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利用可部署灵活续驶里程电池来扩充原电池的系统和过程

文献发布时间:2023-06-19 10:57:17


利用可部署灵活续驶里程电池来扩充原电池的系统和过程

技术领域

本公开总体上涉及一种利用可部署灵活续驶里程电池来扩充原电池的系统和过程。

背景技术

电池供电的电动车辆(BEV)利用可再充电的能量储存装置或电池来储存能量。该能量可以作为电压放电,该电压可用于向一个或多个电机供应电功率,该电机被配置成将电功率转换成到输出轴的机械扭矩。该机械扭矩可用于驱动车辆的一个或多个车轮,车轮为车辆供应原动力。这种电机可以类似地从机械源(诸如,车辆中的过量速度)回收能量或将能量转换成可以被储存的电能。

BEV续驶里程受到可用的储存能量的限制。如果单个可用的能量存储装置(诸如示例性的电池装置)具有15 kWh的示例性最大能量存储容量,则该容量可以被BEV的电机利用来为车辆提供原动力。一旦电池装置被耗尽,车辆就不能再被驱动。

发明内容

提供了一种利用可部署灵活续驶里程电池来扩充原电池的系统。该系统包括灵活电子设备舱。灵活电子设备舱电连接到包括原电池的电气子系统,并且包括可操作以改变电功率电压的DC-DC(直流-直流)转换器和至少一个电池连接端子。该系统还包括可移除地连接到所述至少一个电池连接端子的可部署灵活续驶里程电池和灵活电子设备舱控制器,该控制器被编程为选择性地从灵活电子设备舱向电气子系统供应电功率。

在一些实施例中,该系统包括电动发电机单元,该电动发电机单元可操作以向电池供电的电动车辆提供原动力,并且包括原电池的电气子系统可操作以向电动发电机单元供应电功率。

在一些实施例中,灵活电子设备舱包括多个电池连接端子,并且该系统还包括多个可部署灵活续驶里程电池。

在一些实施例中,灵活电子设备舱还包括多个电子可控开关,所述电子可控开关可操作以选择性地电子地接合和选择性地电子地脱离所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个。

在一些实施例中,灵活电子设备舱还包括用于电子可控开关中的每一个的预充电电路,预充电电路可操作以使可部署灵活续驶里程电池在线,同时最小化涌浪电流。

在一些实施例中,灵活电子设备舱控制器还包括编程,以:监测可部署灵活续驶里程电池中的每一个的状态,基于监测的状态来诊断可部署灵活续驶里程电池中的一个中的故障,并控制所述多个电子可控开关中的一个以选择性地脱离所述可部署灵活续驶里程电池中的所述一个。

在一些实施例中,灵活电子设备舱控制器还包括编程,以在车辆停放时从灵活电子设备舱向电气子系统供应电功率。

在一些实施例中,灵活电子设备舱控制器还包括编程,以在车辆正在移动时从灵活电子设备舱向电气子系统供应电功率。

在一些实施例中,灵活电子设备舱控制器还包括编程,以评估操作电池供电的电动车辆所需的原电池的电荷状态,并且其中,从灵活电子设备舱向电气子系统选择性地提供功率是基于对原电池的电荷状态不足以操作电池供电的电动车辆的评估。

在一些实施例中,评估操作电池供电的电动车辆所需的原电池的电荷状态包括监测计划的行驶目的地,基于计划的行驶目的地来估计总行驶距离,以及基于总行驶距离估计所需的电荷状态。

在一些实施例中,选择性地从灵活电子设备舱向电气子系统提供功率包括利用灵活电子设备舱的多个可部署灵活续驶里程电池的第一部分向电气子系统供应电功率,并且隔离灵活电子设备舱的所述多个可部署灵活续驶里程电池的第二部分以备后用。

在一些实施例中,可部署灵活续驶里程电池包括电池管理系统,该电池管理系统包括被编程为监测可部署灵活续驶里程电池的操作的计算机化装置。

在一些实施例中,该系统还包括多个可部署灵活续驶里程电池,其中每个可部署灵活续驶里程电池包括电池管理系统,该电池管理系统包括被编程为监测可部署灵活续驶里程电池的操作的计算机化装置,并且其中,每个电池管理系统与灵活电子设备舱控制器电子通信。

在一些实施例中,电池管理系统中的每一个与灵活电子设备舱控制器进行无线电子通信。

在一些实施例中,该系统还包括多个可部署灵活续驶里程电池,并且灵活电子设备舱还包括多个DC-DC转换器,其中,所述多个DC-DC转换器中的每一个与所述多个可部署灵活续驶里程电池中的一个配对。

在一些实施例中,灵活电子设备舱控制器还包括编程,以:监测快速充电基础设施站点的可用性,基于所监测的可用性来确定可用的过量原电池电荷,以及基于过量原电池电荷选择性地从原电池向可部署灵活续驶里程电池供应功率。

根据一个替代实施例,提供了一种利用多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的系统。该系统包括:电动发电机单元,其可操作以向电池供电的电动车辆提供原动力;电气子系统,其包括可操作以向电动发电机单元供应电功率的原电池;多个可部署灵活续驶里程电池,其中每个可部署灵活续驶里程电池包括电池管理系统,该电池管理系统包括被编程为监测可部署灵活续驶里程电池的操作的计算机化装置;以及电连接到电气子系统的灵活电子设备舱。灵活电子设备舱包括可操作来改变电功率电压的DC-DC转换器、多个电池连接端子、可操作以选择性地电子地接合和选择性地电子地脱离所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个的多个电子可控开关、以及用于每个电子可控开关的预充电电路,预充电电路可操作以使可部署灵活续驶里程电池在线,同时最小化涌浪电流。该系统还包括灵活电子设备舱控制器,该控制器被编程为选择性地从灵活电子设备舱向电气子系统供应电功率。每个电池管理系统都与灵活电子设备舱控制器进行电子通信。所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个可移除地连接到所述多个电池连接端子中的一个。

根据一个替代实施例,提供了一种利用一个或多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的过程。该过程包括:从包括原电池的电气子系统向电动发电机单元提供电功率,该电动发电机单元可操作以向电池供电的电动车辆提供原动力;将多个可部署灵活续驶里程电池连接到电池供电的电动车辆的灵活电子设备舱;并且在计算机化的灵活电子设备舱控制器内,操作编程以监测所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个的状态;基于所监测的状态,确定利用所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个内的存储能量来向电气子系统供应功率的安排;并且基于该安排选择性地从灵活电子设备舱向电气子系统供应功率。

在一些实施例中,确定利用存储能量的安排包括确定单独利用来自每个可部署灵活续驶里程电池的存储能量的安排。

在一些实施例中,计算机化灵活电子设备舱控制器还包括编程,以基于监测的状态来诊断可部署灵活续驶里程电池中的一个中的故障,并选择性地脱离可部署灵活续驶里程电池中的所述一个。

本发明提供了以下技术方案:

1. 一种利用可部署灵活续驶里程电池来扩充原电池的系统,包括:

电连接到包括所述原电池的电气子系统的灵活电子设备舱,所述灵活电子设备舱包括:

DC-DC转换器,其可操作以改变电功率的电压;和

至少一个电池连接端子;

所述可部署灵活续驶里程电池可移除地连接到所述至少一个电池连接端子;以及

灵活电子设备舱控制器,其被编程为选择性地从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统供应电功率。

2. 根据技术方案1所述的系统,进一步包括:

电动发电机单元,其可操作以向电池供电的电动车辆提供原动力;并且

所述电气子系统包括可操作以向所述电动发电机单元供应电功率的原电池。

3. 根据技术方案2所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱包括多个电池连接端子;并且

其中,所述可部署灵活续驶里程电池包括多个可部署灵活续驶里程电池。

4. 根据技术方案3所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱还包括多个电子可控开关,每个开关可操作以选择性地电子地接合和选择性地电子脱离所述多个可部署灵活续驶里程电池中的相应一者。

5. 根据技术方案4所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱还包括多个预充电电路,其中,所述多个预充电电路中的一个与所述多个电子可控开关中的每一个配对,所述多个预充电电路可操作以使所述可部署灵活续驶里程电池在线,同时最小化涌浪电流。

6. 根据技术方案4所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱控制器还包括编程,以:

监测每个所述可部署灵活续驶里程电池的状态;

基于所监测的状态来诊断所述可部署灵活续驶里程电池中的一个中的故障;以及

控制所述多个电子可控开关中的一个,以选择性地脱离所述可部署灵活续驶里程电池中的所述一个。

7. 根据技术方案2所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱控制器还包括编程,以在所述电池供电的电动车辆停放时从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统供应电功率。

8. 根据技术方案2所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱控制器还包括编程,以在所述电池供电的电动车辆正在移动时从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统供应电功率。

9. 根据技术方案2所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱控制器还包括编程,以评估操作所述电池供电的电动车辆所需的所述原电池的电荷状态;和

其中,选择性地从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统提供电功率是基于对所述原电池的电荷状态不足以操作所述电池供电的电动车辆的评估。

10. 根据技术方案9所述的系统,其中,评估操作所述电池供电的电动车辆所需的所述原电池的电荷状态包括:

监测计划的行驶目的地;

基于计划的行驶目的地估计总行驶距离;以及

基于所述总行驶距离估计所需的电荷状态。

11. 根据技术方案10所述的系统,其中,选择性地从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统提供电功率包括:

利用所述灵活电子设备舱的多个可部署灵活续驶里程电池的第一部分向所述电气子系统供应电功率;以及

隔离所述灵活电子设备舱的所述多个可部署灵活续驶里程电池的第二部分以备后用。

12. 根据技术方案2所述的系统,其中,所述可部署灵活续驶里程电池包括电池管理系统,所述电池管理系统包括被编程为监测所述可部署灵活续驶里程电池的操作的计算机化装置。

13. 根据技术方案2所述的系统,还包括多个可部署灵活续驶里程电池,其中,每个可部署灵活续驶里程电池包括电池管理系统,所述电池管理系统包括被编程为监测所述可部署灵活续驶里程电池的操作的计算机化装置,并且其中,每个电池管理系统与所述灵活电子设备舱控制器电子通信。

14. 根据技术方案13所述的系统,其中,每个所述电池管理系统与所述灵活电子设备舱控制器无线电子通信。

15. 根据技术方案2所述的系统,还包括多个可部署灵活续驶里程电池;并且

其中,所述灵活电子设备舱还包括多个DC-DC转换器,其中,每个所述多个DC-DC转换器中的每一个都与所述多个可部署灵活续驶里程电池中的一个配对。

16. 根据技术方案2所述的系统,其中,所述灵活电子设备舱控制器还包括编程以:

监测快速充电基础设施站点的可用性;

基于所监测的可用性确定可用的过量原电池电荷;以及

基于过量的原电池电荷,选择性地从所述原电池向所述可部署灵活续驶里程电池供应功率。

17. 一种利用多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的系统,包括:

电动发电机单元,其可操作以向所述电池供电的电动车辆提供原动力;

电气子系统,其包括可操作以向所述电动发电机单元供应电功率的原电池;

所述多个可部署灵活续驶里程电池,其中,每个所述可部署灵活续驶里程电池包括电池管理系统,所述电池管理系统包括被编程为监测相应的可部署灵活续驶里程电池的操作的计算机化装置;

电连接到所述电气子系统的灵活电子设备舱,所述灵活电子设备舱包括:

DC-DC转换器,其可操作以改变电功率的电压;

多个电池连接端子;

多个电子可控开关,其可操作以选择性地电子地接合和选择性地电子脱离所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个;和

用于每个所述电子可控开关的预充电电路,所述预充电电路可操作以使所述可部署灵活续驶里程电池在线,同时最小化涌浪电流;以及

灵活电子设备舱控制器,其被编程为选择性地从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统供应电功率;

其中,每个电池管理系统与所述灵活电子设备舱控制器电子通信;并且

其中,每个所述多个可部署灵活续驶里程电池可移除地连接到所述多个电池连接端子中的一个。

18. 一种利用多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的过程,包括:

从包括原电池的电气子系统向电动发电机单元供应电功率,所述电动发电机单元可操作以向所述电池供电的电动车辆提供原动力;

将所述多个可部署灵活续驶里程电池连接到所述电池供电的电动车辆的灵活电子设备舱;

在计算机化的灵活电子设备舱控制器内,操作编程以:

监测所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个的状态;

基于所监测的状态,确定利用所述多个可部署灵活续驶里程电池中的每一个内的存储能量来向所述电气子系统供应电功率的安排;和

基于所述安排来选择性地从所述灵活电子设备舱向所述电气子系统供应电功率。

19. 根据技术方案18所述的过程,其中,确定利用存储能量的安排包括确定单独利用来自所述可部署灵活续驶里程电池中的每一个的存储能量的安排。

20. 根据技术方案18所述的过程,其中,所述计算机化灵活电子设备舱控制器还包括编程以:

基于所监测的状态诊断所述可部署灵活续驶里程电池中的一个中的故障;和

选择性地脱离所述可部署灵活续驶里程电池中的所述一个。

当结合附图时,本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下对实施本公开的最佳模式的详细描述中变得显而易见。

附图说明

图1示意性地图示了根据本公开的用于利用一个或多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的示例性系统;

图2更详细地示意性图示了根据本公开的图1的灵活电子设备舱;

图3示意性地图示了根据本公开的示例性可部署灵活续驶里程电池的内部部件;

图4图形化地图示了根据本公开的所公开的电气子系统的示例性操作,该电气子系统通过一个或多个连接的可部署灵活续驶里程电池来选择性地向BEV供应电功率;

图5图形化地图示了根据本公开的所公开的电气子系统的替代示例性操作,该电气子系统通过一个或多个连接的可部署灵活续驶里程电池选择性地向BEV供应电功率;

图6是图示根据本公开的用于控制灵活电子设备舱的示例性过程的流程图,该灵活电子设备舱可操作以选择性地将多个可部署灵活续驶里程电池附接到BEV的电气子系统;

图7示意性地图示了根据本公开的灵活电子设备舱的替代示例性实施例;和

图8是图示根据本公开的利用快速充电基础设施站点的位置用来自原电池的过量电荷对可部署灵活续驶里程电池充电的示例性过程的流程图。

具体实施方式

利用一个或多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的过程和系统。

现在参考附图,其中,贯穿几个视图,相同的附图标记指代相同的特征,图1示意性地图示了利用一个或多个可部署灵活续驶里程电池来扩充电池供电的电动车辆中的原电池的示例性系统。图示了车辆电气子系统10包括电动发电机单元20、功率逆变器30、主能量存储装置40、电池维护系统50、车载充电器模块60、组合充电端口70、灵活电子设备舱80和多个可部署灵活续驶里程电池90。电动发电机单元20是被配置成在电能和施加到电动发电机单元20的输出轴的扭矩之间双向传输能量的电机。在一个示例性实施例中,电动发电机单元20被配置成接收和供应呈交流电形式的电功率。功率逆变器30被提供来将电能从一个电压范围和/或电流类型(交流和直流)转换到另一个电压范围和/或电流类型。主能量存储装置40可以包括可用于存储能量和按需供应电能的示例性电池或电池组。在其他实施例中,燃料电池、超级电容器(supercapacitor)、超级电容(ultracapacitor)和本领域中的其他能量存储装置可以附加地或替代地在主能量存储装置40内利用,以按需存储和供应能量。电池维护系统50是管理主能量存储设备40的电子装置(例如,通过监测电荷状态、设置操作参数和管理主能量存储设备40的充电)。车载充电器模块60包括被配置成从一个源接收功率、确定对特定能量存储装置充电所需的功率、以及将接收到的功率转换成对能量存储装置充电所需的功率的电子部件。组合充电端口70包括被配置成连接车载充电器模块60和灵活电子设备舱80的接口。灵活电子设备舱80包括电子设备配置,以选择性地连接到一个或多个可部署灵活续驶里程电池90,并在可部署灵活续驶里程电池90和组合充电端口70之间传输功率。灵活电子设备舱80可以包括多个电池连接端子82,其被配置成将可部署灵活续驶里程电池90可拆卸地电连接到灵活电子设备舱80。灵活电子设备舱80可以包括不同数量的电池连接端子82。图1的示例性灵活电子设备舱80包括四个电池连接端子82,尽管它可以具有一个、两个、三个或十二个,并且本公开不旨在限于本文提供的特定示例。

根据BEV的计划使用,用户可以选择性地将可部署灵活续驶里程电池90附接到灵活电子设备舱80或从灵活电子设备舱80拆下,以增加或减少BEV的续驶里程。例如,如果用户正计划短途旅行,例如往返于附近的商店,则用户可决定拆下每个可部署灵活续驶里程电池90,并将它们放置在单独的基础设施充电装置中,使得可部署灵活续驶里程电池90可以之后在需要时在充满电的状态下被利用。在另一个示例中,当计划长途旅行时,用户可以将可部署灵活续驶里程电池90安装到每个电池连接端子82中,使得BEV具有尽可能长的续驶里程。可部署灵活续驶里程电池90是可部署的,这在于它们可以是可从BEV移除的,例如,以在不需要它们时节省重量。在另一个示例中,可部署灵活续驶里程电池90可以在某种意义上是可部署的,即它们可以由用户购买、租赁、借用或以其他方式从外部获得以用于特定目的(例如非常长的旅行),并且它们可以在不使用时被移除、归还或储存起来。

图2更详细地示意性图示了图1的灵活电子设备舱80。灵活电子设备舱80被图示为包括可用于将一个或多个可部署灵活续驶里程电池90电连接到电池供电的车辆的电气子系统10以扩充原电池的部件。灵活电子设备舱80包括DC-DC转换器88;灵活电子设备舱控制器89;多个电子可控开关84,每个开关包括预充电电路86,预充电电路86被配置成使附加的可部署灵活续驶里程电池90在线,同时最小化涌浪电流;以及多个电池连接端子82。图示了示例性的可部署灵活续驶里程电池90,其包括电池连接柱92和电池连接柱94,所述电池连接柱可操作以与电池连接端子82中的一者内的配合零件连接。

DC-DC转换器88可操作,以将电能从一个电压转换成第二电压。DC-DC转换器88可以转换由可部署灵活续驶里程电池90供应的相对低的电压(例如,24-48伏),并将电功率转换成由BEV电气子系统10利用的更高的电压(例如,400伏)。

灵活电子设备舱控制器89包括计算机化的处理器,并且包括可操作以控制灵活电子设备舱80的各个方面和功能的程序。例如,灵活电子设备舱控制器89可以控制电子可控开关84和预充电电路86,以根据需要选择性地电子地接合和脱离所连接的可部署灵活续驶里程电池90。灵活电子设备舱控制器89可以附加地控制DC-DC转换器88,例如,控制输出电压和/或激活DC-DC转换器内的内部切断开关,以选择性地将灵活电子设备舱80与BEV的电气子系统10的其余部分电子地接合和脱离。在一个实施例中,灵活电子设备舱控制器89可以监测和控制灵活电子设备舱80外部的系统和装置,例如,监测原电池的电荷状态,并控制何时以及在什么情况下由可部署灵活续驶里程电池向BEV的电气子系统10供应功率。在另一个实施例中,灵活电子设备舱控制器可以从外部源接收输入,例如,监测由用户输入到车载导航系统或通过无线通信连接到BEV的智能电话中的计划行驶路线,并且计划路线包括要行驶的总距离、贯穿行驶的不同阶段所需的速度和扭矩以及位置的可用性,以沿着计划的行驶路径附加或更换可部署灵活续驶里程电池,可以通过对灵活电子设备舱控制器89进行编程来安排可部署灵活续驶里程电池的功率供应。灵活电子设备舱控制器89被图示在灵活电子设备舱80内。在替代实施例中,灵活电子设备舱控制器89可以存在于灵活电子设备舱80的外部。在替代实施例中,灵活电子设备舱控制器89可以是另一个控制器的物理部分,该物理部分例如被实施为在用于BEV的电气子系统10的总控制器内启用编程,或者实施为电池维护系统50的一部分。

可部署灵活续驶里程电池可以包括电池装置的许多不同实施例,并且本文提供的示例不旨在进行限制。图3示意性地图示了示例性可部署灵活续驶里程电池的内部部件。可部署灵活续驶里程电池90被图示为包括多个电池单元96。电池单元可以串联或并联电连接,并且电子地连接到电池连接柱92和电池连接柱94,并且可操作以与图2的电池连接端子内的配合零件连接。在图3的示例性实施例中,每个电池单元96连接到热交换器托盘98并由热交换器托盘98进行热管理,热交换器托盘98可操作以向每个电池单元96提供热量或从每个电池单元96移除热量。在一个示例性实施例中,热交换器托盘98可以设置有采用对流和蒸发冷却的气态和/或液态冷却剂的内部流。在另一个实施例中,热交换器托盘98可以包括通过电子热泵的固态加热和冷却。

可部署灵活续驶里程电池90可包括电池管理系统99,该电池管理系统99包括可用于监测可部署灵活续驶里程电池90的状态的计算机化装置。被监测的状态可以包括信息,所述信息包括但不限于温度和电压。电池管理系统99可以利用可以包括有线或无线通信的通信装置97来与图2的灵活电子设备舱控制器89通信。电池管理系统99和/或灵活电子设备舱控制器89可以确定可部署灵活续驶里程电池90的参数,包括但不限于电池的电荷状态、健康状态以及功率和性能极限。

灵活电子设备舱控制器的诊断能力可以可用于在确定一个或多个连接的可部署灵活续驶里程电池出现故障的情况下隔离这些电池。例如,如果电池正供应不可预测的或变化的电压,则灵活电子设备舱控制器可以激活连接的开关,以停用出现故障的电池或将出现故障的电池与系统隔离。

图4图形化地图示了所公开的电气子系统的示例性操作,该电气子系统通过一个或多个连接的可部署灵活续驶里程电池选择性地向BEV供应电功率。纵轴图示了电池的电荷状态、可部署灵活续驶里程电池供应的电功率以及所行驶的累积驾驶距离。横轴从左到右图示了三个连续的操作时段,包括第一电荷消耗时段、停放的电荷补充时段以及第二电荷消耗时段。曲线102图示了原电池电荷状态。曲线104图示了由BEV行驶的累积驾驶距离。曲线106图示了由可部署灵活续驶里程电池向BEV的电气子系统供应的功率。

在第一电荷消耗时段期间,BEV行驶了一段距离,并且原电池供应电功率以为BEV提供原动力。在此时段期间,可部署灵活续驶里程电池不向电气子系统供应电功率。结果,根据曲线102,原电池的电荷状态降低,并且根据曲线104,BEV行驶的距离累积。

在停放的电荷补充时段期间,BEV被停放,并且电功率由可部署灵活续驶里程电池供应,以用于对原电池再充电的目的。曲线104图示了恒定的累积行驶的距离,这意味着停放的BEV在此时间段期间不累积新的行驶里程。结果,由可部署灵活续驶里程电池供应的全部或几乎全部的功率可以用于给原电池充电。曲线106图示了由可部署灵活续驶里程电池生成的功率作为阶跃函数增加,并且在此时间段期间供应一些恒定或接近恒定的功率量。曲线102图示了原电池的电荷状态贯穿在此时间段增加。

在第二电荷消耗时段期间,BEV行驶一段距离,并且原电池供应电能以为BEV提供原动力。由曲线106图示的由可部署灵活续驶里程电池生成的功率已经降低回到零,并且在此时段期间,可部署灵活续驶里程电池不向电气子系统供应电功率。结果,根据曲线102,原电池的电荷状态降低,并且根据曲线104,BEV行驶的距离累积。

在BEV停放时给BEV充电需要与驾驶员协调,使得驾驶员可以批准允许BEV停放一时间段的计划。计算机化的控制器,例如灵活电子设备舱控制器,可以直接与用户通信,抑或可以向智能电话或驾驶员可用的其他装置传送为电池充电计划的停放时段的请求,使得可以形成适当的行驶计划。在一个实施例中,该系统可以推荐,作为时间适当的活动,用户计划在传统上将是用餐时间并且还与为该BEV的原电池再充电的计划一起工作的时间处停止以便用餐。在一个实施例中,系统可以向用户推荐最小停放时间,以实现原电池的期望的再充电的量。

图5图形化地图示了所公开的电气子系统的替代示例性操作,该电气子系统通过一个或多个连接的可部署灵活续驶里程电池选择性地向BEV供应电功率。纵轴图示了电池的电荷状态、由可部署灵活续驶里程电池供应的功率以及所行驶的累积驾驶距离。横轴从左到右图示了三个连续的操作时段,包括第一电荷消耗时段、电荷补充时段或低速率电荷消耗、以及第二电荷消耗时段。曲线202图示了原电池电荷状态。曲线206图示了BEV行驶的累积驾驶距离。曲线210图示了由可部署灵活续驶里程电池生成并供应给BEV的电气子系统的功率。

在第一电量消耗时段期间,BEV行驶一段距离,并且原电池供应电功率以为BEV提供原动力。在此时段期间,可部署灵活续驶里程电池不为电气子系统供应电功率。结果,根据曲线202,原电池的电荷状态降低,并且根据曲线206,BEV行驶的距离累积。

在电荷补充时段或低速率电荷消耗时段期间,BEV继续行驶并累积行驶的距离,并且电功率由可部署灵活续驶里程电池供应,以用于对原电池再充电和/或供应功率以向车辆提供原动力的目的。图示了两种替代方案。曲线202和曲线206图示了这样的方案,即在这种方案中,由可部署灵活续驶里程电池生成的功率足以允许BEV继续行驶并且仍然在行驶期间增加原电池的电荷状态。替代地,曲线204和曲线208图示了这样的方案,即在这种方案中,原电池电荷状态继续降低,并且原电池继续消耗,但是与第一电荷消耗时段相比,由可部署灵活续驶里程电池生成的功率减慢了消耗速率。曲线210图示了由可部署灵活续驶里程电池生成的功率以阶跃函数增加,并且可部署灵活续驶里程电池贯穿该时段供应恒定或接近恒定的功率。

在第二电量消耗时段期间,BEV行驶一段距离,并且原电池供应电功率以为BEV提供原动力。由曲线210图示的由可部署灵活续驶里程电池生成的功率已经降低回到零,并且在此时段期间,可部署灵活续驶里程电池不向电气子系统供应电功率。结果,根据曲线202抑或曲线204,原电池的电荷状态降低,并且根据曲线206或曲线208,BEV行驶的距离累积。

虽然在图4和图5中图示了示例性数据,图4和图5示出了可部署灵活续驶里程电池作为阶跃函数供应功率,但是应当理解,可以利用不同的电功率供应速率。

图6是图示用于控制灵活电子设备舱的示例性过程的流程图,该灵活电子设备舱可操作以选择性地将多个可部署灵活续驶里程电池附接到BEV的电气子系统。过程300开始于步骤302处。在步骤304处,监测原电池的电荷状态。附加地,如果该信息可用,还可以监测到计划目的地的距离。在步骤306处,确定原电池是否包括足以根据用户的要求向BEV输送原动力的电荷状态。如果确定原电池具有足以满足BEV的需求的电荷状态,则过程前进到步骤308,在步骤308中,BEV的灵活电子设备舱的DC-DC转换器被置于备用模式。如果确定原电池不具有足够的电荷状态来满足BEV的需求,则过程前进到步骤310,在步骤310,灵活电子设备舱控制器计算利用可用的可部署灵活续驶里程电池完成原电池的期望充电所需的DC-DC转换器升压设定点。在步骤312处,在行驶期间的适当时刻处,该系统利用在步骤310中计算的电压升压设定点处提供电功率的DC-DC转换器来激活对原电池的充电,从而利用存储在可部署灵活续驶里程电池中的功率来供应电能以对原电池充电。在步骤314处,贯穿充电时段对原电池进行涓流充电。在步骤316处,过程结束。过程300被作为用于控制灵活电子设备舱的示例性过程提供,该灵活电子设备舱可操作以选择性地将多个可部署灵活续驶里程电池附接到BEV的电气子系统。设想了该过程的多种替代方案,并且本公开不旨在限于本文提供的特定示例。

图7示意性地图示了灵活电子设备舱的替代示例性实施例。灵活电子设备舱480包括多个DC-DC转换器488;灵活电子设备舱控制器489;多个电子可控开关84,每个开关包括预充电电路86,预充电电路86被配置成使附加的可部署灵活续驶里程电池90在线,同时最小化涌浪电流;和多个电池连接端子82。图示了示例性的可部署灵活续驶里程电池90,其包括两个电池连接柱92和电池连接柱94,电池连接柱可操作,以与电池连接端子82中的一者内的配合零件连接。在图7的实施例中,每个电池连接端子82包括专用的DC-DC转换器488。这样,不同类型或配置的可部署灵活续驶里程电池90可以附接到灵活电子设备舱480。不同类型的可部署灵活续驶里程电池可以包括具有不同性能特性的不同电压和/或不同内部化学物质。针对每个附接的可部署灵活续驶里程电池90包括单独的DC-DC转换器488,使得灵活电子设备舱控制器489能够单独控制每个电池,以产生将被供应给包括原电池的连接的电气子系统的公共电压。

根据图7的实施例,每个可部署灵活续驶里程电池90连接到单独的DC/DC转换器488。与原电池相比,这种配置使得能够连接具有不同电池化学物质的电池组。此外,该配置使得能够实现受控的电荷平衡、电池组之间的功率再循环以及每个电池组基于其对牵引的电荷状态的受控功率贡献。替代地,DC/DC转换器可以安装在每个可部署灵活系列电池内部。

图8是图示利用快速充电基础设施站点的位置来利用来自原电池的过量电荷对可部署灵活续驶里程电池充电的示例性过程的流程图。过程500开始于步骤502处。在步骤504处,确定能够为该BEV的原电池充电的快速充电基础设施站点是否可用。快速充电基础设施站点包括能够向BEV的原电池供应快速充电的站或充电设施。如果没有快速充电基础设施站点可用,或者如果用户拒绝授权将站点用于充电事件,则过程返回到步骤504,在步骤504中,迭代地搜索快速充电基础设施站点。如果快速充电基础设施站点可用并且BEV的用户选择该站点来用于充电事件,则过程前进到步骤506,在步骤506中,灵活电子设备舱控制器确定BEV的原电池中可用的过量电荷超过为BEV去往快速充电基础设施站点供电所需的电荷。在步骤508处,在去往快速充电基础设施站点的途中,原电池的过量电荷被利用来对一个或多个可部署灵活续驶里程电池进行反向涓流充电。在步骤510处,该过程结束。过程500图示了利用原电池中的过量电荷对可部署灵活续驶里程电池进行反向充电的示例性过程。设想了许多类似的过程,并且本公开不旨在限于本文提供的示例性实施例。

灵活电子设备舱控制器可以包括编程,以确定在特定旅行中使用多少来自附接的可部署灵活续驶里程电池的存储能量。例如,如果车辆的用户输入特定旅行的目的地,则灵活电子设备舱控制器可以计划能量使用以实现往返于目的地往返旅行。如果用户或可用信息指示在目的地处可用充电站,则车辆可以改为基于到目的地的单程旅行来计划能量使用,计划在目的地处充电,并基于从目的地返回来计划能量使用。车辆路线的可重复性可以用于增加路线和能量使用的置信度,例如,如果每天使用车辆往返于工作地点驾驶,则车辆可以提示用户宣布偏离于正常行驶路线,并且在没有来自用户的反馈的情况下,基于重复的正常行驶路线安排能量使用。灵活电子设备舱控制器可以基于重复或输入路线,例如利用行程的较短部分对可部署灵活续驶里程电池进行反向充电,并在行程的较长部分上最大限度地使用存储的能量,来安排反向充电,如关于图8所述。在一个示例中,在灵活电子设备舱包括六个连接的可部署灵活续驶里程电池的情况下,灵活电子设备舱控制器可以在行程的第一部分上利用可部署灵活续驶里程电池中的三个,并且在行程的第二部分上利用可部署灵活续驶里程电池中的另外三个。

虽然已经详细描述了实施本公开的最佳模式,但是熟悉本公开所涉及领域的技术人员将会认识到,在所附权利要求的范围内用于实践本公开的各种替代设计和实施例。

相关技术
  • 利用可部署灵活续驶里程电池来扩充原电池的系统和过程
  • 在停止运行过程中利用由运行的燃料电池系统供电的反应剂空气泵对水进行吹扫的过程
技术分类

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