專利名稱：用于操作電動(dòng)汽車的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于操作電動(dòng)汽車的方法，該電動(dòng)汽車具有至少一個(gè)電發(fā)動(dòng)機(jī)、 至少一個(gè)電蓄能器、以及至少一個(gè)發(fā)電裝置，其中從電蓄能器的已定義的充電狀態(tài)起激活 發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
EP 1 225 074 A2公開(kāi)了一種串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車，其具有電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及驅(qū) 動(dòng)該發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。在此，在零排放區(qū)域內(nèi)，在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)的情況下單純地用電來(lái)操作該 汽車。在此情況下，不僅可在緊臨進(jìn)入無(wú)排放區(qū)域之前而且可在離開(kāi)無(wú)排放區(qū)域時(shí)通過(guò)內(nèi) 燃機(jī)對(duì)電蓄能器充電。WO 2005/082663A1公開(kāi)了一種用于電動(dòng)汽車的便攜式發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)組被構(gòu) 造成用于延長(zhǎng)該電動(dòng)汽車的行程長(zhǎng)度。US 2009/015202A公開(kāi)了一種用于混合動(dòng)力汽車中的充電調(diào)節(jié)的方法，其中將額 定充電狀態(tài)定義為充電范圍的平均值。能量流被調(diào)節(jié)，以便維持額定充電狀態(tài)。通過(guò)操作 混合動(dòng)力汽車的電發(fā)動(dòng)機(jī)，充電狀態(tài)從該額定值下降并且通過(guò)用內(nèi)燃機(jī)生成的電能重新升
尚oWO 2008/128416A1公開(kāi)了一種用于混合動(dòng)力汽車的能量管理，該混合動(dòng)力汽車具 有負(fù)載預(yù)測(cè)系統(tǒng)，利用該負(fù)載預(yù)測(cè)系統(tǒng)并基于輸入?yún)?shù)和借助自學(xué)習(xí)的系統(tǒng)來(lái)計(jì)算未來(lái)的 負(fù)載水平，以基于負(fù)載要求來(lái)確定最優(yōu)的未來(lái)的輸出功率、電池充電狀態(tài)以及最優(yōu)的汽車 速度。基于此最優(yōu)的未來(lái)的功率估計(jì)來(lái)協(xié)調(diào)混合動(dòng)力汽車的內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)和電蓄能器。一般而言，在已知的串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，如此設(shè)計(jì)內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)，以使得能 夠滿足最大的功率需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，以盡可能低的技術(shù)耗費(fèi)來(lái)滿足電動(dòng)汽車中臨時(shí)的負(fù)載要求。根據(jù)本發(fā)明，這是通過(guò)如下方式來(lái)達(dá)成的為電動(dòng)汽車在平地上已定義的持續(xù)速 度情況下電發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率需求來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)電裝置，以及在達(dá)到電蓄能器的充電狀態(tài)的技 術(shù)上的工作下限之前在已定義的接通充電狀態(tài)情況下激活發(fā)電裝置，其中該接通充電狀態(tài) 根據(jù)技術(shù)上的工作下限來(lái)定義電蓄能器的能量?jī)?chǔ)備，該能量?jī)?chǔ)備的大小被如此測(cè)定，以使 得能夠在數(shù)量上、大小上和/或持續(xù)時(shí)間上滿足已定義的峰值功率，優(yōu)選滿足汽車加速和/ 或爬坡。優(yōu)選地，如此設(shè)置接通充電狀態(tài)，以使得將蓄能器的容量中的至少10%，優(yōu)選至少 30%，保留作為能量?jī)?chǔ)備。以此方式，可以滿足汽車的所有工作范圍。在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施變型方案中提出，在自學(xué)習(xí)的過(guò)程中基于電動(dòng)汽 車已完成的行駛來(lái)設(shè)置接通充電狀態(tài)。可以替換地或補(bǔ)充地提出，根據(jù)行駛目的地和/或已計(jì)劃的行駛路線來(lái)確定接通 充電狀態(tài)，其中特別有利的是，為已計(jì)劃的行駛路線中的至少兩個(gè)行駛路段定義不同的接
3通充電狀態(tài)。由此可以在定義接通充電狀態(tài)時(shí)一同考慮路段特性。通過(guò)為平地上已定義的額定速度情況下電發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率需求來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)電裝 置，可以達(dá)成非常緊湊的結(jié)構(gòu)。


以下根據(jù)附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。附圖示出圖1示出了電蓄能器在工作時(shí)間上的充電狀態(tài)；以及圖2示出了發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)圖。
具體實(shí)施例方式圖1中在時(shí)間t的上方示出了用電驅(qū)動(dòng)的汽車的電蓄能器的充電狀態(tài)S0C。在傳 統(tǒng)的電動(dòng)汽車中，電蓄能器在行駛運(yùn)行中被放電直至技術(shù)上可能的最小充電狀態(tài)，該最小 充電狀態(tài)表示電動(dòng)汽車可行駛性的技術(shù)下限S0C2。在達(dá)到此狀態(tài)之后，可用的行駛功率直 接取決于發(fā)電裝置(距離延長(zhǎng)器)的能量輸入并且因此是有限的。根據(jù)前述方法，并不直到電蓄能器的技術(shù)上的下限S0C2處才激活發(fā)電裝置，而是 在中間的第一充電狀態(tài)——接通充電狀態(tài)S0C1—的范圍內(nèi)就激活該發(fā)電裝置，從而將剩 余的能量?jī)?chǔ)備R保留在蓄能器中。通過(guò)定義在技術(shù)上的下限S0C2上方的、在被達(dá)到之后通 過(guò)發(fā)電裝置來(lái)觸發(fā)充電過(guò)程的接通充電狀態(tài)S0C1，可以通過(guò)經(jīng)由能量?jī)?chǔ)備R的緩沖作用將 對(duì)所獲取的行駛功率的限制擴(kuò)展直至系統(tǒng)極限。因此，可以滿足諸如加速或爬坡之類的臨 時(shí)的峰值功率，而無(wú)需為峰值負(fù)載來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)電裝置的功率，僅需為平均功率來(lái)設(shè)計(jì)該發(fā)電 裝置的功率即可。圖1中用虛線1示出了常規(guī)的用電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的行駛運(yùn)行，并且用2示出了 根據(jù)本文所描述的方法的行駛運(yùn)行。如果充電狀態(tài)S0C達(dá)到接通充電狀態(tài)S0C1 (點(diǎn)3)，那 么就接通發(fā)電裝置，其中僅從電蓄能器的能量?jī)?chǔ)備R中取出超過(guò)發(fā)電裝置的功率的能量要 求。圖2示出了發(fā)電裝置(距離延長(zhǎng)器)的設(shè)計(jì)圖，其中在速度v的上方示出功率P。 對(duì)于該設(shè)計(jì)而言適用如下預(yù)先規(guī)定與單純的電動(dòng)運(yùn)行相比，電動(dòng)汽車在利用距離延長(zhǎng)器 的運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)不具有行駛功率損失。該電動(dòng)汽車是為確定的行駛功率(動(dòng)力學(xué)、爬坡能力、 最高速度、等等)所設(shè)計(jì)的。發(fā)電裝置的功率可以顯著小于電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。如 此設(shè)計(jì)發(fā)電裝置，以使得其滿足電動(dòng)汽車在平地上的最大速度以及附加的能量消耗器。通 過(guò)電蓄能器(汽車電池)的已確定的電儲(chǔ)備R來(lái)滿足超過(guò)發(fā)電裝置的功率的動(dòng)態(tài)要求。諸計(jì)算已表明，例如可以在總重量為1450kg、電能量?jī)?chǔ)備R約為2kWh的電動(dòng)汽車 情況下滿足行駛動(dòng)力學(xué)。圖2中示出了關(guān)于不同斜坡的阻力曲線4、5、6、7，其中用虛線曲 線4’、5’、6’、7’示出了在使用附加的輔助機(jī)組情況下的能量需求。如果作為示例來(lái)觀察 具有15kW電功率的機(jī)組(其對(duì)應(yīng)于約13kW的車輪功率)，那么可以看到，該所選擇的汽車 (1475kg全占用)可以達(dá)到100km/h的恒定速度。如果使用2kWh的電能量?jī)?chǔ)備R，那么即 使在2%的斜坡情況下也可利用距離延長(zhǎng)器和電池使此100km/h的速度多行駛21km(見(jiàn)點(diǎn) 11)。替換地，可以進(jìn)行22次從100km/h到120km/h的加速。與之相比，可以在80km/h和 2%的斜坡情況下行駛超過(guò)66km的距離或者進(jìn)行28次從80km/h到100km/h的加速過(guò)程(見(jiàn)點(diǎn)12)。在5%的斜坡情況下，利用能量?jī)?chǔ)備R可以行駛9km的距離或者執(zhí)行19次從 100km/h到120km/h的加速過(guò)程，如以點(diǎn)13所示的那樣。附圖標(biāo)記14表示80km/h和5% 的斜坡情況下的工作點(diǎn)，其中利用能量?jī)?chǔ)備R可以行駛12km或者執(zhí)行25次從80km/h到 100km/h的加速過(guò)程。點(diǎn)15標(biāo)出了 60km/h的行駛速度的工作點(diǎn)，其中可以行駛超過(guò)22km 的距離或者可以執(zhí)行34次從60km/h到80km/h的加速過(guò)程。在10%的斜坡和60km/h的行 駛速度情況下，利用能量?jī)?chǔ)備R只可以行駛約6km的距離或者執(zhí)行28次從60km/h到80km/ h的加速過(guò)程。接通充電狀態(tài)S0C1或者能量?jī)?chǔ)備R可以由汽車生產(chǎn)商基于電動(dòng)汽車的所估計(jì)的 使用特征來(lái)確定。替換地，還可以在電動(dòng)汽車的運(yùn)行期間借助自學(xué)習(xí)的系統(tǒng)來(lái)靈活地確定 接通充電狀態(tài)S0C1。在此情況下，電動(dòng)汽車過(guò)去的行駛構(gòu)成重新確定接通充電狀態(tài)S0C1的 基礎(chǔ)，以使得可以基于實(shí)際的路段向下或者向上重新調(diào)整工廠默認(rèn)地預(yù)定義的設(shè)置。例如， 在大量汽車加速和高于平均水平地陡峭的行駛路段情況下可以有意義的是，設(shè)置較大的能 量?jī)?chǔ)備R，由此可以在電行駛運(yùn)行中提前激活發(fā)電裝置。另一方面，在以平均速度均勻地行 駛在平坦的街道上的情況下可以絕對(duì)有意義的是，減小電能量?jī)?chǔ)備R并且延遲發(fā)電裝置的 激活，由此可以節(jié)省燃料并防止不必要的排放。特別有利的是，基于輸入導(dǎo)航系統(tǒng)的目的地?cái)?shù)據(jù)并且基于關(guān)于交通流量的信息 以及在考慮諸如斜坡、堵塞等障礙的情況下估計(jì)用于克服面臨的行駛路段的能量需求，以 及計(jì)算最優(yōu)的能量?jī)?chǔ)備并且因此計(jì)算對(duì)于激活發(fā)電裝置而言決定性的接通狀態(tài)S0C1的位 置。此優(yōu)化可以在權(quán)衡行駛持續(xù)時(shí)間或者燃料消耗或者排放的情況下進(jìn)行。此外，還可以 為確定的行駛路段靈活地定義不同的能量?jī)?chǔ)備R。這在主要的路段特性(陡度，彎曲度、交 通流量)在行駛路線過(guò)程中發(fā)生變化的情況下是特別有利的。
權(quán)利要求
一種用于操作電動(dòng)汽車的方法，所述電動(dòng)汽車具有至少一個(gè)電發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電蓄能器、以及至少一個(gè)發(fā)電裝置，其中從所述電蓄能器的已定義的充電狀態(tài)(SOC)起激活所述發(fā)電裝置，其特征在于，為所述電動(dòng)汽車在平地上已定義的持續(xù)速度情況下所述電發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率需求來(lái)設(shè)計(jì)所述發(fā)電裝置，以及在達(dá)到所述電蓄能器的充電狀態(tài)的技術(shù)上的工作下限之前在已定義的接通充電狀態(tài)(SOC1)情況下激活所述發(fā)電裝置，其中所述接通充電狀態(tài)(SOC1)根據(jù)所述技術(shù)上的工作下限(SOC2)來(lái)定義所述電蓄能器的能量?jī)?chǔ)備(R)，所述能量?jī)?chǔ)備(R)的大小被如此測(cè)定，以使得能夠在數(shù)量上、大小上和/或持續(xù)時(shí)間上滿足已定義的峰值功率，優(yōu)選滿足汽車加速和/或爬坡。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如此設(shè)置所述接通充電狀態(tài)(S0C1)，以使得 將所述蓄能器的容量中的至少10%，優(yōu)選至少30%，保留作為能量?jī)?chǔ)備(R)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在自學(xué)習(xí)的過(guò)程中基于所述電動(dòng)汽車已 完成的行駛來(lái)設(shè)置所述接通充電狀態(tài)(S0C1)。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)行駛目的地和/或已計(jì)劃 的行駛路線來(lái)確定所述接通充電狀態(tài)(S0C1)。
5.如權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為已計(jì)劃的行駛路線中的至少 兩個(gè)行駛路段定義不同的接通充電狀態(tài)(S0C1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操作電動(dòng)車輛的方法，該電動(dòng)車輛具有至少一個(gè)電發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電蓄能器、以及至少一個(gè)發(fā)電裝置，其中從電蓄能器的已定義的充電狀態(tài)(SOC)起激活發(fā)電裝置。為了減少電動(dòng)汽車的成本并且節(jié)省結(jié)構(gòu)空間而提出，為電動(dòng)汽車在平地上已定義的持續(xù)速度情況下電發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率需求來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)電裝置，以及在達(dá)到電蓄能器的充電狀態(tài)的技術(shù)上的工作下限之前在已定義的接通充電狀態(tài)(SOC1)情況下激活發(fā)電裝置，其中接通充電狀態(tài)(SOC1)根據(jù)技術(shù)上的工作下限(SOC2)來(lái)定義電蓄能器的能量?jī)?chǔ)備(R)，該能量?jī)?chǔ)備(R)的大小被如此測(cè)定，以使得能夠在數(shù)量上、大小上和/或持續(xù)時(shí)間上滿足已定義的峰值功率，優(yōu)選滿足汽車加速和/或爬坡。
文檔編號(hào)B60W10/08GK101857023SQ20101015985
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者R·菲希爾 申請(qǐng)人:Avl里斯脫有限公司