CN104590041A

CN104590041A - 一种电动汽车用燃气增程器系统

Info

Publication number: CN104590041A
Application number: CN201410698950.6A
Authority: CN
Inventors: 方大卫; 黄晨东; 王铁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-05-06

Abstract

本发明公开了一种电动汽车用燃气增程器系统，它包括燃气发动机和发电机。燃气发动机与发电机通过离合器连接，发出的电可以直接供给电机以驱动汽车，也可在电池SOC较低时给电池充电。纯电动车由于续航里程短，只能在有限区域运行，通过增加燃气增程器从而增加续驶里程。由于燃气比汽油便宜并且更少排放，采用燃气增程器可以增加里程减少污染。同时，由于燃气发动机加速时间较慢，动力性较差，采用电池与之混合后，可以用电池来弥补其不足。即加速时用电池，里程用燃气。这样的增程式燃气电动汽车将有较高里程，也有较好动力性。该系统可用于电动汽车增程器系统，建立了一个争对电动汽车用燃气增程器的构架平台，不仅能共用关键零部件，降低整车及运行成本，降低产业化成本。

Description

一种电动汽车用燃气增程器系统

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，具体说涉及一种电动汽车用燃气增程器系统，可应用于采用电机直接驱动的纯电动汽车。

本发明还涉及一种控制方法，该方法用于上述所述电动推进系统。

背景技术

随着能源的日渐匮乏以及环境污染的日益加重，具有节能环保效果的电动汽车已经逐渐成为未来汽车发展的主要方向，而增程式电动汽车则被公认为是目前电动汽车发展的主流技术方向之一。增程式电动汽车可解决因动力电池存储能量低、续驶里程短、充电时间长等导致的电动汽车无法大规模产业化的问题，符合电动汽车的发展需要。

增程器作为一种车载供电系统是增程式电动汽车主要部件，一般由发动机与发电机组成，其中发动机可采用柴油、汽油、代用燃料等热机。

目前增程式电动汽车主要都使用汽油发动机，没有使用燃气发动机。其实，燃气发动机具有如下几个特点：1）燃气发动机动力性较差；2）燃气成本较低；3）燃气站比充电站更普及。由于燃气发动机的这几个特点，使燃气发动机可作为增程器与电池动力配合使用，兼顾到各自的优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车用燃气增程器系统，能增加电动汽车续驶里程；同时由于使用燃气发动机作为增程器，使用成本较低；最后，由于燃气发动机与电池匹配使用，改善了燃气发动机动力性不足缺点。

本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车用燃气增程器系统，包括发动机，发电机，功率电子单元及增程器控制器。发动机做功并传送给发电机，发电机把机械能转化为电能，功率电子单元把电能调节到高压母线需求并供给车辆的电机。增程器控制器接收来自整车控制器的信息，包括车载供电系统，该单元接收所述测量控制单元指令并输出电功率；电驱动系统，该系统根据电功率输出供车辆前景的转矩及整车电动附件系统；所述车辆控制单元、电驱动系统、及整车电动附件系统并联，且与高压母线电连接。

进一步地，所述车载供电系统包括一个能量源。

优选地，所述主能量源为储能系统，所述辅助能量源为辅助功率单元即增程器。

进一步地，所述车载供电系统包括一个主能量源和一个辅助能量源并联连接于高压母线上，共同输出电功率，辅助能量源输出功率恒定；车辆控制单元根据车辆路况决定所需电功率，当辅助能量源输出功率高于所需电功率时，高出的部分给主能量源充电；当辅助能量源输出功率低于所需电功率时，主能量源补充不足的部分。

本发明可用于电动汽车用燃气增程器系统，能实现对该系统的控制，保证该系统工作于最佳状态。

附图说明

图1为本发明涉及的电动汽车用燃气增程器系统的构架示意图。

图2为本发明涉及的多动力源汽车电动推进系统的控制方法的构架平台。

图3为本发明涉及的多动力源汽车电动推进系统的控制方法中针对能量分配的示意图。

具体实施方式

参见图1所示，该电动汽车用燃气增程器系统应用于燃气混合动力汽车中。该系统由一套燃气发动机/发电机系统供电，而动力蓄电池与高压母线并联，主驱动电机系统与电动附件系统（电动空调压缩机、冷却风扇、冷却水泵等）、电池（Battery）直接接入高压母线。其中，发动机与发电机通过相应的弹性装置直接连接，两者转速相同。由图可知，每个子系统都设有控制器，均与车辆控制单元连接。燃气增程器系统（APU）输出功率由增程器控制单元控制EMU(发动机管理系统)以及GCU（发电机控制器）来实现。

另外，对应于该构架，有一种控制方法，用于实现上下电时序控制、驾驶员期望转矩解析、能量管理、整车热管理、整车故障诊断及处理，可根据车载供电系统的变化灵活调整，能保证该系统工作于最佳状态。图2为本发明涉及的控制方法的构架平台。包括整车控制器（设于车辆控制单元上），用于接收驾驶员发出的信号，及各子系统控制器发出的信号并进行处理，将处理结果传送到各子系统控制器上。所述子系统包括能量管理系统（EMS）、电机控制单元（MCU）和电控单元（ECU），具体说，所述能量管理系统包括辅助功率单元控制器、储能系统控制器，所述电机控制单元包括电机控制单元控制器，所述电控单元包括冷却系统控制器，空调系统控制器，电气系统控制器，显示单元控制器。整车控制器接收辅助单元的功率值，并控制辅助单元的开/关，和需求功率。整车控制器接收储能系统控制器的SOC（主能量源）参数和温度参数，并控制储能系统的开/关。整车控制器接收电机驱动系统的转速、转矩、温度参数，并控制电机驱动系统的开/关。其它各子系统通过控制器将参数发给整车控制器，由整车控制器在处理后作出相应的指令。

在混合式构型中，基于车载供电系统由两个能量源并联组成，需对两能量源进行能量分派。见图3，主能量源输出功率跟踪车辆行驶功率需求，当主能量源SOC较低时，启动辅助能量源并输出恒定功率（最优工作点），高于车辆行驶功率需求部分用于给主能量源充电。当车辆行驶功率需求超过辅助能量源最优点功率时，由主能量源补充不足部分。当主能量源SOC过高时，关闭主能量源。能量分配应确保：1）合理分配辅助能量源和主能量源之间的能量供给；2）主动控制辅助能量源尽量工作在最佳工况区域，包括启停控制和功率输出控制；3）被动控制主能量源，补偿需求功率的波动部分－“削峰填谷”；4）调整主能量源适当地充放电，控制其SOC保持在适当的范围内，兼顾主能量源的安全和性能优化。

当采用独立式构型，只需取消辅助功率单元部分，去除能量分配策略即可。

本方法具有多用途，可灵活在不同构型和不同车载供电系统切换，搭建了具有共性技术的动力平台技术，有效解决了新能源汽车开发成本高、开发复杂以及开发周期长的问题。

Claims

1.一种电动汽车用燃气增程器系统（5），其特征是：所述系统包括燃气发动机（1），发电机（2），功率电子单元（3），和增程器控制器（4）。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用燃气增程器系统，其特征是：所述燃气发动机（1）可适用天燃气，LNG，CNG。

3.根据权利要求1所述的电动汽车用燃气增程器系统，其特征是：所述功率电子单元（3）可以放大电压到高压母线需求。

4.根据权利要求1所述的电动汽车用燃气增程器系统，其特征是：所述增程器控制器（4），接收整车的信号，分别来自所述车载供电系统、电驱动系统和整车电功附件系统的的参数信息，进行处理并发出指令相应反馈给增程器系统。

5.根据权利要求4所述的电动汽车用燃气增程器系统，其特征是：所述车载供电系统包括一个主能量源（电池）和一个辅助能量源（增程器系统）并联连接于高压母线上，共同输出电功率，辅助能量源输出功率恒定；车辆控制单元根据车辆路况决定所需电功率，当辅助能量源输出功率高于所需电功率时，高出的部分给主能量源充电；当辅助能量源输出功率低于所需电功率时，主能量源补充不足的部分。