车辆的能量管理系统技术方案

本发明专利技术的能量管理系统（EMS）通过适应定价规则控制车辆中的能量流动。在EMS中，能量的价格（Pm、P2、PB1）可取决于全局能量系统(即车辆)中的瞬时能量供给变化。全局能量系统中的每个辅助系统（GEN、B、C）具有各自的价格极限，在该价格极限以上，辅助系统（GEN、B、C）不购买任何更多的能量。一些辅助系统（B）具有取决于这些辅助系统参数的可变价格极限。辅助系统（GEN、B、C）在EMS中由激活代理（CA1、CA2、CAn、BA1、BAn）代表，该激活代理具有取决于其所代表的辅助系统类型的不同行为。所述激活代理（CA1、CA2、CAn、BA1、BAn）控制全局能量系统中的能量流动。在EMS中，能量系统被分为两类：能量主系统和能量辅助系统。

Vehicle energy management system

The energy management system (EMS) of the present invention controls the flow of energy in a vehicle by adapting the pricing rule. In EMS, the price of energy (Pm, P2, PB1) can vary depending on the instantaneous energy supply in the global energy system (i.e., the vehicle). Each auxiliary system in the global energy system (GEN, B, C) has its own price limit, and the auxiliary system (GEN, B, C) does not buy any more energy at the price limit. Some auxiliary systems (B) have variable price limits depending on the parameters of these auxiliary systems. Auxiliary systems (GEN, B, C) are represented in EMS by activation agents (CA1, CA2, CAn, BA1, BAn), which have different behaviors depending on the type of helper system that they represent. The activation agents (CA1, CA2, CAn, BA1, BAn) control the flow of energy in the global energy system. In EMS, energy systems are divided into two classes: the energy master system and the energy assisted system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆的能量管理方法及车辆
本专利技术涉及车辆的能量管理系统领域，具体地，涉及具有内燃机和多个辅助系统的车辆的能量管理系统。
技术介绍
在所有现代车辆中都使用了辅助系统。这些辅助系统转化(或消耗)能量且它们的主要目的不是用于推进车辆。辅助系统的例子有：冷却剂泵、油泵、空调系统和风扇。辅助系统的运行占车辆燃料消耗的大约3％至30％，这取决于车辆的应用和运行环境。目前，商用重型车辆中存在的大多数辅助系统都没有以能量有效的方式使用。不同辅助系统的控制通常无关联且被局部优化，这导致不必要的高燃料消耗。此外，辅助系统的分别优化导致了更差的总体性能以及不同系统之间的接口问题。US2010/0312425A1公开了现有技术的、用于对供给到系统中的能量进行管理的能量管理系统的一个示例。因此，需要一种改进的系统，以便以能量有效的方式控制能量辅助系统。此外，还希望该系统的开发和实施成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种创造性的车辆能量管理系统，该系统降低了车辆的燃料消耗且容易实施，并且，辅助系统可容易地连接到该系统以及从其分离，而不需要系统控制的改变。此目的通过根据本专利技术所述的能量管理系统(EMS)来实现。本专利技术基于如下构思：可根据能量系统中的瞬时能量供给和能量需求来控制车辆的能量流动。通过定义关于能量如何从能量主系统分配到辅助系统以及如何在辅助系统之间进行分配的简单规则，可实现简单而有效的能量管理系统。因此，在本专利技术的EMS中，在能量主系统和辅助系统之间交易能量，其中，基本能量源(即内燃机)是定价的主要来源。基本上，当内燃机以高效率运行时或在制动期间，价格将较低，而当内燃机以低效率运行时，价格将较高。因此，当辅助系统具有能量需求时，它们从内燃机购买能量，其中，这些辅助系统具有各自的价格极限，当高于该价格极限时，0.所述辅助系统不购买任何能量。本专利技术的EMS通过适应定价规则来控制车辆中的能量流动。在EMS中，能量的价格可根据全局能量系统(即车辆)中的瞬时能量供给而变化。全局能量系统中的每个辅助系统具有各自的价格极限，当高于该价格极限时，所述辅助系统将不再购买任何能量。一些辅助系统具有取决于这些辅助系统的参数的可变价格极限。在所述EMS中，辅助系统由激活代理(activationagents)代表，这些激活代理具有取决于其所代表的辅助系统类型的不同行为。所述激活代理控制该全局能量系统中的能量流动。在所述EMS中，能量系统分为两类：能量缓冲器和能量转换器。能量主系统向车辆提供能量。能量主系统可以是燃料箱、内燃机、或者是包括一个或多个辅助系统的内燃机，该辅助系统例如是冷却风扇和发电机或电机，其中该电机能够作为发电机或电动机工作。能量辅助系统被限定为两个子类别：能量缓冲器和能量转换器。能量缓冲器是车辆中的任何能够存储能量的系统，其中最明显的一种是电池。其他可能的能量缓冲器是冷却水、压力箱或乘员室。然而，所有缓冲器都不能向其他的辅助系统提供能量，而只是在其自身内缓存能量以降低未来的能量需求。例如，乘员室内的温度可被允许在对于乘员不明显的范围内波动。在能量价格低的时段内，温度可升高到理想温度以上，随后，温度可以在能量价格更高的阶段内缓慢降低。能量转换器将能量从一种形式转换为另一种形式，例如动力转向装置(电能转换为动能)、发电机(动能转换为电能)、加热器(电能转换为热量)、冷却风扇(电能转换为动能)、和/或任何类型的促动器(电能转换为动能)。本专利技术的EMS的最小设置单位(minimumsetting)包括能量主系统、能量缓冲器和能量转换器。然而，也可将任何数目的子系统添加到该EMS中，该EMS将能够使用相同的原理管理该系统内的能量流动，而与将多少个子系统添加到该最小设置单位中无关。为简化起见，将对具有能量主系统、能量缓冲器和能量转换器的、带有最小需求的系统进行说明，其中该能量主系统包括内燃机和发电机。EMS中的能量主系统由能量主系统激活代理(ms代理)代表。EMS中的能量缓冲器由能量缓冲器激活代理(b代理)代表，并且，EMS中的能量转换器由能量转换器激活代理(c代理)代表。这些激活代理激活或禁用它们各自的辅助系统，并进行控制使得其能量需求通过EMS来要求且从具有较低定价的能量源(即能量主系统或能量缓冲器)要求该能量。所述ms代理设定从能量主系统提供的能量的第一价格，其中该第一价格取决于能量主系统的具体参数。这些参数取决于能量主系统如何被限定，但当内燃机作为能量主系统时，所述参数可以是内燃机的效率，其中，货币可以是所需的燃料量，而当内燃机和发电机作为能量主系统时，所述参数可以是这两个部件的组合的效率。所述b代理要么从所述ms代理购买所述第一价格的能量，要么从以比所述第一价格低的价格进行销售的另一个b代理购买，其中，能量缓冲器被从具有最低价格的能量源提供有能量。所述b代理设定从能量缓冲器提供的能量的第二价格，其中该第二价格取决于能量缓冲器的具体参数。所述能量缓冲器的具体参数优选包括缓冲器中的已购买能量的购买价格平均值以及缓冲器的效率。所述c代理根据第一价格和第二价格哪个是最低价格而从ms代理或b代理购买能量。显见，如果存在连接到该系统的更多能量缓冲器，则如果这些其他的能量缓冲器提供更低的价格，则所述c代理也可以选择从它们购买能量。所述b代理和c代理具有用于购买能量的、各自的价格极限，其中，仅当可发现比b代理和c代理各自的价格极限都低的价格时，该b代理和c代理才购买能量。本专利技术的EMS确保了具有最高需求的部件将总是被提供有能量，并且该能量从最有利的来源获得。即，如果内燃机在具有低效率的模式下运行时，将从该系统中的能量缓冲器中的一个能量缓冲器向需要动力的部件提供动力，其条件是：能量缓冲器处于蓄能状态，使得它能够以比低效工作的内燃机低的价格来销售能量。在来自发动机和能量缓冲器的定价都高的时段内，如果某些系统各自的价格极限低于所述EMS中的所有的能量价格，那么，这一些系统可能不被提供任何能量。所述激活代理之间所需的所有信息都包含在价格及所要求的能量购买量中。当价格升高时，购买量将减少，并且各个系统将使用其缓冲器的中的蓄存量。主要的定价来源是内燃机；当内燃机以高效率运行时或在制动操作期间，价格将较低，反之，价格将较高。本专利技术的EMS还在全局水平上协调和优化了不同辅助系统的运行。由于本专利技术的EMS，辅助系统自动且连续地被适配于车辆的运行循环。容易向车辆和该EMS添加另外的辅助系统，因为各个辅助系统必须在该EMS中、在与现有的辅助系统相同的条件下运行，其中，对于所添加的辅助系统的手动调节的需求被最小化。新添加的辅助系统变成该EMS中的激活代理，其中，可降低用于将另外的辅助系统添加到全局能量系统中的开发成本，因为在通用且结构化的控制设计中的连接和适配是简单的。此外，由于本专利技术的EMS，不同的辅助系统被全局地协调和优化，其中可降低车辆的燃料消耗，因为辅助系统以最有效的方式使用能量源。取决于能量主系统被如何限定，一些b代理和c代理能够为它们的辅助系统从所述ms代理直接要求能量，而另一些b代理和c代理则不从所述ms代理直接要求能量。例如，如果发电机被包括在能量主系统中，则能量主系统可输送电能，其中，多个b代理和/或c代理能够直接从所述ms代理购买能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆的能量管理系统（EMS），所述能量管理系统（EMS）包括控制所述车辆中的能量流动的激活代理（MSA、BA1、BAn、CA1、CA2、CAn），所述激活代理（MSA、BA1、BAn、CA1、CA2、CAn）代表车辆的所述EMS中的能量主系统（CE）和多个能量辅助系统（GEN、B、C），其中所述能量主系统（CE）向所述车辆提供能量，并且所述能量辅助系统（GEN、B、C）至少包括能量缓冲器（B）和能量转换器（GEN、C），并且所述能量主系统（CE）由能量主系统激活代理（ms代理）（MSA）代表，并且在所述EMS中，所述能量缓冲器（B）和所述能量转换器（C）分别由能量缓冲器激活代理（b代理）（BA1、BAn）和能量转换器激活代理（c代理）（CA1、CA2、CAn）代表，其中所述ms代理（MSA）设定从所述能量主系统（CE）提供的能量的第一价格（Pm），其中，所述第一价格（Pm）取决于所述能量主系统（CE）的具体参数，并且所述b代理（BA1、BAn）和所述c代理（CA1、CA2、CAn）设定从它们各自的辅助系统（GEN、B、C）提供的能量的相应价格（PB1、PBn、P2），其中，所述相应价格（PB1、PBn、P2）取决于所述各自的辅助系统的参数，所述b代理（BA1、BAn）和所述c代理（CA1、CA2、CAn）根据哪个价格（Pm、P2、PB1、PBn）是最低价格来为它们各自的辅助系统（GEN、B、C）从所述ms代理（MSA）或所述b代理（BA1、BAn）或所述c代理（CA1、CA2、CAn）购买能量，并且其中所述b代理（BA1、BAn）和所述c代理（CA1、CA2、CAn）具有购买能量的各自价格极限，其中，仅当能够找到比所述b代理（BA1、BAn）和所述c代理（CA1、CA2、CAn）的各自价格极限都低的价格（Pm、P2、PB1、PBn）时，所述b代理（BA1、BAn）和所述c代理 （CA1、CA2、CAn）才购买能量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制车辆的能量流动的方法，其中所述车辆包括能量主系统(CE)和多个能量辅助系统(GEN、B、C)，其中所述能量主系统(CE)向所述车辆提供能量，并且所述能量辅助系统(GEN、B、C)至少包括能量缓冲器(B)和能量转换器(GEN、C)，其中为从所述能量主系统(CE)提供的能量设定第一价格(Pm)，其中，所述第一价格(Pm)取决于所述能量主系统(CE)的具体参数，并且为从各个能量辅助系统(GEN、B、C)提供的能量设定相应价格(PB1、PBn、P2)，其中，所述相应价格(PB1、PBn、P2)取决于所述各个能量辅助系统(GEN、B、C)的参数，并且，将能量从任一所述能量辅助系统(GEN、B、C)和所述能量主系统(CE)中的、被设定了最低价格(Pm、P2、PB1、PBn)的那一个系统提供给所述各个能量辅助系统(GEN、B、C)，其中所述能量缓冲器(B)和所述能量转换器(C)具有用来被提供能量的各自价格极限，其中，仅当能够向所述能量缓冲器(B)和所述能量转换器(C)提供价格(Pm、P2、PB1、PBn)比所述能量缓冲器(B)和所述能量转换器(C)的各自价格极限都低的能量时，才向所述能量缓冲器(B)和所述能量转换器(C)提供能量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述缓冲器的具体参数包括所述能量缓冲器(B)中提供的能量的价格平均值以及所述缓冲器的效率。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述各自价格极限对于所述能量转换器而言是固定的，而对于所述能量缓冲器(B)而言是可变的。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于所述能量缓冲器(B...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·阿兹博加德，
申请(专利权)人：沃尔沃拉斯特瓦格纳公司，
类型：
国别省市：