CN110979335A - 混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆 - Google Patents

混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN110979335A
CN110979335A CN201911260578.XA CN201911260578A CN110979335A CN 110979335 A CN110979335 A CN 110979335A CN 201911260578 A CN201911260578 A CN 201911260578A CN 110979335 A CN110979335 A CN 110979335A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
efficiency
motor
dcha
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911260578.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110979335B (zh
Inventor
赵西伟
刘义强
金昶明
方小军
惠冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Yiwu Geely Powertrain Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Yiwu Geely Powertrain Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd, Yiwu Geely Powertrain Co Ltd filed Critical Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Priority to CN201911260578.XA priority Critical patent/CN110979335B/zh
Publication of CN110979335A publication Critical patent/CN110979335A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110979335B publication Critical patent/CN110979335B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供了一种混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统和车辆，涉及软件技术领域。具体本发明的所述混合动力系统能量效率的计算方法包括：计算动力电池的等效放电效率；识别车辆的驱动模式；根据不同驱动模式，结合动力电池的等效放电效率计算获得系统能量效率。本发明的混合动力系统能量效率的计算方法根据动力电池等效放电效率进行计算，避免了直接采用电池的放电效率而造成计算的系统的能量效率偏大的问题，从而保证了车辆根据计算出的系统能量效率进行车辆的动力进行切换的准确性，进而达到节油的目的。

Description

混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆
技术领域
本发明涉及软件技术领域，特别是涉及一种混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆。
背景技术
混合动力汽车动力模式具体可划分为纯电动模式、传统发动机模式、串联模式、并联模式、混联模式。对于配置双电机系统的混合动力汽车，大多可以支持串联模式、并联模式两种动力传递方式。
为保证车辆具有最优的油耗，人们希望车辆始终能够按照最高的效率来运行。而混合动力的车辆具有串联模式和并联模式两种动力传递形式。按照系统效率最高的原则，当串联的系统效率高于并联的系统效率时，车辆使用串联模式运行；当并联的系统效率高于串联的系统效率时，车辆使用并联模式运行。
目前关于混合动力汽车动力模式确定方法一般为基于规则的控制策略，其工作机理是：事先凭理论分析和工作经验直觉设定一系列的车辆预计工作状态值，将其工作区域划分。根据设置的临界工作点来判断车辆所工作的区域，从而采取相应的控制方式。通过离线仿真计算不同模式的效率，根据最优效率确定临界点。基于规则逻辑门限算法相对简单，能够应用于实车控制器，结合离线优化的结果，能够对参数进行优化，从而得到更合理、经济的工作模式切换规则。这类策略的最大的优点是易于工程实现。但是，基于规则的能量管理策略，无论是否进行过控制参数优化，其在燃油经济性的提高方面还是存在一定的局限性。
行业中关于能量管理的控制策略还有基于动态规划的全局能量管理控制策略，基于极小值原理的等效燃油最小化方法，基于能量效率最大化的多模混合动力汽车能量管理策略。这些方法大都需要计算系统的综合效率，根据系统效率确定车辆的动力方式和需求功率的分配方式。因此系统效率的计算则变得至为重要，计算的系统能量效率的准确性直接影响到能量管理策略。
目前已有的技术中，大多策略对系统能量效率的计算并没有考虑功率流的分配对系统能量效率的影响，基于能量效率最大化的多模混合动力汽车能量管理策略对能量流进行了归一化的处理。
目前所有的对系统能量效率计算中，均直接采用电池的放电效率，因电池的放电效率较高，这样会使计算的电机驱动的效率偏大，造成系统效率计算时总是电机驱动效率高，总是倾向于使用电机驱动而不是发动机驱动，无法准确的计算系统能量效率。造成系统能量效率计算不准，进而会使整车的油耗无法达到最小，系统效率不是最优，节油效果差。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种混合动力系统能量效率的计算方法，解决现有技术中的计算的系统能量效率偏高，节油效果差的问题。
本发明的另一个目的是提供一种混合动力系统能量效率的计算系统。
本发明的又一个目的是提供一种包含有混合动力系统能量效率的计算系统的车辆。
特别地，本发明提供了一种混合动力系统能量效率的计算方法，所述混合动力系统包括第一电机、第二电机、动力电池、发动机、离合器及变速器，所述发动机依次连接所述第一电机、所述离合器后再连接至所述变速器，所述第一电机与所述第二电机连接，所述第一电机连接所述动力电池，所述动力电池再连接所述第二电机，所述第二电机直接连接所述变速器；
所述混合动力系统能量效率的计算方法包括：
计算所述动力电池的等效放电效率；
识别车辆的驱动模式；其中，所述混合动力系统的驱动模式包括串联模式和并联模式，所述串联模式为所述发动机带动所述第一电机发电，所述第一电机发电的电能传递给所述动力电池或所述第二电机，所述第二电机直接通过所述变速器驱动车辆行驶，所述并联模式为所述发动机直接通过所述变速器驱动车辆行驶，所述第二电机辅助驱动；
根据不同驱动模式，结合所述动力电池的等效放电效率计算获得系统能量效率。
可选地，在计算所述动力电池的等效放电效率前还包括获取所述混合动力系统的参数值，其中，所述参数值包括：所述动力电池的可用电量E，所述动力电池初始可用能量E0，t时刻所述动力电池充入的能量Echrg(t)，所述动力电池本身的放电效率ηBattDcha，未考虑所述动力电池的电量来源，所述动力电池初始可用能量的放电效率η0，η0的值与所述动力电池可用能量的大小有关，是关于所述动力电池可用能量的函数。
可选地，所述动力电池的等效放电效率按照如下公式进行计算：
ηdcha＝(E0×η0+∫0 tEchrg(t)×η(t)dt)÷(E0+∫0 t Echrg(t)dt)×ηBattDcha。
可选地，在识别所述混合动力系统的驱动模式为所述串联模式，且所述动力电池处于充电状态时，所述车辆所有的功率来源是所述发动机，所述发动机带动所述第一电机发电，所述第一电机发出的电用于给所述动力电池充电、用于所述车辆的附件使用，所述第二电机驱动所述车辆行驶，此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝ηe×ηgen×(ηchrg×rt1+ηaux×rt2+ηmot×rt3)；
其中，η为所述混合动力系统能量效率，ηe为所述发动机工作效率，ηgen为所述第一电机的发电效率；ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηchrg为所述动力电池充电效率，ηaux为附件工作效率，rt1为所述动力电池充电效率的权重系数，rt1＝Pchrg/Pe；rt2为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/Pe，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1；rt3为所述第一电机效率的权重系数，rt3＝Pmot/Pe；Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pchrg为所述动力电池充电功率，Paux为附件工作功率。
可选地，在识别所述混合动力系统的驱动模式为所述串联模式，且所述动力电池处于放电状态时，所述车辆的功率来源是所述发动机和所述动力电池，所述发动机带动所述第一电机发电，所述动力电池同时也在放电，放电的电量用于附件使用同时用于所述第二电机驱动所述车辆行驶；此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝(ηe×ηgen×rt1+ηdcha×rt2)×(ηaux×rt3+ηmot×rt4)
其中，rt1为所述发动机和所述第一电机综合效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为所述动力电池等效放电效率的权重系数，rt2＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，rt3为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/(Paux+Pmot)，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1，rt4为所述第二电机效率的权重系数，rt4＝Pmot/(Paux+Pmot)，η为系统能量效率，ηe为所述发动机工作效率，ηgen为所述第一电机的发电效率，ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηchrg为所述动力电池充电效率，ηaux为附件工作效率，ηdcha为所述动力电池的等效放电效率，Pe为所述发动机工作功率，Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pdcha为所述动力电池放电功率，Paux为附件工作功率。
可选地，在识别所述混合动力系统的驱动模式为所述并联模式，且所述动力电池处于充电状态时，所述车辆的功率来源是所述发动机，所述发动机带动所述第一电机发电，发电的电量用于给所述动力电池充电同时用于附件使用，所述发动机同时还驱动所述车辆行驶；此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝(ηe×ηgen×rt1+ηdcha×rt2)×(ηaux×rt3+ηmot×rt4)
其中，rt1为所述发动机和所述第一电机综合效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为所述动力电池等效放电效率的权重系数，rt2＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，rt3为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/(Paux+Pmot)，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1，rt4为所述第二电机效率的权重系数，rt4＝Pmot/(Paux+Pmot)，η为系统能量效率，ηe为所述发动机工作效率，ηgen为所述第一电机的发电效率，ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηdcha为所述动力电池的等效放电效率，ηaux为附件工作效率，Pe为所述发动机工作功率，Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pdcha为所述动力电池放电功率，Paux为附件工作功率。
可选地，在识别到所述混合动力系统的驱动模式为所述并联模式，且所述动力电池处于放电状态时，所述车辆的功率来源是所述发动机和所述动力电池，所述发动机驱动车辆行驶，所述动力电池电量用于所述第二电机驱动所述车辆同时用于附件使用，此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝ηe×rt1+ηdcha×(ηaux×rt2+ηmot×rt3)×rt4
其中，rt1为所述发动机效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/Pdcha，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1，rt3为所述第二电机驱动效率的权重系数，rt3＝Pmot/Pdcha，rt4为所述动力电池等效放电效率的权重系数，rt4＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，ηe为所述发动机工作效率，ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηdcha为所述动力电池的等效放电效率，ηaux为附件工作效率，Pe为所述发动机工作功率，Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pdcha为所述动力电池放电功率，Paux为附件工作功率。
特别地，本发明还提供一种混合动力系统能量效率的计算系统，包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时用于实现根据上面所述的混合动力系统能量效率的计算方法。
特别地，本发明还提供一种车辆，包括上面所述的混合动力系统能量效率的计算系统。
本发明的混合动力系统能量效率的计算方法根据动力电池等效放电效率进行计算，避免了直接采用电池的放电效率而造成计算的系统的能量效率偏大的问题，从而保证了车辆根据计算出的系统能量效率进行车辆的动力进行切换的准确性，进而达到节油的目的。
本发明根据功率流的所有走向，采用加权的方式计算每一部分功率在总功率中所占的权重系数，从而将所有功率流计算出来的效率等效到统一的基准进行计算。该方法以发动机的燃油效率为基础，将电系统的效率等效到燃油效率计算电池的综合放电效率。由此可计算出混合动力系统的综合效率。系统能量效率的计算是进行车辆动力模式切换，进行能量管理的基础。根据本发明中的方法计算出来的系统效率能够准确反映车辆的真实状态。从而保证车辆在实际过程中进行正确的切换，提高车辆的燃油经济性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的混合动力系统的示意性结构图；
图2是根据本发明一个实施例的混合动力系统能量效率的计算方法的示意性流程图；
图3是根据本发明一个实施例的混合动力系统为串联模式，且动力电池处于充电状态时混合动力系统的能量传递的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的混合动力系统为串联模式，且动力电池处于放电状态时混合动力系统的能量传递的示意图；
图5是根据本发明一个实施例的混合动力系统为并联模式，且动力电池处于充电状态时混合动力系统的能量传递的示意图；
图6是根据本发明一个实施例的混合动力系统为并联模式，且动力电池处于放电状态时混合动力系统的能量传递的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的混合动力系统的示意性结构图。图2根据本发明一个实施例的混合动力系统100能量效率的计算方法的示意性流程图。其中，如图1所示，本发明的混合动力系统100可以包括第一电机11、第二电机12、动力电池13、发动机14、离合器15及变速器16，发动机14依次连接第一电机11、离合器15后再连接至变速器16，第一电机11与第二电机12连接，第一电机11连接动力电池13，动力电池13再连接第二电机12，第二电机12直接连接变速器16。
如图2所示，本实施例的混合动力系统能量效率的计算方法，可以包括：
S10计算动力电池13的等效放电效率；
S20识别车辆的驱动模式；其中，混合动力系统100的驱动模式包括串联模式和并联模式，串联模式为发动机14带动第一电机11发电，第一电机11发电的电能传递给动力电池13或所述第二电机12，发动机14和第一电机11的扭矩不会传递到变速器16，第二电机12直接通过变速器16驱动车辆行驶，并联模式为发动机14直接通过变速器16驱动车辆行驶，第二电机12辅助驱动；
S30根据不同驱动模式，结合动力电池13的等效放电效率计算获得系统能量效率。
本实施例的混合动力系统能量效率的计算方法根据动力电池13等效放电效率进行计算，避免了直接采用电池的放电效率而造成计算的系统的能量效率偏大的问题，从而保证了车辆根据计算出的系统能量效率进行车辆的动力进行切换的准确性，进而达到节油的目的。
对于混合动力车辆，尤其是非插电式混合动力而言，车辆在长时间行驶时，能量的最终来源是发动机14而不是动力电池13。动力电池13的电量不是无来源的，动力电池13的放电效率一般在90％以上，远大于发动机14的40％左右的效率。因此直接使用动力电池13的放电效率用于计算系统效率是不可取的。动力电池13的电量通常来源于外部电网的充电、发动机14发电或制动能量回收，在计算系统能量效率时，需要考虑电池电量来源的效率。例如如果电池电量来源是外部电网的电量，则可认为效率是100％。如果电量来源于发动机14，则为发动机14带动发电机发电的效率；如果电量来源于制动能量回收，则可认为效率是100％。如果电池的电量来源于发动机14，则电池的等效放电效率＝发动机14效率×电机的发电效率×电池的充电效率×电池本身的放电效率。则电池的等效放电效率较低。如果电池的电量来源于制动能量回收，则此部分电量是回收得来的，则电池的等效放电效率＝电池本身的放电效率。电池的等效放电效率较高。但在实际的车辆行驶中，电池的电量是在动态变化的，根据不同的工况，电池可能在放电，也可能在充电。电池电量大部分来源于发动机14，小部分来源于制动能量回收。因此必须要考虑电池电量的来源，用于修正电池的放电效率，计算等效的电池放电功率。
由于混合动力系统能量效率计算的准确性受限于动力电池13等效放电效率的准确性。鉴于等效燃油控制策略算法的思想，当前时刻使用动力电池13功率驱动，意味着在未来的某个时刻必须消耗相应的燃油进行补充，在当前时刻给动力电池13充电同样也说明在未来的某个时刻发动机14可以节省相应的燃油消耗。
具体地，作为本发明另一个具体地实施例，在计算动力电池13的等效放电效率前还可以包括获取混合动力系统100的参数值，其中，参数值包括：动力电池13的可用电量E，动力电池13初始可用能量E0，t时刻动力电池13充入的能量Echrg(t)，动力电池13本身的放电效率ηBattDcha，未考虑动力电池13的电量来源，动力电池13初始可用能量的放电效率η0，η0的值与动力电池13可用能量的大小有关，是关于动力电池13可用能量的函数。
在得到混合动力系统100的参数值后，动力电池13的等效放电效率按照如下公式进行计算：
ηdcha＝(E0×η0+∫0 tEchrg(t)×η(t)dt)÷(E0+∫0 t Echrg(t)dt)×ηBattDcha。
本实施例以发动机14的效率为基准，利用微分的思想，将动力电池13的能量分段处理，分析每一段能量的来源的效率，再通过积分的方法获得电池总电量的平均效率，从而得到等效后的电池放电效率。这样计算出来的系统效率才是准确的系统效率。
在电池等效放电效率计算中，本发明直接使用电池可用能量E作为计算的条件，其它可以表示电池可用放电能量的参数仍在本发明的范围内，例如使用SOC表示电池可用能量。
具体地，电机通过台架测试能够提供驱动和发电效率MAP，动力电池13能够提供动力电池13本身的充放电效率，发动机14通过BSFC能够得到燃油效率。发动机14功率＝驾驶员需求功率+SOC平衡需求功率+附件消耗功率。因此，根据驾驶员需求，将系统功率需求按照串并联模式进行分配，能够确定在不同的模式下，发动机14和第一电机11、第二电机12分配的功率，根据效率MAP，可计算得到不同模式的系统效率。
图3是根据本发明一个实施例的混合动力系统为串联模式，且动力电池13处于充电状态时混合动力系统100的能量传递的示意图；具体地，作为本发明一个具体地实施例，在识别混合动力系统的驱动模式为串联模式，且动力电池13处于充电状态时，车辆所有的功率来源是发动机14，发动机14带动第一电机11发电，第一电机11发出的电用于给动力电池13充电、用于车辆的附件17使用，第二电机12驱动车辆行驶，此时，系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝ηe×ηgen×(ηchrg×rt1+ηaux×rt2+ηmot×rt3)；
其中，η为混合动力系统100能量效率，ηe为发动机14工作效率，ηgen为第一电机11的发电效率；ηmot为第二电机12的驱动效率，ηchrg为动力电池13充电效率，ηaux为附件17工作效率，rt1为动力电池13充电效率的权重系数，rt1＝Pchrg/Pe；rt2为附件17工作的权重系数，rt2＝Paux/Pe，附件17所用的能量直接消耗，因此附件17的工作效率为1；rt3为第一电机11效率的权重系数，rt3＝Pmot/Pe；Pmot为第二电机12的驱动功率，Pchrg为动力电池13充电功率，Paux为附件17工作功率。
图4是根据本发明一个实施例的混合动力系统为串联模式，且动力电池13处于放电状态时混合动力系统100的能量传递的示意图；作为本发明另一个具体地实施例，在识别混合动力系统的驱动模式为串联模式，且动力电池13处于放电状态时，车辆的功率来源是发动机14和动力电池13，发动机14带动第一电机11发电，动力电池13同时也在放电，放电的电量用于附件17使用同时用于第二电机12驱动车辆行驶；此时，系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝(ηe×ηgen×rt1+ηdcha×rt2)×(ηaux×rt3+ηmot×rt4)
其中，rt1为发动机14和第一电机11综合效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为动力电池13等效放电效率的权重系数，rt2＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，rt3为附件17工作的权重系数，rt2＝Paux/(Paux+Pmot)，附件17所用的能量直接消耗，因此附件17的工作效率为1，rt4为第二电机12效率的权重系数，rt4＝Pmot/(Paux+Pmot)，η为系统能量效率，ηe为发动机14工作效率，ηgen为第一电机11的发电效率，ηmot为第二电机12的驱动效率，ηchrg为动力电池13充电效率，ηaux为附件17工作效率，ηdcha为动力电池的等效放电效率，Pe为发动机14工作功率，Pmot为第二电机12的驱动功率，Pdcha为动力电池13放电功率，Paux为附件17工作功率。
图5是根据本发明一个实施例的混合动力系统为并联模式，且动力电池13处于充电状态时混合动力系统100的能量传递的示意图；作为本发明一个具体地实施例，在识别混合动力系统的驱动模式为并联模式，且动力电池13处于充电状态时，车辆的功率来源是发动机14，发动机14带动第一电机11发电，发电的电量用于给动力电池13充电同时用于附件17使用，发动机14同时还驱动车辆行驶；此时，系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝(ηe×ηgen×rt1+ηdcha×rt2)×(ηaux×rt3+ηmot×rt4)
其中，rt1为发动机14和第一电机11综合效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为动力电池13等效放电效率的权重系数，rt2＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，rt3为附件17工作的权重系数，rt2＝Paux/(Paux+Pmot)，附件17所用的能量直接消耗，因此附件17的工作效率为1，rt4为第二电机12效率的权重系数，rt4＝Pmot/(Paux+Pmot)，η为系统能量效率，ηe为发动机14工作效率，ηgen为第一电机11的发电效率，ηmot为第二电机12的驱动效率，ηdcha为动力电池13的等效放电效率，ηaux为附件17工作效率，Pe为发动机14工作功率，Pmot为第二电机12的驱动功率，Pdcha为动力电池13放电功率，Paux为附件17工作功率。
图6是根据本发明一个实施例的混合动力系统为并联模式，且动力电池13处于放电状态时混合动力系统100的能量传递的示意图。作为本发明一个具体地实施例，在识别到混合动力系统的驱动模式为并联模式，且动力电池13处于放电状态时，车辆的功率来源是发动机14和动力电池13，发动机14驱动车辆行驶，动力电池13电量用于第二电机12驱动车辆同时用于附件17使用，此时，系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝ηe×rt1+ηdcha×(ηaux×rt2+ηmot×rt3)×rt4
其中，rt1为发动机14效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为附件17工作的权重系数，rt2＝Paux/Pdcha，附件17所用的能量直接消耗，因此附件17的工作效率为1，rt3为第二电机12驱动效率的权重系数，rt3＝Pmot/Pdcha，rt4为动力电池13等效放电效率的权重系数，rt4＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，ηe为发动机14工作效率，ηmot为第二电机12的驱动效率，ηdcha为动力电池13的等效放电效率，ηaux为附件17工作效率，Pe为发动机14工作功率，Pmot为第二电机12的驱动功率，Pdcha为动力电池13放电功率，Paux为附件17工作功率。
本实施例根据功率流的所有走向，采用加权的方式计算每一部分功率在总功率中所占的权重系数，从而将所有功率流计算出来的效率等效到统一的基准进行计算。该方法以发动机14的燃油效率为基础，将电系统的效率等效到燃油效率计算电池的综合放电效率。由此可计算出混合动力系统100的综合效率。系统能量效率的计算是进行车辆动力模式切换，进行能量管理的基础。根据本发明中的方法计算出来的系统效率能够准确反映车辆的真实状态。从而保证车辆在实际过程中进行正确的切换，提高车辆的燃油经济性。
作为本发明一个具体地实施例，本发明还提供一种混合动力系统能量效率的计算系统，包括处理器以及存储器，存储器内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时用于实现上面所述的混合动力系统能量效率的计算方法。通过该计算程序，根据不同工况计算出不同的能量效率，从而保证车辆根据计算的能量效率切换不同的工况下驱动车辆，提高车辆的燃油经济性。
作为本发明一个具体地实施例，本发明还提供一种车辆，该车辆包括上面的混合动力系统能量效率的计算系统。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，所述混合动力系统包括第一电机、第二电机、动力电池、发动机、离合器及变速器，所述发动机依次连接所述第一电机、所述离合器后再连接至所述变速器，所述第一电机与所述第二电机连接，所述第一电机连接所述动力电池，所述动力电池再连接所述第二电机，所述第二电机直接连接所述变速器；
所述混合动力系统能量效率的计算方法包括：
计算所述动力电池的等效放电效率；
识别车辆的驱动模式；其中，所述混合动力系统的驱动模式包括串联模式和并联模式，所述串联模式为所述发动机带动所述第一电机发电，所述第一电机发电的电能传递给所述动力电池或所述第二电机，所述第二电机直接通过所述变速器驱动车辆行驶，所述并联模式为所述发动机直接通过所述变速器驱动车辆行驶，所述第二电机辅助驱动；
根据不同驱动模式，结合所述动力电池的等效放电效率计算获得系统能量效率。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，
在计算所述动力电池的等效放电效率前还包括获取所述混合动力系统的参数值，其中，所述参数值包括：所述动力电池的可用电量E，所述动力电池初始可用能量E0，t时刻所述动力电池充入的能量Echrg(t)，所述动力电池本身的放电效率ηBattDcha，未考虑所述动力电池的电量来源，所述动力电池初始可用能量的放电效率η0，η0的值与所述动力电池可用能量的大小有关，是关于所述动力电池可用能量的函数。
3.根据权利要求2所述的混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，
所述动力电池的等效放电效率按照如下公式进行计算：
ηdcha＝(E0×η0+∫0 tEchrg(t)×η(t)dt)÷(E0+∫0 t Echrg(t)dt)×ηBattDcha。
4.根据权利要求3所述的混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，
在识别所述混合动力系统的驱动模式为所述串联模式，且所述动力电池处于充电状态时，所述车辆所有的功率来源是所述发动机，所述发动机带动所述第一电机发电，所述第一电机发出的电用于给所述动力电池充电、用于所述车辆的附件使用，所述第二电机驱动所述车辆行驶，此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝ηe×ηgen×(ηchrg×rt1+ηaux×rt2+ηmot×rt3)；
其中，η为所述混合动力系统能量效率，ηe为所述发动机工作效率，ηgen为所述第一电机的发电效率；ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηchrg为所述动力电池充电效率，ηaux为附件工作效率，rt1为所述动力电池充电效率的权重系数，rt1＝Pchrg/Pe；rt2为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/Pe，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1；rt3为所述第一电机效率的权重系数，rt3＝Pmot/Pe；Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pchrg为所述动力电池充电功率，Paux为附件工作功率。
5.根据权利要求3所述的混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，
在识别所述混合动力系统的驱动模式为所述串联模式，且所述动力电池处于放电状态时，所述车辆的功率来源是所述发动机和所述动力电池，所述发动机带动所述第一电机发电，所述动力电池同时也在放电，放电的电量用于附件使用同时用于所述第二电机驱动所述车辆行驶；此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝(ηe×ηgen×rt1+ηdcha×rt2)×(ηaux×rt3+ηmot×rt4)
其中，rt1为所述发动机和所述第一电机综合效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为所述动力电池等效放电效率的权重系数，rt2＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，rt3为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/(Paux+Pmot)，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1，rt4为所述第二电机效率的权重系数，rt4＝Pmot/(Paux+Pmot)，η为系统能量效率，ηe为所述发动机工作效率，ηgen为所述第一电机的发电效率，ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηchrg为所述动力电池充电效率，ηaux为附件工作效率，ηdcha为所述动力电池的等效放电效率，Pe为所述发动机工作功率，Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pdcha为所述动力电池放电功率，Paux为附件工作功率。
6.根据权利要求3所述的混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，
在识别所述混合动力系统的驱动模式为所述并联模式，且所述动力电池处于充电状态时，所述车辆的功率来源是所述发动机，所述发动机带动所述第一电机发电，发电的电量用于给所述动力电池充电同时用于附件使用，所述发动机同时还驱动所述车辆行驶；此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝(ηe×ηgen×rt1+ηdcha×rt2)×(ηaux×rt3+ηmot×rt4)
其中，rt1为所述发动机和所述第一电机综合效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为所述动力电池等效放电效率的权重系数，rt2＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，rt3为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/(Paux+Pmot)，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1，rt4为所述第二电机效率的权重系数，rt4＝Pmot/(Paux+Pmot)，η为系统能量效率，ηe为所述发动机工作效率，ηgen为所述第一电机的发电效率，ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηdcha为所述动力电池的等效放电效率，，ηaux为附件工作效率，Pe为所述发动机工作功率，Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pdcha为所述动力电池放电功率，Paux为附件工作功率。
7.根据权利要求3所述的混合动力系统能量效率的计算方法，其特征在于，
在识别到所述混合动力系统的驱动模式为所述并联模式，且所述动力电池处于放电状态时，所述车辆的功率来源是所述发动机和所述动力电池，所述发动机驱动车辆行驶，所述动力电池电量用于所述第二电机驱动所述车辆同时用于附件使用，此时，所述系统能量效率按如下公式进行计算：
η＝ηe×rt1+ηdcha×(ηaux×rt2+ηmot×rt3)×rt4
其中，rt1为所述发动机效率的权重系数，rt1＝Pe/(Pe+Pdcha)，rt2为附件工作的权重系数，rt2＝Paux/Pdcha，附件所用的能量直接消耗，因此附件的工作效率为1，rt3为所述第二电机驱动效率的权重系数，rt3＝Pmot/Pdcha，rt4为所述动力电池等效放电效率的权重系数，rt4＝Pdcha/(Pe+Pdcha)，ηe为所述发动机工作效率，ηmot为所述第二电机的驱动效率，ηdcha为所述动力电池的等效放电效率，，ηaux为附件工作效率，Pe为所述发动机工作功率，Pmot为所述第二电机的驱动功率，Pdcha为所述动力电池放电功率，Paux为附件工作功率。
8.一种混合动力系统能量效率的计算系统，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1-7中任一项所述的混合动力系统能量效率的计算方法。
9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的混合动力系统能量效率的计算系统。
CN201911260578.XA 2019-12-10 2019-12-10 混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆 Active CN110979335B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911260578.XA CN110979335B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911260578.XA CN110979335B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110979335A true CN110979335A (zh) 2020-04-10
CN110979335B CN110979335B (zh) 2021-04-27

Family

ID=70092075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911260578.XA Active CN110979335B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110979335B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111731152A (zh) * 2020-06-28 2020-10-02 中国第一汽车股份有限公司 一种功率控制方法、装置、车辆和存储介质
CN112819196A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种等效库伦效率的测定方法及动力电池循环寿命的预测方法
CN114379535A (zh) * 2022-01-24 2022-04-22 北京航空航天大学 一种油电混合动力系统输出控制方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020062183A1 (en) * 2000-09-22 2002-05-23 Musashi Yamaguchi Control system for hybrid vehicle
CN101125548A (zh) * 2007-09-07 2008-02-20 南京工业职业技术学院 并联式混合动力系统的能量流控制方法
KR100857658B1 (ko) * 2007-09-27 2008-09-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 연비 향상을 위한 토크 결정 방법
CN102026836A (zh) * 2008-07-21 2011-04-20 宝马股份公司 用于混合动力车的电力驱动模式选择
WO2011125862A1 (ja) * 2010-04-01 2011-10-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 ハイブリッド車両制御装置
JP2013141858A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
CN109229091A (zh) * 2018-08-29 2019-01-18 东南大学 基于能量效率最大化的多模混合动力汽车能量管理策略

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020062183A1 (en) * 2000-09-22 2002-05-23 Musashi Yamaguchi Control system for hybrid vehicle
CN101125548A (zh) * 2007-09-07 2008-02-20 南京工业职业技术学院 并联式混合动力系统的能量流控制方法
KR100857658B1 (ko) * 2007-09-27 2008-09-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 연비 향상을 위한 토크 결정 방법
CN102026836A (zh) * 2008-07-21 2011-04-20 宝马股份公司 用于混合动力车的电力驱动模式选择
WO2011125862A1 (ja) * 2010-04-01 2011-10-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 ハイブリッド車両制御装置
JP2013141858A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
CN109229091A (zh) * 2018-08-29 2019-01-18 东南大学 基于能量效率最大化的多模混合动力汽车能量管理策略

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111731152A (zh) * 2020-06-28 2020-10-02 中国第一汽车股份有限公司 一种功率控制方法、装置、车辆和存储介质
CN111731152B (zh) * 2020-06-28 2021-10-29 中国第一汽车股份有限公司 一种功率控制方法、装置、车辆和存储介质
CN112819196A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种等效库伦效率的测定方法及动力电池循环寿命的预测方法
CN112819196B (zh) * 2020-12-28 2023-10-10 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种等效库伦效率的测定方法及动力电池循环寿命的预测方法
CN114379535A (zh) * 2022-01-24 2022-04-22 北京航空航天大学 一种油电混合动力系统输出控制方法及装置
CN114379535B (zh) * 2022-01-24 2023-07-21 北京航空航天大学 一种油电混合动力系统输出控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110979335B (zh) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109693578B (zh) 一种燃料电池车整车功率分配控制方法和系统
CN110979335B (zh) 混合动力系统能量效率的计算方法、计算系统及车辆
EP2987673B1 (en) Vehicle propulsion system having an energy storage system and optimized method of controlling operation thereof
US10081350B2 (en) Vehicle propulsion system having an energy storage system and optimized method of controlling operation thereof
US9889752B2 (en) Vehicle propulsion system having an energy storage system and optimized method of controlling operation thereof
JP5225779B2 (ja) 充放電制御方法
US9555799B2 (en) Control device for hybrid vehicle, hybrid vehicle provided with same, and control method for hybrid vehicle
US10562515B2 (en) Method for determining optimal operating point for hybrid electric vehicle
US11447121B2 (en) Control apparatus and control method for hybrid system of vehicle
WO2022038567A1 (en) Control method of locomotive dynamic device, locomotive dynamic device and locomotive
CN102963354A (zh) 混合动力车辆的转矩处理方法
CN104417539A (zh) 车辆控制装置
CN107627864B (zh) 一种增程式车辆的功率分配方法和控制系统
KR100837920B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어방법
CN106208178A (zh) 电动车辆的电池充电装置和方法
CN109835324A (zh) 串并联插电式混合动力汽车的发动机异常熄火识别方法
CN111251873A (zh) 一种混合动力系统、移动工具及控制方法
CN105235678B (zh) 混合动力车辆
CN111497680B (zh) 一种用于混合动力车辆的动力电池的控制系统和控制方法
CN113246959B (zh) 混合动力车辆控制方法、装置和可读存储介质
CN212073662U (zh) 一种混合动力系统及移动工具
JP2019119346A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
CN112373456B (zh) 增程式混动车辆的控制方法、控制系统及车辆
JP5395025B2 (ja) 車両の制御装置及び制御方法
KR20230088588A (ko) 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 출력 토크를 분배하는 제어 시스템 및 그 동작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant