CN115122863A - 具有车厢预冷却策略的电动化车辆 - Google Patents

具有车厢预冷却策略的电动化车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN115122863A
CN115122863A CN202210257658.5A CN202210257658A CN115122863A CN 115122863 A CN115122863 A CN 115122863A CN 202210257658 A CN202210257658 A CN 202210257658A CN 115122863 A CN115122863 A CN 115122863A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cabin
controller
motorized vehicle
battery
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210257658.5A
Other languages
English (en)
Inventor
L·麦克德莫特
W·普西
威廉·斯图尔特·约翰斯顿
曼弗雷德·科贝尔施泰因
L·柯林斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN115122863A publication Critical patent/CN115122863A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00764—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a vehicle driving condition, e.g. speed
    • B60H1/00778—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a vehicle driving condition, e.g. speed the input being a stationary vehicle position, e.g. parking or stopping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00807—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a specific way of measuring or calculating an air or coolant temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00971—Control systems or circuits characterised by including features for locking or memorising of control modes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本公开提供了“具有车厢预冷却策略的电动化车辆”。本公开涉及一种具有用于管理电池和车厢冷却负荷的车厢预冷却策略的电动化车辆。还公开了对应的方法。一种示例性电动化车辆包括：用于推进的电池；车厢；热管理***，所述热管理***被配置为对电池和车厢两者进行热调节；以及控制器，所述控制器被配置为当如果电动化车辆在当前状况下行驶，则电池的预期冷却负荷超过上限电池冷却负荷阈值时，遵循车厢预冷却策略以对车厢进行预冷却。

Description

具有车厢预冷却策略的电动化车辆
技术领域
本公开涉及一种具有用于管理电池和车厢冷却负荷的车厢预冷却策略的电动化车辆。还公开了对应的方法。
背景技术
降低车辆中燃料消耗和排放的需要是众所周知的。因此，正在开发减少或完全消除对内燃发动机的依赖的车辆。电动化车辆是为此目的而开发的一种类型的车辆。一般来讲，电动化车辆与常规的机动车辆不同，因为电动化车辆是由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动的。相比之下，常规的机动车辆完全地依赖内燃发动机来推进车辆。
高压电池组通常为电动化车辆的电机供电。电池组可以包括一个或多个互连电池单元组。电池单元在某些条件期间(诸如在充电和放电操作期间)产生热量。采用电池热管理***来管理由电池组的电池单元产生的热量。在一些电动化车辆中，暖通空调(HVAC)***包括用于对乘客舱进行热调节的电路和用于对电池组进行热调节的另一电路。对乘客舱和电池组进行热调节的电路或回路可以共享多个公共部件，诸如公共压缩机和冷凝器单元。
发明内容
根据本公开的一个示例性方面的一种电动化车辆除其他外还包括电池。电动化车辆使用存储在电池中的能量进行推进。所述电动化车辆还包括：车厢；热管理***，所述热管理***被配置为对电池和车厢两者进行热调节；以及控制器，所述控制器被配置为当如果电动化车辆在当前状况下行驶，则电池的预期冷却负荷超过上限电池冷却负荷阈值时，遵循车厢预冷却策略以对车厢进行预冷却。
在前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，基于电池的温度来确定电池的预期冷却负荷。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，控制器仅在电动化车辆停放时遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，控制器仅在车厢温度超过上限车厢温度阈值时遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，一旦控制器已经开始遵循车厢预冷却策略，一旦车厢的温度下降到比上限车厢温度阈值低预定量，控制器就停止遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当遵循车厢预冷却策略时，控制器基于电动化车辆是否插电以及基于用户输入而选择性地启用车厢鼓风机和车厢空调中的一者或两者。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当遵循车厢预冷却策略并且当电动化车辆未插电时，控制器被配置为发出启用车厢鼓风机仅达第一时间段的第一指令。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，如果车厢的温度在第一时间段之后没有下降到比上限车厢温度阈值低预定量，则控制器被配置为发出在用户输入允许的情况下启用车厢空调的第二指令。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当遵循车厢预冷却策略并且当电动化车辆插电时，控制器被配置为发出启用车厢鼓风机和车辆空调两者的指令。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，一旦控制器已经开始遵循车厢预冷却策略，控制器就在预定时间量之后停止遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当电动化车辆已经停放的时间段超过上限时间阈值时，控制器不遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当车厢温度低于上限车厢温度阈值时，控制器不遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当电动化车辆的续航里程低于下限续航里程阈值时，控制器不遵循车厢预冷却策略。
在前述电动化车辆的任一者的另一个非限制性实施例中，当电池的温度低于上限电池温度阈值时，控制器不遵循车厢预冷却策略。
一种根据本公开的示例性方面的方法尤其包括当如果电动化车辆在当前状况下行驶，则电动化车辆的电池的预期冷却负荷超过上限电池冷却负荷阈值时，通过遵循车厢预冷却策略来对电动化车辆的车厢进行预冷却。
在前述方法的另一个非限制性实施例中，基于电池的温度来确定电池的预期冷却负荷。
在前述方法的任一者的另一个非限制性实施例中，预冷却步骤仅在电动化车辆停放并且车厢温度超过上限车厢温度阈值时执行。
在前述方法的任一者的另一个非限制性实施例中，如果电动化车辆未插电，则车厢预冷却策略包括：仅在第一时间段内启用车厢鼓风机，并且如果车厢的温度在第一时间段之后没有下降到比上限车厢温度阈值低预定量，则在用户输入允许的情况下启用车厢空调。
在前述方法的任一者的另一个非限制性实施例中，如果电动化车辆插电，则预冷却策略包括启用车厢鼓风机和车厢空调两者。
在前述方法的任一者的另一个非限制性实施例中，所述方法包括在预定时间量之后或一旦车厢的温度下降到比上限车厢温度阈值低预定量就停止预冷却策略。
附图说明
图1示意性地示出了电动化车辆的示例性动力传动***。
图2示意性地示出与电动化车辆充电站相邻的示例性电动化车辆。在图2中，示意性地示出了电动化车辆的一些部件，诸如热管理***。
图3A是表示本公开的示例性方法的第一部分的流程图。
图3B是表示所述示例性方法的第二部分的流程图。
具体实施方式
本公开涉及一种具有用于管理电池和车厢冷却负荷的车厢预冷却策略的电动化车辆。还公开了对应的方法。一种示例性电动化车辆包括：用于推进的电池；车厢；热管理***，所述热管理***被配置为对电池和车厢两者进行热调节；以及控制器，所述控制器被配置为当如果电动化车辆在当前状况下行驶，则电池的预期冷却负荷超过上限电池冷却负荷阈值时，遵循车厢预冷却策略以对车厢进行预冷却。本公开具有许多其他益处，根据以下描述将理解这些益处。其中，本公开在电池冷却负荷可能已经阻止有效车厢冷却的条件下实现了有效车厢冷却，从而改善了乘客舒适度，同时管理了电池的荷电状态。
图1示意性地示出了电动化车辆12的动力传动***10，在此示例中，所述电动化车辆是电池电动车辆(BEV)。在所述实施例中，电动化车辆12是在没有来自内燃发动机的任何辅助的情况下仅通过电力(诸如通过电机14)推进的。电机14可以作为电动马达、发电机或两者来操作。电机14接收电力并提供旋转输出动力。电机14可连接至变速箱16以按预定齿轮比调整电机14的输出扭矩和转速。变速箱16通过输出轴20连接至一组驱动轮18。高压总线22通过逆变器26将电机14电连接至电池组24。电机14、变速箱16和逆变器26可统称为变速器28。
电池组24是能量存储装置，并且在此示例中是示例性电动化车辆电池。电池组24可以简单地称为“电池”。电池组24可为高压牵引电池组，所述高压牵引电池组包括能够输出电力以操作电动化车辆12的电机14和/或其他电气负载的多个电池总成25(即，电池阵列或电池单元组)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于为电动化车辆12供电。
电动化车辆12还包括充电***30以用于周期性地给电池组24的电池单元充电。充电***30可连接至外部电源，诸如输电网络34(图2)，以用于接收电力并向电池单元分配电力。
在一个非限制性实施例中，充电***30包括接口，在所述示例中，所述接口是位于电动化车辆12上的充电端口32。充电端口32适于选择性地从外部电源接收电力，诸如从连接到外部电源的电力电缆接收电力，然后将电力分配给电池组24以对电池单元充电。一个示例性外部电源是电动化车辆充电站36(图2)，诸如公开可用的电动化车辆充电站。在另一个示例中，电动化车辆充电站是私有的，诸如家庭或企业的电动化车辆充电站。充电端口32可以被配置为耦接到供应交流(AC)电力的插头或供应直流(DC)电力的插头。在这方面，充电***30可配备有电力电子装置，所述电力电子装置用于将从外部电源接收的AC电力转换为DC电力，以用于对电池组24的电池单元进行充电。在一些示例中，充电***30还可包括DC至DC转换器。充电***30还可适应来自外部电源的一个或多个常规电压源(例如，110伏、220伏等)。
电动化车辆12还包括控制器38，所述控制器可以用可执行指令编程以用于与电动化车辆12的各种部件交互并且操作所述各种部件。控制器38被配置为从电动化车辆12接收信息，并且被配置为解译所述信息并基于所述信息向电动化车辆12的各种部件发出命令。在图1和图2中示意性地示出了控制器38。应理解，控制器38可以包括硬件和软件，并且可以是整个车辆控制模块的一部分，诸如车身控制模块(BCM)或车辆***控制器(VSC)，或可以替代地是与BCM或VSC分开的独立控制器。此外，控制器38可被编程有可执行指令，以用于与电动化车辆12的各种部件交互并操作所述各种部件。控制器38另外包括处理单元和非暂时性存储器以用于执行车辆***的各种控制策略和模式。
图2示意性地示出了相对于电动化车辆充电站36(“充电站36”)的电动化车辆12，在此示例中，所述电动化车辆是插电式BEV。充电站36被配置为直接地或间接地对电池组24充电。充电站36包括系绳型充电器总成40并且耦接到输电网络34，所述输电网络是电网电源。充电器总成40将电力从输电网络34传送到电动化车辆12。在此示例中，充电器总成40包括终端42、插头44以及终端42和插头44之间的充电器电缆46。插头44可以具有对应于充电端口32的配置的标准插头配置。尽管示出了示例性充电站36，但是本公开扩展到其他类型的车辆到电网接口。
使用充电站36给电动化车辆12充电涉及将电动化车辆12定位在充电站36附近并且经由充电端口32，并且特别地通过将插头44***充电端口32中来将插头44电耦接到电动化车辆12。当插头44以这种方式***充电端口32中时，电动化车辆12被认为是“插电式的”。当插电时，电力然后可以从输电网络34移动到电动化车辆12，并且具体地移动到电池组24。当插头44未***充电端口32时，电力不能在电网34与电动化车辆12之间移动，并且电动化车辆12被认为是“未插电”。
在本公开中，控制器38响应于多个输入。输入中的一些来自传感器48A-48C(图1)，而其他输入是用户输入，所述用户输入可以经由人机界面(“HMI”)50(图1)提供。HMI 50可以是电动化车辆12内部的显示器，诸如触摸屏显示器。HMI 50可以替代地或另外地是用户的移动装置，诸如移动电话。此外，HMI可以替代地或另外地是基于云的用户接口，诸如基于网络的应用程序。此外，虽然示出了三个传感器48A-48C，但是在其他示例中，控制器38可以与附加的或更少的传感器通信。通常，本公开扩展到控制器38接收一个或多个输入的配置。
进一步参考图2，在此示例中，传感器48A是环境状况传感器。在特定示例中，传感器48A被配置为生成可以由控制器38解译为环境温度的信号。环境温度是紧邻电动化车辆12周围的环境的温度。
在此示例中，传感器48B是车厢温度传感器，并且被配置为生成指示电动化车辆12的乘客舱52的温度的信号。电动化车辆12的乘客舱52是乘客在电动化车辆12内部时可以就座的空间。乘客舱52还可以包括货物区域，尤其是当电动化车辆12是运动型多用途车(SUV)时。在这方面，虽然在图2中示出为轿车，但是本公开扩展到其他类型的车辆，诸如货车、卡车、SUV等。
传感器48C是被配置为生成指示电池组24的温度的信号的电池温度传感器。传感器48A-48C可以各自由单个传感器提供。替代地，传感器48A-48C可以各自包括布置在各个位置处的多个传感器或传感器阵列。例如，传感器48C可以包括在电池组24上的各个位置处的多个传感器。在该示例中，可以由控制器38使用所报告的温度的平均值或通过使用某种其他技术来确定电池组24的温度。
图2还示意性地示出了可以结合到电动化车辆12中的热管理***54的一些方面。热管理***54可以用于管理由各种车辆部件生成的热负荷。此处，热管理***54管理电池组24和乘客舱52的热负荷。特别地，热管理***54包括单独的回路或电路，所述单独的回路或电路被配置为管理电池组24和乘客舱52的热负荷。电池组24和乘客舱52的热负荷(诸如冷却负荷)是指电池组24和乘客舱52的冷却要求，并且特别地是指从电池组24和乘客舱52移除热量以达到特定温度所需的能量。使用已知技术使用一个或多个因素来确定热负荷，本文中提及了其中的一些因素。
在一个实施例中，热管理***54包括车厢鼓风机56和车厢空调58，所述车厢空调包括蒸发器。可以单独地控制车厢鼓风机56和车厢空调58以对电动化车辆12的乘客舱52进行热调节。热管理***54还包括被配置为对电池组24进行热调节的热交换板60。具体地，电池组24并且特别地是电池单元25可以安装在热交换板60上。
尽管示意性地示出，但是应理解，热管理***54包括各种导管或通道，诸如管、软管、管道等。在此示例中，电池热管理***54使冷却剂(例如乙二醇或任何其他冷却剂)循环以对电池组24和乘客舱52进行热管理。此外，热管理***54包括已知的暖通空调(HVAC)***的部件，诸如压缩机、冷凝器、蒸发器和各种阀以及其他可能的部件。
在此示例中，热管理***54是双回路***，其中一个回路用于对乘客舱52进行热调节，而另一个回路用于对电池组24进行热调节。在此示例中，两个回路共享多个公共部件。特别地，两个回路共享共同的压缩机和冷凝器单元。此外，在两个回路之间共享制冷剂。除了车厢鼓风机56和车厢空调58之外，对应于乘客车厢52的回路可以包括单独的恒温膨胀阀(TXV)。对应于电池组24的回路可以包括单独的冷却剂泵。这种双回路热管理***54避免了一些部件的重复，这降低了成本、重量和空间。本公开通过在某些条件下提供车厢预冷却策略来平衡电池组24和乘客舱52两者的冷却负荷。
图3A和图3B一起示出了表示示例性方法100的流程图。方法100包括一组示例性条件，其中电动化车辆12将遵循车厢预冷却策略。方法100还包括示例性车厢预冷却策略。由热管理***54的各种部件响应于来自控制器38的指令来执行方法100。如应理解的，对控制器38执行动作的任何引用是对控制器38向部件提供指令的引用，所述部件然后响应于来自控制器38的指令而执行该动作。
通常，当电池组24的预期冷却负荷超过上限电池冷却负荷阈值时，控制器38可以遵循车厢预冷却策略。在一个示例中，上限电池冷却负荷阈值是预定义值，高于所述预定义值，热管理***54可能无法满足电池组24和乘客舱52两者的冷却负荷。在此类情况下，热管理***54可以优先考虑电池组24的冷却，这可能导致乘客不舒适。方法100在这些情况下特别有用。具体地，方法100试图通过根据车厢预冷却策略对乘客舱52进行预冷却来避免此类情况。
在本公开的示例中，仅当电动化车辆12停放并且未运行时，才需要车厢预冷却策略。由于电动化车辆12未被驾驶并且乘客舱52中没有乘客，因此在这些时间与电池组24或乘客舱52相关联的冷却负荷通常最小或没有。在方法100中，控制器38考虑与电池组24的预期冷却负荷相关的状况，并且如果电动化车辆12在当前状况下行驶，则确定电池组24在当前状况下的预期冷却负荷。在本公开中，当前状况是指当前的实时状况。以这种方式，如果并且当电动化车辆12行驶时，电动化车辆12准备好处理电池组24和乘客舱52的冷却负荷。
控制器38将当前状况下的预期电池冷却负荷与上限电池冷却负荷阈值进行比较，如果超过，则指示热管理***54可能无法满足电池组24和乘客舱52两者的冷却负荷的情况。
在本公开中，通过遵循车厢预冷却策略，控制器38能够通过预冷却乘客舱52来使电动化车辆12准备好用于高电池冷却负荷，这减小了乘客舱52的冷却负荷，并且这进而释放了热管理***54以满足电池组24的负荷，而不会损害乘客舒适度。控制器38有效地并且不会不必要地消耗电池组24的荷电状态。
现在将参考图3A和图3B更详细地描述方法100。从框102开始，控制器38考虑电动化车辆12是否正在运行。如果电动化车辆12正在运行，诸如行驶，则框102处的答案为“是”，并且不遵循车厢预冷却策略。如果电动化车辆12停放但仍在运行，则框102处的答案也为“是”。然而，如果电动化车辆12停放并且未运行，诸如当电动化车辆12关闭时，则框102的答案为“否”，并且控制器38继续进行框104、106、108和框110之间的一系列问题以确定是否应遵循预冷却策略。
在此示例中，控制器38首先在104处考虑乘客舱52的温度是否高于上限车厢温度阈值。在此示例中，基于来自传感器48B的信号来确定乘客舱52的温度。在一个示例中，上限车厢温度阈值为45℃(110°F)。上限车厢温度阈值是高于该温度时热管理***54可能无法有效地冷却乘客舱52的温度，这取决于其他条件，诸如电池组24的冷却负荷、环境温度等。如果框104处的答案为“否”，则不遵循车厢预冷却策略。如果答案为“是”，则可能需要对乘客舱52进行预冷却，并且控制器38继续到框106。
在106处，控制器38考虑电池组24的温度(如由来自传感器48C的信号所指示)是否高于上限电池温度阈值。电池组24的温度是电池组24的当前实时温度。如果当时要驾驶电动化车辆12，则电池组24的当前温度与电池组24的预期冷却负荷成比例并且直接相关。上限电池温度阈值是高于该温度可能需要热管理***54优先冷却电池组24并且可能不能有效地冷却乘客舱52的温度，这取决于其他条件，诸如乘客舱52的温度和环境温度等。如果电池组24的温度不高于上限电池温度阈值，这意味着在框106处答案为“否”，则不遵循车厢预冷却策略。如果答案为“是”，则控制器38继续到框108。
除了电池温度之外，其他因素也可能导致电池组24的预期冷却负荷。在这方面，作为步骤106的替代方案，步骤106可以用基于环境状况和电池组24的温度来估计电池冷却负荷并且将所述估计值与上限阈值电池冷却负荷进行比较的算法或计算来代替。
在108处，控制器38考虑电池组24的续航里程是否低于下限续航里程阈值。为了保持电池组24的续航里程，如果电池组24的续航里程低于下限续航里程阈值，则不遵循车厢预冷却策略。例如，下限续航里程阈值可以是20英里。在该示例中，如果电池组24的续航里程低于20英里，则框106处的答案为“否”。否则，控制器38继续到框110。
在110处，控制器38考虑电动化车辆12是否已经停放和/或关闭了大于上限时间阈值的时间段。在一个示例中，上限时间阈值是72小时。如果框110的答案为“是”，则电动化车辆12可能已经停放了相对较长的时间段，并且在这些情况下，电动化车辆12将相对不可能行驶。因此，控制器38在110处确定不应遵循车厢预冷却策略。
如果框104、106和108的答案为“是”并且框110的答案为“否”，则控制器38遵循车厢预冷却策略。因此，控制器38继续到框112，其中控制器38将基于电动化车辆12是插电还是未插电并且进一步基于指示用户偏好的用户输入来选择性地启用车厢鼓风机56和车厢空调58中的一者或两者。
在112处，控制器38考虑电动化车辆12是否插电。如果电动化车辆12插电，则将从电网34供应用于对乘客舱52进行预冷却的电力。因此，在114处，控制器38运行车厢鼓风机56和车厢空调58两者，直到乘客舱52的温度比上限车厢温度阈值低预定量为止，如在框116中所确定，或者直到达到最大车厢预冷却策略运行时间为止，如在框118中所确定的。
在检查其他变量(诸如框116、118、106、108和110中的那些变量)之前，控制器38可以遵循框114达预定时间段(诸如5分钟)以确定是否仍然需要继续对乘客舱52进行预冷却。例如，如果条件已经改变使得电池组24的温度低于上限电池温度阈值，则尽管乘客舱52的温度可能高于上限车厢温度阈值，控制器38将停止遵循车厢预冷却策略。
关于框116，预定量是预定义的温度量，诸如10℃(18℉)。预定量用作车厢预冷却策略中的滞后或延迟，并且防止在乘客舱52的温度接近上限车厢温度阈值时快速连续地启用和停用车厢预冷却策略。
关于框118，最大运行时间是当达到时控制器38将停止遵循车厢预冷却策略的时间段。在一个示例中，最大运行时间为12小时。最大运行时间是在控制器38第一次遵循车厢预冷却策略时开始计算的。每次启动和/或驾驶电动化车辆12时，重置最大运行时间。
如果电动化车辆12未插电，如在112处所确定的，则控制器38遵循一组不同的步骤以便保持电池组24的电荷。在120处，如果这是控制器38在开始遵循车厢预冷却策略之后已经到达框120的第一实例(即，第一循环)，则在122处，控制器38将仅启用车厢鼓风机56达预定时间段(诸如5分钟)。仅启用车厢鼓风机56而不启用车厢空调58将保持电池组24的电荷。在环境温度相对较低的情况下，仅启用车厢鼓风机56可以有效地对乘客舱52进行预冷却。在预定时间段之后，控制器38移动到框116并且确定仅运行车厢鼓风机56达预定时间段是否有效地对乘客舱52进行预冷却。如果答案为“是”，则不再遵循车厢预冷却策略。如果答案为“否”，则控制器38流向框118，并且可以一直流回到框120，这取决于框118、106、110和112的答案。
如果控制器在遵循车厢预冷却策略之后第二次到达框120，并且对于每个附加实例而言，则框120的答案将为“否”，并且控制器38将继续到框124。在124处，控制器38考虑用户输入是否允许在遵循车厢预冷却策略时运行车厢空调58。用户可以经由HMI 50提供此输入。用户输入是基于用户对预冷却的乘客舱52的偏好与用户对保持电池组24的电荷的偏好。
如果用户输入允许车厢空调58在电动化车辆12未插电时运行，则在126处，控制器38启用车厢鼓风机56和车厢空调58两者达预定时间段，诸如5分钟。如果否，则控制器38遵循框122，并且仅启用车厢鼓风机56。替代地，在126处，控制器38还可以考虑预定时间段和乘客舱52的温度两者，并且如果乘客舱52的温度比上限车厢温度阈值低预定量，则控制器38可以在预定时间段流逝之前停用车厢鼓风机56和车厢空调58。
方法100是示例性的，并且可以被修改以考虑附加的或更少的条件和/或因素。方法100还可以遵循附加的或更少的步骤来对乘客舱52进行预冷却。此外，虽然本文设想了预冷却，但是可以修改方法100以对乘客舱52进行预热以避免电池加热负荷可能阻止乘客舱52的充分加热的情况。
应理解，用户可以停用前述预冷却策略。
应理解，诸如“大致”、“基本上”和“约”的术语并不意图是无边界术语，并且应被解释为与本领域技术人员将解释那些术语的方式一致。
尽管不同示例具有在图示中示出的特定部件，但是本公开的实施例不限于那些特定的组合。可将来自示例中的一者的部件或特征中的一些与来自所述示例中的另一者的特征或部件组合地使用。另外，随附于本公开的各个附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件或布置的某些细节。
本领域普通技术人员应理解，上述实施例是示例性而非限制性的。也就是说，对本公开的修改将落入权利要求的范围内。因此，应研究所附权利要求来确定其真实范围和内容。

Claims (14)

1.一种电动化车辆，其包括：
电池，其中所述电动化车辆使用存储在所述电池中的能量进行推进；
车厢；
热管理***，所述热管理***被配置为对所述电池和所述车厢进行热调节；以及
控制器，所述控制器被配置为当如果所述电动化车辆在当前状况下行驶，则所述电池的预期冷却负荷超过上限电池冷却负荷阈值时，遵循车厢预冷却策略以对所述车厢进行预冷却。
2.如权利要求1所述的电动化车辆，其中基于所述电池的温度来确定所述电池的所述预期冷却负荷。
3.如权利要求1所述的电动化车辆，其中所述控制器仅在所述电动化车辆停放时遵循所述车厢预冷却策略。
4.如权利要求1所述的电动化车辆，其中所述控制器仅在所述车厢的温度超过上限车厢温度阈值时遵循所述车厢预冷却策略。
5.如权利要求4所述的电动化车辆，其中一旦所述控制器已经开始遵循所述车厢预冷却策略，一旦所述车厢的所述温度下降到比所述上限车厢温度阈值低预定量，所述控制器就停止遵循所述车厢预冷却策略。
6.如权利要求4所述的电动化车辆，其中当遵循所述车厢预冷却策略时，所述控制器基于所述电动化车辆是否插电以及基于用户输入而选择性地启用车厢鼓风机和车厢空调中的一者或两者。
7.如权利要求6所述的电动化车辆，其中当遵循所述车厢预冷却策略并且当所述电动化车辆未插电时，所述控制器被配置为发出启用车厢鼓风机仅达第一时间段的第一指令。
8.如权利要求7所述的电动化车辆，其中如果所述车厢的所述温度在所述第一时间段之后没有下降到比所述上限车厢温度阈值低预定量，则所述控制器被配置为发出在所述用户输入允许的情况下启用所述车厢空调的第二指令。
9.如权利要求6所述的电动化车辆，其中当遵循所述车厢预冷却策略并且当所述电动化车辆插电时，所述控制器被配置为发出启用所述车厢鼓风机和所述车辆空调两者的指令。
10.如权利要求1所述的电动化车辆，其中一旦所述控制器已经开始遵循所述车厢预冷却策略，所述控制器就在预定时间量之后停止遵循所述车厢预冷却策略。
11.如权利要求1所述的电动化车辆，其中当所述电动化车辆已经停放的时间段超过上限时间阈值时，所述控制器不遵循所述车厢预冷却策略。
12.如权利要求1所述的电动化车辆，其中当所述车厢的所述温度低于所述上限车厢温度阈值时，所述控制器不遵循所述车厢预冷却策略。
13.如权利要求1所述的电动化车辆，其中当所述电动化车辆的续航里程低于下限续航里程阈值时，所述控制器不遵循所述车厢预冷却策略。
14.如权利要求1所述的电动化车辆，其中当所述电池的温度低于上限电池温度阈值时，所述控制器不遵循所述车厢预冷却策略。
CN202210257658.5A 2021-03-26 2022-03-16 具有车厢预冷却策略的电动化车辆 Pending CN115122863A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/213,370 US11916208B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Electrified vehicle with cabin pre-cooling strategy for managing battery and cabin cooling loads
US17/213,370 2021-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115122863A true CN115122863A (zh) 2022-09-30

Family

ID=83192341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210257658.5A Pending CN115122863A (zh) 2021-03-26 2022-03-16 具有车厢预冷却策略的电动化车辆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11916208B2 (zh)
CN (1) CN115122863A (zh)
DE (1) DE102022106308A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090249807A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Gm Global Technology Operations, Inc. HVAC and Battery Thermal Management for a Vehicle
US8118237B2 (en) * 2009-02-16 2012-02-21 General Electric Company System and method for vehicle temperature control
US9002568B2 (en) * 2009-12-17 2015-04-07 GM Global Technology Operations LLC Method for conditioning one or more aspects of a vehicle
US8620506B2 (en) 2011-12-21 2013-12-31 Ford Global Technologies, Llc Method and system for thermal management of a high voltage battery for a vehicle
US9657976B2 (en) * 2012-12-11 2017-05-23 Ford Global Technologies, Llc Vehicular HVAC system with modified air recirculation for start-stop engine
US9446772B2 (en) 2014-10-15 2016-09-20 Ford Global Technologies, Llc Method and assembly for reducing energy consumption of an electrified vehicle
US9446682B2 (en) * 2015-01-20 2016-09-20 Atieva, Inc. Method of operating a preemptive EV battery pack temperature control system

Also Published As

Publication number Publication date
US11916208B2 (en) 2024-02-27
DE102022106308A1 (de) 2022-09-29
US20220311071A1 (en) 2022-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108357333B (zh) 电气化车辆中使用电池冷却剂泵控制电池冷却的方法
CN106004471B (zh) 延长电动车辆中电池使用寿命的电池热调节
EP3626489A1 (en) Methods and systems for energy management of a transport climate control system
CN107031414B (zh) 基于天气预报来预调节电动车辆子***
US9987944B2 (en) Electric vehicle opportunistic charging systems and methods
CN105322249B (zh) 确定电气化车辆的电池热管理***中的冷却剂泵的运行状态的方法
US10124651B2 (en) Systems and methods for controlling electrically powered heating devices within electrified vehicles
CN105966189B (zh) 直流快速充电事件期间的乘客舱预调节
JP6314442B2 (ja) 車載機器制御装置
US11413932B2 (en) Blower motor operation
US10414289B2 (en) Method to condition a battery on demand while off charge
US12017507B2 (en) Blower motor operation for an electrified vehicle
US11679690B2 (en) Battery thermal management systems for providing improved battery cooling as a function of vehicle speed
CN113200016A (zh) 用于限制车辆上的远程起动功能的***和方法
US10434898B2 (en) Electrified vehicle with expansion interface mechanism for interfacing with secondary electrical device
US10906374B2 (en) A/C compressor control using refrigerant pressure
US20180029444A1 (en) System and method for control of electric vehicle heater
US10988026B2 (en) Vehicle electrical load shed
US11273686B2 (en) Electrified vehicle with control strategy for managing battery and cabin cooling
US11964589B2 (en) Electrified vehicle with dual-use storage/cooling compartment
US11916208B2 (en) Electrified vehicle with cabin pre-cooling strategy for managing battery and cabin cooling loads
CN113442724B (zh) 电动汽车及其扭矩换向时的能量分配方法、***、控制器
US20230182587A1 (en) Current control during dc fast charging
US11597289B2 (en) Electrified vehicle control of bi-directional DC/DC converter for high voltage power assist from low voltage system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination