通过电网和发动机充电的电动车辆制造技术

公开了一种通过电网和发动机充电的电动车辆。一种车辆包括发动机、牵引电池、与发动机和电池连接的发电机以及控制器。控制器可配置为：响应于从电池充电站流至电池的电流小于最大充电电流、快速充电模式的选择以及发动机的温度小于预定温度，运转发动机产生补充电流来对电池充电。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及通过发动机和电网向混合动力电动车辆的牵引电池充电。
技术介绍
混合动力电动车辆包括内燃发动机(ICE)、可配置为电动马达或发电机的至少一个电机和牵引电池。牵引电池提供电力至电机以用于推进以及一些附件负载。利用高压牵引电池的车辆可称为电动化车辆。牵引电池具有指示电池中保持有多少电荷的荷电状态(SOC)。为了增加SOC，混合动力电动车辆可采用多种方法，包括使用车辆的动量转动发电机、运转ICE以转动配置为发电机的电机以及将牵引电池电连接至外部充电站(也称为使汽车“插电(plugin)”)来对牵引电池充电。当混合动力车辆插电时，对牵引电池充电的时间受限于可从充电站流至车辆的能量相对于时间的量(通常以瓦特为单位)。
技术实现思路
一种车辆包括发动机、牵引电池和控制器。控制器配置为：响应于在车辆停车并且处于快速充电模式时来自电池充电站的电池充电电流小于最大充电电流，运转发动机产生补充电流以提高电池的充电速率。一种用于混合动力车辆的动力传动系统控制模块包括控制器，该控制器配置为：响应于快速充电模式的选择和从电池充电站至牵引电池的电荷流，运转发动机驱动发电机产生补充电流以提高电池的充电速率。在一些实施例中，所述控制器进一步配置为：响应于指示所述发动机的温度超过预定温度的信号而抑制所述发动机的运转。在一些实施例中，所述控制器进一步配置为：响应于指示车辆位置在室内的信号而抑制所述发动机的运转。在一些实施例中，所述控制器进一步配置为：响应于指示预期穿过绿色区域的未来路线的信号而使所述发动机运转。在一些实施例中，所述控制器进一步配置为：响应于由所述未来路线的预期开始时间与当前时间的差限定的充电持续时间小于用电池充电电流对所述电池充电的时间而使所述发动机运转。在一些实施例中，所述电池充电站为感应充电站。一种补充来自电池充电站的电流的方法包括：当牵引电池正在从充电站接收电流时，运转发动机驱动与牵引电池电连接的发电机产生补充电流以提高电池的充电速率。在一些实施例中，所述方法进一步包括：响应于指示所述发动机的温度超过预定温度的信号而抑制所述发动机的运转。在一些实施例中，所述方法进一步包括：响应于指示预期穿过绿色区域的未来路线的信号而使所述发动机运转。在一些实施例中，所述方法进一步包括：由未来路线的预期开始时间与当前时间的差限定的充电持续时间小于用电池充电电流对所述电池充电的时间而使所述发动机运转。在一些实施例中，所述电池充电站为感应充电站。附图说明图1为混合动力车辆的示意图，示出了典型的传动系和能量存储部件。图2为用于插电式混合动力车辆中的高压总线的控制系统的示意图。图3为用于插电式混合动力车辆的快速充电模式的流程图。图4为用于插电式混合动力车辆的快速充电模式的充电速率确定的流程图。具体实施方式本说明书中描述了本申请的多个实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅仅为示例并且其它实施例可采取各种和可替代的形式。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本说明书中公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，但仅仅认为是用于教导本领域技术人员以多种形式利用本专利技术的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一幅或更多其它附图中说明的特征结合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，可能需要与本申请的教导一致的特征的各种组合和变型以用于特定应用或实施方式。当混合动力车辆运转时，牵引电池的SOC会改变。通常可能需要通过将电能转化为用于车辆的推进动力来使存储在电池中的能量的利用最大化。当车辆静止时，插电式车辆可连接至公用电网以对电池充电。充电站对插电式混合动力车辆充电的速率受限于多个充电站因素，包括与充电站连接的插座的级别。限制的示例包括：具有20amp断路开关的110VAC插座，提供2.2千瓦的最大充电功率；或具有50amp断路开关的240VAC插座，提供12千瓦的最大充电功率。最大值可由于将AC电流转化为用于电池的DC过程中的损失而减小。然而，转动发电机的ICE可提供35千瓦，但是当车辆处于停车时，为了效率和噪声，可使发动机在5-10kW范围内运转。由ICE充电的电池的充电可能比用110V/20ampAC插座充电的车辆的充电快超过15倍。一旦插电，则车辆操作者通常需要使来自公用电力公司的电能的利用最大化。然而，在用户需要更快地对电池充电的情况下，用户可选择车辆快速充电模式而使得车辆的ICE运转以产生电流来补充来自充电站的电流。可能需要这种情况的示例为如果车辆的操作者计划驾驶通过要求车辆仅通过电力推进的“绿色区域(greenzone)”或如果车辆为在运转期间可能要求额外能量的应急车辆。除了供应至车辆的电力的量之外，可实际使用的电力的量取决于很多因素，包括车载充电器的容量。车载充电器将供应的电力转换为适当的形式以对电池充电(例如，将AC转化为DC)。这些车载充电器通常具有3-7kW的功率范围。例如，早期的紧凑型混合动力车辆具有3.3kW的车载充电器，而中等大小的混合动力车辆具有6.6kW的车载充电器。级别1、120VAC充电器可提供16amp或1.92kW，并且级别2、240VAC充电器可提供高达80amp或19.2kW。级别1充电通过120VAC插头来提供。很多车辆装备有一端具有标准家用插头(NEMA5-15连接器)的充电线和用于电动车辆的SAEJ1772标准电连接器。这些类型的充电线通常为可携带的并且允许驾驶员在任何插头可用的地方充电。取决于车辆和电池类型，级别1充电每充电一小时可增加2-5英里的电里程。级别2充电通过240VAC电力来提供。这些类型的充电单元通常为永久性安装的。级别2充电站由在供应电力至充电线之前等待充电线插入车辆的控制盒组成。级别2充电器使用与级别1充电器共用的SAEJ1772标准电连接器。取决于车辆、电池类型和车载充电器容量，级别2充电器每充电一小时可补充10-25英里的电里程。除插电式充电之外，这种技术可应用于感应充电。感应充电为当前能够以可与级别2充电相比的功率级别运转的新兴技术。同时，这种技术适用于DC快速充电。DC快速充电是将AC电网电压转化为DC并且将DC电压直接转至电池。DC电压直接传输至电池可实现大于当前级别1或级别2AC充电站的电力传输速率。一些车辆具备DC快速充电能力。取决于车辆和电池类型，这些充电站充电约10分钟可增加20-40英里的里程。已公开了快速充电模式，快速充电模式是使用通过转动发电机来产生电力的汽油发动机(gasengine)以及电网电力对配置为通过感应连接接收电力的PHEV或HEV的高压电池充电的用户可选择功能。快速充电模式可具有多种充电级别(比如，高、中等、低)，这些充电级别还可由用户指定。用户可通过信息娱乐(infotainment)系统上的图形用户界面(GUI)、仪表群(instrumentcluster)、键盘、控制台、与车辆连接的计算装置上运行的应用或其它界面来选择快速充电模式。GUI可构造为具有设置快速充电的特征(比如电力传输速率、运转时间、运转计划等)的参数。这些参数可通过车载仪表板、车辆控制按钮或通过无线通信网络来配置。快速充电模式可为用户启本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，包括：发动机；牵引电池；和控制器，所述控制器配置为：响应于当所述车辆停车并且处于快速充电模式时来自电池充电站的电池充电电流小于最大充电电流，运转所述发动机产生补充电流来提高电池的充电速率。

【技术特征摘要】
2015.07.15 US 14/800,0951.一种车辆，包括：发动机；牵引电池；和控制器，所述控制器配置为：响应于当所述车辆停车并且处于快速充电模式时来自电池充电站的电池充电电流小于最大充电电流，运转所述发动机产生补充电流来提高电池的充电速率。2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：响应于指示所述发动机的温度超过预定温度的信号而抑制所述发动机的运转。3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：当所述发动机旋转时启用用于所述发动机的冷却风扇。4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：响应于所述发动机的温度大于预定温度，以大于标准速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：布洛克·邓拉普，凯琳·罗维特，布赖恩·迈克尔·博尔杰，威廉·大卫·特莱汉，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US