車輛動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供車輛動力系統(tǒng)。電源電連接電池和電氣負(fù)載。電源具有輸出電壓并為電池和電氣負(fù)載供給電流。電池的充電電壓根據(jù)電池的溫度確定。失調(diào)電壓根據(jù)供給電池的電流確定。輸出電壓根據(jù)充電電壓和失調(diào)電壓確定。
【專利說明】車輛動力系統(tǒng)
[0001]本申請是申請日為2008年7月21日，申請?zhí)枮?00810135889.9，發(fā)明名稱為“車輛動力系統(tǒng)以及控制該系統(tǒng)的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明有關(guān)于汽車動力系統(tǒng)以及控制該系統(tǒng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]在一些車輛中，例如替代燃料驅(qū)動車輛中，可在車輛的內(nèi)部裝載直流/直流電源轉(zhuǎn)換器。這種裝載可增加連接直流/直流電源轉(zhuǎn)換器至電池的電纜長度。該增加的長度可增加與電纜相關(guān)的電阻以及增加通過電纜的壓降。結(jié)果是，與電池裝載于直流/直流電源轉(zhuǎn)換器附近相比，電池和任何電氣負(fù)載可在更低的電壓下運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實施例可采用自動車輛的動力系統(tǒng)形式。動力系統(tǒng)包括:電源，用于提供電壓以及在所提供的電壓基礎(chǔ)上供給電流；電能存儲單元，配置用于接收所供給的電流的至少一部分；以及電氣負(fù)載，對電流具有可變的需求，且配置用于接收所供給的電流的至少一部分。動力系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，配置用于根據(jù)與電能存儲單元相關(guān)的溫度和所供給的電流設(shè)定所提供的電壓。
[0005]本發(fā)明的實施例可采用替代燃料驅(qū)動汽車的動力系統(tǒng)形式。動力系統(tǒng)包括:電源轉(zhuǎn)換器，具有輸出電壓且配置用于基于輸出電壓供給電流；電池，配置用于接收所供給的電流的至少一部分；以及電氣負(fù)載，對電流具有可變的需求，且配置用于接收所供給的電流的至少一部分。該動力系統(tǒng)還包括一個或多個控制器，配置用于根據(jù)與電池相關(guān)的溫度和所供給的電流設(shè)置輸出電壓。
[0006]本發(fā)明的實施例可采用設(shè)定自動車輛電源的輸出電壓的方法的形式。該方法包括:確定電能存儲單元所需的充電電壓；基于電流確定失調(diào)電壓；以及基于所需的充電電壓和失調(diào)電壓設(shè)置電源的輸出電壓。
[0007]雖然根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例作了圖示和披露，但是這些披露不應(yīng)被解釋為限定權(quán)利要求。可以預(yù)期的是，在不離開本發(fā)明的范圍下可以作出各種變化和替代的設(shè)計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為一個汽車動力系統(tǒng)的例子的示意圖。
[0009]圖2為另一個汽車動力系統(tǒng)例子的示意圖。
[0010]圖3為汽車動力系統(tǒng)的實例性控制邏輯的示意圖。
[0011]圖4為汽車動力系統(tǒng)的另一個實例性控制邏輯的示意圖。
[0012]圖5為汽車動力系統(tǒng)的又一個實例性控制邏輯的示意圖。
[0013]圖6為充電電壓相對電池溫度的圖表不例。
[0014]圖7為設(shè)定電源輸出電壓的控制策略流程圖。

【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明的實施例采用了電壓補償以調(diào)節(jié)電源的電壓輸出。例如，由于電池電纜的長度對于給定的汽車配置是固定的，因此電纜電阻可校準(zhǔn)入電源。另外，可以監(jiān)測或推斷電源的電流輸出。這些參數(shù)可用于調(diào)節(jié)電壓輸出。這樣，電源可具有考慮了電池電纜的損耗的輸出。這樣的輸出可以確保，例如電池的適當(dāng)充電。
[0016]圖1是車輛12的動力系統(tǒng)10的示意圖。各元件間的粗線指示能量流，例如電能流。各元件間的細(xì)線指示信息流，例如通信流。高壓電池14提供高壓電能給直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16，例如雙向降壓/升壓變換器。直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16將該高壓電能轉(zhuǎn)換為低壓。結(jié)果是，直流/直流電源轉(zhuǎn)換器輸出電壓，例如V。。
[0017]配電箱18，例如電集線器，分配所需電流，例如I。，用于支持低壓電池20、空調(diào)系統(tǒng)22、音響系統(tǒng)24、照明系統(tǒng)26以及其他電氣負(fù)載28。由于車輛12的乘客可能選擇性操作負(fù)載，因此該電流可隨時間而變化，22、24、26、28以及低壓電池20可選擇性地被充電。配電箱18基于V。從直流/直流電源轉(zhuǎn)換器引出所需電流，例如I。。
[0018]在圖1的實施例中，具有電阻Reable的電纜電連接直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16和配電箱18。這樣，當(dāng)電流通過該電纜時，電壓因為損耗而降低，例如Vltjss = ItjXIUletj因而，配電箱18上產(chǎn)生的電壓(如Vavail)為例如可用于對低壓電池20充電的電壓。
[0019]溫度傳感器30在低壓電池20附近感測溫度(例如Tbatt)例如，發(fā)動機蓋下溫度、電池溫度等。動力系統(tǒng)控制模塊32讀取Tbatt并基于Tbatt為低壓電池20確定充電電壓，例如Vdmg-動力系統(tǒng)控制模塊32向直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16傳送，例如廣播Vctog-如下所討論，直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16基于Vdmge和10設(shè)定V。。
[0020]圖2為車輛112的動力系統(tǒng)110的示意圖。因100種因素而不相同的元件們具有相似的(雖不必然相同的)描述。發(fā)動機134提供機械能給交流發(fā)電機136。交流發(fā)電機136將該機械能轉(zhuǎn)換為電能。結(jié)果，交流發(fā)電機136輸出電壓，例如V。。
[0021]配電箱118分配所需電流，例如I，用于支持負(fù)載128。由于車輛112的乘客可能選擇性操作負(fù)載128，因此該電流可能隨時間而變化。配電箱118從交流發(fā)電機136引出所需電流，例如I。
[0022]在圖2的實施例中，具有電阻Reable的電纜電連接交流發(fā)電機136與低壓電池120。這樣，當(dāng)電流(例如I。)沿該電纜流過時，電壓由于損耗而降低，例如LXR。-#在低壓電池120上所得到的電壓(例如Vavail)為例如可用于對低壓電池120充電的電壓。
[0023]控制器138 (例如微處理器)從溫度傳感器130讀取溫度，例如Tbatt,并例如響應(yīng)信息請求將該溫度傳送至交流發(fā)電機136。交流發(fā)電機136從電流傳感器140 (例如霍爾傳感器、分路器等)讀取電流，例如I。。如下所討論，交流發(fā)電機136基于Tbatt和10設(shè)定V。。
[0024]圖3為控制邏輯42的示意圖。在控制模塊44，輸入功率Pin，例如來自高壓電池14(圖1)的電能，被除以V0得到I。。在控制模塊46，10被乘以Rcable得到Vl0sso在48處，Vloss加上Vdfflge得到V。。在圖3的實施例中，控制邏輯42由直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16 (圖1)實現(xiàn)。在替代實施例中，控制邏輯42可由一個或多個被共同配置以實施這里所討論的策略的控制器來實現(xiàn)。舉個例子，這些控制器中的一些或全部可與其他組件(例如直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16)相集成。
[0025]圖4為控制邏輯142的示意圖。在控制模塊146，10被乘以Rcable得到V1()SS。在148處，Vltjss加上Vdfflge得到V。。在圖4的實施例中，圖4的控制邏輯142由交流發(fā)電機136 (圖
2)實現(xiàn)。在替代實施例中，控制邏輯142可由一個或多個被共同配置以實施在此討論的策略的控制器來實現(xiàn)。舉個例子，這些控制器中的一些或全部可與其他組件(例如交流發(fā)電機136、控制器138等)相集成。
[0026]圖5為控制邏輯242的示意圖。在控制模塊244，輸入功率Pin被除以V。得到I。。在控制模塊246，10被乘以Reable得到V1()SS。在控制模塊250，基于Tbatt檢查查找表以確定Vcharge0在248處，Vltjss加上Vdfflge得到V。。如上所討論，控制邏輯242可由一個或多個被共同配置以實施在此討論的策略的控制器來實現(xiàn)。例如，控制模塊250可由動力系統(tǒng)控制模塊32 (圖1)、直流/直流電源轉(zhuǎn)換器16 (圖1)、或控制器138 (圖2)實現(xiàn)。
[0027]圖6為充電電壓相對電池溫度的圖表示例。對于較低的電池溫度，例如低于華氏30度的溫度，較高的充電電壓，例如16伏特，可用于對低壓電池20 (圖1)充電。然而，當(dāng)電池溫度升高時，可采用較低的充電電壓，例如15.5伏特等。對于給定的電池溫度，充電電壓過高或過低可對電池的性能和壽命有不利影響。圖6的圖表可采用，例如位于控制模塊250內(nèi)的查找表(圖5)實現(xiàn)。
[0028]圖7為設(shè)定電源輸出電壓的控制策略流程圖。在52處，確定電池溫度。在54處，確定充電電壓。在56處，確定輸出電流。在58處，確定失調(diào)電壓。在60處，充電電壓和失調(diào)電壓相加。在62處，輸出電壓設(shè)為等于充電電壓與失調(diào)電壓之和。
[0029]雖然本發(fā)明的實施例如上所示和所述，但是并不意味著這些實施例圖示和描述了本發(fā)明所有可能的形式。相反地，本說明書中使用的詞語為描述而非限定的詞語，并且應(yīng)理解為在不離開本發(fā)明的主旨和范圍的情況下可有許多變化。
【權(quán)利要求】
1.一種自動車輛的動力系統(tǒng)，包括: 電源，用于提供電壓，并基于所提供的電壓供給電流； 電纜，電連接到電源， 電能存儲單元，配置用于接收所供給的電流的至少一部分； 電氣負(fù)載，對電流具有可變的需求，且配置用于接收所供給的電流的至少一部分；以及 控制系統(tǒng)，用于將所提供的電壓調(diào)節(jié)為等于充電電壓Vctoge與由于損耗導(dǎo)致的電壓降Vloss之和，充電電壓Vctoge基于與電能存儲單元相關(guān)的溫度，由于損耗導(dǎo)致的電壓降Vltjss基于電纜的電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:溫度傳感器，用于感測與電能存儲單元相關(guān)的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:傳感器，用于感測指示所供給的電流的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，電能存儲單元包括電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，電源包括電源轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，電源轉(zhuǎn)換器包括直流至直流電源轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，電源包括交流發(fā)電機。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，電氣負(fù)載包括汽車空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及音響系統(tǒng)中的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制系統(tǒng)包括至少一個控制模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個控制模塊包括動力系統(tǒng)控制豐吳塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個控制模塊與電源相集成。
【文檔編號】B60L11/00GK104309493SQ201410515277
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2008年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2007年8月21日
【發(fā)明者】斯蒂文·F·查利安, 范卡特斯瓦·阿南德·塞恩凱倫 申請人:福特全球技術(shù)公司