CN107696874B - 增程式电动汽车的能量分配控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，包括：当储能电池剩余容量高于第一设定阈值时，电机需求功率主要由储能电池提供，不足的部分由增程器提供；当储能电池剩余容量低于第二设定阈值时，开启增程器，电机需求功率主要由增程器提供，不足的部分由储能电池提供；当储能电池剩余容量介于第一设定阈值和第二设定阈值之间时，根据增程器开闭状态、电机需求功率，及增程器的功率特性和储能电池的功率特性分配增程器和储能电池的输出功率。与现有技术相比，本发明能量分配策略按照储能电池的剩余容量进行功率分配，控制逻辑简单，运行稳定，不需要增加新的控制硬件，容易达到预期控制效果。

Description

增程式电动汽车的能量分配控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆供能控制方法，尤其是涉及一种增程式电动汽车的能量分配控制方法。
背景技术
汽车已经成为当今社会人类日常生活中不可缺少的交通工具，然而随着汽车工业的发展，汽车在给人类带来方便的同时，也带来了环境污染、能源危机等问题，因此，节能减排是汽车技术未来发展的必然趋势。
增程式电动汽车兼有混合动力汽车和纯电动汽车的特征，相比于其他新能源车型，增程式电动汽车在能效、成本、使用便捷性等方面具有十分明显的优势。同时，由于动力***中发动机的使用，使得与现有传统车用发动机相关的生产及维修相兼容。因此,增程式电动汽车是现阶段解决新能源汽车技术瓶颈最切实可行的方案之一，具有十分巨大的研究和产业化发展前景。
在满足复杂多变的路况需求的同时，还要尽可能的增加续驶里程和提高整车燃油经济性，是当今混合动力汽车追求的目标，为了达到上述目标，就要使各动力***始终处于高效工作状态，其关键就在于能量的合理分配。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种增程式电动汽车的能量分配控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，包括：
当储能电池剩余容量高于第一设定阈值时，电机需求功率主要由储能电池提供，不足的部分由增程器提供；
当储能电池剩余容量低于第二设定阈值时，开启增程器，电机需求功率主要由增程器提供，不足的部分由储能电池提供；
当储能电池剩余容量介于第一设定阈值和第二设定阈值之间时，根据增程器开闭状态、电机需求功率，及增程器的功率特性和储能电池的功率特性分配增程器和储能电池的输出功率。
所述根据增程器开闭状态、电机需求功率，及增程器的功率特性和储能电池的功率特性分配增程器和储能电池的输出功率，包括：
当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差；
当增程器处于关闭状态时，若电机需求功率大于储能电池的最大输出功率，则开启增程器，增程器输出功率为电机需求功率和储能电池的最大输出功率之差，否则，增程器处于关闭状态；
所述当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差，具体包括：
当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差，否则：
判断电机需求功率是否大于增程器的恒功率输出功率，若为是，则控制储能电池既不充电也不放电；若为否，则控制储能电池为充电状态。
所述电机需求功率主要由储能电池提供，不足的部分由增程器提供，具体包括：
若电机需求功率小于储能电池的最大输出功率，则电机需求功率全部由储能电池提供，
否则，储能电池输出其最大输出功率，增程器输出功率为电机需求功率和储能电池的最大输出功率之差。
所述电机需求功率主要由增程器提供，不足的部分由储能电池提供，具体包括：
若电机需求功率小于增程器的最大输出功率，则电机需求功率全部由增程器提供，
否则，增程器输出其最大输出功率，储能电池输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差。
所述储能电池为蓄电池。
所述储能电池为锂电池。
所述第一设定阈值大于第二设定阈值。
所述第一设定阈值为90％。
所述第二设定阈值为30％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)能量分配策略按照储能电池的剩余容量进行功率分配，控制逻辑简单，运行稳定，不需要增加新的控制硬件，容易达到预期控制效果。
2)当储能电池剩余容量介于第一设定阈值和第二设定阈值之间时，根据增程器当前的开闭状态来选择功率分配策略，尽可能地减少了增程器的开闭切换次数，降低了增程器的油耗。
3)当电机需求功率位于增程器的恒功率输出功率和最大输出功率之间时，储能电池既不充电也不防电，不会发生充放电状态的切换，同时总体上也减少了充放电切换的次数，延长了储能电池的寿命。
4)第一设定阈值为90％。可以避免后续让充电维持在转化效率高的阶段。
5)第二设定阈值为30％，在尽可能减少充放电状态切换次数的同时，保证了储能电池具备一定的电力储备。
附图说明
图1为本发明方法的主要步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
现有控制策略中，增程器的发动机频繁启停会提高燃油消耗率，蓄电池(或锂电池等其他储能电池)频繁充放电会降低电池循环寿命，针对这两种缺陷，本申请提供一种增程式电动汽车的能量分配策略，将电机实际需求功率与电池SOC(SOC：电池荷电状态，即电池剩余容量)作为参考量，在不同的行驶工况下，相应的调整增程器和蓄电池两种能量的输出状态，使车辆能量使用状况达到预期目标。
首先根据蓄电池SOC选择大的工作模式，在此基础上，再根据电机实际需求功率进一步确定具体的工作模式，不同的工作模式代表着不同的能量分配策略。在整车运行过程中，实时检测制动信号，当有制动产生时，进行制动能量回收，制动能量回收工作模式相当于一个中断程序，当制动结束时，中断结束，返回到中断之前的状态。
一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，需要先配置储能电池剩余容量的第一设定阈值和第二设定阈值，第一设定阈值大于第二设定阈值，其中第一设定阈值优选为90％，第二设定阈值优选为30％。
如图1所示，方法包括：
一电动工作模式：
1)纯电动工作模式：当蓄电池SOC高于设定的第一设定阈值并且电机实际需求功率小于蓄电池最大输出功率时，增程式电动汽车为纯电动工作模式，增程器处于关闭状态，整车的能量全部由蓄电池提供。
2)主电动工作模式：蓄电池SOC高于设定的第一设定阈值，但是电机实际需求功率大于蓄电池最大输出功率时，增程器开启，增程器的发动机采用功率跟随模式控制，整车所需能量主要由蓄电池供给，不足的能量由増程器补足。
二、增程器为主供给的模式：
当储能电池剩余容量低于第二设定阈值时，开启增程器，电机需求功率主要由增程器提供，不足的部分由储能电池提供，具体包括：
若电机需求功率小于增程器的最大输出功率，则电机需求功率全部由增程器提供，否则，增程器输出其最大输出功率，储能电池输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差。
三、智能控制模式：
当储能电池剩余容量介于第一设定阈值和第二设定阈值之间时，根据增程器开闭状态、电机需求功率，及增程器的功率特性和储能电池的功率特性分配增程器和储能电池的输出功率。
具体的：
当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差，
否则：
判断电机需求功率是否大于增程器的恒功率输出功率，若为是，则控制储能电池既不充电也不放电，若为否，则控制储能电池为充电状态。
另外，当增程器处于关闭状态时，若电机需求功率大于储能电池的最大输出功率，则开启增程器，增程器输出功率为电机需求功率和储能电池的最大输出功率之差，否则，增程器处于关闭状态；
四、制动能量回收工作模式
无论汽车处于什么工作模式，当汽车制动时都立即转入制动能量回收工作模式，制动回收的能量用来给蓄电池充电。当制动结束时，返回到之前的工作模式。

Claims (8)

1.一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，包括：
当储能电池剩余容量高于第一设定阈值时，电机需求功率主要由储能电池提供，不足的部分由增程器提供，
当储能电池剩余容量低于第二设定阈值时，开启增程器，电机需求功率主要由增程器提供，不足的部分由储能电池提供，
当储能电池剩余容量介于第一设定阈值和第二设定阈值之间时，根据增程器开闭状态、电机需求功率，及增程器的功率特性和储能电池的功率特性分配增程器和储能电池的输出功率；
所述根据增程器开闭状态、电机需求功率，及增程器的功率特性和储能电池的功率特性分配增程器和储能电池的输出功率，包括：
当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差，
当增程器处于关闭状态时，若电机需求功率大于储能电池的最大输出功率，则开启增程器，增程器输出功率为电机需求功率和储能电池的最大输出功率之差，否则，增程器处于关闭状态；
所述当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差，具体包括：
当增程器处于开启状态时，若电机需求功率大于增程器的最大输出功率，则控制储能电池为输出状态，储能电池的输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差，否则：
判断电机需求功率是否大于增程器的恒功率输出功率，若为是，则控制储能电池既不充电也不放电；若为否，则控制储能电池为充电状态。
2.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述电机需求功率主要由储能电池提供，不足的部分由增程器提供，具体包括：
若电机需求功率小于储能电池的最大输出功率，则电机需求功率全部由储能电池提供，
否则，储能电池输出其最大输出功率，增程器输出功率为电机需求功率和储能电池的最大输出功率之差。
3.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述电机需求功率主要由增程器提供，不足的部分由储能电池提供，具体包括：
若电机需求功率小于增程器的最大输出功率，则电机需求功率全部由增程器提供，
否则，增程器输出其最大输出功率，储能电池输出功率为电机需求功率和增程器的最大输出功率之差。
4.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述储能电池为蓄电池。
5.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述储能电池为锂电池。
6.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述第一设定阈值大于第二设定阈值。
7.根据权利要求1或6所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述第一设定阈值为90％。
8.根据权利要求1或6所述的一种增程式电动汽车的能量分配控制方法，其特征在于，所述第二设定阈值为30％。
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