CN107206903B - 用于车辆系统和方法的半有源部分并联电池配置 - Google Patents

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Abstract

一种汽车电池系统，其包括：电耦接到第一总线的铅酸电池，其中该铅酸电池经由该第一总线向起动器供应电力以冷启动车辆的内燃发动机；电耦接到第二总线的锂离子电池，其中该锂离子电池在该车辆制动时捕获并且存储由再生制动系统产生的电能，并且使用从该再生制动系统捕获的电能向该第二总线供应电力，使得将该第二电力的第一部分供应给电气系统；以及电耦接在该第一总线与该第二总线之间的DC/DC转换器，其中该DC/DC转换器控制该第二电力的第二部分的供应以对该铅酸电池充电。

Description

用于车辆系统和方法的半有源部分并联电池配置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月14日提交的题为“具有通过DCDC连接的PbA的无源PD的双ESS(DUAL ESS WITH PASSIVE PD WITH PbA CONNECTED THROUGH DCDC)”的美国临时申请序列号62/079,848的优先权和权益，该临时申请通过引用并入本文。
背景技术
本公开总体上涉及电池系统领域，并且更具体地涉及可用于机动车辆环境中的电池系统。
本部分旨在向读者介绍可能与下面描述的本公开的各个方面相关的领域的各个方面。认为本讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应从这个角度来解读，而不是作为对现有技术的认可。
使用一个或多个电池系统用于为车辆提供全部或一部分动力的车辆可以被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括所有以下车辆，或其任何变型或组合：其使用电力作为全部或一部分的车辆动力。例如，xEV包括利用电力作为所有动力的电动车辆(EV)。如本领域技术人员将认识到的，也被认为是xEV的混合动力电动车辆(HEV)组合了内燃发动机推进系统和电池供电的电力推进系统，诸如48伏(V)或130V系统。
术语HEV可以包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动机、仅使用内燃发动机，或者使用这两者向车辆提供动力和其它电力。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速运转时停用内燃发动机，并且利用电池系统继续为空调设备、无线电装置或者其它电子设备供电以及在需要推进时重启内燃发动机。轻度混合动力系统还可以例如在加速期间施加一定程度的动力辅助，以补充内燃发动机。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲柄集成式起动器发电机回收制动能量。
进一步地，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用与轻度混合动力类似的“停止-起动”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以向或可以不向内燃发动机供应动力辅助并且在低于60V的电压下运行。为了本讨论的目的，应该注意的是，针对车辆的动力的任何部分，mHEV通常在技术上不使用直接提供给曲轴或传动系统的电力，但是mHEV可仍然被认为是xEV，因为当车辆怠速运转时(此时内燃发动机停用)，其确实使用电力来补充车辆的动力需求，并且通过集成式起动器发电机来回收制动能量。另外，插电式电动车辆(PEV)是可以通过外部电源(诸如壁式插座)充电的任何车辆，并且存储在可再充电电池组中的能量驱动或者有助于驱动车轮。PEV是EV的子类别，其包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合动力电动车辆和常规内燃发动机车辆的电动车辆改装版本。
与仅使用内燃发动机和传统电气系统(通常是由铅酸电池供电的12V系统)的更传统的气动车辆相比，如上所述的xEV可以提供许多优点。例如，与传统的内燃车辆相比，xEV可以产生更少的不期望的排放产物，并且可以表现出更高的燃料效率，并且在一些情况下，这样的xEV可以完全省去汽油的使用，像某些类型的EV或PEV的情况那样。进一步地，与更传统的气动车辆相比，双电池xEV技术导致不期望的排放减少。例如，再生制动车辆捕获并且存储当车辆正在制动或惯性滑行时产生的电能。然后可以利用所捕获的电能来向车辆的电气系统供应电力。作为另一个实例，根据本发明实施例的电池模块可以与固定电力系统(例如，非汽车系统)结合或向其提供电力。
随着技术不断发展，需要为这样的车辆提供改进的电源，特别是电池模块。基于优于传统气动车辆的优点，制造商可能希望在其车辆生产线内利用改进的车辆技术(例如，再生制动系统)。为了实现改进的车辆技术，制造商可能发现需要调整其传统车辆平台的配置。例如，现在认识到，为了改进由再生制动系统提供的优点，制造商可能希望调整电池系统的配置以提高电池系统供应和/或捕获在再生制动期间产生的电能的效率。
发明内容
以下总结了与所公开的主题范围相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制本公开的范围，而是这些实施例仅旨在提供某些所公开的实施例的简要概述。实际上，本公开可以包括可以与以下阐述的实施例相似或不同的各种形式。
第一实施例描述了一种汽车电池系统，其包括：电耦接到第一总线的铅酸电池，其中铅酸电池经由第一总线向起动器供应电力以冷启动车辆的内燃发动机；电耦接到第二总线的锂离子电池，其中锂离子电池捕获并且存储在车辆制动时由再生制动系统产生的电能，并且使用从再生制动系统捕获的电能向第二总线供应电力，使得将第二电力的第一部分供应给电气系统；以及电耦接在第一总线与第二总线之间的DC/DC转换器，其中DC/DC转换器控制第二电力的第二部分的供应以对铅酸电池充电。
第二实施例描述了一种用于使电池系统运行的方法，其包括：当将车辆从熄火转变到点火时使用起动器冷启动内燃发动机，其中电池系统的第一电池向起动器供应第一电力以冷启动内燃发动机；使用再生制动系统将来自车辆的运动的机械能转换成电能；使用电池系统的第二电池捕获由再生制动系统产生的电能；使用由再生制动系统产生的电能从第二电池输出第二电力；以及使用DC/DC转换器控制第二电力的第一部分向车辆的电气系统的供应并且控制第二电力的第二部分向第一电池的供应。
第三实施例描述了一种存储可由车辆中的处理器执行的指令的有形的、非暂时性的计算机可读介质。该指令包括具有以下用途的指令：在车辆从熄火转变到点火时，使用处理器指示车辆的电池系统将第一电池与车辆的起动器断开，以使得第二电池能够通过其自身向起动器供应第一电力以冷启动内燃发动机；使用处理器确定第一电池的电量状态是否大于第一阈值；当第一电池的电量状态不大于第一阈值时，使用处理器指示车辆的交流发电机将来自内燃发动机的第一机械能转换成第一电能，使得由交流发电机输出的第二电力的至少一部分用于将第一电池充电至高于第一阈值；以及当第一电池的电量状态大于第一阈值时，使用处理器指示电池系统控制从第一电池输出的第三电力在用于对第二电池充电的第一部分与用于为车辆的电气系统供电的第二部分之间的划分。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中在所有附图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1是根据本发明方法的实施例的具有用于车辆的全部或一部分动力的电池系统的车辆(xEV)的立体图；
图2是根据本发明方法的实施例的为混合动力电动车辆(HEV)形式的图1的xEV的剖面示意图；
图3是根据实施例的图1的电池系统的示意图；
图4是根据实施例的示出各种电池化学物质的电压特性的曲线图；
图5是根据实施例的示出非电压匹配的电池化学物质的电压特性的曲线图；
图6是根据实施例的示出部分电压匹配的电池化学物质的电压特性的曲线图；
图7是根据实施例的示出电压匹配的电池化学物质的电压特性的曲线图；
图8是根据实施例的在开关-无源并联电池体系结构中的图1的电池系统的示意图；
图9是根据实施例的在半有源部分并联电池体系结构中的图1的电池系统的示意图；
图10是根据实施例的在转变到点火时从图1的电池系统供应电力的过程的流程图；
图11是根据实施例的从图1的电池系统供应电力以暖启动内燃发动机的过程的流程图；以及
图12是根据实施例的在转变到熄火时从图1的电池系统供应电力的过程的流程图。
具体实施方式
以下将描述本发明技术的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中没有描述实际实现方式的所有特征。应当认识到，在任何这样的实际实现方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多专门针对实现方式的决定来实现开发者的具体目标，诸如遵守与系统有关的和与商业相关的约束条件，这些约束条件可能因实现方式而异。此外，应当认识到，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本公开受益的普通技术人员而言，它们不过是设计、生产和制造的例行工作。
如上所述，与传统的气动车辆相比，车辆技术已经改进以提高燃料经济性和/或减少不期望的排放。例如，车辆可以包括再生制动系统，以在车辆制动时将车辆的机械能转换成电能。电池系统可以捕获电能，以便随后供应给车辆的电气部件，诸如空调设备和/或无线电装置。
在传统的气动车辆中，内燃发动机可以驱动交流发电机以产生用于为车辆的电气部件供电的电能。再生制动系统可以使得交流发电机能够被停用更长的时间段，从而降低内燃发动机上的负载。这样，内燃发动机可以燃烧更少的燃料，并且因此减少不期望的排放和/或增加车辆的燃料经济性。
基于优于传统的气动车辆的优点，制造商可能希望在其车辆生产线中利用改进的车辆技术(例如，再生制动技术)。这些制造商经常利用其传统车辆平台之一作为起始点。通常，传统的气动车辆被设计成利用包括单个十二伏铅酸(PbA)电池的电池系统。可以利用具有改进的车辆技术(诸如再生制动系统)的传统电池系统。例如，铅酸电池可以捕获并且存储在再生制动期间产生的电能以便随后供应给车辆的电气部件。
然而，使用铅酸电池捕获在再生制动期间产生的电能可能会限制电池系统的运行效率。更具体地，与其它电池化学物质相比，铅酸电池可具有更低的库仑效率和/或更低的电量接受速率极限。如本文所使用的，“库仑效率”和“电量接受速率极限”可以互换使用来描述电池捕获和存储电能的效率。换句话说，与例如锂离子(Li离子)电池相比，铅酸电池一次可以能够捕获并且存储更少的电能。这样，使用单个铅酸电池可限制在再生制动期间捕获的电能的量，并且因此限制由再生制动系统提供的优点。
因此，如以下将更详细地描述的，本公开的实施例提供了通过包括具有不同电池配置的多个电池来提高电池系统的运行效率的技术。如本文所使用的，“电池”旨在描述利用化学反应来存储和/或分配电力的能量存储装置。另外，如本文所使用的，“电池配置”旨在描述电池的性质，诸如输出电压和/或电池化学物质。因此，在一些实施例中，电池系统可以包括电连接到十二伏电气部件的第一电池和电连接到四十八伏电气部件的第二电池。另外，在一些实施例中，电池系统可以包括具有铅酸电池化学物质的第一电池和具有锂离子电池化学物质的第二电池。
利用具有不同电池化学物质的多个电池可以有助于利用不同的电池化学物质的优势。例如，由于受低温和深度放电的影响较小，所以电池系统可以使用铅酸电池来冷启动内燃发动机。如本文所使用的，“冷启动”旨在描述当从熄火转变到点火时起动内燃发动机。另外，由于具有较高的库仑效率和/或较高的电量接受速率极限，所以电池系统可以使用锂离子电池来捕获并且存储在再生制动期间产生的电能。换句话说，电池系统可以至少部分地基于多个电池各自的优势来在多个电池之间划分操作。
针对电池系统可以使用各种体系结构(例如，配置)。然而，一些体系结构可能更适合于例如通过简化控制方案和/或增加对电池系统的运行的控制的量在多个电池之间划分操作。一种体系结构可以是半有源部分并联电池体系结构。在该体系结构中，第一电池(例如，铅酸电池)可以经由第一总线与用于启动内燃发动机的起动器并联电连接。另外，第二电池(例如，锂离子电池)可以经由第二总线与电气系统(例如，车辆的电气部件)和再生制动系统并联连接。另外，DC/DC转换器可以电耦接在第一总线与第二总线之间。
以这种方式，电池系统可以使用DC/DC转换器来控制在第一总线与第二总线之间流动的电力。例如，DC/DC转换器可以在冷启动期间断开第一总线和第二总线，以使得第一电池能够通过其自身向起动器供应电力。另外，DC/DC转换器可以在再生制动期间断开第一总线和第二总线，以使得第二电池能够通过其自身捕获产生的电能。此外，DC/DC转换器可以例如基于其电量接受速率极限和/或电气系统的电力消耗控制从第二总线流到第一总线的电流的大小，以控制第一电池的充电速率。
这样，半有源部分并联体系结构可以有助于例如基于第一电池和第二电池各自的优势在第一电池与第二电池之间划分操作，以提高电池系统的运行效率。事实上，在一些实施例中，电池系统可以使用某一电池来仅执行其最适合的操作。例如，电池系统可以仅使用第一电池(例如，铅酸电池)来启动内燃发动机，但是不捕获在再生制动期间产生的电能或者向电气系统供应电力。在这样一个实施例中，第一电池的存储容量并且因此其物理尺寸可能会减小，这可以有助于减小电池系统的总体尺寸。另外，电池系统可以使用第二电池(例如，锂离子电池)来逐渐对第一电池充电，同时还向电气系统供应电力。在这样的实施例中，可以减小DC/DC转换器的电流容量，这可以有助于减小电池系统的总体尺寸和/或成本。
为了帮助说明，图1是可以利用再生制动系统的车辆10的实施例的立体图。尽管下面的讨论是针对具有再生制动系统的车辆给出的，但是本文所描述的技术适用于利用电池捕获/存储电能的其它车辆，该其它车辆可以包括电动车辆和气动车辆。
现在认识到，期望非传统电池系统12(例如，锂离子汽车电池)与传统车辆设计很大程度上兼容。在这方面，本发明实施例包括用于xEV和包括xEV的系统的各种类型的电池模块。因此，电池系统12可以被放置在车辆10中本应容纳传统电池系统的位置中。例如，如图所示，车辆10可以包括与典型的内燃发动机车辆的铅酸电池处于相似位置的电池系统12(例如，在车辆10的引擎盖下方)。此外，如以下将更详细地描述的，电池系统12可以被定位成有助于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12定位在车辆10的引擎盖下方可以使得空气管道能够将气流引导到电池系统12上并且冷却电池系统12。
为了简化讨论，将电池系统12描述为例如设置在车辆10的引擎盖下方，如图2所示。如上所述，电池系统12可以电连接到车辆10中的电气部件。为了说明的目的，所示实施例中的电气部件包括起动器16、再生制动系统20、车辆控制台22，以及加热、通风和空调(HVAC)系统24。
以这种方式，电池系统12可以经由一条或多条总线25向车辆10中的一个或多个电气部件供应电力。例如，电池系统12可以向起动器16供应电力以启动(例如，起动)内燃发动机18。在一些实施例中，起动器16可以使用电力来产生在内燃发动机18中开始燃烧的火花。
另外，电池系统12向其它电气部件(诸如车辆控制台22和HVAC系统24)供应电力。如本文所使用的，其它电气部件统称为“电气系统”。因此，电气系统可以包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动助力转向系统、主动悬架系统、自动停车系统、电动油泵、电动增压器/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、梳妆灯、轮胎压力监测系统、天窗电机控制装置、电动座椅、报警系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离警示系统、电动停车制动器、外部灯或其任何组合。
另外，电池系统12可以从车辆10中的一个或多个电气部件接收电力。例如，当车辆10正在制动时，电池系统12可以接收从再生制动系统20输出的电力。如上所述，再生制动系统20可以通过将车辆10的机械能转换成电能来输出电力。更具体地，车辆10由于其运动可能具有机械能(例如，动能)。当制动时，车辆减少其运动，并且因此减少其机械能。机械能的这种减少可以作为热量(例如由传统的刹车片产生的热量)消散。
另外或者可选地，再生制动系统20可以使用发电机(诸如交流发电机、皮带式起动器发电机(BSG)、电动机等等)将机械能的这种减少的至少一部分转换成电能。在一些实施例中，车辆10的运动可用于致动发电机，从而消耗车辆10的机械能并且产生电能。例如，再生制动系统20可以将交流发电机机械地连接到车辆10的车轮，使得车轮的旋转可以致动交流发电机，从而降低车辆的速度并且输出电力。
如上所述，电池系统12可以利用具有不同的电池配置的多个电池来提高运行效率。为了帮助说明，图3中描述了电池系统12和用于控制电池系统12的运行的控制单元32的实施例的更详细的视图。在所描绘的实施例中，电池系统12包括第一电池26、第二电池28、一个或多个传感器29，以及一个或多个可控切换装置30。尽管关于两个电池进行了描述，但是其它实施例可以包括两个或更多个具有不同的电池配置(例如，输出电压和/或电池化学物质)的电池。例如，在其它实施例中，电池系统12可以包括各自具有不同的电池化学物质和/或不同的输出电压的三个电池。
如上所述，电池系统12可以电连接到车辆10中的各种电气部件。通常，电气部件被设计为以特定电力(例如，特定电压)运行。因此，在一些实施例中，可能期望车辆10中的电气部件以不同的电压运行。例如，第一部件可以被设计成或被配置成以十二伏电力运行，而第二部件可以被设计成或被配置成以四十八伏电力运行。
因此，利用具有不同的电池配置的多个电池可以有助于将电池系统12与被设计成在不同的电压下运行的电气部件电连接。通常，由电池输出的电力可以至少部分地取决于其电池单元34的配置。例如，将电池单元34串联连接可以使得电池的电压升高并且将电池单元34并联连接可以使得电池的电流增加。因此，继续以上实例，第一电池26的电池单元34可以被配置成使得第一电池26是十二伏电池，并且第二电池28的电池单元34可以被配置成使得第二电池是四十八伏电池。这样，电池系统12可以使用第一电池26与第一部件电连接以及使用第二电池28与第二部件电连接。
另外，电池系统12可以包括具有不同的电池化学物质的多个电池，以利用不同的电池化学物质的优势。通常，不同的电池化学物质可具有不同的操作特性，诸如开路电压、电量接受速率极限、库仑效率、所设计的操作温度范围等等。
为了帮助说明，针对图4描述了具有不同的电池化学物质的多个十二伏电池的特性。具体地，该电池包括锂镍锰钴氧化物(NMC)电池、钛酸锂/锂镍锰钴氧化物(NMC/LTO)电池、钛酸锂/锂锰氧化物(LMO/LTO)电池、镍-金属氢化物(NiMH)电池，镍锌(NiZn)电池、磷酸锂铁(LFP)电池，以及铅酸(PbA)电池。在一些实施例中，NMC电池单元可以包括锂镍锰钴氧化物阴极和石墨阳极，NMC/LTO电池单元可以包括锂锰氧化物阴极和钛酸锂阳极、LMO/LTO电池单元可以包括锂锰氧化物阴极和钛酸锂阳极，以及LFP电池单元可以包括磷酸锂铁阴极和石墨阳极。
如图所示，图4是描述该电池中的每一种的电压特性与其总电量状态(例如，从0％电量状态到100％电量状态)的XY图，其中在X轴上显示电量状态并且在Y轴上显示电压。这样，所示的实施例包括描述NMC电池的电压特性的NMC电压曲线38、描述NMC/LTO电池的电压特性的NMC/LTO电压曲线40、描述NiMH电池的电压特性的NiMH电压曲线42、描述LFP电池的电压特性的LFP电压曲线44、描述LMO/LTO电池的电压特性的LMO/LTO电压曲线46、描述NiZn电池的电压特性的NiZn电压曲线48，以及描述铅酸电池的电压特性的PbA电压曲线50。
如图所示，电池可以各自具有不同的开路电压范围。因此，针对第一电池26和第二电池28选择的不同对的电池化学物质可能导致电池系统12以不同的方式运行。在一些实施例中，电池系统12的运行可以至少部分地基于第一电池26和第二电池28的开路电压范围重叠的量。例如，所选择的一对化学物质可能导致第一电池26和第二电池28是非电压匹配的、部分电压匹配的，或者电压匹配的。如本文所使用的，“非电压匹配的”旨在描述当第一电池26和第二电池28的开路电压范围不重叠时，“部分电压匹配的”旨在描述当第一电池26和第二电池28的开路电压范围部分重叠时(例如，在第二电池28的总电量状态的1-74％之间)，以及“电压匹配的”旨在描述当第一电池26和第二电池28的电压很大程度上重叠时(例如，在第二电池28的总电量状态的75-100％之间)。
为了帮助说明，图5中描绘了一对非电压匹配的电池的电压曲线，图6中描绘了一对部分电压匹配的电池的电压曲线，以及图7中描绘了一对电压匹配的电池的电压曲线。为了说明的目的，在图5至图7中，第一电池26将被描述为铅酸电池，并且第二电池28将被描述为不同的锂离子电池(例如，NMC电池、NMC/LTO电池，以及LMO/LTO电池)。
如图4至图7所示，每种电池的电压可以随其电量状态(SOC)而变化。例如，铅酸电池在0％电量状态下可具有11.2伏的开路电压，在50％电量状态下可具有12.2伏的开路电压，以及在100％电量状态下可具有12.9伏的开路电压。这样，铅酸电池可以具有在11.2-12.9伏之间的开路电压范围。虽然针对铅酸电池和锂电池进行了以下讨论，但是本发明技术可以应用于具有相似特性的其它多对电池(例如，非电压匹配的，部分电压匹配的，或者非电压匹配的)。
如图5所示，当第二电池28是NMC电池时，第一电池26和第二电池28是非电压匹配的，因为PbA电压曲线50和NMC电压曲线38在任何点都不重叠。换句话说，不管它们各自的电量状态(SOC)如何，第一电池26和第二电池28的开路电压都不重叠。为了帮助说明，第一电池26具有11.2-12.9伏的开路电压范围，并且第二电池28具有在13.3-16.4伏之间的开路电压范围。因此，当第二电池28处于其最低电压(例如，在0％电量状态)时，其电压大约为13.3伏。另一方面，当第一电池26处于其最高电压(例如，100％电量状态)时，其电压大约为12.9伏。在其它实施例中，当第一电池26是铅酸电池并且第二电池28是锂镍钴铝氧化物(NCA)(例如，NCA阴极和石墨阳极)或者NMC-NCA电池(例如，混合的NMC-NCA阴极和石墨阳极)时，第一电池26和第二电池28也可以是非电压匹配的。
如图6所示，当第二电池28是NMC/LTO电池时，因为PbA电压曲线50和NMC/LTO电压曲线40部分重叠，所以第一电池26和第二电池28是部分电压匹配的。如上所述，当电压重叠对应于第二电池28的总电量状态范围的1-74％之间时，第一电池26和第二电池28可以是部分电压匹配的。换句话说，根据它们各自的电量状态，第一电池26和第二电池28的开路电压可以相同。
为了帮助说明，第一电池26具有在11.2-12.9伏之间的开路电压范围，并且第二电池28具有在11.8-16伏之间的开路电压范围。因此，当第一电池26和第二电池28都在11.8-12.9伏之间时，开路电压可能重叠。如图所示，当第二电池28处于0％电量状态时，其具有大约11.8伏的开路电压，当第二电池28处于20％电量状态时，其具有12.9伏的开路电压。因此，当第二电池28处于0-20％之间的电量状态(例如，第二电池28的总电量状态范围的20％)时，开路电压可能重叠。在其它实施例中，当第一电池26是铅酸电池并且第二电池28是NiMH、LFP电池或者NMC/LTO-LMO电池(例如，NMC-LMO阴极和LTO阳极)时，第一电池26和第二电池28也可以是部分电压匹配的。
如图7所示，当第二电池28是LMO/LTO电池时，因为PbA电压曲线50和LMO/LTO电压曲线46在很多程度上重叠，所以第一电池26和第二电池28是电压匹配的。如上所述，当电压重叠对应于第二电池的总电量状态范围的75-100％之间时，第一电池26和第二电池28可以是电压匹配的。换句话说，第一电池26的开路电压和第二电池28的开路电压针对它们各自的电量状态的大部分可以是相同的。
为了帮助说明，第一电池26具有11.2-12.9伏的开路电压范围，并且第二电池28具有在11.5-13.3伏之间的开路电压范围。因此，当第一电池和第二电池都在11.5-12.9伏之间时，开路电压可能重叠。如图所示，第二电池28在0％电量状态下具有大约11.5的开路电压，并且在75％电量状态下具有12.9的开路电压。因此，当第二电池处于75-100％电量状态之间(例如，第二电池28的总电量状态的75％)时，开路电压可能重叠。在其它实施例中，当第一电池26是铅酸电池并且第二电池28是NiZn电池时，第一电池26和第二电池28也可以是电压匹配的。
除了电压范围之外，其它操作特性(诸如电量接受速率极限、库仑效率、所设计的操作温度范围等等)可能受电池化学物质影响。例如，与锂离子电池相比，铅酸电池可能较少受到深度放电的影响，并且被设计成具有较大的操作温度范围。另一方面，与铅酸电池相比，锂离子电池可具有更高的库仑效率和/或更高的电量电力接受性。
这样，可以选择在第一电池26和第二电池28中使用的电池化学物质以利用多种不同的电池化学物质的优点。例如，第一电池26可以利用铅酸电池化学物质，并且第二电池28可以利用锂离子电池化学物质。为了有助于利用这些优点，电池系统12执行的操作可以基于它们各自的优势在第一电池26与第二电池28之间进行划分。例如，第一电池26由于其在较低温度下运行的能力并且较少受到深度放电的影响，可用于冷启动内燃发动机18。另外，第二电池28由于其较高的库仑效率和/或较高的电量电力接受性，可用于捕获并且存储在再生制动期间产生的电能。
在如图3所示的实施例中，控制单元32可以控制车辆10的电池系统12和/或其它部件(诸如再生制动系统20、交流发电机、起动器16、HVAC系统24和/或车辆控制台22)的操作。换句话说，如本文所使用的，控制单元32旨在描述车辆10的控制部件，该控制部件可以包括电池控制单元、车辆控制单元等等。
在一些实施例中，控制单元32可以通过指示可控切换装置30打开或关闭来控制电池系统的运行。以这种方式，电池系统12可以选择性地将第一电池26和/或第二电池28与车辆10中的电气部件连接和断开。因此，在一些实施例中，可控切换装置30可以包括一个或多个机械开关52和/或一个或多个直流-直流(DC/DC)转换器54，诸如一个或多个升压转换器、一个或多个降压转换器和/或一个或多个双向转换器(例如，升压-降压转换器)。
另外，在一些实施例中，控制单元32可以至少部分地基于电池系统12的操作参数(诸如温度、电量状态、输出电压、总线电压、输出电流、总线电流等等)来控制运行。为了便于确定操作参数，控制单元32可以从电池系统12中的一个或多个传感器29接收测量值。在一些实施例中，传感器29可以直接测量操作参数。因此，在这样的实施例中，传感器29可以包括测量电量状态的一个或多个温度传感器、测量温度的一个或多个温度传感器，和/或测量第一电池26、第二电池28和/或总线25的电力的一个或多个电力传感器。另外或者可选地，控制单元32可以至少部分地基于来自传感器29的测量值来确定操作参数。
为了便于控制操作，控制单元32可以包括存储器56和一个或多个处理器58。具体地，处理器58可以执行存储在存储器56中的指令，以执行电池系统12中的操作，诸如指示可控切换装置30打开或关闭。这样，一个或多个处理器58可以包括一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其任何组合。另外，存储器56可以包括存储可由处理器58执行的指令和由处理器58处理的数据的一个或多个有形的、非暂时性的计算机可读介质。因此，在一些实施例中，存储器56可以包括随机存取存储器RAM)、只读存储器(ROM)、可重写非易失性存储器(诸如闪速存储器、硬盘驱动器、光盘等等)。
如上所述，电池系统12可以电连接到车辆10的电气部件。然而，电池系统12的体系结构(例如，电连接的配置)可以在不同的实现方式之间变化。各种体系结构可以使得电池系统12能够在第一电池26与第二电池28之间划分操作。然而，由控制单元32实现的控制方案可以至少部分地基于电池系统12的体系结构而变化。
例如，在一些实施例中，第一电池26和第二电池28可以以各种并联体系结构(诸如开关-无源并联体系结构或有源并联体系结构)连接。在开关-无源并联体系结构中，电池系统12可以包括可并联连接的多个电池，其中一个或多个电池通过机械开关52选择性地连接和断开。另外，在有源并联体系结构中，电池系统12可以包括并联连接的多个电池，其中一个或多个电池由DC/DC转换器54选择性地连接和断开。
为了帮助说明，图8中描述了开关-无源并联体系结构60的一个实施例。为了简化讨论，第一电池26将被描述为铅酸(PbA)电池62，并且第二电池28将被描述为锂离子(Li离子)电池64。然而，本领域普通技术人员应该能够使开关-无源并联体系结构60适应其它多对电池化学物质。
在所示的实施例中，铅酸电池62和锂离子电池64经由总线25与起动器16、再生制动系统20和电气系统66并联耦接。如上所述，电气系统66旨在描述车辆10中的其它电气部件，诸如HVAC系统24和/或车辆控制台22。如图所示，第一机械开关52A电耦接在铅酸电池62与总线25之间。另外，第二机械开关52B电耦接在锂离子电池64与总线25之间。这样，控制单元32可以指示第一机械开关52A选择性地连接和断开铅酸电池62并且指示第二机械开关52B选择性地连接和断开锂离子电池64。
在一些实施例中，控制单元32可以指示第一机械开关52A和第二机械开关52B分别选择性地连接和断开铅酸电池62和锂离子电池64，以便于在铅酸电池62与锂离子电池64之间划分操作。例如，在冷启动内燃发动机18时，控制单元32可以指示第一机械开关52A闭合，并且指示第二机械开关52B断开。以这种方式，铅酸电池62可以通过其自身用于冷启动内燃发动机18。如上所述，由于铅酸电池62在较低温度下运行的能力并且较少受到深度放电的影响，所以其可能更适合于冷启动内燃发动机18。
另外，在制动期间，控制单元32可以指示第一机械开关52A断开，并且指示第二机械开关52B闭合。以这种方式，锂离子电池64可以通过其自身用于捕获并且存储由再生制动系统20产生的电能。如上所述，由于锂离子电池64较高的库仑效率和/或较高的电量电力接受性，其可能更适合于捕获在再生制动期间产生的电能。以这种方式，开关-无源并联电池体系结构60可以使得控制单元32能够基于铅酸电池62与锂离子电池64各自的优势在铅酸电池62与锂离子电池64之间划分由电池系统12执行的操作，这可以有助于提高电池系统的运行效率。
除了并联体系结构之外，第一电池26和第二电池28可以以其它体系结构连接，这类体系结构有助于在第一电池26与第二电池28之间划分由电池系统12执行的操作。例如，在一些实施例中，第一电池26和第二电池28可以以各种部分并联体系结构(诸如半有源部分并联体系结构)连接。如本文所使用的，“部分并联体系结构”旨在描述这样一种体系结构：其中第一电池26和第二电池28各自与电气部件并联耦接但是第一电池26和第二电池28不并联耦接的。
为了帮助说明，图9中描绘了半有源部分并联体系结构70的一个实施例。为了简化讨论，第一电池26将被描述为铅酸(PbA)电池62，并且第二电池28将被描述为锂离子(Li离子)电池64。然而，本领域普通技术人员应该能够使半有源部分并联体系结构70适应其它多对电池化学物质。
如图所示，铅酸电池62经由第一总线25A与起动器16并联耦接。另外，锂离子电池64经由第二总线25B与再生制动系统20和电气系统66并联耦接。此外，DC/DC转换器54以及在一些实施例中旁路机械开关52C电耦接在第一总线25A与第二总线25B之间。
通常，DC/DC转换器54可以通过打开和关闭而起到类似于机械开关52的作用以选择性地连接和断开。在一些实施例中，DC/DC转换器54可以通过输出零电流而关闭，并且因此断开。例如，当处于升压配置时，DC/DC转换器54可以将内部开关维持在闭合位置，或者当处于降压配置时，DC/DC转换器54可以将内部开关维持在断开位置。另外，DC/DC转换器54可以通过输出具有向上阶变或向下阶变的电压的电流而打开，并且因此连接。例如，当处于升压配置或降压配置时，DC/DC转换器54可以维持内部开关。以这种方式，控制单元32使用DC/DC转换器54选择性地连接和断开第一总线25A和第二总线25B，并且因此选择性地连接和断开铅酸电池62和锂离子电池64。
这样，控制单元32可以使用DC/DC转换器54来有助于在铅酸电池62与锂离子电池64之间划分操作。例如，控制单元32可以指示DC/DC转换器54在冷启动内燃发动机18时断开第一总线25A和第二总线25B。以这种方式，铅酸电池62可以通过其自身用于冷启动内燃发动机18。另外，当车辆10正在制动时，控制单元32可以指示DC/DC转换器54断开第一总线25A和第二总线25B。以这种方式，锂离子电池64可以通过其自身用于捕获并且存储在再生制动期间产生的电能。
此外，在正常操作期间(例如，当车辆在运动而不是制动时)，控制单元32可以指示DC/DC转换器54连接第一总线25A和第二总线25B。以这种方式，除了为电气系统66供电之外，锂离子电池64可以供应电力以对铅酸电池充电。因此，与开关-无源并联电池体系结构60类似，半有源部分并联体系结构70可以使得控制单元32能够至少部分地基于铅酸电池62和锂离子电池64各自的优势在铅酸电池62与锂离子电池64之间划分由电池系统12执行的操作。
虽然多个体系结构可能适合于在第一电池26与第二电池28之间划分由电池系统执行的操作，但是有些体系结构可能存在权衡。例如，与DC/DC转换器54相比，机械开关52通常更小、成本更低、并且更具鲁棒性(例如，能够传导更多的电流)。这样，与半有源部分并联体系结构70相比，开关-无源并联体系结构60可能更小、成本更低，并且更具鲁棒性。
另一方面，与机械开关52相比，DC/DC转换器54可以提供对电池系统12的运行的更大的控制量。例如，DC/DC转换器54可以控制输出电流的大小。因此，在一些实施例中，DC/DC转换器可以控制从第二电池28流到第一电池26的电流，并且因此控制第一电池26的充电速率。实际上，在一些实施例中，可以至少部分地基于第一电池26的电量接受速率极限来控制电流，以提高充电效率(例如，与所捕获的电能的量相比所消耗的电能的量)。这样，半有源部分并联体系结构70可以使得控制单元32能够实现与开关-无源并联体系结构60相比进一步提高运行效率的控制方案。
图10中描述了当车辆10从熄火转变到点火时用于控制电池系统12的运行的过程72的一个实施例。通常，方法72包括确定车辆何时转变到点火(过程框74)、将来自第一电池的电力供应给起动器以冷启动内燃发动机(过程框76)、确定第二电池的电量状态是否大于阈值(判定框78)，以及当第二电池的电量状态不大于阈值时，从交流发电机和/或第二电池向电气系统供应电力(过程框80)。另外，当第二电池的电量状态大于阈值时，过程72包括从第二电池向电气系统供应电力(过程框82)、从第二电池供应电力以对第一电池充电(过程框84)、确定车辆是否正在制动(判定框86)，以及当车辆正在制动时将来自再生制动系统的电力供应给第二电池(过程框88)。在一些实施例中，过程72可以通过使用处理电路(诸如处理器58)执行存储在有形的、非暂时性的计算机可读介质(诸如存储器56)中的指令来实现。
因此，在一些实施例中，控制单元32可以确定车辆10何时从熄火转变到点火(过程框74)。在一些实施例中，即使在车辆熄火时控制单元32也可以保持通电以控制电力向熄火负载(诸如报警系统)的供应。在这样的实施例中，控制单元32可以基于例如来自中央控制单元或者直接来自点火的指示确定何时发生转变。在其它实施例中，当车辆熄火时，控制单元32可以断电。在这样的实施例中，控制单元32可以基于何时供应电力以接通控制单元32来确定何时发生转变。
然后，控制单元32可以指示电池系统12向起动器16供应来自第一电池26的电力以冷启动内燃发动机18(过程框76)。当熄火时，电池系统12的温度可以逐渐调整至其周围环境的温度，该周围环境的温度通常低于车辆10点火时的温度。换句话说，为了冷启动内燃发动机18，可以要求电池在与其它点火负载相比较低的温度下供应电力。另外，启动内燃发动机18可能消耗大量的电能。换句话说，为了启动内燃发动机18，电池可能急剧地放电。
如上所述，电池化学物质可能表现出不同的操作特性。例如，锂离子电池64可以被设计成在较小和/或较高的操作温度范围以及较小和/或较高的电量状态范围下运行。另一方面，可能期望铅酸电池62在较大和/或较低的操作温度范围以及较大和/或较低的电量状态范围下运行。换句话说，铅酸电池62可能更能够在较低的操作温度下运行，并且较少受到深度放电的影响。这样，第一电池26可以是铅酸电池62。
在一些实施例中，控制单元32可以通过指示电池系统12将第二电池28与起动器16断开来指示第一电池26冷启动内燃发动机18。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54关闭，从而将锂离子电池64与起动器16断开，并且使得铅酸电池62能够通过其自身向起动器16供应电力。以这种方式，由于铅酸电池62更适合于冷启动内燃发动机18，所以电池系统12的运行效率可以提高。
返回到图10中描述的过程72，控制单元32然后可以确定第二电池28的电量状态是否大于操作范围阈值(判定框78)。在一些实施例中，控制单元32可以使用电量状态传感器29来确定第二电池28的电量状态。另外或者可选地，控制单元32可以基于第二电池28的操作参数(诸如开路电压)来确定第二电池28的电量状态。
然后，控制单元32可以确定操作范围阈值并且将其与第二电池28的电量状态进行比较。在一些实施例中，操作范围阈值可以例如由制造商预先确定，并且存储在存储器56中。因此，在这样的实施例中，控制单元32可以从存储器56检索操作范围阈值。另外，在一些实施例中，操作范围阈值可以被设定成使得第二电池28维持在期望的电量状态范围内(例如，不深度放电)。此外，在一些实施例中，可以设定操作范围阈值，使得当第二电池28高于该操作范围阈值时其足以为电气系统66供电。
因此，当第二电池28的电量状态不大于操作范围阈值时，控制单元32可以指示电池系统12从第二电池28和/或交流发电机向电气系统66供应电力(过程框80)。更具体地，交流发电机可以将由内燃发动机18输出的机械能转换成电能。因此，在一些实施例中，控制单元32可以指示电池系统12断开第二电池28，并且仅使用交流发电机向电气系统66供应电力。
在其它实施例中，控制单元32可以指示电池系统12使用从交流发电机输出的电力对第二电池28充电。在这样的实施例中，这可能导致第二电池28的微循环。例如，控制单元32可以指示交流发电机启用第二电池28并且将第二电池28充电至高于操作范围阈值。一旦高于操作范围阈值(例如，高出一设定量)，控制单元32可以指示交流发电机停用，并且指示第二电池28向电气系统66供应电力。如果第二电池28再次达到操作范围阈值，则控制单元32可以指示交流发电机启用并且再次对第二电池充电。因此，在这样的实施例中，控制单元32可以周期性地检查第二电池28的电量状态是否高于操作范围阈值(箭头92)。
另一方面，当第二电池28的电量状态大于操作范围阈值时，控制单元32可以指示电池系统12从第二电池28向电气系统66供应电力(过程框82)。如上所述，可以设定操作范围阈值，使得当第二电池28高于该操作范围阈值时其足以为电气系统66供电。因此，在一些实施例中，当高于操作范围阈值时，控制单元32可以指示电池系统12仅从第二电池28供应电力。在这样的实施例中，交流发电机可以被停用，从而减少内燃发动机18上的负载，并且因此提高燃料经济性。
另外，当第二电池28的电量状态大于操作范围阈值时，控制单元32可以指示电池系统12从第二电池28供应电力以对第一电池26充电(过程框84)。在一些实施例中，电池系统12可以通过使电流从第二电池28流到第一电池26来对第一电池26充电。例如，关于在图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54产生从锂离子电池64到铅酸电池62的电流流动。
如上所述，在一些实施例中，DC/DC转换器54可以是升压转换器、降压转换器或者双向转换器。因此，在这样的实施例中，DC/DC转换器54可以调整由锂离子电池64输出的电力的电压。因此，控制单元32可以指示DC/DC转换器54输出比铅酸电池62的开路电压更大的电压。以这种方式，DC/DC转换器54可以使电流从锂离子电池64流过第二总线25B，流过第一总线25A，并进入铅酸电池62中。然而，由于较高的电压，DC/DC转换器54可以阻止电流从第一总线25A流到第二总线25B。
除了仅使电流流动之外，控制单元32还可以使用DC/DC转换器54来控制电流的大小，并且因此控制铅酸电池62的充电速率。具体地，DC/DC转换器54可以通过调整其输出电压来调整输出到铅酸电池62的电流。例如，当输出电压增加时，输出电流可能减小，反之亦然。
在一些实施例中，控制单元32可以至少部分地基于铅酸电池62的电量接受速率极限来控制供应给铅酸电池62的电流。电量接受速率极限可以指示电池一次可以捕获和存储的电能的量的极限。因此，高于电量接受速率极限的附加电能可能不被捕捉并且存储在电池中，并且实际上可能导致不期望的温度升高、极化和/或过度充电状况。这样，DC/DC转换器54可以控制所供应的电流以提高铅酸电池62的充电效率(例如，所使用电量的充电量)和/或减少不期望的效果的可能性。事实上，由于电量接受速率极限可能较低，所以DC/DC转换器54可以限制铅酸电池62例如以小于最大充电速率的涓流(例如逐渐)充电。
另外，在一些实施例中，控制单元32可以至少部分地基于电气系统66的电力消耗来动态地控制供应给铅酸电池62的电流。更具体地，锂离子电池64一次可以输出有限量的电流。这样，电流可以在电气系统66的消耗与对铅酸电池62的充电之间进行分流。因此，当电气系统66的消耗增加时，控制单元32可以指示DC/DC转换器54以牺牲对铅酸电池62的充电为代价向电气系统66转移更多的电力。另一方面，当电气系统66的消耗减少时，控制单元32可以指示DC/DC转换器54将电力转移回来以对铅酸电池62充电。以这种方式，DC/DC转换器54可以使得铅酸电池62能够被充电而基本上不影响电气系统66的运行。
返回到图10中描述的过程72，控制单元32还可以周期性地确定车辆10是否正在制动(判定框86)。在一些实施例中，控制单元32可以例如从中央控制单元和/或制动器接收车辆10是否正在制动的指示。在其它实施例中，控制单元32可以基于车辆的操作特性(诸如车辆10的速度和/或内燃发动机18的每分钟转数(RPM))来确定车辆10是否正在制动。例如，当车辆的速度急剧下降时，控制单元32可以确定车辆10正在制动。
当车辆10不在制动时，控制单元32可以返回以确定第二电池28的电量状态是否小于操作范围阈值(箭头90)。另一方面，当车辆10正在制动时，控制单元32可以指示再生制动系统20向第二电池28供应电力(过程框88)。如上所述，再生制动系统20可以将车辆10的机械能(例如，动能)转换成电能，该电能可以作为电力输出。因此，向第二电池28供应电力可以使得第二电池28能够捕获并且存储在再生制动期间产生的、用于随后在车辆10中使用的电能。
如上所述，捕获在再生制动期间产生的电能可以使得交流发电机停用一段时间，这有助于提高车辆10的燃料经济性。因此，可以通过增加实际上由电池系统12捕获并且存储的电能的量来改善这样的益处。通常，制动旨在在短时间内快速地降低车辆10的速度，并且因此降低车辆10的机械能。这样，从再生制动系统20输出的电力可能较高并且持续短暂的一段时间。换句话说，电池系统12可以通过使用用于第二电池28的电池化学物质来改进再生制动系统20的益处，该第二电池28的电池化学物质增加了电池系统12一次能够捕获的电能的量。
如上所述，一些电池化学物质可能呈现出不同的操作特性。例如，铅酸电池化学物质可能具有较低的库仑效率和/或较低的电量接受速率极限，这可能限制一次捕获的电能的量。另一方面，锂离子电池化学物质可能具有较高的库仑效率和/或较高的电量接受速率极限。换句话说，锂离子电池化学物质在短暂的一段时间内可以更能够捕获大量的电能。这样，第二电池28可以是锂离子电池64。
在一些实施例中，控制单元32可以通过指示电池系统12将第一电池26与再生制动系统20断开来指示第二电池28捕获并且存储由再生制动系统20产生的电能。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54关闭，从而将铅酸电池62与再生制动系统20断开，并且使得锂离子电池64能够通过其自身捕获在再生制动期间产生的电能。以这种方式，由于锂离子电池64更适合于捕获在再生制动期间产生的电能，所以电池系统12的运行效率可以提高。
如上所述，在一些实施例中，车辆10可以是微混合动力车辆。在这样的实施例中，当车辆空转(例如，停车)并且点火时，车辆10可以停用内燃发动机18。随后，当需要推进时，电池系统12可以向起动器16供应电力以暖启动内燃发动机18。
由于当预期在长时间段内空转时车辆10通常转变到熄火，所以可以假定内燃发动机18在暖启动时相对不久之前(例如，几秒或几分钟)已在运行。因此，与内燃发动机18被冷启动时相比，电池系统12的温度，特别是第二电池28的温度通常是内燃发动机18被暖启动时的温度。因此，在一些实施例中，当暖启动内燃发动机18时，除了第一电池26之外或者替代第一电池26，可以使用第二电池28。
换句话说，在一些实施例中，电池系统12可以使用第一电池26、第二电池28或者这两者来暖启动内燃发动机18。实际上，在一些实施例中，控制单元32可以至少部分地基于第二电池28和/或第一电池26的操作参数来动态地调整用于暖启动内燃发动机18的第一电池26和第二电池28的组合。例如，控制单元32可以至少部分地基于第二电池28的温度来确定是否使用第二电池28。具体地，当第二电池28的温度在期望的操作范围内时，控制单元32可以指示第二电池28供应电力以进行暖启动。另外或者可选地，控制单元32可以至少部分地基于第一电池26的电量状态和/或第二电池28的电量状态来确定是否使用第二电池28。
为了帮助说明，图11中描述了用于动态地调整用于暖启动内燃发动机18的电池的过程96的一个实施例。通常，过程96包括确定车辆点火并且空转(过程框98)、停用内燃发动机(过程框100)，以及确定是否需要推进(判定框102)。另外，当需要推进时，过程96包括确定第一电池和第二电池的电量状态(过程框104)、确定第二电池的电量状态是否大于第一阈值(判定框106)，以及确定第一电池的电量状态是否大于第二阈值(判定框108)。另外，过程96包括当第一电池的电量状态不小于第二阈值时向起动器供应来自第二电池的电力以暖启动内燃发动机(过程框110)，以及当第二电池的电量状态大于第一阈值或者第二电池的电量状态小于第二阈值时向起动器供应来自第一电池和第二电池的电力以暖启动内燃发动机(过程框112)。在一些实施例中，可以通过使用处理电路(诸如处理器58)执行存储在有形的、非暂时性的计算机可读介质(诸如存储器56)中的指令来实现过程96。
因此，在一些实施例中，控制单元32可以确定车辆10点火并且空转(过程框98)。在一些实施例中，控制单元32可以例如从中央控制单元和/或速度计接收车辆10是否点火并且空转的指示。在其它实施例中，控制单元32可以基于车辆的操作特性(诸如车辆10的速度和/或内燃发动机18的每分钟转数(RPM))确定车辆10是否点火并且空转。例如，当车辆10的速度为零同时内燃发动机18的RPM不为零时，控制单元32可以确定车辆10点火并且空转。
当车辆10点火并且空转时，控制单元32可以指示内燃发动机18停用(过程框98)。停用内燃发动机18可以减少车辆10的燃料消耗，并且因此提高车辆10的燃料经济性。当内燃发动机18被停用时，第二电池28可以继续向电气系统66供应电力。
另外，控制单元32可以周期性地确定是否需要推进。在一些实施例中，控制单元32可以例如从中央控制单元接收是否需要推进的指示。在这样的实施例中，控制单元32可以接收当车辆10的气动踏板被踩下、车辆10的制动踏板被释放，和/或车辆10换挡成前进档时需要推进的指示。
如上所述，控制单元32可以至少部分地基于第一电池26和/或第二电池28的操作参数来确定是否使用第一电池26、第二电池28或者第一电池26、第二电池28二者来暖启动内燃发动机。因此，在一些实施例中，控制单元32可以确定第一电池26的电量状态和第二电池28的电量状态(过程框104)。在一些实施例中，控制单元32可以使用一个或多个电量状态传感器来确定第一电池26和/或第二电池28的电量状态。另外或者可选地，控制单元32可以基于第一电池26和/或第二电池28的相应操作参数(诸如开路电压)来确定第一电池26和/或第二电池28的电量状态。
然后，控制单元32可以确定第二电池28的电量状态是否大于第一暖启动阈值(判定框106)。在一些实施例中，第一暖启动阈值可以例如由制造商预先确定，并且存储在存储器56中。因此，在这样的实施例中，控制单元32可以从存储器56检索第一暖启动阈值。另外，在一些实施例中，可以将第一暖启动阈值设定成使得即使第二电池28用于通过其自身暖启动内燃发动机18也期望第二电池28的电量状态保持高于操作范围阈值。
因此，在一些实施例中，在第二电池的电量状态大于第一暖启动阈值时，控制单元32可以指示第二电池28通过其自身向起动器16供应电力以暖启动内燃发动机18。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54输出比铅酸电池62的开路电压大的电压。这样，电流可以从锂离子电池64开始，流过第二总线25B，流过第一总线25A并且进入铅酸电池62和/或起动器16中。然而，在这样的实施例中，DC/DC转换器54的电流容量，并且因此其尺寸和成本可能增加以使足够的电流从锂离子电池64流出来启动内燃发动机18。
因此，在其它实施例(诸如图11中描述的过程96)中，即使当第二电池的电量状态大于第一暖启动阈值时，控制单元32也可以指示第一电池26和第二电池28向起动器供应电力以暖启动内燃发动机18(过程框112)。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54输出比铅酸电池62的开路电压小的电压。以这种方式，电流可以从锂离子电池64开始，流过第二总线25B，流过第一总线25A并且进入起动器16中。另外，DC/DC转换器54可以阻止电流从第一总线25A流到第二总线25B，从而使得电流可以从铅酸电池62开始，流过第一总线25A并且进入起动器16中。
另外，控制单元32可以确定第一电池26的电量状态是否大于第二暖启动阈值(判定框108)。在一些实施例中，第二暖启动阈值可以例如由制造商预先确定，并且存储在存储器56中。因此，在这样的实施例中，控制单元32可以从存储器56检索第二暖启动阈值。另外，在一些实施例中，第二暖启动阈值可以被设定成使得当不小于第二暖启动阈值时，第一电池26包含足够的电量以通过其自身暖启动内燃发动机18。
因此，当第一电池26的电量状态小于第二暖启动阈值时，控制单元32可以指示第一电池26和第二电池28向起动器16供应电力以暖启动内燃发动机18(过程框112)。另一方面，当第一电池26的电量状态不小于第二暖启动阈值时，控制单元32可以指示第一电池26向起动器16供应电力以暖启动内燃发动机(过程框110)。
在一些实施例中，与冷启动类似，控制单元32可以通过指示电池系统12将第二电池28与起动器16断开来指示第一电池26暖启动内燃发动机18。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54关闭，从而将锂离子电池64与起动器16断开并且使得铅酸电池62能够通过其自身向起动器16供应电力。
基于上述实例，当车辆10点火时，电池系统12可以利用第一电池26来启动(例如，冷启动和/或暖启动)内燃发动机以及利用第二电池28来支持电气系统66。换句话说，在这样的实施例中，可以减少由第一电池26执行的操作。这样，在一些实施例中，这可以有助于减小第一电池26的存储容量，并且因此减小其物理尺寸。然而，特别是在具有减小的存储容量的情况下，第一电池26应当仍然保持被足够充电以在需要时冷启动内燃发动机18。为了便利，当车辆10熄火时，第二电池28可以对第一电池26充电。
为了帮助说明，在图12中描述了当车辆10转变到熄火时使电池系统12运行的过程114的一个实施例。通常，过程114包括确定车辆转变到熄火(过程框116)、确定第一电池的电量状态(过程框118)、确定第一电池的电量状态是否小于阈值(判定框120)，以及当第一电池的电量状态不小于阈值时向电气系统供应来自电池系统的电力(过程框122)。另外，当第一电池的电量状态小于阈值时，过程114包括向电气系统供应来自第二电池的电力(过程框124)，以及向第一电池供应来自第二电池的电力(过程框126)。在一些实施例中，可以通过使用处理电路(诸如处理器58)执行存储在有形的、非暂时性的计算机可读介质(诸如存储器56)中的指令来实现过程114。
因此，在一些实施例中，控制单元32可以确定车辆10何时从点火转变到熄火(过程框116)。如上所述，在一些实施例中，即使当车辆熄火时控制单元32仍可以保持通电，以控制电力的分配，例如到熄火负载(诸如报警系统)。在这样的实施例中，控制单元32可以基于例如来自中央控制单元或者直接来自点火的指示来确定何时发生转变。
另外，控制单元32可以确定第一电池的电量状态(过程框118)。在一些实施例中，控制单元32可以使用一个或多个电量状态传感器29来确定第一电池26的电量状态。另外或者可选地，控制单元32可以基于第一电池26的操作参数(诸如开路电压)来确定第一电池26的电量状态。
然后，控制单元32可以确定第一电池26的电量状态是否大于冷启动阈值(判定框120)。在一些实施例中，冷启动阈值可以例如由制造商预先确定，并且存储在存储器56中。因此，在这样的实施例中，控制单元32可以从存储器56检索第二暖启动阈值。另外，在一些实施例中，冷启动阈值可以被设定成使得当不小于冷启动阈值时，第一电池26包含足够的电量以通过其自身冷启动内燃发动机18。因此，在一些实施例中，冷启动阈值可以与第二暖启动阈值相同或者相对类似。
当第一电池26的电量状态小于冷启动阈值时，控制单元32可以指示电池系统12从第二电池28向电气系统66供应电力(过程框124)。在一些实施例中，第二电池28可以类似于在车辆点火时那样向电气系统66供应电力。以这种方式，第二电池28可以向熄火负载供应电力。
另外，当第一电池的电量状态小于冷启动阈值时，控制单元32可以指示电池系统12供应电力以对第一电池26充电(过程框126)。在一些实施例中，第二电池28可以类似于当车辆10点火时那样对第一电池26充电。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54产生从锂离子电池64到铅酸电池62的电流流动。如上所述，在一些实施例中，DC/DC转换器54可以例如至少部分地基于铅酸电池62的电量接受速率和/或电气系统66的电力消耗控制电流流动，并且因此控制铅酸电池62的充电速率。
返回到图12中描述的过程114，控制单元32可以周期性地检查第一电池26的电量状态是否小于冷启动阈值(箭头128)。当第一电池26的电量状态不小于冷启动阈值时，控制单元32可以指示电池系统12向电气系统66供应电力(过程框122)。以这种方式，电池系统12可以向熄火负载供应电力。
在一些实施例中，第二电池28可以支持熄火负载。这样，第二电池28可以向电气系统66供应电力(过程框130)。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54关闭，从而将第一总线25A与第二总线25B断开，并且使得锂离子电池64能够通过其自身支持熄火负载。
另外或者可选地，第一电池26可以支持熄火负载。在一些实施例中，第一电池26可以经由DC/DC转换器54向电气系统66供应电力(过程框132)。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示DC/DC转换器54调整输出到电气系统66的电压。这样，即使当电气系统66被设计成使用与从铅酸电池62的输出不同的电压的电力，DC/DC转换器54也可以有助于使用铅酸电池62来支持熄火负载。例如，当期望电气系统66以四十八伏电力运行并且铅酸电池62输出十二伏电力时，DC/DC转换器54可以将输出电压升高到四十八伏，以有助于与电气系统66一起使用。
在其它实施例中，第一电池26可以经由旁路机械开关52C向电气系统66供应电力(过程框134)。例如，关于图9中描述的半有源部分并联体系结构70，控制单元32可以指示电池系统12闭合旁路机械开关52C。这样，旁路机械开关52C可以将铅酸电池62直接连接到电气系统66，从而使DC/DC转换器54旁路。由于DC/DC转换器54通常比机械开关52更耗电(例如，消耗电能)，所以闭合旁路开关52C可以有助于提高从铅酸电池62到熄火负载的电力分配效率。然而，旁路机械开关52C可以使控制单元32对电力分配控制更少。
因此，所公开的实施例中的一个或多个单独地或组合地可以提供一种或多种技术效果，包括提高车辆环境中的电池系统的运行效率。例如，电池系统可以包括具有不同的电池配置的多个电池。在一些实施例中，电池系统可以利用具有不同的电池化学物质，并且因此具有不同的操作优势的第一电池和第二电池。例如，第一电池可以是铅酸电池，并且第二电池可以是锂离子电池。为了利用不同的电池化学物质的优势，可以使电池系统运行以在第一电池与第二电池之间划分操作。例如，铅酸电池由于其在较低温度下操作的能力并且较少受到深度放电的影响，可以专门用于冷启动内燃发动机。另外，锂离子电池由于其较高的库仑效率和/或电量接受速率限制，可以专用于捕获在再生制动期间产生的电能。在这种情况下，电池系统执行的操作可以至少部分地基于多个电池的优势而在其之间加以划分，这可以有助于提高电池系统的运行效率。
已经通过实例的方式示出了上述具体实施例，并且应当理解，这些实施方案可能易于作出各种修改和替代形式，但是应当进一步理解，权利要求不旨在限于所公开的特定形式，而是涵盖落入本公开的精神和保护范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (61)

1.一种汽车电池系统，包括：
铅酸电池，其电耦接到第一总线，其中所述铅酸电池被配置成经由所述第一总线向起动器供应第一电力以冷启动车辆的内燃发动机；
锂离子电池，其电耦接到第二总线，其中所述锂离子电池被配置成：
捕获并且存储当所述车辆制动时由再生制动系统产生的电能；并且
使用从所述再生制动系统捕获的所述电能向所述第二总线供应第二电力；以及
DC/DC转换器，其电耦接在所述第一总线与所述第二总线之间，其中所述DC/DC转换器被配置成控制将所述第二电力划分为：
所述第二电力的第一部分，所述第二电力的第一部分经由所述第二总线供应给电气系统；和
所述第二电力的第二部分，所述第二电力的第二部分供应给所述第一总线以对所述铅酸电池充电。
2.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中：
所述车辆被配置成当空转并且点火时停用所述内燃发动机；并且
所述汽车电池系统被配置成随后向所述起动器供应第三电力以暖启动所述内燃发动机，其中：
当所述锂离子电池的电量状态大于第一阈值或者所述铅酸电池的电量状态小于第二阈值时，所述铅酸电池被配置成供应所述第三电力的第一部分，并且所述锂离子电池被配置成供应所述第三电力的第二部分；并且
当所述铅酸电池的所述电量状态不小于所述第二阈值时，所述铅酸电池被配置成通过其自身供应所述第三电力。
3.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中，当所述车辆熄火并且所述铅酸电池的电量状态小于阈值时：
所述锂离子电池被配置成向所述第二总线供应第三电力；并且
所述DC/DC转换器被配置成控制将所述第三电力划分为：
所述第三电力的第一部分，所述第三电力的第一部分经由所述第二总线被供应给所述电气系统以为熄火负载供电；和
所述第三电力的第二部分，所述第三电力的第二部分被供应给所述第一总线以对所述铅酸电池充电。
4.根据权利要求1所述的汽车电池系统，包括旁路机械开关，所述旁路机械开关被配置成：
当所述车辆点火时断开；以及
当所述车辆熄火并且所述铅酸电池的电量状态不小于阈值时闭合以使所述DC/DC转换器旁路，其中所述铅酸电池被配置成当所述旁路机械开关闭合时通过所述旁路机械开关向所述电气系统供应第三电力。
5.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中：
所述起动器和所述铅酸电池被配置成以十二伏电力运行；
所述电气系统、所述再生制动系统和所述锂离子电池被配置成以四十八伏电力运行；以及
所述DC/DC转换器被配置成：
将来自所述第二总线的四十八伏电力转换成输出到所述第一总线的十二伏电力，以对所述铅酸电池充电；并且
当所述车辆熄火时，将来自所述第一总线的十二伏电力转换成输出到所述第二总线的四十八伏电力。
6.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中，所述铅酸电池被配置成当所述车辆从熄火转变到点火时向所述起动器供应所述第一电力。
7.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中，所述DC/DC转换器被配置成：
在再生制动期间将所述第二总线与所述第一总线断开，使得由所述再生制动系统产生的所述电能不被所述铅酸电池捕获；并且
当所述内燃发动机被冷启动时将所述第一总线与所述第二总线断开，使得所述锂离子电池不向所述起动器供应电力。
8.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中，所述DC/DC转换器被配置成通过至少部分地基于所述铅酸电池的充电接受速率极限、所述电气系统的电力消耗或者这两者控制从所述第二总线到所述第一总线的电流流动来控制对所述铅酸电池的充电。
9.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中：
所述铅酸电池被配置成与所述起动器并联电耦接；并且
所述锂离子电池被配置成与所述再生制动系统和所述电气系统并联电耦接。
10.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中：
与所述锂离子电池相比，所述铅酸电池被配置成在更低的操作温度下运行、较少受到深度放电的影响、或者兼具在更低的操作温度下运行和较少受到深度放电的影响；并且
与所述铅酸电池相比，所述锂离子电池包括更高的库仑效率、更高的充电接受速率极限、或者兼具更高的库仑效率和更高的充电接受速率极限。
11.根据权利要求1所述的汽车电池系统，其中，所述锂离子电池包括锂镍锰钴氧化物电池、钛酸锂/锂镍锰钴氧化物电池、钛酸锂/锂锰氧化物电池，或者磷酸锂铁电池。
12.一种用于使电池系统运行的方法，包括：
当将车辆从熄火转变到点火时使用起动器冷启动内燃发动机，其中所述电池系统的第一电池向所述起动器供应第一电力以冷启动所述内燃发动机；
使用再生制动系统将来自所述车辆的运动的机械能转换成电能；
使用所述电池系统的第二电池捕获由所述再生制动系统产生的电能；
使用由所述再生制动系统产生的所述电能从所述第二电池输出第二电力；以及
使用DC/DC转换器控制将所述第二电力划分为：
所述第二电力的第一部分，所述第二电力的第一部分供应给所述车辆的电气系统；和
所述第二电力的第二部分，所述第二电力的第二部分用于对所述第一电池充电。
13.根据权利要求12所述的方法，包括：
当所述车辆点火并且空转时停用所述内燃发动机；
当需要推进时，使用所述起动器暖启动所述内燃发动机，其中所述电池系统向所述起动器供应第三电力以暖启动所述内燃发动机，其中：
当所述第一电池的电量状态大于阈值时，所述第一电池通过其自身供应所述第三电力；并且
当所述第一电池的所述电量状态不大于所述阈值时，所述第一电池供应所述第三电力的第一部分并且所述第二电池供应所述第三电力的第二部分。
14.根据权利要求12所述的方法，包括当所述车辆熄火时从所述第二电池输出第三电力，其中：
当所述第一电池的电量状态大于阈值时，所述第三电力用于为所述电气系统供电；
当所述第一电池的所述电量状态不大于所述阈值时，所述第三电力的第一部分用于为所述电气系统供电，并且所述第三电力的第二部分用于对所述第一电池充电。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，划分所述第二电力包括控制从所述第二电池流过所述DC/DC转换器并且进入所述第一电池中的电流的大小。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述机械能转换成所述电能包括使用所述车辆的运动来致动发电机，使得第三电力被输出到所述第二电池。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一电池包括铅酸电池，并且所述第二电池包括锂离子电池。
18.一种有形的、非暂时性的计算机可读介质，所述计算机可读介质存储可由车辆中的至少一个处理器执行的指令，其中，所述指令包括具有以下用途的指令：
在所述车辆从熄火转变到点火时，使用所述至少一个处理器指示所述车辆的电池系统将所述车辆的第一电池与起动器断开，以使得第二电池能够通过其自身向所述起动器供应第一电力以冷启动内燃发动机；
使用所述至少一个处理器确定所述第一电池的电量状态是否大于第一阈值；
当所述第一电池的电量状态不大于所述第一阈值时，使用所述至少一个处理器指示所述车辆的交流发电机将来自所述内燃发动机的第一机械能转换成第一电能，使得由所述交流发电机输出的第二电力的至少一部分用于将所述第一电池充电至高于所述第一阈值；以及
当所述第一电池的电量状态大于所述第一阈值时，使用所述至少一个处理器指示所述电池系统控制从所述第一电池输出的第三电力在用于对所述第二电池充电的第一部分与用于为所述车辆的电气系统供电的第二部分之间的划分。
19.根据权利要求18所述的计算机可读介质，包括具有以下用途的指令：
使用所述至少一个处理器确定所述车辆何时正在制动；以及
当所述车辆正在制动时，使用所述至少一个处理器指示再生制动系统将来自所述车辆的运动的第二机械能转换成第二电能，使得所述第二电池捕获并且存储所述第二电能的至少一部分。
20.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中：
所述指示所述电池系统断开所述第一电池的指令包括指示所述电池系统中的DC/DC转换器通过停止内部开关的拨动而断开的指令；以及
所述指示所述电池系统控制所述第三电力的划分的指令包括指示所述DC/DC转换器通过至少部分地基于所述第二电池的充电接受速率极限、所述电气系统的电力消耗或者基于前述两者控制所述内部开关的拨动速率来控制从所述第一电池流过所述DC/DC转换器并且进入所述第二电池中的电流流动的指令。
21.根据权利要求18所述的计算机可读介质，包括具有以下用途的指令：
使用所述至少一个处理器确定所述车辆何时熄火以及空转；
使用所述至少一个处理器指示所述内燃发动机在所述车辆熄火以及空转时停用；
使用所述至少一个处理器确定随后何时需要推进所述车辆；
使用所述至少一个处理器确定在随后需要推进时所述第二电池的电量状态是否小于第二阈值；
当所述第二电池的所述电量状态不小于所述第二阈值时，使用所述至少一个处理器指示所述电池系统将所述第一电池与所述起动器断开，以使得所述第二电池能够通过其自身向所述起动器供应第四电力以暖启动所述内燃发动机；以及
当所述第二电池的电量状态小于所述第二阈值时，使用所述至少一个处理器指示所述电池系统将所述第一电池和所述第二电池连接到所述起动器，以使得所述第一电池和所述第二电池能够向所述起动器供应所述第四电力以暖启动所述内燃发动机。
22.根据权利要求18所述的计算机可读介质，包括当所述车辆熄火时具有以下用途的指令：
使用所述至少一个处理器确定所述第二电池的电量状态；
当所述第二电池的电量状态大于第二阈值时，使用所述至少一个处理器指示旁路开关闭合，使得所述第二电池供应用于为所述电气系统中的熄火负载供电的第四电力；以及
当所述第二电池的电量状态小于所述第二阈值时，使用所述至少一个处理器指示所述旁路开关保持断开，并且指示所述电池系统中的DC/DC转换器控制从所述第一电池输出的第五电力在用于为所述熄火负载供电的第一部分与用于对所述第二电池充电的第二部分之间的划分。
23.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中，所述第一电池包括锂离子电池，并且所述第二电池包括铅酸电池。
24.一种汽车电池系统，包括：
铅酸电池，其电耦接到第一总线，其中所述铅酸电池被配置成经由所述第一总线向起动器供应第一电力以冷启动车辆的内燃发动机；
锂离子电池，其电耦接到第二总线，其中所述锂离子电池被配置成：
捕获并且存储当所述车辆制动时由再生制动系统产生的电能；并且
使用从所述再生制动系统捕获的所述电能向所述第二总线供应第二电力；以及
DC/DC转换器，其电耦接在所述第一总线与所述第二总线之间，其中所述DC/DC转换器被配置成控制将所述第二电力划分为：
所述第二电力的第一部分，所述第二电力的第一部分经由所述第二总线被供应给电气系统；和
所述第二电力的第二部分，所述第二电力的第二部分用于对所述铅酸电池充电。
25.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中：
所述车辆被配置成当空转并且点火时停用所述内燃发动机；并且
所述汽车电池系统被配置成随后向所述起动器供应第三电力以暖启动所述内燃发动机，其中：
当所述锂离子电池的电量状态大于第一阈值或者所述铅酸电池的电量状态小于第二阈值时，所述铅酸电池被配置成供应所述第三电力的第三部分，并且所述锂离子电池被配置成供应所述第三电力的第四部分；并且
当所述铅酸电池的电量状态不小于所述第二阈值时，所述铅酸电池被配置成通过其自身供应所述第三电力。
26.根据权利要求24或25所述的汽车电池系统，其中，当所述车辆熄火并且所述铅酸电池的电量状态小于阈值时：
所述锂离子电池被配置成向所述第二总线供应第三电力；并且
所述DC/DC转换器被配置成控制将所述第三电力划分为：
所述第三电力的第三部分，所述第三电力的第三部分经由所述第二总线供应给所述电气系统以为熄火负载供电；和
所述第三电力的第四部分，所述第三电力的第四部分供应给所述第一总线以对所述铅酸电池充电。
27.根据权利要求24所述的汽车电池系统，包括旁路机械开关，所述旁路机械开关被配置成：
当所述车辆点火时断开；以及
当所述车辆熄火并且所述铅酸电池的电量状态不小于阈值时闭合以使所述DC/DC转换器旁路，其中所述铅酸电池被配置成当所述旁路机械开关闭合时通过所述旁路机械开关向所述电气系统供应第三电力。
28.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中：
所述起动器和所述铅酸电池被配置成以十二伏电力运行；
所述电气系统、所述再生制动系统和所述锂离子电池被配置成以四十八伏电力运行；以及
所述DC/DC转换器被配置成：
将来自所述第二总线的四十八伏电力转换成输出到所述第一总线的十二伏电力，以对所述铅酸电池充电；并且
当所述车辆熄火时，将来自所述第一总线的十二伏电力转换成输出到所述第二总线的四十八伏电力。
29.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中，所述铅酸电池被配置成当所述车辆从熄火转变到点火时向所述起动器供应所述第一电力。
30.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中，所述DC/DC转换器被配置成：
在再生制动期间将所述第二总线与所述第一总线断开，使得由所述再生制动系统产生的所述电能不被所述铅酸电池捕获；并且
当所述内燃发动机被冷启动时将所述第一总线与所述第二总线断开，使得所述锂离子电池不向所述起动器供应电力。
31.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中，所述DC/DC转换器被配置成通过至少部分地基于所述铅酸电池的充电接受速率极限、所述电气系统的电力消耗或者这两者控制从所述第二总线到所述第一总线的电流流动来控制对所述铅酸电池的充电。
32.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中：
所述铅酸电池被配置成与所述起动器并联电耦接；并且
所述锂离子电池被配置成与所述再生制动系统和所述电气系统并联电耦接。
33.根据权利要求24所述的汽车电池系统，其中，所述锂离子电池包括锂镍锰钴氧化物电池、钛酸锂/锂镍锰钴氧化物电池、钛酸锂/锂锰氧化物电池，或者磷酸锂铁电池。
34.一种用于使电池系统运行的方法，包括：
当将车辆从熄火转变到点火时使用起动器冷启动内燃发动机，其中所述电池系统的第一电池向所述起动器供应第一电力以冷启动所述内燃发动机；
使用再生制动系统将来自所述车辆的运动的机械能转换成电能；
使用所述电池系统的第二电池捕获由所述再生制动系统产生的电能；
使用由所述再生制动系统产生的电能从所述第二电池输出第二电力；以及
使用DC/DC转换器将所述第二电力划分为：
所述第二电力的第一部分，所述第二电力的第一部分被供应给所述车辆的电气系统；和
所述第二电力的第二部分，所述第二电力的第二部分用于对所述第一电池充电。
35.根据权利要求34所述的方法，包括：
当所述车辆点火并且空转时停用所述内燃发动机；
当需要推进时，使用所述起动器暖启动所述内燃发动机，其中所述电池系统向所述起动器供应第三电力以暖启动所述内燃发动机，其中：
当所述第一电池的电量状态大于阈值时，所述第一电池通过其自身供应所述第三电力；并且
当所述第一电池的电量状态不大于所述阈值时，所述第一电池供应所述第三电力的第三部分并且所述第二电池供应所述第三电力的第四部分。
36.根据权利要求34或35所述的方法，包括当所述车辆熄火时从所述第二电池输出第三电力，其中：
当所述第一电池的电量状态大于阈值时，所述第三电力用于为所述电气系统供电；
当所述第一电池的电量状态不大于所述阈值时，所述第三电力的第三部分用于为所述电气系统供电，并且所述第三电力的第四部分用于对所述第一电池充电。
37.根据权利要求34所述的方法，其中，所述第二电力的划分包括控制从所述第二电池流过所述DC/DC转换器并且进入所述第一电池中的电流的大小。
38.根据权利要求34所述的方法，其中，所述第一电池包括铅酸电池，并且所述第二电池包括锂离子电池。
39.一种汽车电池系统，包括：
铅酸电池，其电耦接到第一总线，其中所述铅酸电池被配置成经由所述第一总线向起动器供应第一电力以冷启动车辆的内燃发动机；
锂离子电池，其电耦接到第二总线，其中所述锂离子电池被配置成：
捕获并且存储当所述车辆制动时由再生制动系统产生的电能；并且
使用从所述再生制动系统捕获的所述电能向所述第二总线供应第二电力，使得将所述第二电力的第一部分供应给电气系统；以及
DC/DC转换器，其电耦接在所述第一总线与所述第二总线之间，其中所述DC/DC转换器被配置成控制所述第二电力的第二部分的供应以对所述铅酸电池充电。
40.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中：
所述车辆被配置成当空转并且点火时停用所述内燃发动机；并且
所述汽车电池系统被配置成随后向所述起动器供应第三电力以暖启动所述内燃发动机，其中：
当所述锂离子电池的电量状态大于第一阈值或者所述铅酸电池的电量状态小于第二阈值时，所述铅酸电池被配置成供应所述第三电力的第一部分，并且所述锂离子电池被配置成供应所述第三电力的第二部分；并且
当所述铅酸电池的电量状态不小于所述第二阈值时，所述铅酸电池被配置成通过其自身供应所述第三电力。
41.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中，当所述车辆熄火并且所述铅酸电池的电量状态小于阈值时：
所述锂离子电池被配置成向所述第二总线供应第三电力；并且
所述DC/DC转换器被配置成控制从所述第二总线到所述第一总线的电流流动，使得：
将所述第三电力的第一部分供应给所述电气系统以为熄火负载供电；并且
将所述第三电力的第二部分供应给所述第一总线以对所述铅酸电池充电。
42.根据权利要求39所述的汽车电池系统，包括旁路机械开关，所述旁路机械开关被配置成：
当所述车辆点火时断开；以及
当所述车辆熄火并且所述铅酸电池的电量状态不小于阈值时闭合以使所述DC/DC转换器旁路，其中所述铅酸电池被配置成当所述旁路机械开关闭合时通过所述旁路机械开关向所述电气系统供应第三电力。
43.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中：
所述起动器和所述铅酸电池被配置成以十二伏电力运行；
所述电气系统、所述再生制动系统和所述锂离子电池被配置成以四十八伏电力运行；以及
所述DC/DC转换器被配置成：
将来自所述第二总线的四十八伏电力转换成输出到所述第一总线的十二伏电力，以对所述铅酸电池充电；并且
当所述车辆熄火时，将来自所述第一总线的十二伏电力转换成输出到所述第二总线的四十八伏电力。
44.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中，所述铅酸电池被配置成当所述车辆从熄火转变到点火时向所述起动器供应所述第一电力。
45.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中，所述DC/DC转换器被配置成：
在再生制动期间将所述第二总线与所述第一总线断开，使得由所述再生制动系统产生的所述电能不被所述铅酸电池捕获；并且
当所述内燃发动机被冷启动时将所述第一总线与所述第二总线断开，使得所述锂离子电池不向所述起动器供应电力。
46.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中，所述DC/DC转换器被配置成通过至少部分地基于所述铅酸电池的充电接受速率极限、所述电气系统的电力消耗或者这两者控制从所述第二总线到所述第一总线的电流流动来控制对所述铅酸电池的充电。
47.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中：
所述铅酸电池被配置成与所述起动器并联电耦接；并且
所述锂离子电池被配置成与所述再生制动系统和所述电气系统并联电耦接。
48.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中：
与所述锂离子电池相比，所述铅酸电池被配置成在更低的操作温度下运行、较少受到深度放电的影响、或者兼具在更低的操作温度下运行和较少受到深度放电的影响；并且
与所述铅酸电池相比，所述锂离子电池包括更高的库仑效率、更高的充电接受速率极限、或者兼具更高的库仑效率和更高的充电接受速率极限。
49.根据权利要求39所述的汽车电池系统，其中，所述锂离子电池包括锂镍锰钴氧化物电池、钛酸锂/锂镍锰钴氧化物电池、钛酸锂/锂锰氧化物电池，或者磷酸锂铁电池。
50.一种用于使电池系统运行的方法，包括：
当将车辆从熄火转变到点火时使用起动器冷启动内燃发动机，其中所述电池系统的第一电池向所述起动器供应第一电力以冷启动所述内燃发动机；
使用再生制动系统将来自所述车辆的运动的机械能转换成电能；
使用所述电池系统的第二电池捕获由所述再生制动系统产生的电能；
使用由所述再生制动系统产生的所述电能从所述第二电池输出第二电力；以及
使用DC/DC转换器控制所述第二电力的第一部分向所述车辆的电气系统的供应并且控制用于对所述第一电池充电的所述第二电力的第二部分的供应。
51.根据权利要求50所述的方法，包括：
当所述车辆点火并且空转时停用所述内燃发动机；
当需要推进时，使用所述起动器暖启动所述内燃发动机，其中所述电池系统向所述起动器供应第三电力以暖启动所述内燃发动机，其中：
当所述第一电池的电量状态大于阈值时，所述第一电池通过其自身供应所述第三电力；并且
当所述第一电池的电量状态不大于所述阈值时，所述第一电池供应所述第三电力的第一部分并且所述第二电池供应所述第三电力的第二部分。
52.根据权利要求50所述的方法，包括当所述车辆熄火时从所述第二电池输出第三电力，其中：
当所述第一电池的电量状态大于阈值时，所述第三电力用于为所述电气系统供电；并且
当所述第一电池的电量状态不大于所述阈值时，所述第三电力的第一部分用于为所述电气系统供电，并且所述第三电力的第二部分用于对所述第一电池充电。
53.根据权利要求50所述的方法，其中，控制所述第二电力的所述第一部分和所述第二部分的供应包括控制从所述第二电池流过所述DC/DC转换器并且进入所述第一电池中的电流的大小。
54.根据权利要求50所述的方法，其中，将机械能转换成电能包括使用所述车辆的运动来致动发电机，使得第三电力被输出到所述第二电池。
55.根据权利要求50所述的方法，其中，所述第一电池包括铅酸电池，并且所述第二电池包括锂离子电池。
56.一种被配置成存储可由车辆中的处理器执行的指令的有形的、非暂时性的计算机可读介质，其中，所述指令包括具有以下用途的指令：
在所述车辆从熄火转变到点火时，使用所述处理器指示所述车辆的电池系统将所述车辆的第一电池与起动器断开，以使得第二电池能够通过其自身向所述起动器供应第一电力以冷启动内燃发动机；
使用所述处理器确定所述第一电池的电量状态是否大于第一阈值；
当所述第一电池的电量状态不大于所述第一阈值时，使用所述处理器指示所述车辆的交流发电机将来自所述内燃发动机的第一机械能转换成第一电能，使得由所述交流发电机输出的第二电力的至少一部分用于将所述第一电池充电至高于所述第一阈值；以及
当所述第一电池的电量状态大于所述第一阈值时，使用所述处理器指示所述电池系统控制从所述第一电池输出的第三电力在用于对所述第二电池充电的第一部分与用于为所述车辆的电气系统供电的第二部分之间的划分。
57.根据权利要求56所述的计算机可读介质，包括具有以下用途的指令：
使用所述处理器确定所述车辆何时正在制动；以及
当所述车辆正在制动时，使用所述处理器指示再生制动系统将来自所述车辆的运动的第二机械能转换成第二电能，使得所述第二电池捕获并且存储所述第二电能的至少一部分。
58.根据权利要求56所述的计算机可读介质，其中：
所述指示所述电池系统断开所述第一电池的指令包括指示所述电池系统中的DC/DC转换器通过停止内部开关的拨动而断开的指令；以及
所述指示所述电池系统控制所述第三电力的划分的指令包括指示所述DC/DC转换器通过至少部分地基于所述第二电池的充电接受速率极限、所述电气系统的电力消耗或者基于前述两者控制所述内部开关的拨动速率来控制从所述第一电池流过所述DC/DC转换器并且进入所述第二电池中的电流流动的指令。
59.根据权利要求56所述的计算机可读介质，包括具有以下用途的指令：
使用所述处理器确定所述车辆何时熄火以及空转；
使用所述处理器指示所述内燃发动机在所述车辆熄火以及空转时停用；
使用所述处理器确定随后何时需要推进所述车辆；
使用所述处理器确定在随后需要推进时所述第二电池的电量状态是否小于第二阈值；
当所述第二电池的电量状态不小于所述第二阈值时，使用所述处理器指示所述电池系统将所述第一电池与所述起动器断开，以使得所述第二电池能够通过其自身向所述起动器供应第四电力以暖启动所述内燃发动机；以及
当所述电池的电量状态小于所述第二阈值时，使用所述处理器指示所述电池系统将所述第一电池和所述第二电池连接到所述起动器，以使得所述第一电池和所述第二电池能够向所述起动器供应所述第四电力以暖启动所述内燃发动机。
60.根据权利要求56所述的计算机可读介质，包括当所述车辆熄火时具有以下用途的指令：
使用所述处理器确定所述第二电池的电量状态；
当所述第二电池的电量状态大于第二阈值时，使用所述处理器指示旁路开关闭合，使得所述第二电池供应用于为所述电气系统中的熄火负载供电的第四电力；以及
当所述第二电池的电量状态小于所述第二阈值时，使用所述处理器指示所述旁路开关保持断开，并且指示所述电池系统中的DC/DC转换器控制从所述第一电池输出的第五电力在用于为所述熄火负载供电的第三部分与用于对所述第二电池充电的第四部分之间的划分。
61.根据权利要求56所述的计算机可读介质，其中，所述第一电池包括锂离子电池，并且所述第二电池包括铅酸电池。
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