CN107738584A - 允许用户在车内设置电池充电配置文件的电动车辆 - Google Patents

Abstract

一种根据本公开的示例性方面的系统，除其他外包括电动车辆，电动车辆包括电池组、配置为接收设置充电配置文件的输入的人机界面、和控制器。该系统还包括配置为响应于来自控制器的指令来选择性地对电池组充电的电池系统。此外，控制器配置为指示电池系统根据充电配置文件对电池组进行充电。

Description

允许用户在车内设置电池充电配置文件的电动车辆

技术领域

本公开涉及一种具有可选择性可充电电池组的电动车辆。电动车辆包括允许用户在车内设置电池充电配置文件的人机界面。

背景技术

降低机动车燃料消耗和排放的需求是众所周知的。因此，正在开发减少或完全消除对内燃机的依赖的车辆。电动车辆是目前为此开发的一类车辆。通常，电动车辆与常规机动车辆不同，因为它们由一个或多个电池供电电机选择性地驱动。相反，传统的机动车辆完全依靠内燃机来驱动车辆。

高压电池组通常为电动车辆的电机和其他电负载供电。电池组包括必须周期性地充电以补充为这些负载供电所需的能量的多个电池单元。许多电动车辆客户希望系统能够快速地、有效地和廉价地对电池组充电。一些已知的系统通过从电网中抽取电力来为电池组充电。为了降低能源成本，这些系统中的一些系统仅在电力相对便宜的情况下(例如在夜间或其他非高峰时段)对电池组充电。

发明内容

本公开涉及一种具有可选择性可充电电池组的电动车辆。电动车辆包括允许用户在车内设置电池充电配置文件的人机界面。

一种根据本公开的示例性方面的电动车辆，除其他外包括电池组、配置为接收设置充电配置文件的输入的人机界面、和控制器。电动车辆还包括配置为响应于来自控制器的指令来选择性地对电池组充电的电池系统。此外，控制器配置为指示电池系统根据充电配置文件对电池组进行充电。

在上述电动车辆的另一非限制性实施例中，人机界面配置为接收至少基于充电时间偏好来设置充电配置文件的输入。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，人机界面配置为接收基于电费偏好和充电时间偏好来设置充电配置文件的输入。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，人机界面包括至少一组充电窗口。至少一组充电窗口包括以列和行布置的多个单元。这些列对应于充电时间以及这些行对应于电费。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，设置充电配置文件的输入包括对应于期望的充电时间和电费的至少一个单元的选择。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，人机界面配置为接收车辆位置的输入。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，系统还包含全球定位系统(GPS)。控制器指示电池系统基于与由来自GPS的信息确定的车辆位置相关联的充电配置文件来对电池组充电。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，人机界面显示实时充电信息。

在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，电池系统电连接到电网。

一种根据本公开的示例性方面的方法，除其他外包括使用电动车辆的人机界面来设置充电配置文件、以及基于充电配置文件对电池组充电。

在上述方法的另一非限制性实施例中，设置充电配置文件的步骤包括至少基于充电时间偏好来设置充电配置文件。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，设置充电配置文件的步骤包括基于电费偏好和充电时间偏好来设置充电配置文件。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，人机界面包括至少一组充电窗口。所述至少一组充电窗口包括多个列和行。这些列对应于充电时间以及这些行对应于电费。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，设置充电配置文件的步骤包括通过点击触摸屏上的至少一个单元来选择该至少一个单元。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，设置充电配置文件的步骤包括通过点击触摸屏上的单元以及拖动以选择附加单元来选择多个单元。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，该方法还包括使用人机界面来在车内显示实时充电信息。

附图说明

图1示意性地示出了电动车辆的动力传动系统；

图2示出了包含图1的动力传动系统并且位于相对于电池系统的充电位置的电动车辆；

图3示出了示例车厢，并且具体地示出了示例人机界面；

图4示出了人机界面的示例显示布置；

图5是表示本公开的方法的第一方面的流程图；

图6A示出了用户设置“优选”值充电模式时的示例人机界面，在图6A中，用户已经选择了第一个单元；

图6B示出了用户设置“优选”值充电模式时的示例人机界面，在图6B中，用户已经将其手拖到第二个单元；

图6C示出了用户设置“优选”值充电模式时的示例人机界面，在图6C中，用户已经将其手拖到第四个单元并且已经选择了两个附加单元；

图7A示出了用户设置“选择”值充电模式的示例人机界面，在图7A中，用户已经选择了第一个单元；

图7B示出了用户设置“选择”值充电模式时的示例人机界面，在图7B中，用户已经将其手拖到第二个单元；

图7C示出了用户设置“选择”值充电模式时的示例人机界面，在图7C中，用户已经将其手拖到第三个单元并且已经选择了一个附加单元；

图8是表示本公开的方法的第二方面的流程图。

具体实施方式

本公开涉及具有选择性可充电电池组的电动车辆。电动车辆包括允许用户在车内设置电池充电配置文件的人机界面。一旦设置了充电配置文件，电池组就按照充电配置文件进行充电，从而降低了能源成本。允许用户经由人机界面设置充电模式利用了人机界面的直观而熟悉的控件。此外，人机界面提供实时充电信息，这减少了用户对于在特定时间为车辆充电的疑惑。

图1示意性地示出了电动车辆12的动力传动系统10。尽管被描述为电池电动车辆(BEV)，但是应当理解的是，本文所描述的概念不限于BEV，并且可以扩展到其他电动车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)。因此，尽管在本实施例中未示出，电动车辆12可以配备有可以单独使用或与其他能量源组合使用以推进电动车辆12的内燃机。

在非限制性实施例中，电动车辆12是仅通过电力驱动(例如通过电机14)而不需要内燃机的帮助的全电动车辆。电机14可以作为电动马达、发电机或二者来操作。电机14接收电力并提供旋转输出功率。电机14可以连接到齿轮箱16，用于以预定的齿轮比调节电机14的输出转矩和速度。齿轮箱16通过输出轴20连接到一组驱动轮18。高压母线22通过逆变器26将电机14电连接到电池组24。电机14、齿轮箱16和逆变器26可以统称为变速器28。

电池组24是示例性电动车辆电池。电池组24可以是高压牵引电池组，其包括能够输出电力来操作电动车辆12的电机14和/或其他电负载的多个电池总成25(即，电池阵列或成组的电池单元)。其他类型的能量存储设备和/或输出装置也可以用于对电动车辆12进行电力供电。

电动车辆12还可以包括用于对电池组24的能量存储设备(例如，电池单元)进行周期性充电的充电系统30。充电系统30可以连接到外部电源(例如电网电源48(图2))用于从能量存储设备接收电力以及将电力分配到能量存储设备。例如，在一非限制性实施例中，充电系统30包括位于电动车辆12上的充电端口32。充电端口32适于选择性地从外部电源接收电力，例如从连接到外部电源的电力电缆，然后将电力分配给电池组24以对能量存储设备进行充电。

充电系统30还可以配备有用于将从外部电源接收的AC(交流)电力转换为DC(直流)电力以为电池组24的能量存储设备充电的电力电子器件。充电系统30还可以适应一个或多个来自外部电源(例如，110伏、220伏等)的常规电压源。

图1所示的动力传动系统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可替换地或附加地使用各种附加部件。

图2示意性地描绘了停放在结构34附近的充电位置的图1的电动车辆12。结构34可以是住宅建筑物、商业建筑物、停车库或任何其他结构。在非限制性实施例中，结构34是位于电动车辆12的所有者/操作者的家中的车库。应当理解的是，图2的各种部件被示意性地示出以更好地示出本公开的特征并且不一定按比例绘制。

用于对电动车辆12的电池组24进行充电的电池系统36可以安装到结构34的表面38(例如壁或地板)上。电池系统36可以通过第一电力电缆42电连接到电源插座40。第二电力电缆44在电池系统36和电动车辆12的充电端口32之间延伸。第二电力电缆44的车辆连接器46连接到充电端口32以允许电力从电池系统36传递到电动车辆12，更具体地传递到电动车辆12的电池组24。

一旦第一电力电缆42连接到电源插座40，电网电源48可以向电池系统36供电。在非限制性实施例中，电网电源48是将电力以110伏特或220伏特的方式输入到电池系统36的AC电源。提供给电池系统36的电力可以存储在电池系统36中，然后被选择性地用于对电动车辆12的电池组24进行充电。因此，甚至当来自电网电源48的电力不可用时，电池系统36可用于对电动车辆12的电池组24进行充电。尽管图2示出了一个示例电池系统布置，但是本公开不限于图2的特定布置。

再次参考图1，电动车辆12包括用于监测和/或控制与电动车辆12相关联的动力传动系统10的各个方面的控制器50。控制器50例如可以与电池组24、充电系统30和充电端口32通信。控制器50还可以与各种其它车辆部件通信并监视各种其他车辆状态。控制器50包括电子设备、软件或者两者，以执行用于操作电动车辆12的必要的控制功能。

在一非限制性实施例中，控制器50是组合车辆系统控制器和动力传动系统控制模块(VSC/PCM)。尽管它被示为单个设备，但是控制器50可以包括多个硬件设备形式的多个控制器，或者具有一个或多个硬件设备的多个软件控制器。控制器局域网络52(CAN)允许控制器50与电动车辆12以及电池系统36的各种部件通信。例如，控制器50配置为直接地或间接地向电池系统36提供指令以根据特定的充电配置文件对电池组24充电。

电动车辆12还包括人机界面(HMI)54。在一个示例中，人机界面54设置在车辆客舱56(图3)中，并且可以由用户从电动车辆12内访问。在该示例中，人机界面54是交互式显示器，诸如图形用户界面(GUI)。在一个特定示例中，人机界面54包括触摸屏，该触摸屏配置为向用户显示信息并允许用户提供输入。

控制器50与人机界面54通信。用户提供给人机界面54的输入由控制器50解释，控制器50然后根据输入执行操作。至少部分由福特汽车公司商业提供的系统提供了一个示例人机界面54。

图3示出了车辆客舱56的示例，并且具体地示出了车载信息娱乐系统(57)。车载信息娱乐系统57包括人机界面54。人机界面54包括配置为向用户显示信息并且允许用户通过触摸触摸屏58来提供输入的触摸屏58。尽管在本文中示出和描述了触摸屏58，但是本公开不限于触摸屏，并且延伸到其他类型的人机界面。

在本公开中，用户可以使用人机界面54来设置用于指示电池组24被充电的方式的充电配置文件。例如，根据一周中的一天或一天中的时间，为电池组24充电可能是昂贵的。在本公开中，用户经由人机界面54设定其充电偏好，并且控制器50根据充电配置文件将适当的信号发送到电动车辆12和/或电池系统36的各种部件，以对电动车辆12充电。反过来，本公开提供了可定制的充电配置文件，其可以在车内设置，并且导致降低的能量成本。

图4示出了用于人机界面54的触摸屏58的一个示例显示布置。在图4中，示例布置包括第一下拉菜单60和第二下拉菜单62。第一下拉菜单60允许用户选择值充电模式。在该示例中，至少有两个值充电模式。第一示例值充电模式是“优选”充电模式，其中用户基于优选充电时间和电费来设置充电配置文件。在称为“选择”充电模式的第二示例值充电模式中，用户设置优选充电时间，而不管电费。

在第二下拉菜单62中，允许用户设置对应于特定充电配置文件的位置。在所示的示例中，位置是“家”。用户可以选择附加位置，例如“客舱”、“办公室”等。虽然下拉菜单60、62在图4中示出，但本公开不限于下拉菜单，并且延伸到允许用户进行特定选择的任何其他类型的图形控制元件。此外，在一个示例中，电动车辆12可以使用全球定位卫星(GPS)系统64(图1)来确定或建议位置。

图4示出了当选择“优选”充电模式时的触摸屏58。触摸屏58包括第一组和第二组充电窗口66、68。第一组充电窗口66对应于工作日充电配置文件。第二组充电窗口68对应于周末充电配置文件。在每组充电窗口66、68中，存在单元71的多个列和行。多个单元71中的每一个可以被独立地选择和取消选择。在附图中，变暗单元被“选择”，而空白或透明单元被“取消选择”。此外，虽然所示示例仅包括对应于工作日和周末的两组窗口66、68，但是本公开不是仅限于具有两组窗口的显示装置。

参考第一组充电窗口66，存在数字列70A-70N，其中“N”对应于列的具体数目。在这个例子中，有二十四列，其中一列表示一天中的每个小时。在该示例中，第一列70A对应于12点(午夜)至凌晨1点之间的时间。第二列70B对应于凌晨1点至凌晨2点之间的时间等等。虽然在该示例中有二十四列，但是本公开可扩展到具有不同数量的列的示例。

此外，在该示例中，第一组充电窗口66包括三行72A、72B和72C。第一、第二和第三行72A-72C对应于预期的电费。在该示例中，第一行72A对应于最便宜的电费，而第三行72C对应于最昂贵的。第二行72B对应于中间电费。虽然图4包括三行72A-72C，但是本公开不限于具有三行的布置。

作为示例，对应于行72A、72B和72C的定价信息可以基于由电动车辆12从能源公司或新闻服务实时接收的信息。或者，定价信息可以是基于先前的充电活动(例如前一周或月的充电)的估计价格。GPS 64可用于检索相关定价信息。例如，用户家庭、办公室和客舱之间的电价可能会有所不同。

虽然为了简洁起见在本文中没有描述，但是在这个示例中对应于周末充电配置文件的第二组充电窗口68被布置成类似于第一组充电窗口66。此外，触摸屏布置可以包括配置为重置所有选定单元的“清除所有”按钮69。触摸屏58还可以显示其他信息，例如充满电的时间和当前的电池荷电状态(SOC)。

如下面将要详细讨论的，用户可以使用人机界面54来设置电动车辆的充电配置文件。用户可以在“优选”和“选择”充电模式下设置充电配置文件，并可以将这些配置文件分配到特定位置。

图5示出了根据本公开的用于设置充电配置文件的方法100的一个方面。在方法100中，用户首先在102使用第一下拉菜单60来选择值充电模式。如所讨论的，示例充电模式至少包括“优选”充电模式和“选择”充电模式。

在“优选”充电模式中，用户在104设置一个或多个“优选”充电配置文件。参考图6A，默认的“优选”充电配置文件允许在最便宜的电是可用时的所有时间段期间充电。参考第一组充电窗口66，选择第一行72A内的所有单元。因此，在默认的“优选”充电配置文件中，电池组24将在插入并且廉价电力可用时被充电。在其他示例中，可能还有其他默认的“优选”充电配置文件。

用户可以通过接受默认的“优选”充电配置文件或者通过进一步定制充电配置文件来设置“优选”充电配置文件。在图6A的示例中，用户已经决定设置定制的“优选”充电配置文件。在图6A中，用户使用他们的手(或手指)74或者其他输入设备来激活第一组充电窗口66内的特定单元。在该示例中，用户选择对应于下午12点和下午1点之间的时间的单元76。单元76处于行72C中，对应于最昂贵的电费。

通常，用户例如通常优选车辆在下午12点至下午1点的时间段期间不充电，原因在于其较高的能量成本。因此，在一个示例中，如果总充电时间大于下一个使用时间之前的较低成本窗口范围，则控制器50优先考虑在较低成本窗口中充电，并且将仅在12点至1点的较高的能量成本时间范围内充电。换句话说，如果需要，仍然会在12点至1点的时间范围内进行充电，以确保下一次使用时间(NUT)之前的充满电或大体充满电的荷电状态(SOC)。在一个示例中，第一优先级控制器50是在NUT之前完全对电池充电，以及第二优先级以可能的最低能量成本进行充电。

在该示例中，用户可以使用触摸屏58的熟悉的功能继续定义优选充电配置文件。例如，用户可以使用他们的手74来点击第一单元76并且继续拖动他们的手74以选择附加的单元。参考图6B-6C，用户已经将他们的手74在方向78(相对于图6B-6C向右侧)上从第一单元76拖到第二单元79，并最终拖到第四单元81。因此，用户已经选择了下午12点至下午4点之间的时间，其中只要SOC将在由用户设置的NUT之前处于期望的目标，则电池组将避免充电以节省资金。

在图6C中，用户已经还选择了另外的单元。在该示例中，用户已经选择了与下午8点至下午9点之间的时间相对应的单元80，其中用户已经选择了最昂贵的成本。用户已经选择了对应于下午10点至下午11点之间的时间的另一个单元82，其中用户已经选择了中间成本。如果车辆在下午8点被插入电池系统36，而下次使用时间设定为下午11点并且车辆需要两个小时才能完全充电，则电池将不会在下午9点之前开始充电，并将持续到下午11点，从而避免最高成本的窗口并且在最低和中间的成本窗口中充电来以成本有效的方式满足客户NUT。此外，用户已经取消选择单元83，因为用户不希望在上午9点至上午10点之间发生任何充电。

一旦选择了所需的充电窗口，用户也在106设置与这些选择对应的位置。如图6C所示，用户已经使用第二个下拉菜单62选择了“客舱”作为位置。替代地，GPS 64可用于设置或建议位置。当用户完成指定充电时间和成本偏好时，在108保存充电配置文件。控制器50可以稍后检索该充电配置文件。在一些示例中，控制器50使用来自GPS 64的信息来选择性地检索与电动车辆12的位置相对应的保存的配置文件。另外，应当理解的是，每个位置可以保存多于一个的充电配置文件。

在“选择”充电模式中，用户期望在特定时间对电池组24进行充电，而不管电费如何。在步骤110，用户可以通过从第一下拉菜单60中选择“选择”来设置“选择”充电配置文件。在“选择”模式中，第二下拉菜单62可能会消失，因为在一些示例中，用户在“选择”模式下充电时是不关心电动车辆12的位置。在其他示例中，位置与类似于步骤106的特定选择充电配置文件相关。

图7A示出了当用户设置“选择”充电配置文件时人机界面54的示例布置。在该示例中，分别具有对应于工作日和周末的第一组窗口84和第二组窗口86。在一个示例中，用户在该示例中选择对应于凌晨1点和凌晨2点之间的时间的第一单元88。如在前面的示例中，用户可以点击并拖动他们的手74，以通过在方向90上移动他们的手74来选择附加的单元，如图7B所示。如图7C所示，用户已经拖动他们的手74来选择表示凌晨1点至凌晨4点之间的充电时间的三个单元89、91、93的组，并且已经选择了对应于上午5点至上午6点之间的时间的附加单元92。当用户完成设置充电时间偏好时，在108保存充电配置文件。在“选择”值充电模式下，电池组24将在这些时间充电，而不管电费如何。

图8包括表示本公开的方法120的另一方面的流程图。使用方法120，根据在方法100中设置并保存的充电配置文件对电池组24进行充电。

首先，在方法120中，用户在122使用人机界面54来选择是否使用值充电模式对电动车辆12进行充电。如果用户不希望使用值充电对电池组24进行充电，则在124，每当车辆被插入电池系统36时，车辆对电池组24进行充电。

如果选择了值充电，则用户接下来在126选择特定值充电模式。再次，示例充电模式包括“优选”充电模式和“选择”充电模式。用户还可以在128设置车辆位置，或者电动车辆12可以在128使用GPS 64来确定车辆位置。基于充电模式和车辆位置，控制器50将检索在步骤108中保存的适当的充电配置文件。如果对于特定位置保存了多个配置文件，则人机界面54将提示用户做出进一步的选择。

一旦选择了充电配置文件，则控制器50在130直接或间接地指示电池系统36根据适当的充电配置文件对电池组24进行充电。在充电期间，人机界面54在132显示充电活动。充电活动可以包括充电信息，例如当前选择的充电配置文件的图形显示、荷电状态(SOC)和估计的完成时间。

通过在充电期间显示充电配置文件信息，用户清楚车辆是否以及为什么在特定时间充电。这消除了有时由远程设置充电配置文件(例如通过用户的便携式计算机或智能手机)产生的混淆。在这种情况下，用户可能会忘记选择特定的充电配置文件，并且对于为什么车辆在特定时间充电或不充电而变得困惑。此外，通过提供在车内设置充电配置文件的能力，用户更有可能利用充电配置文件功能，因为用户不需要登录到单独的设备来设置充电配置文件。

本公开提供了允许用户设置一个或多个特定的充电配置文件的直观的车载系统。该系统提供关于充电信息的实时反馈，这减少了用户对于在特定时间对车辆进行充电的疑惑。

虽然不同的示例具有图示中所示的特定部件，但是本公开的实施例不限于那些特定的组合。可以将来自一些示例中的一个示例的一些部件或特征与来自一些示例中的另一个示例的特征或部件结合使用。

本领域普通技术人员将理解的是，上述实施例是示例性的而非限制性的。也就是说，本公开的修改将落入权利要求的范围内。因此，应研究以下权利要求以确定其真实范围和内容。

Claims (16)

1.一种电动车辆，包含：

电池组、配置为接收设置充电配置文件的输入的人机界面、和控制器；和

电池系统，所述电池系统配置为响应于来自所述控制器的指令来选择性地对所述电池组充电，所述控制器配置为指示所述电池系统根据所述充电配置文件对所述电池组进行充电。

2.根据权利要求1所述的电动车辆，其中所述人机界面配置为接收至少基于充电时间偏好来设置所述充电配置文件的输入。

3.根据权利要求2所述的电动车辆，其中所述人机界面配置为接收基于电费偏好和所述充电时间偏好来设置所述充电配置文件的输入。

4.根据权利要求3所述的电动车辆，其中所述人机界面包括至少一组充电窗口，其中所述至少一组充电窗口包括以列和行布置的多个单元，所述列对应于充电时间以及所述行对应于电费。

5.根据权利要求4所述的电动车辆，其中设置所述充电配置文件的输入包括对应于期望的充电时间和电费的至少一个单元的选择。

6.根据权利要求1所述的电动车辆，其中所述人机界面配置为接收车辆位置的输入。

7.根据权利要求1所述的电动车辆，进一步包含全球定位系统(GPS)，其中所述控制单元指示所述电池系统基于与由来自所述GPS的信息确定的车辆位置相关联的充电配置文件来对所述电池组充电。

8.根据权利要求1所述的电动车辆，其中所述人机界面显示实时充电信息。

9.根据权利要求1所述的电动车辆，其中所述电池系统电连接到电网。

10.一种方法，包含：

使用电动车辆的人机界面设置充电配置文件；和

基于所述充电配置文件对电池组充电。

11.根据权利要求10所述的方法，其中设置所述充电配置文件包括至少基于充电时间偏好来设置所述充电配置文件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中设置所述充电配置文件包括基于电费偏好和充电时间偏好来设置所述充电配置文件。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述人机界面包括至少一组充电窗口，其中所述至少一组充电窗口包括多个列和行，所述列对应于充电时间以及所述行对应于电费。

14.根据权利要求13所述的方法，其中设置所述充电配置文件包括通过点击触摸屏上的至少一个单元来选择所述至少一个单元。

15.根据权利要求13所述的方法，其中设置所述充电配置文件包括通过点击触摸屏上的单元并且拖动以选择附加单元来选择多个单元。

16.根据权利要求10所述的方法，进一步包含使用所述人机界面来在车内显示实时充电信息。