CN106740823A - 一种车辆电力耦合动力***及控制方法 - Google Patents

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马建生
杨磊
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Abstract

一种车辆电力耦合动力***，包括整车控制器、辅助发电单元、电池***和电机控制器；辅助发电单元和电池***为电机驱动提供电能；辅助发电单元包括辅助发电单元控制器，发动机控制器、发动机、发电启动一体机控制器和发电启动一体机；辅助发电单元控制器分别与发动机控制器和发电启动一体机控制器连接，分别对发动机和发电启动一体机进行控制；发动机与发电启动一体机进行机械连接，实现动力耦合；发电启动一体机控制器、电池***均与电机控制器连接；整车控制器分别与电池***、辅助发电单元控制器和电机控制器连接，对整车的动力分配进行控制。通过辅助发电单元进行动力供给，电池***起到“削峰填谷”的作用，有效的保证了车辆的动力性。

Description

一种车辆电力耦合动力***及控制方法
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，尤其涉及一种车辆电力耦合动力***及控制方法。
背景技术
目前电力耦合动力***在能量分配时主要以电池放电为主，增程器（也称辅助发电单元，发动机和发电机的集成体）进行能量的“削峰填谷”。当电池出现严重故障时，整车只能进行断动力停车，直到故障消除，车辆才能正常行驶。
鉴于上述现有的车辆电力耦合动力***存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的车辆电力耦合动力***及控制方法，使其更具有实用性。
发明内容
本发明中提供了一种车辆电力耦合动力***及控制方法，使得车辆在行驶过程中，主要通过辅助发电单元进行动力供给，电池***起到“削峰填谷”的作用，有效的保证了车辆的动力性。
本发明的技术方案为：一种车辆电力耦合动力***， 包括整车控制器、辅助发电单元、电池***和电机控制器；
辅助发电单元和电池***为电机驱动提供电能；
辅助发电单元包括辅助发电单元控制器，发动机控制器、发动机、发电启动一体机控制器和发电启动一体机；辅助发电单元控制器分别与发动机控制器和发电启动一体机控制器连接，分别对发动机和发电启动一体机进行控制；发动机与发电启动一体机进行机械连接，实现动力耦合；
发电启动一体机控制器、电池***均与电机控制器连接；
整车控制器分别与电池***、辅助发电单元控制器和电机控制器连接，对整车的动力分配进行控制。
进一步地，车辆电力耦合动力***还包括负载，负载包括制冷***和制热***；
制冷***由空压机控制器以及与其连接的电动空压机组成；
制热***由PTC控制器以及与其连接的PTC加热装置组成；
制冷***和制热***的输入端均与整车控制器连接，二者的输出端均与发电启动一体机控制器、动力电池和电机控制器连接。
进一步地，电池***包括动力电池和电池管理***。
进一步地，车辆电力耦合动力***还包括DCDC控制器和DCDC转换器。
一种车辆电力耦合动力***的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、整车控制器对整车需求功率进行判断，并向辅助发电单元控制器发送发动机启机指令和需求功率指令；
B、辅助发电单元控制器接收到指令后，发送指令至发电启动一体机控制器，发电启动一体机控制器控制发电启动一体机拖动发动机起动，并控制发动机在设定的工作点工作；
C、当发电启动一体机发出的电功率小于整车需求功率时，，动力电池进行放电，对缺少的功率进行弥补，从而满足整车需求的功率；
D、当电池产生故障时，电池管理***断开主接触器保护电池，同时整车控制器发送发动机启机指令和需求功率指令至辅助发电单元控制器，辅助发电单元控制器接收到指令后，发送指令至发动机控制器，发动机控制器控制传统起动机启动发动机，发动机启动后带动发电启动一体机发电供电机驱动整车。
进一步地，在电池放电能力较弱或电池产生故障的情况下，若整车需求功率较大，且电动空压机和/或PTC加热装置工作，整车控制器发送控制指令至空压机控制器和/或PTC控制器，控制电动空压机和/或PTC加热装置停止工作；当整车需求功率较小时，整车控制器发送控制指令至空压机控制器和/或PTC控制器，使得电动空压机和/或PTC加热装置恢复工作。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
通过本申请中的电力耦合动力***及其控制方法，使得车辆在行驶过程中，主要通过辅助发电单元进行动力供给，电池***起到“削峰填谷”的作用，解决了当电池出现故障或放电能力较弱时，引起的停运情况；另外，当车辆负载工作时，平衡了车辆舒适性和动力性，解决了动力不足的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明车辆电力耦合动力***的结构示意图；
附图标记：1动力电池，2发动机，3发电启动一体机，4发电启动一体机控制器，5DCDC转换器，6电动空压机，7PTC加热装置，8电机控制器，9电机，10车桥，11电池管理***，12发动机控制器，13辅助发电单元控制器，14 DCDC控制器，15空压机控制器，16PTC控制器，17仪表，18整车控制器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例采用递进的方式撰写。
一种车辆电力耦合动力***， 包括整车控制器18、辅助发电单元、电池***和电机控制器8；电池***包括动力电池1和电池管理***11，辅助发电单元包括辅助发电单元控制器13，发动机控制器12、发动机2、发电启动一体机控制器4和发电启动一体机3；辅助发电单元控制器13分别与发动机控制器12和发电启动一体机控制器4连接，分别对发动机2和发电启动一体机3进行控制；发动机2与发电启动一体机3进行机械连接，实现动力耦合；发电启动一体机控制器4、动力电池1均与电机控制器8连接，辅助发电单元和动力电池1均可为电机9驱动提供电能；整车控制器18分别与电池***、辅助发电单元控制器13和电机控制器8连接，对整车的动力分配进行控制。该***还包括制冷***和制热***；制冷***由空压机控制器15以及与其连接的电动空压机6组成；制热***由PTC控制器16以及与其连接的PTC加热装置7组成；制冷***和制热***的输入端均与整车控制器18连接，二者的输出端均与发电启动一体机3、动力电池1和电机控制器8连接。该***还包括DCDC控制器和DCDC转换器，其作用是将高压电转换为12V低压电供低压附件使用。整车控制器所获取的实时状态信息和车辆的状态信号通过仪表17显示。
本实施例中的车辆电力耦合动力***的控制方法，包括以下步骤：
A、整车控制器19对整车需求功率进行判断，并向辅助发电单元控制器13发送发动机启机指令和需求功率指令；
B、辅助发电单元控制器13接收到指令后，发送指令至发电启动一体机控制器4，发电启动一体机控制器4控制发电启动一体机拖动发动机起动，并控制发动机在设定的工作点工作；
C、当发电启动一体机3发出的电功率小于整车需求功率时，动力电池1进行放电，对缺少的功率进行弥补，从而满足整车所述需求的功率；
D、当动力电池1产生故障时，电池管理***11断开主接触器保护电池，同时整车控制器18发送发动机2启机指令和需求功率指令至辅助发电单元控制器13，辅助发电单元控制器13接收到指令后，发送指令至发动机控制器12，发动机控制器12控制传统起动机启动发动机2，发动机2启动后带动发电启动一体机发电供电机9带动车桥10驱动整车。
在动力电池1放电能力较弱或动力电池1产生故障的情况下，若整车需求功率较大，且电动空压机6和/或PTC加热装置7工作，整车控制器发送控制指令至空压机控制器15和/或PTC控制器16，控制电动空压机6和/或PTC加热装置7停止工作；当整车需求功率较小时，整车控制器18发送控制指令至空压机控制器15和/或PTC控制器16，使得电动空压机6和/或PTC加热装置7恢复工作。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围 。

Claims (6)

1.一种车辆电力耦合动力***，其特征在于： 包括整车控制器、辅助发电单元、电池***和电机控制器；
辅助发电单元和电池***为电机驱动提供电能；
所述辅助发电单元包括辅助发电单元控制器，发动机控制器、发动机、发电启动一体机控制器和发电启动一体机；所述辅助发电单元控制器分别与所述发动机控制器和发电启动一体机控制器连接，分别对所述发动机和发电启动一体机进行控制；所述发动机与所述发电启动一体机进行机械连接，实现动力耦合；
所述发电启动一体机控制器、电池***均与所述电机控制器连接；
所述整车控制器分别与所述电池***、辅助发电单元控制器和电机控制器连接，对整车的动力分配进行控制。
2.根据权利要求1所述的车辆电力耦合动力***，其特征在于：还包括负载，所述负载包括制冷***和制热***；
所述制冷***由空压机控制器以及与其连接的电动空压机组成；
所述制热***由PTC控制器以及与其连接的PTC加热装置组成；
所述制冷***和制热***的输入端均与所述整车控制器连接，二者的输出端均与所述发电启动一体机、动力电池和电机控制器连接。
3.根据权利要求1所述的车辆电力耦合动力***，其特征在于：所述电池***包括动力电池和电池管理***。
4.根据权利要求1所述的车辆电力耦合动力***，其特征在于：还包括DCDC控制器和DCDC转换器。
5.一种车辆电力耦合动力***的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
整车控制器对整车需求功率进行判断，并向所述辅助发电单元控制器发送发动机启机指令和需求功率指令；
所述辅助发电单元控制器接收到指令后，发送指令至所述发电启动一体机控制器，所述发电启动一体机控制器控制所述发电启动一体机拖动发动机起动，并控制所述发动机在设定的工作点工作；
当所述发电启动一体机发出的电功率小于整车需求功率时，动力电池进行放电，对缺少的功率进行弥补，从而满足整车所述需求的功率；
当电池产生故障时，所述电池管理***断开主接触器保护电池，同时所述整车控制器发送发动机启机指令和需求功率指令至所述辅助发电单元控制器，所述辅助发电单元控制器接收到指令后，发送指令至所述发动机控制器，所述发动机控制器控制传统起动机启动所述发动机，所述发动机启动后带动所述发电启动一体机发电供电机驱动整车。
6.根据权利要求5所述的车辆电力耦合动力***的控制方法，其特征在于：在电池放电能力较弱或电池产生故障的情况下，若整车需求功率较大，且所述电动空压机和/或PTC加热装置工作，所述整车控制器发送控制指令至所述空压机控制器和/或所述PTC控制器，控制所述电动空压机和/或PTC加热装置停止工作；当整车需求功率较小时，所述整车控制器发送控制指令至所述空压机控制器和/或所述PTC控制器，使得所述电动空压机和/或PTC加热装置恢复工作。
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