CN109552073B - 一种充电装置用增程器控制器系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电装置用增程器控制器系统以及方法,涉及电动汽车充电领域,解决了充电装置用增程器控制器系统在提供功率的过程中往往无法保持在较高的功率,严重影响增程器对被充电车辆的供电的问题,其技术方案要点是:还包括通讯装置、与通讯装置相互通信的增程器,充电装置用增程器控制器系统还包括存储有发动机转速以及对应发动机输出功率的发动机输出功率数据库;控制终端于发动机输出功率数据库中调取输出扭矩最大所对应的转速,并通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速,本发明的一种充电装置用增程器控制器系,一方面能够保证增程器及时响应充电桩的主动功率需求,另一方面也能在满足充电桩主动功率需求的同时保持较高的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电领域,特别涉及一种充电装置用增程器控制器系统以及方法。
背景技术
随着社会进步,人们环保意识增强,“低碳、环保、绿色”的出行方式逐渐引起高度关注。高效、环保、节能的电动车的研究已经引起了世界各汽车厂商的高度关注。
传统的纯电动车由于动力电池能量密度的缺陷,续驶里程不足成为传统纯电动车市场推广的障碍。为解决这个问题,目前在传统电动车基础上增加了由发动机和发动机构成的增程器,有效的弥补了传统电动车续驶里程不足的缺陷。
在目前增程器的使用过程中,增程器往往会和充电桩配套使用,传统的充电桩输入侧与电网相连,输入功率无穷大,输出功率只取决于被充车辆的充电需求,无需考虑输入侧功率。充电装置用增程器控制器系统在提供功率的过程中往往无法保持在较高的功率,严重影响增程器通过充电桩对被充电车辆的供电,还有改进的空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的一在于提供一种充电装置用增程器控制器系统,一方面能够保证增程器及时响应充电桩的主动功率需求,另一方面也能在满足充电桩主动功率需求的同时保持较高的效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种充电装置用增程器控制器系统,包括充电桩,充电装置用增程器控制器系统还包括设置于充电桩内以用于接收电池参数检测模块所检测数据的通讯装置、与通讯装置相互通信的增程器,定义增程器包括发动机、电机、控制终端、受控于控制终端且用于单独控制发动机的发动机控制装置、受控于控制终端且用于单独控制电机的电机控制装置;
充电装置用增程器控制器系统还包括设置于发动机控制装置且存储有电机输出功率以及对应电机输出功率下发动机转速、发动机能量转换率、发动机排放的发动机状况数据库;控制终端通过通讯装置获取被充电车辆的额定功率并以额定功率为查询对象于发动机状况数据库中调取对应发动机的转速,并通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速。
采用上述方案,结合电池参数检测模块、通讯装置的设置有利于增程器获取被充电车辆的所需功率,而结合发动机状况数据库、控制终端的设置可以有效确定发动机在所需功率下的转速,从而满足被充电车辆的功率需求,并且在提供功率需求的同时保持较高的效率。
作为优选,充电装置用增程器控制器系统还包括设置于控制终端以被充电功率为中间值设置预设功率范围的预设功率范围设置模块;
控制终端通过预设功率范围设置模块设置预设功率范围,逐一通过预设功率于发动机状况数据库中查询出对应电机输出功率下发动机能量转换率、发动机转速,并选取其中发动机能量转换率最大值所对应的发动机转速通过发动机控制装置控制发动机控制处于对应的转速。
采用上述方案,通过预设功率范围设置模块、控制终端的设置可以在确定电机输出功率较为接近被充电车辆功率的情况下,能够考虑发动机的能量转换率,使发动机在工作时既能尽量的去满足被充电车辆的功率要求,还能尽量提高发动机的能量转换率。
作为优选,充电装置用增程器控制装置还包括设置于控制装置内以用于计算被充电车辆的额定功率和电机输出功率差值的功率差值计算模块;
若发动机能量转换率所对应的最大值存在两个及以上且存在一个或以上的电机功率小于被充电车辆额定功率时,控制终端选择功率差值计算模块所计算的差值中最小的正数所对应的发动机转速,并通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速;若发动机能量转换率所对应的最大值存在两个及以上且电机功率均超过被充电车辆额定功率时,控制终端选择功率差值计算模块所计算的差值中最小的负数所对应的发动机转速,并通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速。
采用上述方案,通过功率差值计算模块、控制终端的设置可以在发动机能量转换率接近的条件下,进一步考虑电机输出功率和被充电车车辆的接近情况,从而进一步选择合适的发动机工作状况。
作为优选,充电装置用增程器控制装置还包括设置于控制装置内以用于计算权重数值的权重计算模块,定义Z=a*i1+b*i2,其中i1表示电机输出功率和被充电车辆额定功率之间差值的绝对值,i2表示发动机排放量,Z为权重数值,a为i1的权重系数,b为i2的权重系数,定义发动机排放量越小,i2的数值越大;
当且仅当发动机能量转换率所对应的最大值存在两个及以上时,控制终端通过权重计算模块以发动机能量转换率最大时所对应的电机功率以及发动机排放作为基础数据,计算出对应的权重数值,并选取其中权重数值最大所对应的发动机转速通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速。
采用上述方案,通过权重计算模块、控制终端的设置可以将在考虑电机输出功率的情况下,进一步去考虑发动机的能量转换率以及发动机排放量情况,从而给到被充电车辆的最优功率。
作为优选,充电装置用增程器控制系统还包括设置于控制终端上以用于定位控制终端所在位置的定位装置、以及存储有不同区域对发动机排放量所限定上限的发动机排放量上限数据库;
控制终端以定位装置所定位置的区域为查询对象,于发动机排放量上限数据库中调取出发动机的排放量,并以对应发动机的排放量上限限制发动机的排放量重新计算权重数值,并选取其中权重数值最大所对应的发动机转速通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速。
采用上述方案,通过定位装置以及发动机排放量上限数据库的设置确认对应发动机在目前所在地的排放量上限,那么在排放量上限确定的情况下,通过权重数值可以重新确认发动机的转速状态,以提供给到被充电车辆最优功率。
本发明的目的二在于提供一种充电装置用增程器控制器方法,能够在提供功率给到被充电车辆的时候保持较高的效率。
作为优选,包括以下步骤:
S1.建立增程器与充电桩之间的通信;
S2.选择综合考虑最为合适的发动机状态。
采用上述方案,通过步骤S1的设置可以建立增程器和充电桩之间的通信,而步骤S2的设置可以在S1的基础上选择合适的发动机状态。
作为优选,S2包括以下步骤:
S2.1.获取发动机的能量转换率、电机输出功率、发动机排放等状况信息;
S2.2.在确定电机输出功率接近被充电车辆的额定功率的情况下,通过对发动机排放、发动机能量转换率的综合考虑,确定能满足最接近额定功率、排放最优、以及发动机能量转换率合适的发动机工作状况。
采用上述方案,通过步骤S2.1的设置可以获取发动机的能量转换率、电机输出功率、发动机排放等状况信息,而在步骤S2.2的时候通过以上信息的结合可以确定最为合适的发动机工作状况。
附图说明
图1为充电装置用增程器控制器系统的系统框图;
图2为充电装置用增程器控制器方法的系统框图一;
图3为充电装置用增程器控制器方法的系统框图二;
附图标记:1、充电桩;2、电池参数检测模块;3、通讯装置;4、增程器;5、发动机;6、电机;7、控制终端;8、发动机控制装置;9、电机控制装置;10、发动机状况数据库;11、预设功率范围设置模块;12、功率差值计算模块;13、权重计算模块;14、定位装置;15、发动机排放量上限数据库。
具体实施方式
结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,一种充电装置用增程器控制器系统,包括充电桩1,充电桩1其功能类似于加油站里面的加油机,此处的充电桩1安装在移动充电车上,可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。
在被充电车辆上设置有用于实时检测被充电车辆额定充电功率和剩余电量的电池参数检测模块2,电池参数检测模块2类似于电池管理系统,在充电桩1内设置有用于接收电池参数检测模块2所检测数据的通讯装置3,其中通讯装置3优选通讯板。
充电装置用增程器控制器系统还包括与通信装置相互通信的增程器4,定义增程器4具体包括发动机5、电机6、控制终端7、受控于控制终端7且用于单独控制发动机5的发动机控制装置8、受控于控制终端7且用于单独控制电机6的电机控制装置9,控制终端7、发动机控制装置8、电机6控制终端7均优选ECU,即电子控制单元。
为保证控制终端7能够通过发动机5的输出扭矩来满足被充电车辆的要求,充电装置用增程器控制器系统还包括设置于发动机控制装置8且存储有电机6输出功率以及对应电机6输出功率下发动机5转速、发动机5能量转换率、发动机5排放的发动机状况数据库10;控制终端7通过通讯装置3获取被充电车辆的额定功率并以额定功率为查询对象于发动机状况数据库10中调取对应发动机5的转速,并通过发动机控制装置8控制发动机5处于对应的转速。
进一步,为保证在实际应用过程中,除了电机6输出功率的因素,还能结合结合发动机5的能量转换率加以考虑,充电装置用增程器控制器系统还包括设置于控制终端7以被充电功率为中间值设置预设功率范围的预设功率范围设置模块11;控制终端7通过预设功率范围设置模块11设置预设功率范围,逐一通过预设功率于发动机状况数据库10中查询出对应电机6输出功率下发动机5能量转换率、发动机5转速,并选取其中发动机5能量转换率最大值所对应的发动机5转速通过发动机控制装置8控制发动机5控制处于对应的转速。
进一步,为保证在出现发动机5能量转化率接近的时候,能够进一步选出功率合适的发动机5状况,充电装置用增程器4控制装置还包括设置于控制装置内以用于计算被充电车辆的额定功率和电机6输出功率差值的功率差值计算模块12;若发动机5能量转换率所对应的最大值存在两个及以上且存在一个或以上的电机6功率小于被充电车辆额定功率时,控制终端7选择功率差值计算模块12所计算的差值中最小的正数所对应的发动机5转速,并通过发动机控制装置8控制发动机5处于对应的转速;若发动机5能量转换率所对应的最大值存在两个及以上且电机6功率均超过被充电车辆额定功率时,控制终端7选择功率差值计算模块12所计算的差值中最小的负数所对应的发动机5转速,并通过发动机控制装置8控制发动机5处于对应的转速。
除了上述的方式,根据实际需要还可以加入发动机5排放量的情况加以考虑,充电装置用增程器4控制装置还包括设置于控制装置内以用于计算权重数值的权重计算模块13,定义Z=a*i1+b*i2,其中i1表示电机6输出功率和被充电车辆额定功率之间差值的绝对值,i2表示发动机5排放量,Z为权重数值,a为i1的权重系数,b为i2的权重系数,定义发动机5排放量越小,i2的数值越大;当且仅当发动机5能量转换率所对应的最大值存在两个及以上时,控制终端7通过权重计算模块13以发动机5能量转换率最大时所对应的电机6功率以及发动机5排放作为基础数据,计算出对应的权重数值,并选取其中权重数值最大所对应的发动机5转速通过发动机控制装置8控制发动机5处于对应的转速。
充电装置用增程器控制系统还包括设置于控制终端上以用于定位控制终端所在位置的定位装置、以及存储有不同区域对发动机排放量所限定上限的发动机排放量上限数据库;
控制终端以定位装置所定位置的区域为查询对象,于发动机排放量上限数据库中调取出发动机的排放量,并以对应发动机的排放量上限限制发动机的排放量重新计算权重数值,并选取其中权重数值最大所对应的发动机转速通过发动机控制装置控制发动机处于对应的转速。
以上为充电装置用增程器控制器系统的介绍,以下对充电装置用增程器控制器方法进行具体的介绍。
如图2所示,一种充电装置用增程器控制器方法,包括以下步骤:S1.建立增程器4与充电桩1之间的通信;S2.选择综合考虑最为合适的发动机5状态。
S2包括以下步骤:S2.1.获取发动机5的能量转换率、电机6输出功率、发动机5排放等状况信息;S2.2.在确定电机6输出功率接近被充电车辆的额定功率的情况下,通过对发动机5排放、发动机5能量转换率的综合考虑,确定能满足最接近额定功率、排放最优、以及发动机5能量转换率合适的发动机5工作状况。
具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (3)
1.一种充电装置用增程器控制器系统,包括充电桩(1),其特征是:充电装置用增程器(4)控制器系统还包括设置于充电桩(1)内以用于接收电池参数检测模块(2)所检测数据的通讯装置(3)、与通讯装置(3)相互通信的增程器(4),定义增程器(4)包括发动机(5)、电机(6)、控制终端(7)、受控于控制终端(7)且用于单独控制发动机(5)的发动机控制装置(8)、受控于控制终端(7)且用于单独控制电机(6)的电机控制装置(9);
充电装置用增程器(4)控制器系统还包括设置于发动机控制装置(8)且存储有电机(6)输出功率以及对应电机(6)输出功率下发动机(5)转速、发动机(5)能量转换率、发动机(5)排放的发动机状况数据库(10);控制终端(7)通过通讯装置(3)获取被充电车辆的额定功率并以额定功率为查询对象于发动机状况数据库(10)中调取对应发动机(5)的转速,并通过发动机控制装置(8)控制发动机(5)处于对应的转速;
充电装置用增程器(4)控制器系统还包括设置于控制终端(7)以被充电功率为中间值设置预设功率范围的预设功率范围设置模块(11);
控制终端(7)通过预设功率范围设置模块(11)设置预设功率范围,逐一通过预设功率于发动机状况数据库(10)中查询出对应电机(6)输出功率下发动机(5)能量转换率、发动机(5)转速,并选取其中发动机(5)能量转换率最大值所对应的发动机(5)转速通过发动机控制装置(8)控制发动机(5)控制处于对应的转速;
充电装置用增程器控制系统还包括设置于控制装置内以用于计算被充电车辆的额定功率和电机(6)输出功率差值的功率差值计算模块(12);
若发动机(5)能量转换率所对应的最大值存在两个及以上且存在一个或以上的电机(6)功率小于被充电车辆额定功率时,控制终端(7)选择功率差值计算模块(12)所计算的差值中最小的正数所对应的发动机(5)转速,并通过发动机控制装置(8)控制发动机(5)处于对应的转速;若发动机(5)能量转换率所对应的最大值存在两个及以上且电机(6)功率均超过被充电车辆额定功率时,控制终端(7)选择功率差值计算模块(12)所计算的差值中最小的负数所对应的发动机(5)转速,并通过发动机控制装置(8)控制发动机(5)处于对应的转速。
2.根据权利要求1所述的一种充电装置用增程器控制器系统,其特征是:充电装置用增程器控制系统还包括设置于控制装置内以用于计算权重数值的权重计算模块(13),定义Z=a*i1+b*i2,其中i1表示电机(6)输出功率和被充电车辆额定功率之间差值的绝对值,i2表示发动机(5)排放量,Z为权重数值,a为i1的权重系数,b为i2的权重系数,定义发动机(5)排放量越小,i2的数值越大;
当且仅当发动机(5)能量转换率所对应的最大值存在两个及以上时,控制终端(7)通过权重计算模块(13)以发动机(5)能量转换率最大时所对应的电机(6)功率以及发动机(5)排放作为基础数据,计算出对应的权重数值,并选取其中权重数值最大所对应的发动机(5)转速通过发动机控制装置(8)控制发动机(5)处于对应的转速。
3.根据权利要求2所述的一种充电装置用增程器控制器系统,其特征是:充电装置用增程器控制系统还包括设置于控制终端上以用于定位控制终端所在位置的定位装置、以及存储有不同区域对发动机排放量所限定上限的发动机排放量上限数据库;
控制终端以定位装置所定位置的区域为查询对象,于发动机排放量上限数据库中调取出发动机的排放量,并以对应发动机的排放量上限限制发动机的排放量重新计算权重数值,并选取其中权重数值最大所对应的发动机(5)转速通过发动机控制装置(8)控制发动机(5)处于对应的转速。
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