[發明專利]用于優化能量儲存部件使用的系統和方法

有效

• 申請號: 201010144018.0
• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN101837775A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: T·G·里奇特;嚴衛中
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W10/24;B60W20/00;B60W40/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;劉華聯

技術領域

本發明大體上涉及混合動力(hybrid)和電動車輛，并且更具體而言，涉及混合動力和電動車輛上的能量儲存部件使用的優化。

背景技術

混合動力電動車輛結合了內燃機和典型地由一個或多個電能儲存部件提供功率(power)的電動機。這樣的結合可通過使內燃機和電動機能夠各自在相應的增加的效率范圍內運行而提高總的燃料效率。例如，電動機從靜止啟動加速時為高效的，而內燃機在恒定的發動機運行(例如在高速公路行駛中)的持續時間期間為高效的。使用電動機以增強初始加速允許混合動力車輛中的內燃機更小且更加節約燃料。

在許多傳統混合動力車輛中，電動機還能夠通過作為發電機而俘獲制動能，并且將如此俘獲的制動能提供給能量儲存部件(ESC)。ESC(例如電池、超級電容、或飛輪)用來俘獲在制動或發電運行期間存在的能量以用于在稍后的時間重新使用。這些部件還提供負荷調配(load-leveling)功能以減少對系統中的主功率產生裝置的瞬態加載。這種裝備通常以帶有關于環境的有限信息或不帶有關于環境的信息的方式而運行，并且缺乏預測能力以預知即將發生的事件。這經常導致ESC的次優化使用，這將由于不必要施加的載荷(stress)而縮短壽命。ESC經常對于應用來說尺寸過大以確保不會超過載荷極限，這增加了系統的成本。因為這樣的車輛無法得知其環境或歷史性能，以便對充電和放電事件作出反應，因此ESC的充電狀態維持在ESC的可用儲存范圍的中點附近。

如果車輛在凹處中或沿著局部地形的高點行進，則混合動力能量回收可能無法達到最大限度。例如，如果車輛以處于中點的ESC充電狀態的方式處于局部地形中的高點，則當電池達到滿的充電狀態時即將發生的下坡的再生俘獲機會終止，這可能發生在下坡的中途。因此，全部的下坡再生能量俘獲機會短時間停止。此外，電池將可能充電為100％功率，以載荷極限運行，并且產生過多的熱量及溫升。相反的情況對于在地形中的低點處啟動來說為實際存在的，當達到最高點之前電池耗盡了充電量時，混合動力輔助中斷。

因此期望具有能夠優化混合動力功率系統中的能量儲存部件的使用的系統和方法。

發明內容

本發明的實施例涉及用于克服上述缺點的能量儲存部件優化的系統和方法。

根據本發明的一方面，一種用于優化包括混合動力車輛和電動車輛中的一個的車輛中的能量儲存部件使用的系統，車輛包括計算機，該計算機編程為識別(identify)車輛位置是否與歷史功率使用數據的數據庫中的鏈接數據(link?data)相關聯，該鏈接數據包括所測量的用于車輛行進的鏈接的歷史功率使用數據。如果車輛位置與鏈接數據相關聯，則計算機編程為從數據庫中獲取鏈接的鏈接數據，來自數據庫的鏈接數據缺少地形信息。計算機還編程為，如果車輛位置與鏈接數據相關聯，則基于獲取的鏈接數據來確定車輛的期望的車輛功率使用，并且基于期望的車輛功率使用和基于車輛的能量儲存部件的效率和壽命周期成本(life?cycle?cost)來優化能量儲存部件使用。

根據本發明的另一方面，一種方法包括確定混合動力車輛和電動車輛中的一個的車輛位置是否與歷史功率使用和速率(velocity)數據的數據庫中的第一鏈接數據組相關聯，第一鏈接數據組包括與車輛行進的第一鏈接相關的所測量的功率使用和速率數據。如果車輛位置與第一鏈接數據組相關鏈，則該方法包括查詢(query)數據庫以從第一鏈接數據組中獲取歷史功率使用和速率數據，對于第一鏈接來說查詢的數據不包括海拔數據。該方法還包括，如果車輛位置與第一鏈接數據組相關聯，則基于查詢的數據來計算用于車輛的期望功率使用，并且基于期望的功率使用和至少基于車輛的能量儲存部件的效率和壽命周期成本來優化用于車輛的能量儲存部件的能量儲存部件使用，以使得基于優化的期望功率使用的能量儲存部件的運行實現期望的能量儲存部件的使用。