CN105253028B - 一种复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置 - Google Patents

一种复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及增程式电动车领域，目的在于提供一种复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置，所述复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置，包括发动机、发电机、蓄电池、驱动电机、超级电容、双控开关、第一开关、第二开关、变频器和传动轴，所述发动机的转轴与发电机的转轴同轴连接，所述双控开关的输入端与发电机电连接。本发明的有益效果在于：当***判断电动车处于高功率需求驱动状态时，将发电机直接与驱动电机连接，由发电机直接供电，电动车处于低功率需求驱动状态时，由蓄电池供电，可减少能量转化造成的损耗，提高电池使用寿命。

Description

一种复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置
技术领域
本发明涉及增程式电动车领域，特别涉及一种复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置。
背景技术
随着电动汽车的广泛推广，电动汽车的续驶里程则首当其冲地成为人们关注的焦点，而当前电池的高成本、低寿命则阻碍了电动汽车的发展，增程式电动汽车的出现则大大缓解了人们对续驶里程焦虑的问题，它是在汽车上安装能够增加续驶里程的发动机和发电机，当蓄电池电量充足时，发动机不启动，整车以纯电动形式运行，当蓄电池SOC较低时，发动机开启，带动发电机运转发电并给蓄电池供电，但是正因为传统增程式车辆***中，发动机仅在电池SOC较低时才进行启动，并且是给蓄电池充电的形式提供能源，因此存在以下缺点：1、能量传递环节过多以致能量损耗率增加，能量利用效率降低；2、在一定时间内蓄电池处于SOC较低的工作状态，蓄电池放电效率低且影响蓄电池使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种能量利用效率高，利于蓄电池长时间工作的复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种复合电源增程式电动车的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、启动电动车，当电动车处于驱动模式时，判断驱动电机的需求功率是否大于驱动电机额定功率的40％，若是，则启动发动机，由发动机带动发电机发电，发电机对驱动电机供电，若发电机供电无法满足功率需求，则接通蓄电池与驱动电机，由蓄电池和发电机一起对驱动电机供电；若否，则进入步骤2；
步骤2、接通蓄电池与驱动电机，蓄电池对驱动电机供电，判断蓄电池SOC是否低于预设电量最低值，若是，进入步骤3；
步骤3、发动机启动，发动机带动发电机发电，发电机对蓄电池充电，判断蓄电池SOC是否高于预设电量最高值，若是，则发动机停止工作。
为实现上述方法，本发明采用的装置为：
一种复合电源增程式电动车的控制装置，包括发动机、发电机、蓄电池、驱动电机、超级电容、双控开关、第一开关和第二开关，所述发动机的转轴与发电机的转轴同轴连接，所述双控开关的输入端与发电机电连接，所述双控开关的第一输出端与蓄电池电连接，所述双控开关的第二输出端与驱动电机电连接，所述第一开关的两端分别与超级电容和驱动连接电连接，所述第二开关的两端分别与蓄电池和驱动电机电连接。
本发明的有益效果在于：当***判断电动车处于高功率需求驱动状态时，将发电机直接与驱动电机连接，由发电机直接供电，减少能量转化造成的损耗，提高能量利用率，并且***中的发动机可一直处在高效稳定转速的工作状态，提高发电效率，并且蓄电池高功率需求驱动状态时作为备用补充电量，可有效的避免蓄电池在SOC过低的情况下工作，提高电池使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置的结构图；
图2是本发明实施例复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置的电路图；
图3是本发明实施例复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置的驱动模式流程图；
图4是本发明实施例复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置的总流程图。
标号说明：
1、发动机；2、发电机；3、蓄电池；4、驱动电机；5、整车控制器；6、超级电容；7、变频器；8、传动轴；51、双控开关；52、第一开关；53、第二开关。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于：当***判断电动车处于高功率需求驱动状态时，将发电机直接与驱动电机连接，由发电机直接供电，电动车处于低功率需求驱动状态时，由蓄电池供电，可减少能量转化造成的损耗，提高电池使用寿命。
请参阅图1至图4所示，本实施例的复合电源增程式电动车的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、启动电动车，当电动车处于驱动模式时，判断驱动电机4的需求功率是否大于驱动电机4额定功率的40％，若是，则启动发动机1，发动机1带动发电机2发电，发电机2对驱动电机4供电，若发电机2供电无法满足功率需求，则接通蓄电池3与驱动电机，由蓄电池3和发电机2一起对驱动电机4供电；若否，则进入步骤2；
步骤2、接通蓄电池3与驱动电机4，蓄电池3对驱动电机4供电，判断蓄电池3SOC是否低于预设电量最低值，若是，进入步骤3；
步骤3、发动机1启动，发动机1带动发电机2发电，发电机2对蓄电池3充电，判断蓄电池3SOC是否高于预设电量最高值，若是，则发动机1停止工作。
本实施例的复合电源增程式电动车的控制装置，包括发动机1、发电机2、蓄电池3、驱动电机4、超级电容6、双控开关51、第一开关52和第二开关53，所述发动机1的转轴与发电机2的转轴同轴连接，所述双控开关51的输入端与发电机2电连接，所述双控开关51的第一输出端与蓄电池3电连接，所述双控开关51的第二输出端与驱动电机4电连接，所述第一开关52的两端分别与超级电容6和驱动连接电连接，所述第二开关53的两端分别与蓄电池3和驱动电机4电连接。
本发明的工作过程为：当***判断电动车处于高功率需求驱动状态时，双控开关51向第二输出端方向闭合，发电机2直接向驱动电机4供电，第一开关52断开，第二开关53闭合，蓄电池3补充剩余的需求功率进行辅助驱动，当***判断电动车处于低功率需求驱动状态时，第二开关53闭合，第一开关52和双控开关51断开，当蓄电池3SOC低于预设电量最低值时，双控开关51向第一输出端方向闭合，发电机2向电池充电，当蓄电池3SOC高于预设电量最高值时，双控开关51断开停止充电。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：当***判断电动车处于高功率需求驱动状态时，将发电机2直接与驱动电机4连接，由发电机2直接供电，减少能量转化造成的损耗，提高能量利用率，并且***中的发动机1可一直处在高效稳定转速的工作状态，提高发电效率，并且蓄电池3高功率需求驱动状态时作为备用补充电量，可有效的避免蓄电池3在SOC过低的情况下工作，提高电池使用寿命。
进一步的，启动发动机之前，先由安装在电动车内用于回收驱动电机4制动电能的超级电容6对驱动电机4供电，当超级电容6的电压小于或等于预设的最低工作阀值电压后，再启动发动机1。
进一步的，在蓄电池3与驱动电机4接通之前，先由安装在电动车内用于回收驱动电机制动电能的超级电容6对驱动电机4供电，当超级电容6的电压小于或等于预设的最低工作阀值电压后，接通蓄电池3与驱动电机4。
进一步的，电动车还包括制动模式，当电动车处于制动模式时，判断安装在电动车内的超级电容6电压是否低于最高限制电压，若是，超级电容6吸收储存驱动电机4制动产生的电能。
由上述描述可知，***中还包括与驱动电机4连接的超级电容6；当电动车处于制动模式时，超级电容6吸收储存驱动电机4制动产生的电能；当电动车处于驱动模式时，优先使用超级电容6中的电能对驱动电机4供电，超级电容6的电能释放完毕后切换至其他供电装置。
电动车中采用超级电容6作为能量回收装置，与以往回流到蓄电池3相比储能效果更好，可大大提高制动能量回收效率，减少燃油消耗，增加行驶里程。
进一步的，电动车还包括停车模式，当电动车处于停车模式时，发动机1启动，发动机1带动发电机2发电，发电机2对蓄电池3充电，判断蓄电池3SOC是否高于预设电量最高值，若是，发动机1停止工作。
由上述描述可知，在停车时对蓄电池3充电，可避免蓄电池3放电至安全工作下限，提高电池使用寿命。
进一步的，还包括变频器7，所述变频器7安装在所述驱动电机4的输入电路上。
由上述描述可知，通过变频器7可快速方便的改变电动车行驶速度，提高电动车操控性能。
进一步的，还包括传动轴，所述驱动电机4的输出轴与传动轴连接，所述传动轴与电动车后桥连接。
由上述描述可知，驱动电机4通过传动轴驱动电动车后桥转动。
请参照图1至图4所示，本发明的实施例一为：
一种复合电源增程式电动车的控制装置，包括发动机1、发电机2、蓄电池3、驱动电机4、超级电容6、整车控制器5、变频器7和传动轴8，所述整车控制器5包括双控开关51、第一开关52和第二开关53，所述发动机1的转轴与发电机2的转轴同轴连接，所述双控开关51的输入端与发电机2电连接，所述双控开关51的第一输出端与蓄电池3电连接，所述双控开关51的第二输出端与驱动电机4电连接，所述第一开关52的两端分别与超级电容6和驱动连接电连接，所述第二开关53的两端分别与蓄电池3和驱动电机4电连接，所述变频器7安装在所述驱动电机4的输入电路上，所述驱动电机4的输出轴与传动轴连接，所述传动轴与电动车后桥连接。
综上所述，本发明提供的复合电源增程式电动车的控制方法及其控制装置，当***判断电动车处于高功率需求驱动状态时，将发电机直接与驱动电机连接，由发电机直接供电，减少能量转化造成的损耗，提高能量利用率，并且***中的发动机可一直处在高效稳定转速的工作状态，提高发电效率，并且蓄电池高功率需求驱动状态时作为备用补充电量，可有效的避免蓄电池在SOC过低的情况下工作，提高电池使用寿命，采用超级电容作为能量回收装置，与以往回流到蓄电池相比储能效果更好，可大大提高制动能量回收效率，减少燃油消耗，增加行驶里程，通过变频器可快速方便的改变电动车行驶速度，提高电动车操控性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种复合电源增程式电动车的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、启动电动车，当电动车处于驱动模式时，判断驱动电机的需求功率是否大于驱动电机额定功率的40％，若是，则启动发动机，由发动机带动发电机发电，发电机对驱动电机供电，若发电机供电无法满足功率需求，则接通蓄电池与驱动电机，由蓄电池和发电机一起对驱动电机供电；若否，则进入步骤2；
步骤2、接通蓄电池与驱动电机，蓄电池对驱动电机供电，判断蓄电池SOC是否低于预设电量最低值，若是，进入步骤3；
步骤3、发动机启动，发动机带动发电机发电，发电机对蓄电池充电，判断蓄电池SOC是否高于预设电量最高值，若是，则发动机停止工作；
在步骤1中，启动发动机之前，先由安装在电动车内用于回收驱动电机制动电能的超级电容对驱动电机供电，当超级电容的电压小于或等于预设的最低工作阀值电压后，再启动发动机。
2.根据权利要求1所述的复合电源增程式电动车的控制方法，其特征在于：在步骤2中，蓄电池与驱动电机接通之前，先由安装在电动车内用于回收驱动电机制动电能的超级电容对驱动电机供电，当超级电容的电压小于或等于预设的最低工作阀值电压后，接通蓄电池与驱动电机。
3.根据权利要求1所述的复合电源增程式电动车的控制方法，其特征在于：电动车还包括制动模式，当电动车处于制动模式时，判断安装在电动车内的超级电容电压是否低于最高限制电压，若是，超级电容吸收储存驱动电机制动产生的电能。
4.根据权利要求1所述的复合电源增程式电动车的控制方法，其特征在于：电动车还包括停车模式，当电动车处于停车模式时，发动机启动，发动机带动发电机发电，发电机对蓄电池充电，判断蓄电池SOC是否高于预设电量最高值，若是，发动机停止工作。
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