CN106476637A - 深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法 - Google Patents
深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106476637A CN106476637A CN201510534053.6A CN201510534053A CN106476637A CN 106476637 A CN106476637 A CN 106476637A CN 201510534053 A CN201510534053 A CN 201510534053A CN 106476637 A CN106476637 A CN 106476637A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- engine
- electromotor
- group
- power supply
- hybrid vehicle
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 47
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 24
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 101000841267 Homo sapiens Long chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 102100029107 Long chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- RSWGJHLUYNHPMX-ONCXSQPRSA-N abietic acid Chemical compound C([C@@H]12)CC(C(C)C)=CC1=CC[C@@H]1[C@]2(C)CCC[C@@]1(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-ONCXSQPRSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- IXSZQYVWNJNRAL-UHFFFAOYSA-N etoxazole Chemical compound CCOC1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C1N=C(C=2C(=CC=CC=2F)F)OC1 IXSZQYVWNJNRAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000009440 infrastructure construction Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- JJYKJUXBWFATTE-UHFFFAOYSA-N mosher's acid Chemical compound COC(C(O)=O)(C(F)(F)F)C1=CC=CC=C1 JJYKJUXBWFATTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法，包括发电机或发动机发电装置及其启停装置，与充放电动力电源构成的双动力电源；整车管理***；BMS管理***；驱动***；辅助***；电气隔离装置；变流耦合装置；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供驱动***和辅助***使用，驱动电源的转换或双电源叠加输出驱动电力，通过变流耦合装置实现。发电机或发动机发电装置的启停工作策略包括欠电压或过电压开停机、车辆停驶停机、制动复位后加速启动、发动机机油温度、水温控制、制动状态停机、倒车控制、蓄电池电量管理等策略。
Description
技术领域
本发明涉及深混混合动力汽车、深混混合动力汽车的电源，深混混合动力汽车电源的驱动控制***及其控制方法。
背景技术
国家一直大力支持纯电动汽车的推广应用，然而，在新能源汽车的发展过程中，目前市场上主要以混合动力汽车为主，纯电动汽车所占的市场份额较小，原因是动力电池技术难以突破，再加上充电配套基础设施建设滞后，受制于续驶里程和充电基础设施的限制，纯电动汽车暂时难有较大的突破。混合动力汽车相对于传统汽车，节能效果明显。但是现有混合动力汽车没有放弃将发动机采用机械传动方式连接牵引驱动***，结构复杂的齿轮变速及离合***，使得现有混合动力***的控制策略变得复杂繁多、整车质量增加、故障率较高，维护费用高，能效的进一步提高受到制约。
公开号为CN101032921A ，申请号为CN200710014164.X，名称为《电车用差速电机驱动***》的发明专利公开了一种电车用差速电机后桥驱动***，为本发明申请涉及的差速电机驱动***的现有技术。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种采用纯电力电动机驱动，合理控制调节输入电源的提供和功率组合匹配，使发电机在启动后始终处于较高效率的稳定工作状态，能显著降低整车能耗的深混混合动力汽车、电源、电源驱动控制***及控制方法。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种深混混合动力汽车电源，它包括发电机或发动机发电装置，与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供深混混合动力汽车的驱动***及辅助***使用。
作为优选技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车电源，所述发电机或发动机发电装置为连体式共轨发动机、转子发动机或其它发动机，与发电机、冷却***、控制***和输出装置组合而成；或由燃料电池发电机及输出装置组合而成。发动机或燃料电池发电机可以使用油、气、生物质燃料、氢燃料等能源。
作为优选技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车电源，所述超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组为高比功率、高比能量的超级电容器组或快充电池组或电池－超级电容组，其电能量配备，达到单独提供电力使深混混合动力汽车在标准工况下续航3公里以上。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车电源，所述深混混合动力汽车为纯电力电动机驱动，发电机或发动机发电装置不通过机械传动方式与驱动***连接。
为了解决上述技术问题，本发明的第二方面，本发明提供一种深混混合动力汽车驱动控制***，它包括发电机或发动机发电装置，与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；负责运行整车控制软件，采集传感器的数据信息进行控制逻辑判别和发送控制指令、数据信息的整车管理***；采集超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组及蓄电池的电气参数的BMS管理***；驱动***及辅助***；防止在制动能量回收时的电能及超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能电压反向冲击发电机或发动机发电装置的电气隔离装置；即时获取超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组电能的变流耦合装置；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供驱动***及辅助***使用；所述发电机或发动机发电装置具有能执行整车管理***和/或BMS管理***发出的启停指令的启停装置，所述发电机或发动机发电装置具备自动启停功能；所述辅助***包括DC/DC电源变换器、助力转向泵、电动空压机、发电机或发动机发电装置的启停装置。
作为优选技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车驱动控制***，所述发电机或发动机发电装置为连体式共轨发动机、转子发动机或其它发动机，与发电机、冷却***、控制***和输出装置组合而成；或由燃料电池发电机及输出装置组合而成。发动机或燃料电池发电机可以使用油、气、生物质燃料、氢燃料等能源。
作为优选技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车驱动控制***，所述双动力电源包括高比功率、高比能量的超级电容器组或快充电池组或电池－超级电容组，其电能量配备，达到单独提供电力给驱动***使混合动力汽车在标准工况下续航3公里以上。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车驱动控制***，所述深混混合动力汽车为纯电力电机驱动，且发电机或发动机发电装置不通过机械传动方式与驱动***连接；所述驱动***为所述深混混合动力汽车提供牵引力，包括电动机及其控制器或差速电机驱动***；在单电源提供驱动电力输出的工况下，以发电机或发动机发电装置提供电力驱动为主，占驱动时间的50%～90%，以超级电容器、快充电池组或电池－超级电容器组提供电力驱动为辅，占驱动时间的10%～50%；当驱动***的电动机输出功率大于发电机或发动机发电装置输出的功率时，发电机或发动机发电装置保持额定输出工况，由发电机或发动机发电装置与超级电容器、快充电池组或电池－超级电容器组叠加输出驱动电力。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车驱动控制***，所述超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组也是制动能量回收的储能装置。制动能量回收效率30%～90%。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的深混混合动力汽车驱动控制***，所述深混混合动力汽车的驱动***为采用转矩闭环控制策略或采用矢量控制策略的电机驱动***，或采用差速电机的驱动***。
为了解决上述技术问题，本发明的第三方面，本发明提供一种深混混合动力汽车，具有前述任一项所述的深混混合动力汽车电源和/或任一项所述的深混混合动力汽车驱动控制***；所述超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组可选择车内自主充电或选择外插电源充电。
为了解决上述技术问题，本发明的第四方面，本发明提供一种深混混合动力汽车电源的控制方法，为应用于深混混合动力汽车驱动控制***的控制方法，所述深混混合动力汽车驱动控制***具备：包括发电机或发动机发电装置，与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；负责运行整车控制软件，采集传感器的数据信息进行控制逻辑判别和发送控制指令、数据信息的整车管理***；采集超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组及蓄电池的电气参数的BMS管理***；驱动***及辅助***；防止在制动能量回收时的电能及超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能电压反向冲击发电机或发动机发电装置的电气隔离装置；即时获取超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组电能的变流耦合装置；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供驱动***及辅助***使用，驱动电源的转换或双电源叠加输出驱动电力，通过变流耦合装置实现；所述发电机或发动机发电装置具有能执行整车管理***和/或BMS管理***发出的启停指令的启停装置，所述发电机或发动机发电装置具备自动启停功能；所述辅助***包括DC/DC电源变换器、助力转向泵、电动空压机、发电机或发动机发电装置的启停装置，发电机或发动机发电装置的启停工作策略至少包括下述策略之一：
BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组端电压处于欠电压时，BMS管理***向启停装置发出启动信号，启停装置向发电机或发动机发电装置发出启动信号，发电机或发动机发电装置启动；BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组端电压处于过电压时，BMS管理***向启停装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机；
整车管理***检测到驱动***的电动机转数为零，方向盘转角小于设定值并保持到设定时间以后，深混混合动力汽车处于牵引档位，且处于制动状态时，整车管理***向启停装置发出停机信号，启停装置向发电机或发动机发电装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机；
制动复位后，踩加速踏板且BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的剩余电量（SOC）小于设定值时，整车管理***向启停装置发出启动信号，发电机或发动机发电装置启动；
整车管理***检测到发电机或发动机发电装置的发动机机油温度低于设定值时，整车管理***向启停装置不发出停机信号或发出启动信号，使发电机或发动机发电装置处于启动状态；当机油温度达到设定值时，启停装置正常工作，发电机或发动机发电装置按启停装置指令工作；
整车管理***检测到发电机或发动机发电装置的发动机水温达到设定值时，启停装置发出停机或不发出启动信号，使发电机或发动机发电装置始终处于停机状态；当水温低于设定值时，启停装置正常工作，发电机或发动机发电装置按启停装置指令工作；
整车管理***检测到深混混合动力汽车处于空档达到设定时间后、且深混混合动力汽车处于制动状态时，整车管理***向启停装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机；
整车管理***检测到深混混合动力汽车处于倒车档时，整车管理***向启停装置发出启动或不发出停机信号，使发电机或发动机发电装置始终处于启动状态；
前述策略过程中，当BMS管理***检测到蓄电池有足够能量用于下次启动时，启停装置收到停机信号后，发电机或发动机发电装置才停机，否则，发电机或发动机发电装置不停机。
在不冲突的情况下，上述改进或优选技术方案可单独或组合实施。
本发明中，转矩闭环控制策略是指：通过将电磁转矩的变化量作为积分项引入到转矩角β的闭环控制中，形成以转矩角β为目标的闭环控制***，从而避开了MTPA控制中转矩角β求取时对电机参数的依赖。实验表明具有更好的可行性，且算法简单，实施可靠。
本发明带来的有益效果：本发明提供的技术方案，整车采用驱动电机纯电力驱动模式；发电机或发动机发电装置仅提供电源，单独或与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组同时输出驱动电力，发电机或发动机发电装置不通过机械方式连接驱动***来驱动整车行驶；当发电机组或发动机发电装置停止工作时，由超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组提供电能，当发电机组或发动机发电装置输出功率小于驱动***功率时，由发电机组或发动机发电装置和超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组共同提供电能。整车可采用小功率、高效率的发电机或发动机发电装置作为主要电能来源，并使发电机或发动机发电装置的运行工况稳定，节约能耗；也可采用外插式电源充电，更具有灵活性；自动控制发电机或发动机发电装置的启停，可降低燃料消耗；提供的技术方案，不再需要社会上建设大量的充电桩，产品较易实现市场化，在未来是最有可能普及的深混混合动力技术。
提供的技术方案能根据驱动***输出功率的变化需求，利用超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的高功率、大容量、高效率性能优势，自动控制耦合转换输入电源，使发电机或发动机发电装置始终处于较高效率的稳定工作状态，使整车能耗降低。
本发明中的深混混合动力汽车采用纯电力电动机驱动，驱动电动机的工作效率易于达到92%以上，而传统燃油车的发动机工作效率一般为20%～30%；采用的技术方案，方便选择能效高、额定功率相对较小的发电机或发动机发电装置，更易于降低整车成本，例如永磁电动发电一体机的工作效率可达93%以上；在一定的电流范围，燃料电池发动机的效率较高，本发明提供的技术方案，若选用燃料电池发动机，可使燃料电池发动机更接近55%的高效率运行，远高于现有技术内燃机发动机的效率，节能效果明显。
BMS管理***检测超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组及低压蓄电池的电气参数，有效保护超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组，延长使用寿命，同时为发动机启停装置提供控制指令。
城市加油站服务半径多为0.9～1.2 km，超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能量配备，达到单独提供电力使深混混合动力汽车在标准工况下续航3公里以上，在车辆发电机或发动机发电装置出现故障或没有燃料的情况下，易于得到后勤服务保障，使车辆免除或减少因故障影响城市道路交通；当路面坡度较陡、长爬坡行驶工况，发电机组或发动机发电装置输出功率不够时，超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能使车辆足够完成城市较陡、较长距离爬坡行驶，而不影响发电机或发动机发电装置的运行工况。
经以下试验工况测试：试验条件：a试验道路：各项性能试验在清洁、干燥、平坦的，用沥青或混凝土铺装的直线道路上进行。道路长2～3km，宽不小于8m，纵向坡度在0.1％以内；b预热行驶：试验前，试验车辆进行预热行驶，使汽车发动机或驱动电动机、控制器、传动系及其他部分预热到规定的温度状态；c环境条件：室外大气温度为5℃～32℃，室内试验温度为20℃～30℃，大气压力为91KPa～104KPa,高于路面0.7M处的平均风速小于3m/S，阵风风速小于5m/S，相对湿度小于95%，试验不得在雨天和雾天进行；d能耗计算：在试验跑道上将半载车辆加速到40km/h且保持这个速度行驶1km，它消耗的能量为车辆能耗。
测试结果表明：本发明提供的深混混合动力汽车较传统内燃机汽车节能40%以上。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例混合动力汽车电源的控制原理示意图；
图2为实施例发动机发电机组特性图；
图3为燃料电池发动机效率与电流之间的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提供的深混混合动力汽车，具备电源，其电源包括发电机或发动机发电装置，与高比功率、高比能量的超级电容器组或快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供深混混合动力汽车的驱动***及辅助***使用，发电机或发动机发电装置不通过机械传动方式与驱动***连接。发电机或发动机发电装置优选由连体式共轨发动机、转子发动机或其它发动机，与发电机、冷却***、控制***和输出装置组合而成；或由燃料电池发电机及输出装置组合而成。发动机或燃料电池发电机可以使用油、气、生物质燃料、氢燃料等能源。高比功率、高比能量的超级电容器组、或快充电池组、或电池－超级电容组的电能量配备，达到单独提供电力使深混混合动力汽车在标准工况下续航3公里以上。
如图1所示的深混混合动力汽车的驱动控制***，包括发电机或发动机发电装置与充放电动力电源双动力电源；负责运行整车控制软件，采集传感器的数据信息进行控制逻辑判别和发送控制指令、数据信息的整车管理***（ECU）；采集充放电动力电源及蓄电池的电气参数的BMS管理***；驱动***；辅助***；防止在制动能量回收时的电能及超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能电压反向冲击发电机或发动机发电装置的电气隔离装置；即时获取超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组电能的变流耦合装置；双动力电源可根据工况需要为整车提供单电源或双电源电力输出，供驱动***和辅助***使用，在不同工况下，驱动电源的转换或双电源同时输出驱动电力，通过变流耦合装置来实现；驱动***为所述深混混合动力汽车提供牵引力，包括电动机及其控制器或差速电机驱动***；辅助***包括DC/DC电源变换器、助力转向泵、电动空压机、发动机启停装置、除霜器、空调、车载音响等设备。
充放电动力电源优选高比功率、高比能量的超级电容器组、或快充电池组、或电池－超级电容组，充放电动力电源也是制动能量回收的储能装置，在标准工况下，其电能量配备达到单独提供电力给驱动***使车辆续航3公里以上。
整车为纯电力电机驱动，发电机或发动机发电装置不通过机械连接方式与驱动***连接。在单电源提供驱动电力输出的工况下，以发电机或发动机发电装置提供电力驱动为主，占驱动时间的50%～90%，以充放电动力电源提供电力驱动为辅，占驱动时间的10%～50%；当驱动***的电动机输出功率大于发电机或发动机发电装置输出的功率时，发电机或发动机发电装置和充放电动力电源同时输出驱动电力。
发电机或发动机发电装置具备自动启停功能，发电机或发动机发电装置具有能执行整车管理***和/或BMS管理***发出的自动启停指令的启停装置。
BMS管理***实时检测充放电动力电源及低压蓄电池的电气参数，有效保护超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组，延长使用寿命，同时为发动机启停装置提供控制指令。
整车驱动***为采用采用转矩闭环控制策略或采用矢量控制策略的电机驱动***，或采用差速电机的驱动***，驱动***的电动机优选永磁电机或差速电机。
发电机或发动机发电装置输出电压为额定值，额定输出功率为稳定值，发电机或发动机发电装置输出电源经电控箱对驱动***和辅助***进行配电，驱动***主要包括永磁电动机及电动机调速控制器、或采用差速电机的驱动***，辅助***主要包括DC/DC电源变换器、助力转向泵、电动空压机、除霜器、空调、发动机启停装置、车载音响等设备；充放电动力电源的工作电压范围为某一数值；当驱动***电动机输出功率大于发电机或发动机发电装置额定输出功率（或额定输出电流）时，充放电动力电源为驱动***电动机提供电力，释放存储在充放电动力电源的能量，当汽车制动时驱动***电动机把动能转换成电能存储到充放电动力电源中，供需要时使用；发电机或发动机发电装置输出功率大于驱动***电动机输出功率时，也可对充放电动力电源进行充电。另外，当遇到特殊工况时，可能导致充放电动力电源存在过充现象，如果BMS管理***检测到超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组端电压高于某一数值时，BMS管理***把过电压信号传送给整车管理***，整车管理***向启停装置发出过充信号，发电机或发动机发电装置停止工作，这时整车供电由充放电动力电源提供，将存储的电能供给驱动***和辅助***工作，进入超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组纯电动牵引工作模式；如果BMS管理***检测到充放电动力电源端电压低于某一数值时，属于欠压状态，BMS管理***向整车管理***传送欠压信号，整车管理***向启停装置发出开机信号，发电机或发动机发电装置启动，输出电能，为驱动***及辅助***及超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组供电；整车管理***实时采集传感器的数据信息进行控制逻辑判别和发送控制指令，实时向启停装置发出启、停信号，实时控制发电机或发动机发电装置的启停；每一次正常启停的前提是蓄电池有足够的能量，若无足够的能量启停装置不执行停机指令，这样能延长超级电容、快充电池组或电池－超级电容组的长寿命，发挥其大功率及发电机或发动机发电装置效率高的优势，降低使用成本，突出节能效果，扩大续航里程。
整车管理***发送控制指令至少包括下述策略之一：
BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组端电压处于欠电压时，BMS管理***向启停装置发出启动信号，启停装置向发电机或发动机发电装置发出启动信号，发电机或发动机发电装置启动；BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组端电压处于过电压时，BMS管理***向启停装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机。解决的技术问题是保护超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组，不至于深度放电或电压过充，延长使用寿命。
整车管理***检测到驱动***的电动机转数为零，方向盘转角小于设定值并保持到设定时间以后，例如方向盘转角小于3度保持2S后，深混混合动力汽车处于牵引档位，且处于制动状态时，整车管理***向启停装置发出停机信号，启停装置向发电机或发动机发电装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机。解决的技术问题是在停驶状态下如何降低发电机组或发动机发电装置的能耗，整车管理***检测到的状态为车辆停止行驶状态，处于这种状态时车辆是不用作牵引运行的，整车供电可由超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组来提供，停止工作可降低发电机组或发动机发电装置的能耗。
制动复位后，踩加速踏板且BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的剩余电量小于设定值时，例如剩余电量小于额定容量的80%，整车管理***向启停装置发出启动信号，发电机或发动机发电装置启动。可保障超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组有足够的能量，防止特殊工况下出现电能不足。
整车管理***检测到发电机或发动机发电装置的发动机机油温度低于设定值（例如80℃）时，整车管理***向启停装置不发出停机信号或发出启动信号，使发电机或发动机发电装置处于启动状态；当机油温度达到设定值（例如80℃）时，启停装置正常工作，发电机或发动机发电装置按启停装置指令工作。可防止发动机油出现乳化现象。
为了解决保护深混混合动力汽车的冷却***的技术问题。整车管理***检测到发电机或发动机发电装置的发动机水温达到设定值（例如85℃）时，启停装置发出停机或不发出启动信号，使发电机或发动机发电装置始终处于停机状态；当水温低于设定值（例如85℃）时，启停装置正常工作，发电机或发动机发电装置按启停装置指令工作。
整车管理***检测到深混混合动力汽车处于空档达到设定时间后（例如2S）、且深混混合动力汽车处于制动状态时，整车管理***向启停装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机。
整车管理***检测到深混混合动力汽车处于倒车档时，整车管理***向启停装置发出启动或不发出停机信号，使发电机或发动机发电装置始终处于启动状态。解决的技术问题是使有足够的输出功率连贯完成倒车过程。
前述策略过程中，当BMS管理***检测到蓄电池有足够能量用于下次启动时，启停装置收到停机信号后，发电机或发动机发电装置才停机，否则，发电机或发动机发电装置不停机。解决的技术问题是，在前述各策略过程中，保证自动启停装置能根据控制策略正常启停。
实施例中，充放电动力电源为超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组。
如图2所示，曲线1为转矩曲线，曲线2为输出功率曲线，曲线3为燃油消耗率曲线，选用由连体式共轨发动机、转子发动机与发电机、冷却***、控制***和输出装置组合的36kw发电机或发动机发电装置，在2500～3000转/分转速下，可获得转速、能耗、输出功率、扭矩最佳点，实现在低能耗下得到较高的输出功率和扭矩，同时又使机组处于较长使用寿命、较小污染物排放、较低噪音、较小振动的较佳转速。
如图3所示，在一定的电流范围，燃料电池发动机的效率较高，本发明提供的技术方案，若选用燃料电池发动机，可使燃料电池发动机更接近55%的高效率运行，远高于现有技术内燃机发动机的效率，节能效果明显，减少发热量。
本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种深混混合动力汽车电源，其特征在于：包括发电机或发动机发电装置，与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供深混混合动力汽车的驱动***及辅助***使用。
2.根据权利要求1所述的深混混合动力汽车电源，其特征在于：所述发电机或发动机发电装置为连体式共轨发动机、转子发动机或其它发动机，与发电机、冷却***、控制***和输出装置组合而成；或由燃料电池发电机及输出装置组合而成。
3.根据权利要求1所述的深混混合动力汽车电源，其特征在于：所述超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组为高比功率、高比能量的超级电容器组或快充电池组或电池－超级电容组，其电能量配备，达到单独提供电力使深混混合动力汽车在标准工况下续航3公里以上。
4.根据权利要求1所述的深混混合动力汽车电源，其特征在于：所述深混混合动力汽车为纯电力电动机驱动，发电机或发动机发电装置不通过机械传动方式与驱动***连接。
5.一种深混混合动力汽车驱动控制***，其特征在于：包括发电机或发动机发电装置，与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；负责运行整车控制软件，采集传感器的数据信息进行控制逻辑判别和发送控制指令、数据信息的整车管理***；采集超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组及蓄电池的电气参数的BMS管理***；驱动***及辅助***；防止在制动能量回收时的电能及超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能电压反向冲击发电机或发动机发电装置的电气隔离装置；即时获取超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组电能的变流耦合装置；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供驱动***及辅助***使用，驱动电源的转换或双电源叠加输出驱动电力，通过变流耦合装置实现；所述发电机或发动机发电装置具有能执行整车管理***和/或BMS管理***发出的启停指令的启停装置，所述发电机或发动机发电装置具备自动启停功能；所述辅助***包括DC/DC电源变换器、助力转向泵、电动空压机、发电机或发动机发电装置的启停装置。
6.根据权利要求5所述的深混混合动力汽车驱动控制***，其特征在于：所述发电机或发动机发电装置为连体式共轨发动机、转子发动机或其它发动机，与发电机、冷却***、控制***和输出装置组合而成；或由燃料电池发电机及输出装置组合而成。
7.根据权利要求5所述的深混混合动力汽车驱动控制***，其特征在于：所述双动力电源包括高比功率、高比能量的超级电容器组或快充电池组或电池－超级电容组，其电能量配备，达到单独提供电力给驱动***使混合动力汽车在标准工况下续航3公里以上。
8.根据权利要求5所述的深混混合动力汽车驱动控制***，其特征在于：所述深混混合动力汽车为纯电力电机驱动，且发电机或发动机发电装置不通过机械传动方式与驱动***连接；所述驱动***为所述深混混合动力汽车提供牵引力，包括电动机及其控制器或差速电机驱动***；在单电源提供驱动电力输出的工况下，以发电机或发动机发电装置提供电力驱动为主，占驱动时间的50%～90%，以超级电容器、快充电池组或电池－超级电容器组提供电力驱动为辅，占驱动时间的10%～50%；当驱动***的电动机输出功率大于发电机或发动机发电装置输出的功率时，发电机或发动机发电装置保持额定输出工况，由发电机或发动机发电装置与超级电容器、快充电池组或电池－超级电容器组叠加输出驱动电力。
9.根据权利要求5所述的深混混合动力汽车驱动控制***，其特征在于：所述超级电容器组、快充电池组或电池－超级电容组也是制动能量回收的储能装置。
10.根据权利要求5所述的深混混合动力汽车驱动控制***，其特征在于：所述深混混合动力汽车的驱动***为采用转矩闭环控制策略或采用矢量控制策略的电机驱动***，或采用差速电机的驱动***。
11.一种深混混合动力汽车，其特征在于：具有权利要求1～4任一项所述的深混混合动力汽车电源，和/或具有权利要求5～10任一项所述的深混混合动力汽车驱动控制***，所述超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组可选择车内自主充电或选择外插电源充电。
12.一种深混混合动力汽车电源的控制方法，为应用于深混混合动力汽车驱动控制***的控制方法，其特征在于，所述深混混合动力汽车驱动控制***具备：包括发电机或发动机发电装置，与超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组构成的双动力电源；负责运行整车控制软件，采集传感器的数据信息进行控制逻辑判别和发送控制指令、数据信息的整车管理***；采集超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组及蓄电池的电气参数的BMS管理***；驱动***及辅助***；防止在制动能量回收时的电能及超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的电能电压反向冲击发电机或发动机发电装置的电气隔离装置；即时获取超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组电能的变流耦合装置；所述双动力电源可根据工况需要提供单电源电力输出或双电源电力叠加输出，供驱动***及辅助***使用，驱动电源的转换或双电源叠加输出驱动电力，通过变流耦合装置实现；所述发电机或发动机发电装置具有能执行整车管理***和/或BMS管理***发出的启停指令的启停装置，所述发电机或发动机发电装置具备自动启停功能；所述辅助***包括DC/DC电源变换器、助力转向泵、电动空压机、发电机或发动机发电装置的启停装置，发电机或发动机发电装置的启停工作策略至少包括下述策略之一：
BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组端电压处于欠电压时，BMS管理***向启停装置发出启动信号，启停装置向发电机或发动机发电装置发出启动信号，发电机或发动机发电装置启动；BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组端电压处于过电压时，BMS管理***向启停装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机；
整车管理***检测到驱动***的电动机转数为零，方向盘转角小于设定值并保持到设定时间以后，深混混合动力汽车处于牵引档位，且处于制动状态时，整车管理***向启停装置发出停机信号，启停装置向发电机或发动机发电装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机；
制动复位后，踩加速踏板且BMS管理***检测到超级电容组、快充电池组或电池－超级电容组的剩余电量小于设定值时，整车管理***向启停装置发出启动信号，发电机或发动机发电装置启动；
整车管理***检测到发电机或发动机发电装置的发动机机油温度低于设定值时，整车管理***向启停装置不发出停机信号或发出启动信号，使发电机或发动机发电装置处于启动状态；当机油温度达到设定值时，启停装置正常工作，发电机或发动机发电装置按启停装置指令工作；
整车管理***检测到发电机或发动机发电装置的发动机水温达到设定值时，启停装置发出停机或不发出启动信号，使发电机或发动机发电装置始终处于停机状态；当水温低于设定值时，启停装置正常工作，发电机或发动机发电装置按启停装置指令工作；
整车管理***检测到深混混合动力汽车处于空档达到设定时间后、且深混混合动力汽车处于制动状态时，整车管理***向启停装置发出停机信号，发电机或发动机发电装置停机；
整车管理***检测到深混混合动力汽车处于倒车档时，整车管理***向启停装置发出启动或不发出停机信号，使发电机或发动机发电装置始终处于启动状态；
前述策略过程中，当BMS管理***检测到蓄电池有足够能量用于下次启动时，启停装置收到停机信号后，发电机或发动机发电装置才停机，否则，发电机或发动机发电装置不停机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510534053.6A CN106476637A (zh) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510534053.6A CN106476637A (zh) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106476637A true CN106476637A (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=58234418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510534053.6A Pending CN106476637A (zh) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106476637A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108162989A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 北京交通大学 | 一种城市轨道交通车辆用牵引辅助一体化车载储能*** |
| CN108382214A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-08-10 | 樊朝晖 | 一种交通工具用中度混合动力驱动***及控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1976827A (zh) * | 2004-06-28 | 2007-06-06 | 通用电气公司 | 混合动力电动推进***和方法 |
| CN101850767A (zh) * | 2009-03-30 | 2010-10-06 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 基于主动停机模式的车用发动机快速启停控制方法及*** |
| CN102490719A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-06-13 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 混合动力汽车发动机快速启停***及其控制方法 |
| EP2502773A2 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-26 | General Electric Company | System for supplying propulsion energy from an auxiliary drive and method of making same |
| CN103354784A (zh) * | 2011-02-14 | 2013-10-16 | 丰田自动车株式会社 | 车辆、用于车辆的控制装置和用于车辆的控制方法 |
| CN103921787A (zh) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 福特环球技术公司 | 用于电动混合动力车辆的混合动力驱动***和用于运行混合动力驱动***的方法 |
-
2015
- 2015-08-27 CN CN201510534053.6A patent/CN106476637A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1976827A (zh) * | 2004-06-28 | 2007-06-06 | 通用电气公司 | 混合动力电动推进***和方法 |
| CN101850767A (zh) * | 2009-03-30 | 2010-10-06 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 基于主动停机模式的车用发动机快速启停控制方法及*** |
| CN103354784A (zh) * | 2011-02-14 | 2013-10-16 | 丰田自动车株式会社 | 车辆、用于车辆的控制装置和用于车辆的控制方法 |
| EP2502773A2 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-26 | General Electric Company | System for supplying propulsion energy from an auxiliary drive and method of making same |
| CN102490719A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-06-13 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 混合动力汽车发动机快速启停***及其控制方法 |
| CN103921787A (zh) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 福特环球技术公司 | 用于电动混合动力车辆的混合动力驱动***和用于运行混合动力驱动***的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108162989A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 北京交通大学 | 一种城市轨道交通车辆用牵引辅助一体化车载储能*** |
| CN108162989B (zh) * | 2017-12-27 | 2020-04-17 | 北京交通大学 | 一种城市轨道交通车辆用牵引辅助一体化车载储能*** |
| CN108382214A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-08-10 | 樊朝晖 | 一种交通工具用中度混合动力驱动***及控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201151352Y (zh) | 一种带有能量回收功能缓速器的混合动力*** | |
| KR101173722B1 (ko) | 철도 차량의 구동 장치 | |
| CN102501776B (zh) | 纯电动汽车复合电源能量管理预测控制*** | |
| CN104112036B (zh) | 混联式混合动力电动汽车的仿真方法 | |
| CN102556055B (zh) | 混合动力汽车多工作模式下的能量切换控制方法及*** | |
| CN101161499B (zh) | 一种混合动力电机工作模式控制方法 | |
| CN102689597B (zh) | 空气动力-光伏汽车 | |
| CN104442345A (zh) | 混联式混合动力汽车动力总成***及其功率分配控制方法 | |
| CN103991374A (zh) | 基于双转子电机动力耦合器的混合动力车辆***及其控制切换方法 | |
| CN102029888B (zh) | 一种机电液混合驱动车辆动力***及其控制方法 | |
| CN101870264A (zh) | 一种增程式纯电动汽车 | |
| CN103427742A (zh) | 一种绕组开路式混合励磁电机发电***及其能量分配方法 | |
| CN108248365B (zh) | 混联式气电混合动力车动力***及控制方法 | |
| US20140288749A1 (en) | Power Hybrid Integrated Management System | |
| CN201914072U (zh) | 一种插电式双离合器并联型混合动力客车 | |
| CN105459801A (zh) | 基于氢能源的车用混合动力装置及方法 | |
| CN103950371A (zh) | 一种插电式混合动力旅游客车 | |
| CN102556046B (zh) | 用于控制混合动力车电动机的***和方法 | |
| CN202283872U (zh) | 混合动力汽车多电机混联*** | |
| CN104742717A (zh) | 采用双转子电机的混合动力***及其实现方法 | |
| CN106476637A (zh) | 深混混合动力汽车、电源、驱动控制***及控制方法 | |
| CN105599752A (zh) | 一种单轴双离合混联混合动力模型及其驱动方法 | |
| CN102555759A (zh) | 一种插电式双离合器并联型混合动力客车的设计方法 | |
| CN212737779U (zh) | 一种电动汽车供电***及增程电动汽车 | |
| CN104029590A (zh) | 一种串联式混合动力的拖拉机及其控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170308 |