CN106904164A - 混合动力车辆的充电方法、充电系统和混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆的充电方法、充电系统和混合动力车辆，充电方法包括：将钥匙达到START档且同时踩下制动踏板，且持续时间超过第一阈值，如果条件满足自启动发动机；根据油门踏板状态判断油门踏板开度是否大于第一阈值；如果是，则根据第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定发动机的第一需求扭矩和ISG电机的第一需求转速；发动机根据发动机的第一需求扭矩拖动ISG电机达到第一需求转速为动力电池充电。本发明具有如下优点：发动机带动ISG电机发电，在电池电量过低时能及时补充电能，同时保证发动机工作在高效区，并能够根据电池不同的最大充电功率范围实时调整发动机的经济工作点。

Description

混合动力车辆的充电方法、充电系统和混合动力车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种混合动力车辆的充电方法、充电系统和混合动力车辆。

背景技术

近年来，国际原油价格跌宕起伏，能源问题和环境污染情况日益严重，节能减排、低碳经济已成为实现国家经济、社会可持续性发展的重要举措之一。混合动力车辆在保持传统车辆行驶性能的同时，具有高效节能、低噪声、低排放等显著优点，成为当前解决传统车辆所带来的环境污染、能源短缺等方面问题的有效办法之一。

但相关技术中缺少一种对混合动力车辆的动力电池剩余电量不足时，如何通过发动机为动力电池充电的操作方法。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种混合动力车辆的充电方法。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力车辆的充电系统。

本发明的第三个目的在于提出一种混合动力车辆。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种混合动力车辆的充电方法，包括以下步骤：将钥匙达到START档且同时踩下制动踏板，且持续时间超过第一阈值，如果条件满足自启动所述发动机；根据所述油门踏板状态判断油门踏板开度是否大于预设的第二阈值；如果是，则根据第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速；所述发动机根据所述发动机的第一需求扭矩拖动所述ISG电机达到所述第一需求转速，以通过所述ISG电机为动力电池充电。

根据本发明实施例的混合动力车辆的充电方法，发动机带动ISG电机发电，在电池电量过低时能及时补充电能，同时保证发动机工作在高效区，并能够根据电池不同的最大充电功率范围实时调整发动机的经济工作点。

另外，根据本发明上述实施例的混合动力车辆的充电方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述根据最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速进一步包括：根据动力电池的最大充电功率和附件功率确定所述发动机的第一最大需求发电功率；由所述第一最大需求发电功率查找所述发动机的等功率MAP曲线确定最大第二最大需求发电功率；根据所述发动机的万有特性曲线确定所述发动机的经济区曲线；根据查找所述发动机的等功率MAP曲线上与所述发动机的经济区曲线交叉的所述发动机的第一经济点，其中所述发动机的第一经济点包括所述发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速。

进一步地，还包括以下步骤：当所述发动机由第一经济点转变为第二经济点时，所述发动机对所述ISG电机的转速进行调试，控制所述ISG电机的转速由所述第一需求转速变为第二需求转速，同时所述发动机的输出扭矩为所述第一需求扭矩，其中，所述第二需求转速为所述第二经济点时对应的所述ISG电机的需求转速；所述ISG电机转变为所述第二需求转速后，所述发动机的输出扭矩为第二需求扭矩，其中，所述第二需求扭矩为所述第二经济点时对应的所述发动机的需求扭矩。

进一步地，对所述ISG电机进行调速的方法包括转子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁转差离合器调速、液力偶合器调速和油膜离合器调速中的一种或多种。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种混合动力车辆的混合动力车辆的充电系统，所述混合动力汽车包括发动机、ISG电机和驱动电机，所述发动机与所述ISG电机相连，所述ISG电机通过离合器与所述驱动电机相连，所述系统包括：制动信号采集模块,用于获取制动信号；点火信号采集模块，用于获取点火信号；油门踏板信号采集模块，用于获取油门踏板信号；控制器，所述控制器分别与所述制动信号采集模块、点火信号采集模块和油门踏板信号采集模块相连，所述控制器用于在依次采集到所述制动信号、所述点火信号和所述油门踏板信号时，判断所述点火信号的持续时间是否大于预设的第一阈值且通过所述油门踏板信号检测油门踏板的开度是否大于预设的第二阈值，如果所述点火信号的持续时间大于所述第一阈值且所述油门的开度大于所述第二阈值时控制所述发电机以第一需求扭矩拖动所述ISG电机达到第一需求转速，以通过所述ISG电机为动力电池充电；其中，所述第一需求扭矩和所述第一需求转速是所述控制器通过第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定的。

根据本发明实施例的混合动力车辆的充电系统，发动机带动ISG电机发电，在电池电量过低时能及时补充电能，同时保证发动机工作在高效区，并能够根据电池不同的最大充电功率范围实时调整发动机的经济工作点。

另外，根据本发明上述实施例的混合动力车辆的充电系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，还包括：动力电池最大充电功率获取模块，用于获取所述动力电池的最大充电功率；附件功率获取模块，用于获取所述混合动力车辆的附件功率；所述控制器还用于根据动力电池的最大充电功率和附件功率确定所述发动机的第一最大需求发电功率，所述控制器还用于由所述第一最大需求发电功率查找所述发动机的等功率MAP曲线确定最大第二最大需求发电功率，所述控制器还用于根据所述发动机的万有特性曲线确定所述发动机的经济区曲线，所述控制器还用于根据查找所述发动机的等功率MAP曲线上与所述发动机的经济区曲线交叉的所述发动机的第一经济点，其中所述发动机的第一经济点包括所述发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速。

进一步地，所述控制器还用于当所述发动机由第一经济点转变为第二经济点时，控制所述发动机对所述ISG电机的转速进行调试，控制所述ISG电机的转速由所述第一需求转速变为第二需求转速，同时所述发动机的输出扭矩为所述第一需求扭矩，其中，所述第二需求转速为所述第二经济点时对应的所述ISG电机的需求转速，所述控制器还用于对所述ISG电机的转速进行调试，所述ISG电机转变为所述第二需求转速后，控制所述发动机的输出扭矩为第二需求扭矩，其中，所述第二需求扭矩为所述第二经济点时对应的所述发动机的需求扭矩。

进一步地，所述控制器还用于通过子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁转差离合器调速、液力偶合器调速和油膜离合器调速中的一种或多种对所述ISG电机进行调速。

为了实现上述目的，本发明的实施例还用开了一种混合动力车辆，包括上述实施例的混合动力车辆的充电系统。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的混合动力车辆的充电方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的混合动力车辆的发动机等功率曲线图；

图3是本发明一个实施例的混合动力车辆的万有特性曲线和等功率曲线的示意图。

图4是本发明一个实施例的混合动力车辆的充电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述根据本发明实施例的混合动力车辆的充电方法。

图1是本发明一个实施例的混合动力车辆的充电方法的流程图。请参考图1，本发明实施例的混合动力车辆的充电方法包括以下步骤：

S1：将钥匙达到START档且同时踩下制动踏板，且持续时间超过第一阈值，如果条件满足自启动发动机。

具体地，踩下制动踏板，同时使用钥匙转动到START档位置持续一段时间后，启动发动机。在本发明的一个示例中，使用钥匙转动到START位置的持续时间为1秒。

S2：根据油门踏板状态判断油门踏板开度是否大于预设的第二阈值。在本发明的一个示例中，第二阈值为10％。

S3：如果是，则根据第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定发动机的第一需求扭矩和ISG电机的第一需求转速。

在本发明的一个实施例中，步骤S3进一步包括：

S301：根据动力电池的最大充电功率和附件功率确定所述发动机的第一最大需求发电功率。

具体地，确定系统的第一最大需求发电功率，即电池的最大充电功率加上附件功率之和。其中，附件功率指DCDC和转向油泵的功率和。因车型配置不同，附件不完全一样，有的车型还包含电动气泵。

S302：由第一最大需求发电功率查找发动机的等功率MAP曲线确定最大第二最大需求发电功率。

在本发明的一个示例中，发电机等功率曲线如图2所示，图中10kw、30kw、50kw、…、150kw对应的转速(x轴)-扭矩(Y轴)。选择功率最小的10kw作为第二最大需求发电功率。

S303：根据发动机的万有特性曲线确定发动机的经济区曲线。

在本发明的一个示例中，万有特性曲线如图3所示，不同比气耗(g/kwh)(如图中190-430)下对应的转速(X轴)-扭矩(Y轴)曲线。由图3中可知，选择比气耗最低190g/kwh中与的曲线，其中，190g/kwh的曲线与功率曲线(图中的虚线)60kw、80kw、100kw、120kw、140kw和160kw均有交集，即发动机的经济区曲线包括60kw、80kw、100kw、120kw、140kw和160kw。

S304：根据查找发动机的等功率MAP曲线上与发动机的经济区曲线交叉的发动机的第一经济点。其中，发动机的第一经济点包括发动机的第一需求扭矩和ISG电机的第一需求转速。

具体地，选择60kw的发动机经济区曲线与190g/kwh之间的交点作为第一经济点。第一经济点对应的第一扭矩为610Nm，对应的第一转速为940r/min。

S4：发动机根据第一需求扭矩拖动ISG电机达到第一需求转速，以通过ISG电机为动力电池充电。

在本发明的一个实施例中，还包括以下步骤：

S5：当发动机由第一经济点转变为第二经济点时，发动机对ISG电机进行调速，发动机控制ISG电机的转速由第一需求转速变为第二需求转速，同时发动机的输出扭矩为第一需求扭矩。其中，第二需求转速为第二经济点时对应ISG电机的需求转速。

在本发明的一个实施例中，对ISG电机进行调速的方法包括转子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁转差离合器调速、液力偶合器调速和油膜离合器调速中的一种或多种。

S6：ISG电机转变为第二需求转速后，发动机的输出扭矩为第二需求扭矩。其中，第二需求扭矩为第二经济点时对应的发动机的需求扭矩。

以下结合附图描述根据本发明实施例的混合动力车辆的充电系统。

本发明实施例的混合动力车辆包括发动机、ISG电机和驱动电机。发动机与ISG电机相连，ISG电机通过离合器与驱动电机相连。图4是本发明一个实施例的混合动力车辆的充电系统的结构示意图。请参考图4，本发明实施例的混合动力车辆的充电系统200包括制动信号采集模块210、点火信号采集模块220、油门踏板信号采集模块230和控制器240。

具体地，制动信号采集模块210用于采集制动信号。点火信号采集模块220用于获取点火信号。油门踏板信号采集模块230用于获取油门踏板信号。控制器240分别与制动信号采集模块210、点火信号采集模块220和油门踏板采集信号模块230相连，控制器240用于在依次采集到制动信号、点火信号和油门踏板信号时，判断点火信号的持续时间是否大于预设的第一阈值且通过油门踏板信号检测油门踏板的开度是否大于预设的第二阈值，如果点火信号的持续时间大于第一阈值且油门踏板的开度大于第二阈值时则进入停车充电模式。控制器240控制发动机以第一需求扭矩拖动ISG电机达到第一需求转速，以通过ISG电机为动力电池充电。其中，第一需求扭矩和第一需求转速对应发动机的第一经济点，第一经济点是控制器240通过第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定的。本发明实施例的混合动力车辆的混合动力车辆的充电系统，在电池电量过低时能及时补充电能，同时保证发动机工作在高效区，并能够根据电池不同的最大充电功率范围实时调整发动机的经济工作点。

在本发明的一个实施例中，还包括动力电池最大充电功率获取模块250和附件功率获取模块260。动力电池最大充电功率获取模块250用于获取所述动力电池的最大充电功率。附件功率获取模块260用于获取所述混合动力车辆的附件功率。

控制器240还用于根据动力电池的最大充电功率和附件功率确定发动机的第一最大需求发电功率。第一最大需求发电功率，即电池的最大充电功率加上附件功率之和。其中，附件功率指DCDC和转向油泵的功率和。因车型配置不同，附件不完全一样，有的车型还包含电动气泵。

控制器240还用于由第一最大需求发电功率查找发动机的等功率MAP曲线确定最大第二最大需求发电功率。在本发明的一个示例中，发电机等功率曲线如图2所示，图中10kw、30kw、50kw、…、150kw对应的转速(x轴)-扭矩(Y轴)。选择功率最小的10kw作为第二最大需求发电功率。

控制器240还用于根据发动机的万有特性曲线确定发动机的经济区曲线。在本发明的一个示例中，万有特性曲线如图3所示，不同比气耗(g/kwh)(如图中190-430)下对应的转速(X轴)-扭矩(Y轴)曲线。由图3中可知，选择比气耗最低190g/kwh中与的曲线，其中，190g/kwh的曲线与功率曲线(图中的虚线)60kw、80kw、100kw、120kw、140kw和160kw均有交集，即发动机的经济区曲线包括60kw、80kw、100kw、120kw、140kw和160kw。

控制器240还用于根据查找发动机的等功率MAP曲线上与发动机的经济区曲线交叉的发动机的第一经济点。其中，发动机的第一经济点包括发动机的第一需求扭矩和ISG电机的第一需求转速。具体地，选择60kw的发动机经济区曲线与190g/kwh之间的交点作为第一经济点。第一经济点对应的第一扭矩为610Nm，对应的第一转速为940r/min。控制器240控制发动机根据第一需求扭矩拖动ISG电机达到第一需求转速，以通过ISG电机为动力电池充电。

控制器240还用于当发动机由第一经济点转变为第二经济点时，控制发动机对ISG电机的转速进行调试，控制所述ISG电机的转速由第一需求转速变为第二需求转速，同时发动机的输出扭矩为所述第一需求扭矩。其中，第二需求转速为所述第二经济点时对应的述ISG电机的需求转速。ISG电机转变为所述第二需求转速后，控制发动机的输出扭矩为第二需求扭矩，其中，所述第二需求扭矩为所述第二经济点时对应的所述发动机的需求扭矩。

在本发明的一个实施例中，对ISG电机进行调速的方法包括转子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁转差离合器调速、液力偶合器调速和油膜离合器调速中的一种或多种。

本发明实施例还公开了一种混合动力车辆，包括上述的混合动力车辆的充电系统。

另外，本发明实施例的混合动力车辆的充电方法、充电系统和混合动力车辆的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钥匙达到START档且同时踩下制动踏板，且持续时间超过第一阈值，如果条件满足自启动所述发动机；

根据所述油门踏板状态判断油门踏板开度是否大于预设的第二阈值；

如果是，则根据第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速；

所述发动机根据所述发动机的第一需求扭矩拖动所述ISG电机达到所述第一需求转速，以通过所述ISG电机为动力电池充电。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的充电方法，其特征在于，所述根据最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速进一步包括：

根据动力电池的最大充电功率和附件功率确定所述发动机的第一最大需求发电功率；

由所述第一最大需求发电功率查找所述发动机的等功率MAP曲线确定最大第二最大需求发电功率；

根据所述发动机的万有特性曲线确定所述发动机的经济区曲线；

根据查找所述发动机的等功率MAP曲线上与所述发动机的经济区曲线交叉的所述发动机的第一经济点，其中，所述发动机的第一经济点包括所述发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的充电方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当所述发动机由第一经济点转变为第二经济点时，所述发动机对所述ISG电机的转速进行调试，控制所述ISG电机的转速由所述第一需求转速变为第二需求转速，同时所述发动机的输出扭矩为所述第一需求扭矩，其中，所述第二需求转速为所述第二经济点时对应的所述ISG电机的需求转速；

所述ISG电机转变为所述第二需求转速后，所述发动机的输出扭矩为第二需求扭矩，其中，所述第二需求扭矩为所述第二经济点时对应的所述发动机的需求扭矩。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的充电方法，其特征在于，对所述ISG电机进行调速的方法包括转子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁转差离合器调速、液力偶合器调速和油膜离合器调速中的一种或多种。

5.一种混合动力车辆的混合动力车辆的充电系统，其特征在于，所述混合动力汽车包括发动机、ISG电机和驱动电机，所述发动机与所述ISG电机相连，所述ISG电机通过离合器与所述驱动电机相连，所述系统包括：

制动信号采集模块,用于获取制动信号；

点火信号采集模块，用于获取点火信号；

油门踏板信号采集模块，用于获取油门踏板信号；

控制器，所述控制器分别与所述制动信号采集模块、点火信号采集模块和油门踏板采集信号模块相连，所述控制器用于在依次采集到所述制动信号、所述点火信号和所述油门踏板信号时，判断所述点火信号的持续时间是否大于预设的第一阈值且通过所述油门踏板信号检测油门踏板的开度是否大于预设的第二阈值，如果所述点火信号处的持续时间大于所述第一阈值且所述油门踏板的开度大于所述第二阈值时控制所述发动机以第一需求扭矩拖动所述ISG电机达到第一需求转速，以通过所述ISG电机为动力电池充电；

其中，所述第一需求扭矩和所述第一需求转速是所述控制器通过第一最大需求发电功率和发动机的万有特性曲线确定的。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的充电系统，其特征在于，还包括：

动力电池最大充电功率获取模块，用于获取所述动力电池的最大充电功率；

附件功率获取模块，用于获取所述混合动力车辆的附件功率；

所述控制器还用于根据动力电池的最大充电功率和附件功率确定所述发动机的第一最大需求发电功率，所述控制器还用于由所述第一最大需求发电功率查找所述发动机的等功率MAP曲线确定最大第二最大需求发电功率，所述控制器还用于根据所述发动机的万有特性曲线确定所述发动机的经济区曲线，所述控制器还用于根据查找所述发动机的等功率MAP曲线上与所述发动机的经济区曲线交叉的所述发动机的第一经济点，其中，所述发动机的第一经济点包括所述发动机的第一需求扭矩和所述ISG电机的第一需求转速。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的充电系统，其特征在于，所述控制器还用于当所述发动机由第一经济点转变为第二经济点时，控制所述发动机对所述ISG电机的转速进行调试，控制所述ISG电机的转速由所述第一需求转速变为第二需求转速，同时所述发动机的输出扭矩为所述第一需求扭矩，其中，所述第二需求转速为所述第二经济点时对应的所述ISG电机的需求转速；所述ISG电机转变为所述第二需求转速后，控制所述发动机的输出扭矩为第二需求扭矩，其中，所述第二需求扭矩为所述第二经济点时对应的所述发动机的需求扭矩。

8.根据权利要求7所述的混合动力车辆的充电系统，其特征在于，所述控制器还用于通过子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁转差离合器 调速、液力偶合器调速和油膜离合器调速中的一种或多种对所述ISG电机进行调速。

9.一种混合动力车辆，其特征在于，包括权利要求5-8任一所述的混合动力车辆的充电系统。