纯电动车辆生命保障系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于纯电动车辆的纯电动车辆生命保障系统。该系统可以包括适合于接收充电站位置数据的至少一个控制器；与该至少一个控制器相接合的车辆电池，该至少一个控制器适合于从车辆电池接收电荷状态数据；并且该至少一个控制器适合于基于电荷状态数据和充电站位置数据确定车辆将到达至少一个电池充电站的概率。还公开了一种纯电动车辆生命保障方法。

说明书

技术领域

本发明的说明性实施例总体上涉及纯电动车辆(BEV)。更具体地， 本发明的说明性实施例涉及BEV生命保障系统和方法，在其中提供给 BEV的操作者表明在车辆电池的当前电荷状态下BEV到达充电站的可能 性的数据。

背景技术

在一些情况下，电动车辆的电池会耗尽电荷。对于BEV的操作者， 带着耗尽的牵引电池沿着路边搁浅的可能性是可能的。这种可能性对 BEV操作者或有特殊需求的乘员来说会是尤其有问题的。

纯电动车辆(BEV)的距离估计算法能够预测车辆的牵引电池的电 荷状态(SOC)，能够预测将来的能量消耗，并且因此，能够预测沿着 计划的路线或围绕车辆的现在位置到达特定目的地或范围轮廓线(range  contour)的可能性。利用来自云源(cloud source)(内容发布网络)或 内部车载车辆数据库的充电站位置数据，在(或不在)车辆的范围内的 充电源的存在是易于辨认的。

因此，提供给BEV的操作者表明在车辆电池的当前电荷状态下BEV 到达充电站的可能性的数据的BEV生命保障系统及方法会是可取的。这 种能力可以使车辆操作者能够在存在到达充电站的可能性的情况下继续 驾驶或者，可选地，使车辆操作者能够安全地停止车辆的运行、请求帮 助并利用剩余的牵引电池为“生命保障功能”充电，直到援助到来。

发明内容

本发明的说明性实施例总体上针对用于纯电动车辆的纯电动车辆生命 保障系统。该系统可以包括：至少一个控制器，其适应于接收充电站位置 数据；车辆电池，其与该至少一个控制器相连接，该至少一个控制器适应 于从车辆电池接收电荷状态数据；以及该至少一个控制器适应于基于电荷 状态数据和充电站位置数据确定车辆将到达至少一个电池充电站的概率。

本发明的说明性实施例进一步地总体上针对纯电动车辆生命保障方 法。该方法可以包括获取电荷状态数据和充电站位置数据；基于电荷状态 数据和充电站位置数据确定纯电动车辆到达至少一个充电站的概率；以及 向车辆的操作者传达纯电动车辆到达至少一个充电站的概率。车辆的操作 者可以能够禁用这个功能。

附图说明

现在将通过示例参照附图描述本发明的说明性实施例，在附图中：

图1是根据BEV生命保障系统的说明性实施例的纯电动车辆(BEV) 的框图；

图2是说明BEV到达充电站的概率作为车辆牵引电池的电荷状态与 到在BEV附近的充电站的距离的函数的曲线图；

图3是BEV生命保障方法的说明性实施例的流程图；以及

图4是概率密度对时间的曲线，其代表使用者在一段时间内接收到 援助的概率。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上只是示例性的，并不用于限定所描述实施例 或应用及所描述实施例的用途。此处所用的词“示例性”或“说明性”意 思是“作为示例、实例或说明。”此处所描述的作为“示例性”或“说明 性”的任何实施方式没有必要解释为比其它实施方式优选或有利。以下所 描述的所有实施方式都是示例性的实施方式，用于使本领域的技术人员能 够实践本发明所公开的内容，并不用于限制权利要求的范围。此外，此处 所描述的说明性实施例并非详尽无遗的，除了此处所描述的以及权利要求 范围内的之外的实施例或实施方式也是可以的。另外，本发明无意受在前 述的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所提出的任何 明示或暗含的理论的约束。

首先参照图1，展示了配备有BEV生命保障系统100的说明性实施 例的示例性纯电动车辆(BEV)101。BEV 101可以是使用至少一个电池 或电池组以及电动机用于车辆运输的任何类型的EV(电动车辆)或PHEV (插电式混合动力车辆)。商业上可用的BEV 101的非限制的示例—— 其适合于BEV生命保障系统100的实施方式，包括FORD FOCUS(商 标)BEV、FORD TRANSIT(商标)BEV和FORD C-MAX(商标)PHEV (插电式混合动力车辆)和FORD Fusion(商标)PHEV。BEV生命保障 系统100适合于基于车辆电池的电荷状态(SOC)确定BEV 101将到达 在BEV101附近的一个或多个电池充电站的概率。确定的概率使车辆操 作者能够选择是在存在到达充电站的可能性时继续驾驶还是现在就安全 地靠边停车、请求援助并使用剩余的电池为“生命保障功能”充电直到 援助到达。

总体上，BEV 101可以包括至少一个车辆控制器102。人机界面 (HMI)105与车辆控制器102相接合。可以在BEV 101的仪表板(未 示出)上或在某些其它合适的可接近的位置中提供HMI 105，以使BEV 101的操作者为了控制BEV 101能够与车辆控制器102相互作用。

电池能量控制模块(BECM)103可以与车辆控制器102相接合。电 池组104可以与BECM 103相接合。电池组104可以包括至少一个牵引 电池(未示出)——其向电力牵引电动机107供应电力，电力牵引电动 机107单独或与内燃发动机(未示出)相结合促进BEV 101的运输。BECM  103适合于监控电池组104的电荷状态(SOC)并向车辆控制器102传输 表明电池组104的电荷状态的SOC数据108。

车辆传感器114可以与车辆控制器102和与电力牵引电动机107和 BEV101的其它的操作组件(未示出)相接合。车辆传感器114可以适合 于收集并向车辆控制器102传输诸如车辆性能数据及类似物的车辆传感 器数据116。车辆性能数据可以包括如BEV 101的速度和来自电池组104 的电能的消耗率这样的参数。可以从云源(cloud source)或内容发布网 络获得的天气预报数据、可以从导航系统地形数据库获得的地形数据、 云源(cloud source)或内容发布网络可以分别涉及沿着BEV 101行进的 路线的天气和地形。

导航系统106可以与车辆控制器102相接合。导航系统106可以接 收充电站位置数据110——其表明在BEV 101附近的一个或多个电池充 电站的位置以及充电站和BEV 101之间的距离，并向车辆控制器102传 输充电站位置数据110。车辆控制器102可以适合于在HMI 105上表示 充电站位置数据110以使BEV 101的操作者能够确定电池充电站相对于 BEV 101的位置和距离。在一些实施例中，车辆控制器102可以通过内 容发布网络或内部的车载车辆数据库从云源(cloud source)接收充电站 位置数据110。

基于来自BECM 103的SOC数据108、来自车辆传感器114的车辆 传感器数据116和来自导航系统106的充电站位置数据110，车辆控制器 102适合于确定BEV 101将到达由导航系统106定位的和在到达的特定 可能性或概率的范围轮廓线(range contour)内的一个或多个电池充电站 的概率。车辆控制器102适合于在HMI 105上表示确定的概率。HMI 105 可以适合于向BEV 101的操作者指示在BEV 101附近的电池充电站(未 示出)的距离和位置，以及BEV 101将依靠电池组104的当前电量状态 (SOC)到达每个电池充电站的确定的概率。

在一些实施例中，HMI 105可以包括生命保障选项120——在其中 BEV 101的操作者可以选择终止BEV 101的进一步操作并请求来自营救 人员的援助。生命保障选项120可以适合于指导操作者将BEV 101开到 路边并可以帮助操作者请求援助。

在一些实施例中，HMI 105可以有能力使用GP导航系统106来帮助 BEV 101的操作者选择停下BEV 101的位置(例如，像休息区或餐馆) 并创造路线来指引操作者到达该位置。车辆控制器102可以利用到每个 位置的距离、到达每个位置所需要的SOC、BEV 101将到达每个位置的 概率和在每个位置时的剩余电池时间作为加权系数来为在HMI105上的 操作者选择和指示优选位置。

在一些实施例中，车辆控制器102可以基于车辆乘员的需要、气候 和预期持续时间使用HMI 105来帮助BEV 101的操作者优化能量消耗直 到帮助是可预期的。在一些应用中，没有特殊需要的车辆乘员可以选择 对于带有由电池组104供电的通信和信息娱乐服务的援助的更舒适的等 待的生命保障选项120。用于获取营救到达122的可能性/计时的装置可 以与车辆控制器102相接合。在BEV 101的乘员选择终止BEV 101的进 一步操作并向营救人员求助的情况下，用于获取营救到达122的可能性/ 计时的该装置可以适合于确定对车辆BEV 101的营救人员到达的可能性 或计时。用于获取营救到达122的可能性/计时的该装置可以使用概率密 度对时间图(图4)——其代表乘员在一段时间内收到援助的概率。

接下来参照图2，展示了曲线图200，其说明了BEV到达充电站的 概率作为车辆牵引电池的电荷状态和到BEV附近的充电站的距离的函 数。图中的实线代表——基于在能量计算中估计的随机噪声考虑到车辆 电池在行进中任何时间的当前SOC——到达充电站的估计可能性。图中 的虚线代表在给定能量消耗的随机可变性的两种不同的场景下，保持生 命保障直到帮助到达的估计概率。当虚线在实线下面时，继续驾驶是最 安全的选择。当虚线在实线上面时，生命保障选项120是最安全的选择。 当两条线相交时，可以通过HMI通知车辆操作者。可以在连续的间隔上 更新计算来适应当车辆通过路线前进时变化条件的方法。

接下来参照图3，展示了BEV生命保障方法的说明性实施例的流程 图300。在框302中，可以获取SOC数据、充电站位置数据、车辆传感 器数据和天气和地形数据。在框304中，可以确定BEV将到达在BEV 附近的一个或多个充电站的概率。在框306中，确定的概率传达给车辆 的操作员。在框308中，可以做出关于在框304中确定的概率是否大于 预定的阈值概率的确定。如果在框304中确定的概率大于阈值概率，那 么该方法可以返回到框302。如果在框304中确定的概率等于或小于阈值 概率，那么该方法可以继续到框310。在框310中，可以确定营救的概率 作为时间的函数。在一些实施例中，可以用概率密度对时间曲线(图4) 确定概率。

在框312中，可以做出关于车辆的操作员是否想要启用生命保障选 项的确定。如果是，那么在框314中，可以帮助BEV的操作员选择停下 BEV的位置并且可以创造指引操作员到所选择的位置的路线。如果否， 那么就在框316中取消生命保障选项。

尽管已经针对某些示例性实施例对所公开的实施例进行了说明，但 是应当理解的是这些具体实施例是为了说明而非限制，对于本领域的技 术人员来说还可以做出其它变动。