[发明专利]用于汽车中电能存储器件的实时寿命估计的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于电能存储器件的预期寿命估计。

背景技术

各种系统使用能量存储器件向电机提供电能，该电机可操作成提供动力转矩。一种这样的混合动力结构包括双模式复合分离的电动机械传动装置，它利用了从原动机动力源接收动力的输入构件和将动力从传动装置传递到汽车传动系统的输出构件，它们通常与内燃机相结合。第一和第二电动机/发电机可操作地与电能存储器件连接，用于在该存储器件和第一和第二电动机/发电机之间交换电能。提供一控制单元用于调节能量存储器件和第一和第二电动机/发电机之间的电能交换。该控制单元还调节第一和第二电动机/发电机之间的电能交换。

在汽车动力系统中设计考虑的因素之一是能够提供一致的汽车性能和元件/系统的使用寿命。混合动力汽车，更加特别地是其中采用了电池组系统的混合动力汽车给汽车系统的设计者提出了新的挑战和权衡。已经发现，电能存储器件如电池组系统的使用寿命随着电池组的静止温度(resting temperature)的降低而延长。然而，较冷的工作温度限制了电池的充电/放电性能，直到电池组的温度升高。较暖的电池组更加容易向汽车推进系统提供所需的动力，但是持续的较暖的工作温度会导致使用寿命缩短。

现代的混合动力汽车系统管理混合动力系统的工作的各个方面，以获得改进的电池使用寿命。例如，控制电池放电深度，限制安培-小时(A-h)通过量，以及使用对流风扇冷却电池组。汽车工作的周围环境条件在很大程度上被忽略了。然而，周围环境条件对电池的使用寿命有很大的影响。特别地，投放到整个北美的各个地理区域的同一型号的混合动力汽车不可能拥有相同的电池组寿命，即使所有汽车在同一循环下驱动。如果要导出有用的电池寿命的估计，就必须考虑汽车的环境。附加地，顾客预期、竞争和政府法规强加了必需满足的多种性能标准，包括电池组的使用寿命。

电池组使用寿命终止可以用电池组的欧姆电阻来指示。典型地，电池组的欧姆电阻在汽车和电池组的大部分使用寿命期间是平的。然而，这会妨碍在大部分使用寿命中可靠地估计电池组的实时寿命状态(‘SOL’)。相反地，欧姆电阻对指示电池组的使用寿命的初始终止是极其有用的。

因此，需要一种方法和设备，用来对混合动力汽车的电能存储器件提供可靠的实时寿命状态。

发明内容

一种混合动力汽车动力系，包括可操作成与第一和第二电机交换电能的电能存储器件，每一电机操作成将转矩赋予给双模式复合分离的电动机械传动装置，该传动装置具有四个固定的齿轮比和两个连续的可变工作模式。一种确定电能存储器件的寿命状态的方法，包括监控经过电能存储器件的电流，监控电能存储器件的电荷状态，监控在工作的活动周期中电能存储器件的温度，以及监控在工作的静止周期中电能存储器件的温度。该方法还包括根据在工作的活动周期中和在工作的静止周期中电能存储器件的电流、电荷状态以及温度来确定电能存储器件的寿命状态。此外，根据在汽车的活动周期中和在汽车的不活动周期中电能存储器件的电流、电荷状态以及温度来确定电能存储器件的寿命状态。

附图说明

本发明在某些部件和部件的布置方面采用物理形式，并详细地在随附的附图中描述和示出了这些部件的一个实施例，这些附图构成本发明的一部分，其中：

图1是根据本发明用于控制系统和动力系的一个示例性结构的示意图；以及

图2是根据本发明的算法框图。

具体实施方式

现在参考附图，其中所示出的仅仅是为了说明本发明的目的，而不是为了限制本发明，图1示出了控制系统和根据本发明的实施例构造的示例性混合动力系统。该示例性混合动力系统包括多个操作成向传动装置提供动力转矩的转矩产生装置，该传动装置向传动动力系统提供动力转矩。该转矩产生装置优选包括内燃机14和第一和第二电机56、72，该第一和第二电机操作成将从电能存储器件74提供的电能转换成动力转矩。该示例性传动装置10包括双模式复合分离的电动机械传动装置，其具有四个固定的齿轮比，其还包括多个齿轮，该齿轮操作成通过包含在该传动装置中的多个转矩传递装置将动力转矩传递到输出轴64和传动系统。示例性传动装置10的机械性质在标题为“具有四个固定比的双模式复合分离的混合动力电动机械传动装置”的美国专利No.6,953,409中详细公开，在此将该专利引入作为参考。

再次参考图1，该控制系统包括通过局域通信网络交互的分布式控制模块结构，用于向动力系统提供行动控制(ongoing control)，该动力系统包括发动机14，电机56、72以及传动装置10。