CN105774692A - 用于预调节车辆的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于预调节车辆的装置和方法。所述用于预处理车辆的装置包括：在车辆中的电池，被配置为存储并供应电力；无线电力接收器，被配置为从外部电源设备无线地接收电力；电力控制器，被配置为将在无线电力接收器处接收的电力传输至电池并且控制电池的充电和放电；以及预调节器，连接到电池并被配置为使用电池的非车载能量预调节需要在操作车辆之前操作的设备。

Description

用于预调节车辆的装置和方法
技术领域
本公开涉及用于预调节车辆的装置和方法，并且更具体地涉及通过设置在车辆中的设备使用从电池无线传输的非车载能量(off-boardenergy)来预调节车辆系统和/或其元件的装置和方法。车辆的预调节是指用于在操作车辆之前优化车辆及相关系统的初始条件的温度改变、能量调整(leveling)等。
背景技术
在世界各地，为了根据环境污染的条例减少二氧化碳排放，对电动车辆的兴趣增加。此外，通过建造诸如电池再充电站的设施等的基础设施，已经投入大量努力以促进电动车辆的推广。
随着电动车辆变得越来越流行，期望缩短充电时间并且因此增加便利性的快速充电系统。因此，相对于需要插入电源插座的通常使用的有线充电系统，高度期望能够消除有线充电系统的不方便性的非接触或无线充电系统。
发明内容
本公开的目标在于提供用于预调节车辆的装置和方法，其通过向停放的车辆无线地供应电力并且使用存储无线供应的电力的电池的非车载能量，来控制车辆系统和/或其元件，其中，在操作(例如，驾驶)车辆之前进行车辆的预调节。
根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的装置包括：在车辆中的电池，被配置为存储电力并且供应所存储的电力；无线电力接收器，被配置为从外部电源设备无线地接收电力；电力控制器，被配置为将从无线电力接收器接收的电力传输至电池并且控制电池的充电和放电；以及预调节器，连接到电池并且被配置为使用电池的非车载能量预调节需要在操作车辆之前操作的设备。
在实施方式中，该装置进一步包括：使用模式(pattern)分析器，被配置为分析与车辆操作相关的使用模式；以及存储设备，被配置为存储使用模式，其中，预调节器基于使用模式在比所预测的操作车辆的时间点早的预设时间处自动地预调节设备。
在实施方式中，车辆是氢燃料电池车辆(例如，燃料电池车辆)、连接电网的电动车辆、插电式混合电动车辆、电池电动车辆、以及内燃机车辆的任一种。
根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法包括以下步骤：停放车辆；向车辆无线地供应电力；通过存储无线供应的电力的电池的非车载能量预调节需要在操作车辆之前预调节的设备。
在实施方式中，该方法进一步包括检测与车辆的操作相关的使用模式并且设置使用模式以自动地预调节车辆的步骤，自动地预调节车辆包括基于使用模式在比所预测的操作车辆的时间点早的预设时间处自动地预调节设备的步骤。
在实施方式中，检测与车辆的操作相关的使用模式并且设置使用模式以自动地预调节车辆的步骤包括以下步骤：操作车辆；检测操作车辆的日期和时间；累积地存储所检测的日期和时间；基于累积存储的日期和时间通过应用模式识别算法来检测使用模式；以及设置使用模式以用于预调节。
在实施方式中，自动地预调节设备的步骤包括以下步骤：通过从所预测的操作车辆的时间点减去预设时间来设置预调节开始时间；确定预调节开始时间是否到来；当预调节开始时间因为确定的结果而到来时，自动地开始设备的预调节；以及在预设时间期间维持预调节的状态。
在实施方式中，预设时间基于客户设置、环境条件、或所知的驾驶员行为是固定的(例如，15分钟)或可变的。
根据本公开的用于预调节车辆的装置和方法，通过将电力无线地供应至停放的车辆并且使用来自存储无线供应的电力的电池的非车载能量，能够控制需要在操作车辆之前预调节的设备(例如，HVAC、燃油系统、供油系统(oilsystem)等)。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其他目标、特征以及优点将变得更为显而易见，其中：
图1是示出在根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的装置和方法中向停放的车辆无线地传输电力的示图。
图2是示出根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的装置的示图。
图3是示出根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法的示图。
图4是示出根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法的示图。
图5是示出在根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法中检测并设置车辆使用模式(pattern)的示图。
图6是示出在根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法中基于使用模式来预调节的示图。
具体实施方式
将通过利用附图详细描述的实施方式来说明本公开的优点和特征以及如何实现其。然而，本公开不限于本文中描述的实施方式并且可体现为其他方面。相反，提供所公开的实施方式以向本公开所述领域技术人员进行说明以体现本公开的技术精神。
在附图中，本公开的实施方式不限于示出的具体方面并且为了清晰或示例的目的可被夸大和/或简化。尽管在本文中使用了特定术语，但是它们仅用于说明本公开，而不是用于限制如在权利要求中描述的本公开的含义或范围。
在本文中，表达“和/或”用作包括在该词语之前和之后列出的部件的至少一个的含义。同样，表达“连接/耦接”用作包括与另一部件直接连接或通过另一部件间接连接的含义。除非明确另外表示，否则本文中的单数形式也包括复数形式。同样，本文使用的通过“包括”或“包含”提及的部件、步骤、操作和元件意味着至少一个其他部件、步骤、操作和元件的存在或添加。
应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“用车辆运载的”或其他类似术语包括一般意义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的客运汽车；包括各种船只和舰船的船舶；飞行器等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源于除石油以外的资源的燃料)。如本文中提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动车辆。此外，术语车辆的“操作”可指驾驶车辆、启动车辆、或者另外地操作车辆的元件。
此外，应当理解，可以由至少一个控制器执行下列方法。术语“控制器”是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，并且处理器被配置为执行程序指令以执行下面进一步描述的一个或多个过程。
在停放车辆并且过去一些时间之后，当重新开始车辆的操作时，在初始的车辆操作和/或驾驶中，设置在车辆中的各种设备最初不处于或接近用于实现峰值效率的最佳条件。在实现峰值效率之前，这些元件和/或系统在初始操作期间需要另外的能量输入。为了在驾驶期间提高和/或最大化车辆及其系统的整体效率，需要在驾驶车辆之前预先操作和调节各个元件和/或系统。例如，需要预先操作的设备可包括，例如，发动机冷却水相关设备、发动机油相关设备、变速箱油相关设备、燃料电池、燃料电池堆、HVAC系统、充电系统等。然而，为了预先操作这些设备(在下文中，称为“预调节”)，通常，需要通过车辆驾驶员进行物理控制。
然而，根据本公开的用于预调节车辆的装置和方法不需要通过车辆驾驶员进行物理控制，因为能够使用电池(其存储在车辆停放的状态下无线供应的电力)的非车载能量来自动地预调节以上设备。并且，参照本公开描述的车辆可以是氢燃料电池车辆(例如，燃料电池车辆)、连接电网的电动车辆、插电式混合电动车辆、电池电动车辆、内燃机车辆等的任意一种。
图1是示出在根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的装置和方法中向停放的车辆无线地传输电力的示图。
首先，作为用于无线传输电力的装置，图1示出了显示面板110、电力控制模块120以及停车垫(parkingpad)130。显示面板110通知驾驶员车辆170的电力接收垫(powerreceivingpad)140是否与停车垫130的上部对准。并且，电力控制模块120连接至供应恒定电压(例如，240V)的连接器(例如，电源插座)，并且控制传输到停车垫130的电力。停车垫130在其内部具有初级线圈，并且通过利用此，从电力控制模块120传输的电力被传输到作为外部电力接收设备的电力接收垫140。
车辆170包括电力接收垫140、车辆电气模块150以及适配器(adapter，转接器)160。在此，电力接收垫140在其内部具有次级线圈、与停车垫130紧密对准、并且从停车垫130无线地接收电力。车辆电气模块150控制从电力接收垫140接收的电力并且将其分配至车辆内部的设备。适配器160可连接至设置在车辆中的设备(例如，电池等)。
图2是示出根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的装置的示图。参考图2，车辆包括初级线圈210、次级线圈220、电力控制器(电力监控/输送)230、电池240、预调节器(控制器)250、预调节目标设备260、270以及通信链路280。
电力从设置在外部的初级线圈210无线地传输至设置在车辆内部的次级线圈220。即，次级线圈220可以是设置在车辆中的无线电力接收器。无线传输到车辆的电力通过电力控制器230传输到设置在车辆中的电池240并且存储(即，充电)在电池240中。
在车辆被停放的状态下执行对车辆的无线充电和无线电力供应。并且，在向停放的车辆无线地供应电力的状态下，当重新开始驾驶车辆时，需要预调节应当在驾驶车辆之前操作的预调节目标设备260、270以及其他各种设备。
预调节器250预调节应当在驾驶车辆之前预调节的预调节目标设备260、270。在此，预调节器250连接至电池，并且使用存储无线供应的电力的电池的非车载能量来操作设备。具体地，控制信号传输至设置在设备中的致动器。在此，预调节目标设备260、270可包括发动机冷却水相关设备、发动机油相关设备、变速箱油相关设备、HVAC系统等。如果车辆是电动车辆，混合动力车辆、或氢燃料电池车辆，则预调节目标设备260、270可包括电池相关设备、燃料电池相关设备、燃料系统、电力/能量存储系统、以及能够受益的任何其他车辆系统。此外，预调节器250能够通过通信链路280与电力控制器230交换数据，并且通过此，预调节所需的非车载能量能够从电池240传输至预调节器250。
根据本公开的预调节装置可进一步包括用于分析与车辆的操作(例如，驾驶)相关的使用模式的使用模式分析器以及用于存储所分析的使用模式的存储设备。基于使用模式，可执行预调节处理。具体地，参考存储在存储设备中的使用模式，预调节器250在比所预期的操作车辆的时间点早的预设时间处自动地预调节所述预调节目标设备260、270。
图3是示出根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法的示图。参考图3，用于预调节车辆的方法包括步骤S110至步骤S150。
首先，停止驾驶车辆并且停放车辆(S110)。在此，如图1所示，车辆与能够无线传输电力的装置对准并且被停放。然后，电力被无线地供应给停放的车辆(S130)。通过使用磁感应、磁共振等，电力供应至停放的车辆，并且所供应的电力存储在设置在车辆中的电池中。
在电力无线地供应至车辆并且过去一些时间之后，对应当在重新启动车辆的操作的时间点之前被预操作的设备进行预调节(S150)。在此，使用存储无线供应的电力的电池的非车载能量自动地执行预调节。因此，由于根据本公开的用于预调节车辆的方法使用存储无线传输的电力的电池的非车载能量，所以其是高效节能的，并且不需要驾驶员进行预调节的任何另外的操作。
图4是示出根据本公开的另一个实施方式的用于预调节车辆的方法的示图。参考图4，用于预调节车辆的方法包括步骤S210至步骤S270。
首先，检测指示车辆的使用(例如，操作)模式的车辆使用模式，并且设置所检测的使用模式，使得其能够用于预调节车辆(S210)。具体地，下文将参考图5描述检测使用模式的过程。此后，停放车辆(S230)，并且向车辆无线地供应电力(S250)。在电力无线地供应至车辆(S250)并且过去一些时间之后，对应当在重新启动车辆的操作的时间点之前被预操作的设备进行预调节(S270)。
在此，基于在步骤S210中检测的使用模式，车辆的设备将提前预测操作(例如，驾驶)车辆的时间点，并且在比所预测的操作时间点早的时间点自动地预调节设备。类似地，还使用设置在车辆中的电池的非车载能量自动地执行步骤S270的预调节。
图5是示出在根据本公开的另一个实施方式的用于预调节车辆的方法中检测并设置车辆使用模式的示图。参考图5，检测并设置车辆使用模式的过程包括步骤S211至步骤S219。
首先，如果车辆被驾驶(S211)，则检测驾驶车辆的日期和时间(S213)。累积地存储所检测的日期和时间(S215)，并且分析累积存储的日期和时间数据并且应用识别模式的算法(S217)。通过应用模式识别算法，检测车辆的使用模式。然后，设置所检测的使用模式，使得其能够用于在图4中描述的步骤S270(S219)。
图6是示出在根据本公开的实施方式的用于预调节车辆的方法中基于使用模式来预调节的示图。参考图6，基于使用模式的预调节各种设备的过程包括步骤S271至步骤S277。
首先，基于在步骤S210中检测并被设置为用于预调节的模式，预测期望操作(例如，驾驶)停放的车辆的时间点。通过获得期望的时间点与预设时间之间的差值，设置开始预调节的时间(S271)。在此，预设时间可由车辆的驾驶员自由地调整，和/或其可具有固定的初始预设时间(例如，15分钟)作为默认值。
此后，在车辆被停放并被无线地供应电力的同时，确定在步骤S271设置的预设开始时间是否已经逝去(S273)。另一方面，如果预设开始时间未到来，则在自动停止(auto-shutoff)时间之前，在停放的状态下持续地供应电力，和/或向驾驶员发送自动的消息以确认是继续充电还是停止充电。
如果预设开始时间到来，则自动地开始预调节需要在驾驶车辆之前操作的各种设备(S275)。并且，基于从步骤S271中预测驾驶车辆的时间减去的时间量，在预设时间期间持续地执行在步骤S275开始的预调节(S277)。
通过在图4至图6中描述的过程，根据本公开的用于预调节车辆的方法可使驾驶员能够根据车辆的驾驶日程驾驶车辆，而无需在驾驶车辆之前执行用于预调节各种设备的任何动作，这是因为在参考车辆的使用模式预测驾驶车辆的时间之前，使用存储无线传输的电力的电池的非车载能量自动地执行了预调节。因此，用于预调节车辆的装置和方法可使车辆的驾驶员能够驾驶车辆，而无需在驾驶车辆之前执行用于预调节设备的任何动作。因为使用电池的非车载能量自动地预调节需要在车辆的预测操作时间之前操作的各种设备，所以可增加车辆及相关充电系统的能源效率。
在以上描述中，已经通过具体实施例描述了所公开的实施方式，但是可很好地理解，在不偏离本公开范围的情况下，可进行各种修改。因此，本公开的范围不限于以上描述的实施方式，并且本公开的范围应当通过所附权利要求及其等同物来限定。当考虑以上描述时，如果所公开的实施方式的修改和变化落在所附权利要求及其等同物的范围内，则解释为本公开包括这些修改和变化。
附图中的每个元件的标号
110：显示面板
120：电力控制模块
130：停车垫
140：电力接收垫
150：车辆电气模块
160：适配器
170：车辆
210：初级线圈
220：次级线圈
230：电力控制器(电力监控/输送)
240：电池(电池系统)
250：预调节器(控制器)
260、270：预调节目标设备
280：通信链路

Claims (11)

1.一种用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的装置，包括：
所述车辆中的电池，被配置为存储电力并供应所存储的电力；
无线电力接收器，被配置为从外部电源设备无线地接收电力；
电力控制器，被配置为将在所述无线电力接收器处接收的所述电力传输至所述电池并且控制所述电池的充电和放电；以及
预调节器，连接到所述电池并被配置为使用所述电池的非车载能量预调节需要在操作所述车辆之前操作的设备。
2.根据权利要求1所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的装置，其中，所述装置进一步包括：
使用模式分析器，被配置为分析与所述车辆的操作相关的使用模式；以及
存储设备，被配置为存储所述使用模式，其中，所述预调节器基于所述使用模式在比预测操作所述车辆的时间点早的预设时间处自动地预调节所述设备。
3.根据权利要求1所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的装置，其中，所述车辆是氢燃料电池车辆、连接电网的电动车辆、插电式混合电动车辆、电池电动车辆以及内燃机车辆的任一种。
4.根据权利要求1所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的装置，其中，需要在驾驶所述车辆之前操作的所述设备包括燃料系统、HVAC系统、电力/能量系统、发动机冷却水相关设备、发动机油相关设备以及变速箱油相关设备的任一种。
5.一种用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，包括以下步骤：
停放所述车辆；
向所述车辆无线地供应电力；以及
通过存储无线供应的所述电力的电池的非车载能量，来预调节需要在操作所述车辆之前操作的设备。
6.根据权利要求5所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，其中，所述方法进一步包括：
检测与所述车辆的操作相关的使用模式；以及
设置所述使用模式以自动地预调节所述设备，其中，预调节所述设备包括基于所述使用模式在比预测操作所述车辆的时间点早的预设时间处自动地预调节所述设备。
7.根据权利要求6所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，其中，检测与所述车辆的操作相关的所述使用模式以及设置所述使用模式以自动地预调节所述设备包括以下步骤：
操作所述车辆；
检测操作所述车辆的日期和时间；
累积地存储所检测的日期和时间；
通过基于累积存储的日期和时间应用模式识别算法来检测所述使用模式；以及
设置所述使用模式以用于所述预调节。
8.根据权利要求6所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，其中，自动地预调节所述设备包括以下步骤：
设置从预测操作所述车辆的时间点减去预设时间所得到的预调节开始时间；
确定所述预调节开始时间是否出现；
当确定的结果为所述预调节开始时间到来时，自动地开始所述设备的所述预调节；以及
在所述预设时间期间维持所述预调节的状态。
9.根据权利要求8所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，其中，所述预设时间是固定的、通过车辆驾驶员能够自由调节的、或者基于当地条件是可变的。
10.根据权利要求5所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，其中，所述车辆是氢燃料电池车辆、连接电网的电动车辆、插电式混合电动车辆、电池电动车辆以及内燃机车辆的任一种。
11.根据权利要求5所述的用于预调节车辆、车辆系统及车辆的元件的方法，其中，需要在驾驶所述车辆之前预操作的所述设备包括燃料系统、HVAC系统、电力/能量系统、发动机冷却水相关设备、发动机油相关设备以及变速箱油相关设备的任一种。
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