CN105365586B - 增程式电动汽车动力系统及增程方法、电动汽车 - Google Patents

增程式电动汽车动力系统及增程方法、电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种增程式电动汽车动力系统及增程方法、电动汽车，本增程式电动汽车动力系统包括：与车载控制屏相连的控制器，由该控制器控制的増程器；所述増程器适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电；本发明的增程式电动汽车动力系统及其增程方法使车辆在到达目的地时，其蓄电池的荷电量得到充分利用，即车辆在同等燃料的情况下，行驶距离极大的超过普通电动车，并且通过増程器的n次循环工作，能够使増程器得到休息，减少增程器的运行时间，延长增程器的使用寿命。

Description

增程式电动汽车动力系统及增程方法、电动汽车
技术领域
本发明属于电动汽车领域，具体地说是一种减少增程器运行时间的增程动力系统。
背景技术
随着地球环境的持续恶劣，人们对电动汽车的渴望越来越强烈。纯电动汽车具有零排放、零污染、高效率和不依赖石油等特点。但由于现阶段电动汽车所需的蓄电池的能量密度和行驶里程无法达到人们的要求，使其无法与传统内燃机相竞争。然而增程式电动汽车作为一款可增加续驶里程，又同时具备混合动力汽车和纯电动汽车优点的电动车，可以很好的作为内燃机汽车向纯电动汽车转型的过渡车型。但当人们的日常出行距离大于车辆第一次纯电动运行的距离时，车辆到达目的地，蓄电池的电量没有得到充分的利用，这在无形中增加了增程器的运行时间，使车辆的燃油消耗变多。
发明内容
本发明的目的是提供一种增程式电动汽车动力系统及其增程方法，能有效提高车辆行驶距离，提高车载蓄电池电量的利用率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种增程式电动汽车动力系统，包括：与车载控制屏相连的控制器，由该控制器控制的増程器；所述増程器适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电。
进一步，所述増程器包括：由控制器控制的发动机，以及由该发动机带动的发电机；所述发电机适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电。
进一步，在车载控制屏中输入至目的地，以获得相应目标里程，所述控制器适于根据目标里程控制増程器在车辆的行驶途中开启或关闭时间。
进一步，设所述目标里程为D、车辆初始状态开始纯电动行驶的距离为S0、车辆第一次通过发电机进行行车充电行驶的距离为S1、车辆行车充电后第一次纯电动行驶的距离S2，并计算第一判断里程值D1，即D1＝S0+S1，以及第二判断里程值D2，即D2＝S0+S1+S2；
并且还设定：
SOCon为行车过程中提前开启发动机时，蓄电池的荷电量；
SOCoff为行车过程中提前关闭发动机时，蓄电池的荷电量；
SOC0为车载蓄电池的初始荷电量；
SOChigh为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最高荷电量；
SOClow为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最低荷电量；
若D＜S0，则增程器不开启，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电；
若D＞D2，则将目标里程代入公式(1)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(SOChigh-SOClow)(n-1)(y+z)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (1)
计算出SOCoff，即増程器在经过n次循环工作后，且在最后一次行车充电过程中，当车载蓄电池的电量升至SOCoff时，提前关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若S0＜D＜D1，则将目标里程代入公式(2)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (2)
计算出SOCoff，即车辆在行车充电过程中，车载蓄电池的电量升至SOCoff时，关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若D1＜D＜D2，则将目标里程代入公式(3)中，即
D＝x(SOC0-SOCon)+y(SOChigh-SOCon)+(SOChigh-SOClow)z (3)
计算出SOCon，即车辆在纯电动运行时，当车载蓄电池的电量降到SOCon时，开启增程器，当车载蓄电池充电完成时，其电量适于使车辆行驶到达目的地；
上述公式(1)、(2)、(3)中
x为开始纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离；
y为行车充电过程中单位SOC的行驶距离；
z为行车充电后的纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离。
又一方面，本发明还提供了一种增程式电动汽车动力系统的增程方法，所述增程式电动汽车动力系统包括：与车载控制屏相连的控制器，由该控制器控制的増程器，以及车载蓄电池；通过车载控制屏输入至目的地，以获得相应目标里程，所述控制器适于根据目标里程控制増程器在车辆的行驶途中开启或关闭时间，即在増程器开启后，对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电；以及在増程器关闭后，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电。
进一步，所述増程器包括：由控制器控制的发动机，以及由该发动机带动的发电机；所述发电机适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电。
进一步，设所述目标里程为D、车辆初始状态开始纯电动行驶的距离为S0、车辆第一次通过发电机进行行车充电行驶的距离为S1、车辆行车充电后第一次纯电动行驶的距离S2，并计算第一判断里程值D1，即D1＝S0+S1，以及第二判断里程值D2，即D2＝S0+S1+S2；
并且还设定：
SOCon为行车过程中提前开启发动机时，蓄电池的荷电量；
SOCoff为行车过程中提前关闭发动机时，蓄电池的荷电量；
SOC0为车载蓄电池的初始荷电量；
SOChigh为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最高荷电量；
SOClow为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最低荷电量；
若D＜S0，则增程器不开启，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电；
若D＞D2，则将目标里程代入公式(1)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(SOChigh-SOClow)(n-1)(y+z)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (1)
计算出SOCoff，即増程器在经过n次循环工作后，且在最后一次行车充电过程中，当车载蓄电池的电量升至SOCoff时，提前关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若S0＜D＜D1，则将目标里程代入公式(2)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (2)
计算出SOCoff，即车辆在行车充电过程中，车载蓄电池的电量升至SOCoff时，关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若D1＜D＜D2，则将目标里程代入公式(3)中，即
D＝x(SOC0-SOCon)+y(SOChigh-SOCon)+(SOChigh-SOClow)z (3)
计算出SOCon，即车辆在纯电动运行时，当车载蓄电池的电量降到SOCon时，开启增程器，当车载蓄电池充电完成时，其电量适于使车辆行驶到达目的地；
上述公式(1)、(2)、(3)中
x为开始纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离；
y为行车充电过程中单位SOC的行驶距离；
z为行车充电后的纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离。
第三方面，本发明还提供了一种电动汽车，该电动汽车安装有所示增程式电动汽车动力系统。
本发明的有益效果是，本发明的增程式电动汽车动力系统及其增程方法使车辆在到达目的地时，其蓄电池的荷电量得到充分利用，即车辆在同等燃料的情况下，行驶距离极大的超过普通电动车，并且通过増程器的n次循环工作，能够使増程器得到休息，减少增程器的运行时间，延长增程器的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的增程式电动汽车动力系统的原理框图；
图2是本发明的增程式电动汽车动力系统工作过程中所对应的曲线图；
图3是本发明的增程工作流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，本发明的一种增程式电动汽车动力系统，包括：与车载控制屏相连的控制器，由该控制器控制的増程器；所述増程器适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电。
具体的，所述増程器包括：由控制器控制的发动机，以及由该发动机带动的发电机；所述发电机适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电。
在使用时，在车载控制屏中输入至目的地，以获得相应目标里程(通过目的地计算出相应目标里程可以通过现有技术中的路径算法得到)，所述控制器适于根据目标里程控制増程器在车辆的行驶途中开启或关闭时间。
具体的，如图2和图3所示，设所述目标里程为D、车辆初始状态开始纯电动行驶的距离为S0、车辆第一次通过发电机进行行车充电行驶的距离为S1、车辆行车充电后第一次纯电动行驶的距离S2，并计算第一判断里程值D1，即D1＝S0+S1，以及第二判断里程值D2，即D2＝S0+S1+S2；
并且还设定：
SOCon为行车过程中提前开启发动机时，蓄电池的荷电量；
SOCoff为行车过程中提前关闭发动机时，蓄电池的荷电量；
SOC0为车载蓄电池的初始荷电量；
SOChigh为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最高荷电量；
SOClow为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最低荷电量；
若D＜S0，则增程器不开启，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电；
若D＞D2，则将目标里程代入公式(1)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(SOChigh-SOClow)(n-1)(y+z)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (1)
计算出SOCoff，即増程器在经过n次循环工作后，且在最后一次行车充电过程中，当车载蓄电池的电量升至SOCoff时，提前关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若S0＜D＜D1，则将目标里程代入公式(2)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (2)
计算出SOCoff，即车辆在行车充电过程中，车载蓄电池的电量升至SOCoff时，关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若D1＜D＜D2，则将目标里程代入公式(3)中，即
D＝x(SOC0-SOCon)+y(SOChigh-SOCon)+(SOChigh-SOClow)z (3)
计算出SOCon，即车辆在纯电动运行时，当车载蓄电池的电量降到SOCon时，开启增程器，当车载蓄电池充电完成时，其电量适于使车辆行驶到达目的地；
上述公式(1)、(2)、(3)中
x为开始纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离(该行驶距离也可以理解为在S0中所对应的单位SOC的行驶距离，并且由于车辆在开始行驶状态的车载蓄电池的初始电荷量SOC0比较高，且高于所设定的SOChigh)；
y为行车充电过程中单位SOC的行驶距离(该行驶距离也可以理解为在S1中所对应的单位SOC的行驶距离)；
z为行车充电后的纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离(该行驶距离也可以理解为在S2中所对应的单位SOC的行驶距离)。
其中，SOC(Stage of Charge，一般是充电或放电容量与额定容量的比值)，车载蓄电池的单位SOC与行驶距离之间的对应关系可以通过控制器获得，即在车载蓄电池进行充电过程中，车辆的行驶距离与充电的单位SOC相对应，或者在车载蓄电池进行供电时，放电的单位SOC与车辆的行驶距离相对应。
优选的，所述发电机采用永磁同步电机，所述车轮驱动电机采用直流无刷电机。
实施例2
在实施例1基础上，本实施例2提供了一种电动汽车，该电动汽车安装所述增程式电动汽车动力系统。
实施例3
在实施例1基础上，本实施例3提供了一种增程式电动汽车动力系统的增程方法。
其中，所述增程式电动汽车动力系统包括：与车载控制屏相连的控制器，由该控制器控制的増程器，以及车载蓄电池；通过车载控制屏输入至目的地，以获得相应目标里程，所述控制器适于根据目标里程控制増程器在车辆的行驶途中开启或关闭时间，即在増程器开启后，对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电；以及在増程器关闭后，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电。
具体的，所述増程器包括：由控制器控制的发动机，以及由该发动机带动的发电机；所述发电机适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电。
増程器的具体工作如下：
设所述目标里程为D、车辆初始状态开始纯电动行驶的距离为S0、车辆第一次通过发电机进行行车充电行驶的距离为S1、车辆行车充电后第一次纯电动行驶的距离S2，并计算第一判断里程值D1，即D1＝S0+S1，以及第二判断里程值D2，即D2＝S0+S1+S2；
并且还设定：
SOCon为行车过程中提前开启发动机时，蓄电池的荷电量；
SOCoff为行车过程中提前关闭发动机时，蓄电池的荷电量；
SOC0为车载蓄电池的初始荷电量；
SOChigh为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最高荷电量；
SOClow为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最低荷电量；
若D＜S0，则增程器不开启，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电；
若D＞D2，则将目标里程代入公式(1)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(SOChigh-SOClow)(n-1)(y+z)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (1)
计算出SOCoff，即増程器在经过n次循环工作后，且在最后一次行车充电过程中，当车载蓄电池的电量升至SOCoff时，提前关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若S0＜D＜D1，则将目标里程代入公式(2)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (2)
计算出SOCoff，即车辆在行车充电过程中，车载蓄电池的电量升至SOCoff时，关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若D1＜D＜D2，则将目标里程代入公式(3)中，即
D＝x(SOC0-SOCon)+y(SOChigh-SOCon)+(SOChigh-SOClow)z (3)
计算出SOCon，即车辆在纯电动运行时，当车载蓄电池的电量降到SOCon时，开启增程器，当车载蓄电池充电完成时，其电量适于使车辆行驶到达目的地；
上述公式(1)、(2)、(3)中
x为开始纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离；
y为行车充电过程中单位SOC的行驶距离；
z为行车充电后的纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离。
在电动汽车中加入本增程式电动汽车动力系统后，可以使车辆在到达目的地时，其蓄电池的电量得到充分利用，减少增程器的运行时间，降低能源的消耗。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种增程式电动汽车动力系统，其特征在于，包括：与车载控制屏相连的控制器，由该控制器控制的増程器；
所述増程器适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电；
所述増程器包括：由控制器控制的发动机，以及由该发动机带动的发电机；
所述发电机适于对车载蓄电池进行充电，同时对车轮驱动电机进行供电；
在车载控制屏中输入至目的地，以获得相应目标里程，所述控制器适于根据目标里程控制増程器在车辆的行驶途中开启或关闭时间；
设所述目标里程为D、车辆初始状态开始纯电动行驶的距离为S0、车辆第一次通过发电机进行行车充电行驶的距离为S1、车辆行车充电后第一次纯电动行驶的距离S2，并计算第一判断里程值D1，即D1＝S0+S1，以及第二判断里程值D2，即D2＝S0+S1+S2；
并且还设定：
SOCon为行车过程中提前开启发动机时，蓄电池的荷电量；
SOCoff为行车过程中提前关闭发动机时，蓄电池的荷电量；
SOC0为车载蓄电池的初始荷电量；
SOChigh为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最高荷电量；
SOClow为设定的车载蓄电池在増程器控制下的最低荷电量；
若D＜S0，则增程器不开启，通过车载蓄电池对车轮驱动电机进行供电；
若D＞D2，则将目标里程代入公式(1)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(SOChigh-SOClow)(n-1)(y+z)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (1)
计算出SOCoff，即増程器在经过n次循环工作后，且在最后一次行车充电过程中，当车载蓄电池的电量升至SOCoff时，提前关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若S0＜D＜D1，则将目标里程代入公式(2)中，即
D＝x(SOC0-SOClow)+(y+z)(SOCoff-SOClow) (2)
计算出SOCoff，即车辆在行车充电过程中，车载蓄电池的电量升至SOCoff时，关闭发动机，此时车载蓄电池的电量适于使车辆行驶到达目的地；
若D1＜D＜D2，则将目标里程代入公式(3)中，即
D＝x(SOC0-SOCon)+y(SOChigh-SOCon)+(SOChigh-SOClow)z (3)
计算出SOCon，即车辆在纯电动运行时，当车载蓄电池的电量降到SOCon时，开启增程器，当车载蓄电池充电完成时，其电量适于使车辆行驶到达目的地；
上述公式(1)、(2)、(3)中
x为开始纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离；
y为行车充电过程中单位SOC的行驶距离；
z为行车充电后的纯电动行驶过程中单位SOC的行驶距离。
2.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车安装有如权利要求1所述的增程式电动汽车动力系统。
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