[发明专利]优化插电式车辆车队的自适应系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于优化插电式电动车辆车队的自适应系统和方法。

背景技术

高压电池可用来给各种不同系统中的电机供电。例如，电机的输出转矩可用来为插电式车辆(即具有可经由充电插座或其它非车载电源进行再充电的电池组的车辆)中的变速器的输入构件提供动力。电池组中的单个电池随着时间的推移会逐渐老化或劣化。因此，诸如开路电压、电池电阻以及充电状态的电池性能参数可相对于校准值/新值而改变。因此，电池劣化通常由指定的控制器进行监测，以便估计电池组中剩余电能的量。电动车辆里程估计可以根据估计的电能产生，然后用于有效的路线规划和/或执行自动传动系控制动作。

几个因素可能会导致电池劣化，缩短电池寿命。例如，保持在高充电水平状态的电池组比保持在更低更优化的充电状态范围内的电池组劣化的速度更快。电池充电电流和温度更高也可能缩短电池寿命。通常用在插电式车辆中的那种类型的电池组趋向于适合于更长的全电动驾驶距离(在某些情况下，在充满电量下超过200英里)的更大的尺寸。然而，对里程的焦虑和诸如时间限制、个人驾驶习惯以及对电池物理学了解有限的其它因素可导致可能缩短电池寿命的优选的电池充电习惯。例如，如果充满电时的电动操作里程为200英里的车辆中给定车队车辆的正常日常电动驾驶里程为30-50英里，则在车辆拥有期间，在每次充电事件时对电池组充满电的动作将导致保持在高充电状态。这反过来可能会缩短电池寿命。

发明内容

本文中公开了一种系统和一种自适应方法，二者共同允许电动车辆车队的协调器由消费者使用，并延长车队中车辆电池组的寿命。随着时间的推移，具有自适应算法的控制器通过从车队中的每个车辆获取数据来监测并了解该区域对于车队、能量使用以及电池充电行为的驾驶习惯。之后，对每个电池组进行充电是响应于各种数据输入并根据控制器中的位置控制模块的优化算法而自动控制的。因此，通过选择性地将电池组充电到更充分地匹配优化电池寿命所需的最佳SOC电平的充电状态(SOC)水平，并且通过选择性地控制充电操作，车队中的每个电池组的寿命得以延长和优化，以便于车辆的使用。而且，车队中的每个车辆都是根据本发明的系统和方法，基于SOC和自适应算法在特定位置的特定行程来指定的，以确保消费者有效利用车队中的车辆。

本发明的系统和自适应方法使得车队的主人或协调者能够最大化车队所带来的利润。该系统和自适应方法使得主人能够在车队车辆需要之前，提前给车队车辆充电。通过防止对车辆电池进行不必要的“高水平”充电，并通过轮流使用车队车辆以便均匀分配车队车辆的使用，本发明的系统和自适应方法还使得车队的主人或协调者能够延长每个车辆的电池寿命。

特别地，本文公开了一种用在插电式车辆中的示例性的系统。该系统包括传感器、全球定位系统(GPS)接收器、用户接口和控制器。传感器可以共同进行操作用于定位插电式车队车辆、测量车辆的电池组的电池性能数据，其中电池性能数据包括电池组的开路电压、SOC水平、充电电流和/或温度。GPS接收器可以进行操作用来确定车辆的位置，之后随着时间的推移可以对车辆位置进行跟踪，以使得控制器可以建立并记录车队车辆10的给定协调者的驾驶历史。与车队车辆和GPS接收器通信的控制器被编程为利用所测得的电池性能数据随着时间的推移监测电池组的劣化。

该控制器还被编程为利用所测得的电池性能数据以及从GPS接收器接收的位置信号来确定某个区域、每个车辆的驾驶历史，以及每个车辆的充电历史，驾驶历史以及电池充电历史识别每个车辆在驾驶和充电期间/每个车辆在驾驶和充电时的日期、时间以及车辆位置。利用由控制器从传感器接收的信息，控制器将模式或经由自适应学习模块应用于数据，之后，控制器基于来自该车队车辆的独特数据，通过将充电控制信号发送至每个车辆来自动控制每个车队车辆电池组的充电操作，并且还记录所识别数据箱的所测得的电池性能数据。

本文还公开了一种用于通过轮流使用车队中车辆来优化插电式车队中电池组寿命的方法。在特定实施例中，该方法包括经由设置在车队的每个车辆上的多个传感器来测量车队中每个电池组的电池性能数据(包括测量车队中每个电池组的开路电压)，以及使用GPS接收器来确定车队中每个车辆的位置。该方法还包括利用所测得的电池性能数据经由控制器来监测随时间推移电池组的劣化，以及利用所测得的电池性能数据、实时数据和来自GPS接收器的位置信号来确定每个车辆的驾驶历史和当前/未来车队车辆的需求以及电池充电历史。