CN104176044A - 混合动力车在串联状态下的能量管理方法和混合动力车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力车在串联状态下的能量管理方法和一种混合动力车。该方法包括：确定汽车的动力电池的荷电状态SOC；当SOC>第一阈值时，发动机发电功率=整车行驶功率P1，并且确定发动机的转速和扭矩；当第一阈值≥SOC>第三阈值时，发动机发电功率=P1+附加发电功率P2，以及确定发动机的转速和扭矩；当SOC≤第三阈值时，发动机发电功率=最大充电功率P3，以及确定发动机的转速和扭矩。利用本发明，可以对混合动力车的能量进行管理。

Description

混合动力车在串联状态下的能量管理方法和混合动力车
技术领域
本发明涉及汽车能源控制领域，尤其涉及一种混合动力车在串联状态下的能量管理控制方法以及一种混合动力汽车。
背景技术
随着国际对能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。混合动力汽车已成为当今汽车业发展的趋势。油电混合动力汽车将电机和发动机结合在一起，针对各个工况实现了合理的节能减排功效，怠速停机、电机启动、智能充电、再生制动、电机助力、电动爬行等混动功能，具有降低油耗、增加续驶里程、技术成熟度比较高等优点，是目前各大汽车公司发展的首选趋势。
针对混合动力系统能量管理与控制的优化，主要是从几个方面考虑：第一是能量跟随，发电功率首先要满足整车行驶的需求功率，保证这部分能量流路径最短；第二是根据电池SOC状态计算对电池充电维持SOC需求功率。混合动力系统又分为不同模式，如纯电动EV模式、串联模式、并联模式。串联模式下的能耗特性很大的优化空间，因此混合动力车在串联状态下的能量管理应当能实现能量管理与控制的最优，同时满足动力和SOC维持的要求。不仅如此，一种优化的混合动力汽车在串联状态下的能量管理控制方法，还应考虑到驾驶者特性和行驶路况的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种混合动力车在串联状态下的能量管理方法，用以对在串联状态下的混合动力车的能量进行管理。
另一方面，本发明提供混合动力车，当该混合动力车在串联状态下时，采用上述的能量管理方法来控制混合动力汽车的发动机的转速和扭矩。
本发明提供一种混合动力车在串联状态下的能量管理方法，其特征在于，所述方法包括：
确定汽车的动力电池的荷电状态SOC；
当SOC>第一阈值时，发动机发电功率=整车行驶功率P1，P1=驱动功率+整车电器负载功率，并且根据发动机发电功率和最佳发电扭矩曲线的交点来确定发动机的转速和扭矩；
当第一阈值≥SOC>第三阈值时，发动机发电功率=P1+附加发电功率P2，其中P2用于对动力电池进行充电，根据SOC查询预先设置的表来确定P2’，如果P2’≤P4，则P2= P2’，否则P2=P4，其中P4为在对整车的噪声振动进行频谱和声噪测试的情况下方向盘轴向振动加速度不超过第一预设值,座椅轴向振动加速度不超过第二预设值时的发动机的功率上限，以及根据发动机发电功率和最佳发电扭矩曲线的交点来确定发动机的转速和扭矩；
当SOC≤第三阈值时，发动机发电功率=最大充电功率P3，P3用于对动力电池进行充电，其为发动机的最大外特性功率，以及根据发动机发电功率和最大发电扭矩曲线的交点来确定发动机的转速和扭矩。
优选地，在本发明的上述方法中，第一预设值为10-15m/s2，第二预设值为1-2m/s2。
优选地，在本发明的上述方法中，在SOC≤第三阈值时，禁止电机的用电功率。
优选地，在本发明的上述方法中，其中
当第一阈值≥SOC>第二阈值时，不限制电机的用电功率；
当第二阈值≥SOC>第三阈值时，限制电机的用电功率。
优选地，在本发明的上述方法中，所述方法还包括：
接收来自用户的输入信号；
根据该输入信号使得混合动力车工作在纯电优先E模式、电量保持M模式或油电平衡N模式下，其中M模式下的第一阈值>N模式下的第一阈值>E模式下的第一阈值。
优选地，在本发明的上述方法中，第一阈值为总的电池电量的30%-40%。
优选地，在本发明的上述方法中，第三阈值为总的电池电量的10%-20%。
优选地，在本发明的上述方法中，第二阈值为总的电池电量的20％-30％。[0014] 本发明还提供一种混合动力车，当该混合动力车在串联状态下时，利用上述的方法来控制混合动力汽车的发动机的转速和扭矩。
利用本发明，可以对混合动力汽车的能量进行管理。
附图说明
图1为根据本发明的混合动力车在串联状态下的能量管理方法的流程示意图；
图2为串联模式下发电机运行点优化示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例，在附图中相同的参考标号表示相同的元件。
图1为根据本发明的混合动力车在串联状态下的能量管理方法的流程示意图。图2为串联模式下发电运行点优化示意图。以下将结合图1和2来描述根据本发明的能量管理方法。
在步骤100，确定汽车的动力电池的荷电状态SOC。如果SOC>第一阈值（步骤110），则在步骤120，将确定发动机发电功率P=整车行驶功率P1，P1=驱动功率+整车电器负载功率。
如果第一阈值≥SOC>第二阈值（步骤111），则在步骤121，确定P=P1+P2，P2为附加发动功率，用于对动力电池进行充电。根据以下方式来确定P2：根据SOC查询预先设置的表来确定P2’，如果P2’≤P4，则P2= P2’，否则P2=P4，其中P4为在对整车的噪声振动进行频谱和声噪测试的情况下方向盘轴向振动加速度不超过第一预设值,座椅轴向振动加速度不超过第二预设值时的发动机的功率上限。其中可以预先设置第一和第二预设值，例如将第一和第二预设值预设为10-15m/s2，第二预设值为1-2m/s2。
如果第二阈值≥SOC>第三阈值（步骤112），则在步骤122，确定P=P1+P2同时限制电机功率。例如将电机功率限定为不大于电机预定功率的。
接下来，在步骤130，确定发动机的转速和扭矩。具体而言，如图2所示，根据发动机发电功率和最佳发电扭矩曲线L2的交点b来确定发动机的转速和扭矩。
如果SOC≤第三阈值（步骤113），则在步骤123，确定P=最大充电功率P3，P3用于对动力电池进行充电，其为发动机的最大外特性功率，。之后，在步骤131，根据发动机发电功率和最大发电扭矩曲线L4的交点d来确定发动机的转速和扭矩。
优选地，第一阈值为总的电池电量的30%-40%。第三阈值为总的电池电量的10%-20%。第二阈值为总的电池电量的20-30％。
优选地，在步骤100之前，本发明的能量管理方法还包括以下步骤：
接收来自用户的输入信号；
根据该输入信号使得混合动力车工作在纯电优先E模式、电量保持M模式或油电平衡N模式下，其中M模式下的第一阈值>N模式下的第一阈值>E模式下的第一阈值。
例如可以在混合动力车上设置对应三种模式的按钮，当用户按下其中一个按钮时，则使得混合动力车工作在相应的模式下。
E、N、M模式的区别在于第一阈值的大小不同。在E模式下，最大限度的使用电能作为动力输出。在M模式下，最大限度的使用发动机作为动力输出。
本发明还提供一种混合动力车，当在混合动力车在串联状态下时利用上述的方法来控制混合动力汽车的发动机的转速和扭矩。
鉴于这些教导，熟悉本领域的技术人员将容易想到本发明的其它实施例、组合和修改。因此，当结合上述说明和附图进行阅读时，本发明仅仅由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种混合动力车在串联状态下的能量管理方法，其特征在于，所述方法包括：
确定汽车的动力电池的荷电状态SOC；
当SOC>第一阈值时，发动机发电功率=整车行驶功率P1，P1=驱动功率+整车电器负载功率，并且根据发动机发电功率和最佳发电扭矩曲线的交点来确定发动机的转速和扭矩；
当第一阈值≥SOC>第三阈值时，发动机发电功率=P1+附加发电功率P2，其中P2用于对动力电池进行充电，根据SOC查询预先设置的表来确定P2’，如果P2’≤P4，则P2= P2’，否则P2=P4，其中P4为在对整车的噪声振动进行频谱和声噪测试的情况下方向盘轴向振动加速度不超过第一预设值,座椅轴向振动加速度不超过第二预设值时的发动机的功率上限，以及根据发动机发电功率和最佳发电扭矩曲线的交点来确定发动机的转速和扭矩；
当SOC≤第三阈值时，发动机发电功率=最大充电功率P3，P3用于对动力电池进行充电，其为发动机的最大外特性功率，以及根据发动机发电功率和最大发电扭矩曲线的交点来确定发动机的转速和扭矩。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一预设值为10-15m/s2，第二预设值为1-2m/s2。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在SOC≤第三阈值时，禁止电机的用电功率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中
当第一阈值≥SOC>第二阈值时，不限制电机的用电功率；
当第二阈值≥SOC>第三阈值时，限制电机的用电功率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收来自用户的输入信号；
根据该输入信号使得混合动力车工作在纯电优先E模式、电量保持M模式或油电平衡N模式下，其中M模式下的第一阈值>N模式下的第一阈值>E模式下的第一阈值。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，第一阈值为总的电池电量的30%-40%。
7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，第三阈值为总的电池电量的10%-20%。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，第二阈值为总的电池电量的20%-30%。
9.一种混合动力车，其特征在于，当所述混合动力车在串联状态时利用权利要求1-8之一的方法来控制混合动力汽车的发动机的转速和扭矩。
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