体实施方式
以下详细描述实质上仅仅是示例性的并且并不旨在限制本发明或其应用或使用。此外，并不旨在通过上述背景技术或以下详细描述中存在的任何理论进行限制。
根据示例性实施例，图1示出了车辆100，或汽车。如在下文中进一步更详细的描述，车辆100构成为经由被动冷却系统和主动冷却系统的选择的起动冷却车辆100的可再充电的能量存储系统（RESS）。
车辆100包括底盘112，车身114，四个车轮116，以及电子控制系统118。车身114布置在底盘112上并且基本上封装车辆100的其它部件。车身114和底盘112可以结合地形成框架。每个车轮116在接近车身114相应的角部处转动地连接到底盘112上。
车辆100可以是多种不同类型的汽车中的任意一种，例如，轿车，货车，卡车，或运动型多功能车（SUV），并且可以是两轮驱动（2WD）（即，后轮驱动或前轮驱动），四轮驱动（4WD）或全轮驱动（AWD）。车辆100还可以结合多种不同类型的电动推进系统，例如，汽油或柴油燃料内燃发动机，“灵活燃料车辆”（FFV）发动机（即，使用汽油和酒精的混合物），气体化合物（例如，氢气和/或天然气）燃料发动机，燃烧/电动机混合动力发动机，和电动机中的任意一种或它们的组合。
在图1中示出的示例性实施例中，车辆100是混合动力电动车辆（HEV），并且还包括致动器组件120，以上提及的RESS 122，RESS控制系统124，功率逆变器组件（或逆变器）126，以及散热器128。致动器组件120包括驱动车轮116的、安装在底盘112上的至少一个推进系统129。
具体地，如图1所示，致动器组件120包括内燃发动机130和电动机/发电机（马达）132。如本领域技术人员将要理解的，电动机132包括其中的变速器，并且，尽管未示出，还包括定子组件（包括导电线圈），转子组件（包括铁磁心），以及冷却流体或冷却剂。如通常所理解的，电动机132内的定子组件和/或转子组件可以包括多个电磁极。
仍然参照图1，内燃发动机130和电动机132是一体的从而一个或两者通过一个或多个驱动轴134机械地连接到至少一些车轮116上。在一个实施例中，车辆100是“串联HEV”，其中内燃发动机130不是直接地连接到变速器上，而是连接到用于为电动机132提供动力的发电机（未示出）上。在另一个实施例中，车辆100是“并联HEV”，其中内燃发动机130例如通过将电动机132的转子转动地连接到内燃发动机130的驱动轴上而直接地连接到变速器上。在某些其它实施例中，车辆100可以包括没有内燃发动机130的纯电动车辆。
RESS 122电力地连接到逆变器126上。在一个实施例中，RESS 122安装到底盘112上。在一个这样的实施例中，RESS 122布置在车辆的座舱内。在另一个实施例中，RESS 122布置在车辆的座舱下面。RESS 122优选地包括具有电池单元组的可再充电的电池。在一个实施例中，RESS 122包括锂磷酸铁电池，例如，纳米磷酸盐锂离子电池。RESS 122和推进系统129一起提供了驱动系统以推进车辆100。如在下文中更详细地描述的，RESS 122由RESS控制系统124冷却。
如图1所描述的，RESS控制系统124包括传感器阵列140，被动冷却系统142，主动冷却系统144，以及一个或多个控制器146。RESS控制系统124连接到RESS 122上，并且至少促进控制RESS 122。如图1所示，RESS控制系统124优选地连接到散热器128上。此外，尽管未示出，RESS控制系统124（和/或其一个或多个部件）可以与电子控制系统118成一体并且还可以包括一个或多个功率源。在某些实施例中，控制器146可以包括一起工作的多个控制器和/或系统。为了简洁，这样的控制器和/或系统在此共同地称为控制器146。
传感器阵列140包括一个或多个环境温度传感器148，RESS温度传感器150，冷却剂传感器152，和车轮转速感传器154。环境温度传感器148优选地布置为接近RESS 122但在RESS 122外部，并且测量RESS 122外部（并且优选地邻近）的环境温度。RESS温度传感器152每个测量RESS 122的温度，最优选地每个测量RESS 122的不同单元的温度。冷却剂传感器152测量在被动冷却系统142和主动冷却系统144中使用的冷却流体的温度。风扇传感器156检测被动冷却系统142的风扇设置（具体地，以下标记为，风扇160），并且还测量风扇的实际前端速度。传感器阵列140的各个传感器提供关于测量值的信号或其它信息至控制器146，用于根据以下描述的图4的过程的步骤控制RESS 122的冷却。
被动冷却系统142包括分流器158，上述风扇160和空气至液体热交换器162。尽管RESS控制系统使用被动冷却系统142（在下文中进一步描述的，根据图4的过程的步骤，基于由控制器146提供的指令），外部环境空气从散热器128接收并且沿由风扇160提供动力的分流器158发送至空气至液体热交换器162，由此产生用于冷却RESS 122的冷却的冷却流体。被动冷却系统142经由由控制器146提供的指令，优选地由其处理器172开始并且控制。
主动冷却系统144包括泵164和包括交流（AC）压缩机170的液体对液体热交换器168。尽管RESS控制系统使用主动冷却系统144（在下文中进一步描述的，根据图4的过程的步骤，基于由控制器146提供的指令），冷却流体通过泵164循环至热交换器168（具体地，包括其压缩机170），由此产生用于冷却RESS 122的冷却的冷却流体。主动冷却系统144经由由控制器146提供的指令，优选地由其处理器172开始并且控制。
如图1所示，控制器146包括计算机系统。在某些实施例中，控制器146还可以包括传感器阵列140的一个或多个传感器，电子控制系统118和/或其部分，和/或一个或多个其它装置。此外，将要理解的是，控制器146可以以其他方式不同于图1描述的实施例。例如，控制器146可以连接到或可以以其他方式使用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。
在描述的实施例中，控制器146的计算机系统包括计算机系统，其包括处理器172，存储器174，接口176，存储装置178，和总线180。处理器172执行计算和控制器146的控制功能，并且可以包括任意类型的处理器或多个处理器，单个集成电路，例如微处理器，或协同工作以完成处理单元的功能的任意适当数目的集成电路装置和/或电路板。在工作期间，处理器172执行包含在存储器174内的一个或多个程序182，并且因此控制控制器146的普通工作以及控制器146的计算机系统，优选地，在执行在此描述的处理的步骤中，例如，以下结合图4描述的过程400的步骤。
存储器174可以是任意类型的适当的存储器。这将包括例如SDRAM的各种类型的动态随机存取存储器（DRAM），各种类型的静态RAM（SRAM），以及各种类型的非易失性存储器（PROM，EPROM，和闪存）。总线180起到在控制器146的计算机系统的各个部件之间传输程序，数据，状态以及其它信息或信号的作用。在优选实施例中，存储器174存储上述程序182，以及一个或多个存储值184，以在RESS 122的冷却中使用。在某些示例中，存储器174与处理器172位于相同的计算机芯片上和/或共同位于相同的计算机芯片上。
接口176允许通讯至控制器146的计算机系统，例如从系统驱动器和/或其它计算机系统，并且可以使用任意适当的方法和设备实施。其可以包括一个或多个网络接口以与其它系统或部件通讯。接口176还可以包括一个或多个网络接口以与技术人员通讯，和/或一个或多个存储器接口以连接至存储设备，例如存储装置178。
存储装置178可以是任意适当类型的存储设备，包括直接存取储存装置，例如硬盘驱动器，闪存系统，软盘驱动器和光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储装置178包括程序产品，存储器174可以从该程序产品接收执行本发明的一个或多个过程的一个或多个实施例的程序182，例如下文中进一步描述的图4的过程400的步骤。在其它示例性实施例中，程序产品可以直接地存储在存储器174和/或盘（例如，盘186）中和/或以其他方式由存储器174和/或盘（例如，盘186）访问，如在下文中所述的。
总线180可以是连接计算机系统和部件的任意适当的物理或逻辑工具。这包括，但是不被限制为，直接硬接线连接，光纤，红外和无线总线技术。在工作期间，程序182存储在存储器174中并且由处理器172执行。
将要理解的是，尽管该示例性实施例在全功能计算机系统的背景中描述，但本领域技术人员将要理解，本发明的机构能够分配为程序产品，其具有一个或多个类型的非临时性计算机可读信号承载介质，其用于存储其程序和指令并且执行其分配，例如，存储程序并且包含存储在其中的用于使得计算机处理器（例如处理器172）实施和执行程序的计算机指令的非临时性计算机可读介质。这样的程序产品可以采用各种形式，并且本发明同等地应用，而不管用于执行分配的具体类型的计算机可读信号承载介质。信号承载介质的示例包括：可记录介质，例如软盘，硬盘驱动器，存储卡和光盘，以及传输介质，例如数字和和模拟通信链接。类似的将要理解的是，控制器146的计算机系统还可以以其他方式不同于图1描述的实施例，例如，控制器146的计算机系统可以连接到或可以以其他方式使用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。
散热器128在其外部连接到框架上，并且尽管未详细地示出，其中包括多个冷却通道，其包含诸如水和/或乙二醇（即，“防冻剂”）的冷却流体（即，“冷却剂”）并且连接到内燃发动机130和逆变器126上。此外，如上所述，散热器128供给由被动冷却系统142使用的环境空气，用于冷却RESS 122。
参照图2，根据第一示例性实施例，提供了用于在冷却诸如图1的车辆100的RESS 122的车辆的RESS中使用的冷却系统200的示意图。根据优选实施例，冷却系统200是组合冷却系统，其包括图1的被动冷却系统142和主动冷却系统144两者。图2中描述的冷却系统200的实施例例如可以在插电式混合动力电动车辆或增程电动车辆中使用。冷却系统200的每个部件优选地经由由图1的控制器146，最优选地由其处理器172提供的指令直接地或间接地控制。
如图2所示，冷却系统200包括制冷剂回路214和冷却剂回路216，两者优选地对应于图1的主动冷却系统144。制冷剂回路214包括制冷剂压缩机218（优选地对应于图1的压缩机170）和冷凝器220。在某些示例中，制冷剂回路214和制冷剂压缩机218可以是冷凝器，散热器，风扇模块（CRFM）221的一部分。CRFM 221可以包括用于加热或冷却来自其它车辆系统以及来自图1的RESS 122的流体的其它热交换器223和风扇225。在优选实施例中，制冷剂压缩机218是电力驱动的，并且在工作期间能够调整压缩机的速度。
冷凝器220将制冷剂导向至制冷剂管路222，其分为制冷剂回路214的加热，通风，以及空气冷却（HVAC）支路224和冷却器支路226。HVAC支路224通过膨胀装置228导向制冷剂并且导向至位于HVAC模块232中的蒸发器230中。在一些实施例中，离开蒸发器230的制冷剂可以通过蓄积器（未示出）导向回制冷剂压缩机218。
冷却器支路226通过膨胀装置234并且然后通过冷却器238导向制冷剂。冷却器238优选地包括制冷剂至冷却剂热交换器。离开冷却器238的制冷剂经由冷却器支架226被引导回制冷剂压缩机218。
冷却器238还与冷却剂回路216流体连通。图2中的虚线（并且，类似地，在下文进一步所描述的图3中）表示制冷剂流动通过的线路。点划线表示冷却液流动通过的线路。冷却液可以是传统的液体混合物，例如乙二醇和水混合物，或可以是具有适当的传热特性的一些其它类型的液体。
如图2所示，冷却剂回路216包括通过冷却剂回路216泵送冷却剂的冷却剂泵242（优选地，对应于图1的泵164）。冷却剂泵242是可控制的以改变通过冷却剂回路216流动的冷却剂的流量。冷却剂回路216还包括图1的RESS 122，以及电力冷却剂加热器246。当需要时通过RESS 122流动的冷却剂用于冷却或加热RESS。为了对RESS 122提供加热，电力冷却剂加热器246可以起动以加热通过其流动的冷却剂。
四口冷却剂路线阀248位于冷却剂回路216中。线路阀248可以选择地致动以通过冷却剂回路216的三个不同支路导向冷却剂。第一支路250包括RESS散热器252（优选地，对应于图1的散热器128），其放置为具有通过其流动的空气（优选地，对应于图1的被动冷却系统142）。RESS散热器252可以靠近附件功率模块258和RESS充电器260安装，其通过可控制的风扇262通过它们导向空气（优选地，对应于图1的风扇160）。第二支路254形成了冷却剂旁通线路，其中冷却剂不通过RESS散热器252或冷却器238流动。第三支路256通过冷却器238导向冷却剂。全部三个支路结合在一起以导向冷却剂返回通过RESS 122。
根据第二示例性实施例，图3示出了冷却系统200的另一示例。图3的实施例例如可以结合增程电动车辆使用。由于图3的实施例与图2的类似，类似的元件附图标记将用于类似的元件，其还具有与上面结合图2所描述的类似的功能。在图3的实施例中，RESS散热器252可以是CRFM的一部分。尽管图2和3的两个实施例可以具有一定程度上不同的结构，过程，以下讨论的，如果需要，用于冷却或加热RESS 122可以实质上是相同的。类似于图2的实施例，在图3中冷却系统200的每个部件类似地优选地经由由图1的控制器146，最优选地由其处理器172提供的指令直接地或间接地控制。
图4是根据示例性实施例，用于冷却车辆的RESS的过程400的流程图。过程400通过有选择开始用于RESS的被动冷却系统和主动冷却系统而冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）。根据优选实施例，过程400可以结合包括图1的被动冷却系统142和主动冷却系统144（并且包括图2和3的冷却系统200实施例的组合的实施）的图1的车辆100，RESS 122，和RESS控制系统124以及图1控制器146使用。过程400的每一步骤在整个当前车辆驱动（或车辆的当前点火循环）中优选地重复地，并且优选地连续地执行。
获得环境温度（步骤402）。环境温度优选地包括图1的RESS 122的外部和接近图1的RESS 122的温度。环境温度优选地由图1的一个或多个环境温度传感器148测量并且提供至图1的控制器，并且最优选地提供至其处理器172，用于处理。
获得RESS温度（步骤404）。优选地，RESS温度由图1的RESS温度传感器150从图1的RESS 122的各个单元获得并且提供至图1的控制器146，并且最优选地提供至其处理器172，处理器通过平均各个单元温度值计算用于RESS 122的平均单元温度。如在整个该申请中使用的，RESS温度优选地包括图1的RESS 122内的温度，并且最优选地如以上直接描述的平均RESS单元温度值。
计算温差（步骤406）。温差包括步骤404的RESS温度与步骤402的环境温度之间的差值。温差优选地通过从步骤404的平均RESS单元温度中减去步骤402的环境温度由图1的处理器172计算出。
确定车辆速度（步骤408）。在一个实施例中，车辆速度基于从图1的车轮转速感传器154获得的车轮速度值由图1的处理器172计算出。在某些其它实施例中，车辆速度可以经由不同的方法确定，例如来自加速计或全球定位系统（GPS）（未描述）。
确定风扇设置（步骤410）。风扇设置优选地对应于图1的被动冷却系统142的风扇160的设置。例如，风扇设置可以对应于每分钟转数，或一组分立的风扇区域（例如，低，中，或高）中的一个。风扇设置优选地基于从图1的风扇传感器156获得的信息由图1的处理器172确定。
流量确定为流动通过被动冷却系统的空气（步骤412）。流量优选地包括通过图1的散热器128从图1的车辆100外部流动至被动冷却系统142的环境空气的流量（例如，时间上的体积）。流量优选地使用步骤408的车辆速度和/或步骤410的风扇设置由图1的处理器172确定。在一个这样的实施例中，处理器172使用作为一个存储值184存储在图1的存储器174中的查找表，其包括用于给定风扇设置和/或车辆速度的空气流量。
作出关于是否步骤402的环境温度小于第一预定阈值的确定（步骤414）。第一预定阈值优选地存储为图1的存储器174的一个存储值184。在一个实施例中，第一预定阈值等于三十二摄氏度。该确定优选地由图1的处理器172作出。
如果确定环境温度小于第一预定阈值，则还作出关于是否步骤404的RESS温度（优选地，RESS的单元的平均温度）小于第二预定阈值（步骤416）的确定。第二预定阈值优选地存储为图1的存储器174的一个存储值184。在一个实施例中，第二预定阈值等于三十二摄氏度。在某些实施例中，步骤402的第一预定阈值和步骤404的第二预定阈值可以不同于三十二摄氏度，和/或可以彼此不同。步骤416的确定优选地由图1的处理器172作出。
如果确定RESS温度小于第二预定阈值，则还作出关于是否步骤406的温差大于第三预定阈值的确定（步骤418）。具体地，在步骤418期间，优选地作出关于是否环境温度小于平均RESS单元温度超过"X"度的确定，其中"X"表示第三预定阈值。在一个示例性实施例中，第三预定阈值等于二摄氏度。在另一个示例性实施例中，第三预定阈值等于一又二分之一摄氏度。步骤418的确定优选地由图1的处理器172作出，并且第三预定阈值优选地存储为图1的存储器174的一个存储值184。
如果确定温差大于第三预定阈值，则还作出关于是否步骤412的流量大于第四预定阈值的确定（步骤420）。第四预定阈值优选地存储为图1的存储器174的一个存储值184。在一个实施例中，第四预定阈值等于三十立方米每分钟。步骤420的确定优选地由图1的处理器172作出。
如果确定流量大于第四预定阈值，则RESS通过开始被动冷却系统冷却（步骤422）。具体地，如果满足每一下列标准，则开始被动冷却系统（例如，基于由处理器提供的指令，通过开始被动冷却系统的风扇和热交换器的操作），即：（i）步骤402的环境温度小于步骤414的第一预定阈值，（ii）步骤404的RESS温度小于步骤416的第二预定阈值，（iii）步骤406的温差大于步骤418的第三预定阈值，以及（iv）步骤412的流量大于步骤420的第四预定阈值。如果满足全部这些标准，则经由由图1的处理器172提供的指令开始图1的被动冷却系统142（包括图1的空气对液体热交换器162）。因为确定了被动冷却系统（其比主动冷却系统需要较少的能量）可以能够有效地冷却RESS至所需的温度水平，在这些条件下实施了被动冷却系统。在步骤422期间，当被动冷却系统工作时，关闭主动冷却系统（如由控制系统的处理器控制）。
反之，如果步骤414，416，418，或420中的任意情况不满足，则过程替代进行到步骤424，其中主动冷却系统替代开始（例如，基于由处理器提供的指令通过开始主动冷却系统的泵，压缩机，和热交换器的工作）。具体地，如果满足每一下列标准，则过程进行到步骤424，即：（i）步骤402的环境温度大于或等于步骤414的第一预定阈值，（ii）步骤404的RESS温度大于或等于步骤416的第二预定阈值，（iii）步骤406的温差小于或等于步骤418的第三预定阈值，或（iv）步骤412的流量小于或等于步骤420的第四预定阈值。如果满足步骤424的任意这些标准，则主动冷却系统144（包括图1的液体至液体热交换器168和图1的压缩机）经由由图1的处理器172提供的指令开始。因为确定了被动冷却系统在这些条件下不太可能能够有效地冷却RESS至所需的温度水平，在这些条件下实施主动冷却系统。
回到步骤422，一旦开始被动冷却系统，计时器起动（步骤426）。在一个实施例中，计时器每次运行二百秒，尽管在其它实施例中这可以变化。计时器优选地经由由图1的处理器172提供的指令操作。
一旦计时器完成（例如，在一个示例性实施例中，在大约二百秒的时间周期后），获得在被动冷却系统的操作期间的用于RESS的进入温度（步骤428）。进入温度包括进入图1的RESS 122的冷却流体的温度。进入温度优选地由图1的冷却剂传感器152测量，并且关于其的信号或信息由冷却剂传感器152提供至图1的处理器172用于处理。
此外，获得在被动冷却系统的工作期间的用于RESS的离开温度（步骤430）。离开温度包括离开图1的RESS 122的冷却流体的温度。离开温度优选地由图1的冷却剂传感器152测量，并且关于其的信号或信息由冷却剂传感器152提供至图1的处理器172用于处理。
在被动冷却系统的操作期间确定热传递的测量（步骤432）。热传递优选地基于步骤428的进入温度和步骤430的离开温度计算出。具体地，在优选实施例中，热传递由图1的处理器172根据以下等式计算出：
q = m * C * (Tout - Tin)  （等式1）
其中“q”表示计算的热传递，“C”表示冷却剂的比热，“m”表示冷却剂的质量流量，Tin表示步骤428的进入温度（即，进入RESS的冷却流体的温度），以及Tout表示步骤430的离开温度（即，离开RESS的冷却流体的温度）。冷却剂的质量流量优选地使用存储作为图1的存储器174中的一个存储值184的查找表确定，所述查找表包括用于冷却剂泵的给定命令工作周期和冷却剂的当前温度的公知的冷却剂流量。可替换地，在某些实施例中流量计可用来直接地确定质量流量。冷却剂的比热优选地从图1的存储器174的存储值184中检索。
作出关于是否来自步骤432的热传递的测量大于预定热阈值的确定（步骤434）。该确定优选地由图1的处理器172作出。在一个示例性实施例中，预定热阈值等于三百瓦特。预定热阈值优选地存储为图1的存储器174的一个存储值184。
如果确定热传递的测量大于预定热阈值，则被动冷却系统在冷却RESS时被认为是有效的。因此，过程回到步骤422，并且被动冷却系统继续用于冷却RESS（并且主动冷却系统继续到被关闭）。步骤422-434继续重复（例如，在一个实施例中，每二百秒，使用更新的输入值，例如对于温度值和质量流量），直到在步骤434的后续迭代中确定热传递的测量小于或等于预定热阈值为止。一旦在步骤434的迭代中确定热传递的测量小于或等于预定阈值，则被动冷却系统在冷却RESS时被认为不再有效，并且过程因此进行至上述步骤424，其中主动冷却系统被开始用于冷却RESS。优选地，在步骤424期间，被动冷却不工作（如果其之前已经工作，则由处理器关闭），从而主动冷却系统单独工作以冷却RESS（通过比较，在步骤424期间，被动冷却系统单独工作以冷却RESS）。
参照步骤424，当主动冷却系统工作时，作出关于是否主动冷却事件已经完成的确定（步骤436）。该确定优选地由图1的处理器172作出。在一个实施例中，步骤424包括通过查看与预定阈值相比的平均RESS温度确定关于什么时候主动冷却系统已经完成。在一个这样的实施例中，主动冷却算法可以典型地将RESS温度从32摄氏度改变至27摄氏度。在各个实施例中，这些温度可以变化。在该示例中，在RESS温度到达27摄氏度后，主动冷却终止。一旦主动冷却终止，可以再评估被动冷却条件，但优选地不在主动冷却终止之前（例如，以避免中断主动冷却以再尝试被动冷却）。
如果确定主动冷却事件已经完成，则主动冷却系统关闭。具体地，当主动冷却事件已经完成，过程进行到上述步骤422，当主动冷却终止时，并且被动冷却开始冷却RESS（优选地经由由图1的处理器172提供的指令至相应的冷却系统）。
反之，如果确定主动冷却事件没有完成，则作出关于是否对于至少预定时间量的步骤408的车辆速度已经大于预定速度阈值的确定（步骤438）。步骤438的速度和时间阈值优选地存储为图1的存储器174的存储值184。步骤438的确定优选地由图1的处理器172作出。在一个实施例中，车辆速度阈值是对应于产生至少三十立方英尺每分钟的前端气流，或足以允许时间从前端系统附近移动任意滞留流体（空气和液体）以过滤出任何停止和进行交通事件的速度阈值。在一个这样的实施例中，车辆速度阈值近似地等于二十千米每小时（20 kph）并且时间阈值近似地等于二十秒（20 sec）。
如果确定对于至少预定时间量的步骤408的车辆速度已经大于预定速度阈值，则过程进行到上述步骤422，当主动冷却终止时，并且被动冷却开始冷却RESS（优选地经由由图1的处理器172提供的指令至相应的冷却系统）。
反之，如果确定对于至少预定时间量的步骤408的车辆速度没有大于预定速度阈值，则作出关于对于至少预定时间量的前端风扇转速是否超过命令速度的确定（步骤440）。该确定优选地由图1的处理器172基于由风扇传感器156关于设置（或设定转速）以及图1的风扇160的实际速度的测量值作出。步骤408的预定阈值优选地存储为图1的存储器174的一个存储值184。在一个实施例中，预定阈值对应于对于至少二十秒（20 sec）风扇速度是否等于工作周期命令速度的至少约百分之三十（30%）。
如果确定对于至少预定时间量的前端风扇转速已经超过命令速度，则过程进行到上述步骤422，当主动冷却终止时，并且被动冷却开始以冷却RESS（优选地经由由图1的处理器172提供的指令至相应的冷却系统）。反之，如果确定对于至少预定时间量的前端风扇转速没有超过命令速度，则过程替代进行到步骤424，主动冷却系统继续用于冷却RESS。
因此，公开的方法，系统，和车辆提供用于潜在地更有效地冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）。开始具有空气至液体热交换器的被动冷却系统，由此保存了能量，当情况指示被动冷却系统很可能正确地工作时，给定充分的热传递经由被动冷却系统发生以用于有效地冷却RESS。当用于被动冷却系统的有效工作的情况不存在时，或当被动冷却系统没有产生充分的热传递时，替代使用主动冷却系统以冷却RESS。
将要理解公开的方法，系统，和车辆可以不同于附图和在此描述的那些。例如，车辆100，RESS控制系统124，冷却系统142、144、200，和/或其各个部件可以不同于图1-3中描述的和结合其所描述的。此外，将要理解过程400的某些步骤可以不同于图4所描述的和/或上面结合其描述的。类似地，将要理解如上所述的过程的某些步骤可以与图4所描述的和/或上面结合其描述的同时发生或以不同的顺序发生。
尽管在上述详细描述中已经展现了至少一个示例性实施例，应当理解存在许多变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且并不旨在以任何方式限制本发明的范围，应用性，或结构。然而，上述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的便利的路线图。应当理解在不背离在所附权利要求及其法律等同物阐述的本发明的范围的情况下，元件功能和布置可以作出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的方法，所述方法包括：
确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统冷却RESS；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统冷却RESS。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，使用被动冷却系统冷却RESS的步骤包括使用空气至液体热交换器冷却RESS；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，使用主动冷却系统冷却RESS的步骤包括使用液体至液体热交换器冷却RESS。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在的步骤包括基于RESS的温度，接近车辆的环境温度，或两者确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
车辆包括散热器；以及
确定用于RESS的被动冷却系统的有效使用的情况是否存在的步骤包括基于通过散热器的空气的估计流确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定被动冷却系统工作期间热传递的测量值；以及
如果热传递的测量值小于预定阈值开始主动冷却系统。
6.根据权利要求5所述方法，其中确定热传递的测量值的步骤包括：
测量在被动冷却系统的工作期间进入RESS的冷却流体的第一温度；
测量在被动冷却系统的工作期间离开RESS的冷却流体的第二温度；以及
使用第一温度，第二温度，和冷却流体的流量计算热传递的测量值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中被动冷却系统包括风扇，并且所述方法还包括：
如果对于第一预定时间量车辆速度超过第一预定值，对于第二预定时间量命令风扇转速超过第二预定值，或两者，则重新开始被动冷却系统。
8.一种用于冷却车辆的可再充电的能量存储系统（RESS）的控制系统，所述控制系统包括：
用于冷却RESS的被动冷却系统；
用于冷却RESS的主动冷却系统；以及
控制器，其连接到被动冷却系统和主动冷却系统并且构成为：
确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中：
被动冷却系统使用空气至液体热交换器；以及
主动冷却系统使用液体至液体热交换器。
10.一种车辆，包括：
包括可再充电的能量存储系统（RESS）的驱动系统；以及
连接到RESS而且构成为冷却RESS的控制系统，所述控制系统包括：
用于冷却RESS的被动冷却系统；
用于冷却RESS的主动冷却系统；以及
控制器，其连接到被动冷却系统和主动冷却系统并且构成为：
确定被动冷却系统的有效使用的情况是否存在；
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况存在，则使用被动冷却系统开始RESS的冷却；以及
如果确定被动冷却系统的有效使用的情况不存在，则使用主动冷却系统开始RESS的冷却。
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