CN107264511A - 一种混合动力车的发电控制方法、设备及系统 - Google Patents

一种混合动力车的发电控制方法、设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力车的发电控制方法，混合动力车包括发动机、暖风系统和电池，方法包括：设置第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中第二阈值大于第一阈值；获取混合动力车的行驶速度、暖风系统的工作状态以及发动机的工作状态；如果混合动力车的行驶速度等于0、发动机的工作状态为开启状态以及暖风系统的工作状态为开启状态，则获取电池电压和发动机转速；如果电池电压大于第一阈值，则控制发动机保持转速；如果电池电压小于第一阈值且发动机转速小于第三阈值，则控制发动机转速递增至第三阈值；如果电池电压大于第二阈值，则控制发动机转速递减。

Description

一种混合动力车的发电控制方法、设备及系统
技术领域
本发明涉及混合动力车技术领域，尤其涉及一种混合动力车的发电控制方法、设备及系统。
背景技术
随着人们对环保意识的提高，节能和环保已渐渐融入我们生活的点点滴滴。汽车产业的转型也已经成为大家的共识，节能环保概念深入人心，而混合动力车具有多动力源、节能、排放低等显著优点，得到世界范围内的高度关注。
混合动力汽车作为一种燃油车到新能源汽车的过渡型产品，已逐渐被大家认可，它是在纯电动车的基础上增加汽油发动机作为备用动力，电动车由电力驱动，其所搭载的燃油发动机可为整车驱动电动机供电，实现边跑边充电。例如专利文献日本特开平9-298802号公报记载的混合动力车具备驱动前轮的发动机和驱动后轮的电动发电机，并在车辆减速时，将通过电动发电机的再生制动而产生的电能充电至电池。
现有的混合动力车中有着一套成熟的暖风控制系统，其采用发动机做功发热，发动机的冷却液循环至驾驶室散热器，鼓风机将驾驶室冷空气吹过散热器，将冷却液吸收的发动机的热量经热交换后，变成暖风回流至驾驶室供暖。暖风系统运行后，车辆静止时，发动机只是怠速运行，发动机此时多余能量白白损失。
现有的混合动力车大多采用PTC加热，采用纯电方式，一旦电池馈电，车辆无法正常行驶，暖风也无法正常运行，开启暖风也使混合动力汽车续航里程大大缩短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力车的发电控制方法、设备和系统。通过改变控制策略，在保证续驶里程的同时，合理利用发动机的能量，提高能量利用率，达到节能环保的目的。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式首先提出一种混合动力车的发电控制方法，所述混合动力车包括发动机、暖风系统和电池，所述方法包括：设置第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；获取所述混合动力车的行驶速度、所述暖风系统的工作状态以及所述发动机的工作状态；如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为开启状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，则获取电池电压和发动机转速；如果所述电池电压大于所述第一阈值，如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则控制所述发动机转速递增至所述第三阈值；否则控制所述发动机转速递增；如果所述电池电压大于所述第二阈值，则控制所述发动机转速递减。
在本发明的优选实施方式中，所述方法进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0以及所述暖风系统的工作状态为关闭状态，则控制所述发动机怠速运行n分钟后熄火。
在本发明的优选实施方式中，所述方法进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为关闭状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，则控制所述发动机处于开启状态。
在本发明的优选实施方式中，所述方法进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度不等于0，则控制所述发动机工作在高效发电模式。
在本发明的优选实施方式中，所述控制所述发动机工作在高效发电模式包括：设置理论功耗油耗和公差值；获取实时功率油耗；判断所述实时功率油耗是否大于所述理论功率油耗与所述公差值的和；如果所述实时功率油耗大于所述理论功率油耗与所述公差值的和，则控制所述发动机调整转速，否则继续判断所述实时功率油耗是否小于所述理论功率油耗与所述公差值的差；如果判断所述实时功率油耗小于所述理论功率油耗与所述公差值的差，则控制所述发动机调整转速，否则控制所述发动机保持转速。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式还提出一种混合动力车的发电控制设备，所述混合动力车包括发动机、暖风系统和电池，所述设备包括：阈值设置模块，用于设置第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；获取模块，用于获取所述混合动力车的行驶速度、所述暖风系统的工作状态以及所述发动机的工作状态；如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为开启状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，还用于获取电池电压和发动机转速；控制模块，如果所述电池电压大于所述第一阈值，则用于控制所述发动机保持转速，如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则用于控制所述发动机转速递增至第三阈值；如果所述电池电压大于所述第二阈值，则用于控制所述发动机转速递减。
在本发明的优选实施方式中，所述设备进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0以及所述暖风系统的工作状态为关闭状态，则控制模块还用于控制所述发动机怠速运行n分钟后熄火。
在本发明的优选实施方式中，所述设备进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为关闭状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，则控制模块还用于控制所述发动机处于开启状态。
在本发明的优选实施方式中，所述设备进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度不等于0，则控制模块还用于控制所述发动机工作在高效发电模式。
在本发明的优选实施方式中，所述控制所述发动机工作在高效发电模式包括：设置理论功耗油耗和公差值；获取实时功率油耗；判断所述实时功率油耗是否大于所述理论功率油耗与所述公差值的和；如果所述实时功率油耗大于所述理论功率油耗与所述公差值的和，则控制所述发动机调整转速，否则继续判断所述实时功率油耗是否小于所述理论功率油耗与所述公差值的差；如果判断所述实时功率油耗小于所述理论功率油耗与所述公差值的差，则控制所述发动机调整转速，否则控制所述发动机保持转速。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式还提供了一种混合动力车的发电控制系统，所述系统包括混合动力车以及所述发电控制设备。
本发明提供的一种混合动力车的发电控制方法、设备和系统。其中，发动机在供暖的同时根据行驶工况，采用不同发电模式与暖风系统结合运行，达到既满足用户享受暖风的需求，同时给电池供电，提高能源利用率，达到节能的目的。
附图说明
图1是根据本发明具体实施方式的一种混合动力车的发电控制系统的结构框架图；
图2是根据本发明具体实施方式的暖风系统的结构框图；
图3是根据本发明具体实施方式的一种混合动力车的发电控制设备的结构框图；
图4是根据本发明具体实施方式的一种混合动力车的发电控制方法的流程图；
图5是根据本发明另一具体实施方式的高效发电模式的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。并且附图仅为示意性的，其中的元件无需合乎比例。
图1是根据本发明具体实施方式的一种混合动力车的发电控制系统的结构框架图。参照图1，发电控制系统100包括发电控制设备200以及与发电控制设备200连接的发动机系统300、暖风系统400和电池管理系统500。其中，发动机系统300包括发电机301、发动机302和ECU(发动机控制系统)303。电池管理系统500包括电池501，在具体实施中，电池管理系统500可以是带均衡的电池管理系统，也可以是不带均衡的电池管理系统。电池501可以是n组单体电池或n组电池组。
在具体实施中，发电控制设备200可以是在现有的整车控制器(VCU)的基础上改进而成。能够完成现有整车控制器的所有功能。
在发电控制系统100系统中，发电控制设备200可以预先设置第一阈值、第二阈值和第三阈值，当混合动力车的行驶速度等于0、发动机的工作状态为开启状态以及暖风系统的工作状态为开启状态时，可以获取电池电压和发动机转速。当电池电压大于第一阈值时，可以控制发动机保持转速，如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则控制所述发动机转速递增至所述第三阈值。当电池电压大于第二阈值时，可以控制发动机转速递减。
如图2所示为根据本发明具体实施方式的暖风系统的结构框图，暖风系统400可以包括鼓风机散热器402以及分别与其连接的冷却液循环管路401和开关模块403。
图3是根据本发明具体实施方式的一种混合动力车的发电控制设备的结构框图。参照图3，发电控制设备200包括阈值设置模块201、获取模块202和控制模块203。在具体实施中，发电控制设备200中的各模块可以通过CAN总线进行连接和通讯。
阈值设置模块201用于设置第一阈值、第二阈值和第三阈值。其中，第二阈值大于第一阈值。在具体实施中，第一阈值可以是电池组电压过电压阈值，第二阈值可以是发动机转速递减电池电压阈值，第三阈值可以是发动机暖风模式充电最高转速阈值。
获取模块202用于获取混合动力车的行驶速度、暖风系统400的工作状态以及发动机302的工作状态。其中，工作状态可以包括开启状态和关闭状态。
如果混合动力车的行驶速度等于0、发动机302的工作状态为开启状态以及暖风系统400的工作状态为开启状态，则控制模块203用于获取电池电压和发动机转速。其中，混合动力车的行驶速度等于0即混合动力车处于静止状态。
如果电池电压大于第一阈值，则控制模块203用于控制发动机302保持转速；如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则控制模块203用于控制发动机302转速递增至第三阈值。
如果电池电压大于第二阈值，则控制模块203用于控制发动机302转速递减；否则获取模块202用于获取发动机转速。
根据本发明的另一具体实施方式，在上述发电控制设备200中，如果混合动力车的行驶速度等于0以及暖风系统400的工作状态为关闭状态时，控制模块203还用于控制发动机302怠速运行n分钟后熄火。其中，n可以等于1。
根据本发明又一具体实施方式，在上述发电控制设备200中，如果混合动力车的行驶速度等于0、发动机302的工作状态为关闭状态以及暖风系统400的工作状态为开启状态，则控制模块203还用于控制发动机302处于开启状态。
根据本发明的又一具体实施方式，在上述发电控制设备200中，如果混合动力车的行驶速度不等于0，则控制模块203还用于控制发动机302工作在高效发电模式。
图4为本明发具体实施方式提供的一种混合动力车的发电控制方法的流程图。请参阅图4，所述方法包括：
S401：设置第一阈值、第二阈值和第三阈值。其中，第二阈值大于第一阈值。在具体实施中，第一阈值可以是电池组电压过电压阈值，第二阈值可以是发动机转速递减电池电压阈值，第三阈值可以是发动机暖风模式充电最高转速阈值。
S402：获取混合动力车的行驶速度、暖风系统的工作状态以及发动机的工作状态。其中，工作状态可以包括开启状态和关闭状态。
S403：如果混合动力车的行驶速度等于0、发动机的工作状态为开启状态以及暖风系统的工作状态为开启状态，则获取电池电压和发动机转速。其中，混合动力车的行驶速度等于0即混合动力车处于静止状态。
S404：如果电池电压大于或等于第一阈值，则控制发动机保持转速；如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则控制发动机转速递增至所述第三阈值。
S405：如果电池电压大于第二阈值，则控制发动机转速递减。
通过上述发电控制方法，能够将电池电压控制在第一阈值与第二阈值之间，从而防止给电池充电出现过电压、过电流的现象，保护电池，延长电池寿命。同时，能够保证在开启暖风运行的时候给电池充电，提高能源利用率，达到节能的目的。
根据本发明的另一具体实施方式，上述发电控制方法还包括：如果混合动力车的行驶速度等于0以及暖风系统的工作状态为关闭状态时，控制发动机怠速运行n分钟后熄火。其中，n可以等于1。这样可以防止怠速不发电，白白耗损能源。
根据本发明又一具体实施方式，在上述发电控制方法的步骤S403之前还可以包括：如果混合动力车的行驶速度等于0、发动机的工作状态为关闭状态以及暖风系统的工作状态为开启状态，则控制发动机处于开启状态。
根据本发明的又一具体实施方式，在上述发电控制方法的步骤S402之前还可以包括：如果混合动力车的行驶速度不等于0(即，混合动力车处于行驶状态)，则控制发动机工作在高效发电模式。其中，在高效发电模式下，发动机工作于最佳发电效率工作区，发动机最佳发电工作区为在不同的电流工况下，选择最佳的功率油耗下的发动机转速，功率油耗＝发电功率/油耗，最佳发电效率工作区是经过大量的工况测试下所测出的功率油耗值。
图5是根据本发明具体实施方式的高效发电模式的工作流程图。当发动机工作在高效发电模式时，其工作流程包括：
S501：设置理论功率油耗和公差值。
S502：获取实时功率油耗。
S503：判断实时功率油耗是否大于理论功率油耗与公差值的和，即，判断实时功率油耗>理论功率油耗+公差值？
S504：如果实时功率油耗大于理论功率油耗与公差值的和，则控制发动机调整转速。
S505：如果实时功率油耗小于或等于理论功率油耗与公差值的和，则继续判断实时功率油耗是否小于理论功率油耗与公差值的差，即，判断实时功率油耗<理论功率油耗-公差值？
S506：如果判断实时功率油耗小于理论功率油耗与公差值的差，则控制发动机调整转速。
S507：如果判断实时功率油耗大于或等于理论功率油耗与公差值的差，则控制发动机保持转速。
如上所述，本发明提供的一种混合动力车的发电控制方法、设备和系统。其中，当混合动力汽车静止时，如暖风开关未开启，发动机怠速运行1分钟熄火，防止怠速不发电，白白损耗能源；暖风系统运行后，电池电压小于过电压阈值a1，VCU控制发动机转速递增，发动机转速达到发动机暖风模式充电最高转速阈值b时或电池电压达到过电压阈值a1时停止发动机转速递增，电池电压与发动机转速，哪个条件先达到则执行先达到的条件，电池电压高于发动机转速递减电池电压阈值a2时，发动机转速递减，直到电池电压低于电池组电压过电压阈值a1，发动机转速停止递减，防止给电池充电出现过电压，过电流的现象，保护电池，延长电池寿命。在开启暖风运行的同时给电池充电，提高能源利用率，达到节能的目的。
上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。
以上所述仅为本示意性的具体实施方式，在不脱离本的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种混合动力车的发电控制方法，所述混合动力车包括发动机、暖风系统和电池，其特征在于，所述方法包括：
设置第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；
获取所述混合动力车的行驶速度、所述暖风系统的工作状态以及所述发动机的工作状态；
如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为开启状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，则获取电池电压和发动机转速；
如果所述电池电压大于或等于所述第一阈值，则控制所述发动机保持转速；如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则控制所述发动机转速递增至所述第三阈值；
如果所述电池电压大于所述第二阈值，则控制所述发动机转速递减。
2.如权利要求1所述的发电控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0以及所述暖风系统的工作状态为关闭状态，则控制所述发动机怠速运行n分钟后熄火。
3.如权利要求1所述的发电控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为关闭状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，则控制所述发动机处于开启状态。
4.如权利要求1所述的发电控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度不等于0，则控制所述发动机工作在高效发电模式。
5.如权利要求4所述的发电控制方法，其特征在于，所述控制所述发动机工作在高效发电模式包括：
设置理论功率油耗和公差值；
获取实时功率油耗；
判断所述实时功率油耗是否大于所述理论功率油耗与所述公差值的和；
如果所述实时功率油耗大于所述理论功率油耗与所述公差值的和，则控制所述发动机调整转速，否则继续判断所述实时功率油耗是否小于所述理论功率油耗与所述公差值的差；
如果判断所述实时功率油耗小于所述理论功率油耗与所述公差值的差，则控制所述发动机调整转速，否则控制所述发动机保持转速。
6.一种混合动力车的发电控制设备，所述混合动力车包括发动机、暖风系统和电池，其特征在于，所述设备包括：
阈值设置模块，用于设置第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；
获取模块，用于获取所述混合动力车的行驶速度、所述暖风系统的工作状态以及所述发动机的工作状态；如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为开启状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，还用于获取电池电压和发动机转速；
控制模块，如果所述电池电压大于所述第一阈值，则用于控制所述发动机保持转速，如果电池电压小于第一阈值且所述发动机转速小于所述第三阈值，则用于控制所述发动机转速递增至所述第三阈值；如果所述电池电压大于所述第二阈值，则用于控制所述发动机转速递减。
7.如权利要求6所述的发电控制设备，其特征在于，所述设备进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0以及所述暖风系统的工作状态为关闭状态，则控制模块还用于控制所述发动机怠速运行n分钟后熄火。
8.如权利要求6所述的发电控制设备，其特征在于，所述设备进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度等于0、所述发动机的工作状态为关闭状态以及所述暖风系统的工作状态为开启状态，则控制模块还用于控制所述发动机处于开启状态。
9.如权利要求6所述的发电控制设备，其特征在于，所述设备进一步包括：如果所述混合动力车的行驶速度不等于0，则控制模块还用于控制所述发动机工作在高效发电模式。
10.如权利要求9所述的发电控制方法，其特征在于，所述控制所述发动机工作在高效发电模式包括：
设置理论功率油耗和公差值；
获取实时功率油耗；
判断所述实时功率油耗是否大于所述理论功率油耗与所述公差值的和；
如果所述实时功率油耗大于所述理论功率油耗与所述公差值的和，则控制所述发动机调整转速，否则继续判断所述实时功率油耗是否小于所述理论功率油耗与所述公差值的差；
如果判断所述实时功率油耗小于所述理论功率油耗与所述公差值的差，则控制所述发动机调整转速，否则控制所述发动机保持转速。
11.一种混合动力车，其特征在于，所述混合动力车包括如权利要求6-10任意一项所述的发电控制设备。
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