CN107035848A - 电动车辆的传动液调节 - Google Patents

Abstract

根据本公开的示例性方面的电动车辆，除其他方面以外，包括变速器以及配置为选择性地加热在该变速器里面循环的传动液的电动加热装置。

Description

电动车辆的传动液调节

技术领域

本公开涉及与电动车辆有关的车辆系统和方法。车辆系统包括配置为如果满足特定车辆条件就调节电动车辆的传动液的电动加热装置。

背景技术

减少汽车燃料消耗和排放的要求是众所周知的。因此，正在开发减少对内燃发动机的依赖的车辆。电动车辆是为了这个目的而正在开发的一种类型的车辆。通常，电动车辆与传统的机动车辆不同，因为它们是由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相比之下，传统的机动车辆完全依赖内燃发动机来驱动车辆。

电动车辆呈现独特的热管理挑战。例如，实现电动车辆的各种部件的所需的热操作水平必须和最大化电动车辆的燃料经济性和/或电可行驶里程保持平衡。

发明内容

根据本公开的示例性方面的电动车辆，除其他方面以外，包括变速器以及配置为选择性地加热在该变速器里面循环的传动液的电动加热装置。

在上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置与变速器里面的传动液直接接触。

在任一上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置包括正温度系数(PTC)加热器。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置包括红外线加热装置。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置包括电阻加热装置。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置包括延伸至变速器的油底壳中的探头。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，控制模块配置为选择性地命令电动加热装置的致动。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置是由电网供电的。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置是由高电压电池组供电的。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置通过开口安装在变速器的变速器壳体中。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置安装在变速器的油盘内。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置集成至使传动液循环的变速器冷却管路中。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电动加热装置集成至与变速器有关的变速器油冷却器中。

根据本公开的另一示例性方面的方法，除其他方面以外，包括选择性地给电动加热装置供电以产生热量并且用由该电动加热装置产生的热量来加热电动车辆的变速器的传动液。

在上述方法的另一非限制性实施例中，方法包括在供电步骤之前，确定即将到来的行驶周期是否预计在预定义阈值时间量范围内。

在任一上述方法的另一非限制性实施例中，供电步骤包括在电动车辆的插电状况期间使用电网给电动加热装置供电。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，加热步骤包括使用电动加热装置在变速器里面电力地产生热量。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，加热步骤持续直到传动液的温度在所需的工作温度范围内。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，方法包括在切断插电状况期间通过用高电压电池总成给电动加热装置供电来加热传动液。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，方法包括在供电步骤之前，确定电动车辆是否是插电的。

可以独立地或任意组合地采取上述段落、权利要求或下面的具体实施方式和附图中的实施例、示例和可选方案，包括它们的任何各个方面或各自单独的特征。针对一实施例所描述的特征适用于所有的实施例，除非这样的特征是不相容的。

根据下面的具体实施方式，本公开的各种特征和优势对本领域技术人员来说，将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简短地描述如下。

附图说明

图1示意性地说明电动车辆的动力传动系统；

图2说明电动车辆的车辆系统；

图3A和3B说明用于配置为调节传动液的电动加热装置的第一示例性安装位置；

图4说明配置为调节传动液的电动加热装置的另一示例性安装位置；

图5说明用于配置为调节传动液的电动加热装置的另一示例性安装位置；

图6说明配置为调节传动液的电动加热装置的又一示例性安装位置；

图7示意性地说明用于选择性地调节电动车辆变速器的传动液的控制策略。

具体实施方式

本公开描述用于在已经满足特定车辆条件的情况下调节电动车辆的传动液的车辆系统和方法。车辆系统可以包括变速器以及配置为选择性地加热变速器的传动液的一个或多个电动加热装置。在某些实施例中，电动加热装置安装为与在该变速器里面循环的传动液直接接触。各种安装位置被预期用于电动加热装置。在该具体实施方式的下面段落中更详细地描述这些和其他特征。

图1示意性地说明用于电动车辆12的动力传动系统10。在一非限制性实施例中，电动车辆12是插电式混合动力电动车辆(PHEV)。然而，其他电动车辆也可以从本公开的教导中受益，包括但不限于，电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)、48V车辆和12V停止启动车辆。

在一非限制性实施例中，动力传动系统10是使用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分配动力传动系统。第一驱动系统可以包括发动机14和发电机18(即，第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括马达22(即，第二电机)、和电池组24。在该示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一和第二驱动系统生成扭矩以驱动电动车辆12的一组或多组车辆驱动轮28。虽然示出动力分配配置，但本公开扩展至包括全混合动力、并联式混合动力、串联式混合动力、轻度混合动力或微混合动力的任何混合动力或电动车辆。

发动机14——其在一实施例中是内燃发动机——和发电机18可以通过比如行星齿轮组这样的动力传输单元30连接。当然，包括其他齿轮组和变速器的其他类型的动力传输单元，可以用于将发动机14连接至发电机18。在一非限制性实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34和托架总成36的行星齿轮组。

发电机18可以由发动机14通过动力传输单元30驱动，以将动能转换为电能。发电机18可以可选地起马达的作用以将电能转换为动能，从而输出扭矩至连接到动力传输单元30的轴38。由于发电机18可操作地连接至发动机14，所以发动机14的转速可以由发电机18控制。

动力传输单元30的环形齿轮32可以连接至轴40，该轴40通过第二动力传输单元44连接至车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传输单元也可以是合适的。齿轮46把扭矩从发动机14传递至差速器48以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括实现至车辆驱动轮28的扭矩传递的多个齿轮。在一实施例中，第二动力传输单元44通过差速器48机械地连接至轮轴50以将扭矩分配至车辆驱动轮28。在一实施例中，动力传输单元30、44是电动车辆12的驱动桥20的一部分。

通过输出扭矩至也连接到第二动力传输单元44的轴52，马达22也可以用于驱动车辆驱动轮28。在一实施例中，马达22是再生制动系统的一部分。例如，马达22可以输出电力至电池组24。

电池组24是示例性电动车辆电池组。电池组24可以是高电压牵引电池组，该高电压牵引电池组包括能够输出电力以操作马达22、发电机18和/或电动车辆12的其他电力负载的多个电池总成25(即，电池阵列或电池单元组)。其他类型的储能装置和/或输出装置也可以用于电驱动电动车辆12。

在一非限制性实施例中，电动车辆12具有两种基本的操作模式。电动车辆12可以在电动车辆(EV)模式下操作，在该电动车辆模式下，马达22用于(通常在没有来自发动机14的辅助的情况下)车辆推进，从而使电池组24荷电状态消耗达到在特定驾驶模式/循环下它的最大允许放电率。EV模式是用于电动车辆12的电荷消耗操作模式的示例。在EV模式期间，在某些情况下可以提高电池组24的荷电状态，例如由于一段时间的再生制动。发动机14在默认EV模式下通常是关闭的，但必要时可以基于车辆系统状态或如由操作者所允许地操作。

电动车辆12另外可以在混合动力(HEV)模式下操作，在该混合动力模式下，发动机14和马达22两者用于车辆推进。HEV模式是用于电动车辆12的电荷保持操作模式的示例。在HEV模式期间，电动车辆12可以减少马达22推进使用以便通过提高发动机14推进来保持电池组24的荷电状态在一恒定或近似恒定的水平。在本公开的范围内，电动车辆12可以在除EV和HEV模式以外的其他操作模式下操作。

电动车辆12也可以包括用于给电池组24的储能装置(例如，电池单元)充电的充电系统16。充电系统16可以连接至用于在整个车辆内接收和分配电力的外部电源(例如，未示出的电网)。充电系统16也可以配备有用于将从外部电源接收的交流(AC)电源转换为用于给电池组24的储能装置充电的直流(DC)电源的电力电子器件。充电系统16也可以适应于来自外部电源的一个或多个传统的电压源(例如，110伏、220伏等)。

在图1中示出的动力传动系统10是高度示意性的并且不旨在限制本公开。在本公开的范围内，动力传动系统10可以可选地或另外使用各种附加部件。

图2是可以由比如图1的电动车辆12这样的电动车辆使用的车辆系统56的高度示意性图示。示意性地显示车辆系统56的各种部件以更好地说明本公开的特征。然而，这些部件不一定描绘在准确位置中并且不一定按比例显示，在实际车辆中它们将在该准确位置中被发现。

车辆系统56适应于或者在电动车辆12的下一预计使用时间之前或在电动车辆12的运转期间计划和完成电动车辆12的变速器60的传动液58的调节。在一非限制性实施例中，传动液58在电动车辆12的下一预计使用时间之前被加热以实现最佳工作温度范围。除提供其他潜在的益处以外，在特定车辆条件期间调节传动液58可以提高燃料效率、耐久性、客户满意度和电动车辆12的电可行驶里程。

在一非限制性实施例中，示例性车辆系统56包括变速器60、高电压电池组24、充电系统16、一个或多个电动加热装置64和控制模块66。变速器60可以或者是自动变速器或者是手动变速器。变速器60使传动液58循环，该传动液58具有最佳工作温度范围。虽然没有通过图2的高度示意性图示具体地示出，但变速器60包括一系列齿轮、离合器、制动器等，以及配置为使传动液58循环以使变速器60的各种部件润滑和/或保持传动液58的所需的压力的变速器泵。虽然也没有具体地示出，但变速器60可以另外包括变矩器。

电池组24可以包括一个或多个具有多个电池单元或其他储能装置的电池总成。电池组24的储能装置存储选择性地供应以给以车载的方式置于电动车辆12上的各种电力负载供电的电能。这些电力负载可以包括各种高电压负载(例如，电机等)或各种低电压负载(例如，照明系统、低电压电池、逻辑电路等)。

充电系统16可以包括位于电动车辆12上的充电接口62以及可操作地连接在充电接口62和外部电源68之间的线组(cordset)65。充电接口62适应于选择性地通过线组65从外部电源68接收能量，并且然后向电池组24供应能量以用于给电池单元充电。在另一非限制性实施例中，充电系统16是从外部电源68向充电接口62无线地传递电力的无线充电系统。如果必要的话，充电系统16可以将从外部电源68接收的交流电转换为用于给高电压电池组24充电的直流电DC。除其他操作参数以外，充电系统16也配置为形成用于给电池组24充电的最大可用充电电流。在一非限制性实施例中，外部电源68包括场外电源，比如公用电源/电网。

一个或多个电动加热装置64(在图2中显示一个)相对于电动车辆12的变速器60定位。加热装置64配置为调节容纳在变速器60里面并且在变速器60里面循环的传动液58，比如通过加热它。在一非限制性实施例中，加热装置64是定位为与传动液58直接接触的正温度系数(PTC)加热器。在另一非限制性实施例中，加热装置64是配置为产生用于加热传动液58的热量的红外线加热装置。在又一非限制性实施例中，加热装置64是电阻加热装置。加热装置64可以被选择使得它的最大调节温度在传动液58的最佳工作温度范围内。

在一非限制性实施例中，当车辆在“插电”(即，当车辆关闭时插入外部电源68)时，加热装置64由电网供电。在另一非限制性实施例中，当车辆“切断插电”(即，从外部电源68拔掉)时或在电动车辆12的运转期间，加热装置64由电池组24供电。在又一非限制性实施例中，加热装置64由独立储能装置供电，比如单独的电池或专用的备用电源。

加热装置64可以相对于变速器60安装在各种位置。例如，在第一非限制性实施例中，在图3A和3B中示出，加热装置64通过孔70插入变速器60的变速器壳体72中。加热装置64的探头74可以在变速器60里面延伸使得它与传动液58直接接触。例如，在一非限制性实施例中，探头74延伸至变速器60的油底壳75中。凸起77标明加热装置64在变速器壳体72上的安装位置。

在另一非限制性实施例中，在图4中示出，加热装置64定位在变速器60的油盘76内。该实施例的加热装置64可以包括安装至油盘76的壁的加热板82使得它与传动液58直接接触。

在另一非限制性实施例中，在图5中示出，加热装置64集成至变速器冷却管路78中，该变速器冷却管路78使传动液58传送至变速器60并且从变速器60传出。例如，变速器冷却管路78可以被布置为延伸通过加热装置64以用于当传动液58在变速器冷却管路78中传送时就加热传动液58。

在又一非限制性实施例中，在图6中示出，加热装置64集成在与变速器60有关的变速器油冷却器80中。变速器冷却管路78把传动液58分配至变速器油冷却器80并且分配来自变速器油冷却器80的传动液58。加热装置64可以在将传动液58传送回变速器60之前加热变速器油冷却器80里面的传动液58。在本公开的范围内也预期其他安装位置。

再次参考图2，控制模块66可以是比如车辆系统控制器(VSC)这样的整体车辆控制单元的一部分，或可以可选地是与VSC分开的独立的控制单元。在一非限制性实施例中，控制模块66是电动车辆12的变速器控制模块(TCM)的一部分。控制模块66包括用于与车辆系统56的各种部件交互并且命令该车辆系统56的各种部件的运转的可执行指令，该车辆系统56包括但不限于变速器60、电池组24、充电系统16和加热装置64。控制模块66可以包括用于与车辆系统56的各种部件交互的多个输入和输出。控制模块66可以另外包括用于执行车辆系统56的各种控制策略和模式的处理单元和非暂时性存储器。

在一非限制性实施例中，控制模块66配置为致动加热装置64以加热传动液58。在一非限制性实施例中，控制模块66可以在电动车辆12是插电的并且预计到即将到来的行驶周期时命令加热装置64开启。在另一非限制性实施例中，控制模块66配置为确定何时使用加热装置64来启动和停止调节变速器60。在又一非限制性实施例中，控制模块66配置为确定何时启动和停止给电池组24充电并且确定应该使用的充电率。

控制模块66可以另外通知驾驶员/操作者电池组24具有不足的SOC(荷电状态)来加热传动液58，可以基于顾客偏好和选择来在电池组24和加热装置64之间分配电荷，可以决定不加热传动液58，除非电池组24是完全充电的，并且可以通知驾驶员/操作者加热传动液58所必要的时间量。这些仅是车辆系统56的控制模块66的许多功能的几个非限制性示例。

在继续参考图1-6的情况下，图7示意性地说明用于控制车辆系统56的控制策略100。例如，如果已经满足特定条件，则控制策略100可以被执行以加热电动车辆12的传动液58。可以用适应于执行控制策略100或任何其他控制策略的一个或多个算法来编程控制模块66。在一非限制性实施例中，控制策略100在控制模块66的非暂时性存储器中存储为可执行指令。

控制策略100在框102开始。在框104，控制策略100确认电动车辆12是否是插电的。当电动车辆12点火开关关断并且充电系统16的线组65插入至充电接口62和外部电源68中并且能够供应电力时，存在电动车辆12的插电状况。如果电动车辆12是插电的，则控制策略100可以前进至框106。

接下来，在框106，控制策略100确定即将到来的行驶周期是否预计在预定义阈值时间量范围内。也就是说，只有在预计电动车辆12的所有者/操作者将很快把线组65从充电接口62移除并且开始行驶周期(即，可能发生点火开关接通事件)的时候加热传动液58。传动液58调节的启动时间可以根据多个因素。在一非限制性实施例中，传动液58调节的启动时间可以——至少部分地——基于客户输入。在另一非限制性实施例中，调节的启动时间可以基于规划的乘客舱预调节的启动时间。在又一非限制性实施例中，调节的启动时间可以基于与电动车辆12有关的行驶周期的既定模式。调节的启动时间也可以至少部分地基于比如环境温度和传动液58的温度这样的感测到的条件。

用于得到传动液58调节启动时间的逻辑可以在控制模块66内被编程，比如在一个或多个查找表内。通过一非限制性示例，如果即将到来的行驶周期预计在15分钟内或更少则可以使用第一启动时间来开始加热传动液58，然而，如果即将到来的行驶周期预计大于15分则可以使用第二的稍后启动时间。这仅旨在作为一非限制性示例，并且预定义阈值时间量可以设置为任何时间量。

如果在框106确定了即将到来的行驶周期预计在预定义阈值时间量范围内，则控制策略100可以前进至框108，致动加热装置64以产生随后用于加热传动液58的热量。其他提示可以被监测以用于初始化加热装置64。这样的提示的非限制性示例包括多种接触点(例如，密钥卡、小型键盘、车门微启等)的致动或当已经发起远程启动顺序时。

一旦在框108已经致动加热装置64，就在框110开始传动液58的加热。以这种方式调节或加热传动液58凭借在传动液58的最佳工作温度范围内操作传动液58而提高效率。传动液58可以被调节直到电动车辆12被切断插电或发起车辆启动，此时控制策略100在框112结束。如果需要，加热装置64可以在行驶周期期间被致动以加热传动液58，比如通过使用来自高电压电池组24的电力。

在另一非限制性实施例中，如果加热传动液58的潜在能量节约大于加热传动液58所需的能量的量则加热传动液58。控制模块66因此配置为确定加热传动液58的潜在能量节约是否大于加热传动液58所需的能量的量。在一非限制性实施例中，在各种温度下的变速器效率可以被确定并且被输入至查找表中。控制模块66然后可以将车辆的瓦特/小时效率与传动液58加热对用于加热液体的优化的温度效率减去能量相比较。在另一非限制性实施例中，是否加热传动液58的决策是基于驾驶员的过去的驾驶历史。例如，如果控制模块66知道驾驶员将要做短途旅行，它可以决定不加热传动液58并且反而使用能量来推进车辆。加热传动液58的益处在相对短的旅行期间可能不实现。

虽然不同的非限制性实施例说明为具有特定的部件或步骤，但本公开的实施例不限于那些特定的组合。使用来自任何非限制性实施例的部分部件或特征与来自任何其他非限制性实施例的特征或部件的组合是可能的。

应该理解的是，在几个附图中的相同的附图标记识别对应的或相似的元件。应该理解的是，尽管在这些示例性实施例中公开并且说明了特定的部件设置，但其他设置也可以从本公开的教导中受益。

上述说明应该理解为说明性的并且无任何限制的意义。本领域普通技术人员将要理解的是，某些修改可以发生在本公开的范围内。由于这些原因，应该研究下面的权利要求以确定本公开的准确范围和内容。

Claims (14)

1.一种电动车辆，所述电动车辆包含：

变速器；以及

配置为选择性地加热在所述变速器里面循环的传动液的电动加热装置。

2.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置与所述变速器里面的所述传动液直接接触。

3.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置包括正温度系数(PTC)加热器。

4.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置包括红外线加热装置。

5.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置包括电阻加热装置。

6.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置包括延伸至所述变速器的油底壳中的探头。

7.如权利要求1所述的电动车辆，包含配置为选择性地命令所述电动加热装置的致动的控制模块。

8.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置是由电网供电的。

9.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置是由高电压电池组供电的。

10.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置通过开口安装在所述变速器的变速器壳体中。

11.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置安装在所述变速器的油盘内。

12.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置集成至使所述传动液循环的变速器冷却管路中。

13.如权利要求1所述的电动车辆，其中所述电动加热装置集成至与所述变速器有关的变速器油冷却器中。

14.一种方法，所述方法包含：

选择性地给电动加热装置供电以产生热量；以及

用由所述电动加热装置产生的热量来加热电动车辆的变速器的传动液。