在車外充電事件期間檢測并緩解充電信號振蕩的制作方法

引言本發明涉及電氣化動力總成系統以及用于為電氣化動力總成系統的電池組充電的方法。

背景技術：

1、電池電動車輛、混合動力電動車輛和插電式混合動力電動車輛(為了簡單起見在本文中統稱為電動車輛(ev))配備有電氣化動力總成系統，該電氣化動力總成系統具有高能推進電池組和一個或多個電動牽引馬達。推進電池組形成可再充電儲能系統(ress)的核心部件，其中電池組的組成電化學電池單元是根據需要使用車外(offboard)充電電源和車載(onboard)再生制動可再充電的。

2、在典型的車外充電事件期間，在車載車輛控制器與充電站/電動車輛供電設備(evse)的對應的站控制器之間經由既定協議發生雙向通信。這種連接尤其導致充電請求從車輛控制器傳達到站控制器。站控制器進而將站的充電極限通知給車輛控制器。在成功交換必要的參數和充電極限后就開始對電池組充電。

3、公共充電網絡包括來自數量越來越多的evse制造商的車外充電站。直流快速充電(dcfc)站特別地使用多個功率轉換級(power?conversion?stage)來將交流(ac)電源電壓轉換為適合于為推進電池組充電的dc電力。給定的車外充電站可使用特定于制造商的內部功率轉換設置。結果，當充電站在可用的功率轉換級之間切換時，充電車輛可能遇到振蕩功率或電流極限。暫時降低充電站輸出能力的這種切換通常在充電站接近其既定的充電極限操作時是普遍的。

技術實現思路

1、本文中公開了基于硬件和軟件的解決方案，其用于在電池充電事件期間檢測并緩解由車外充電站提供的充電功率或電流極限中的不期望振蕩。本解決方案可在充電接受者系統(例如，具有可再充電推進電池組的機動車輛)上實施，或者這些解決方案可在車外充電站上搶占式地(preemptively)實施。

2、如本文中舉例說明的，電池充電事件是直流快速充電(dcfc)事件，在此期間，由車外充電站向電動車輛(ev)的推進電池組提供高壓充電功率。然而，本教導也可應用于其他移動或固定系統，這些系統具有適合與本文中所描述的車外充電站一起使用的類似的可再充電電池組。

3、在特定的非限制性實施方式中，電氣化動力總成系統包括電池組、功率逆變器、電動馬達和本地控制器(即，車載電子控制單元或處理器)。本地控制器被構造成響應于電池組到具有站控制器的車外充電站的連接而從站控制器接收所報告的充電極限，例如作為功率和/或電流極限。在該實施例中，本地控制器還將充電請求信號(例如，功率或電流請求)傳輸到站控制器。充電請求信號是基于所報告的充電極限，其中本地控制器通常請求處于或接近所報告的極限的充電功率/電流。

4、作為其已編程功能的一部分，在本文中闡述的各種實施例中，本地控制器可在主動充電事件期間檢測所報告的充電極限的閾值振蕩。如本文中構想的主動充電事件是這樣的事件：在此期間，上述電池組由車外充電站進行再充電。在可能的實施方式中，本地控制器在主動充電事件期間實時調整其充電請求信號，其中該動作響應于閾值振蕩而發生。

5、所報告的充電極限可包括車外充電站的最大充電功率極限，在這種情況下，初始充電請求是對處于最大充電功率極限的充電功率的請求。

6、本地控制器可將在預定持續時間上所報告的充電極限中的階梯狀振蕩次數計數為變化率(roc)。在該實施方式中，本地控制器可通過將roc與經校準的roc值進行比較來檢測閾值振蕩。

7、在可能的實施例中，本地控制器還可在經校準的時間量內保持減額水平(deratedlevel)，并且當經校準的時間量已流逝時恢復初始充電請求。本地控制器還可通過將各振蕩中的最低點記錄在本地控制器的存儲器中來檢測閾值振蕩。在該特定實施例中，減額水平低于最低點。

8、電氣化動力總成系統可在具有一組行車輪的機動車輛上使用，在這種情況下，電池組是機動車輛的推進電池組，并且電動馬達連接到行車輪中的一者或多者。

9、在一個或多個實施例中，閾值振蕩是最大功率或電流極限的至少5％。

10、本地控制器可與用戶裝置通信并且被構造成將指示閾值振蕩的站狀態信號傳輸到用戶裝置。

11、本文中還公開了一種用于為電氣化動力總成系統的電池組充電的方法。根據可能的實施例，該方法包括：響應于電池組到車外充電站的連接而從車外充電站的站控制器接收所報告的充電極限；以及經由電氣化動力總成系統的本地控制器將初始充電請求傳輸到站控制器。

12、在該實施例中，初始充電電流請求是針對處于所報告的充電極限的充電功率或電流的請求。該方法還可包括：在主動充電事件期間經由本地控制器來檢測所報告的充電極限的閾值振蕩，在該主動充電事件期間，電池組經由車外充電站來進行再充電。響應于閾值振蕩，該方法可包括：在主動充電事件期間經由本地控制器將初始充電請求暫時降低到減額水平。

13、本文中還公開了一種用于為電氣化動力總成系統的電池組充電的方法。該方法的實施例包括：在電池組連接到車外充電站時，經由第一控制器從第二控制器接收初始充電請求。該方法包括：在主動充電事件期間經由第一控制器或第二控制器來檢測車外充電站的充電極限的閾值振蕩，在該主動充電事件期間，電氣化動力總成系統的電池組由車外充電站進行再充電。響應于閾值振蕩，在該實施例中，該方法包括：在主動充電事件期間將車外充電站的充電極限暫時降低到減額充電極限。

14、車外充電站可包括作為第一控制器的站控制器，并且由站控制器執行檢測充電極限的閾值振蕩和將充電極限暫時降低到減額充電極限。

15、站控制器可與用戶裝置通信，在這種情況下，該方法可任選地包括：經由站控制器將站狀態信號傳輸到用戶裝置，該站狀態信號指示閾值振蕩和減額充電極限。

16、如上所述，電氣化動力總成系統可以是機動車輛的部件，該機動車輛具有車輛控制器、車身、連接到車身的一組行車輪、以及連接到行車輪中的一者或多者并由電池組使其通電(energize)的電動牽引馬達。在此情況下，第一控制器可以是車外充電站的站控制器。第二控制器可以是車輛控制器。

17、在一個或多個實施例中，站控制器可被構造成：將在預定持續時間上所報告的充電極限中的階梯狀振蕩次數計數為roc；通過將roc與經校準的roc值進行比較來檢測閾值振蕩；在經校準的時間量內保持減額充電極限；以及當經校準的時間量已流逝時恢復初始充電電流請求。

18、本發明還提供以下技術方案：

19、1.一種電氣化動力總成系統，其包括：

20、電池組；

21、電動馬達，所述電動馬達連接到所述電池組并由所述電池組使其通電；以及

22、本地控制器，所述本地控制器被構造成響應于所述電池組到具有站控制器的車外充電站的連接而進行如下操作：

23、從所述站控制器接收所報告的充電極限；

24、將初始充電請求信號傳輸到所述站控制器，其中，所述初始充電請求信號是針對處于所述所報告的充電極限的充電功率或電流的請求；

25、在主動充電事件期間檢測所述所報告的充電極限的閾值振蕩，在所述主動充電事件期間，所述電池組經由所述車外充電站來進行再充電；以及

26、響應于所述閾值振蕩，在所述主動充電事件期間將所述初始充電請求暫時降低到減額水平。

27、2.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述所報告的充電極限包括所述車外充電站的最大充電功率極限，并且其中，所述初始充電請求是針對處于所述最大充電功率極限的所述充電功率的請求。

28、3.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述本地控制器被構造成：將在預定持續時間上所述所報告的充電極限中的階梯狀振蕩次數計數為變化率(roc)；以及通過將所述roc與經校準的roc值進行比較來檢測所述閾值振蕩。

29、4.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述本地控制器被構造成：

30、在經校準的時間量內保持所述減額水平；以及

31、當所述經校準的時間量已流逝時恢復所述初始充電請求。

32、5.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述本地控制器被構造成：通過將所述振蕩中的最低點記錄在所述本地控制器的存儲器中來檢測所述閾值振蕩，并且其中，所述減額水平低于所述最低點。

33、6.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述電氣化動力總成系統在具有一組行車輪的機動車輛上使用，所述電池組是所述機動車輛的推進電池組，并且所述電動馬達連接到所述行車輪中的一者或多者。

34、7.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述閾值振蕩是所述最大功率或電流極限的至少5％。

35、8.根據技術方案1所述的電氣化動力總成系統，其中，所述本地控制器與用戶裝置通信并且被構造成將指示所述閾值振蕩的站狀態信號傳輸到所述用戶裝置。

36、9.一種用于為電氣化動力總成系統的電池組充電的方法，所述方法包括：

37、響應于所述電池組到車外充電站的連接而從所述車外充電站的站控制器接收所報告的充電極限；

38、經由所述電氣化動力總成系統的本地控制器將初始充電請求傳輸到所述站控制器，其中，所述初始充電電流請求是針對處于所述所報告的充電極限的充電功率或電流的請求；

39、在主動充電事件期間經由所述本地控制器來檢測所述所報告的充電極限的閾值振蕩，在所述主動充電事件期間，所述電池組經由所述車外充電站來進行再充電；以及

40、響應于所述閾值振蕩，經由所述本地控制器在所述主動充電事件期間將所述初始充電請求暫時降低到減額水平。

41、10.根據技術方案9所述的方法，其中，所述所報告的充電極限包括所述車外充電站的最大充電功率極限，并且其中，傳輸所述初始充電請求包括傳輸針對處于所述最大充電極限的充電功率的請求。

42、11.根據技術方案9所述的方法，其進一步包括：

43、經由所述本地控制器將在預定持續時間上所述所報告的充電極限中的階梯狀振蕩次數計數為變化率(roc)；以及

44、通過將所述roc與經校準的roc值進行比較來檢測所述閾值振蕩。

45、12.根據技術方案9所述的方法，其進一步包括：

46、在經校準的時間量內將所述減額水平保持處于穩態水平；以及

47、當所述經校準的時間量已流逝時恢復所述初始充電請求。

48、13.根據技術方案9所述的方法，其中，檢測所述所報告的充電極限的閾值振蕩包括：將所述振蕩中的最低點記錄在所述本地控制器的存儲器中，并且其中，所述減額水平是低于所述最低點的充電功率或電流。

49、14.根據技術方案9所述的方法，其中，檢測所述所報告的充電極限振蕩的閾值振蕩包括：檢測所述最大功率或電流極限的至少5％的振蕩。

50、15.根據技術方案9所述的方法，其中，所述本地控制器與用戶裝置通信，所述方法進一步包括：

51、經由所述本地控制器將站狀態信號傳輸到所述用戶裝置，所述站狀態信號指示所述閾值振蕩。

52、16.一種用于為電氣化動力總成系統的電池組充電的方法，所述方法包括：

53、在所述電池組連接到車外充電站時，經由第一控制器從第二控制器接收初始充電請求；

54、在主動充電事件期間經由所述第一控制器或所述第二控制器來檢測所述車外充電站的充電極限的閾值振蕩，在所述主動充電事件期間，所述電氣化動力總成系統的所述電池組由所述車外充電站進行再充電；以及

55、響應于所述閾值振蕩，在所述主動充電事件期間將所述車外充電站的所述充電極限暫時降低到減額充電極限。

56、17.根據技術方案16所述的方法，其中，所述車外充電站包括作為所述第一控制器的站控制器，并且其中，由所述站控制器執行檢測所述充電極限的閾值振蕩和將所述充電極限暫時降低到所述減額充電極限。

57、18.根據技術方案17所述的方法，其中，所述站控制器與用戶裝置通信，所述方法進一步包括：

58、經由所述站控制器將站狀態信號傳輸到所述用戶裝置，所述站狀態信號指示所述閾值振蕩和所述減額充電極限。

59、19.根據技術方案16所述的方法，其中：

60、所述電氣化動力總成系統是機動車輛的部件，所述機動車輛具有車輛控制器、車身、連接到所述車身的一組行車輪、以及連接到所述行車輪中的一者或多者并由所述電池組使其通電的電動牽引馬達；

61、所述第一控制器是所述車外充電站的站控制器；并且

62、所述第二控制器是所述車輛控制器。

63、20.根據技術方案17所述的方法，其中，所述站控制器被構造成：將在預定持續時間上所述所報告的充電極限中的階梯狀振蕩次數計數為變化率(roc)；通過將所述roc與經校準的roc值進行比較來檢測所述閾值振蕩；在經校準的時間量內保持所述減額充電極限；以及當所述經校準的時間量已流逝時恢復所述初始充電電流請求。

64、當結合附圖理解時，本教導的以上特征和優點以及其他特征和優點容易從以下對用于實施本教導的最佳模式和其他實施例中的一些的詳細描述中顯而易見，如所附權利要求中限定的。