CN110829862A - 车载发电机逆变器输入功率的动态控制 - Google Patents

车载发电机逆变器输入功率的动态控制 Download PDF

Info

Publication number
CN110829862A
CN110829862A CN201910739121.0A CN201910739121A CN110829862A CN 110829862 A CN110829862 A CN 110829862A CN 201910739121 A CN201910739121 A CN 201910739121A CN 110829862 A CN110829862 A CN 110829862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
vehicle
power consumption
controller
maximum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910739121.0A
Other languages
English (en)
Inventor
马克·J·费雷尔
马特乌什·扎德罗兹尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN110829862A publication Critical patent/CN110829862A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/006—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to power outlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
    • B60L1/06—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line using only one supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
    • B60L1/06—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line using only one supply
    • B60L1/08—Methods and devices for control or regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/529—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80—Time limits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/54—Energy consumption estimation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/106—Parallel operation of dc sources for load balancing, symmetrisation, or sharing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本公开提供了“车载发电机逆变器输入功率的动态控制”。一种车辆，包括被配置成从逆变器接收电力的电源插座。所述车辆包括被配置成向所述逆变器和多个电气系统供应电力的电源。控制器被编程为响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将所述电气系统的最大功率限制改变与所述电源插座中的所述一个相关联的量。

Description

车载发电机逆变器输入功率的动态控制
技术领域
本申请总体上涉及一种用于操作车辆电力系统以向外部装置供应电力的系统。
背景技术
车辆可以被配置成向外部装置提供有限的电力量。例如，车辆可以提供一个或多个12伏插座，以用于向外部装置提供电力。这些插座的功率容量通常很低。例如，12伏特下的10安培输出仅消耗120W电力。混合动力车辆为向外部装置提供电力提供额外的机会。由于混合动力车辆可以包括增加的电力存储和发电能力，因此可以向外部装置提供更高水平的电力。由于可以向车外装置提供更多电力，因此平衡车载和车外功率需求变得更加复杂。
发明内容
一种车辆包括被配置成从逆变器接收电力的电源插座。所述车辆还包括被配置成向所述逆变器和多个电气系统供应电力的电源。所述车辆还包括控制器，所述控制器被编程为响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将电气系统的最大功率限制减小与所述电源插座中的所述一个相关联的最大功率。
所述控制器还可以被编程为响应于检测到没有负载连接到电源插座，而操作电气系统以增加电气系统的最大功率限制。所述控制器还可以被编程为响应于最大功率限制的总减小超过最大插座功率分配，而将最大功率限制的总减小限于最大插座功率分配。所述控制器还可以被编程为处理所述电源插座中的每一个的历史功率消耗数据，并基于历史功率消耗数据输出估计的未来功率消耗。所述控制器还可以被编程为操作电气系统，以根据估计的未来功率消耗来改变电气系统的最大功率限制。所述控制器还可以被编程为生成估计的未来功率消耗作为在预定时间间隔内从历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。所述控制器还可以被编程为生成估计的未来功率消耗作为在预定间隔内从历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。最大功率可以包括用于补偿电源与电源插座之间的能量转换效率的供电效率因子。供电效率因子可以随温度和电流而变化。
一种车辆包括：电源插座，其被配置成接收由逆变器提供的电力；以及电源，其被配置成向逆变器和多个电气系统供应电力。所述车辆还包括控制器，所述控制器被编程为响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将电气系统的最大功率限制减小与所述电源插座中的一个相关联的预测的功率消耗。
预测的功率消耗可以基于与所述电源插座中的一个相关联的历史功率消耗数据。预测的功率消耗可以是在预定时间间隔内从历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。预测的功率消耗可以是在预定间隔内从历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。所述控制器还可以被编程为响应于检测到所述电源插座中的一个的状态变化，而根据与所述电源插座中的一个相关联的最大功率来减小电气系统的最大功率限制。所述控制器还可以被编程为包括预测的功率消耗中的供电效率因子。
一种方法包括：通过控制器操作车辆电力系统，所述车辆电力系统被配置成向多个电气系统和耦合到多个电源插座的逆变器供应电力，以为电源插座保留一定量的电力，并且响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将电气系统可用的电力减小与所述电源插座中的一个相关联的预测的功率消耗。
所述方法还可以包括通过控制器估计预测的功率消耗作为与所述电源插座中的一个相关联的最大功率消耗。所述方法还可以包括通过控制器估计预测的功率消耗作为在预定时间间隔内从测量的历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。所述方法还可以包括通过控制器估计预测的功率消耗作为在预定间隔内从测量的历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。所述方法还可以包括响应于检测到所述电源插座中的一个的状态变化，而通过控制器根据与所述电源插座中的一个相关联的最大功率来改变电气系统可用的电力。
附图说明
图1描绘了电动化车辆的可能配置。
图2描绘了用于与插座面板介接的车辆系统的可能配置。
图3描绘了插座面板的可能的电源插座配置。
图4是用于操作车辆电气系统的可能操作序列的流程图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的各实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种形式和替代形式。这些附图不一定按比例绘制；某些特征可能会被放大或最小化，以显示特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域的技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员应理解，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
图1描绘了可以被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电动化车辆112。插电式混合动力电动车辆112可以包括机械地联接到齿轮箱或混合动力变速器116的一个或多个电机114。电机114可能能够作为马达和发电机来操作。此外，混合动力变速器116机械地联接到发动机118。混合动力变速器116可以机械地联接到差速器162，所述差速器162被配置成调整驱动轴120的速度，所述驱动轴120机械地联接到车辆112的驱动轮122。驱动轴120可以称为驱动车桥。在一些配置中，离合器可以设置在混合动力变速器116与差速器162之间。电机114可以在发动机118开启或关闭时提供推进和减速能力。电机114还可以充当发电机，并且可以通过回收原本通常将在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。电机114还可以通过允许发动机118以更有效的转速操作以及允许在某些条件下在发动机118关闭的情况下以电动模式操作混合动力电动车辆112来减小车辆排放。电动化车辆112也可以是电池电动车辆(BEV)。在BEV配置中，可能不存在发动机118。在其他配置中，电动化车辆112可以是没有插电能力的强混合动力电动车辆(FHEV)。
电池组或牵引电池124存储可以由电机114使用的能量。牵引电池124可以提供高电压直流(DC)输出。接触器模块142可以包括一个或多个接触器，所述一个或多个接触器被配置成在打开时将牵引电池124与高电压母线152隔离并且在关闭时将牵引电池124连接到高电压总线152。高电压总线152可以包括用于在高电压总线152上承载电流的电力和返回导体。接触器模块142可以与牵引电池124集成。一个或多个电力电子模块126可以电耦合到高电压总线152。电力电子模块126还电耦合到电机114，并提供在牵引电池124与电机114之间双向传送能量的能力。例如，牵引电池124可以提供DC电压，而电机114可以利用三相交流电(AC)操作以起作用。电力电子模块126可以将DC电压转换为三相AC电流来操作电机114。在再生模式中，电力电子模块126可以将来自充当发电机的电机114的三相AC电流转换为与牵引电池124兼容的DC电压。
除了提供用于推进的能量之外，牵引电池124还可以为其他车辆电气系统提供能量。车辆112可以包括DC/DC转换器模块128，所述DC/DC转换器模块128将来自高电压总线152的高电压DC输出转换为与低电压负载156兼容的低电压总线154的低电压DC电平。DC/DC转换器模块128的输出可以电耦合到辅助电池130(例如，12V电池)，以用于对辅助电池130充电。低电压负载156可以经由低电压总线154电耦合到辅助电池130。一个或多个高电压电气负载146可以耦合到高电压总线152。高电压电气负载146可以具有在适当时操作和控制高电压电气负载146的相关联的控制器。高电压电气负载146的示例可以是风扇、电加热元件和/或空调压缩机。
电动化车辆112可以被配置成从外部电源136对牵引电池124再充电。外部电源136可以连接到电插座。外部电源136可以电耦合到充电站或电动车辆供电装备(EVSE)138。外部电源136可以是由电力事业公司提供的配电网络或电网。EVSE 138可以提供电路和控件以调节并管理电源136与车辆112之间的能量传送。外部电源136可以向EVSE 138提供DC或AC电力。EVSE 138可以具有用于耦合到车辆112的充电端口134的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为将电力从EVSE 138传送到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可以电耦合到车载功率转换模块或充电器132。充电器132可以调节从EVSE 138供应的电力，以向牵引电池124和高电压总线152提供适当的电压和电流电平。充电器132可以与EVSE138介接以协调对车辆112的电力输送。EVSE连接器140可以具有与充电端口134的对应凹口配对的接脚。替代地，被描述为电耦合或电连接的各种部件可以使用无线电感耦合来传送电力。
电动化车辆112可以包括一个或多个车轮制动器144，所述一个或多个车轮制动器144可以被提供用于使车辆112减速并阻止车辆112的运动。车轮制动器144可以是液压致动的、电致动的或者它们的某一组合。车轮制动器144可以是制动系统150的一部分。制动系统150可以包括用于操作车轮制动器144的其他部件。出于简单起见，附图描绘了制动系统150与车轮制动器144中的一者之间的单个连接。示出了制动系统150与其他车轮制动器144之间的连接。制动系统150可以包括用于监测和协调制动系统150的控制器。制动系统150可以监测制动部件并控制车轮制动器144以进行车辆减速。制动系统150可以对驾驶员命令做出响应并且还可以自主地操作以实施诸如稳定性控制的特征。制动系统150的控制器可以在由另一控制器或子功能请求时实施施加所请求的制动力的方法。
车辆112中的电子模块可以经由一个或多个车辆网络进行通信。车辆网络可以包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是诸如控制器局域网(CAN)的串行总线。车辆网络的信道中的一个可以包括由电气和电子工程师协会(IEEE)802系列标准定义的以太网。车辆网络的附加信道可以包括模块之间的离散连接，并且可以包括来自辅助电池130的功率信号。不同的信号可以经由车辆网络的不同信道传送。例如，视频信号可以经由高速信道(例如，以太网)传送，而控制信号可以经由CAN或离散信号传送。车辆网络可以包括有助于在模块之间传送信号和数据的任何硬件和软件部件。图1中并未示出车辆网络，但可以暗示，车辆网络可以连接到车辆112中存在的任何电子模块。可以存在车辆系统控制器(VSC)148以协调各种部件的操作。注意，本文描述的操作和过程可以在一个或多个控制器中实施。可以被描述为由特定控制器实施的特征的实现方式不一定限于由该特定控制器进行的实现方式。功能可以分布在经由车辆网络通信的多个控制器之间。
车辆112可以包括用户界面164，以用于与操作员交互。用户界面164可以包括显示元件，诸如灯或液晶显示器(LCD)模块。显示元件可以包括触摸屏。用户界面164还可以包括输入装置，诸如开关、按钮或触摸屏输入。
车辆112可以被配置成为外部装置提供电力。车辆112还可以包括车载发电机逆变器(OBGI)系统160。OBGI系统160可以是车辆系统，其被配置成向一个或多个外部装置166提供电力。OBGI系统160可以从高电压总线152和牵引电池124接收电力。OBGI系统160可以包括功率转换电路，以生成连接到OBGI系统160的外部装置的输出电压和电流。
图2描绘了包括OBGI系统160的可能配置。OBGI系统160可以包括向逆变器204提供电力的DC/DC功率转换器202。在一些配置中，DC/DC功率转换器202的功能可以由为低压总线154供电的DC/DC转换器模块128提供。逆变器204可以被配置成将DC电压输入转换为交流(AC)电压输出。DC/DC功率转换器202可以被配置成将牵引电池124的电压电平调整到逆变器204使用的电压电平。逆变器204可以被配置成提供一个或多个电压输出。例如，逆变器204可以被配置成提供三个电压输出(例如，三相逆变器)。在一些配置中，OBGI系统160可以被配置成利用车辆中的现有DC/DC转换器和逆变器(例如，DC/DC转换器模块128和电力电子模块126)。车辆可以包括控制器208，控制器208被配置成操作包括DC/DC转换器202和逆变器204的OBGI系统160的部件。在一些配置中，控制器208可以是OBGI系统160的一部分。
电源222可以向高电压总线152供应电力。电源222可以包括牵引电池124和作为由发动机118驱动的发电机操作的电机114。电源222可以包括被配置成向高电压总线152提供电力的任何部件。车辆还可以包括各种电气系统220。电气系统220可以包括从高电压总线152汲取功率的电气部件(例如，电机114、DC-DC转换器模块128、电气负载146、制动系统150)。当OBGI系统160从高电压总线152汲取功率时，其可以被认为是单独的电气系统。控制器208可以被配置成操作电气系统220和/或影响电气系统220的操作。控制器208可以直接和/或间接地与电气系统220交互以控制所使用的电力量。例如，控制器208可以与电气系统220通信以设置可用于电气系统220的电力量。控制器208可以与分布在车辆中的其他控制器协同操作以操作电气系统220。操作电气系统220可以包括控制由电气系统220使用的电力量。这可以包括将一个或多个电气系统220的电力汲取限于小于所需功率使用的量。
DC/DC功率转换器202可以包括电耦合到高电压总线152和牵引电池124的输入。DC/DC功率转换器202可以被配置成将高电压总线152的电压电平转换为逆变器204的期望电压输入电平。DC/DC功率转换器202可以包括旁路模式，其中高电压总线的电压被传送到逆变器204的输入。DC/DC功率转换器202可以包括被布置和控制以输出期望的电压电平的开关装置和电路元件。开关装置可以由控制器(例如，控制器208)控制，所述控制器根据期望的功率输出对开关进行排序。DC/DC功率转换器202可以包括升压操作模式，所述升压操作模式输出大于高电压总线152的电压的电压。DC/DC功率转换器202可以包括降压操作模式，所述降压操作模式输出小于高电压总线152的电压的电压。
逆变器204可以被配置成提供一个或多个电压/电流输出。逆变器204可以被配置成将DC电压输入转换为一个或多个AC电压输出。逆变器204可以是三相逆变器，所述三相逆变器被配置成提供三个AC电压/电流波形。逆变器204可以包括功率开关电路，所述功率开关电路包括多个开关装置。所述开关装置可以是绝缘栅双极结型晶体管(IGBT)或其他固态开关装置。开关装置可以被布置成选择性地将高电压总线152的正端子和负端子耦合到逆变器功率输出的每个端子或桥臂。功率开关电路内的每个开关装置可以具有并联连接的相关联的二极管，以在开关装置处于非导通状态时提供用于感应电流的路径。每个开关装置可以具有用于控制相关联的开关装置的操作的控制端子。控制端子可以电耦合到控制器。控制器可以包括用于驱动和监测控制端子的相关联的电路。例如，控制端子可以耦合到固态开关装置的栅极输入。
逆变器204的每个桥臂可以包括第一开关装置，所述第一开关装置选择性地将HV总线正端子耦合到相关联的输出端子。第一二极管可以与第一开关装置并联耦合。第二开关装置可以选择性地将HV总线负端子耦合到相关联的输出端子。第二二极管可以与第二开关装置并联耦合。每个逆变器输出桥臂可以类似地配置。逆变器204的每个桥臂可以被配置成将相关联的输出端子和中性端子之间的电压控制到期望的电压量值和频率。
控制器(例如，208)可以被编程为操作开关装置以控制相输出处的电压和电流。控制器208可以操作开关装置，使得每个逆变器输出在特定时间仅耦合到HV总线正端子或HV总线负端子中的一个。各种功率输出算法和策略可用于在控制器208中实施。逆变器输出可以通过电压量值、电流量值和频率来表征。控制器208可以被编程为操作逆变器204以实现期望的电压和电流输出波形。控制器208可以实施开环和/或闭环策略以实现所述结果。控制器208可以利用脉冲宽度调制(PWM)栅极信号来操作开关装置。
逆变器204可以包括用于每个逆变器功率输出的电流传感器。电流传感器可以是电感式或霍尔效应装置，所述电感式或霍尔效应装置被配置成生成指示电流通过相关联的电路的信号。控制器208可以按预定采样率对电流传感器进行采样。
逆变器204可以包括一个或多个电压传感器。所述电压传感器可以被配置成测量逆变器204的输入电压和/或逆变器204的一个或多个输出电压。电压传感器可以是电阻网络并且包括隔离元件以将高电压电平与低电压系统分开。另外，逆变器204可以包括用于对来自电流传感器和电压传感器的信号进行缩放和滤波的相关联的电路。
在一些配置中，DC/DC功率转换器202和逆变器204可以集成为单个单元。整体功能可以如所描述的那样保持。结果是OBGI系统160被配置成为外部装置提供一个或多个功率输出。控制器208可以被配置成操作DC/DC功率转换器202和逆变器204以实现期望的逆变器功率输出。
OBGI系统160可以包括插座面板210。工业和家用系统通常使用常用的电源连接。例如，家庭应用通常利用120VAC电力。其他家庭应用可以使用240VAC电力。插座面板210可以设计成支持两种类型的电源连接。插座面板210可以电耦合到逆变器204，并且可以被配置成从逆变器204接收电力。
图3描绘了插座面板210的可能配置。插座面板210可以包括第一插座插孔302、第二插座插孔304、第三插座插孔306、第四插座插孔308和第五插座插孔310。插座插孔可以是标准电连接接口。例如，第一插座插孔302可以是家用电气插孔，所述家用电气插孔限定用于接纳配对的电插头的导体的开口。一些插座插孔可以配置有三个开口或连接。所述连接可以被定义为接地连接、中性连接和电源连接。这些插座插孔可以被配置成在电源连接和中性连接之间连接电气负载。一些插座插孔(例如，第五插座插孔310)可以配置有四个开口或连接。所述连接可以被定义为接地连接、中性连接、第一电源相连接和第二电源相连接。这些插座插孔可以被配置成在第一电源相和第二电源相之间连接电气负载。插孔可以被配置成支持符合各种本地和国际标准的插头。例如，插座面板可以设计成容纳给定国家或地区的插头。
逆变器204和插座面板210之间的电气接口可以包括接地连接(G)312、中性连接(N)316、第一逆变器电压输出(L1)314和第二逆变器电压输出(L2)318。每个插孔可以具有相关联的接地导体，接地连接312可以电耦合到所述接地导体。每个插孔可以具有中性导体，中性连接316可以电耦合到所述中性导体。中性连接316可以电耦合到逆变器204的HV总线负端子。第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318可以电耦合到逆变器204的输出。例如，第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318可以电耦合到逆变器204的单独的功率输出。
第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318可以各自被配置成输出具有预定量值和预定频率的AC电压(例如，120VRMS，60Hz)。可以容易地将系统配置成通过改变电压和频率进行匹配，而与其他电网兼容。逆变器204可以被配置成具有两个相输出。也就是说，逆变器204可以具有两个单独的相桥臂，使得两个逆变器功率输出可用。控制器208可以被编程为操作逆变器204以输出逆变器电压输出(L1和L2)中的每一个的AC电压波形。
第一逆变器电压输出314可以电连接到第一插座插孔302的端口和第二插座插孔304的端口。控制器208可以被编程为操作逆变器204，使得在第一逆变器电压输出314和中性连接316之间存在期望的AC电压。第一逆变器电压输出314上的电力负载可以是由第一插座插孔302和第二插座插孔304汲取的电力的总和。
第二逆变器电压输出318可以电连接到第三插座插孔306的端口和第四插座插孔308的端口。控制器208可以被编程为操作逆变器204，使得在第二逆变器电压输出318和中性连接316之间存在期望的AC电压。第二逆变器电压输出318上的电力负载可以是由第三插座插孔306和第四插座插孔308汲取的电力的总和。
第一逆变器电压输出314可以连接到第五插座插孔310的第一端口。第二逆变器电压输出318可以连接到第五插座插孔310的第二端口。第五插座插孔310可以包括电连接到中性连接316和接地连接312的端口。第一端口和第二端口两端的电压可以是第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318的总和。例如，当第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318是120VAC时，第一端口和第二端口两端的电压可以是240VAC。第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318中的每一个上的电力负载可以是由第五插座插孔310汲取的电力的一半。
每个插孔可以具有相关联的最大额定功率。最大额定功率可以取决于插座容量。最大额定功率可以取决于接线配置和逆变器功率容量。最大额定功率可能取决于保险丝或断路器额定值。例如，第一插座插孔302和第二插座插孔304可以各自配置成在预定电压(例如，120V)下提供预定电流。每个插孔的最大功率可以由预定电流和预定电压的乘积来定义。两个插孔的总功率可以是每个插孔的最大功率的总和(例如，对于两个连接的插孔，其是每个插孔的功率的两倍)。为第一插座插孔302和第二插座插孔304供电的第一逆变器电压输出314可以被配置成提供高达预定量的电力。在一些配置中，第一逆变器电压输出314可以被配置成提供满足两个连接的汲取全部电力的插孔的功率(例如，两个插孔的总电力)。在一些配置中，第一逆变器电压输出314可以被配置成提供可以小于总的可能电力汲取的电力量(例如，一个插孔的电力)。
第三插座插孔306和第四插座插孔308可以各自被配置成以预定电压提供高达预定电流。为第三插座插孔306和第四插座插孔308供电的第二逆变器电压输出318可以被配置成提供高达预定量的电力。在一些配置中，第二逆变器电压输出318可以被配置成提供满足两个连接的汲取全部电力的插孔的总的可能电力的电力。在一些配置中，第二逆变器电压输出318可以被配置成提供可以小于总的可能电力汲取的电力量(例如，一个插孔的电力)。每个逆变器电压输出的功率限制可以取决于逆变器设计和要求。
第五插座插孔310可以被配置成在预定电压(例如，240V)下提供预定电流。第一逆变器电压输出314和第二逆变器电压输出318可以各自被配置成提供总电力的一半以为第五插座插孔310供电。
插座面板210可以从电源222接收电力。电源222可能能够输送高达预定的功率限制的功率。可以限制电源222可以提供的最大电力量。例如，牵引电池124可以在某些功率限制内操作以改善电池寿命。牵引电池124可以具有最大放电功率容量，所述最大放电功率容量限定可以从牵引电池124汲取的电力量。电机114可以具有取决于转速的发电限制。可用的最大功率还可以取决于车辆操作模式。控制器208可以被编程为接收或计算在任何给定时间可用的最大功率。
车辆电力系统可以被配置成优先给插座面板210供电。也就是说，系统可以被配置成确保为插座面板210保留足够的电力。这确保了耦合到插座面板210的负载可以具有不间断的电力供应，而不管其他电气系统220如何操作。当优先给插座面板210供电时，电力系统可以保留等于插座面板210可以提供的最大功率的电力量。优先考虑插座面板210的缺点在于，即使插座面板210没有在使用或不能使用，仍然保留电力。例如，可能没有装置插入到插座面板210中。在这些情况下，保留可能不使用的电力。因此，较少的电力可用于推进和其他电气系统。
改善可以是智能地监测耦合到插座面板210的装置并动态地确定要保留的电力量。系统可以被配置成基于插入到插座面板210中的装置的存在来为插座面板210保留电力。如果没有装置插入，则可能不需要为插座面板210保留电力。通过在没有装置插入时消除保留电力，更多的电力可用于其他电气系统和功能(例如，用于推进的电机114)。此外，当装置插入时，系统可以确定哪些插孔正在使用并且根据正在使用的插孔的功率规格保留电力。在这种情况下，可以保留小于最大插座面板功率水平的功率。在一些配置中，保留的功率可以取决于正在使用的插孔的最大额定功率。在一些配置中，可以监测从每个插孔汲取的实际功率，并且可以根据实际汲取的电力来设置保留电力。当为电源插座保留电力时，可以相应地减小电气系统的最大功率限制。
图4描绘了可以在用于操作车辆112的OBGI系统160和电气系统220的控制器(例如，208)中实施的一组操作的可能的流程图400。可以将用于插座面板210的保留功率初始化为最大输出面板功率水平，以确保如果装置插入到每个插孔中，则在启动时可获得足够的电力。可以执行操作402以检测与每个插孔相关联的插头状态。插头状态可以指示插头插入到相关联的插孔中。可以以各种方式确定插头状态。在一些配置中，每个插孔可以具有相关联的开关，当插头插入插孔中时，所述开关被接合。开关可以向控制器208提供电信号。在一些配置中，可以通过监测每个插孔处的电压和电流来确定插头状态。当没有负载时，电流可以为零。控制器208可以被编程为如果电流超过预定电流，则检测负载。
在操作404处，可以执行检查以确定插头状态是否已经改变。如果插头状态指示改变的状态，则插头状态可能已改变。例如，插头状态可以指示从空的插孔到有装置插入的插孔的变化。如果插头状态已改变，则可以执行操作406。
在操作406处，设置或更新潜在的功率使用。潜在的功率使用可以表示可以从正在使用(例如，有装置插入)的插孔或一组插孔中汲取的最大电力量。潜在的输出功率使用可以是其中检测到插头的每个插孔可以使用的最大功率的总和。例如，系统可以被配置成使得每个逆变器电压输出可以供应满足所有连接的插孔的最大功率需求的电力量(例如，到每个连接的插座的最大可能电力)。在此配置中，潜在的输出功率使用可以是零、一个插入装置的总功率、两个插入装置的总功率，这取决于插入装置的数量。在一些配置中，潜在的输出功率使用可以是可以由相关联的逆变器电压输出提供的最大功率。例如，系统可以配置成使得逆变器电压输出可以供应小于所有连接的插孔的最大功率需求的电力量。在该配置中，潜在的功率使用可以是零(例如，没有插入装置)或最大逆变器输出功率(例如，插入一个或两个装置)。
控制器208可以检查与第一和第二插座插孔相关联的插头状态，并相应地更新潜在的输出功率使用。控制器208可以检查与第三和第四插孔相关联的插头状态，并相应地更新潜在的输出功率使用。可以检查第五插座插孔的插头状态，并且可以相应地设置潜在的输出功率使用。潜在的输出功率使用可以是有装置插入的每个插孔的最大可能电力汲取的总和。根据所使用的插孔的组合，潜在的输出功率使用可以具有离散值。离散功率水平取决于电力系统和插座面板的配置。潜在的输出功率使用可以限于最大逆变器输出能力。
在操作408处，可以将估计的输出功率使用初始化为潜在的输出功率使用值。在插头状态改变之后，潜在的输出功率使用值可以提供所需功率的更保守的估计。由于插头状态刚刚改变，因此任何最近插入的装置都没有历史功率消耗数据。将在后面描述所估计的输出功率使用。通常，所估计的输出功率使用和潜在的输出功率使用可以定义功率的操作边界。在插头状态改变之后，两个数量可以设置为相同的值。
如果在操作404处插头状态尚未改变，则可以执行操作409。在操作409处，可以执行检查以确定是否启用了功率跟踪。功率跟踪特征可以是可配置的选项。可以在其中可以测量与插孔相关联的电压和电流的配置中启用功率跟踪特征(例如，电压和电流传感器可用并且正在工作)。可以基于电压和电流传感器数据的可用性来动态地启用或禁用功率跟踪特征。例如，在电压或电流传感器故障的情况下，可以禁用功率跟踪特征。功率跟踪特征可以允许跟踪所连接的插孔的实际功率消耗，并基于历史功率消耗数据预测每个插孔的功率汲取。如果未启用功率跟踪，则可以执行操作420。也就是说，可以绕过或不执行功率跟踪特征。
如果在操作409处确定启用功率跟踪，则可以执行操作410。在操作410处，控制器可以跟踪和/或监测每个插孔的输出功率消耗。控制器208可以测量与插孔或逆变器输出中的每一者相关联的电压和电流。控制器208可以根据电压和电流计算输出功率。控制器208可以随时间收集功率数据。控制器208可以将输出功率数据保存为历史功率消耗数据。例如，控制器208可以维持并存储来自点火循环中较早时间的历史输出功率消耗数据以及来自先前点火循环的历史输出功率数据的缓冲区。可以以各种方式处理历史数据。例如，可以针对每个插孔和/或逆变器电压输出计算历史输出功率数据的平均值和/或历史输出功率数据的最大功率消耗值。
在操作412处，控制器可以存储和处理插孔和/或逆变器电压输出中的每一者的最大功率消耗。可以从历史输出功率数据导出最大功率消耗，作为在预定时间间隔内的功率消耗值的最大值。尽管电源插座可以额定为提供最大功率，但插入的负载汲取的电力可能小于最大电力量。功率消耗数据也可以在预定时间间隔内被平均或过滤。控制器可以基于历史功率消耗数据的最大功率值和/或历史功率消耗数据的平均功率值来生成估计的未来功率消耗。
在操作414处，可以基于历史输出功率数据来设置或更新估计的功率使用/消耗。估计的功率使用/消耗值可以是与插孔相关联的预测的功率消耗。例如，可以将每个插孔的估计的功率使用设置为在预定时间段内的最大功率消耗。在其他配置中，估计的功率使用可以是历史输出功率消耗值的平均值。所述平均值可以提供比最大功率消耗值更低的值。此外，平均值可以提供更可能的功率消耗值。例如，最大观察值可能在短时间内发生，诸如初始负载启动。
在操作416处，控制器208可以计算输入功率水平。输入功率水平可以是OBGI系统160的输入处所需的电力量。由插孔汲取的电力由电源222提供。然而，要提供的电力量可能与消耗的电力不同。例如，电力系统可以具有向插孔提供电力的相关联的效率(例如，供电效率因子)。供电效率因子可以包括与DC/DC和DC/AC功率转换相关联的效率因子。控制器208可以基于温度和电流调整供电效率因子。输入功率水平可以考虑输送路径的效率。也就是说，为输入到OBGI系统而保留的电力量可以补偿从电源222到插座面板210的发电系统的效率。
在操作418处，估计的和潜在的输入功率要求可以被传递或输出到电力系统。在一些配置中，该值可以通过车辆网络传送到管理电力系统的车辆系统控制器。
在操作420处，可以根据输入功率要求操作OBGI系统160和电气系统220。操作电气系统220可以包括根据输入功率需求值控制由车辆电气系统汲取的电力量。可以根据基于为OBGI系统160保留的功率而改变的最大功率限制来操作电气系统220。当OBGI系统160能够汲取功率时，可以减小或降低最大功率限制。电力系统可以基于潜在和估计的输入功率需求为OBGI系统160保留一定量的电力。置信度水平可以与每个输入功率值相关联。置信度水平可以指示可以不超过保留功率水平的可能性。与潜在的功率消耗值相关联的置信度值可能相对较高，因为该功率值是基于最大插孔功率容量。因此，潜在的功率消耗值也可以称为保证的功率限制。与估计的功率消耗相关联的置信度值可以相对较低，因为该功率值基于实际功率测量值。控制器208可以被编程为基于历史功率数据的分布来计算置信度值。置信度值还可以取决于历史功率数据的方差。控制器208可以将置信值输出到连接到车辆网络的其他控制器。
当未启用功率跟踪时，系统可以通过基于插头状态为插孔保留一定量的电力作为潜在的功率使用来操作。潜在的功率使用可以是与插孔相关联的最大功率。这种操作模式确保为OBGI系统保留足够的功率以支持连接的装置。另外，可以在不知道插孔的实际功率消耗的情况下实施这种操作模式。通常，除非连接的负载正在汲取保留的最大功率，否则可以保留比必要的更多的功率。当启用功率跟踪时，系统可以通过基于历史功率消耗数据为插孔保留一定量的电力作为预测的功率使用来操作。在紧接插头状态改变之后的时段期间，可以将保留的功率提高到与插孔相关联的最大功率。这确保了可以满足功率汲取，直到系统能够从历史功率消耗数据重新得知和预测功率消耗水平。当确定预测的功率消耗水平时，可以将保留的电力量改变为预测的功率消耗值。该操作模式可以取决于能够测量历史功率消耗数据。
车辆电力系统可以基于潜在的功率消耗值和估计的功率消耗值来保留电力量。车辆电力系统通过限制供应给其他车辆电气系统的电力来保留电力量。车辆电力系统可以计算在给定时间可用的总电力量。总电力量可以包括可以由牵引电池124和作为发电机操作的电机114提供的电力。然后，车辆电力系统可以计算可用于车辆电气系统的电力量，作为可用的总电力量与潜在的功率消耗值或估计的功率消耗值之间的差值。然后，车辆电气系统的功率消耗可以限于车辆系统可用的电力量。
车辆电力系统还可以被配置成动态地调整保留电力。车辆电力系统可以监测车辆电气系统的功率需求。车辆电力系统可以将可用的第一功率确定为可用的总电力量与潜在的功率消耗值之间的差值。如果功率需求小于可用的第一功率，则存在大于潜在的功率消耗水平的功率保留。在这种情况下，所有车辆电气系统可以无限制地接收所需的电力量。如果功率需求超过可用的第一功率，则车辆电气系统功率需求可以限于第一可用功率。这还可以触发甩负荷操作，其中选择一个或多个电气负载以在较低功率水平下操作。例如，可以在一段时间内关闭一些电气负载或系统。车辆电力系统可以实施优先级排序算法以确定哪些电气系统是受限的。例如，车辆电力系统可以被配置成维持安全相关电气系统的功率水平(例如，高优先级)。
车辆电力系统还可以将可用的第二功率确定为可用的总电力量与估计的功率消耗值之间的差值。如果功率需求在第一可用功率和第二可用功率之间，则功率需求可以不变。为插座面板保留的功率至少等于估计的功率消耗值。该操作模式可以以估计的功率消耗值的置信度值为条件。例如，当置信度值超过预定阈值时，该模式是可能的。如果功率需求超过第二可用功率，则车辆功率需求可以限于第二可用功率。这可以触发先前描述的甩负荷操作。
在没有装置插入到插孔中的情况下，车辆电力系统可以操作使得所有车辆电力可用于电气系统。响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的任一者，车辆电力系统可以通过与使用中的电源插座相关联的预测的功率消耗(例如，启用功率跟踪)来减小电气系统可用的功率。在一些配置中，车辆电力系统可以通过与使用中的电源插座相关联的最大电力(例如，未启用电力跟踪)来减小电气系统可用的电力。可用于电气系统的总功率减小可以限于最大插座功率分配。最大插座功率分配可以是为OBGI系统指定的电力量。
所描述的系统和方法提供了插座面板的一致操作。装置可以插入插座面板并从插座面板汲取电力，并且系统可以为装置提供足够的电力。所述系统通过确定潜在的功率使用而不是保留比必要的更多的功率来提供更好的能量利用。这为车辆系统留下了更多功率，并为推进提供了更多的可用功率。
本文中公开的过程、方法或算法可以提供给处理装置、控制器或计算机/由处理装置、控制器或计算机实施，所述处理装置、控制器或计算机可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，过程、方法或算法可以存储为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令，所述形式包括但不限于永久存储在诸如ROM装置等不可写存储介质上的信息和可改动地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置和其他磁性和光学介质等可写存储介质上的信息。这些过程、方法或算法也可以在软件可执行对象中实施。替代地，可以使用诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置或者硬件、软件和固件部件的组合等合适的硬件部件整体地或部分地实施所述过程、方法或算法。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意图为这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，各种实施例的特征可被组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的另外的实施例。虽然各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、尺寸、服务能力、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言，描述为期望性不及其他实施例或现有技术实现方式的实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用来说可以是所期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有：电源插座，其被配置成从逆变器接收电力；以及电源，其被配置成向逆变器和多个电气系统供应电力；以及控制器，其被编程为响应于检测到有负载连接到电源插座中的一个，而通过与所述电源插座中的一个相关联的最大功率来降低电气系统的最大功率限制。
根据一个实施例，控制器还被编程为响应于检测到没有负载连接到电源插座，而操作电气系统以增加电气系统的最大功率限制。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于最大功率限制的总减小超过最大插座功率分配，而将最大功率限制的总减小限于最大插座功率分配。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为处理所述电源插座中的每一个的历史功率消耗数据，并基于历史功率消耗数据输出估计的未来功率消耗。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为根据估计的未来功率消耗来操作电气系统以改变电气系统的最大功率限制。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为生成估计的未来功率消耗作为在预定时间间隔内从历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为生成估计的未来功率消耗作为在预定时间间隔内从历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。
根据一个实施例，所述最大功率包括用于补偿电源与电源插座之间的能量转换效率的供电效率因子。
根据一个实施例，供电效率因子随温度和电流而变化。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有：电源插座，其被配置成接收由逆变器提供的电力；电源，其被配置成向逆变器和多个电气系统供应电力；以及控制器，其被编程为响应于检测到有负载连接到电源插座中的一个，而通过与所述电源插座中的一个相关联的预测的功率消耗来减小电气系统的最大功率限制。
根据一个实施例，预测的功率消耗基于与所述电源插座中的一个相关联的历史功率消耗数据。
根据一个实施例，预测的功率消耗是在预定时间间隔内从历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。
根据一个实施例，预测的功率消耗是在预定间隔内从历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。
根据一个实施例，控制器还被编程为响应于检测到电源插座中的一个的状态变化，而根据与电源插座中的一个相关联的最大功率来减小电气系统的最大功率限制。
根据一个实施例，控制器还被编程为在预测的功率消耗中包括供电效率因子。
根据一个实施例，一种方法包括：通过控制器操作车辆电力系统，所述车辆电力系统被配置成向多个电气系统和耦合到多个电源插座的逆变器供应电力，以为电源插座保留一定量的电力，并且响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将电气系统可用的电力减小与所述电源插座中的一个相关联的预测的功率消耗。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，通过控制器估计预测的功率消耗作为与电源插座中的一个相关联的最大功率消耗。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，通过控制器估计预测的功率消耗作为在预定时间间隔内从测量的历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，通过控制器估计预测的功率消耗作为在预定间隔内从测量的历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于检测到电源插座中的一个的状态变化，通过控制器根据与电源插座中的一个相关联的最大功率来改变电气系统可用的功率。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
电源插座，其被配置成从逆变器接收电力；以及
电源，其被配置成向所述逆变器和多个电气系统供应电力；以及
控制器，其被编程为响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将所述电气系统的最大功率限制减小与所述电源插座中的所述一个相关联的最大功率。
2.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于检测到没有负载连接到所述电源插座，而操作所述电气系统以增加所述电气系统的最大功率限制。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述最大功率限制的总减小超过最大插座功率分配，而将所述最大功率限制的所述总减小限于所述最大插座功率分配。
4.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为处理所述电源插座中的每一个的历史功率消耗数据，并基于所述历史功率消耗数据输出估计的未来功率消耗。
5.如权利要求4所述的车辆，其中所述控制器还被编程为操作所述电气系统，以根据所述估计的未来功率消耗来改变所述电气系统的所述最大功率限制。
6.如权利要求4所述的车辆，其中所述控制器还被编程为生成所述估计的未来功率消耗作为在预定时间间隔内从所述历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。
7.如权利要求4所述的车辆，其中所述控制器还被编程为生成所述估计的未来功率消耗作为在预定间隔内从所述历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。
8.如权利要求1所述的车辆，其中所述最大功率包括用于补偿所述电源与所述电源插座之间的能量转换效率的供电效率因子。
9.如权利要求8所述的车辆，其中所述供电效率因子随温度和电流而变化。
10.一种车辆，其包括：
电源插座，其被配置成接收由逆变器提供的电力；
电源，其被配置成向所述逆变器和多个电气系统供应电力；以及
控制器，其被编程为响应于检测到有负载连接到所述电源插座中的一个，而将所述电气系统的最大功率限制减小与所述电源插座中的所述一个相关联的预测的功率消耗。
11.如权利要求10所述的车辆，其中所述预测的功率消耗是基于与所述电源插座中的所述一个相关联的历史功率消耗数据。
12.如权利要求11所述的车辆，其中所述预测的功率消耗是在预定时间间隔内从所述历史功率消耗数据导出的最大功率消耗值。
13.如权利要求11所述的车辆，其中所述预测的功率消耗是在预定间隔内从所述历史功率消耗数据导出的平均功率消耗值。
14.如权利要求10所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于检测到所述电源插座中的所述一个的状态变化，而根据与所述电源插座中的所述一个相关联的最大功率来减小所述电气系统的所述最大功率限制。
15.如权利要求10所述的车辆，其中所述控制器还被编程为包括所述预测的功率消耗中的供电效率因子。
CN201910739121.0A 2018-08-14 2019-08-12 车载发电机逆变器输入功率的动态控制 Pending CN110829862A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/102,915 2018-08-14
US16/102,915 US10967819B2 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Dynamic control of on-board generator inverter input power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110829862A true CN110829862A (zh) 2020-02-21

Family

ID=69320631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910739121.0A Pending CN110829862A (zh) 2018-08-14 2019-08-12 车载发电机逆变器输入功率的动态控制

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10967819B2 (zh)
CN (1) CN110829862A (zh)
DE (1) DE102019121838A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084393B2 (en) * 2018-08-21 2021-08-10 Ford Global Technologies, Llc Vehicle microgrid plug and play power outlet panel
US11059474B2 (en) * 2018-10-09 2021-07-13 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle with electrical power outlet
US11043801B2 (en) 2018-10-09 2021-06-22 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle with electrical power outlet
JP7265905B2 (ja) * 2019-03-27 2023-04-27 株式会社Subaru 車両
US11524674B2 (en) * 2020-09-23 2022-12-13 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle on-board generator power limit arbitration
US11524582B2 (en) 2021-02-16 2022-12-13 Ford Global Technologies, Llc Battery charging system for hybrid or electric vehicle
US11390168B1 (en) 2021-02-16 2022-07-19 Ford Global Technologies, Llc Control system for a power outlet on a hybrid or electric vehicle
EP4057465A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-14 Volvo Truck Corporation Method for determining an operational status of an electrical load of a heavy-duty vehicle
US20230124573A1 (en) * 2021-10-19 2023-04-20 Ford Global Technologies, Llc Vehicle energy budget manager

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6838858B2 (en) * 2001-10-29 2005-01-04 Visteon Global Technologies, Inc. Power management system and method for an automobile
US8283810B2 (en) * 2005-01-21 2012-10-09 C.E. Niehoff & Co. System and method for generator phase signal monitoring and control of electrical current distribution
US7635922B2 (en) * 2006-04-03 2009-12-22 C.E. Niehoff & Co. Power control system and method
JP4842885B2 (ja) 2007-05-23 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車載機器制御システムおよび車両
US8080971B2 (en) * 2008-06-12 2011-12-20 Northern Illinois University Active electrical power flow control system for optimization of power delivery in electric hybrid vehicles
US11522365B1 (en) * 2011-05-26 2022-12-06 J. Carl Cooper Inverter power source load dependent frequency control and load shedding
US9043085B2 (en) * 2013-01-11 2015-05-26 Johnson Controls Technology Company Vehicle accessory load controller and method
JP5735050B2 (ja) 2013-06-28 2015-06-17 トヨタ自動車株式会社 車両および受電装置
US10234919B2 (en) * 2015-09-21 2019-03-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Accessory-based power distribution
US11114855B2 (en) * 2016-05-24 2021-09-07 Solaredge Technologies Ltd. Load management in hybrid electrical systems
US10882407B2 (en) * 2018-06-21 2021-01-05 Bae Systems Controls Inc. Low engine speed electric accessory load regulation on moving vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019121838A1 (de) 2020-02-20
US20210197744A1 (en) 2021-07-01
US20200055473A1 (en) 2020-02-20
US10967819B2 (en) 2021-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10967819B2 (en) Dynamic control of on-board generator inverter input power
US11173803B2 (en) Reconfigurable micro-grid
CN106926718B (zh) 用于对多个能量存储装置充电的方法和设备
CN107804180B (zh) 用于对电气化车辆的低电压电池进行充电的系统和方法
CN107953780B (zh) 车辆电力供应控制
US11014451B2 (en) Reconfigurable electrical power conversion system
US11424636B2 (en) Micro-grid smart output adaptor
US11084393B2 (en) Vehicle microgrid plug and play power outlet panel
US10369887B2 (en) Inverter system controller power optimization
US10899231B2 (en) System and method for avoiding inrush current in a vehicle microgrid
US9156466B2 (en) Method and apparatus for power management of an electric drive for a hybrid vehicle
US11110809B2 (en) Vehicle energy consumption during charging
US11279247B2 (en) All electric range extender electrical topology for a battery electric vehicle
CN102233826B (zh) 用于电气系统的电力限制设备、用于电气系统的电力限制方法以及电气系统
CN103187764A (zh) 电动汽车及用于电动汽车的动力系统和电机控制器
CN108656980B (zh) 非车载功率传输
US11524674B2 (en) Electrified vehicle on-board generator power limit arbitration
CN110556889A (zh) 电动化车辆测量误差补偿充电电压请求
KR20150008378A (ko) 절연 접촉기 천이 극성 제어
US20200171973A1 (en) Adjustable traction battery state of charge range
CN112706614B (zh) 车辆的供电控制设备和车辆
CN113135153A (zh) 非车载逆变器车辆接口系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination