[發明專利]用于汽車中電能存儲器件的實時壽命估計的方法和設備

有效

• 申請號: 200710108260.0
• 申請日: 2007-06-07
• 公開（公告）號: CN101086520A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: A·M·策特爾;A·H·希普
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01M17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王小衡

技術領域

本發明一般涉及用于電能存儲器件的預期壽命估計。

背景技術

各種系統使用能量存儲器件向電機提供電能，該電機可操作成提供動力轉矩。一種這樣的混合動力結構包括雙模式復合分離的電動機械傳動裝置，它利用了從原動機動力源接收動力的輸入構件和將動力從傳動裝置傳遞到汽車傳動系統的輸出構件，它們通常與內燃機相結合。第一和第二電動機/發電機可操作地與電能存儲器件連接，用于在該存儲器件和第一和第二電動機/發電機之間交換電能。提供一控制單元用于調節能量存儲器件和第一和第二電動機/發電機之間的電能交換。該控制單元還調節第一和第二電動機/發電機之間的電能交換。

在汽車動力系統中設計考慮的因素之一是能夠提供一致的汽車性能和元件/系統的使用壽命?；旌蟿恿ζ?，更加特別地是其中采用了電池組系統的混合動力汽車給汽車系統的設計者提出了新的挑戰和權衡。已經發現，電能存儲器件如電池組系統的使用壽命隨著電池組的靜止溫度(resting?temperature)的降低而延長。然而，較冷的工作溫度限制了電池的充電/放電性能，直到電池組的溫度升高。較暖的電池組更加容易向汽車推進系統提供所需的動力，但是持續的較暖的工作溫度會導致使用壽命縮短。

現代的混合動力汽車系統管理混合動力系統的工作的各個方面，以獲得改進的電池使用壽命。例如，控制電池放電深度，限制安培-小時(A-h)通過量，以及使用對流風扇冷卻電池組。汽車工作的周圍環境條件在很大程度上被忽略了。然而，周圍環境條件對電池的使用壽命有很大的影響。特別地，投放到整個北美的各個地理區域的同一型號的混合動力汽車不可能擁有相同的電池組壽命，即使所有汽車在同一循環下驅動。如果要導出有用的電池壽命的估計，就必須考慮汽車的環境。附加地，顧客預期、競爭和政府法規強加了必需滿足的多種性能標準，包括電池組的使用壽命。

電池組使用壽命終止可以用電池組的歐姆電阻來指示。典型地，電池組的歐姆電阻在汽車和電池組的大部分使用壽命期間是平的。然而，這會妨礙在大部分使用壽命中可靠地估計電池組的實時壽命狀態(‘SOL’)。相反地，歐姆電阻對指示電池組的使用壽命的初始終止是極其有用的。

因此，需要一種方法和設備，用來對混合動力汽車的電能存儲器件提供可靠的實時壽命狀態。

發明內容

一種混合動力汽車動力系，包括可操作成與第一和第二電機交換電能的電能存儲器件，每一電機操作成將轉矩賦予給雙模式復合分離的電動機械傳動裝置，該傳動裝置具有四個固定的齒輪比和兩個連續的可變工作模式。一種確定電能存儲器件的壽命狀態的方法，包括監控經過電能存儲器件的電流，監控電能存儲器件的電荷狀態，監控在工作的活動周期中電能存儲器件的溫度，以及監控在工作的靜止周期中電能存儲器件的溫度。該方法還包括根據在工作的活動周期中和在工作的靜止周期中電能存儲器件的電流、電荷狀態以及溫度來確定電能存儲器件的壽命狀態。此外，根據在汽車的活動周期中和在汽車的不活動周期中電能存儲器件的電流、電荷狀態以及溫度來確定電能存儲器件的壽命狀態。

附圖說明

本發明在某些部件和部件的布置方面采用物理形式，并詳細地在隨附的附圖中描述和示出了這些部件的一個實施例，這些附圖構成本發明的一部分，其中：

圖1是根據本發明用于控制系統和動力系的一個示例性結構的示意圖；以及

圖2是根據本發明的算法框圖。

具體實施方式

現在參考附圖，其中所示出的僅僅是為了說明本發明的目的，而不是為了限制本發明，圖1示出了控制系統和根據本發明的實施例構造的示例性混合動力系統。該示例性混合動力系統包括多個操作成向傳動裝置提供動力轉矩的轉矩產生裝置，該傳動裝置向傳動動力系統提供動力轉矩。該轉矩產生裝置優選包括內燃機14和第一和第二電機56、72，該第一和第二電機操作成將從電能存儲器件74提供的電能轉換成動力轉矩。該示例性傳動裝置10包括雙模式復合分離的電動機械傳動裝置，其具有四個固定的齒輪比，其還包括多個齒輪，該齒輪操作成通過包含在該傳動裝置中的多個轉矩傳遞裝置將動力轉矩傳遞到輸出軸64和傳動系統。示例性傳動裝置10的機械性質在標題為“具有四個固定比的雙模式復合分離的混合動力電動機械傳動裝置”的美國專利No.6,953,409中詳細公開，在此將該專利引入作為參考。

再次參考圖1，該控制系統包括通過局域通信網絡交互的分布式控制模塊結構，用于向動力系統提供行動控制(ongoing?control)，該動力系統包括發動機14，電機56、72以及傳動裝置10。