CN104972925B - 用于控制包括马达的电动车辆的驱动的系统和电动车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了用于控制包括马达的电动车辆的驱动的系统和电动车辆。在一个方面，所述系统包括：电池，被构造为将驱动电流输出到马达；以及电池容量计算器，被构造为确定电池的剩余电池容量。所述系统还包括：控制器，被构造为当剩余电池容量达到第一预定值时将驱动电流限制到预定的电流限值或更小。

Description

用于控制包括马达的电动车辆的驱动的系统和电动车辆
本申请要求于2014年4月7日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0041232号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用全部包含于此。
技术领域
所描述的技术总体上涉及用于控制电动车辆的驱动的系统和控制电动车辆的驱动的方法。
背景技术
尽管世界上石油资源短缺，但耗油量正在增加并且产生污染的化石燃料的使用已经受到限制。相对于由汽油发动机提供动力的传统汽车，针对电动力车辆的研究已经进行。
标准的电动车辆具有使用从可充电电池或二次电池接收的电力来运行的驱动马达。这种电动车辆可以包括当因电池电压降低到小于预定水平而导致低电压保护(UVP)模式激活时不使用电池的控制功能。当电池的UVP模式激活时，无法驱动电动车辆。
发明内容
一个发明性方面是用于控制电动车辆的驱动的系统和控制电动车辆的驱动的方法，以延长电动车辆的最大可行驶距离。
另一方面是一种用于控制电动车辆的驱动的系统，所述系统包括：剩余容量计算器，计算剩余电池容量；以及控制器，当剩余电池容量达到预定值时，将输出到电动车辆的驱动单元的输出电流的幅值控制为预定的电流限值或更小。
电流限值可以是能够使电动车辆行驶最大距离的电流值。
还可以包括行驶距离计算器。当使用剩余电池容量以电流限值驱动电动车辆时，行驶距离计算器可以计算电动车辆的可能的行驶距离。
还可以包括导航单元。导航单元可以确定电动车辆的位置和周边充电站的位置。
当剩余电池容量达到能够行驶到靠近电动车辆的充电站的剩余容量的水平时，控制器可以将输出电流的幅值限制到电流限值。
控制器可以使用电动车辆的位置和充电站的位置来计算到充电站的剩余距离，如果基于剩余电池容量的可能的行驶距离与剩余距离之间的差在预定值内，则输出电流的幅值可以被限制到电流限值。
导航单元还可以获取从电动车辆的位置到充电站的位置的路线的诸如海拔、坡度等的信息。
行驶距离计算器可以进一步使用路线的诸如海拔、坡度等的信息来计算电动车辆的可能的行驶距离。
还可以包括测量电动车辆的重量的重量测量单元。行驶距离计算器可以通过考虑电动车辆的重量来计算电动车辆的可能的行驶距离。
还可以包括显示单元。显示单元可以显示可能的驱动距离、剩余距离和剩余电池容量中的至少一个。
当在可能的行驶距离内未发现充电站时，控制器可以将呼叫信号发送到用于电池的充电公司或拖车公司。
呼叫信号可以包括电动车辆的当前位置和在电动车辆已经移动可能的行驶距离之后电动车辆的位置中的至少一个。
另一方面是一种用于控制电动车辆的驱动的方法，所述方法包括：计算剩余电池容量、判断剩余电池容量是否已经达到预定值、当剩余电池容量达到预定值时将输出到电动车辆的驱动单元的输出电流的幅值控制为预定的电流限值或更小。
当电动车辆的剩余电池容量降到预定值或更小时，电动车辆可以能够移动最大距离。
电动车辆还可以通过查找电动车辆的当前位置附近的充电站并且限制输出电流来移动到充电站。
另一方面是一种用于控制包括马达的电动车辆的驱动的系统，所述系统包括：电池，被构造为将驱动电流输出到马达；电池容量计算器，被构造为确定电池的剩余电池容量；以及控制器，被构造为当剩余电池容量达到第一预定值时将驱动电流限制到预定的电流限值或更小。
电流限值可以是能够使电动车辆行驶最大距离的电流值。所述系统还可以包括行驶距离计算器，行驶距离计算器被构造为基于剩余电池容量和电流限值来计算电动车辆的估计的最大距离。所述系统还可以包括导航单元，导航单元被构造为确定电动车辆的位置和一个或更多个附近的充电站的位置。控制器还可以被构造为：当剩余电池容量达到足以使电动车辆到达充电站的最小容量时，将驱动电流限制到电流限值。控制器还可以被构造为：(i)基于电动车辆的位置和充电站的位置来计算到充电站的剩余距离；以及(ii)当估计的最大距离与剩余距离之间的差小于第二预定值时，将驱动电流限制到电流限值。
导航单元还可以被构造为获取与电动车辆的位置和充电站之间的路线的海拔和坡度相关的信息。行驶距离计算器还可以被构造为进一步基于路线的海拔和坡度来计算电动车辆的估计的最大距离。所述系统还可以包括被构造为测量电动车辆的重量的重量测量单元，其中，行驶距离计算器还被构造为基于电动车辆的测量的重量来计算电动车辆的估计的最大距离。所述系统还可以包括被构造为显示估计的最大距离、剩余距离和剩余电池容量中的至少一者的显示单元。控制器还可以被构造为当在估计的最大距离内未发现充电站时将呼叫信号发送到车辆援助服务。呼叫信号可以包括电动车辆的位置和基于估计的最大距离的电动车辆的预测位置中的至少一个。
另一个方面是一种电动车辆，所述电动车辆包括马达和控制系统，控制系统包括：电池，被构造为将驱动电流输出到马达；电池容量计算器，被构造为确定电池的剩余电池容量；以及控制器，被构造为当剩余电池容量小于阈值时将驱动电流限制到预定的电流限值。
控制系统还可以包括行驶距离计算器，行驶距离计算器被构造为基于剩余电池容量来计算电动车辆的估计的最大距离。控制系统还可以包括导航单元，导航单元被构造为确定电动车辆的位置和距离电动车辆的位置在估计的最大距离内的一个或更多个充电站的位置。控制系统还可以包括被构造为显示充电站的位置的显示器。导航单元还可以被构造为获取与电动车辆和各充电站之间的多条路线的海拔和坡度相关的信息，其中，控制器还被构造为基于从电动车辆到充电站的距离、从电动车辆到充电站的海拔的变化以及电动车辆与充电站之间的路线的坡度来选择一个充电站。行驶距离计算器还可以被构造为进一步基于路线的海拔和坡度来计算电动车辆的估计的最大距离。控制器还可以被构造为当剩余电池容量达到足以使电动车辆到达至少一个充电站的最小容量时将驱动电流限制到预定值。控制系统还可以包括被构造为测量电动车辆的重量的重量测量单元，行驶距离计算器还被构造为基于电动车辆的测量的距离来计算电动车辆的估计的最大距离。
附图说明
图1是示出根据实施例的用于控制电动车辆的驱动的系统的框图。
图2是示出根据实施例的用于控制电动车辆的驱动的方法的流程图。
图3是示出根据实施例的用于控制电动车辆的驱动的方法的视图。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中更加充分地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式来实施并且不应被解释为限制于这里阐述的实施例。确切地说，提供这些实施例将使得本公开将是彻底的且完整的，并且这些实施例将把示例实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清楚起见，可以夸大尺寸。将理解的是，当元件被称为“在”两个元件“之间”时，它可以为这两个元件之间的唯一元件，或者还可以存在一个或更多个中间元件。同样的附图标记始终指示同样的元件。
现在将在下文中对实施例做出详细参考，在附图中示出实施例的示例。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和所有组合
图1是示出根据实施例的用于控制电动车辆的驱动的系统的框图。
参照图1，用于控制电动车辆的系统100包括电池单元或电池110、剩余电池容量计算器或剩余容量计算器120、控制器130、行使距离计算器140、导航单元150、重量测量单元160和显示单元170。
电池单元110可以存储电力并将存储的电力提供到电动车辆的驱动单元10。电池单元110可以包括至少一个电池单体。能够被充电的各种二次电池可以用于电池单体。例如，用于电池单体的二次电池可以包括镍铬电池、铅蓄电池、镍金属氢(NiMH)电池、锂电池、锂聚合物电池等中的至少一种。当充电装置被连接到电池单元110时，电池单体可以被外部电源充电。
电动车辆的驱动单元10可以是马达。电动车辆可以通过马达来驱动。
剩余电池容量计算器120计算电池单元110的剩余容量。剩余容量可以是健康状态(SOH)或从包括在电池单元110中的电池管理系统(BMS)输入的荷电状态(SOC)。
当由剩余电池容量计算器120计算的剩余电池容量达到预定值或降至预定值以下时，控制器130可以将输出到电动车辆的驱动单元10的输出电力的幅值控制到预定的电流限值或更小。
电流限值可以指电动车辆可以行驶最大距离时的电流值。
通常，从电池单元110输出的电流输出的幅值越大，马达的速度越快，然而，这样可以引起电池单元110快速放电。另外，当从电池单元110输出的电流的幅值增大时，马达的驱动效率会降低。结果是，当马达以具有提高的幅值的电流驱动时，最大可能的行驶距离会减小。即，根据从电池单元110提供的输出电流或驱动电流的幅值，电动车辆可以行使的距离会改变。为了使电动车辆行使最大距离，应当将从电池单元110输出的电流控制到预定值或更小。可通过使用实验数据来预先确定可以使得电动车辆行使最大距离的电流限值。
当剩余电池容量达到预定值(例如，总电池容量的大约20％)时，控制器130可以将输出电流限制到电流限值，使得电动车辆可以行驶最大距离。当驾驶员试图通过踩踏加速器等来要求电流限值以上的输出电流从而加速电动车辆时，控制器130可以控制输出电流以使其限制到电流限值，因此电动车辆的速度被保持在特定速度或更小。
行驶距离计算器140可以计算使用电池单元110的剩余电池容量以电流限值的电动车辆的可能的行驶距离或估计的最大距离。
在一些实施例中，导航单元150确定包括电池单元110的电动车辆的位置和电动车辆附近的至少一个充电站的位置。导航单元150可以是包括全球定位系统(GPS)、海拔传感器和导航系统的数字绘图装置。另外，可以预先储存能够对电动车辆进行充电的充电站的位置坐标信息。
在一些实施例中，导航单元150计算电动车辆附近的多个充电站的位置。在这些实施例中，控制器130基于例如从电动车辆到充电站的距离、从电动车辆到充电站的海拔的变化、电动车辆与充电站之间的路线的坡度和/或充电站是否在电动车辆的预定路线附近，来选择电动车辆将要行驶到的其中一个充电站。在其他实施例中，控制器130通过显示单元170将充电站的位置显示给车辆的驾驶员，使得驾驶员可以选择将要行驶到的其中一个充电站。
在实施例中，控制器130使用电动车辆的位置和充电站的位置来计算到充电站的剩余距离。当由行驶距离计算器140计算的电动车辆的可能的行驶距离与剩余距离之间的差小于预定值时，控制器130还可以将输出电流的幅值限制到电流限值。
当在电池单元110中存在对于电动车辆到达充电站的足够的剩余电池容量时，可以将输出电流的幅值限制到电流限值，以防止电动车辆因电池单元110完全放电而无法移动，从而确保电池单元110可以到达充电站以进行充电。
在实施例中，导航单元150可以获得从电动车辆的位置到充电站的位置的路线的诸如海拔、坡度、地图上的距离等的其他信息。
当在从当前位置到充电站的路线上存在许多上坡时，电动车辆可以行使的可能的行驶距离会减少。行驶距离计算器140可以使用路线上的诸如海拔、坡度等的信息来计算电动车辆的可能的行驶距离。如果在路线上存在许多上坡(即，大量海拔升高)，则由行驶距离计算器140计算的可能的行驶距离会减少。如果存在许多下坡(即，大量海拔减小)，则由行驶距离计算器140计算的可能的行驶距离会增加。
重量测量单元160可以测量电动车辆的重量。电动车辆的总重量可根据在电动车辆的行李箱中运载的负荷和在电动车辆中乘坐的乘客改变。重量测量单元160可以包括安装在电动车辆的每个座位上和行李箱中的重量测量传感器。
电动车辆的重量越重，可能的行驶距离越短。行驶距离计算器140可以考虑到由重量测量单元160测量的重量来计算可能的行驶距离。
基于控制器130的控制，显示单元170可以向驾驶员显示由行驶距离计算器140计算的可能的行驶距离和到电动车辆的充电站的剩余距离。当在剩余电池容量达到预定值时将电池单元110的输出电流的幅值控制或限制到电流限值时，显示单元170还可以显示与控制模式相关的信息。
在一个实施例中，如果在基于电池单元110的剩余电池容量的可能的行驶距离内未发现充电站，则控制器130可以通过将呼叫信号发送到诸如电池充电公司或拖车公司的车辆援助服务来准备暂停电动车辆行驶。
呼叫信号可以包括电动车辆的当前位置和在电动车辆已经行驶可能的行驶距离之后电动车辆的预测位置中的至少一个。
图2是示出根据实施例的用于控制电动车辆的驱动的方法的流程图。
参照图2，用于控制电动车辆的驱动的方法计算电池单元110的剩余电池容量(S100)。电池单元110的剩余电池容量可以是从包括在电池单元110中的电池管理系统输出的SOC。
控制器130判断剩余电池容量是否已经达到预定值(S200)。
当剩余电池容量小于或基本上等于预定值时，控制器130可以将输出到电动车辆的驱动单元10的输出电流的幅值控制到预定的电流限值或更小(S300)。
电流限值是指能够使电动车辆行驶最大距离的电流值。
当剩余电池容量达到预定值(例如，总电池容量的大约20％)时，控制器130可以通过将输出电流限定到电流限值来确保电动车辆能够行驶最大距离。
当剩余电池容量大于预定值时，控制器130重新计算剩余电池容量(S100)。
图3是示出根据实施例的用于控制电动车辆的驱动的方法的视图。
图3更详细地示出图2中所示的S200。
参照图3，当电动车辆使用电池单元110的剩余电池容量以电流限值被驱动时，行驶距离计算器140计算电动车辆的可能的行驶距离(S210)。
导航单元150确定电动车辆的位置和一个或更多个最近的充电站的位置(S220)。
控制器130计算从电动车辆到充电站的剩余距离(S230)。
控制器130判断基于剩余电池容量的电动车辆的可能的行驶距离与剩余距离之间的差是否小于或基本上等于预定值(S240)。
当可能的行驶距离与剩余距离之间的差小于或基本上等于预定值时，在图2中的步骤S300中，将输出到电动车辆的驱动单元10的输出电流的幅值控制到预定电流限值。
如上所述，当剩余电池容量降至小于或基本上等于预定值时，可以控制电动车辆以确保电动车辆可以行驶最大距离。另外，通过定位电动车辆的当前位置附近的充电站并限制输出电流，电动车辆可以行驶到充电站。
这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但特定术语只是以一般的和描述性的意义来使用和解释，而不是出于限制的目的。在一些情形下，如到本申请的提交为止本领域普通技术人员将清楚的，除非另外特别指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域的技术人员将理解的是，在不脱离在权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节方面的各种变化。

Claims (13)

1.一种用于控制包括马达的电动车辆的驱动的系统，所述系统包括：
电池，被构造为将驱动电流输出到马达；
电池容量计算器，被构造为确定电池的剩余电池容量；
控制器，被构造为当剩余电池容量达到第一预定值时将驱动电流限制到预定的电流限值或更小，其中，电流限值是能够使电动车辆行驶最大距离的电流值；
行驶距离计算器，被构造为基于剩余电池容量和电流限值来计算电动车辆的估计的最大距离；以及
导航单元，被构造为确定电动车辆的位置和一个或更多个附近的充电站的位置，
其中，控制器还被构造为：当剩余电池容量达到足以使电动车辆到达充电站的最小容量时，将驱动电流限制到电流限值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器还被构造为：(i)基于电动车辆的位置和充电站的位置来计算到充电站的剩余距离；以及(ii)当估计的最大距离与剩余距离之间的差小于第二预定值时，将驱动电流限制到电流限值。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，导航单元还被构造为获取与电动车辆的位置和充电站之间的路线的海拔和坡度相关的信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，行驶距离计算器还被构造为进一步基于路线的海拔和坡度来计算电动车辆的估计的最大距离。
5.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括被构造为测量电动车辆的重量的重量测量单元，其中，行驶距离计算器还被构造为基于电动车辆的测量的重量来计算电动车辆的估计的最大距离。
6.根据权利要求2所述的系统，所述系统还包括被构造为显示估计的最大距离、剩余距离和剩余电池容量中的至少一者的显示单元。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器还被构造为：当在估计的最大距离内未发现充电站时，将呼叫信号发送到车辆援助服务。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，呼叫信号包括电动车辆的位置和基于估计的最大距离的电动车辆的预测位置中的至少一个。
9.一种电动车辆，所述电动车辆包括：
马达；以及
控制系统，包括：
电池，被构造为将驱动电流输出到马达；
电池容量计算器，被构造为确定电池的剩余电池容量；
控制器，被构造为当剩余电池容量小于阈值时将驱动电流限制到预定的电流限值，其中，电流限值是能够使电动车辆行驶最大距离的电流值；
行驶距离计算器，被构造为基于剩余电池容量来计算电动车辆的估计的最大距离；以及
导航单元，被构造为确定电动车辆的位置和距离电动车辆的位置在估计的最大距离内的一个或更多个充电站的位置，
其中，控制器还被构造为：当剩余电池容量达到足以使电动车辆到达至少一个充电站的最小容量时，将驱动电流限制到预定值。
10.根据权利要求9所述的电动车辆，其中，控制系统还包括被构造为显示充电站的位置的显示器。
11.根据权利要求9所述的电动车辆，其中，导航单元还被构造为获取与电动车辆和各个充电站之间的多条路线的海拔和坡度相关的信息，其中，控制器还被构造为基于从电动车辆到充电站的距离、从电动车辆到充电站的海拔的变化以及电动车辆与充电站之间的路线的坡度来选择一个充电站。
12.根据权利要求11所述的电动车辆，行驶距离计算器还被构造为进一步基于路线的海拔和坡度来计算电动车辆的估计的最大距离。
13.根据权利要求9所述的电动车辆，其中，控制系统还包括被构造为测量电动车辆的重量的重量测量单元，其中，行驶距离计算器还被构造为基于电动车辆的测量的重量来计算电动车辆的估计的最大距离。
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