[发明专利]根据对电能存储器件的预测影响操作混合电动力系的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及电能存储器件。更加特别地，本发明涉及预测对电能存储器件的影响以及根据该影响管理寿命状态。

背景技术

车辆的各种混合动力推进系统使用电能存储器件向电机提供电能，该电机通常与内燃机结合并操作成向车辆提供动力转矩。一种示例性混合动力结构包括双模式复合分离的电动机械传动装置，它利用了从原动机动力源接收动力的输入构件和将动力从传动装置传递到车辆传动系统的输出构件。第一和第二电机，即电动机/发电机可操作地与能量存储器件连接，用于在它们之间交换电能。提供一控制单元用于调节能量存储器件和电机之间的电能交换。该控制单元还调节第一和第二电机之间的电能交换。

在汽车动力系统中设计考虑的因素之一是能够提供一致的汽车性能和元件/系统的使用寿命。混合动力汽车，更加特别地是其中采用了电池组系统的混合动力汽车给汽车系统的设计者提出了新的挑战和权衡。已经发现，电能存储器件如电池组系统的使用寿命随着电池组的静止温度(resting temperature)的降低而延长。然而，较冷的工作温度限制了电池的充电/放电性能，直到电池组的温度升高。较暖的电池组更加容易向汽车推进系统提供所需的动力，但是持续的较暖的工作温度会导致使用寿命缩短。

现代的混合动力汽车系统管理混合动力系统的工作的各个方面，以获得改进的电池使用寿命。例如，控制电池放电深度，限制安培-小时(A-h)通过量，以及使用对流风扇冷却电池组。汽车工作的周围环境条件在很大程度上被忽略了。然而，周围环境条件对电池的使用寿命有很大的影响。特别地，投放到整个北美的各个地理区域的同一型号的混合动力汽车不可能拥有相同的电池组寿命，即使所有汽车在同一循环下驱动。如果要导出有用的电池寿命的估计，就必须考虑汽车的环境。附加地，顾客预期、竞争和政府法规强加了必需满足的多种性能标准，包括电池组的使用寿命。

有用的是使混合动力控制系统具有一种能力，该能力用于估计或者确定工作参数如电流电平对电池组寿命的潜在影响，从而使用这种信息积极地控制混合动力系统的工作进而优化电池寿命。

发明内容

一种混合电动力系，包括适用于与混合动力的车辆动力系交换电能的电能存储器件，该车辆动力系包括第一和第二电机。每个电机可操作成向双模式复合分离的电动机械传动装置提供转矩，该传动装置具有四个固定的齿轮比和两个连续变化的工作模式。一种用于操作动力系的方法包括在车辆的活动周期中对电能存储器件的电流建立多个值，以及对于每个相应的值，根据该相应的值确定电能存储器件寿命状态的对应变化。根据确定的寿命状态的变化来操作电机。优选地，电机操作成实现预定的寿命状态轮廓。根据一个实施例，根据确定的寿命状态的变化和预定的寿命状态轮廓，来通过限制允许的电机电流来实现这种寿命状态轮廓。根据一个可替换的实施例，根据确定的寿命状态的变化和预定的寿命状态轮廓，来通过形成允许的电机电流来实现这种寿命状态轮廓。优选地，根据电流的积分、电能存储器件的放电深度以及电能存储器件的工作温度因数来确定寿命状态的变化。电能存储器件的放电深度优选根据电流来确定。此外，电能存储器件的工作温度因数根据电能存储器件的电流和温度来确定。

附图说明

本发明在某些部件和部件的布置方面采用物理形式，并详细地在随附的附图中描述和示出了这些部件的一个实施例，这些附图构成本发明的一部分，其中：

图1是根据本发明用于控制系统和动力系的一个示例性结构的示意图；

图2和3是根据本发明的算法框图；

图4是根据本发明的示例性数据图。

具体实施方式

现在参考附图，其中所示出的仅仅是为了说明本发明的目的，而不是为了限制本发明，图1示出了控制系统和根据本发明的实施例构造的示例性混合动力系统。该示例性混合动力系统包括多个操作成向传动装置提供动力转矩的转矩产生装置，该传动装置向传动动力系统提供动力转矩。该转矩产生装置优选包括内燃机14和第一和第二电机56、72，该第一和第二电机操作成将从电能存储器件74提供的电能转换成动力转矩。该示例性传动装置10包括双模式复合分离的电动机械传动装置，其具有四个固定的齿轮比，其还包括多个齿轮，该齿轮操作成通过包含在该传动装置中的多个转矩传递装置将动力转矩传递到输出轴64和传动系统。示例性传动装置10的机械性质在标题为“具有四个固定比的双模式复合分离的混合动力电动机械传动装置”的美国专利No.6,953,409中详细公开，在此将该专利引入作为参考。