CN109131308B - 控制混合动力系统的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力系统，其包括用于管理DC功率源充电的方法，所述方法包括确定初始电量维持SOC设定点和初始充电终止SOC设定点。对DC功率源进行动态地监测。基于DC功率源的环境温度、器件温度和SOC确定对电量维持SOC设定点的调整，基于对电量维持SOC设定点的调整和初始电量维持SOC设定点确定更新的电量维持SOC设定点。确定电能均衡因子α，基于电能均衡因子α、更新的电量维持SOC设定点以及初始电量维持SOC设定点确定更新的充电终止SOC设定点。基于更新的充电终止SOC设定点控制DC功率源的充电。

Description

控制混合动力系统的方法和装置
背景技术
混合动力系统由两种或多种能源产生推进转矩，例如通过内燃发动机的碳氢化合物基燃料，以及通过一个或多个电机的电功率，其中电能储存在DC功率源中。
发明内容
描述了一种用于交通工具的混合动力系统，其包括设置用于产生并向传动系传输机械功率的电机，设置用于向所述电机提供电功率的DC功率源，以及控制器。所述控制器与所述电机和所述DC功率源通信，且包括设置用于管理所述DC功率源充电的指令集。所述指令集实施管理DC功率源充电的方法，其包括确定与所述DC功率源相关联的寿命初期参数，包括初始电量维持SOC设定点和初始充电终止电量状态(SOC)设定点。对与所述DC功率源相关联的参数进行动态监测，包括所述DC功率源的环境温度、器件温度以及SOC。还对与所述DC功率源的位置、运行日期以及寿命状态(SOL)相关联的参数进行监测。基于所述DC功率源的环境温度、器件温度以及SOC来确定对电量维持SOC设定点的调整，基于对所述电量维持SOC设定点的调整和初始电量维持SOC设定点来确定更新的电量维持SOC设定点。确定电能均衡因子α，基于所述电能均衡因子α、所述更新的电量维持SOC设定点以及所述初始电量维持SOC设定点能确定更新的充电终止SOC设定点。基于所述更新的充电终止SOC设定点来控制所述DC功率源的充电。
本发明的一个方面包括控制所述动力系统的运行是基于所述更新的电量维持SOC设定点而控制的。
本发明的另一方面包括基于所述位置、运行日期以及所述寿命状态确定所述电能均衡因子α。
本发明的另一方面包括所述动力系统具有电机和内燃发动机，控制所述电机和所述内燃发动机在电量维持模式下当所述SOC小于所述更新的电量维持SOC设定点时响应于输出转矩请求合作产生输出转矩。
本发明的另一方面包括控制所述电机在所述SOC大于所述更新的电量维持SOC设定点时响应于输出转矩请求产生输出转矩。
本发明的另一方面包括将所述DC功率源的充电控制到所述更新的充电终止SOC设定点。
本发明的另一方面包括在离线充电事件期间将所述DC功率源的充电控制到所述更新的充电终止SOC设定点。
本发明的另一方面包括所述初始电量维持SOC设定点，其是与电量消耗模式下运行所述动力系统相关联的最低SOC设定点。
本发明的另一方面包括所述初始充电终止SOC设定点是与所述DC功率源充电相关联的最高SOC。
从以下结合附图对实施本发明的一些最佳方式和其他实施方式进行的详细描述中能够很容易了解到本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点。
附图说明
现在将通过示例结合附图对一个或多个实施方式进行描述，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的混合动力系统，该混合动力系统包括内燃发动机、变速器以及联接到传动系的电机；
图2以图形示出了根据本发明与DC功率源的一个实施方式相关联的多个SOC设定点，该DC功率源被用于结合图1所描述的实施方式的混合动力系统中；
图3以框图形式示意性地示出了根据本发明与确定和控制DC功率源的SOC设定点相关联的流程图，该DC功率源被用于结合图1所描述的实施方式的混合动力系统中。
具体实施方式
如本文所描述和图示的，所公开的实施方式的部件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下具体实施方式并不旨在限制所要求保护的本发明的范围，而仅代表本发明可能的实施方式。另外，虽然在具体实施方式中阐述了多个具体细节以便透彻理解本文所公开的实施方式，但是在不具有这些细节中的一些的情况下，仍能实践一些实施方式。而且，为了清楚起见，没有对相关现有技术中理解的某些技术材料进行详细描述，以便避免不必要地模糊本发明。此外，如本文所图示和描述的，本发明可以在缺少本文未具体公开的元件的情况下实践。
实施方式的混合动力系统可以包括内燃发动机和一个或多个电机，它们布置用于产生推进转矩并且还产生可以在本发明的范围内使用的电功率。采用一些形式的混合动力系统的合适交通工具的一些实例包括但不限于：混合电动交通工具(HEV)、插电式混合电动交通工具(PHEV)、增程式电动交通工具(EREV)、双模式混合动力、动力辅助混合动力、串联混合动力、并联混合动力、串并联混合动力、功率分流混合动力、带式交流发电机启动机混合动力、液压混合动力、气动混合动力等等。交通工具可以包括客车、越野交通工具、运动型多用途交通工具、娱乐用交通工具、卡车、公共汽车、商用交通工具等等。虽然以下描述是在示例性的具有增程式串联混合动力配置的插电式混合电动交通工具(PHEV)的背景下提供的，但是应当理解，本方法可以与各种混合动力交通工具配置一起使用，而不限于特定的类型。此外，以下描述是在包括内燃发动机和两个电机的混合动力系统的背景下提供的，其是为了说明本文所描述和要求保护的思想的目的而提供的非限制性系统。
运行混合动力系统的控制系统响应于操作者命令的输出转矩请求控制发动机和电机的转矩输出并应用变速器中的转矩传输元件来传输转矩，同时考虑到燃料经济性、排放、运转性能以及其他因素。控制系统监测来自交通工具和操作者的各种输入，并提供对混合动力的运行控制，包括控制变速器运行模式和换挡、控制发动机和电机的转矩输出、以及调节电气DC功率源与电机之间的电功率互换以管理变速器的输出，包括转矩和转速。
混合动力系统可以在电动交通工具(EV)模式和电动可变模式(EVT)下运行，在电动交通工具(EV)模式下所有推进转矩都是在内燃发动机处于关闭状态的情况下由电机产生的，在电动可变模式(EVT)下内燃发动机处于开启状态且可以产生部分或全部的推进转矩，或者可以传输给电机以产生电功率，电功率可传输给电机以产生推进转矩。
在EV模式下运行混合动力系统可以提高消费者的满意度。然而，对于这样的运行而言在EV模式下在系统极限或接近系统极限运行可能降低与发动机启动性和加速响应相关联的消费者满意度。
现在参照附图，其中附图仅用于图示而不是限制某些示例性实施方式的目的，图1示意性地示出了包括联接到传动系60并由控制系统10控制的混合动力系统20的交通工具100。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的要素。动力系统20可以包括多个转矩产生器件，包括内燃发动机(发动机)40和齿轮系50，以及分别可旋转地联接齿轮系50的第一和第二电驱动转矩机器(电机)34、36。输出构件62联接在齿轮系50与传动系60之间。因此，内燃发动机40以及第一电机34和第二电机36联接到齿轮系50，且可被控制用于产生传输给传动系60作为交通工具100的推进转矩的输出转矩。通过定义，“输出转矩”是指由动力系统20产生并传输给输出构件62的正(牵引)转矩和负(制动)转矩。动力系统20是“混动的”，因为它采用两种或多种存储能量的来源来为交通工具推进提供功率。参照图1所示的布置呈输出分流电无级变速器的形式，且是非限制性的实施方式。
现在对联接到齿轮系50并产生传输给传动系60以产生推进转矩的输出转矩的发动机和变速器40以及第一电机34和第二电机36的一个实施方式进行描述。内燃发动机40的曲轴44经由第三离合器55联接到输入构件41，该输入构件41联接到第一电机34的转子。来自第一电机34的转子的输出构件经由第二离合器53联接到齿轮系50的环形齿轮56。第二电机36可旋转地联接到齿轮系50的太阳齿轮52。齿轮系50的行星齿轮和架54经由输出构件62联接到传动系60。环形齿轮56可经由第一离合器/制动器51联接到底盘接地。在一个实施方式中，齿轮系50是包括太阳齿轮52、行星齿轮和架54和环形齿轮56的简单行星齿轮组。变速控制器(TCM)57监测各旋转构件的旋转速度并控制第一离合器51、第二离合器53和第三离合器55的激活。
发动机40可以具体化为通过热力学燃烧过程将燃料转化成机械转矩的多汽缸内燃发动机。发动机40配备有多个致动器和传感器件用于监测运行和运送燃料以形成产生膨胀力的汽缸内燃烧充气，该膨胀力经由活塞和连杆传输到曲轴44产生转矩。发动机40的运行由发动机控制器(ECM)45控制。在一个实施方式中，发动机40可以包括用于响应于钥匙启动事件的发动机起动的低电压电磁驱动电起动器42。发动机40配置成执行发动机停止/起动运行，包括在交通工具运行期间执行自动起动和自动停止例程。发动机40可以配置成在持续进行的动力系统20运行期间执行自动起动和自动停止例程、燃料切断(FCO)控制例程以及汽缸停用控制例程。当不旋转时，发动机40被认为处于关闭状态。当旋转时，发动机40被认为处于开启状态，包括一个或多个旋转但不供给燃料的FCO状态。变速器可以是合适的器件，在一个实施方式中是配置为响应于操作者输入以多个固定齿轮比中的一个传输发动机速度和转矩的步进齿轮变速器。
第一电机34和第二电机36可以具体化为分别经由第一逆变器模块33和第二逆变器模块35电连接到高压DC功率源(电池)25的高压多相电动机/发电机。在整个说明书中术语“DC功率源”和“电池”可以互换使用。第一电机34和第二电机36配置为将存储的电能转化成机械功率和将机械功率转化成可以存储在电池25中的电能。电池25可以是合适的高压DC功率源存储器件(例如多单元锂离子器件、超级电容器)，或者其他合适的器件而不受限制。可以在存储的能量和功率容量的背景下对电池25的能力进行描述，其中功率容量与功或传输的能量(以瓦特＝焦耳/秒为单位)有关，存储的能量与做功的能力(以焦耳＝瓦特-秒为单位)有关。因此，功率容量与动力和交通工具性能能力例如加速度和最大速度有关，存储的能量与运行范围(即，行驶距离)有关。在一个实施方式中，电池25可以经由车载电池充电器24电连接到远程的交通工具外部电源用于在交通工具100静止时进行充电。电池25经由高压DC总线29电连接到第一逆变器模块33以响应于适于控制系统10的控制信号而将高压DC电功率传输给第一电机34。同样地，电池25经由高压DC总线29电连接到第二逆变器模块35以响应于适于控制系统10的控制信号而将高压DC电功率传输给第二电机36。
第一电机34和第二电机36中的每一个都包括转子和定子，并分别经由相应的第一逆变器模块33和第二逆变器模块35电连接到电池25和高压DC总线29。第一逆变器模块33和第二逆变器模块35都配置有合适的控制模块，包括功率晶体管(例如，IGBT)用于将高压DC电功率转变成高压AC电功率和将高压AC电功率转变成高压DC电功率。第一逆变器模块33和第二逆变器模块35中的每一个都可以采用脉宽调制(PWM)控制来将源于电池25的所存储的DC电功率转换成AC电功率，以便驱动对应的第一电机34和第二电机36产生转矩。类似地，第一逆变器模块33和第二逆变器模块35中的每一个将传输到对应的第一电机34和第二电机36的机械功率转换成DC电功率，以便产生可存储在电池25中的电能，包括作为再生功率控制策略的一部分。第一逆变器模块33和第二逆变器模块35都配置为接收马达控制命令并控制逆变器状态，以便提供马达驱动和再生制动功能性。在一个实施方式中，DC/DC电功率逆变器23电连接到低压总线28和低压电池27，还电连接到高压DC总线29。这样的电功率连接是公知的，没有进行详细描述。低压电池27电连接到辅助功率系统26，以便向交通工具上的低压系统提供低压电功率，包括例如电动窗、HVAC风扇、座椅，以及低压电磁驱动电起动器42。
在一个实施方式中，传动系60可以包括机械联接到车轴、驱动桥或半轴64的差动齿轮装置65，轴、驱动桥或半轴64机械联接到轮66。传动系60在齿轮系50与路面之间传输推进转矩。
交通工具100的操作者接口14包括以信号方式连接到多个人机接口器件的控制器，交通工具操作者通过人机接口器件命令交通工具100的运行。人机接口器件包括例如加速器踏板15、制动踏板16、变速器挡位选择器(PRNDL)17。其他的人机接口器件可以包括使操作者能够转动曲轴并起动发动机40的点火开关、方向盘和前照灯开关。加速器踏板15提供指示加速器踏板位置的信号输入，制动踏板16提供指示制动踏板位置的信号输入。变速器挡位选择器17提供指示操作者预期的交通工具运动方向的信号输入，包括指示输出构件62在前进或后退方向上旋转方向的离散数量的操作者可选位置。如所示的，变速器挡位选择器17还能选择所需的动力运行模式，诸如正常模式、运动模式、山路模式或其他合适的动力运行模式。动力运行模式用于向控制器12提供操作者偏好，其中这样的偏好包括多个期望的变速器换挡方式中的一个和多个期望的电池SOC水平中的一个。多个期望的变速器换挡方式中的一个可以是基于与速度和负载相关联的换挡方式而选择的，诸如积极换挡方式或使燃料经济性最大化的换挡方式。多个期望的电池SOC水平中的一个可以是根据预期的交通工具运行而选择的，诸如爬坡或者预计到达终点时放电以实现最低的SOC。
控制系统10包括以信号方式连接到操作者接口14的控制器12。控制器12可以包括与动力系统20的单个元件处于相同位置的多个分立器件，以便响应于操作者命令和动力命令实现动力系统20的单个元件的运行控制。控制器12还可以包括提供对其他控制器件的分级控制的控制器件。控制器12直接地或者经由通信总线18以通信的方式连接到高压电池25、第一逆变器模块33、第二逆变器模块35、ECM 45和TCM 57中的每一个，以便监测和控制它们的运行。
控制器12命令动力系统20的运行，包括选择和命令以多种运行模式中的一种运行，以便在转矩产生器件例如发动机40、第一电机34、第二电机36和传动系60之间产生和传输转矩。运行模式可以包括一种或多种电动交通工具(EV)模式，其中发动机40处于关闭状态，第一电机34和/或第二电机36产生推进转矩。运行模式还可以包括电动可变模式，其中发动机40以及第一电机34和第二电机36中的一个或两个产生推进转矩。运行模式还可以包括增程式EV模式，其中发动机40处于开启状态并通过第一电机34产生电功率，第二电机36产生推进转矩。增程式EV模式、EV模式以及电动可变模式各自具有相关联的电池充电模式，该电池充电模式可以是电量维持模式或电量消耗模式。电量消耗模式和电量维持模式是指用于管理电池25的SOC(SOC)的控制例程。电量消耗模式可以包括在发动机40处于关闭状态的情况下运行，电量维持模式包括在发动机40处于开启状态的情况下运行。
电量消耗模式指示电池25的SOC以预定速度消耗的动力系运行。在一个实施方式中，这包括在EV模式下运行动力系统20。在电量消耗模式中，控制器12在交通工具行程或者点火开关接通循环期间控制动力系运行直至电池25的SOC达到最低的SOC状态，并基于此管理来自内燃发动机40和来自电机34、36的转矩输入。
电量维持(CS)模式指示电池25的SOC(SOC)维持在预定水平，伴随着与交通工具运行相关联的短时间变化的可能性的动力系运行。在电量维持模式中，控制器12控制动力系运行使得电池25的SOC维持在设定点或者在设定点附近，且在交通工具行程结束时具有与交通工具行程初期相同的SOC，并基于此管理来自内燃发动机40和电机34、36的转矩输入。
术语“控制器”和相关的术语诸如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器以及类似的术语是指专用集成电路(ASIC)、电子线路、中央处理单元例如微处理器以及呈存储器和存储器件形式的相关联非瞬时存储组件(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)的一种或各种组合。非瞬时存储组件能存储机器可读指令，机器可读指令呈一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和器件、信号调节和缓冲电路以及一个或多个处理器能访问以提供所描述的功能性的其他组件的形式。输入/输出电路和器件包括监测来自传感器的输入的模数转换器和相关器件，其中以预设的采样频率或响应于触发事件对这些输入进行监测。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语是指包括校准和查找表在内的控制器可执行指令集。每个控制器执行控制例程来提供期望的功能，在持续进行的运行期间可以按规律的间隔执行例程，例如每100毫秒。可选地，例程可以响应于触发事件的发生而执行。控制器之间的通信，以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以用直接的有线点到点链路、网络通信总线链路、无线链路或其他合适的通信链路来完成。通信包括以合适的形式交换数据信号，例如，经由传导性介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。数据信号可以包括代表来自传感器的输入、致动器命令以及控制器之间通信的离散的、模拟的或数字化的模拟信号。术语“信号”是指物理上可辨别的传达信息的指标，可以是能行进通过介质的合适波形(例如，电的、光的、磁的、机械的或电磁的)，诸如DC、AC、正弦波、三角波、方波、振动等。
术语“模型”是指基于处理器的或处理器可执行代码以及器件或物理过程的物理存在进行模拟的相关联校准。如本文所使用的，术语“动态”或“动态地”描述实时执行的步骤或过程，并以监测或以其他方式确定参数状态以及在例程执行期间或者例程执行的迭代之间规律或定期地更新参数状态为特征。术语“校准(“calibration”、“calibrate””)和相关的术语是指将与装置相关联的实际或标准测量结果与感知或观察到的测量结果或命令的位置进行比较的结果或过程。本文所描述的校准可以简化为可存储参数表、多个可执行方程或其他合适的形式。参数被定义为可以用一个或多个传感器和/或物理模型辨别的代表器件或其他元件的物理属性的可测量量。参数可以具有离散值，例如，“1”或“0”，或者在数值上可以无限变化。
动力系统20包括通信方案，用于以控制系统10、交通工具100与动力系统20之间的传感器信号和致动器命令信号的形式实现通信，该通信方案包括通信总线18。通信方案采用一个或多个通信系统和器件来实现信息传输，包括例如通信总线18、直接连接器、局域网总线、串行外设接口总线和无线通信。控制器之间的通信以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以用直接有线链路、网络通信总线链路、无线链路或其他合适的通信链路。通信包括以合适的方式交换数据信号，例如经由传导性介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。数据信号可以包括代表来自传感器输入的信号、代表致动器命令的信号以及控制器之间的通信信号。如本文所使用的，术语“动态”或“动态地”描述实时执行的步骤或过程，并以监测或以其他方式确定参数状态以及在例程执行期间或者例程执行的迭代之间规律或定期地更新参数状态为特征。
以控制例程和相关校准为形式的方法和系统可以用于提供改善的动力系统对操作者命令诸如加速器踏板加速事件的响应性。这样的响应性可以提供改善的与EV模式下动力系运行相关联的操作者感知，包括那些包括多个操作者可选模式之一的运行。这包括可以基于不同的操作者可选模式在不同的交通工具速度和车轴转矩命令下操纵发动机速度和发动机转矩使得操作者不太可能感知发动机运行的控制例程。控制例程控制发动机在产生响应于输出转矩请求的输出转矩的同时基于SOC、操作者可选模式、交通工具速度以及车轴转矩命令而进行不同的动作。
与DC功率源25相关联的参数包括多个寿命初期(BOL)状态，包括初始充电终止(CT)SOC设定点和初始电量维持(CS)SOC设定点，它们可以在交通工具和/或电池开发期间确定。初始充电终止SOC设定点和初始电量维持SOC设定点可以预设成在寒冷天气条件期间提供稳定运行性能的水平。然而，在初始充电终止SOC设定点和初始电量维持SOC设定点的预设水平下持续运行可能对DC功率源25的使用寿命产生负面影响。
图2以曲线图的方式示出了与实施方式的电池25相关联的多个SOC设定点，该电池25被用于结合图1所描述的实施方式的混合动力系统20中。纵轴202标示SOC值(％)，横轴204标示经过时间(小时)。标示了多个SOC范围，包括与最高可实现SOC附近的SOC相关联的不可用范围211、与过充缓冲相关联的充电功率下降范围212、与充电范围中容许的变化相关联的可扩充能量范围213、电量消耗范围214、电量维持模式放电缓冲215、预留用于帮助发动机曲轴冷启动的寒冷天气缓冲放电部分216、放电功率下降范围217，以及与最低值附近的SOC相关联且提供的功率不足以允许运行的其他不可用范围218。电量维持模式放电缓冲215提供放电缓冲以适应运行期间的放电过冲。寒冷天气缓冲放电部分216保留一部分存储的电池功率以允许寒冷环境条件下发动机20的曲轴冷启动。
初始充电终止SOC设定点由线220标示，代表最高SOC状态，在该最高SOC状态下DC功率源25在其寿命状态为100％(即，新的)且在标称正常温度条件下运行时充电终止。初始电量维持SOC设定点由线222标示，代表最低SOC状态，在该最低SOC状态下DC功率源25在其寿命状态为100％(即，新的)且在标称正常温度下运行时放电终止。线224标示混合动力系统在电量消耗模式下运行时DC功率源25的放电曲线。线226包括小于初始充电终止SOC设定点222的充电终止SOC设定点227。线228包括小于初始充电终止SOC设定点222和与线226相关联的充电终止SOC设定点227的充电终止SOC设定点229。线226和228引入了能在由于比与寒冷天气相关联的环境温度更高的环境温度(例如，高于15C)而不需要寒冷天气缓冲放电部分216时实施的可能的充电策略和放电策略。
图3示意性地示出了可以在结合图1所描述的实施方式的交通工具100和动力系统20中实施的过程300，采用与结合图2所描述的实施方式的DC功率源相关联的实施方式的多个SOC设定点。过程300可以作为一个或多个控制例程在控制器10中被执行，用于基于交通工具运行数据、环境温度和DC功率源25的寿命状态实时动态地确定更新的电量维持SOC设定点和更新的充电终止SOC设定点。这样的运行可以使对可能与在初始充电终止SOC设定点的预设水平下的持续运行相关联的DC功源25寿命的影响最小化，初始电量维持SOC设定点可能负面影响DC功率源25的使用寿命。更具体地，在表明交通工具由于环境和其他条件而将很小或没有可能暴露于冷曲轴启动事件或其他相关运行状态的条件下，可以有利地减小更新的电量维持SCO设定点和更新的充电终止SOC设定点。因此，无需保留一部分存储的电池功率，即，结合图2所描述的寒冷天气缓冲放电部分216。
提供了表1作为检索表，其中对应于过程300，数字标记的框和对应的功能陈述如下。可以按照功能和/或逻辑块组件和/或各种处理步骤来描述本发明。应该认识到，这样的块组件可以由已经配置为执行指定功能的硬件、软件和/或固件组件组成。
表1
Figure BDA0001700174190000111
Figure BDA0001700174190000121
过程300的执行可以如下进行。过程300的步骤可以按合适的顺序执行，并不限于结合图3所描述的顺序。
初始值可以在交通工具开发阶段确定并校准到控制器10中(302)，其中初始值包括交通工具100和/或电池25寿命初期(BOL)的充电终止(CT)SOC设定点和电量维持DOC设定点。此外，充电终止SOC设定点可以逐渐扩展到寿命终止(EOL)点。通过非限制性示例，在一个实施方式中，在BOL时电量维持SOC设定点可以设在16％SOC，充电终止SOC设定点可以设在90％，EOL充电终止SOC设定点可以设在96.5％以适应电池能力衰减。确定电量维持SOC设定点的基本原则是电池25能支持非常低的环境温度诸如-30℃下的冷启动，且电池25可以在高于-10℃的环境温度下具有大得多的启动能力。此外，电池25能在电量维持SOC设定点传送足够的功率用于支持交通工具运行，包括可接受的交通工具发射性能。还有，电池25可以具有帮助发动机起动/停止运行和上坡运行情况的能量缓冲，即结合图2描述的电量维持模式放电缓冲215。BOL电量维持SOC设定点是在交通工具开发阶段确定的默认电池CS运行SOC设定点。
收集交通工具信息，包括交通工具位置、日期、时间、电池寿命状态条件等(304)，监测包括环境温度、电池温度和SOC在内的电池条件(306)。此信息被用于计算对电量维持SOC设定点的调整(ΔSOCCS_SP)。
对电量维持SOC设定点的调整(ΔSOCCS_SP)是根据针对环境和电池温度的电池冷启动能力、电池25在运行日期的功率容量而确定的。
更新的电量维持SOC设定点以方程1如下确定(312)。
SOCCS_SP＝SOCCS_SP_BOL-ΔSOCCS_SP(Operation_date，Temp，SOL) [1]
项SOCCS_SP_BOL表示在寿命初期的电量维持SOC设定点，ΔSOCCS_SP(Operation_date，Temp，SOL)表示根据电池冷启动能力、运行日期的功率容量而确定的对电量维持SOC设定点调整的调整。
还对电能均衡因子α进行确定(314)。电能均衡因子α适应器件特异性能力，该器件特异性能力与电池功率相关联且包括高SOC水平下的能量能力和能量密度与低SOC水平下的能量密度的差，并选择用于确保电池25具有足够量的存储能力以在动力系统在EV模式下运行时达到特定的运行范围。因此，电能均衡因子α被确定用于均衡在上部和下部SOC区中能量的量。因此，充电终止SOC设定点可以更新，使得电池25在其使用寿命中存储稳定量的电能，与在电池25的寿命初期设计的量相同。
根据寿命初期的充电终止SOC设定点、电量维持SOC设定点调整以及电能均衡因子α来确定更新的充电终止SOC设定点，如下方程2中(316)。
SOCchg_term_sp＝SOCchg_term_sp_BOL-α·ΔSOCCS_SP(Operation-date，Temp，SOL) [2]
项SOCchg_term_sp表示更新的充电终止SOC设定点，项SOCchg_term_sp-BOL代表寿命初期的充电终止SOC设定点。确定更新的充电终止SOC设定点的基本原则是在电池中具有足够量的存储能量来支持EV模式下预定范围的运行。通过非限制性示例，充电终止SOC设定点可以设在90％，使得电池25在其寿命初期可以传送14.2kWh电能来支持53EV英里。为了在早期使用年份内具有稳定的EV英里范围，电池充电终止设定点可以增加到最高可允许点，例如96.5％的充电终止SOC设定点。因此，更新的电量维持SOC设定点或更新的充电终止SOC设定点可以基于交通工具运行数据、环境温度和电池寿命状态而实时确定，以便将随使用时间的电池降解最小化。采用更新的充电终止SOC设定点和更新的电量维持SOC设定点来执行交通工具运行(318)。
对与交通工具运行、电池运行、环境和电池温度相关联的数据进行动态地监测并在交通工具运行期间利用充电终止SOC设定点和电量维持SOC设定点进行实时分析(320)。此数据被用于确定在电量维持SOC设定点和环境温度下的电池功率容量(322)，和针对充电终止SOC设定点和电量维持SOC设定点同时考虑环境和电池温度的交通工具驱动范围(324)。这些结果被提供作为对确定电量维持SOC设定点调整(ΔSOCCS_SP)的反馈(310)和对确定运行期间的电能均衡因子α的反馈(314)。
电池SOC运行控制策略可以适用于适应SOC和冷启动能力、运行温度和使用中和/或随时间发生的电池降解的变化。在使用寿命期间电池25可以在比默认SOC终止点更低的SOC终止点充电，这可以延长其使用寿命。
当交通工具100配置作为PHEV时，可以在离线充电事件期间执行DC功率源的充电，其中更新的充电终止SOC设定点被用作终止充电的值。
图3的流程图说明了一个实施方式的可以由车载计算系统执行的方法，该计算系统从与该系统通信的一个或多个模块接收指令。这可以通过计算机算法、机器可执行代码、非瞬时计算机可读介质或者编程到交通工具的合适可编程逻辑器件的软件指令来实施，诸如，一个或多个模块、与交通工具计算系统通信的服务器、与交通工具计算系统和/或服务器通信的移动设备、交通工具中的其他控制器，或者它们的组合。虽然流程图中所示的各个步骤按时间顺序出现，但至少一些步骤可能以不同的顺序发生，并且一些步骤可以同时进行或不进行。
具体实施方式和图或附图是对本发明的支持和描述，但本发明的范围仅由权利要求限定。尽管详细描述了用于执行本发明的一些最佳模式和其他实施方式，但存在各种替代设计和实施方式用于实践在所附权利要求中限定的本发明。

Claims (10)

1.一种用于管理DC功率源充电的方法，所述DC功率源设置为向混合动力系统的电机提供电功率用于牵引作用，其中所述动力系统根据所述DC功率源的电量状态在电量维持模式和电量消耗模式下运行，所述方法包含：
确定与所述DC功率源相关联的寿命初期参数，包括初始电量维持电量状态设定点和初始充电终止电量状态设定点；
动态地监测与所述DC功率源相关联的参数，包括所述DC功率源的环境温度、器件温度以及电量状态；
动态地监测与所述DC功率源相关联的位置、运行日期以及寿命状态；
基于所述DC功率源的所述环境温度、所述器件温度以及所述电量状态确定对电量维持电量状态设定点的调整；
基于所述对电量维持电量状态设定点的调整和所述初始电量维持电量状态设定点确定更新的电量维持电量状态设定点；
基于所述位置、运行日期以及所述寿命状态确定电能均衡因子α，所述电能均衡因子α用于均衡在上部电量状态区和下部电量状态区中能量的量；
基于所述电能均衡因子α、所述更新的电量维持电量状态设定点以及所述初始电量维持电量状态设定点确定更新的充电终止电量状态设定点；以及
基于所述更新的充电终止电量状态设定点控制所述DC功率源的充电。
2.一种用于交通工具的混合动力系统，其包含：
设置为产生和向传动系传输机械功率的电机；
设置为向所述电机提供电功率的DC功率源；
与所述电机和所述DC功率源通信的控制器，所述控制器包括设置为管理所述DC功率源充电的指令集，所述指令集能执行用于：
确定与所述DC功率源相关联的寿命初期参数，包括初始电量维持电量状态设定点和初始充电终止电量状态设定点；
动态地监测与所述DC功率源相关联的参数，包括所述DC功率源的环境温度、器件温度以及电量状态；
动态地监测与所述DC功率源相关联的位置、运行日期以及寿命状态；
基于所述DC功率源的所述环境温度、所述器件温度以及所述电量状态确定对电量维持电量状态设定点的调整；
基于所述对电量维持电量状态设定点的调整和所述初始电量维持电量状态设定点确定更新的电量维持电量状态设定点；
基于所述位置、运行日期以及所述寿命状态确定电能均衡因子α，所述电能均衡因子α用于均衡在上部电量状态区和下部电量状态区中能量的量；
基于所述电能均衡因子α、所述更新的电量维持电量状态设定点以及所述初始电量维持电量状态设定点确定更新的充电终止电量状态设定点；以及
基于所述更新的充电终止电量状态设定点控制所述DC功率源的充电。
3.根据权利要求2所述的混合动力系统，进一步包含所述指令集，其能执行用于基于所述更新的电量维持电量状态设定点控制所述动力系统的运行。
4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其中所述动力系统包括电机和内燃发动机，其中所述指令集能执行用于控制所述电机和所述内燃发动机在电量维持模式下当所述电量状态小于所述更新的电量维持电量状态设定点时响应于输出转矩请求而合作产生输出转矩。
5.根据权利要求4所述的混合动力系统，其中所述指令集能执行用于控制所述电机在所述电量状态大于所述更新的电量维持电量状态设定点时响应于所述输出转矩请求而产生输出转矩。
6.根据权利要求2所述的混合动力系统，其中能执行用于基于所述更新的充电终止电量状态设定点控制所述DC功率源的充电的所述指令集包含能执行用于将所述DC功率源充电至所述更新的充电终止电量状态设定点的指令集。
7.根据权利要求2所述的混合动力系统，其中能执行用于基于所述更新的充电终止电量状态设定点控制所述DC功率源的充电的所述指令集包含所述指令集能执行用于在离线充电事件期间将所述DC功率源的充电控制到所述更新的充电终止电量状态设定点。
8.根据权利要求2所述的混合动力系统，其中所述初始电量维持电量状态设定点包含与在电量消耗模式下运行所述动力系统相关联的最低电量状态状态。
9.根据权利要求2所述的混合动力系统，其中所述初始充电终止电量状态设定点包含与对所述DC功率源进行充电相关联的最高电量状态。
10.根据权利要求2所述的混合动力系统，其中确定所述电能均衡因子α，以用于基于所述位置、运行日期以及所述寿命状态调整所述DC功率源的所述充电终止电量状态设定点，所述充电终止电量状态设定点导致所述DC功率源存储与在所述DC功率源的寿命初期所存储的电能量相同量的电能。
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