[發(fā)明專利]用于高性能運轉(zhuǎn)的HEV能量管理

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810638411.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN109094551A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 帕特里克·戈登·柯林斯;安東尼·博科;拉爾斯·尼克拉斯·佩特森;馬修·L·韋斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: B60W20/00
• 分類號: B60W20/00;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26;B60L7/10
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

本公開涉及用于高性能運轉(zhuǎn)的HEV能量管理。一種車輛包括燃燒式發(fā)動機(CE)、連接到能量儲存系統(tǒng)(ESS)的電機(EM)以及控制器，其被配置為在高性能運轉(zhuǎn)期間使ESS/電池的電量恢復(fù)最大化。所述控制器命令CE產(chǎn)生超出道路負載功率和功率需求(PD)的功率，從而以實現(xiàn)快速ESS電量恢復(fù)的最大速率對ESS再充電。響應(yīng)于PD，CE產(chǎn)生最大功率來驅(qū)動EM，以在加速、減速和維持車輛的速度期間用最大速率對ESS再充電，并且根據(jù)PD、道路負載功率和最大ESS充電速率，在PD和道路負載功率超出CE最大功率時產(chǎn)生正扭矩并使ESS放電。還可在減速期間啟用電機和/或再生制動器的電力再生，這在高性能運轉(zhuǎn)期間進一步使ESS的SoC恢復(fù)最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及具有燃燒式發(fā)動機和電機的混合動力電動車輛，所述電機被配置為產(chǎn)生并儲存電力以用于推進和能量儲存回收。

背景技術(shù)

具有內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)以及與能量儲存系統(tǒng)連接的電機或牽引馬達/發(fā)電機(M/G)的混合動力電動車輛(HEV)通常被配置為使燃料消耗優(yōu)化并且使能量儲存系統(tǒng)(ESS)和電池壽命優(yōu)化。針對特定應(yīng)用，HEV還可被配置為在燃料消耗及ESS/電池壽命優(yōu)化配置與命令來自ICE和M/G的組合的最大功率輸出以及ESS/電池的最大能量恢復(fù)的高性能運轉(zhuǎn)之間進行超馳控制和/或轉(zhuǎn)換。這種高性能運轉(zhuǎn)以往會導(dǎo)致ESS或電池的耗盡，這使HEV的性能受到約束，直到ESS/電池能夠恢復(fù)能量為止。

發(fā)明內(nèi)容

本公開實現(xiàn)了HEV高性能運轉(zhuǎn)模式的改進的控制和管理的新功能，所述HEV高性能運轉(zhuǎn)模式是駕駛員可選擇的除節(jié)約燃料和ESS/電池電力的標(biāo)稱運轉(zhuǎn)模式之外的運轉(zhuǎn)模式。本發(fā)明能夠在高性能HEV運轉(zhuǎn)期間實現(xiàn)ESS的快速電量恢復(fù)，這防止和/或降低了ESS耗盡的可能性。HEV包括燃燒式發(fā)動機(CE)、連接到諸如一個或更多個電池的能量儲存系統(tǒng)(ESS)的電機(EM)以及控制器，其被配置為在運轉(zhuǎn)期間實現(xiàn)最大化的或高優(yōu)先級的ESS電量恢復(fù)。當(dāng)ESS或電池的荷電狀態(tài)(SoC)低于SoC充電容量限制時，控制器可命令CE產(chǎn)生超出道路負載功率(road load power，RLP)和功率需求(PD)的高達最大CE功率的功率，這使得能夠以根據(jù)在RLP和PD被滿足之后超出的或盈余的可用功率且高達ESS/電池最大再充電速率的速率來實現(xiàn)ESS的快速電量恢復(fù)，從而防止或最大限度地減少耗盡。

當(dāng)在這種高性能運轉(zhuǎn)模式期間需要PD功率時，CE產(chǎn)生最大功率，所述最大功率部分地用于加速、減速和/或保持車輛的速度，并且還驅(qū)動EM產(chǎn)生負扭矩，從而根據(jù)在PD和RLP功率需求被滿足之后可用于ESS/電池電量恢復(fù)的功率，以高達最大再充電速率的速率對ESS/電池再充電。HEV還在減速期間啟用電力再生和/或回收，所述電力再生和/或回收利用電機和/或再生制動器，并且可被用于進一步最大限度地實現(xiàn)ESS/電池的快速SoC恢復(fù)。

改進的運轉(zhuǎn)系統(tǒng)和方法包括車輛或HEV，所述車輛或HEV具有或設(shè)置有內(nèi)燃發(fā)動機或燃燒式發(fā)動機(ICE或CE)以及連接到諸如電池的能量儲存系統(tǒng)(ESS)的電機和/或馬達/發(fā)電機(EM或M/G)，所述ESS具有瞬時和最大的荷電狀態(tài)(SoC)限制以及SoC可被恢復(fù)的最大再充電速率。所述車輛或HEV還包括控制器，其被配置為對功率需求和/或功率需求信號(PD或PDS)作出響應(yīng)，并命令I(lǐng)CE和M/G產(chǎn)生超出RLP和PDS的組合的組合功率，以建立盈余功率量。所述功率使HEV加速和/或保持HEV的速度，并且超出的盈余功率被用于以可變化到最大再充電速率的充電速率對ESS再充電直到ESS的SoC完全恢復(fù)并且達到SoC限制為止和/或當(dāng)SoC低于所述限制時對ESS再充電。