[發明專利]用于電池充電的系統和方法

在審

• 申請號: 201811309480.4
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109774498A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 大衛·貝爾;朱莉婭·海倫·巴克蘭;泰勒·凱利;蒂莫西·斯道爾森菲爾德;肖柏韜
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60L50/62
• 分類號: B60L50/62;B60L53/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本文提供了“用于電池充電的系統和方法”。提供用于在進入零排放區之前加快電池充電的方法和系統。在一個示例中，以從電動渦輪增壓器的第一電動馬達和HEV傳動系的第二電動馬達得到的馬達扭矩的比率給所述電池充電。所述比率與排氣廢氣門和進氣節氣門的調整協調，以便在給所述電池充電的同時維持駕駛員扭矩需求并且推進所述車輛。

技術領域

本說明大體上涉及用于控制混合動力電動車輛中的系統電池的荷電狀態的方法和系統。

背景技術/發明內容

世界上的很多地方都已經實施了不同程度的低排放區(LEZ)，包括零排放區(ZEZ)。作為示例，在一些地方，不允許不滿足某些排放標準的舊公共汽車和卡車。在另外的其他地方，不允許具有內燃發動機的車輛，并且只允許混合動力車輛在純電動模式下操作而內燃發動機關閉。

當車輛在進入或通過這樣的區域(例如，LEZ或ZEZ)時，可能存在車輛電池并不處于到達目的地并返回或者甚至通過所述區域的最佳電量的情況。例如，在估計的能量需要之外可能沒有足夠的裕量。即使車輛上的發動機驅動電池充電裝置可用，當在這樣的區域中操作車輛時也難以像所需那樣迅速地給電池充電。

本文的發明人已經認識到，電動輔助的增壓發動機系統的馬達可以用來解決上述問題。具體地，增壓發動機系統可以裝備電機以提供電動輔助，諸如聯接到渦輪增壓器的電動馬達/發電機。馬達可以驅動機械增壓器壓縮機或渦輪增壓器軸，以在踩加速器踏板事件期間提高瞬時增壓壓力傳遞。在需要快速電池充電時的情況期間，諸如剛好在進入ZEZ之前，渦輪增壓器可以在比所需更高的功率下運行，同時電動馬達在再生模式(recuperatingmode)下操作以便以比在其他情況下可能實現的更快速率給系統電池或其他能量儲存裝置充電。除了加快電池充電之外，馬達/發電機的能量回收可能性增加。此外，增壓發動機系統的電動馬達的操作可以與聯接到混合動力電動車輛的傳動系的電動馬達(諸如，起動機馬達)的操作協調，以在滿足駕駛員扭矩需求的同時給電池充電。

在一個示例中，快速電池充電可以通過一種用于具有增壓發動機的混合動力車輛的方法來實現，所述方法包括：響應于在低排放區的預期車輛操作，經由聯接到渦輪增壓器軸的第一電動馬達和聯接到車輛傳動系的第二電動馬達中的至少一者來給系統電池充電，對所述系統電池的所述充電在所述車輛進入零排放區之前完成。在發動機驅動的電池充電不可用的情況期間，諸如當交流發電機劣化時，也可以應用同樣的方法。

作為一個示例，當使用發動機扭矩來推進混合動力電動車輛時，車輛控制器可以基于來自導航系統的輸入而預測車輛即將行進通過低排放區(LEZ)。控制器隨后可以計算系統電池所需的電荷轉移量和速率，以使得當在LEZ中時能夠使用馬達扭矩來推進車輛。例如，基于電池的當前荷電狀態(SOC)，并且進一步基于在進入LEZ之前(從當前位置)行進的距離或持續時間以及當在LEZ中時要行進的距離或持續時間，控制器可以計算電池的目標SOC。隨后可以相應地確定電荷轉移量和速率。為了實現對電池的加快充電，可以施加來自聯接到車輛系統的渦輪增壓器的第一電動馬達和聯接到車輛系統的傳動系的第二電動馬達中的一者或兩者的馬達扭矩。例如，基于隨駕駛員扭矩需求變化的當前發動機轉速-負載條件，控制器可以基于駕駛員扭矩需求而改變施加用于給電池充電的負馬達扭矩，而同時使用同時的廢氣門和進氣節氣門調整來維持車輪扭矩。例如，在增壓發動機操作不需要來自第一電動馬達的電動輔助的情況期間，增壓請求可以增加超過駕駛員扭矩需求，因而使廢氣門比需要的關閉更多，并且過多的渦輪增壓器扭矩可以用于經由第一電動馬達給電池充電。作為另一示例，在扭矩需求下降的情況期間，通過吸收來自渦輪增壓器軸的扭矩并且使用它來經由第一馬達給電池充電，同時也吸收車輪扭矩并且使用它來經由第二馬達給電池充電，增壓壓力可以降低。在第一馬達處吸收的扭矩相對于在第二馬達處吸收的扭矩的比率可以基于以下項進行調整：整體系統需要(諸如，當扭矩需求的下降較大時，通過經由第一馬達吸收更多扭矩)，以及馬達條件(諸如，當第二馬達的溫度高于它的最佳值時，通過經由第一馬達吸收更多扭矩)。