CN107985298A - 电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法、装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法、装置及车辆，其中，方法包括：接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据初始电池荷电状态与电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界；根据电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动发动机和第一电机，且关闭第二电机；在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，并启动第二电机，且关闭发动机和第一电机。该方法根据电池荷电状态上界和电池荷电状态下界合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而提高车辆的经济性、智能性和实用性，进而提高车辆的平稳性，节约能源。

Description

电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法、装置及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法、装置及车辆。
背景技术
能源节约与环境保护已成为当今世界两大主题，为克服由于交通运输带来的能源消耗和环境污染问题，世界各国政府与学者提出了多种应对方案，包括车辆限购、推行更为严格的排放法规、提高传统车辆的能源利用效率、开发新能源汽车技术等等。其中，新能源汽车技术范畴中的电动化技术是20世纪末期发展起来的一项旨在降低燃油消耗和污染物排放的新技术，是目前阶段交通运输节能减排的重要实现方式。现阶段，车辆节能主要从以下几个方面入手：提高车辆组件效率，如近年来VVT(Variable Valve Timing，可变气门正时)、DCT(Dual Clutch Transmission，双离合器变速器)、GDI(Gasoline DirectInjection，汽油缸内直喷)等技术的研发与应用；智能化交通系统，如V2I(Vehicle toInfrastructure)技术、车联网技术等；新能源开发与利用，如纯电动汽车、燃料电池汽车、氢能源汽车等相关技术；经济性驾驶技术等等。其中，经济性驾驶技术的投入小，潜力大，是目前的科研热点，也是车辆节能减排领域的重要发展方向。
周期性控制策略是目前经济性驾驶中的研究热点，关于车辆的周期性巡航控制策略，近年来引起了世界各国学者的广泛关注。相关技术中，将车辆周期性巡航的策略命名为PnG(Pulse and Glide，加速-滑行)，并通过仿真和实车实验分析了此策略对传统燃油车的燃油经济性的影响。比如通过对山区环境下的下坡工况的仿真，有学者提出了利用PnG策略减小燃油消耗的方法。进一步地，将PnG策略应用于跟车工况下，以提高车辆的燃油经济性，并提出了发动机“S”型喷油曲线，首次从机理上解释了应用PnG策略提高经济性的原因。相关技术中针对挡位离散性车辆，提出了一种近似最优的实用PnG策略，并提出了加速时的“强制降档”策略。实车实验证明了PnG策略良好的节油能力，从而验证了PnG策略中空挡滑行优于带档滑行的结论。但由于“加速-滑行”类策略存在车速上的波动，不利于成员的乘坐舒适性和货物的完整性，因此，在实际运用中少有使用。针对“加速-滑行”类策略的缺陷，有学者提出利用电池而非车身存储发动机多余的能量，从而避免车速发生变化，提高乘坐舒适性和货物完整性。由此产生了“SoC-PnG”策略，即电量波动型策略。由于存在动力源模式上的切换，因此本质上也属于切换控制的范畴。
虽然电动化车辆是车辆中节能潜力最大的车辆类型，但是其周期性巡航控制策略的研究目前尚处于空白。作为一类典型多学科交叉系统，电动化车辆深度集成了电气、机械、化学和热力学系统，在系统能源利用效率提升的同时，由于多动力源的存在也使得系统的管理和协调更加复杂，此时系统的能量与动力管理策略便直接对系统性能直接产生了影响，亟待解决。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，该方法可以提高车辆的经济性、智能性、和实用性，以及提高车辆的平稳性，节约能源。
本发明的另一个目的在于提出一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置。
本发明的再一个目的在于提出一种电动化车辆。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，其中，电动化车辆的动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机，方法包括以下步骤：接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据所述初始电池荷电状态与所述电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界；根据所述车辆巡航速度和所述电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动所述发动机和所述第一电机，其中，所述第一电机工作在发电模式，且关闭所述第二电机；在当前电池荷电状态大于或等于所述电池荷电状态上界时，控制所述车辆进入第二巡航阶段，并启动所述第二电机，其中，所述第二电机工作在驱动模式，且关闭所述发动机和所述第一电机。
本发明实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，首先根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，其次在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，根据电池荷电状态的上界和下界智能地规划车辆的巡航速度，合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而在满足用户使用需求的前提下，提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，节约能源。
另外，根据本发明上述实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述车辆巡航速度和所述电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动所述发动机和所述第一电机，且关闭所述第二电机，进一步包括：调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩以使所述发动机的转速处于所述最优效率区域内，并保持车速恒定；判断当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；如果是，则继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则结束模式切换；判断所述电池荷电状态是否小于所述电池荷电状态上界；如果是，则继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则进入所述第二巡航阶段。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述在当前电池荷电状态大于或等于所述电池荷电状态上界时，控制所述车辆进入第二巡航阶段，并启动所述第二电机，且关闭所述发动机和所述第一电机，进一步包括：调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定车速；判断所述当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；如果是，则继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则结束模式切换；判断所述电池荷电状态是否大于所述电池荷电状态下界；如果是，则继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则进入所述第一巡航阶段。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述最优效率区域根据所述发动机的最优效率工作点计算得到。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，电动化车辆的动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机，其中，装置包括：接收模块，用于接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据所述初始电池荷电状态与所述电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界；控制模块，用于根据所述车辆巡航速度和所述电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动所述发动机和所述第一电机，其中，所述第一电机工作在发电模式，且关闭所述第二电机，以及在当前电池荷电状态大于或等于所述电池荷电状态上界时，控制所述车辆进入第二巡航阶段，并启动所述第二电机，其中，所述第二电机工作在驱动模式，且关闭所述发动机和所述第一电机。
本发明实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，首先根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，其次在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，根据电池荷电状态的上界和下界，合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而在满足用户的使用需求的前提下，提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，节约能源。
另外，根据本发明上述实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块包括：第一调节单元，用于调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩以使所述发动机的转速处于所述最优效率区域内，并保持车速恒定；第一判断单元，用于判断当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；第一控制单元，用于在小于所述行驶总里程时，继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则结束模式切换，并且在小于所述电池荷电状态上界时，继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则进入所述第二巡航阶段。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块还包括：第二调节单元，用于调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定车速；第二判断单元，用于判断所述当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；第二控制单元，用于在小于所述行驶总里程时，继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则结束模式切换，并且在大于所述电池荷电状态下界时，继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则进入所述第一巡航阶段。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述最优效率区域根据所述发动机的最优效率工作点计算得到。
为达到上述目的，本发明再一方面实施例提出了一种电动化车辆，其包括动力系统和上述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置。其中，动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机。该车辆首先根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，其次在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，根据电池荷电状态的上界和下界，在满足用户的使用需求的前提下，合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，节约能源。
本发明附加的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
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的受控对象的机械结构图示意图；
图2为根据本发明实施例的电动化车辆巡航控制的周期性动力分配方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的电动化车辆巡航控制的周期性动力分配方法的流程图；
图4为根据本发明一个实施例的车辆状态和控制变量示意图；
图5为根据本发明一个具体实施例的周期性动力分配操作示意图；以及
图6为根据本发明实施例的电动化车辆巡航控制的周期性动力分配装置的结构示意图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在根据附图描述本发明实施例的电动化车辆巡航控制的周期性动力分配方法、装置及车辆之前，先简单描述一下相关技术中电动化车辆的动力系统的结构。
如图1所示，电动化车辆的动力系统包括发动机100、第一电机MG1、第二电机MG2、功率分配器和减速器200，其中，功率分配器可以为单个功率分配器300，或者功率分配器包括第一功率分配器400和第二功率分配器500。其中，发动机100、第一电机MG1、第二电机MG2和功率分配器的作用及其结构对于本领域技术人员都是已知的，为减少冗余，在此不做具体赘述。
该电动化车辆的动力系统的结构可以分为单排行星轮系(即单个功率分配器的情况)和双排行星轮系(即两个功率分配器的情况)两类，下面本发明实施例将以单排行星轮系为例进行说明，但相同的方法也适用于双排行星轮系的情况。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法、装置及车辆，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法。
图2是本发明一个实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法的流程图。
如图2所示，该电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法包括以下步骤：
在步骤S201中，接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据初始电池荷电状态与电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界。
可以理解的是，驾驶员可以设定车辆巡航速度Vdes、初始电池荷电状态SOC0(一般为电池充放电效率最高的荷电状态)、荷电状态波动量δ与行驶总里程Sf，ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)计算荷电状态上界SOCmax、荷电状态下界SOCmin；
SOCmax＝SOC0·(1+δ)，
SOCmin＝SOC0·(1-δ)，
在步骤S202中，根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动发动机和第一电机，且关闭第二电机。
其中，在本发明的一个实施例中，根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动发动机和第一电机，其中，第一电机工作在发电模式，且关闭第二电机，进一步包括：调节发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节第一电机的转速与发电力矩以使发动机的转速处于最优效率区域内，并保持车速恒定；判断当前行驶里程是否小于行驶总里程；如果是，则继续调节发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节第一电机的转速与转矩，否则结束模式切换；判断电池荷电状态是否小于电池荷电状态上界；如果是，则继续调节发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节第一电机的转速与发电力矩，否则进入第二巡航阶段。
可选地，在本发明的一个实施例中，最优效率区域根据发动机的最优效率工作点得到。例如，若记发动机最优效率工作点为则本发明的实施例中，最优效率区域的定义可以为
可以理解的是，如图3所示，在收到ECU传到发动机的信号，开始执行模式切换方法，从而将车速调整至预设巡航速度Vdes，电池荷电状态调整至SOC0，并开始执行第一巡航阶段：启动发动机和第一电机，关闭第二电机，其中，第一电机处于发电机状态，在本发明的实施例中，本发明实施例的第一巡航阶段具体的调节步骤包括：
步骤1：调节发动机输出力矩Teng(大于阻力力矩)以驱动车辆前进；调节第一电机转速ωMG1与发电力矩TMG1，使得发动机转速ωeng维持在其最优效率区域内，并保持车速Vdes恒定；
步骤2：比较已行驶里程S与预设总行驶里程Sf，若S<Sf，则继续执行步骤1，否则模式切换方法结束；
步骤3：比较当前电池荷电状态SOC与预设荷电状态上界SOCmax，若SOC<SOCmax，则继续执行步骤1，否则进入第二巡航阶段。
在步骤S203中，在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，并启动第二电机，且关闭发动机和第一电机。
其中，在本发明的一个实施例中，在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，并启动第二电机，其中，第二电机工作在驱动模式，且关闭发动机和第一电机，进一步包括：调节第二电机的转速与转矩以使第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定车速；判断当前行驶里程是否小于行驶总里程；如果是，则继续调节第二电机的转速与转矩以使第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则结束模式切换；判断电池荷电状态是否大于电池荷电状态下界；如果是，则继续调节第二电机的转速与转矩以使第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则进入第一巡航阶段。
可以理解的是，如图3所示，在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，并启动第二电机，且关闭发动机和第一电机，其中，第二电机处于驱动电机状态。
在本发明的实施例中，本发明实施例的第二巡航阶段具体的调节步骤包括：
步骤1：调节第二电机转速与扭矩，以使第二电机提供与阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定的车速；
步骤2：比较已行驶里程S与预设总行驶里程Sf，若S<Sf，则继续执行步骤1，否则模式切换方法结束；
步骤3：比较当前电池荷电状态SOC与预设电池荷电状态下界SOCmin，若SOC＞SOCmin，则继续执行步骤1，否则第二阶段结束，进入第一巡航阶段。
举例而言，当Vdes设定为90km/h和100km/h时，而且仿真中使用的车辆主要参数如表1所示时。其中，表1为车辆主要参数表。
表1车辆主要参数
首先确定车辆巡航速度、初始电池荷电状态、荷电状态波动量及计算荷电状态波动上下界。例如，设初始电池荷电状态SOC0＝0.5，电池荷电状态波动量δ＝20％，则当车辆巡航速度设定为Vdes＝90km/h时，可得：电池荷电状态上界为SOCmax＝SOC0·(1+δ)＝0.6，电池荷电状态下界为SOCmin＝SOC0·(1-δ)＝0.4；当车辆巡航速度设定为Vdes＝100km/h时，可得：电池荷电状态上界为SOCmax＝SOC0·(1+δ)＝0.6，电池荷电状态下界为SOCmin＝SOC0·(1-δ)＝0.4。其次，按照经济性巡航的模式切换方法进行设置并求解，从而可以得到车辆状态和控制变量随时间的变化曲线，如图4和图5所示。进一步地，90km/h的情况下的每行驶100公里油耗为4.36L，合53.99英里/加仑，而在相同的巡航车速下，双电机发电的模式切换方法的每行驶100公里油耗为4.92L，合47.86英里/加仑；100km/h的情况下的每行驶100公里油耗为3.90L，合60.40英里/加仑，而在相同的巡航车速下，双电机发电的模式切换方法的每行驶100公里油耗为5.39L，合43.65英里/加仑。则在上述两种车速下，根据本发明实施例的分配方法得到的策略相较于双电机发电的模式切换方法，燃油经济性分别提高11.35％和27.72％，有效提高车辆的经济性。
可以理解的是，当本发明实施例的方法应用到实际中时，本发明实施例的方法可以作为一种驾驶辅助策略为电动化车辆提供一种周期性SOC上升-SOC下降的切换式巡航方法。本发明实施例的方法在考虑车辆功率分配器运动学约束的基础上，提出了电动化车辆巡航控制的周期性动力分配方法，从而优化得到的动力分配方式具有更好的燃油经济性，相同巡航车速和行驶环境下，车速较高时，与双电机发电的巡航方式相比，具有更好的节油能力，进而提高车辆的经济性和实用性，以及提高车辆的平稳性，节约能源。
根据本发明实施例提出的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，首先根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，其次在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，根据电池荷电状态的上界和下界在满足用户的使用需求的前提下，合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，而且节约能源。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置。
图6是本发明一个实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置的结构示意图。
如图6所示，该电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置10包括：接收模块100和控制模块200。
其中，接收模块100用于接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据初始电池荷电状态与电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界。控制模块200用于根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动发动机和第一电机，其中，第一电机工作在发电模式，且关闭第二电机，以及在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，并启动第二电机，其中，所述第二电机工作在驱动模式，且关闭发动机和第一电机。本发明实施例的装置10根据电池荷电状态上界和电池荷电状态下界合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，而且节约能源。
进一步地，在本发明的一个实施例中，控制模块包括：第一调节单元，用于调节发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节第一电机的转速与发电力矩以使发动机的转速处于最优效率区域内，并保持车速恒定；第一判断单元，用于判断当前行驶里程是否小于行驶总里程；第一控制单元，用于在小于行驶总里程时，继续调节发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节第一电机的转速与发电力矩，否则结束模式切换，并且在小于电池荷电状态上界时，继续调节发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节第一电机的转速与转矩，否则进入第二巡航阶段。
进一步地，在本发明的一个实施例中，控制模块还包括：第二调节单元，用于调节第二电机的转速与转矩以使第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定车速；第二判断单元，用于判断当前行驶里程是否小于行驶总里程；第二控制单元，用于在小于行驶总里程时，继续调节第二电机的转速与转矩以使第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则结束模式切换，并且在大于所述电池荷电状态下界时，继续调节第二电机的转速与转矩以使第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则进入第一巡航阶段。
进一步地，在本发明的一个实施例中，最优效率区域根据发动机的最优效率工作点计算得到。
需要说明的是，前述对电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，首先根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，其次在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，根据电池荷电状态的上界和下界合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而在满足用户的使用需求的前提下，提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，而且节约能源。
此外，本发明的实施例还提出了一种电动化车辆，该车辆包括上述的动力系统和电动化车辆巡航控制的周期性动力分配装置。其中，动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机。该车辆可以首先根据车辆巡航速度和电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，其次在当前电池荷电状态大于或等于电池荷电状态上界时，控制车辆进入第二巡航阶段，根据电池荷电状态的上界和下界合理分配车辆发动机和/或多个电机间的动力，从而在满足用户的使用需求的前提下，提高车辆的经济性、智能性和实用性，以及提高车辆的平稳性，而且节约能源。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，其特征在于，电动化车辆的动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机，其中，模式切换方法包括以下步骤：
接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据所述初始电池荷电状态与所述电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界；
根据所述车辆巡航速度和所述电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动所述发动机和所述第一电机，其中，所述第一电机工作在发电模式，且关闭所述第二电机；
在当前电池荷电状态大于或等于所述电池荷电状态上界时，控制所述车辆进入第二巡航阶段，并启动所述第二电机，其中，所述第二电机工作在驱动模式，且关闭所述发动机和所述第一电机。
2.根据权利要求1所述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，其特征在于，所述根据所述车辆巡航速度和所述电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动所述发动机和所述第一电机，且关闭所述第二电机，进一步包括：
调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩以使所述发动机的转速处于所述最优效率区域内，并保持车速恒定；
判断当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；
如果是，则继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则结束模式切换；
判断所述电池荷电状态是否小于所述电池荷电状态上界；以及
如果是，则继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则进入所述第二巡航阶段。
3.根据权利要求1所述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，其特征在于，所述在当前电池荷电状态大于或等于所述电池荷电状态上界时，控制所述车辆进入第二巡航阶段，并启动所述第二电机，且关闭所述发动机和所述第一电机，进一步包括：
调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定车速；
判断所述当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；
如果是，则继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则结束模式切换；
判断所述电池荷电状态是否大于所述电池荷电状态下界；以及
如果是，则继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则进入所述第一巡航阶段。
4.根据权利要求2所述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换方法，其特征在于，所述最优效率区域根据所述发动机的最优效率工作点计算得到。
5.一种电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，其特征在于，电动化车辆的动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机，其中，装置包括：
接收模块，用于接收车辆巡航速度、初始电池荷电状态、电池荷电状态波动量与行驶总里程，并根据所述初始电池荷电状态与所述电池荷电状态波动量计算得到电池荷电状态上界和电池荷电状态下界；以及
控制模块，用于根据所述车辆巡航速度和所述电池荷电状态控制车辆进入第一巡航阶段，并启动所述发动机和所述第一电机，其中，所述第一电机工作在发电模式，且关闭所述第二电机，以及在当前电池荷电状态大于或等于所述电池荷电状态上界时，控制所述车辆进入第二巡航阶段，并启动所述第二电机，其中，所述第二电机工作在驱动模式，且关闭所述发动机和所述第一电机。
6.根据权利要求5所述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，其特征在于，所述控制模块包括：
第一调节单元，用于调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩以使所述发动机的转速处于所述最优效率区域内，并保持车速恒定；
第一判断单元，用于判断当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；
第一控制单元，用于在小于所述行驶总里程时，继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则结束模式切换，并且在小于所述电池荷电状态时，继续调节所述发动机的输出力矩以驱动车辆前进，并调节所述第一电机的转速与发电力矩，否则进入所述第二巡航阶段。
7.根据权利要求5所述的电动化车辆的经济性巡航动力分配装置，其特征在于，所述控制模块还包括：
第二调节单元，用于调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，并保持恒定车速；
第二判断单元，用于判断所述当前行驶里程是否小于所述行驶总里程；
第二控制单元，用于在小于所述行驶总里程时，继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则结束模式切换，并且在大于所述电池荷电状态下界时，继续调节所述第二电机的转速与转矩以使所述第二电机提供与行驶阻力矩相等的驱动力矩，否则进入所述第一巡航阶段。
8.根据权利要求6所述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置，其特征在于，所述最优效率区域根据所述发动机的最优效率工作点计算得到。
9.一种电动化车辆，其特征在于，包括：
动力系统，所述动力系统动力源包括发动机、第一电机和第二电机；和
如权利要求5-8任一项所述的电动化车辆的经济性巡航的模式切换装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024092780A1 (zh) * 2022-11-04 2024-05-10 华为技术有限公司 一种控制方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445043A (zh) * 2008-10-11 2009-06-03 比亚迪股份有限公司 一种混合动力驱动系统及其控制方法
JP2011156985A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
CN104827882A (zh) * 2014-12-16 2015-08-12 北汽福田汽车股份有限公司 用于混合动力车辆的动力传动系统及其驱动控制方法
CN107264517A (zh) * 2017-06-08 2017-10-20 深圳市海梁科技有限公司 混合动力车辆及其驱动控制方法
CN107351838A (zh) * 2017-07-27 2017-11-17 清华大学 电动化车辆巡航控制的周期性动力分配方法、装置及车辆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445043A (zh) * 2008-10-11 2009-06-03 比亚迪股份有限公司 一种混合动力驱动系统及其控制方法
JP2011156985A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
CN104827882A (zh) * 2014-12-16 2015-08-12 北汽福田汽车股份有限公司 用于混合动力车辆的动力传动系统及其驱动控制方法
CN107264517A (zh) * 2017-06-08 2017-10-20 深圳市海梁科技有限公司 混合动力车辆及其驱动控制方法
CN107351838A (zh) * 2017-07-27 2017-11-17 清华大学 电动化车辆巡航控制的周期性动力分配方法、装置及车辆

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024092780A1 (zh) * 2022-11-04 2024-05-10 华为技术有限公司 一种控制方法及装置

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