[發明專利]用于微及輕度電動車輛的能量管理的優化模糊邏輯控制器

有效

• 申請號: 201380056986.8
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104768791B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 布萊恩·C·西斯科
• 申請（專利權）人: 約翰遜控制技術公司
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00;B60L1/02;B60L7/18;B60L11/00;B60L11/14;B60L11/18;B60L11/12
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所31259
• 代理人: 脫穎

相關申請的交叉引用

本申請根據35U.S.C.§119(e)要求2012年8月31日提交的第61/695,873號美國臨時專利申請以及2013年3月15日提交的第61/800,241號美國臨時專利申請的優先權，上述申請的內容以全文引用的方式并入本文。

背景技術

除本文另有說明外，本部分中所描述的內容并非相對于本申請中的現有技術，并且并非由于包括在本部分中而就承認其是現有技術。

使用一個或多個電池系統支持推進、起動停止和/或再生制動功能的車輛可以被稱為xEV，其中術語“xEV”在本文中定義為包括所有下述的電動車輛或者其任意變型或組合。

“起動-停止車輛”被定義為是這樣的車輛，其可在車輛停止時停用燃燒發動機，并利用電池(儲能)系統繼續給車輛上的車載電消費產品(包括娛樂系統、導航裝置、車燈或其它電子設備)供電，以及當期望推進時重新起動發動機。缺少制動再生或電力推進將“起動-停止車輛”與其它形式的xEV區別開來。

本領域技術人員將會理解到，混合動力電動車輛(HEV)將內燃機(ICE)推進系統和電池供電的電力推進系統(如48伏、130伏或300伏系統)相結合。術語HEV可包括混合動力電動車輛的任何變型，其中包括了諸如制動再生、電力推進和停止-起動之類的特征。

一種特定類型的xEV是微混合動力車輛(“mHEV”或“微HEV”)。微HEV車輛通常在限定于60V以下的低電壓下運轉。微HEV車輛通常提供起動停止，并且因其采用制動再生而將其本身與“起動-停止車輛”區別開來。制動再生功率可通常從2kW到峰值的12kW不等，雖然也會有其它的值。微HEV車輛也能對車輛提供一定程度的電力推進。即使可用的話，推進的量通常不足以對車輛提供充分的動力。

全混合動力系統(FHEV)和輕度混合動力系統(輕度HEV)可對使用一個或多個電動馬達、僅使用ICE或同時使用這兩者的車輛提供動力及其它電力。FHEV通常是高電壓的(>60V)，并且電壓一般在200V與400V之間。輕度HEV通常在60V與200V之間運轉。根據車輛的大小情況，輕度HEV可提供10-20kW之間的制動再生或推進，而FHEV提供的是15-100kW。輕度HEV系統還可以在加速期間應用一定程度的電力輔助(例如)以補充ICE，而FHEV常常可使用電動馬達作為短時段的唯一推進源，并且一般地使用電動馬達作為比輕度HEV所使用的更為有效的推進源。

此外，插電式電動車輛(PEV)是任何這樣的車輛，其可由外部電力源(如壁插座)進行充電，并且儲存在可再充電電池組中的能量驅動或有助于驅動車輪。PEV是xEV的子類，其包括全電動或電池電動車輛(BEV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)以及混合動力電動車輛和常規ICE車輛的電動車輛轉換形式。BEV完全由電力驅動，并且沒有內燃機。PHEV具有內燃機和電動力源，且電動力能夠提供所有或幾乎所有的車輛推進需求。PHEV可利用純電動模式(“EV模式”)、純內燃模式及混合動力模式中的一種或多種。

與僅使用ICE和傳統的電系統(通常為由鉛酸電池供電的12伏系統)的更傳統的以氣體為動力的車輛相比，如上的xEV可提供許多優點。例如，與傳統的車輛相比，xEV可產生較少的不利排放產物，并且可顯示出較大的燃料效率，并且在一些情況下，這類xEV可完全不用使用汽油，如在某些類型的BEV的情況下。

隨著xEV技術的不斷發展，有必要提供用于這類車輛的改進型電源(例如，電池系統或模塊)。例如，期望能延長這類車輛在無需對電池進行再充電的情況下所能行駛的距離。此外，還可能期望提高這類電池的性能并降低與電池系統相關的成本。

已發現常規的xEV在功能上受限于它們的電能系統，電能系統對它們的電動馬達/發電機及車輛附屬設備供電。通常地，電動馬達由需要儲存適于高功率放電以及適于通過各種驅動條件產生的電力需求的能量的能量源供電。

如上面所討論的那樣，除了環保意識之外，需要提高燃料經濟性、增加電負荷以及更好地進行能量管理已經推動了大的OEM考慮其車輛中的附加燃料經濟性特征，包括起動-停止、制動調節及電力推進(“助推”)。起動停止功能可減少停止期間的燃料消耗，而制動能量回收提供在無需附加燃料的情況下給電池再充電的能力。助推允許通過使用電能來部分地推動車輛而節省燃料，減少了燃燒發動機中的負荷。