CN106945658A - 一种混合动力车的整车控制方法、设备以及*** - Google Patents

一种混合动力车的整车控制方法、设备以及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力车的整车控制方法，所述方法包括：获取电池管理***BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。本发明实现了根据电池的剩余电量，控制发动机在最佳效率区间运转，解决了现有技术中的发动机能量利用率低的技术问题。

Description

一种混合动力车的整车控制方法、设备以及***
技术领域
本发明涉及混合动力车技术领域，具体涉及一种混合动力车的整车控制方法、设备以及***。
背景技术
现有技术中的纯电动车存在续航里程受限的问题，一次性充电后只能行驶一定里程，而且，如果电池过量放电会对电池的寿命造成损害。另外，纯电动车在启动时，电池瞬间放出较大的电流，对电池的寿命也会产生不利的影响。
随着科技的不断进步，现有技术中出现了混合动力车，它是在纯电动车的基础上，增加汽油发动机作为备用动力，电动车由电力驱动，其所搭载的燃油发动机可为整车驱动电动机供电、电池组增加电量，实现了边跑边充电。
申请号为201210324917.8的专利申请中公开了一种串联混合动力车辆的驱动控制装置，通过SOC传感器所检测到的SOC的不同情形控制发动机工作在不同范围内的发动机工作点处。申请号为201080053021.X的专利申请中提供了一种混合动力车辆的控制装置，其能够根据EV行驶模式和串联行驶模式来行驶。但上述的混合动力车辆的控制装置均未将发动机控制在最佳效率区间运转，存在发动机能量利用率低的技术缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种混合动力车的整车控制方法、设备以及***，根据电池的剩余电量，控制发动机在最佳效率区间运转，解决了现有技术中的发动机能量利用率低的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式首先提供一种混合动力车的整车控制方法，所述方法包括：
获取电池管理***BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；
获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；
当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。
在本发明的优选实施方式中，所述最佳效率区间为根据所述发动机的外特性曲线确定出的所述发动机工作的功率、扭矩、油耗以及效率的最佳转速区间。
在本发明的优选实施方式中，在获取BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量的步骤之前，所述方法还包括：
输出一自检信号至所述发动机，以指示所述发动机进行自检。
在本发明的优选实施方式中，所述方法还包括：
所述发动机运行在所述发动机对应的最佳效率区间时，为所述电池进行充电，并驱动所述混合动力车的电动机为所述混合动力车提供驱动力。
在本发明的优选实施方式中，所述方法还包括：
当所述实时剩余电量大于等于所述第二阈值时，输出一停止信号至所述发动机，以指示所述发动机停止工作。
在本发明的优选实施方式中，所述方法还包括：
当所述混合动力车处于熄火模式时，输出一静止信号至所述发动机，以指示所述发动机不启动。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式还提供了一种混合动力车的整车控制设备，所述设备包括：
实时电量获取装置，用于获取电池管理***BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；
电量阈值获取装置，用于获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；
控制信号发送装置，用于当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。
在本发明的优选实施方式中，所述设备还包括：
自检信号输出装置，用于输出一自检信号至所述发动机，以指示所述发动机进行自检。
在本发明的优选实施方式中，所述设备还包括：
停止信号输出装置，用于当所述实时剩余电量大于等于所述第二阈值时，输出一停止信号至所述发动机，以指示所述发动机停止工作。
在本发明的优选实施方式中，所述设备还包括：
静止信号输出装置，用于当所述混合动力车处于熄火模式时，输出一静止信号至所述发动机，以指示所述发动机不启动。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式还提供了一种混合动力车的整车控制***，所述***包括混合动力车以及混合动力车的整车控制设备。
根据本发明的上述具体实施方式可知，本发明提供的一种混合动力车的整车控制方法、设备以及***至少具有以下有益效果：实现了根据电池的不同的剩余电量，控制发动机在最佳效率区间运转，解决了现有技术中的发动机能量利用率低的技术问题，而且由于设置了剩余电量的阈值，可有效保护电池、避免电池因过量放电、大电流放电而造成损伤、延长了电池的使用寿命，续航里程不受限制。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
图1为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制***的结构框图；
图2为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式一的结构框图；
图3为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式二的结构框图；
图4为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式三的结构框图；
图5为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式四的结构框图；
图6为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式一的流程图；
图7为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式二的流程图；
图8为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式三的流程图；
图9为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式四的流程图；
图10为本发明具体实施方式中一种混合动力车中发动机、发电机以及电池与电动机的交互示意图；
图11为本发明具体实施方式中一种混合动力车中剩余电池电量SOC的示意图；
图12为本发明具体实施方式中一种混合动力车中发动机的最优转速区间示意图。
符号说明：
100 混合动力车
200 整车控制设备
201 实时电量获取装置
202 电量阈值获取装置
203 控制信号发送装置
204 自检信号输出装置
205 停止信号输出装置
206 静止信号输出装置
S100～S105 步骤
具体实施方式
为使本实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本内容的实施例后，当可由本内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本内容的精神与范围。
本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制***的结构框图，请参阅图1，所述***包括混合动力车100以及所述混合动力车的整车控制设备200。
本发明的混合动力车在正常行驶状况下，发电机的发电功率大于发电机的消耗功率，也就是说，正常行驶时发电机在驱动电动机的同时，还能够给电池充电。发动机、发电机以及电池与电动机的示意图如图10所示。
图2为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式一的结构框图，请参阅图2，整车控制设备200在实施方式一中包括：
实时电量获取装置201，用于获取BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；
电量阈值获取装置202，用于获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值，在具体的实施方式中，电池的剩余电量在0-100％之间，第一阈值、第二阈值为0-100％之间的两个值，分别设为A，B，其中A最小，B最大，如图11所示。
控制信号发送装置203，用于当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。
在具体的实施方式中，当实时剩余电量小于等于第一阈值A时，发动机在接收到控制信号时进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，为电池进行充电同时驱动电动机为车辆提供驱动力，运行在所述发动机对应的最佳效率区间。此处提及的最佳效率区间为根据所述发动机的外特性曲线确定出的所述发动机工作的功率、扭矩、油耗以及效率的最佳转速区间，是指发动机利用燃料热能的有效程度最优的转速区间。每个发电机均对应一个最佳效率区间，如图12所示的发动机的最优转速区间示意图，发动机的最佳效率区间为[n1,n2]，也即发动机根据电动机的能量消耗量转速运行在n1与n2之间的任意一n点，此时在实际的使用过程中可对电池电压、发动机转速、发电机温度、蓄电池温度、加速踏板状态、车速、刹车踏板、暖风开关、室温等状态进行检测，根据预设程序进入相应工作模式对电池进行充电及驱动车辆行驶。
图3为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式二的结构框图，请参阅图3，在实施方式二中，该整车控制设备还包括：
自检信号输出装置204，用于输出一自检信号至所述发动机，以指示所述发动机进行自检。也即，在具体的实施方式中，混合动力车在运行时，首先接收整车控制设备发送的一自检信号，根据该自检信号开始进行自检，如有异常则进入相应报警模式运行或停止，如没有异常，则执行实时电量获取装置201。
图4为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式三的结构框图，请参阅图4，在实施方式三中，该整车控制设备还包括：
停止信号输出装置205，用于当所述实时剩余电量大于等于所述第二阈值时，输出一停止信号至所述发动机，以指示所述发动机停止工作。
也即，在该实施方式中，车辆持续行驶，发电机给电池进行充电，当实时电量获取装置201中获取到的实时剩余电量大于等于第二阈值(即B)时，停止信号输出装置205输出一停止信号，当发动机接收到该停止信号时即停止工作，只有电池向电动机输出电流，车辆持续行驶，后续当实时电量获取装置201中获取到的实时剩余电量又小于第一阈值(即A)时，再返回执行控制信号发送装置203，如此循环持续工作。
图5为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制设备的实施方式四的结构框图，请参阅图5，在实施方式四中，该整车控制设备还包括：
静止信号输出装置206，用于当所述混合动力车处于熄火模式时，输出一静止信号至所述发动机，以指示所述发动机不启动。也即，在熄火模式下，发动机接收一静止信号，根据该静止信号此后在任何情况下发动机均不启动，仅电池向电动机供电。
在本发明的其他实施方式中，在控制仪表上还可以显示以下参数：剩余电量、剩余可行驶里程、水温、室内温度、室外温度、警告信息、故障信息等。
如上所述，本发明提供了一种混合动力车的整车控制***以及设备，实现了根据电池的不同的剩余电量，控制发动机在最佳效率区间运转，解决了现有技术中的发动机能量利用率低的技术问题，而且由于设置了剩余电量的阈值，可有效保护电池、避免电池因过量放电、大电流放电而造成损伤、延长了电池的使用寿命，续航里程不受限制。
此外，尽管在上文详细描述中提及了***的若干装置模块，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。同样，上文描述的一个单元的特征和功能也可以进一步划分为由多个单元来具体化。以上所使用的术语“装置”和“设备”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件。尽管以下实施例所描述的模块较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
在介绍了本发明示例性实施方式的协调之后，接下来，参考附图对本发明示例性实施方式的方法进行介绍。该方法的实施可以参见上述整体的实施，重复之处不再赘述。
图6为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式一的流程图，请参阅图6，所述方法在实施方式一中包括：
S101：获取BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；
S102：获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值，在具体的实施方式中，电池的剩余电量在0-100％之间，第一阈值、第二阈值为0-100％之间的两个值，分别设为A，B，其中A最小，B最大，如图11所示。
S103：当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。
在具体的实施方式中，当实时剩余电量小于等于第一阈值A时，发动机在接收到控制信号时进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，为电池进行充电同时驱动电动机为车辆提供驱动力，运行在所述发动机对应的最佳效率区间。此处提及的最佳效率区间为根据所述发动机的外特性曲线确定出的所述发动机工作的功率、扭矩、油耗以及效率的最佳转速区间，是指发动机利用燃料热能的有效程度最优的转速区间。每个发电机均对应一个最佳效率区间，如图12所示的发动机的最优转速区间示意图，发动机的最佳效率区间为[n1,n2]，也即发动机根据电动机的能量消耗量转速运行在n1与n2之间的任意一n点，此时在实际的使用过程中可对电池电压、发动机转速、发电机温度、蓄电池温度、加速踏板状态、车速、刹车踏板、暖风开关、室温等状态进行检测，根据预设程序进入相应工作模式对电池进行充电及驱动车辆行驶。
图7为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式二的流程图，请参阅图7，在实施方式二中，所述方法还包括：
S100：输出一自检信号至所述发动机，以指示所述发动机进行自检。也即，在具体的实施方式中，混合动力车在运行时，首先接收整车控制设备发送的一自检信号，根据该自检信号开始进行自检，如有异常则进入相应报警模式运行或停止，如没有异常，则执行步骤S101。
图8为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式三的流程图，请参阅图8，在实施方式三中，所述方法还包括：
S104：当所述实时剩余电量大于等于所述第二阈值时，输出一停止信号至所述发动机，以指示所述发动机停止工作。
也即，在该实施方式中，车辆持续行驶，发电机给电池进行充电，当步骤S101中获取到的实时剩余电量大于等于第二阈值(即B)时，输出一停止信号，当发动机接收到该停止信号时即停止工作，只有电池向电动机输出电流，车辆持续行驶，后续当步骤S101中获取到的实时剩余电量又小于第一阈值(即A)时，再返回步骤S103，如此循环持续工作。
图9为本发明具体实施方式提供的一种混合动力车的整车控制方法的实施方式四的流程图，请参阅图9，在实施方式四中，所述方法还包括：
S105：当所述混合动力车处于熄火模式时，输出一静止信号至所述发动机，以指示所述发动机不启动。也即，在熄火模式下，发动机接收一静止信号，根据该静止信号此后在任何情况下发动机均不启动，仅电池向电动机供电。
在本发明的其他实施方式中，在控制仪表上还可以显示以下参数：剩余电量、剩余可行驶里程、水温、室内温度、室外温度、警告信息、故障信息等。
如上所述，本发明提供了一种混合动力车的整车控制方法，实现了根据电池的不同的剩余电量，控制发动机在最佳效率区间运转，解决了现有技术中的发动机能量利用率低的技术问题，而且由于设置了剩余电量的阈值，可有效保护电池、避免电池因过量放电、大电流放电而造成损伤、延长了电池的使用寿命，续航里程不受限制。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
综上所述，本发明提供的一种混合动力车的整车控制方法、设备以及***带来的有益效果包括：
1.根据电池的剩余电量，控制发动机在转速的高效区间内运转，既解决了电池过量放电造成寿命损伤的问题、还解决了发动机能量利用率低的问题。
2.本发明可有效保护电池、避免电池因过量放电、大电流放电而造成损伤、延长了电池的使用寿命。
3.本发明不受电池电量的影响，续航里程不受限制。
4.本发明的发动机在高效区间内运转，能量利用率高。
上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。
以上所述仅为本示意性的具体实施方式，在不脱离本的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本保护的范围。

Claims (13)

1.一种混合动力车的整车控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电池管理***BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；
获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；
当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最佳效率区间为根据所述发动机的外特性曲线确定出的所述发动机工作的功率、扭矩、油耗以及效率的最佳转速区间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量的步骤之前，所述方法还包括：
输出一自检信号至所述发动机，以指示所述发动机进行自检。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发动机运行在所述发动机对应的最佳效率区间时，为所述电池进行充电，并驱动所述混合动力车的电动机为所述混合动力车提供驱动力。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述实时剩余电量大于等于所述第二阈值时，输出一停止信号至所述发动机，以指示所述发动机停止工作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述混合动力车处于熄火模式时，输出一静止信号至所述发动机，以指示所述发动机不启动。
7.一种混合动力车的整车控制设备，其特征在于，所述设备包括：
实时电量获取装置，用于获取电池管理***BMS检测到的混合动力车的电池的实时剩余电量；
电量阈值获取装置，用于获取预先设定的所述混合动力车剩余电量的第一阈值以及第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；
控制信号发送装置，用于当所述实时剩余电量小于所述第一阈值时，输出一控制信号至发动机，以指示所述发动机进行自启动，经过热机后进入高效发电模式，并运行在所述发动机对应的最佳效率区间。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述最佳效率区间为根据所述发动机的外特性曲线确定出的所述发动机工作的功率、扭矩、油耗以及效率的最佳转速区间。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
自检信号输出装置，用于输出一自检信号至所述发动机，以指示所述发动机进行自检。
10.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述发动机运行在所述发动机对应的最佳效率区间时，为所述电池进行充电，并驱动所述混合动力车的电动机为所述混合动力车提供驱动力。
11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
停止信号输出装置，用于当所述实时剩余电量大于等于所述第二阈值时，输出一停止信号至所述发动机，以指示所述发动机停止工作。
12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
静止信号输出装置，用于当所述混合动力车处于熄火模式时，输出一静止信号至所述发动机，以指示所述发动机不启动。
13.一种混合动力车的整车控制***，其特征在于，所述***包括混合动力车以及如权利要求7至12任意一项所述的混合动力车的整车控制设备。
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