CN109435709A - 一种电动汽车的增程装置及调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的增程装置及调控方法，包括通过无极变速器连接的发动机和发电机，并且发动机、发电机和极变速器上设有发动机控制器、发电机控制器、变速箱控制器，三者与增程器控制连接，由增程器控制器实时监测车辆的实际情况，结合NVH测试数据，***效率，可以实现匹配最优的速比，其结构简单，制造成本低，安装方便，其通过无极变速器连接电动车辆的发动机和电动机，不仅可以持续可靠地进行动力传递，提高了车辆的动力性和平稳性，而且实现发动机和发电机的最佳传动匹配，使二者维持在理想、高效的工作点，有效改善了燃油经济性，且解决了NVH的困扰。

Description

一种电动汽车的增程装置及调控方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车的增程装置及调控方法，属于新能源汽车技术领域。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活条件逐步改善，因此，近些年来，我国的汽车行业迎来了高速发展。然而汽车的普及在推动了人类社会经济和现代文明发展的同时，也带来了严峻的能源和环境问题，节能和环保成为汽车技术发展的主题之一。如是，新能源汽车（如纯电动汽车、混合动力汽车—增程式汽车和燃料电池汽车）及其相关的零部件技术得到了较大发展。其中增程式汽车兼有纯电动与混合动力汽车的优点：在较短路程行驶如市内、市效出行采用纯电动运行，使用成本低且环保；长距离行驶如城际之间出行采用混合动力运行，解决了纯电动的里程焦虑且大幅提高燃油节油率，越来越获得各车厂和消费者的青睐。
现有的增程式汽车发动机与发电机的连接形式，其一种是通过联轴器等方式直接连接，另一种是发动机与发电机通过具有固定速比的齿轮或皮带轮方式连接。其中第一种方法受制于NVH的影响而无法完全应用与发挥发电机的高速高效区；第二种方法在一定程度上制约了发动机经济区的应用，对发动机的选型与匹配带来困难，因此以上两种方法均存在无法完全应用与发挥发动机与发机电的经济区与高效区，燃油经济性不理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供本一种电动汽车的增程装置及调控方法，可以克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电动汽车的增程装置，包括发动机和发电机，所述发动机和发电机通过无极变速器连接；并且所述发动机、发电机和无极变速器上分别设有发动机控制器、发电机控制器、变速箱控制器，三者与设置在整车CAN总线上的增程器控制器连接。
前述无极变速器包括配合使用的主动轮和从动轮，二者通过主金属带连接。
前述发动机通过弹性联轴器与无极变速器的主动轮连接；无极变速器的从动轮与发电机花键连接。
前述的电动汽车增程装置的调控方法，包括以下步骤：
s1、增程器控制器根据车辆实际工况信息获得增程器的发电功率P0；
s2、增程器控制器在自身发电功率范围内结合动力电池的SOC对增程器发电功率P0值进行修订，输出实际发电功率P1，并发送CAN信息；
s3、发动机控制器根据步骤s2发出的CAN信息，结合增程器功率阀值及上一时刻发电机最佳效率，得出发动机输出功率P2；
s4、发动机控制器根据当前车速u0，结合发动机NVH测试数据，确定发动机工作转速u1；
s5、变速箱控制器根据发动机工作转速u1、发动机最佳效率和发电机最佳效率，得出发动机与发电机相匹配的无级变速器速比。
在前述发动机控制器内存入发动机万有特性曲线图，发电机控制器内存入发电机效率MAP图，获取发动机万有特性曲线图内的发动机最佳效率和发电机效率MAP图内的发电机最佳效率。
在前述发动机控制器内存入发动机NVH测试数据，获取发动机在最小NVH数据范围内的工作转速。
与现有技术比较，本发明公开了一种电动汽车的增程装置及调控方法，其使电动汽车的发动机和发电机通过无极变速器连接，并且所述发动机、发电机和无极变速器上分别设有发动机控制器、发电机控制器、变速箱控制器，三者与设置在整车CAN总线上的增程器控制器连接，由增程器控制器实时监测车辆的实际情况，结合NVH测试数据，***效率，可以实现发动机和发电机匹配最优的速比，不仅可以提高燃油经济性，而且解决了NVH的困扰。
所述增程器控制器根据车辆实际工况信息获取增程器的发电功率，并且通过修正，获取增程器的实际发电功率，并通过发动机控制器和发电机控制器进行增程器的实际发电功率进行分配，在所述发动机控制器和发电机控制器内分别存入发动机万有特性曲线图和发电机效率MAP图，获取发动机万有特性曲线图内的发动机最佳效率和发电机效率MAP图内的发电机最佳效率，通过最佳效率值及增程器的实际发电功率，进而获取发动机输出功率；同时在发动机控制器内存入发动机NVH测试数据，获取发动机在最小NVH数据范围内的经济工作转速，不仅可以实现发动机与发电机获得最佳的传动效率，保证完全发挥发动机与发机电的经济区与高效区，大大提高了燃油经济性，并且保证发动机在最小NVH数据范围工作，降低噪声和振动，平稳性好，舒适性高。
本发明结构简单，制造成本低，安装方便，其具有以下优点：
（1）其通过无极变速器连接电动车辆的发动机和电动机，不仅可以持续可靠地进行动力传递，提高了车辆的动力性和平稳性。
（2）通过其控制***，其可以自动调控无级变速器的传动速比，使发动机和发电机从相应的效率MAP图内获取最佳效率点，保证发动机和发电机最大效率点处实现发动机和发电机的最佳匹配，使发动机和发电机在最优的传动速比下进行工作，二者维持在理想、高效的工作点，有效改善了燃油经济性。
（3）通过其控制***，保证发动机在最小NVH数据范围内工作，有效降低了发动机运行产生的噪声和振动，平稳性好，舒适性高。
（4）通过电池SOC修正，保证电池可以及时充电，有效提高电动车电池使用寿命，具有良好的经济实用性和推广性。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图2是本发明的调控方法的流程示意图。
具体实施方式
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：
如图1所示，一种电动汽车的增程装置，包括发动机1和发电机4，所述发动机1和发电机4通过无极变速器3连接，具体地，所述无极变速器3包括配合使用的主动轮31和从动轮32，其通过主动轮31、从动轮32及连接二者的金属带33来实现速比的无级变化，所述发动机1通过弹性联轴器2与无极变速器的主动轮31连接；无极变速器的从动轮32与发电机4花键连接；在所述发动机1、发电机4和无极变速器3上分别设有发动机控制器5、发电机控制器8和变速箱控制器7，并且所述发动机控制器5、发电机控制器8和变速箱控制器7与设置在整车CAN总线上的增程器控制器6连接，所述增程器控制器6通过CAN总线解析车辆实际工况信息，使其实时监测车辆的实际情况，结合NVH测试数据，***效率，可以实现匹配最优的速比，不仅可以提高燃油经济性，而且解决了NVH的困扰。
如图2所示，所述增程装置的调控方法，其基本原则是增程器控制器6通过CAN信息解析车辆实际工况信息，从而获取所述增程器总的需求发电功率，并发出CAN信息到发动机控制器5、发电机控制器8，使二者在最佳效率点进行合理功率分配，在实际行车状况下，使变速箱控制器7实时获取最佳的动态无级变速器速比，保证发动机1和发电机4处于最佳的传动效率，获得满意的NVH及最佳的***效率，提升燃油经济性。
其具体调控步骤如下：
s1、在发动机控制器5内存入发动机万有特性曲线图，发电机控制器8内存入发电机效率MAP图，使发动机控制器5自动采集发动机万有特性曲线图内的发动机最佳效率，发电机控制器8自动采集发电机效率MAP图内的发电机最佳效率；
在发动机控制器5内输入发动机NVH测试数据，控制发动机1在发动机NVH最小数据范围运转；
s2、增程器控制器6根据油门踏板信息、驾驶员需求情况等解析车辆实际工况信息，从而获得增程器的需求发电功率P0；
s3、增程器控制器6在自身发电功率范围内结合动力电池的SOC对增程器发电功率P0进行修订，获取实际需求发电功率P1，并发送CAN信息；
具体地，发电机控制器8根据电池的SOC进行实时电量检测，当车辆电池电量高时，使发电机4输出较小发电功率值；当车辆电池电量低时，使发电机4输出较大发电功率值，并且采集最小功率限值和最大功率限值范围内的功率数据，并发出CAN信息，使增程器控制器6根据CAN信息获得增程器的实际需求发电功率P1，并发送CAN信息；
s4、发动机控制器5根据步骤s2发出的CAN信息，结合增程器功率阀值及上一时刻发电机最佳效率，得出发动机输出功率P2；
s5、发动机控制器5根据当前车速u0，结合发动机NVH测试数据，确定发动机工作转速u1；
s6、变速箱控制器7根据步骤s5中的发动机工作转速u1、发动机万有特性曲线图获得的发动机最佳效率、发电机效率MAP图得到的发电机最佳效率，得出发动机与发电机相匹配的无级变速器速比，使得发动机1和发电机4处于最佳的传动效率。

Claims (6)

1.一种电动汽车的增程装置，包括发动机（1）和发电机（4），其特征在于：所述发动机（1）和发电机（4）通过无极变速器（3）连接；并且所述发动机（1）、发电机（4）和无极变速器（3）上分别设有发动机控制器（5）、发电机控制器（8）、变速箱控制器（7），三者与设置在整车CAN总线上的增程器控制器（6）连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的增程装置，其特征在于：所述无极变速器（3）包括配合使用的主动轮（31）和从动轮（32），二者通过主金属带（33）连接。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的增程装置，其特征在于：所述发动机（1）通过弹性联轴器（2）与无极变速器的主动轮（31）连接；无极变速器的从动轮（32）与发电机（4）花键连接。
4.一种基于权利要求1～3任一权利要求所述的电动汽车增程装置的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、增程器控制器（6）根据车辆实际工况信息获得增程器的发电功率P0；
s2、增程器控制器（6）在自身发电功率范围内结合动力电池的SOC对增程器发电功率P0值进行修订，输出实际发电功率P1，并发送CAN信息；
s3、发动机控制器（5）根据步骤s2发出的CAN信息，结合增程器功率阀值及上一时刻发电机最佳效率，得出发动机输出功率P2；
s4、发动机控制器（5）根据当前车速u0，结合发动机NVH测试数据，确定发动机工作转速u1；
s5、变速箱控制器（7）根据发动机工作转速u1、发动机最佳效率和发电机最佳效率，得出发动机与发电机相匹配的无级变速器速比。
5.根据权利要求4所述的电动汽车增程装置的调控方法，其特征在于：在所述发动机控制器（5）内存入发动机万有特性曲线图，发电机控制器（8）内存入发电机效率MAP图，获取发动机万有特性曲线图内的发动机最佳效率和发电机效率MAP图内的发电机最佳效率。
6.根据权利要求4所述的电动汽车增程装置的调控方法，其特征在于：在所述发动机控制器（5）内存入发动机NVH测试数据，获取发动机（1）在最小NVH数据范围内的工作转速。
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