CN102358207A - 一种电动车辅助发电功率确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种电动车辅助发电功率确定方法，能够在满足整车需求功率，保证安全和可靠性的前提下，全面准确地得出整车对RE系统实时的请求发电功率，以便使RE系统充分发挥其工作特性，配合整车能量管理控制，提高工作效率，增加电动车的续驶里程。本发明的电动车辅助发电功率确定方法如下：首先根据具体工况计算出整车需求功率、电池充电功率和保护限制功率，然后分别对上述三种功率进行权衡处理后计算得出初步请求辅助发电功率，最后对所述初步请求辅助发电功率的功率变化率进行平滑处理，得到电动车辅助发电功率。
Description
技术领域
本发明属于增程式电动汽车、混合动力汽车、插电混合动力汽车等技术领域，特别涉及到一种增程式电动车的辅助发电功率确定方法。
背景技术
随着世界经济的发展，石油能源消耗及环境污染日益严重，这对汽车的节能、环保提出了更高的要求。带有里程增加器的增程式电动车能避免纯电动汽车续驶里程不足的问题，又比传统汽车、普通混合动力汽车减少石油能源消耗及环境污染，这是当前发展的一种新的较为实用的电动汽车。上述里程增加器（简称RE系统）是由发动机和发电机组成的，RE系统对电动汽车的续航里程、能源利用率有着重要的影响，因此对RE系统的控制非常关键。要实现对RE系统的合理优化控制，首先需要确定整车对RE系统的请求发电功率。当前对增程式电动车的增程器发电功率确定方面还有许多不足，考虑得比较简单，存在诸如发电功率的计算不准确，发电功率的波动比较大，功率值的范围不合理等多种问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种电动车辅助发电功率确定方法，能够在满足整车需求功率，保证安全和可靠性的前提下，全面准确地得出整车对RE系统实时的请求发电功率，以便使RE系统充分发挥其工作特性，配合整车能量管理控制，提高工作效率，增加电动车的续驶里程。
本发明的电动车辅助发电功率确定方法如下：首先根据具体工况计算出整车需求功率、电池充电功率和保护限制功率，然后分别对上述三种功率进行权衡处理后计算得出初步请求辅助发电功率，最后对所述初步请求辅助发电功率的功率变化率进行平滑处理，得到电动车辅助发电功率。
上述平滑处理的目的是防止初步请求辅助发电功率的功率变化过快，具体可以利用对初步请求辅助发电功率进行积分计算来获得变化较为和缓的电动车辅助发电功率。
上述整车需求功率包括需求驱动功率、辅助驱动功率和再生制动功率；具体来说，上述的电动车辅助发电功率确定方法包括如下步骤：A、驱动工况下，当电池电量低于下限值时，首先分别将需求驱动功率、电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的需求驱动功率与电池充电功率相加，最后再将两者的和与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；当电池电量等于或高于下限值时，首先分别将辅助驱动功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的辅助驱动功率与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；B、制动工况下，当电池电量低于下限值时，首先分别将再生制动功率、电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的电池充电功率与再生制动功率相减，并将该差值和0取较大值而得到中间值，最后再将中间值与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；当电池电量等于或高于下限值时，首先分别将电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的电池充电功率与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率。
进一步地，所述保护限制功率是分别根据电池温度、电池电流、发电机转速、逆变器温度经过查表得出相应功率后，再取最小值得到的。
进一步地，上述权衡处理是将各功率依次与各权衡系数相乘，所述权衡系数包括工作温度系数Kt、续驶里程系数Kx、动力性系数Kd、经济性系数Kj、排放性系数Kp。
具体来说：
所述工作温度系数Kt是首先利用传感器获得车外温度T，然后根据车外温度T查找预先设置的工作温度系数表格得到的。所述工作温度系数Kt在车外温度T为最佳温度T0的时候最高，并随着车外温度T与最佳温度T0的差值增大而减小，所述工作温度系数表格要根据预先的标定试验得出。
所述续驶里程系数Kx是首先根据当前电池的电量和油箱中燃油存储量经过查找预先设置的电量-油量-里程表格得出续驶里程数，然后再根据续驶里程数和当前车速V查找预先设置的续驶里程系数表得到的。所述续驶里程系数Kx在当前车速V为最佳巡航车速V0的时候最高，并随着当前车速V与最佳巡航车速V0的差值增大而减小，所述电量-油量-里程表格及续驶里程系数表要根据预先的标定试验得出。
所述动力性系数Kd是根据加速踏板行程及加速踏板行程变化率经过查找预先设置的二维动力性系数表得到的。所述加速踏板行程越大或者加速踏板行程变化率越大，动力性系数Kd越大。所述动力性系数表要根据预先的标定试验得出。
所述经济性系数Kj是根据整车瞬时能量利用效率k经过预先设置的经济性系数表得到的；整车瞬时能量利用效率k越高，经济性系数Kj就越低。整车瞬时能量利用效率k是将驱动电机的输出功率除以驱动电机的输入功率计算得出的。所述经济性系数表要根据预先的标定试验得出。
所述排放性系数Kp是根据发动机转速和发动机扭矩经过查找预先设置二维排放性性系数表得到的。通过发动机转速和发动机扭矩计算出发动机的功率P，当发动机的功率P小于最佳功率P0时，排放性系数Kp随着发动机的功率P与最佳功率P0的差值的增大而增大，当发动机的功率P大于最佳功率P0时，排放性系数Kp随着发动机的功率P与最佳功率P0的差值的增大而减小。所述排放性系数表要根据预先的标定试验得出。
本发明的电动车辅助发电功率确定方法全面考虑了不同工况下的整车需求功率、电池充电功率和保护限制功率等直接影响的相关功率，同时基于整车目标性能对相关功率建立了权衡影响因子，对各相关功率采用了基于权衡系数的处理方法，准确全面地得出了电动车辅助发电功率，能够使RE系统充分发挥其工作特性，配合整车能量管理控制，提高工作效率，增加电动车的续驶里程。
附图说明
图1是带有里程增加器的增程式电动车的动力结构原理图。
图2是本发明的电动车辅助发电功率确定方法的流程图。
图3是本发明的电动车辅助发电功率确定方法中的权衡处理步骤的流程图。
图4是本发明的电动车辅助发电功率确定方法中的获得初步请求辅助发电功率步骤的流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例中提到的带有里程增加器的增程式电动车的动力结构如下：里程增加器（即RE系统）是由发动机和发电机组成，发动机带动发电机发电，所发出的交流电通过逆变器给动力电池充电，同时根据驾驶需求给驱动电机提供功率。
如图2所示，本实施例的电动车辅助发电功率确定方法流程如下：首先根据具体工况计算出整车需求功率、电池充电功率和保护限制功率，然后分别对上述三种功率进行权衡处理后计算得出初步请求辅助发电功率，最后对所述初步请求辅助发电功率的功率变化率进行平滑处理，得到电动车辅助发电功率。其中，整车需求功率包括需求驱动功率、辅助驱动功率和再生制动功率。需求驱动功率为电池电量低于下限值时，里程增加器为驱动整车而提供的功率。辅助驱动功率为整车运行于爬坡工况或者驾驶员需要急加速而仅靠电池的输出功率无法满足需求时，里程增加器额外提供的的驱动功率。再生制动功率为在部分制动能量回收过程中，将制动能量转化而成的补充充电功率。电池充电功率是根据电池的soc值查表得到的。保护限制功率是分别根据电池温度、电池电流、发电机转速、逆变器温度查表得到相应的功率，然后再取最小值。
如图3所示，上述权衡处理是将各功率依次与各权衡系数相乘，所述权衡系数包括工作温度系数Kt、续驶里程系数Kx、动力性系数Kd、经济性系数Kj、排放性系数Kp。上述系数的取值均在0～1之间。
其中：
工作温度系数Kt是首先利用传感器获得车外温度T，然后根据车外温度T查找预先设置的工作温度系数表格得到的。所述工作温度系数Kt在车外温度T为最佳温度T0的时候最高，并随着车外温度T与最佳温度T0的差值增大而减小，所述工作温度系数表格要根据预先的标定试验得出。
续驶里程系数Kx是首先根据当前电池的电量和油箱中燃油存储量经过查找预先设置的电量-油量-里程表格得出续驶里程数，然后再根据续驶里程数和当前车速V查找预先设置的续驶里程系数表得到的。所述续驶里程系数Kx在当前车速V为最佳巡航车速V0的时候最高，并随着当前车速V与最佳巡航车速V0的差值增大而减小，所述电量-油量-里程表格及续驶里程系数表要根据预先的标定试验得出。
动力性系数Kd是根据加速踏板行程及加速踏板行程变化率经过查找预先设置的动力性系数表得到的。所述加速踏板行程与加速踏板行程变化率的乘积越大，动力性系数Kd越大。所述动力性系数表要根据预先的标定试验得出。
经济性系数Kj是根据整车瞬时能量利用效率k经过查找预先设置的经济性系数表得到的；整车瞬时能量利用效率k越高，经济性系数Kj就越低。整车瞬时能量利用效率k是将驱动电机的输出功率除以驱动电机的输入功率计算得出的。所述经济性系数表要根据预先的标定试验得出。
排放性系数Kp是根据发动机转速和发动机扭矩经过查找预先设置二维排放性性系数表得到的。通过发动机转速和发动机扭矩计算出发动机的功率P，当发动机的功率P小于最佳功率P0时，排放性系数Kp随着发动机的功率P与最佳功率P0的差值的增大而增大，当发动机的功率P大于最佳功率P0时，排放性系数Kp随着发动机的功率P与最佳功率P0的差值的增大而减小。所述排放性系数表要根据预先的标定试验得出。
举例来说，当整车工作环境温度较低时，可能需要增加其对驱动功率的影响，即通过增大工作温度系数Kt来实现；当需要比较长的续驶里程时，可以适当调低续驶里程系数Kx；如果为了满足驾驶员的动力性需求，那就要调高动力性系数Kd；为了满足经济性需求，就要适当调低经济性系数Kj；为了满足排放性需求，需要根据发动机的功率P来控制排放性系数Kp的变化情况。
如图4所示，具体来说，本实施例中获得初步请求辅助发电功率的步骤如下：A、驱动工况下，当电池电量低于下限值时，首先分别将需求驱动功率、电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的需求驱动功率与电池充电功率相加，最后再将两者的和与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；当电池电量等于或高于下限值时，首先分别将辅助驱动功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的辅助驱动功率与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；B、制动工况下，当电池电量低于下限值时，首先分别将再生制动功率、电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的电池充电功率与再生制动功率相减，并将该差值和0取较大值而得到中间值，最后再将中间值与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；当电池电量等于或高于下限值时，首先分别将电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的电池充电功率与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率。
当然，当电池电量低于下限值时，电池充电功率是一定大于零的，但是当电池电量等于或高于下限值时，电池充电功率可能为零或大于零，这要根据具体的电池充电规则来决定的，每种电动车的电池充电规则可能都不同。
Claims (9)
1.一种电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于首先根据具体工况计算出整车需求功率、电池充电功率和保护限制功率，然后分别对上述三种功率进行权衡处理后计算得出初步请求辅助发电功率，最后对所述初步请求辅助发电功率的功率变化率进行平滑处理，得到电动车辅助发电功率。
2.根据所述权利要求1所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述整车需求功率包括需求驱动功率、辅助驱动功率和再生制动功率；电动车辅助发电功率确定方法具体包括如下步骤：A、驱动工况下，当电池电量低于下限值时，首先分别将需求驱动功率、电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的需求驱动功率与电池充电功率相加，最后再将两者的和与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；当电池电量等于或高于下限值时，首先分别将辅助驱动功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的辅助驱动功率与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；B、制动工况下，当电池电量低于下限值时，首先分别将再生制动功率、电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的电池充电功率与再生制动功率相减，并将该差值和0取较大值而得到中间值，最后再将中间值与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率；当电池电量等于或高于下限值时，首先分别将电池充电功率和保护限制功率进行权衡处理，然后将处理后的电池充电功率与处理后的保护限制功率相比较并取较小值，得出初步请求辅助发电功率。
3.根据所述权利要求1或2所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述权衡处理是将各功率依次与各权衡系数相乘，所述权衡系数包括工作温度系数Kt、续驶里程系数Kx、动力性系数Kd、经济性系数Kj、排放性系数Kp。
4.根据所述权利要求1或2所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述保护限制功率是分别根据电池温度、电池电流、发电机转速、逆变器温度经过查表得出相应功率后，再取最小值得到的。
5.根据所述权利要求3所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述工作温度系数Kt是首先利用传感器获得车外温度T，然后根据车外温度T查找预先设置的工作温度系数表格得到的；所述工作温度系数Kt在车外温度T为最佳温度T0的时候最高，并随着车外温度T与最佳温度T0的差值增大而减小。
6.根据所述权利要求3所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述续驶里程系数Kx是首先根据当前电池的电量和油箱中燃油存储量经过查找预先设置的电量-油量-里程表格得出续驶里程数，然后再根据续驶里程数和当前车速V查找预先设置的续驶里程系数表得到的。
7.根据所述权利要求3所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述动力性系数Kd是根据加速踏板行程及加速踏板行程变化率经过查找预先设置的动力性系数表得到的。
8.根据所述权利要求3所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述经济性系数Kj是根据整车瞬时能量利用效率k经过预先设置的经济性系数表得到的。
9.根据所述权利要求3所述的电动车辅助发电功率确定方法，其特征在于所述排放性系数Kp是根据发动机转速和发动机扭矩经过查找预先设置二维排放性性系数表得到的。
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