CN115635885A - 用于对车辆中的热缓冲器进行热调节的方法 - Google Patents
用于对车辆中的热缓冲器进行热调节的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115635885A CN115635885A CN202210814571.3A CN202210814571A CN115635885A CN 115635885 A CN115635885 A CN 115635885A CN 202210814571 A CN202210814571 A CN 202210814571A CN 115635885 A CN115635885 A CN 115635885A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- buffer
- thermal
- operating window
- time
- thermal buffer
- 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
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
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
-
- 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
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
-
- 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
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- 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
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
-
- 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
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
-
- 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
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/545—Temperature
-
- 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
- B60L2240/60—Navigation input
- B60L2240/66—Ambient conditions
- B60L2240/662—Temperature
-
- 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
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及用于对车辆中的热缓冲器进行热调节的方法,该热系统是可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,该热缓冲器具有由该热缓冲器的优选操作温度所限定的操作窗口。该方法包括:提供该热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度;响应于该预测功率利用度来调节该热缓冲器,以使得该热缓冲器被热调节为处于该热缓冲器的操作窗口内。该操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对车辆中的热系统的至少一个热缓冲器进行热调节的方法。本发明进一步涉及一种用于对车辆中的热系统的至少一个热缓冲器进行热调节的调节系统、一种车辆、一种计算机程序以及一种承载计算机程序的计算机可读介质。
背景技术
车辆通常包括用于推进车辆的发动机或机器。该发动机可以通过各种方式提供动力,诸如例如通过内燃机中的液体或气态燃料或者通过电机的电力提供动力。此外,存在混合动力解决方案,其中,例如该车辆同时由内燃机和电机推进。无论哪种方式,都使用能量储存设备或能量转换装置(诸如例如,电池或燃料电池)来用于提供推进车辆所需的能量。该能量储存设备或能量转换装置通常可以包括在车辆的能量储存系统或燃料电池系统中。
在车辆操作期间或之前,可能需要对车辆的车辆部件或系统、例如能量储存系统或燃料电池系统进行预先调节或调节。在一些示例中,车辆的用户或车辆的系统可能需要关于调节需求的信息。这种调节信息通常通过请求特定车辆部件或系统的调节状态来检索。基于该调节状态,车辆的用户或车辆的系统可以启动调节。替代地,周期性地执行对车辆部件或系统的调节,以使得该车辆部件或系统准备好操作或优化操作。这种周期性执行的调节可能由于这一调节在实际需要之前执行,而至少在一定程度上意味着不必要的调节,和/或由于这一调节在与所需时间不同的其它时间执行而导致车辆部件或系统并未得以适当地调节。
这一调节需要可再充电能量储存系统或燃料电池系统的能量,尤其是需要对可再充电能量储存系统或燃料电池系统进行调节,因为这些系统构成了车辆的大型热系统。由于可用的能量或功率受到限制(例如,在车辆未进行充电或加油时)和/或与成本或环境影响相关联(例如,由于部件磨损),因此通常期望降低车辆的能量消耗。
发明内容
本发明的一个目的是至少在一定程度上减轻上面讨论的与对车辆部件或系统进行调节有关的缺点。
根据本发明的至少第一方面,提供了一种用于对车辆的热系统中的至少一个热缓冲器进行热调节的方法,该热系统是可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,该热缓冲器具有操作窗口,该操作窗口由热缓冲器的优选操作温度所限定。该方法包括:
-提供热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度,
-响应于该预测功率利用度来调节热缓冲器,使得该热缓冲器被热调节为处于该热缓冲器的操作窗口内,其中,该操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
因此,由于对热缓冲器的调节适应于随时间变化的预测功率利用度,可以节省能量,和/或可以减少或避免部件损坏。此外,可以减少或避免不必要的调节。
根据至少一个示例实施例,该热缓冲器是可再充电能量储存设备,例如电池或燃料电池。
也就是说,热系统中的所述至少一个热缓冲器是RESS中的至少一个可再充电能量储存设备或电池和/或是能量转换系统中的至少一个燃料电池。该能量转换系统可以称为燃料电池系统。本发明的方法可以应用于该热系统的一个或多个热缓冲器,例如一个或多个可再充电能量储存设备或电池和/或一个或多个燃料电池。因此,所述至少一个热缓冲器可以是热系统的多个热缓冲器(简称为热缓冲器)。
通过响应于随时间变化的预测功率利用度来调节热缓冲器,以使得热缓冲器在操作窗口内操作(通常通过冷却或加热进行),提供了对热缓冲器的改进调节。因此,将随时间变化的预测功率利用度用作对热缓冲器进行调节的输入数据。因此,至少使用该预测功率利用度来根据时间改变对该热缓冲器进行调节的程度、量或类型。因此,由于该热缓冲器的预测功率利用度通常随时间而变化,因而对该热缓冲器的调节在该操作窗口的期望约束下,随时间变化。也就是说,该操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化。该操作窗口可以称为动态操作窗口。然而,该操作窗口可以简单地限定为根据随时间变化的预测功率利用度的操作窗口。通过提供根据随时间变化的预测功率利用度的操作窗口,对该热缓冲器的调节可以适合于在考虑即将到来的操作窗口(该操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度来预测)的同时,在某个时间点处调节该热缓冲器。换言之,第二时间点中的并且基于该预测功率利用度的操作窗口可以用作输入,以至少部分地确定在第二时间点之前发生的第一时间点中对该热缓冲器的调节。例如,第一时间点是当前时间,第二时间点是即将到来的时间。更详细地,根据随时间变化的预测功率利用度而变化的操作窗口可以用于确定在第一时间点的操作窗口(作为第一操作窗口)以及在第二时间点的操作窗口(作为第二操作窗口)。因此,将该热缓冲器在第一时间点处,热调节为处于第一操作窗口内,其中,在该第一时间点处的调节至少部分地响应于第二操作窗口而调整。例如,如果该预测功率利用度预测在第二时间点处,该热缓冲器将在低负载(或相对较低负载)下操作(这指示(相对)较低的操作窗口),则在第一时间点(例如,该热缓冲器在高负载(或相对较高负载)下操作的时间点)处对热缓冲器的调节可以调整为,使得将该热缓冲器热调节为处于该第一操作窗口的下部内。也就是说,该预测功率利用度指示该操作窗口在第二时间点将较低,因此,在该第一时间点处的热调节适应于该第一操作窗口中考虑了第二操作窗口的水平。因此,如果该预测功率利用度指示在第二时间点处,该热缓冲器将在(相对)较高的负载下操作(这指示(相对)较高的操作窗口),则在第一时间点(例如,该热缓冲器在(相对)较低的负载下操作的时间点)处对热缓冲器的调节可以调整为,使得将该热缓冲器热调节为处于该第一操作窗口的较高部分内。该操作窗口通常是从温度下限延伸到温度上限的温度窗口,如之后将在本文中描述的那样。因此,该操作窗口的较低部分是指该操作窗口内接近温度下限的(温度)水平,该操作窗口的较高部分是指该操作窗口内接近温度上限的(温度)水平。因此,响应于随时间变化的预测功率利用度来执行调节,使得将该热缓冲器热调节为处于根据随时间变化的预测功率利用度而变化的操作窗口内。因此,由于将根据随时间变化的预测功率利用度而变化的操作窗口用作对该热缓冲器进行调节的输入,可以减少或甚至避免对热缓冲器的不必要或过度或不充分的调节。因此,可以节省能量,和/或可以减少或甚至避免与不必要的调节激活相关的任何磨损、电气和/或机械磨损。
在调节热缓冲器中使用的时间跨度(即响应于随这样的时间跨度变化的预测功率利用度而执行的调节)例如是热缓冲器操作的前第一10分钟,或前20分钟,或前30分钟。例如,该时间跨度是0到10分钟、0到20分钟或0到30分钟。因此,术语“时间函数”和“随时间变化”在整个申请文本中可互换使用、以指代这样的时间跨度,并且这些术语通常涉及在这样的时间跨度内,该热缓冲器的操作或该热缓冲器的预测功率利用度。
根据至少一个示例实施例,该操作窗口至少是根据随时间变化的预测功率利用度的预测操作窗口。根据至少一个示例实施例,该操作窗口包括当前操作窗口和预测操作窗口。因此,响应于根据当前时间处的预测功率利用度的当前操作窗口,以及根据随时间变化的预测功率利用度的预测操作窗口来执行对热缓冲器的调节。在整个文本中,术语“操作窗口”和“预测操作窗口”可以互换地用于指代根据随时间变化的预测功率利用度的操作窗口。
根据至少一个示例实施例,将响应于预测功率利用度调节该热缓冲器执行为、响应于该预测功率利用度持续调节该热缓冲器。因此,该方法可以称为用于对车辆中的热缓冲器进行持续热调节的方法。根据至少一个示例实施例,对热缓冲器的调节在热缓冲器的操作(或车辆的操作)期间执行。因此,对热缓冲器的持续热调节可以在车辆操作期间连续执行。根据至少一个示例实施例,对热缓冲器的调节不包括对热缓冲器进行预调节,这种预调节在车辆操作之前执行。也就是说,根据至少一个示例实施例,对该热缓冲器的预调节被排除在本发明之外。然而,根据至少一个示例实施例,对该热缓冲器的调节包括对热缓冲器进行预调节,以及在热缓冲器的操作(或车辆的操作)期间对该热缓冲器进行(持续地)调节。
根据至少一个示例实施例,该预测功率利用度是热缓冲器的预测或估计的功率使用。该功率使用通常包括热缓冲器的预测充电和/或放电。因此,该预测功率利用度可以包括对该热缓冲器的已用功率和生成功率的估计。该预测功率利用度通常包括或可以用于确定该热缓冲器的与热缓冲器的预测操作相关的、预期温度和预期温度变化。这样的预期温度和预期温度变化可以用作输入数据,以设定操作窗口以及该操作窗口如何根据随时间变化的预测功率利用度而变化。根据至少一个示例实施例,该预测功率利用度用作输入数据,以设定热缓冲器的随时间变化的操作窗口。此外,环境温度可以用作热缓冲器的预期温度和预期温度变化的输入数据,和/或用于该热缓冲器的操作窗口的输入数据,并且因此用作对该热缓冲器进行调节的输入数据。
根据至少一个示例实施例,测量和/或估计该热缓冲器的环境温度。这种环境温度通常是车辆的环境温度。根据至少一个示例实施例,确定或估计该预测功率利用度的随时间变化的预期环境温度。也就是说,随时间变化的预期环境温度。当确定热缓冲器的随时间变化的操作窗口时,可以包括这样的环境温度和/或预期的环境温度。
根据至少一个示例实施例,响应于预测功率利用度来调节热缓冲器包括加热和冷却热缓冲器。
因此,可以通过有效的方式来执行对热缓冲器的调节。
根据至少一个示例实施例,该方法包括确定该热缓冲器是需要冷却还是加热,以在操作窗口或预测操作窗口内操作的步骤。例如,在操作窗口内达到某个温度水平所需的冷却或加热。通过确定该热缓冲器是需要冷却还是加热,并且随后响应于确定冷却还是加热来通过冷却或加热实现执行调节,提供了一种用于对该热缓冲器进行热调节的通用且有效的方法。例如,通过借助加热来调节热缓冲器,将该热缓冲器调节到处于操作窗口内,从而提高该热缓冲器的操作性能。通过借助冷却来调节热缓冲器,将该热缓冲器调节为处于操作窗口内,从而防止该热缓冲器例如由于过热暴露而损坏。
例如,如果车辆中的热系统是包含电池或超级电容器的RESS,并且热缓冲器是此类电池或超级电容器中的至少一个,并且预测功率利用度包括预测的大功率充电发生,则可以实现通过冷却来调节该热缓冲器来为这种预测的大功率充电做准备。
根据至少一个示例实施例,加热和冷却热缓冲器通过交替地加热和冷却该热缓冲器来执行。
因此,以有效的方式实现了在热缓冲器的操作窗口内的操作。此外,有助于在操作窗口内达到特定的温度水平。
根据至少一个示例实施例,加热和冷却该热缓冲器分别通过主动地加热和主动地冷却该热缓冲器来执行。
因此,可以快速实现期望的调节。加热例如可以通过加热器或加热装置进行,并且冷却可以通过冷却器或冷却装置进行。因此,主动加热可以包括从热缓冲器的外部提供外部热量。因此,主动冷却可以包括通过与热缓冲器的外部热源进行热交换,来主动去除热量。
根据至少一个示例实施例,响应于该预测功率利用度来调节热缓冲器包括有意地允许该热缓冲器在预定时间段内进行自加热或自冷却。
因此,提供了对该热缓冲器进行主动加热和主动冷却的替代方案。与主动加热或主动冷却该热缓冲器相比,允许热缓冲器自加热或自冷却通常需要更少的能量。
根据至少一个示例实施例,该方法进一步包括:
-确定第一时间点或第一时间间隔,在该第一时间点或第一时间间隔内,该热缓冲器需要加热以处于该热缓冲器的操作窗口内;以及确定第二时间点或第二时间间隔,在该第二时间点或第二时间间隔内,该热缓冲器需要冷却以处于该热缓冲器的操作窗口内。
该第二时间点发生在第一时间点之后,并且该第二时间间隔独立于该第一时间间隔且在该第一时间间隔之后。因此,响应于这样的确定,可以通过在第一时间点处或在第一时间间隔中进行加热,以及通过在第二时间点处或在第二时间间隔中进行冷却来实现对热缓冲器的调节。如前所述,在该第一时间间隔中对热缓冲器的调节通常至少部分地基于在该第二时间间隔中的预测操作窗口。因此,由于需要进行冷却以处于该热缓冲器在第二时间间隔中的操作窗口内,因此在通过于第一时间间隔内加热来进行调节期间,通常提供较少的热量。也就是说,在第一时间间隔内,提供加热以使得到达该第一时间间隔内的操作窗口,但该操作窗口内的特定水平(温度水平)设定在该操作窗口的下部中,这是因为预测在第二时间间隔内需要对热缓冲器进行冷却。因此,在第一时间间隔期间通过加热来对热缓冲器进行调节,使得特定水平(温度水平)处于操作窗口的下部中。该第一时间间隔和该第二时间间隔通常是前述时间跨度内的时间间隔。
根据至少一个示例实施例,该预测功率利用度包括在该热缓冲器的预定操作信息中。
该预定操作信息可以包括热缓冲器的、在车辆预定操作期间的预定操作负载。该预定操作信息可以包括操作车辆的预定初始化时间、以及热缓冲器的预定充电发生。根据至少一个示例实施例,该预定操作信息包括热缓冲器的预定操作(诸如例如随着时间变化的预定操作负载,诸如例如在车辆的驾驶循环或作业/负载循环期间),或者至少关于热缓冲器的在如前所述的时间跨度上的预定操作。因此,可以根据或响应于预定操作信息的预定操作负载来设定该热缓冲器的操作窗口,其中,每次都将通过调节该热缓冲器,根据预测操作负载而达到操作窗口。根据至少一个示例实施例,热缓冲器的预定操作信息由用户或系统设定。
根据至少一个示例实施例,响应于车辆的预定路线来预测该热缓冲器的预测功率利用度,该预定路线包括在预定路线的至少一部分期间执行作业的预定辅助动作。
因此,执行作业的辅助动作可以包括在预测功率利用度中,并且由此包括在该热缓冲器的操作窗口和热缓冲器的调节中。因此,该预定操作信息可以包括车辆的所述预定路线,该预定路线包括在预定路线的至少一部分期间执行作业的预定辅助动作。执行作业的辅助动作可以例如是装载、承载负载、倾卸负载、挖掘、钻孔和提升中的至少一种。执行作业的辅助动作可以例如由动力输出装置PTO提供动力。
根据至少一个示例实施例,该热缓冲器的预测温度和/或该热缓冲器的操作窗口或预测操作窗口基于该预测功率利用度或预测功率使用(充电和/或放电)的数学模型。该数学模型可以例如表示该热缓冲器在热缓冲器操作期间随时间变化的行为(例如,基于经验数据和/或估计),以及响应此类操作的优选温度极限。该数学模型利用预测功率利用度(该预测功率利用度例如基于预定路线、预测道路、交通和/或天气状况、车辆的内部参数或外部参数,例如热缓冲器的内部参数、驾驶循环和/或作业/负载循环的参数、相对于车辆的环境参数),并且提供输出数据,其中,至少该输出数据包括输出参数,该输出参数表示该热缓冲器的随着时间变化的操作窗口。根据至少一个示例实施例,该热模型利用热缓冲器的已知温度特性,来估计该热缓冲器随时间变化的温度或操作窗口。通常,环境温度和/或预期环境温度是这种热模型的输入参数。
根据至少一个示例实施例,该操作窗口具有温度下限和温度上限,并且该温度下限和温度上限根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
因此,由于温度下限和/或温度上限随时间变化,该操作窗口可以随时间变化。根据至少一个示例实施例,使用至少两个温度上限和/或至少两个温度下限来限定操作窗口。例如,第一温度上限和第一温度下限可以表示该热缓冲器的正常操作,而第二温度上限和第二温度下限可以表示该热缓冲器的延展或临界操作。这些操作温度中的任何一个都可以是设定优选操作窗口的优选操作温度。
根据至少一个示例实施例,提供热缓冲器的最大或临界温度上限,该最大或临界温度上限可以是固定温度极限。由于部件故障的高风险,不得超过此类最大或临界温度上限。先前描述的第二温度上限可以是这样的最大或临界温度上限。根据至少一个示例实施例,提供热缓冲器的最小或临界温度上限,该最小或临界温度下限可以是固定温度极限。由于部件故障或部件能够操作的高风险,不得超过这种最低或临界温度下限。先前描述的第二温度上限可以是这样的最小或临界温度下限。
根据至少一个示例实施例,该热系统简称为可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,该可再充电能量储存系统包括可再充电能量储存设备(例如,电池或超级电容器)。因此,该热系统可以称为RESS和/或燃料电池系统。替代地,该热系统称为能量储存和/或转换系统。RESS和/或能量转换系统可以由若干部件或子系统构成,每个部件或子系统都用作热缓冲器。根据至少一个示例实施例,RESS和/或能量转换系统内的这种热缓冲器可以视为一个整体,并且RESS和/或能量转换系统可以简称为热缓冲器。根据至少一个示例实施例,作为RESS和/或能量转换系统的热缓冲器是诸如例如RESS和/或能量转换系统内的多个热缓冲器中的至少一个热缓冲器。
根据至少一个示例实施例,该方法进一步包括:
-确定热缓冲器的调节状态。该调节状态可以至少包括该热缓冲器的当前温度。因此,对于冷却或加热的需求可以至少部分地基于该热缓冲器的当前温度,或者可以至少部分地响应于该热缓冲器的当前温度来执行,以达到操作窗口或操作窗口内的特定水平。通常,该热缓冲器的预测功率利用度或与该预测功率利用度相关的预测操作窗口,以及环境温度或预测环境温度用作输入,以确定对于冷却或加热的需求,从而达到操作窗口或操作窗口内的特定水平。因此,由于对于调节的需求考虑了该热缓冲器的当前温度和该热缓冲器的操作窗口或与随时间变化的预测功率利用度相关的预测操作窗口,因而可以实现改进的调节。因此,可以避免不必要的调节。此外,该操作窗口通常取决于硬件并且响应于热缓冲器的特性而设定。根据至少一个示例实施例,该操作窗口适应于该热缓冲器的根据预测功率利用度的优选温度变化。因此,通过将该热缓冲器的调节状态(至少是该热缓冲器的当前温度)与该热缓冲器的操作窗口或预测操作窗口进行比较,可以确定该热缓冲器是需要冷却还是加热,以达到该操作窗口或操作窗口内的特定水平。换言之,当确定该热缓冲器是需要冷却还是加热,以达到操作窗口或操作范围内的特定水平时(在特定时间点处),将该热缓冲器的当前温度和操作窗口或预测操作窗口用作输入数据。
根据本发明的第二方面,提供了一种用于对车辆的热系统的至少一个热缓冲器进行热调节的调节系统,该热系统是可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,该热缓冲器具有操作窗口,该操作窗口由热缓冲器的优选操作温度所限定。该调节系统包括:
-控制单元,该控制单元被配置成提供热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度,
-调节单元,该调节单元配置成响应于该预测功率利用度调节热缓冲器,使得该热缓冲器被热调节为处于该热缓冲器的操作窗口内,其中,该操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
本发明第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明第一方面描述的那些效果和特征。关于本发明第一方面提及的实施例在很大程度上与本发明的第二方面兼容,下面举例说明其中的一些实施例,通常不重复任何技术效果。
因此,并且根据至少一个示例实施例,该热缓冲器是可再充电能量储存设备,例如电池或燃料电池。也就是说,热系统中的所述至少一个热缓冲器是RESS中的至少一个可再充电能量储存设备或电池和/或是能量转换系统中的至少一个燃料电池。该能量转换系统可以称为燃料电池系统。本发明的调节系统可以应用于该热系统的一个或多个热缓冲器,例如一个或多个可再充电能量储存设备或电池和/或一个或多个燃料电池。
根据至少一个示例实施例,该调节单元被配置成通过交替地加热和冷却热缓冲器来调节该热缓冲器。
根据至少一个示例实施例,该调节单元配置成分别主动地加热和主动地冷却该热缓冲器。因此,该调节单元可以包括加热器和/或冷却器,该加热器配置成从热缓冲器的外部提供外部热量,并且该冷却器配置成通过与热缓冲器的外部热源进行热交换来主动去除热量。
根据至少一个示例实施例,该控制单元进一步配置成:
-确定第一时间点或第一时间间隔,在该第一时间点或第一时间间隔内,该热缓冲器需要加热以处于该热缓冲器的操作窗口内;以及确定第二时间点或第二时间间隔,在该第二时间点或第二时间间隔内,该热缓冲器需要冷却以处于该热缓冲器的操作窗口内。
该第二时间点发生在第一时间点之后,并且该第二时间间隔独立于该第一时间间隔且在该第一时间间隔之后。例如参照本发明的第一方面所描述的,响应于这种确定,该调节单元配置成通过在第一时间点或在第一时间间隔内加热以及在第二时间点或第二时间间隔内冷却来调节热缓冲器。如前所述,在该第一时间间隔中对热缓冲器的调节通常至少部分地基于在该第二时间间隔中的预测操作窗口。因此,由于需要冷却以处于该热缓冲器的在第二时间间隔内的操作窗口内,因此在通过于第一时间间隔内加热来进行调节期间,通常提供较少的热量。也就是说,在第一时间间隔内,提供加热以使得到达该第一时间间隔内的操作窗口,但该操作窗口内的水平(温度水平)设定在该操作窗口的下部中,这是因为预测在第二时间间隔内需要对热缓冲器进行冷却。因此,在第一时间间隔期间通过加热来对热缓冲器进行调节,使得该水平(温度水平)处于操作窗口的下部中。该第一时间间隔和该第二时间间隔通常是前述时间跨度内的时间间隔。
根据至少一个示例实施例,该控制单元进一步配置成确定该热缓冲器的调节状态,该调节状态至少包括该热缓冲器的当前温度。因此,至少响应于该热缓冲器的当前温度来确定对冷却或加热的需求,以达到操作窗口或操作窗口内的特定水平。
根据至少一个示例实施例,该控制单元进一步被配置成确定或估计该热缓冲器的环境温度,和/或预测功率利用度的随时间变化的预期环境温度和/或随先前提及的预定操作信息而变化的预期环境温度。
根据至少一个示例实施例,该调节系统进一步包括:
-操作窗口估计单元,该操作窗口估计单元被配置成响应于该热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度来估计操作窗口。
因此,该操作窗口估计单元可以配置成例如通过使用热缓冲器的热模型或热传递模型,响应于例如参照本发明的第一方面描述的热缓冲器的预测功率利用度或功率使用而估计随时间变化的操作窗口。根据至少一个示例实施例,该操作窗口估计单元可以包括在控制单元中,并且因此构成该控制单元的对应功能。功率使用可以包括预测功率利用度随时间变化的充电和/或放电或热缓冲器的预定操作。
根据至少一个示例实施例,该控制单元进一步配置成响应于确定热缓冲器需要冷却,来指令该调节单元将热缓冲器冷却到操作窗口或操作窗口内的特定水平。
根据至少一个示例实施例,该控制单元进一步配置成响应于确定热缓冲器需要加热,来指令该调节单元将热缓冲器加热到操作窗口或操作窗口内的特定水平。
也就是说,该热调节单元例如通过包括加热器、至少包括加热该热缓冲器的功能。
根据本发明的第三方面,提供一种车辆,该车辆包括根据本发明第二方面的调节系统。
本发明第三方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明第一和第二方面描述的那些效果和特征。与本发明第一方面和第二方面相关而提及的实施例在很大程度上与本发明第三方面兼容,其中一些在下面举例说明。
根据至少一个示例实施例,该车辆包括动力输出装置PTO和辅助动作设备,该辅助动作设备配置成实现执行作业的辅助动作,例如,装载、承载负载、倾卸负载、挖掘、钻孔和提升中的至少一种。
根据至少一个示例实施例,该车辆进一步包括热系统,该热系统是包括电池或超级电容器的可再充电能量储存系统RESS,和/或是包括燃料电池的能量转换系统。因此,该车辆可以是电动车辆或混合动力车辆。
根据本发明的第四方面,提供一种计算机程序,该计算机程序包括程序代码装置,当该程序在计算机上运行时,该程序代码装置用于执行根据本发明第一方面的方法。
根据本发明的第五方面,提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质承载计算机程序,该计算机程序包括程序代码装置,当程序在计算机上运行时,该程序代码装置用于执行根据本发明第一方面的方法。
本发明第四方面和第五方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明第一方面描述的那些效果和特征。关于本发明的第一方面提及的实施例在很大程度上与本发明的第四方面和第五方面兼容。
本发明中描述的方法步骤的顺序不限于本发明第一方面中描述的顺序。在不脱离本发明的范围的情况下,一个或几个步骤可以交换位置,或以不同的顺序发生。然而,根据至少一个示例实施例,方法步骤以在本发明的第一方面中描述的连续顺序执行。
在以下描述和附图中公开并讨论本发明的其它优点和特征。
附图说明
参照附图,下文将更详细地描述作为示例列举的本发明各实施例。附图中:
图1是根据本发明的示例实施例的车辆的示意侧视图,该车辆包括用于对车辆中的热缓冲器进行热调节的调节系统,
图2是根据本发明的示例实施例的用于对热缓冲器进行热调节的调节系统的示意图,该调节系统至少包括控制单元和热调节单元;
图3是示出了热缓冲器针对热缓冲器的各种不同的预定操作信息的预调节的曲线图;以及
图4是示出了根据本发明示例实施例的方法的各步骤的流程图。
具体实施方式
参照图1,公开了车辆1,这里体现为重型卡车1,对于该车辆,用于对本发明中公开类型的热系统30的至少一个热缓冲器31、32、33进行热调节的方法和调节系统10是有利的。然而,该方法和调节系统10也可以在其它类型的车辆中实施,例如在公共车辆、轻型卡车、乘用车、船舶应用(例如,在船只中)等中实施。车辆1是电动车辆,例如纯电动车辆或混合动力车辆,该电动车辆包括至少一个电机15。在图1中,热系统30是可再充电能量储存系统RESS(诸如例如,电池系统),或者是燃料电池系统,该燃料电池系统配置成向电机15提供动力。在图1的示例中,热系统30包括三个能量储存或转换装置31、32、33,例如电池组31、32、33,作为热系统30的热缓冲器31、32、33。调节系统10可以包括控制单元17和热调节单元130,该控制单元17被配置成通过热调节单元130来控制热缓冲器31、32、33中的至少一个的热调节,并且可以配置成控制热系统30的操作。车辆1通常进一步包括动力系的其它部件,例如变速器、驱动轴和车轮(未详细示出)。
图2是调节系统110的示意图,该调节系统包括控制单元117和与控制单元117交互的各种车辆部件和系统。图2所示的实施例可以在图1的车辆1中实施。调节系统110包括热调节单元130和预测操作单元140,该热调节单元配置成调节热缓冲器(诸如图1的热缓冲器31、32、33中的至少一个),并且该预测操作单元配置成将热缓冲器的随时间变化的预测功率利用度直接或间接提供给控制单元117和热调节单元130。在图2的实施例中,被配置成提供参数数据、例如外部参数数据的参数提供单元150也包括在调节系统110中,并且操作窗口估计单元118包括在控制单元117中。此外,在图2中,操作窗口估计单元118形成该控制单元117的一体部分,但是该操作窗口估计单元也可以被布置为相对于控制单元117的单独单元或被包括在预测操作单元140中。因此,控制单元117被配置成与热调节单元130、预测操作单元140、参数提供单元150以及操作窗口估计单元118交互。
控制单元117被配置成提供该热缓冲器的预测功率利用度,例如,通过由预测操作单元140接收这样的信息。因此,预测操作单元140可以根据一个示例实施例提供该热缓冲器随时间变化的预测功率利用度,例如作为该热缓冲器的预定操作信息,该预定操作信息包括热缓冲器的作为时间函数的预定操作负载。此外,控制单元117被配置成指令该热调节单元130响应于该预测功率利用度来调节热缓冲器,使得该热缓冲器被热调节为位于该热缓冲器的操作窗口内。调节单元130通常包括用于主动加热和主动冷却该热缓冲器的装置,例如加热器或冷却器(例如,热交换器)和/或用于被动加热和被动冷却的装置(即,有意允许该热缓冲器在预定时间段内自加热或自冷却的功能)。该热缓冲器的操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化,这会在之后进行描述。因此,控制单元117配置成指令热调节单元130响应于随时间变化的操作窗口,来改变对该热缓冲器的调节。该操作窗口由热缓冲器的随时间变化的优选操作温度所限定。控制单元117可以进一步被配置为确定该热缓冲器是需要冷却还是加热以达到该操作窗口或该操作窗口内的特定温度水平。该操作窗口可以例如通过使用操作窗口估计单元118来确定,该操作窗口估计单元118被配置成基于随时间变化的预测功率利用度来估计该热缓冲器的操作窗口。替代地,该操作窗口由预测操作单元140提供。该操作窗口通常基于该热缓冲器的与随时间变化的预测功率利用度有关的优选温度范围或优选温度变化。例如,该操作窗口与适应于例如部件寿命、性能等的温度范围相对应。该操作窗口估计单元118可以包括或被配置成实施热缓冲器的热模型或热传递模型,并且该热缓冲器的温度可以基于该热模型以及预测功率利用度而确定或估计。该热模型通常可以利用该热缓冲器的已知温度特性来估计该热缓冲器的温度。也就是说,控制单元117或操作窗口估计单元118通常包括计算机程序,该计算机程序包括用于至少执行热模型并且可能储存热模型的程序代码装置。该环境温度也可以用于确定该热缓冲器的操作窗口或预测操作窗口,并且例如用作热模型的输入数据。例如,该参数提供单元150可以例如是传感器,诸如温度传感器,该传感器配置成测量该热缓冲器和/或车辆的环境温度。附加地或替代地,该热缓冲器的调节状态可以由控制单元117确定,该调节状态至少包括该热缓冲器的当前温度。例如,冷却或加热以达到该操作窗口或操作窗口内的特定水平的需求可以基于该热缓冲器的调节状态或者该热缓冲器的当前温度,以及该热缓冲器的与随着时间变化的预测功率利用度相关的操作窗口或预测操作窗口。
该预测操作单元140可以例如集成到该热缓冲器的自动或周期性调节的车辆功能中,和/或可以是用户输入设备,该用户输入设备配置成启用手动功能,以提供与随时间变化的预测功率利用度相关的信息(例如,热缓冲器的预定操作信息)。该用户输入设备可以例如是车辆显示器或用户设备,诸如例如移动电话或平板电脑。预测操作单元140可以例如是车辆集群中的或非车载车辆管理系统中的移动应用程序。然而,应当注意的是,预测操作单元140、参数提供单元150以及操作窗口估计单元118是可选的。因此,热缓冲器的预测功率利用度可以由预测操作单元140以外的其它单元提供,并且热调节可以在没有来自参数提供单元150和操作窗口估计单元118的输入的情况下操作。
参照图2,可以在对热缓冲器进行热调节时,执行以下示例程序。
用户(未示出)使用预测操作单元140来设定车辆的使用需求。例如,使用需求包括对应于预定初始化时间的、关于何时使用车辆的信息以及对应于随时间变化的预定操作负载的、关于车辆将用于什么用途的信息。例如,用户可以与在预定路线的至少一部分期间执行作业的预定辅助动作一起来设定规划的或预定的路线和/或期望的目的地。作为一个示例,这样的使用需求可能是车辆在明天08:00用于性能驾驶,之后直接在高速公路上行驶到第一个目的地,并且在到达第一个目的地时使用PTO(即,用于执行作业的辅助动作)。根据使用需求的详细程度,其可以用作输入数据来确定该热缓冲器的随时间变化的预测功率利用度,和/或其可以直接用于确定该热缓冲器的随时间变化的预测功率利用度。例如,可以例如通过包括预定路线的地形、预测道路、交通和/或天气状况以及其它内部或外部参数(例如,热缓冲器的参数、驾驶循环和/或作业/负载循环的参数、相对于车辆的环境参数)来对使用需求进行预处理,以确定热缓冲器的随时间变化的预测功率利用度。这样的预处理可以由控制单元117执行,和/或当如下所述由操作窗口估计单元118确定操作窗口时执行。
因此,控制单元117接收和/或提供热缓冲器的随时间变化的预测功率利用度。随后,可以将该热缓冲器的预测功率利用度作为输入发送到操作窗口估计单元118,以根据随时间变化的预测功率利用度而估计操作窗口。通常,该预测功率利用度包括热缓冲器的功率使用,该功率使用包括例如与热缓冲器的预定操作信息相对应的充电和/或放电。来自操作窗口估计单元118的操作窗口或预测操作窗口可以随后用作热调节单元130的输入,该热调节单元配置成响应于预测功率利用度来调节热缓冲器,使得该热缓冲器被热调节到位于该热缓冲器的操作窗口内。例如,根据预测功率利用度以及预测功率利用度如何随时间变化,通过冷却或加热来将该热缓冲器热调节到位于操作窗口内或操作窗口内的特定水平。
图3示出了根据随时间变化的预测功率利用度和操作窗口来调节热缓冲器的示例结果。图3是示出了温度(y1-轴)和作为时间(x-轴)的函数的预测功率利用度(y2-轴)的图表。实线261、262、263、264、265、266表示该热缓冲器的温度极限,虚线360表示该热缓冲器的随时间变化的预测功率利用度。在图3中,第一温度上限262和第一温度下限263限定了该热缓冲器的操作窗口271、272、273。因此,在该示例实施例中,第一温度上限262和第一温度下限263是操作窗口271、272、273的优选的温度上限和下限。该第一温度上限262和第一温度下限263可以例如限定热缓冲器的正常操作温度极限。例如在图3中可以观察到的是,操作窗口271、272、273以及第一温度上限262和第一温度下限263以与预测功率利用度360相对应的方式随时间变化。也就是说,该第一温度上限262和第一温度下限263根据随时间变化的预测功率利用度360而变化。
在第一时间点t11、或者替代地在第一时间间隔t12-t11期间,限定第一操作窗口271,并且在第二时间点t21、或者替代地在第二时间间隔t22-t21期间,限定第二操作窗口272,并且在第三时间点t31、或者替代地在第三时间间隔t32-t31期间,限定第三操作窗口273。尽管在下文中主要使用第一时间点t11、第二时间点t21和第三时间点t31,但该方法也可以使用第一时间间隔、第二时间间隔和第三时间间隔来实施。通过提供根据随时间变化的预测功率利用度360的操作窗口271、273、273,该热缓冲器的调节可以适合于在考虑即将到来的操作窗口272、273(这里是在第二时间点t21和第三时间点t31处的操作窗口)的同时,在特定时间点(例如第一时间点t11)处调节热缓冲器。换言之,将第二时间点t21处的操作窗口272和/或第三时间点t31处的操作窗口273用作输入,以至少部分地确定在第一时间点t11处对热缓冲器的调节。也就是说,在第一时间点t11处,实现对该热缓冲器的调节,使得该热缓冲器被热调节到处于第一操作窗口271内,并且进一步实现在操作窗口271内达到特定温度水平T1。这样的特定温度水平T1响应于即将到来的操作窗口272、273而被确定。
例如,如在图3中观察到的是,如果该预测功率利用度预测:在第二时间点t21处,该热缓冲器将与在第一时间点t11处相比、以较低负载(较低功率)操作(这表明与第一时间点t11处的第一操作窗口271相比,第二操作窗口272较低),则在第一时间点t11处对热缓冲器的调节调整为使得将该热缓冲器热调节为处于第一操作窗口271的下部、即特定温度水平T1内。也就是说,该预测功率利用度表明该操作窗口272在第二时间点t21处将较低,因此,考虑第二操作窗口272的水平,使得该第一时间点t11处的热调节适应于该第一操作窗口271中。因此,如果预测功率利用度预测:在第三时间点t31处,该热缓冲器将再次以相对较高的负载(例如,与在第一时间点t11处相比相同或甚至更高)操作(这指示更高的第三操作窗口273),则在第一时间点t11处对热缓冲器的调节可以适应于将第三操作窗口273考虑在内。
因此,在图3的示例中,在第一时间点t11处、或在第一时间间隔t12-t11处,考虑到第一时间点t11之前的较低操作窗口,该热缓冲器需要加热,以位于该热缓冲器的第一操作窗口271内。此外,在第二时间点t21处,或在第二时间间隔t22-t21处,考虑到热缓冲器在第二时间点t21处的、与在第一时间点t11处相比较低的负载,该热缓冲器需要冷却,以处于该热缓冲器的第二操作窗口272内。因此,遵循热缓冲器的第一温度函数281,该热缓冲器可以通过冷却(例如,主动冷却或自冷却)来进行热调节。然而,例如在图3中观察到的是,操作窗口271、272内的特定温度水平已经从位于第一操作窗口271的较低部分处变为位于第二操作窗口272的较高部分处的特定温度水平。因此,与如果已使用相应操作窗口271、272内的固定温度水平来调节该热缓冲器(即,固定温度水平在这里指示距相应的第一操作窗口271和第二操作窗口272中的第一温度上限262和/或第一温度下限263的固定距离)相比,对热缓冲器执行了较少的冷却。此外,在第三时间点t31处,或在第三时间间隔t32-t31处,考虑到热缓冲器在第三时间点t31处的与在第二时间点t21处相比较高的负载,该热缓冲器再次需要加热,以处于该热缓冲器的第三操作窗口273内。因此,遵循热缓冲器的第一温度函数281,该热缓冲器可以通过加热(例如,主动加热或自加热)来进行热调节。然而,例如在图3中观察到的是,操作窗口272、273内的特定温度水平已经从位于第二操作窗口273的较高部分处变为位于第三操作窗口273的较低部分处的特定温度水平。因此,与如果已使用相应操作窗口272、273内的固定温度水平(即,固定温度水平在这里指示距相应的第二操作窗口和第三操作窗口中的第一温度上限262和/或第一温度下限263的固定距离)来调节该热缓冲器相比,对热缓冲器执行了较少的冷却。因此,通过交替地加热和冷却该热缓冲器来加热和冷却热缓冲器。因此,由于将根据随时间变化的预测功率利用度而变化的操作窗口用作对该热缓冲器进行调节的输入,可以减少或甚至避免对热缓冲器的不必要或过度或不充分的调节。
因此,图2的控制单元117可以配置成:
-确定第一时间点t11或第一时间间隔t12-t11,在该第一时间点或第一时间间隔内,该热缓冲器需要加热以处于该热缓冲器的操作窗口271内;以及确定至少第二时间点t21或第二时间间隔t22-t21,在该第二时间点或第二时间间隔内,该热缓冲器需要冷却以处于该热缓冲器的操作窗口272内,其中,该第二时间间隔与第一时间间隔分开并且在该第一时间间隔之后。
作为对热缓冲器的第一温度函数281的替代,该热缓冲器的温度水平可以遵循第二温度函数282,例如在图3中观察到的那样。这里,执行调节,以简单地将温度稳定保持在特定温度水平T1下。也就是说,如果温度稳定保持在特定温度水平T1下,则预测功率利用度360以及第二操作窗口272和第三操作窗口273指示该热缓冲器的温度将在第二时间点t21处保持在第二操作窗口272内,并且在第三时间点t31处保持在第三操作窗口273内。也就是说,第一时间点t11处的热调节适应于第一操作窗口271中,考虑了第二操作窗口272和第三操作窗口273的水平。因此,由于将根据随时间变化的预测功率利用度而变化的操作窗口用作对该热缓冲器进行调节的输入,可以减少或甚至避免对热缓冲器的不必要或过度或不充分的调节。
因此,根据随时间变化的预测功率利用度360而变化的操作窗口271、272、273可以用于确定在第一时间点t11中的操作窗口271(作为第一操作窗口)、以及在第二时间点t21中的操作窗口(作为第二操作窗口272)。因此,将该热缓冲器在第一时间点被热调节为处于第一操作窗口271内,其中,这一调节至少部分地响应于第二操作窗口272而调整。
根据至少一个示例实施例,该操作窗口由除了第一温度上限262和第一温度下限263之外的其它温度极限所限定。例如,可以使用第二温度上限261和/或第二温度下限264来限定操作窗口。该第二温度上限261和第二温度下限264可以例如限定该热缓冲器的延展温度极限。因此,该操作窗口可以由第一温度上限262和第一温度下限263或第二温度下限264所限定,或者由第二温度上限261和第一温度下限263或第二温度下限264所限定。此外,在限定操作窗口时可以使用第三种类型的温度极限,第三种类型是临界温度极限265、266,其在图3中由临界温度上限265和临界温度下限266表示。临界温度限制265、266通常是固定温度极限,这些固定温度极限限定了该热缓冲器必须在其内操作的临界温度极限。因此,该操作窗口可以由临界温度上限265而非第一温度上限261或第二温度下限262和/或由临界温度下限266而非第一温度上限263或第二温度下限264所限定。
应该理解的是,图3的示例是对三个操作窗口示例的热缓冲器进行调节的简化图示。如前所述,不同的环境温度通常会影响调节和操作窗口。
现在将附加地参照图4以更一般的术语来描述一种用于对车辆的热系统的至少一个热缓冲器进行热调节的方法,该热系统是可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,该热缓冲器具有由热缓冲器的优选操作温度所限定的操作窗口。图4是描述这种方法的步骤的流程图。该方法可以例如在图2的控制单元117中实施,并且在图1的车辆1中使用。因此,该热缓冲器通常是RESS的可再充电能量储存设备(例如,电池或超级电容器)和/或能量转换系统的燃料电池。
在第一步骤S10中,提供热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度。这样的预测功率利用度可以例如基于该热缓冲器的预定操作信息,该预定操作信息通常与由用户或由包括车辆预定信息的系统给出的使用需求有关。该热缓冲器的预定操作可以包括车辆的预定路线,该预定路线包括在预定路线的至少一部分期间执行作业的预定辅助动作。因此,该热缓冲器的预测功率利用度可以响应于车辆的预定路线来预测,该预定路线包括在预定路线的至少一部分期间执行作业的预定辅助动作。
在第二步骤S20中,响应于该预测功率利用度调节热缓冲器,使得热缓冲器被热调节为处于该热缓冲器的操作窗口内,其中,该操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而改变。调节步骤S20通常包括加热和冷却该热缓冲器。加热和冷却热缓冲器可以通过交替地加热和冷却该热缓冲器来执行。也就是说,随着时间交替地加热和冷却热缓冲器。该操作窗口通常由温度下限和温度上限所限定,其中温度下限和温度上限根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
在第一可选子步骤S22到第二步骤S20中,分别通过主动加热和主动冷却该热缓冲器来加热和冷却热缓冲器。附加地或替代地,例如与随时间交替地加热和冷却该热缓冲器相组合,在第二步骤S20的第二子步骤S24中,响应于预测功率利用度来调节热缓冲器包括有意地允许该热缓冲器在预定时间段内自加热或自冷却。
在可选的子步骤S12到第一步骤S10中,确定第一时间点或第一时间间隔,在该第一时间点或第一时间间隔内,该热缓冲器需要加热以处于该热缓冲器的操作窗口内;以及确定第二时间点或第二时间间隔,在该第二时间点或第二时间间隔内,该热缓冲器需要冷却以处于该热缓冲器的操作窗口内。该第二时间点发生在第一时间点之后,或者该第二时间间隔独立于该第一时间间隔且在该第一时间间隔之后。
应当注意的是,步骤的命名并非必须而是根据至少一个示例实施例可能涉及执行步骤的顺序,除非另有明确说明。一个或多个步骤可以组合并且同时执行。图2的控制单元117可以配置成执行步骤S10到S24中的一个或几个。
应当理解的是,本发明不限于上述和附图所示的实施例;而是,本领域技术人员将认识到,可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。
附加地,通过对附图、公开内容以及所附权利要求的研究,本领域技术人员在实践所要求保护的发明概念时,能够理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中,“包括”一词不排除其它元件或者步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数形式。仅仅在相互不同的从属权利要求中阐述了特定措施的这一事实并不指示这些措施的组合无法有利地使用。
Claims (15)
1.一种用于对车辆的热系统的至少一个热缓冲器进行热调节的方法,所述热系统是可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,所述热缓冲器具有由所述热缓冲器的优选操作温度所限定的操作窗口,所述方法包括:
-提供所述热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度,
-响应于所述预测功率利用度来调节所述热缓冲器,使得所述热缓冲器被热调节为处于所述热缓冲器的操作窗口内,其中,所述操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,响应于所述预测功率利用度来调节所述热缓冲器包括加热和冷却所述热缓冲器。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,通过交替地加热和冷却所述热缓冲器来执行加热和冷却所述热缓冲器。
4.根据权利要求2到3中任一项所述的方法,其中,分别通过主动地加热和主动地冷却所述热缓冲器来执行加热和冷却所述热缓冲器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,响应于所述预测功率利用度来调节所述热缓冲器包括有意地允许所述热缓冲器在预定时间段内进行自加热或自冷却。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,进一步包括:
-确定第一时间点或第一时间间隔,在所述第一时间点或第一时间间隔内,所述热缓冲器需要加热以处于所述热缓冲器的操作窗口内;以及确定第二时间点或第二时间间隔,在所述第二时间点或第二时间间隔内,所述热缓冲器需要冷却以处于所述热缓冲器的操作窗口内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述预测功率利用度被包括在所述热缓冲器的预定操作信息中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述热缓冲器的预测功率利用度响应于所述车辆的预定路线来被预测,其包括在所述预定路线的至少一部分期间执行作业的预定辅助动作。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述操作窗口具有温度下限和温度上限,并且其中,所述温度下限和所述温度上限根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述热缓冲器是可再充电能量储存设备、例如电池或燃料电池。
11.一种用于对车辆的热系统的至少一个热缓冲器进行热调节的调节系统,所述热系统是可再充电能量储存系统RESS和/或包括燃料电池的能量转换系统,所述热缓冲器具有由所述热缓冲器的优选操作温度所限定的操作窗口,所述调节系统包括:
-控制单元,所述控制单元被配置成提供所述热缓冲器的作为时间函数的预测功率利用度,
-调节单元,所述调节单元被配置成响应于所述预测功率利用度来调节所述热缓冲器,使得所述热缓冲器被热调节为处于所述热缓冲器的操作窗口内,其中,所述操作窗口根据随时间变化的预测功率利用度而变化。
12.根据权利要求11所述的调节系统,其中,所述调节单元被配置成通过交替地加热和冷却所述热缓冲器来调节所述热缓冲器。
13.根据权利要求11到12中任一项所述的调节系统,其中,所述控制单元进一步被配置成:
-确定第一时间点或第一时间间隔,在所述第一时间点或第一时间间隔内,所述热缓冲器需要加热以处于所述热缓冲器的操作窗口内;以及确定第二时间点或第二时间间隔,在所述第二时间点或第二时间间隔内,所述热缓冲器需要冷却以处于所述热缓冲器的操作窗口内。
14.一种车辆,所述车辆包含根据权利要求11到13中任一项所述的调节系统。
15.一种计算机程序,所述计算机程序包括程序代码装置,当所述程序在计算机上运行时,所述程序代码装置用于执行根据权利要求1到10中任一项所述的方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21186392.3 | 2021-07-19 | ||
EP21186392.3A EP4122742A1 (en) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | A method for thermal conditioning of a thermal buffer in a vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115635885A true CN115635885A (zh) | 2023-01-24 |
Family
ID=76971728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210814571.3A Pending CN115635885A (zh) | 2021-07-19 | 2022-07-12 | 用于对车辆中的热缓冲器进行热调节的方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230020541A1 (zh) |
EP (1) | EP4122742A1 (zh) |
CN (1) | CN115635885A (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5433387B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2014-03-05 | 株式会社日立製作所 | 車両用機器冷却暖房システム |
US9849871B2 (en) * | 2015-07-28 | 2017-12-26 | Ford Global Technologies, Llc | Electric vehicle opportunistic charging systems and methods |
US9914462B2 (en) * | 2016-01-27 | 2018-03-13 | Ford Global Technologies, Llc | Preconditioning electrified vehicle subsystems based on weather forecasts |
WO2018104966A1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | Kumar Maini Chetan | A rechargeable battery management system |
US10486542B2 (en) * | 2017-07-12 | 2019-11-26 | Ford Global Technologies, Llc | Battery thermal conditioning pump control for electric vehicle |
-
2021
- 2021-07-19 EP EP21186392.3A patent/EP4122742A1/en active Pending
-
2022
- 2022-07-12 CN CN202210814571.3A patent/CN115635885A/zh active Pending
- 2022-07-15 US US17/866,174 patent/US20230020541A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230020541A1 (en) | 2023-01-19 |
EP4122742A1 (en) | 2023-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5675858B2 (ja) | 車両用エネルギー貯蔵装置を制御する方法およびシステム | |
US7890218B2 (en) | Centralized multi-zone cooling for increased battery efficiency | |
US8433455B2 (en) | Electrical vehicle range prediction | |
US9114794B2 (en) | Method and system for controlling an electric vehicle while charging | |
CN105270412B (zh) | 利用动能变化补偿的剩余能量可行驶距离预测 | |
CN110857102A (zh) | 自主车辆路线规划 | |
EP3145748B1 (en) | Cooling system for vehicle device | |
CN105842626A (zh) | 用于控制和/或调节电能蓄能器的运行参数方法和设备 | |
US11485241B2 (en) | Efficient computing in vehicles | |
US20120080178A1 (en) | Energy-efficient controlling of air conditioning system | |
JP2005151721A (ja) | 車両の制御装置 | |
US20220169150A1 (en) | Fuel cell vehicle and control strategy based on artificial battery discharge limit | |
US20100301867A1 (en) | Regeneration capacity control method for a battery | |
Lombardi et al. | Optimal design of an adaptive energy management strategy for a fuel cell tractor operating in ports | |
US20230398907A1 (en) | Method for controlling a power assembly | |
CN115635885A (zh) | 用于对车辆中的热缓冲器进行热调节的方法 | |
US20240166087A1 (en) | Heat Management System for an Electrified Motor Vehicle | |
US20230021044A1 (en) | Method for thermal preconditioning a thermal buffer in a vehicle | |
WO2023110070A1 (en) | A method for controlling a fuel cell system | |
CN117836171A (zh) | 用于规划交通工具的交通工具使用的方法 | |
US20240174261A1 (en) | Computer-implemented method for providing computing power from a computing unit of a vehicle, control unit and vehicle | |
US20220384871A1 (en) | Method of determining a preconditioning status of a vehicle component or system | |
US20230020971A1 (en) | Method for controlling power transfer from a grid to a vehicle | |
US20230406151A1 (en) | Computer implemented method for controlling energy or power utilization of a battery pack | |
CN111491814B (zh) | 用于估计机动车辆的热调节系统的能量的方法 |
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 |