CN110550018A - 一种增程式混合动力汽车的能量管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增程式混合动力汽车的能量管理方法,在电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段均设置了转速下降切换的限制条件,对在各个发动机工作临界点的转速下降切换条件进行限制,在发动机转速切换处预留了缓冲区;在电量消耗AB阶段对发动机采用固定功率点切换,在电量维持BC阶段行驶中采用“分段恒转速跟随+固定功率点切换”调整模式,车辆根据驾驶员需求选择进入一般行车模式和远程行车发电模式;在保证了电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段管理方法的精确性的同时,避免行驶中需求功率在各个临界点附近波动时导致的发动机转速频繁切换,提高发动机的寿命和NVH性能,在满足车辆的动力性能的和经济性能的同时,也兼顾了动力系统的使用寿命。

Description

一种增程式混合动力汽车的能量管理方法
技术领域
本发明应用于一种增程式混合动力汽车,用于改善车辆油耗和NVH性能,减少排放,提升汽车续航里程。
背景技术
随着各国关于气候环境问题日益加重,关于纯燃油车禁售的趋势越来越明显,由于纯电动车在目前还受到电池技术的限制,仍然不能完全受到广大消费者的认同。而由内燃机和电池组成的混合动力汽车具有排放低、动力性能强的特点,在当下这种纯燃油车到纯电动车的过渡阶段,得到了市场和政策的青睐。
增程式混合动力汽车的动力系统结构与一般串联式混合动力汽车相似,将小功率发动机作为辅助动力系统加入到动力系统中,可以根据发动机的万有特性图,通过合理的管理方法,让发动机工作在经济性较高的点,降低车辆的等效油耗。行驶中,发电机可以驱动发电机发电,由控制器分配发电机的电力输出,发电机可以将电力传输给驱动电机,也可以给电池组充电。电池组也可以通过放电将动力传输给驱动电机,单独或者与发动机共同驱动车辆行驶。电池组最大功率比发动机最大功率要大,车辆行驶动力主要由电池组提供,发动机在需要的时候提供辅助动力。
车辆行驶时,根据行驶过程中的电池剩余电量(也称为电池SOC)变化,将汽车行驶的过程分为电量消耗AB阶段(车辆从启动到SOC下降到的某限定值的阶段)和电量维持BC阶段(车辆SOC降到某限定值之后的行驶阶段)。在两个阶段中,目前常用增程式混合动力的控制电池SOC范围方法有恒温器方法,功率跟随法等。
恒温器法的优点在于当车辆进入BC段后,可以直接让发动机工作在最佳油耗点。但该方法会使电池频繁工作在充放电状态,且会使电池SOC波动较大,不利于电池寿命。
常规功率跟随法是使发动机在BC段对请求功率进行跟随,可以减少电池频繁重充放电次数。但该方法在车辆请求功率较低时会使发动机工作在效率较低的区域,而且在功率跟随的过程中,发动机的转速频繁切换,对于车辆的NVH性能也会有不小的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对当下混合动力汽车的电池和燃油能量管理方法的不足之处,避免行驶中需求功率在各个临界点附近波动时导致的发动机转速频繁切换,提供一种适用增程式混合动力汽车的能量管理方法,在保证了电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段管理方法的精确性的同时,也消除了这种精确性可能造成的坏处,避免行驶中需求功率在各个临界点附近波动时导致的发动机转速频繁切换。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种增程式混合动力汽车的能量管理方法,首先判断车辆行驶在电量消耗AB阶段还是电量维持BC阶段,再根据两段的需求采用各阶段调整模式;其特征在于:
在电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段均设置了转速下降切换的限制条件,对在各个发动机工作临界点的转速下降切换条件进行限制,在发动机转速切换处预留了缓冲区;
在电量消耗AB阶段对发动机采用固定功率点切换,在电池不能提供足够动力时使发动机工作在合适的工作点,对动力需求进行合理的分配,延长该段行驶里程;在电量维持BC阶段行驶中采用“分段恒转速跟随+固定功率点切换”调整模式,车辆根据驾驶员需求选择进入一般行车模式和远程行车发电模式;一般行车模式下,对电池充电的功率较小,仅为防止功率需求较大的工况条件下电池供给功率不足的情况;远程行车发电模式主要在车辆远程行驶时能够加油却无法插电的情况下使用。
进一步的,先根据车辆启动时的电池剩余电量SOC和行驶中电池剩余电量SOC的变化区分电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段,车辆启动时,若判断电池剩余电量SOC>电池低剩余电量SOClow,则电量消耗AB阶段调整模式来管理,随着电池剩余电量SOC持续下降,当电池剩余电量SOC降到SOClow时,车辆行驶进入电量维持BC阶段调整模式;如若启动车辆时电池剩余电量SOC<SOClow,则直接按照电量维持BC阶段调整模式进行管理。
进一步的,在电量维持BC阶段,电池剩余电量SOC会随着时间围绕SOClow在偏差范围上下波动,此时保持发动机一直保持开启;电池剩余电量SOC一旦降到SOClow,即进入电量维持BC阶段,后续的管理方法都按照电量维持BC阶段的管理方法进行,直至行驶过程结束;若驾驶员选择在远程行车发电模式下运行,电池剩余电量SOC>电池高剩余电量SOChigh之后,重新回到电量消耗AB阶段对动力系统进行管理。
进一步的,电量消耗AB阶段能量调整模式包括如下条件:
1)当整车需求功率小于0.9倍电池组最大功率时,发动机不工作,由电池组提供整车需求功率;
2)当整车需求功率大于0.9倍电池组最大功率且小于某设定值时,启动发动机,让发动机工作在最佳燃油经济点Peco,剩余的能量由电池提供,此时启动发动机的主要作用是分担需求功率;
3)若需求功率大于某设定值,使发动机工作在设定的最大功率点P3max,剩余的能量由电池提供,此时启动发动机的主要作用是维持整车的动力性;
进一步的,电量维持BC段的能量调整模式包括如下条件:
当电池SOC降到电池低电量值SOClow以后,车辆行驶自行进入BC阶段,如驾驶员不选择,则采用一般行车模式。
进一步的,电量维持BC段的能量调整模式具体步骤如下:
1)当电池下降到某设定值时,开启发动机,并将发动机工作区间定在设定好的n1、n2、n3三条恒转速线上,取小转速n1段的最小功率点P1min为发动机工作时的最小功率点,取大转速n3段最大功率点P3max为发动机工作的最大功率点,转速n1上的最大功率P1max与转速n2上的最小功率P2min相等,转速n2上的最大功率P2max与转速n3上的最小功率P3min相等,发动机的最佳燃油经济点Peco在转速n2上;
2)当车辆选择一般行车模式时,则当发动机功率能单独满足行车需求时,由发动机单独提供行车功率,根据需求功率要求,发动机工作在转速n1上的最低功率点或者分别在转速n1、n2、n3上以1.1倍的需求功率进行功率跟随,此时发电机分配多余的少量功率给电池充电,此时的管理模式可以满足一般行车的情况,发动机能满足动力要求的同时也为电池储备少量的能量,使车辆行驶在功率要求高的情况下电池不会因为SOC过低而不能提供足够动力,当发动机功率不能单独满足动力要求时,则电池进入放电状态,也为车辆提供行驶动力;
3)若车辆选择远程行车管理模式,则当发动机功率能单独满足行车需求时,由发动机单独提供行车功率,发动机根据需求功率,直接选择工作在转速n2上的最佳经济油耗点Peco点或者转速n3上的最大功率点P3max点,此时发电机分配多余的功率给电池充电;当发动机功率不能满足动力要求时,则电池进入放电状态,也为车辆提供行驶动力。
进一步的,转速下降切换的限制条件为:
首先判断车辆是否在电量消耗AB阶段,当车辆行驶在电量消耗AB阶段时,若判断当前发动机工作在发动机工作区间大转速n3转速的最大功率点P3max处,则进行转速下降限制;当需求功率Preq≤0.9*Ps1时,Ps1为预设的一个特定功率值,才准许发动机进行转速下降切换。
进一步的,转速下降切换的限制条件具体为:
1)在电量消耗AB阶段调整模式中,需求功率在某设定值附近波动时,所设计的管理方法会导致发动机工作点在最佳经济油耗点Peco点与最大功率点P3max点之间来回切换,这种转速的频繁变化对于发动机寿命和整车NVH都不利;设定若当前发动机工作在最大功率点P3max点,则只有在需求功率下降到临界值的0.9倍时发动机才会进行降速切换工作点;
2)电量维持BC阶段的一般行车管理模式中,当需求功率在切换转速的临界值附近波动时,也会导致发动机转速切换过于频繁。因此限制,若发动机当前工作在n3转速线上,要进行降速切换,则需求功率下降到临界值的0.9倍时,才准许发动机进行降速切换,再继续进行功率跟随;发动机从n2转速线进行降速切换也如此限制;
3)在电量维持BC阶段的远程行车管理方法中,需求功率在临界值附近波动也会导致发动机工作点在Peco点与P3max点之间来回切换,因此也限制当需求功率下降到临界值的0.9倍时,才准许发动机进行降速切换工作点。
进一步的,预设电池低电量值SOClow=0.3,电池高电量值SOChigh=0.8。
由此,本发明专利提供了一种增程式混合动力汽车的能量管理方法。根据电池SOC消耗情况,将车辆行驶分为电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段,在电量消耗AB阶段对发动机采用“固定功率点切换”的策略,在电池不能提供足够动力时使发动机工作在合适的工作点,对动力需求进行合理的分配,延长该段行驶里程;在电量维持BC阶段采用“分段恒转速跟随+固定功率点切换”的策略,根据驾驶员选择一般行驶情况或者远程行车行驶情况,分别采用不同的管理方法,既让发动机工作在较高效区,又可以根据情况储备动力,提升车辆续航能力。为了避免行驶中需求功率在各个临界点附近波动时导致的发动机转速频繁切换,增加了发动机的转速下降切换的限制条件,确保管理方法精确的同时,又在发动机转速切换处预留了一定的缓冲区,对发动机的寿命,NVH性能都较为有利。
在保证了电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段管理方法的精确性的同时,也消除了这种精确性可能造成的坏处,避免行驶中需求功率在各个临界点附近波动时导致的发动机转速频繁切换,提高发动机的寿命和NVH性能,在满足车辆的动力性能的和经济性能的同时,也兼顾了动力系统的使用寿命。
附图说明
图1为车辆行驶状态分区图;
图2为发动机工作选点图;
图3电量消耗AB段管理方法流程图;
图4电量维持BC段管理方法流程图;
图5发动机转速下降切换限制方法图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰,以下结合附图1-5,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
车辆具体能量管理方法:
在对车辆进行能量管理时,先根据车辆启动时的电池剩余电量SOC和行驶中SOC的变化区分电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段,一般情况下分区如附图1车辆行驶状态分区图所示,横轴是行驶阶段示意无单位,纵轴SOC表示电池剩余电量,是0-1之间的数。
预设电池低电量SOClow=0.3,电池高电量SOChigh=0.8。车辆启动时,若判断SOC>SOClow,则以电量消耗AB阶段的能量管理方法来管理。随着电池剩余电量SOC持续下降,当电池剩余电量SOC降到SOClow时,车辆行驶进入电量维持BC阶段。另一种特殊情况为,如若启动车辆时电池剩余电量SOC<SOClow,则直接按照BC段管理方法进行管理。
在电量维持BC阶段,电池剩余电量SOC会随着时间围绕SOClow小范围上下波动,此时保持发动机一直保持开启。电池剩余电量SOC一旦降到SOClow,进入电量维持BC阶段,后续的管理方法都按照电量维持BC阶段的管理方法进行,直至行驶过程结束。若驾驶员选择在远程行车发电模式下运行,电池剩余电量SOC>SOChigh之后,管理方法重新回到电量消耗AB阶段对动力系统进行管理。
在电量维持BC阶段行驶阶段中,可以根据驾驶员需求可以切换不同的工作模式:一种模式为一般行车模式,在该模式下,对电池充电的功率较小,仅为防止功率需求较大的工况条件下电池供给功率不足的情况。另一种模式为远程行车模式,该模式主要在车辆远程行驶时可加油却无法插电的情况下使用。
在两个行驶阶段中都设置了转速下降切换的限制条件,对在各个发动机工作临界点的转速下降切换进行限制,当需求功率在临界值附近波动时发动机转速的切换就不会过于频繁。这相当于在保证了电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段管理方法的精确性的同时,也消除了这种精确性可能造成的坏处,改善了发动机的使用寿命和整车的NVH性能。
电量消耗AB阶段能量管理方法、电量维持BC阶段的能量管理方法、转速下降切换限制方法分别如下:
电量消耗AB阶段能量管理方法参考图3的电量消耗AB段管理方法流程图所示:
预先选定两个发动机的工作点,如附图2发动机工作选点图所示,在选型发动机实际工作选点图上的较最高效区选取发动机最佳燃油经济点Peco,在较高效区选取发动机最大功率点Pmax((Pmax点就是P3max点),结合在电量维持BC阶段中的管理方法会知道,在附图2中表示所取的两点,发动机最大功率点Pmax即是转速n3上的最大功率点P3max,Peco为转速n2线上的某功率点。
获取实时车速VReal,根据驾驶员加速踏板行程,获得需求功率Preq。再由整车控制器管理各项功率的分配。
预设功率大小为Pb0.9、Ps1、Ps2的三个点,根据先后顺序分别判断Preq与Pb0.9、Ps1、Ps2的大小关系,根据判断是否成立,选择进入执行某些管理方法,或者进入下一个判断。
根据图3所示,预设0.9倍电池最大放电功率的值为Pb0.9,即0.9*Pbmax=Pb0.9。再由控制器判断判断需求功率Preq大小,若判断Preq<Pb0.9,则此时放电倍率在电池的允许范围之内,由电池驱动电机单独发电,能源利用率高,可节省燃油减少排放。控制器控制电池输出功率为Pb=Preq,发动机不工作即Pe=0。
预设一个特定功率值,该值大小为Peco+Pb0.9,即为发动机最佳燃油经济功率与电池0.9倍最大放电功率之和,记作Ps1=Peco+Pb0.9(在本发明中配备的发动机作为辅助动力源,所选择的型号一般功率较小,发动机最佳燃油经济功率比0.9倍电池最大放电功率小,即Peco<Pb0.9)。若判断Pb0.9≤Preq<Ps1,则此时启动发动机,使发动机工作在最佳燃油经济点。发动机输出功率为Pe=Peco,电池输出功率为Pb=Preq-Peco
预设另一特定功率值,该值大小为P3max+Pb0.9,即为发动机最大功率与电池0.9倍最大放电功率之和,记作Ps2=P3max+Pb0.9。若判断Ps1≤Preq<Ps2,则此时使发动机工作在最大功率点,发动机输出功率为Pe=P3max,控制器控制电池输出功率为Pb=Preq-P3max。在这个需求功率区间的管理方法虽然燃料经济性有所下降,但是在发动机工作选点图上选点的时候就考虑到了在较为高效区选择,所以对燃油经济性影响比较小,而且也防止了放电倍率过大对电池造成的损害。
另外一种特殊情况,车辆在车速较高时加速,车用需求功率会比较大,若Ps2≤Preq,此时为了保证车辆动力性要求,无须对电池放电倍率进行限制,允许电池以0.9倍最大放电功率以上的功率进行放电。此时使发动机应工作在最大功率点,控制器控制电池输出功率为Pb=Preq-P3max,发动机输出功率为Pe=P3max,即与第5步的管理条件相同。尽管高的放电倍率对电池寿命不利,但是由于这种工况情况较少,维持时间较短,综合动力性来说这种影响可以被忽略掉。
另外也防止了电池的放电倍率过高,对电池的使用寿命有利,同时发动机工作在最高效区,降低了油耗,增加该阶段的行驶里程。(本发明中的增程式汽车所配备的发动机功率较小,作为辅助动力源,其最大功率小于电池组的最大功率)(此处为简单说明,确保电量消耗AB阶段管理策略中的Peco<Pb0.9,P3max<Ps2=Pb0.9+Peco,确保管理策略不会出现矛盾)
电量维持BC阶段能量管理方法如图4所示:
当电池SOC降到SOClow以后,车辆行驶进入BC阶段,如驾驶员不选择,则采用一般情况下的管理方法,也可以根据驾驶员选择,进行远程行车的管理方法。
1.根据发动机工作选点图,选择小转速n1、中转速n2、大转速n3三个定转速,如附图2所示,其中P1min、P2min、P3min分别为三个转速下的最小功率点,P1max、P2max、P3max分别为三个转速下的最大功率点。为使功率跟随更精确,在定转速分段的时候控制两端的端点扭矩值,使P1max=P2min,P2max=P3min。另外在转速n2的跟随直线上取得发动机最佳经济油耗点Peco,在转速n3的跟随直线上取得发动机的最大功率点P3max
2.获取实时车速VReal,根据驾驶员加速踏板行程,获取需求功率Preq,由整车控制器控制各项功率的分配。考虑到在电量维持BC阶段有时也有较大的功率需求,需在正常功率需求下也能对电池进行小量充电,以备在大功率时电池也能有一定量的SOC为车辆提供动力。
3.根据先后顺序分别判断1.1*Preq与的P1min、P1max(P2min)、P2max(P3min)、P3max、1.1*P3max的大小关系,根据判断是否成立,选择进入执行某些管理方法,或者进入下一个判断。
4.若1.1*Preq<P1min,则发动机直接工作在P1min点,此时发动机功率Pe=P1min,整车控制器控制多余的功率给发动机进行充电,电池充电功率Pb’=P1min-Preq。此时的工作状态下,发动机功率点不用切换,有利于低功率需求下的整车NVH性能提升,同时有效利用了发动机的多余能量,为高功率下的行驶情况作了能量储备,也为发动机后续工作在n1恒转速线上做了准备。
5.若P1min≤1.1*Preq<P1max,则此时发动机转速为n1,且以1.1倍的需求功率的值对需求功率进行跟随。即Pe=1.1*Preq。此时发动机的功率大部分用以驱动车辆,小部分用于给电池充电,电池充电功率Pb’=Pe-Preq
6.若P2min≤1.1*Preq<P2max,此时发动机转速为n2,且以1.1倍的需求功率的值对需求功率进行跟随。即Pe=1.1*Preq。此时发动机的功率大部分用以驱动车辆,小部分用于给电池充电,电池充电功率Pb’=Pe-Preq
7.若P3min≤1.1*Preq<P3max,此时发动机转速为n3,且以1.1倍的需求功率的值对需求功率进行跟随。即Pe=1.1*Preq。此时发动机的功率大部分用以驱动车辆,小部分用于给电池充电,但此时发动机功率较高,充电的功率也比第5、6步的情况高,电池充电功率Pb’=Pe-Preq
8.若P3max≤1.1*Preq<1.1*P3max,则发动机工作在最大功率点。此时Pe=P3max,电池充电功率Pb’=Pe-Preq
9.若1.1*P3max≤1.1*Preq,即P3max≤Preq,则此时发动机的功率已经不能满足车辆的行驶要求了,需要电池放电进行功率补偿。前面的少量功率充电即是为了这种情况下储备能量。此时Pe=P3max,电池放电功率Pb=Preq-Pe
10.以上3-10步为在电量维持BC阶段的一般情况管理方法。此外,考虑到了远程行车时,可能出现车辆可加油却不方便充电的情况,提出了另一种电量维持BC阶段的远程行车管理方法,该模式为驾驶员主动选择。
11.根据先后顺序分别判断Preq与的Peco、P3max的大小关系,根据判断是否成立,选择进入执行某些管理方法,或者进入下一个判断。
12.若Preq<Peco,则使发动机工作在Peco点,多余功率给电池充电。发动机功率Pe=Peco,电池充电功率Pb’=Pe-Preq。当车辆行驶在小功率需求的时候可以有较多剩余功率给电池充电,另外也使发动机工作在了最佳经济点。
13.若Peco≤Preq<P3max,则使发动机工作在最大功率点,即此时Pe=P3max,电池充电功率Pb’=Pe-Preq。远程行车的管理方法相对一般情况的管理方法,有更多的剩余能量补充给电池组,为远程行车的续航能力提供了保障。
14.若P3max≤Preq,此时发动机功率Pe=P3max,电池放电功率Pb=Preq-Pe
15.电量维持BC阶段,当电池SOC>SOChigh后,重新回到电量消耗AB阶段的管理方法。
发动机转速下降切换限制方法如图5所示:
首先判断车辆是否在电量消耗AB阶段,当车辆行驶在电量消耗AB阶段时,若判断当前发动机工作在n3转速的P3max处,则进行转速下降限制。当Preq≤0.9*Ps1时,才准许发动机进行转速下降切换。相当于在切换转速的临界区域预留了大小为0.1*Ps1的功率缓冲区。
在电量消耗AB阶段管理方法中,需求功率在某设定值附近波动时,所设计的管理方法会导致发动机工作点在最佳经济油耗点Peco点与最大功率点P3max点之间来回切换,这种转速的频繁变化对于发动机寿命和整车NVH都不利;设定若当前发动机工作在最大功率点P3max点,则只有在需求功率下降到临界值的0.9倍时发动机才会进行降速切换工作点。
如当判断车辆不在电量消耗AB阶段时,继续判断车辆是否在电量维持BC阶段一般行车模式,当车辆行驶在电量维持BC阶段的一般行驶情况下。首先根据先后顺序分别判断当前发动机是否工作在n2、n3转速上,若判断当前发动机在n2转速上,则进行转速下降限制,当1.1*Preq≤0.9*P2min时,才允许发动机转速进行下降切换。若判断当前发动机在n3转速上,则也进行转速下降限制,当1.1*Preq≤0.9*P3min时,才允许发动机进行下降切换。
若判断车辆不行驶在以上两种行车情况下,而是行驶在电量维持BC阶段的远程行车情况下。则继续判断。若判断当前发动机工作在n3转速的P3max处,则进行转速下降限制,当Preq≤0.9*Peco时,才允许发动进行转速下降切换。

Claims (9)

1.一种增程式混合动力汽车的能量管理方法,首先判断车辆行驶在电量消耗AB阶段还是电量维持BC阶段,再根据两段的需求采用各阶段调整模式;其特征在于:
在电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段均设置了转速下降切换的限制条件,对在各个发动机工作临界点的转速下降切换条件进行限制,在发动机转速切换处预留了缓冲区;
在电量消耗AB阶段对发动机采用固定功率点切换,在电池不能提供足够动力时使发动机工作在合适的工作点,对动力需求进行合理的分配,延长该段行驶里程;在电量维持BC阶段行驶中采用“分段恒转速跟随+固定功率点切换”调整模式,车辆根据驾驶员需求选择进入一般行车模式和远程行车发电模式;一般行车模式下,对电池充电的功率较小,仅为防止功率需求较大的工况条件下电池供给功率不足的情况;远程行车发电模式主要在车辆远程行驶时能够加油却无法插电的情况下使用。
2.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
先根据车辆启动时的电池剩余电量SOC和行驶中电池剩余电量SOC的变化区分电量消耗AB阶段和电量维持BC阶段,车辆启动时,若判断电池剩余电量SOC>电池低剩余电量SOClow,则电量消耗AB阶段调整模式来管理,随着电池剩余电量SOC持续下降,当电池剩余电量SOC降到SOClow时,车辆行驶进入电量维持BC阶段调整模式;如若启动车辆时电池剩余电量SOC<SOClow,则直接按照电量维持BC阶段调整模式进行管理。
3.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
在电量维持BC阶段,电池剩余电量SOC会随着时间围绕SOClow在偏差范围上下波动,此时保持发动机一直保持开启;电池剩余电量SOC一旦降到SOClow,即进入电量维持BC阶段,后续的管理方法都按照电量维持BC阶段的管理方法进行,直至行驶过程结束;若驾驶员选择在远程行车发电模式下运行,电池剩余电量SOC>电池高剩余电量SOChigh之后,重新回到电量消耗AB阶段对动力系统进行管理。
4.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
电量消耗AB阶段能量调整模式包括如下条件:
1)当整车需求功率小于0.9倍电池组最大功率时,发动机不工作,由电池组提供整车需求功率;
2)当整车需求功率大于0.9倍电池组最大功率且小于某设定值时,启动发动机,让发动机工作在最佳燃油经济点Peco,剩余的能量由电池提供,此时启动发动机的主要作用是分担需求功率;
3)若需求功率大于某设定值,使发动机工作在设定的最大功率点P3max,剩余的能量由电池提供,此时启动发动机的主要作用是维持整车的动力性。
5.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
电量维持BC段的能量调整模式包括如下条件:
当电池SOC降到电池低电量值SOClow以后,车辆行驶自行进入BC阶段,如驾驶员不选择,则采用一般行车模式。
6.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
电量维持BC段的能量调整模式具体步骤如下:
1)当电池下降到某设定值时,开启发动机,并将发动机工作区间定在设定好的n1、n2、n3三条恒转速线上,取小转速n1段的最小功率点P1min为发动机工作时的最小功率点,取大转速n3段最大功率点P3max为发动机工作的最大功率点,转速n1上的最大功率P1max与转速n2上的最小功率P2min相等,转速n2上的最大功率P2max与转速n3上的最小功率P3min相等,发动机的最佳燃油经济点Peco在转速n2上;
2)当车辆选择一般行车模式时,则当发动机功率能单独满足行车需求时,由发动机单独提供行车功率,根据需求功率要求,发动机工作在转速n1上的最低功率点或者分别在转速n1、n2、n3上以1.1倍的需求功率进行功率跟随,此时发电机分配多余的少量功率给电池充电,此时的管理模式可以满足一般行车的情况,发动机能满足动力要求的同时也为电池储备少量的能量,使车辆行驶在功率要求高的情况下电池不会因为SOC过低而不能提供足够动力,当发动机功率不能单独满足动力要求时,则电池进入放电状态,也为车辆提供行驶动力;
3)若车辆选择远程行车管理模式,则当发动机功率能单独满足行车需求时,由发动机单独提供行车功率,发动机根据需求功率,直接选择工作在转速n2上的最佳经济油耗点Peco点或者转速n3上的最大功率点P3max点,此时发电机分配多余的功率给电池充电;当发动机功率不能满足动力要求时,则电池进入放电状态,也为车辆提供行驶动力。
7.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
转速下降切换的限制条件为:
首先判断车辆是否在电量消耗AB阶段,当车辆行驶在电量消耗AB阶段时,若判断当前发动机工作在发动机工作区间大转速n3转速的最大功率点P3max处,则进行转速下降限制;当需求功率Preq≤0.9*Ps1时,Ps1为预设的一个特定功率值,才准许发动机进行转速下降切换。
8.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
转速下降切换的限制条件具体为:
1)在电量消耗AB阶段调整模式中,需求功率在某设定值附近波动时,所设计的管理方法会导致发动机工作点在最佳经济油耗点Peco点与最大功率点P3max点之间来回切换,这种转速的频繁变化对于发动机寿命和整车NVH都不利;设定若当前发动机工作在最大功率点P3max点,则只有在需求功率下降到临界值的0.9倍时发动机才会进行降速切换工作点;
2)电量维持BC阶段的一般行车管理模式中,当需求功率在切换转速的临界值附近波动时,也会导致发动机转速切换过于频繁。因此限制,若发动机当前工作在n3转速线上,要进行降速切换,则需求功率下降到临界值的0.9倍时,才准许发动机进行降速切换,再继续进行功率跟随;发动机从n2转速线进行降速切换也如此限制;
3)在电量维持BC阶段的远程行车管理方法中,需求功率在临界值附近波动也会导致发动机工作点在Peco点与P3max点之间来回切换,因此也限制当需求功率下降到临界值的0.9倍时,才准许发动机进行降速切换工作点。
9.根据权利要求1所述增程式混合动力汽车的能量管理方法,其特征在于:
预设电池低电量值SOClow=0.3,电池高电量值SOChigh=0.8。
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