[发明专利]用于车辆的电存储元件控制系统

说明书

相关申请

本专利申请要求2009年7月31日提交的美国专利申请No. 12/534,008的优先权，特此该专利申请的全部内容通过参引的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于车辆的电存储元件的控制系统，更具体地，本发明涉及用于控制进入和离开电存储元件的电力的控制系统。

背景技术

大型车辆（例如，半牵引车、卡车等）通常用来运输货物。牵引车-挂车组合中已有的牵引车一般包括被空调系统调节的驾驶室。通常，来自电源的电能被存储在车辆的一个或多个电池中，以提供所存储的电能用于在电源不可用时的稍后使用。在一些车辆中，提供电池组用于向车辆的电部件供电。这些电池组通常以并联的关系电连接于电源。

一般地，已有的电池充电控制系统通过将单个电源连接于一整组并行连接的电池而对所述一整组电池进行充电。当这些电池具有相对较大的电荷接受容量（即，低内阻）时，电池的电流接受量通常超过从电源供给的电流。此外，这些传统的控制系统对供给电压进行控制以免受过电流充电情况，而过电流充电情况对电池寿命会是不利的。通常，这些传统的控制系统不提供到电池的适当的初始电流量，因而限制了电池的电池寿命。

通过同时对多个整组的电池进行充电，传统的电池充电控制系统一般要求组中的每个电池都具有相同的电特性（例如，内阻、公差、架构，等等）。当来自每个电池的电流要求超过正在对电池进行充电的电源的电流容量时，电源和/或电池可能受损或低效地工作。来自一组电池的过度电流要求还带来了电池的充电不足，从而降低了电池的电存储容量和/或电池的循环能力。

发明内容

在一种构造中，本发明提供一种用于车辆的电存储元件控制系统，该车辆具有限定负载吸取的电负载。该控制系统包括并联地相互电耦合的多个电存储元件、多个开关装置、以及控制器。所述多个电存储元件中的每个限定总存储容量并具有电荷状态，总存储容量和电荷状态协作地限定总存储电荷，并且每个电存储元件适于与负载和限定功率容量的电源电通信。所述多个开关装置与所述多个电存储元件电耦合，使得所述多个开关装置中的每个开关装置与相应的电存储元件相关联，并且每个开关装置能够在连接状态与断开状态之间操作。控制器与所述多个开关装置电通信，以选择性地在连接状态与断开状态之间改变开关装置中的每个，从而基于总存储电荷相对于负载以及基于电存储元件的总存储容量相对于电源选择性地连接和断开电存储元件中的一个或多个。

在另一种构造中，本发明提供一种用于车辆的电存储元件控制系统，该车辆具有限定负载吸取的电负载。该控制系统包括：第一电存储元件，该第一电存储元件限定总存储容量并具有电荷状态，该总存储容量和该电荷状态协作地限定第一总存储电荷，并且所述第一电存储元件适于与负载和限定功率容量的电源电通信；以及第二电存储元件，第二电存储元件以并联的关系与第一电存储元件电耦合。该第二电存储元件限定总存储容量并具有电荷状态，该总存储容量和该电荷状态协作地限定第二总存储电荷，并且该第二电存储元件适于与负载和电源电通信。该控制系统还包括第一开关装置、第二开关装置以及与第一开关装置和第二开关装置电通信的控制器。第一开关装置与第一电存储元件电耦合，并且能够在用于将第一电存储元件连接于负载或电源的连接状态与用于将第一电存储元件与负载或电源断开的断开状态之间操作。第二开关装置与第二电存储元件电耦合，并且能够在用于将第二电存储元件连接于负载或电源的连接状态与用于将第二电存储元件与负载或电源断开的断开状态之间操作。控制器能够操作成基于第一电存储元件的总存储容量和第二电存储元件的总存储容量、以及进一步基于电源的功率容量相对于电源选择性地在连接状态与断开状态之间改变第一开关装置和第二开关装置。控制器还能够操作成基于第一总存储电荷和第二总存储电荷以及进一步地基于负载吸取相对于负载在连接状态与断开状态之间选择性地改变第一开关装置和第二开关装置。

在又一种构造中，本发明提供一种控制用于车辆的电存储元件的方法，该车辆具有限定负载吸取的电负载。所述方法包括提供并联地相互电耦合的多个电存储元件，其中所述多个电存储元件中的每个限定总存储容量并具有电荷状态，该总存储容量和电荷状态协作地限定总存储电荷。所述方法还包括在电系统的放电阶段期间基于所选择性连接的电存储元件中的每个的总存储电荷以及负载吸取相对于负载选择性地连接和断开所述多个电存储元件中的至少一个、以及在电系统的充电阶段期间基于所选择性连接的电存储元件的总存储容量以及功率容量相对于电源选择性地连接和断开所述多个电存储元件中的至少一个。