CN111775729A - 一种增程式汽车的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆领域，公开了一种增程式汽车的驱动方法，采用本发明提供的增程式汽车的驱动方法，实现了车辆行驶在学校、医院和住宅区等对噪音有一定要求的低噪音低排放要求场所时，使用第一增程器为驱动电机供电且动力电池配合工作，可以实现低噪音、低排放行驶；在处于郊区等对噪音、排放要求较低的区域时，使用由第二增程器为驱动电机供电且动力电池配合工作；受动力电池的容量和体积的约束，传统增程式汽车的行驶时间较短，而根据路况选择第一增程器或第二增程器配合动力电池工作，可以减少动力电池的充放电次数，降低了动力电池的充放电损耗，延长了增程式汽车的行驶时间。

Description

一种增程式汽车的驱动方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种增程式汽车的驱动方法。
背景技术
随着能源危机及环境污染的现象越来越严重，混合动力汽车已经成为汽车技术开发领域的一种趋势。其中，增程式汽车是传统内燃机汽车转型的一种简单易行的方法。增程式汽车在内燃机汽车的基础上改进了动力系统，增加了增程器、动力电池和驱动电机，通过电机驱动车辆来改善整车的经济性和动力性。在此架构的车型中，汽车运行时，动力电池电量足够时，动力电池驱动电机做纯电模式行驶，满足低排放；当动力电池电量不足时，不需要停车的前提下，增程器并不直接驱动车轮，而是驱动电机运行以满足整车行驶需求。同时，增程器还能给动力电池充电，大大地增加了电动车的续航里程。
然而，世界各地越来越多的市区排放法规更加严苛，尤其是学校、医院等特殊场所附近要求低噪音和低排放，甚至禁止传统的燃油发动机、燃气发动机等行驶。此时燃油发动机、普通的增程器混动系统已无法满足低排放以及低噪音的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增程式汽车的驱动方法，能够满足长时间低噪音、低排放的需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种增程式汽车的驱动方法，增程式汽车包括动力电池、第一增程器、第二增程器和驱动电机，所述第一增程器和所述第二增程器中的一个能够选择性地为所述驱动电机和所述动力电池中的至少一个供电，所述动力电池能够选择性地为所述驱动电机供电；所述第一增程器为清洁能源，驱动方法包括：
在当前路况为车辆处于低噪音低排放要求区域内时，由第一增程器为驱动电机供电且动力电池配合工作，使动力电池的驱动功率与第一增程器的驱动功率之和等于整车需求功率；
在当前路况为车辆未处于低噪音低排放要求区域内时，由第二增程器为驱动电机供电且动力电池配合工作，使动力电池的驱动功率与第二增程器的驱动功率之和等于整车需求功率。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，在动力电池的电量处于预设高效驱动电量范围内时，与当前路况对应的增程器以与当前车速对应的高效功率工作，以切换至高效驱动模式。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，若整车需求功率小于与当前车速对应的高效功率，则由与当前路况对应的增程器对动力电池进行充电。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，在由与当前路况对应的增程器对动力电池进行充电的过程中，在动力电池的电量上升至预设高效驱动最大充电电量时，与当前路况对应的增程器停止工作且由动力电池单独为驱动电机供电，以切换至动力电池单独驱动模式；
所述预设高效驱动最大充电电量等于所述预设高效驱动电量范围的最大值。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，动力电池单独驱动模式下，若动力电池的电量下降至预设高效驱动最大放电电量，则切换至高效驱动模式，所述预设高效驱动最大放电电量在所述预设高效驱动电量范围内。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，若整车需求功率等于与当前车速对应的高效功率，则动力电池处于非充电且非放电状态。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，若整车需求功率大于与当前车速对应的高效功率，则由动力电池和与当前路况对应的增程器共同为驱动电机供电，使与当前车速对应的高效功率与动力电池的驱动功率之和等于整车需求功率。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，在由动力电池和与当前路况对应的增程器共同为驱动电机供电的过程中，若动力电池的电量下降至预设高效驱动最小放电电量，则增大与当前路况对应的增程器的驱动功率，且由与当前路况对应的增程器为动力电池充电，以切换至低效驱动模式；
所述预设高效驱动最小放电电量为所述预设高效驱动电量范围的最小值。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，低效驱动模式下，在动力电池的电量增大至预设高效驱动最小充电电量时，切换至高效驱动模式；所述预设高效驱动最小充电电量在所述预设高效驱动电量范围内。
作为上述增程式汽车的驱动方法的一种优选技术方案，在第一增程器出现故障且需启动第一增程器时，启动第二增程器并控制第二增程器配合动力电池按照第一增程器配合动力电池的高效驱动模式工作，并更新GPS导航路线，以绕开低噪音低排放要求区域行驶；
在第二增程器出现故障且需启动第二增程器时，启动第一增程器并控制第一增程器配合动力电池按照第二增程器配合动力电池的高效驱动模式工作。
本发明的有益效果：本发明提供的增程式汽车的驱动方法，实现了车辆行驶在学校、医院和住宅区等对噪音有一定要求的低噪音低排放要求场所时，使用第一增程器为驱动电机供电且动力电池配合工作，可以实现低噪音、低排放行驶；在处于郊区等对噪音、排放要求较低的区域时，使用第二增程器为驱动电机供电且动力电池配合工作；受动力电池的容量和体积的约束，传统增程式汽车的行驶时间较短，而根据路况选择第一增程器或第二增程器配合动力电池工作，可以减少动力电池的充放电次数，降低了动力电池的充放电损耗，延长了增程式汽车的行驶时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的增程式汽车的结构简图；
图2是本发明实施例提供的判断车辆处于哪种模式下的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的增程式汽车的驱动方法的主要流程图；
图4是本发明实施例提供的增程式汽车的驱动方法的详细流程图。
图中：
1、第一增程器；2、第二增程器；3、动力电池；4、驱动电机；5、变速箱；6、主减速器；7、机械制动器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图1所示，本实施例是提供了一种增程式汽车的驱动方法，增程式汽车包括动力电池3、第一增程器1、第二增程器2、驱动电机4、变速箱5、主减速器6和机械制动器7，其中，第一增程器1的发电机、第二增程器2的发电机和动力电池3均通过高压总线与驱动电机4相连，第一增程器1的发电机和第二增程器2的发电机能够提供电能给驱动电机4或动力电池3，动力电池3可以放电以为驱动电机4提供电能，动力电池3可以充电以吸收驱动电机4或第一增程器1的发电机、第二增程器2的发电机发出的电能，驱动电机4通过变速箱5、主减速器6与车轮相连，驱动车轮运转，实现车辆的驱动；机械制动器7用于提供机械制动力，用于与驱动电机4配合完成整车的制动功能。
本实施例中，第一增程器1为清洁能源，如氢气燃料电池、甲醇燃料发动机或其他绿色代替燃料发动机等；第二增程器2可以是清洁能源也可以为传统的燃油、汽油发动机或天然气发动机；上述动力电池3可以为锂离子电池等。
如图2所示，车辆具有驱动模式、制动模式和停车模式，判断车辆处于哪种模式下的方法如下：
S11、判断制动踏板是否被踩下；若否，则执行S12，若是，则执行S15；
S12、判断油门踏板是否被踩下，若否，则执行S13，若是，则执行S14；
S13、判断车辆上一时刻是否为驱动模式；若是，则执行S14，若否，则执行S16；
S14、车辆工作在驱动模式下；
S15、判断车速是否为零，若否，则执行S16；若是，则执行S17；
S16、车辆工作在制动模式；
S17、判断是否有停车信号，若是，则执行S18；若否，则执行S16；
S18、车辆工作在停车模式。
如图3所示，本实施例提供的增程式汽车的驱动方法指的是驱动模式下车辆的控制方法，主要包括以下步骤：确定车辆的当前路况；在当前路况为车辆处于低噪音低排放要求区域内时，由第一增程器1为驱动电机4供电且动力电池3配合工作，使动力电池3的驱动功率与第一增程器1的驱动功率之和等于整车需求功率；在当前路况为车辆未处于低噪音低排放要求区域内时，由第二增程器2为驱动电机4供电且动力电池3配合工作，使动力电池3的驱动功率与第二增程器2的驱动功率之和等于整车需求功率。
本实施例中，当前路况有两种，分别为车辆处于低噪音低排放要求区域和车辆未处于低噪音低排放要求区域。上述确定车辆的当前路况的方法是：确定车辆的当前位置，将距离车辆的当前位置预设距离范围内的区域记为低噪音低排放要求区域，那么在距离车辆的当前位置预设距离范围的区域内存在低噪音低排放要求场所，则确定车辆处于低噪音低排放要求区域。上述低噪音低排放要求场所多指学校、医院和住宅区等对噪音有一定要求的区域。
至于车辆的当前位置确定以及距离车辆的当前位置预设距离范围的区域内的低噪音低排放要求场所的确定，可以通过GPS导航地图确定。于其他实施例中，还可以通过人为经验或人为观察地图的方式确定车辆是否处于低噪音低排放要求区域，并在车辆上增设由第一增程器1为驱动电机4供电且动力电池3配合工作的第一驱动模式按键，以及由第二增程器2为驱动电机4供电且动力电池3配合工作的第二驱动模式按键，在人为确定车辆处于低噪音低排放要求区域内时，通过选择相应按键的方式选择对应的驱动模式。
需要说明的是，在距离车辆目的地预设距离范围内存在低噪音低排放要求场所时，根据车辆的目的地规划GPS导航路线时将目的地更换为距离车辆目的地预设距离范围外的区域。为了驾驶员了解目的地的变更及变更原因，可以通过GPS导航的显示屏显示或GPS导航语音播报的形式提示驾驶员。
采用本实施例提供的增程式汽车的驱动方法，实现了车辆行驶在学校、医院和住宅区等对噪音有一定要求的低噪音低排放要求场所时，使用第一增程器1为驱动电机4供电且动力电池3配合工作，可以实现低噪音、低排放行驶；在处于郊区等对噪音、排放要求较低的区域时，使用由第二增程器2为驱动电机4供电且动力电池3配合工作；受动力电池3的容量和体积的约束，传统增程式汽车的行驶时间较短，而本实施例根据路况选择第一增程器1或第二增程器2配合动力电池3工作，可以减少动力电池3的充放电次数，降低了动力电池3的充放电损耗，延长了增程式汽车的行驶时间。
第一增程器1工作和第二增程器2工作的控制原理相同，本实施例以第一增程器1的控制原理为例，针对第一增程器1启动的高效驱动模式下，由第一增程器1为驱动电机4供电且动力电池3配合工作的控制原理进行具体介绍。
动力电池3配合第一增程器1工作的驱动模式有四种，分别为动力电池3单独驱动模式、动力电池3配合第一增程器1工作的高效驱动模式、动力电池3配合第一增程器1工作的低效驱动模式、动力电池3停止驱动模式。本实施例主要介绍动力电池3配合第一增程器1工作的高效驱动模式。
具体地，在动力电池3的电量处于预设高效驱动电量范围内时，第一增程器1以与当前车速对应的高效功率工作，以切换至高效驱动模式。
本实施例中，车速被按照由小到大的顺序划分为多个速度分段，每个速度分段对应一个高效功率；根据当前车速所在的速度分段，确定与当前车速对应的高效功率，而整车需求功率与车速相关，车速与整车需求功率一一对应。
示例性地，速度分段为三个，第一增程器1对应的三个速度分段的两个界限值分别为V11和V12,当前车速记为Vtrac，在V11＜Vtrac＜V12时，第一增程器1启动后对应的高效功率点为P11，在Vtrac＞V12时，第一增程器1启动后对应的高效功率点为P12。其中P11和P12是为了在低噪音低排放要求区域实现低噪音、低排放行驶，而经过多次重复试验确定的已知数值范围或已知具体数值；在Vtrac＜V11时，由于当前车速较低，由动力电池3单独为驱动电机4供电。
本实施例中，第一增程器1对应的每个速度分段的界限值和第二增程器2对应的每个速度分段的界限值不同，每个速度分段对应的高效功率不同。
具体地，第二增程器2对应的三个速度分段的两个界限值分别为V21和V22,当前车速记为Vtrac，在V21＜Vtrac＜V22时，第二增程器2启动后对应的高效功率点为P21，在Vtrac＞V22时，第二增程器2启动后对应的高效功率点为P22。其中P21和P22是为了在非低噪音低排放要求区域内行驶且减少动力电池3充电次数，而经过多次重复试验确定的已知数值范围或已知具体数值；在Vtrac＜V21时，由于当前车速较低，由动力电池3单独为驱动电机4供电。
本实施例中，V21和V11不等，V22和V12不等，P11和P21不等，P12和P22不等。
在第一增程器1启动的高效驱动模式下，整车需求功率Pbat与当前车速Vtrac所在速度分段对应的高效功率有三种大小关系，分别为整车需求功率Pbat小于与当前车速Vtrac对应的高效功率、整车需求功率Pbat等于与当前车速Vtrac对应的高效功率、整车需求功率Pbat大于与当前车速Vtrac对应的高效功率。
若整车需求功率Pbat小于与当前车速对应的高效功率，由于此时动力电池3的电量处于预设高效驱动电量范围内，并未达到动力电池3单独驱动模式对应的动力电池3电量，而且此时第一增程器1提供的电能过多，为了提高能量利用率，由第一增程器1对动力电池3进行充电。本实施例中，上述动力电池3单独驱动模式对应的动力电池3电量的最小值为预设高效驱动电量范围的最大值。
在由第一增程器1对动力电池3进行充电的过程中，在动力电池3的电量上升至预设高效驱动最大充电电量时，第一增程器1停止工作且由动力电池3单独为驱动电机4供电，即切换至动力电池3单独驱动模式，预设高效驱动最大充电电量等于预设高效驱动电量范围的最大值。
在由动力电池3单独为驱动电机4供电时，若动力电池3的电量下降至预设高效驱动最大放电电量时，则切换至高效驱动模式。本实施例中，预设高效驱动最大放电电量在预设高效驱动电量范围内，以避免动力电池3频繁地充放电。
若整车需求功率Pbat等于与当前车速对应的高效功率，此时第一增程器1提供的电能恰好满足驱动电机4的需求，因此此时动力电池3处于非充电且非放电状态，即由第一增程器1单独为驱动电机4供电，动力电池3不工作。
若整车需求功率Pbat大于与当前车速对应的高效功率，此时第一增程器1提供的电能无法满足驱动电机4的需求，因此由动力电池3和第一增程器1共同为驱动电机4供电，使与当前车速对应的高效功率与动力电池3的驱动功率之和等于整车需求功率。
在由动力电池3和与当前路况对应的增程器共同为驱动电机4供电的过程中，动力电池3的电量将会逐渐降低，若动力电池3的电量下降至预设高效驱动最小放电电量，则增大第一增程器1的驱动功率，并由正在工作的增程器为动力电池3充电，即切换至低效驱动模式，预设高效驱动最小放电电量为预设高效驱动电量范围的最小值。
随着第一增程器1对动力电池3不断充电，动力电池3的电量逐渐增大，低效驱动模式下，在动力电池3的电量增大至预设高效驱动最小充电电量时，切换至高效驱动模式。为了避免动力电池3频繁地充放电，本实施例中，预设高效驱动最小充电电量在预设高效驱动电量范围内。
本实施例中，预设高效驱动最大放电电量等于预设高效驱动最小充电电量。于其他实施例中，预设高效驱动最大放电电量还可以不等于预设高效驱动最小充电电量。
如图4所示，示例性地，预设高效驱动最大放电电量和预设高效驱动最小充电电量均为60％最大总电量，预设高效驱动最小放电电量为50％最大总电量，预设高效驱动最大充电电量为70％最大总电量。
进一步地，在第一增程器1出现故障且需启动第一增程器1时，启动第二增程器2并控制第二增程器2按照第一增程器1的高效驱动模式工作，并更新GPS导航路线，以绕开低噪音低排放要求区域行驶。
具体地，若第二增程器2为清洁能源，则无需更新GPS导航路线，若第二增程器2为传统的燃油发动机或燃气发动机时，则需要更新GPS导航路线，以绕开低噪音低排放要求区域行驶。在更新GPS导航路线时，若距离车辆目的地预设距离范围内存在低噪音低排放要求场所，则将GPS导航路线的目的地更换为距离车辆目的地预设距离范围外的区域，并通过GPS导航的显示屏显示或GPS导航语音播报的形式提示驾驶员。
进一步地，在第二增程器2出现故障且需启动第二增程器2时，启动第一增程器1并控制第一增程器1配合动力电池3按照第二增程器2配合动力电池3的高效驱动模式工作。
至于如何判断第一增程器1和第二增程器2是否出现故障，为现有技术，在此不再详细赘叙。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种增程式汽车的驱动方法，其特征在于，增程式汽车包括动力电池(3)、第一增程器(1)、第二增程器(2)和驱动电机(4)，所述第一增程器(1)和所述第二增程器(2)中的一个能够选择性地为所述驱动电机(4)和所述动力电池(3)中的至少一个供电，所述动力电池能够选择性地为所述驱动电机(4)供电；所述第一增程器(1)为清洁能源，驱动方法包括：
在当前路况为车辆处于低噪音低排放要求区域内时，由第一增程器(1)为驱动电机(4)供电且动力电池(3)配合工作，使动力电池(3)的驱动功率与第一增程器(1)的驱动功率之和等于整车需求功率；
在当前路况为车辆未处于低噪音低排放要求区域内时，由第二增程器(2)为驱动电机(4)供电且动力电池(3)配合工作，使动力电池(3)的驱动功率与第二增程器(2)的驱动功率之和等于整车需求功率。
2.根据权利要求1所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，在动力电池(3)的电量处于预设高效驱动电量范围内时，与当前路况对应的增程器以与当前车速对应的高效功率工作，以切换至高效驱动模式。
3.根据权利要求2所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，若整车需求功率小于与当前车速对应的高效功率，则由与当前路况对应的增程器对动力电池(3)进行充电。
4.根据权利要求3所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，在由与当前路况对应的增程器对动力电池(3)进行充电的过程中，在动力电池(3)的电量上升至预设高效驱动最大充电电量时，与当前路况对应的增程器停止工作且由动力电池(3)单独为驱动电机(4)供电，以切换至动力电池(3)单独驱动模式；
所述预设高效驱动最大充电电量等于所述预设高效驱动电量范围的最大值。
5.根据权利要求4所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，动力电池(3)单独驱动模式下，若动力电池(3)的电量下降至预设高效驱动最大放电电量，则切换至高效驱动模式，所述预设高效驱动最大放电电量在所述预设高效驱动电量范围内。
6.根据权利要求2所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，若整车需求功率等于与当前车速对应的高效功率，则动力电池(3)处于非充电且非放电状态。
7.根据权利要求2所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，若整车需求功率大于与当前车速对应的高效功率，则由动力电池(3)和与当前路况对应的增程器共同为驱动电机(4)供电，使与当前车速对应的高效功率与动力电池(3)的驱动功率之和等于整车需求功率。
8.根据权利要求7所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，在由动力电池(3)和与当前路况对应的增程器共同为驱动电机(4)供电的过程中，若动力电池(3)的电量下降至预设高效驱动最小放电电量，则增大与当前路况对应的增程器的驱动功率，且由与当前路况对应的增程器为动力电池(3)充电，以切换至低效驱动模式；
所述预设高效驱动最小放电电量为所述预设高效驱动电量范围的最小值。
9.根据权利要求8所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，低效驱动模式下，在动力电池(3)的电量增大至预设高效驱动最小充电电量时，切换至高效驱动模式；所述预设高效驱动最小充电电量在所述预设高效驱动电量范围内。
10.根据权利要求1至9任一项所述的增程式汽车的驱动方法，其特征在于，在第一增程器(1)出现故障且需启动第一增程器(1)时，启动第二增程器(2)并控制第二增程器(2)配合动力电池(3)按照第一增程器(1)配合动力电池(3)的高效驱动模式工作，并更新GPS导航路线，以绕开低噪音低排放要求区域行驶；
在第二增程器(2)出现故障且需启动第二增程器(2)时，启动第一增程器(1)并控制第一增程器(1)配合动力电池(3)按照第二增程器(2)配合动力电池(3)的高效驱动模式工作。
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