CN112026743A

CN112026743A - 串联式混合动力汽车能量管理方法、装置及混合动力汽车

Info

Publication number: CN112026743A
Application number: CN202010887698.9A
Authority: CN
Inventors: 汤雪林; 李潜; 吴学松; 张晓宇; 余涛; 甄涛兴; 韩宇; 聂相虹
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: CN112026743B

Abstract

本发明专利针对串联式混合动力系统提出了一种串联式混合动力汽车能量管理方法、装置及混合动力汽车，借助动力电池的特性可促使发动机避免高油耗、高排放区域而只工作在高效工作区域，在兼顾动力、经济与排放性能条件下实现混和动力总成高效清洁化。该方法包括：采集车辆当前时刻的整车需求功率和电池的荷电状态SOC；将整车需求功率与发动机工作MAP图中的各功率进行比对，得到第一比对结果；将电池的荷电状态SOC与发动机经济工作区域对应的荷电状态上限值SOC_{_high}和荷电状态下限值SOC_{_low}进行比对，得到第二比对结果；根据第一比对结果和第二比对结果，对车辆的动力总成的工作模式进行划分；控制车辆的各动力总成按照所划分的工作模式进行工作。

Description

串联式混合动力汽车能量管理方法、装置及混合动力汽车

技术领域

本发明涉及混合动力车的控制方法，具体涉及一种串联式混合动力汽车能量管理方法、装置及混合动力汽车。

背景技术

鉴于当前全球环境污染严重和日益严格的排放法规要求等现状，混合动力技术作为节能减排的重要技术备受汽车行业关注，并已经被世界各大车企纳入未来重要战略规划。

与本发明专利相近的串联式混合动力相关的控制类发明专利检索如下：

一、一种串联式混合动力汽车能量管理控制方法及装置(授权公告号：CN106585618B)。该专利技术通过限制内燃机最佳功率曲线上限(A点)和下限(B点)蓄电池高/低电荷状态值，根据需求功率大小、蓄电池荷电状态高低的不同制定不同的工作模式，在大多数情况下使内燃机工作在最佳功率曲线上A点与B点的区间内，进而提高整车的燃油经济性与排放性，同时汽车处于制动工况时，电机的再生制动可以提高能量利用率。该发明专利没有对最佳功率曲线做具体说明，没有明确基于当前状态和不同整车需求的动力总成工作模式以及相应切换条件，此外针对部分高功率需求工况基于蓄电池不同电荷状态不能保证在满足经济条件下提供足够的动力支撑。

二、一种用于串联式混合动力系统的制动控制方法(授权公告号：CN110182200A)。该专利技术基于电池的荷电状态SOC状态、发动机转速、机油温度等特性参数通过ECU和MCU控制分别控制发动机转速与电动机运行模式，从而提高轮边电机制动的可靠性和安全性。该发明专利未对发动机运行工况进行控制，不能保证整车的高效节能，没有对动力总基于当前状态与不同工作环境明确工作模式，没有提出具体的串联式混合动力的能量管理与相应的控制方法。

发明内容

本发明专利针对串联式混合动力系统提出了一种串联式混合动力汽车能量管理方法、装置及混合动力汽车，借助动力电池的特性可促使发动机避免高油耗、高排放区域而只工作在高效工作区域，在兼顾动力、经济与排放性能条件下实现混和动力总成高效清洁化。

本发明实施例提供了一种串联式混合动力汽车能量管理方法，包括：

采集车辆当前时刻的整车需求功率和电池的荷电状态SOC；

将所述整车需求功率与发动机工作MAP图中的各功率进行比对，得到第一比对结果；

将所述电池的荷电状态SOC与发动机经济工作区域对应的荷电状态上限值SOC_{_high}和荷电状态下限值SOC_{_low}进行比对，得到第二比对结果；

根据所述第一比对结果和所述第二比对结果，对车辆的动力总成的工作模式进行划分；

控制车辆的各动力总成按照所划分的工作模式进行工作；

其中，预先在驱动工况下，将发动机工作MAP图中的发动机工作区域划分为发动机经济工作区域和发动机高效工作区域。

优选地，根据所述第一比对结果和所述第二比对结果，对车辆的动力总成的工作模式进行划分的步骤包括：

根据预先存储的关于所述第一对比结果、所述第二对比结果与动力总成工作模式的对应关系表，确定与各所述第一对比结果和所述第二对比结果对应的动力总成的工作模式；

其中，在所述对应关系表中，包括11种动力总成的工作模式，每一种工作模式分别对应表示发动机和动力电池的一组工作状态。

优选地，

根据预先存储的关于所述第一对比结果、所述第二对比结果与动力总成工作模式的对应关系表，确定与各所述第一对比结果和所述第二对比结果对应的动力总成的工作模式的步骤包括：

若整车需求功率P_N满足：P_N≥P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_peak}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式1；模式1表示发动机运行在发动机工作MAP图中的CE段并与动力电池共同对外提供动力，且发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N–P_{battery_out.max}；

若整车需求功率P_N满足：P_N≥P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式2；模式2表示发动机运行在发动机工作MAP图中的CE段以对外提供动力且动力电池不工作，且发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N；

若整车需求功率P_N满足：P_O≤P_N<P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_high}≤SOC≤SOC_{_peak}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式3；模式3表示发动机恒定运行在发动机工作MAP图中的最高效率工作点O处以驱动整车，且发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_O；整车需求功率不足部分的动力由动力电池提供，且动力电池当前需求输出功率P_{battery_out.N}满足：P_{battery_out.N}＝P_N–P_ICE；

若整车需求功率P_N满足：P_O≤P_N<P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_high}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式4；模式4表示发动机运行在发动机工作MAP图中的OB段以对外提供动力且动力电池不工作，且发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N；

若整车需求功率P_N满足：P_O≤P_N<P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}，则确定发动机的目标工作区域在模式5；模式5表示发动机运行在发动机工作MAP图中的OB段以驱动整车并输出功率对动力电池充电，且发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N+P_{battery_in.max}；

若整车需求功率P_N满足：P_L≤P_N<P_O且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_high}≤SOC≤SOC_{_peak}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式6；模式6表示动力电池对外提供动力且发动机不工作，发动机输出功率P_ICE＝0，动力电池当前需求输出功率P_{battery_out.N}满足：P_{Battery_out.N}＝P_N；

若整车需求功率P_N满足：P_L≤P_N<P_O且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_high}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式7；模式7表示恒定运行在发动机工作MAP图中的最高效率工作点O处以驱动整车并输出功率对动力电池充电，发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N；动力电池当前需求充电功率P_{battery_in.N}满足：P_{Battery_in.N}＝P_ICE–P_N；

若整车需求功率P_N满足：P_L≤P_N<P_O且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式8，模式8表示发动机输出功率P_ICE在满足整车功率需求的前提下还需额外输出功率对动力电池充电，其中，模式8下：若满足：P_O≥P_N+P_{Battery_in.max}，则发动机恒定运行在发动机工作MAP图中的最高效率工作点O处以驱动整车并输出功率对动力电池充电，发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_O，动力电池当前需求充电功率P_{battery_in.N}满足：P_{Battery_in.N}＝P_ICE–P_N；若满足：P_O＜P_N+P_{Battery_in.max}，则发动机运行在发动机工作MAP图中的OA段以驱动整车并输出功率对动力电池充电，且发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_{battery_in.max}+P_N；

若整车需求功率P_N满足：0<P_N<P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_peak}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式9，模式9表示整车需求功率仅由动力电池提供且发动机不工作，发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝0，动力电池当前需求输出功率P_{battery_out.N}满足：P_{Battery_out.N}＝P_N；

若整车需求功率P_N满足：0<P_N<P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式10，模式10表示运行在发动机工作MAP图中的OA段以驱动整车并输出功率对动力电池充电，发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N+P_{battery_in.max}；

若整车需求功率P_N满足：P_N＜0且电池的荷电状态SOC满足：SOC＜SOC__peak，则确定车辆的动力总成的工作模式为模式11，模式11表示根据整车制动时的回收能量对动力电池进行充电；且在模式11下，若满足：整车的最大制动能量回收功率P_M＞P_{Battery_in.max}，则确定动力电池充电功率P_{battery_in.N}＝P_{Battery_in.max}；若满足：P_M≤P_{Battery_in.max}，则确定动力电池充电功率P_{battery_in.N}＝P_M；

其中，P_H表示在车辆的当前转速和当前发动机扭矩下、发动机工作MAP图的最高经济性需求等功率曲线中对应的功率；P_L表示在车辆的当前转速和当前发动机扭矩下、发动机工作MAP图的最低经济性需求等功率曲线中对应的功率；P_O为发动机工作MAP图中的发动机最高效率工作点O对应的输出功率；P_{battery_in.N}为动力电池组当前需求充电功率；P_{battery_out.N}为动力电池组当前需求输出功率；P_{battery_in.max}为动力电池组在当前电荷状态下可充电最大功率；P_{battery_out.max}为动力电池组在当前电荷状态下可输出最大功率；P_M为整车的最大制动能量回收功率。

优选地，所述方法还包括：

根据所划分的动力总成的工作模式，确定车辆的能量流传输模式；

将所述能量流传输模式进行输出显示。

优选地，根据所划分的动力总成的工作模式，确定车辆的能量流传输模式的步骤包括：

根据预先存储的能量流传输模式和动力总成的工作模式的对应关系表，确定动力总成的各工作模式下所对应的车辆的能量流传输模式；

其中，在所述对应关系表中，动力总成的第一种工作模式和第三种工作模式分别对应于第一种能量流传输模式，动力总成的第二种工作模式和第四种工作模式分别对应于第二种能量流传输模式，动力总成的第五种工作模式、第七种工作模式、第八种工作模式、第十种工作模式分别对应于第三种能量流传输模式，动力总成的第六种工作模式和第九种工作模式分别对应于第四种能量流传输模式，动力总成的第十一中工作模式对应有第五种能量流传输模式。

优选地，所述方法还包括：

若整车需求功率P_N满足：P_N<0且电池的荷电状态SOC满足：SOC≥SOC__peak，则确定动力总成处于停止状态。

本发明实施例还提供了一种串联式混合动力汽车能量管理装置，包括：

采集模块，用于采集车辆当前时刻的整车需求功率和电池的荷电状态SOC；

第一比对模块，用于将所述整车需求功率与发动机工作MAP图中的各功率进行比对，得到第一比对结果；

第二比对模块，用于将所述电池的荷电状态SOC与发动机经济工作区域对应的荷电状态上限值SOC_{_high}和荷电状态下限值SOC_{_low}进行比对，得到第二比对结果；

划分模块，用于根据所述第一比对结果和所述第二比对结果，对车辆的动力总成的工作模式进行划分；

控制模块，用于控制车辆的各动力总成按照所划分的工作模式进行工作；

本发明实施例还提供了一种串联式混合动力汽车，包括上述的串联式混合动力汽车能量管理装置。

本发明的有益效果为：

通过将发动机的工作MAP图划分成两个区域，即发动机高效工作区域(该区域作为发动机的主要运行区域)和发动机经济工作区域(该区域为发动机的辅助工作区域，以满足整车高功率需求)。其中在发动机高效工作区域中，基于所确定的动力总成的具体工作模式，使发动机在满足基本的动力需求前提下尽量在靠近最高效率点附近区段运行；而在发动机经济工作区域中，则使发动机在满足基本的动力需求前提下尽量在高效率区段运行。同时，将发动机与动力电池的结合能极大优化发动机实际运行工况，保证发动机运行在最优的高效工作区域，同时满足整车极限工况下高功率输出需求。

附图说明

图1为一种串联式混合动力系统动力总成结构图；其中各编号表示：1、发动机ICE，2、机械连接，3、发电电机G，4、电连接，5、驱动电机M，6、车轮，7、发电系统，8、动力电池B；

图2为一种串联式混合动力系统中发动机的工作MAP说明图；

图3为一种串联式混合动力系统中基于电池的荷电状态SOC与整车功率需求划分的动力总成工作模式划分说明图；

图4为一种串联式混合动力系统的五种动力总成能量传输模式显示图；

图5为一种串联式混合动力系统中根据图2和图3设定的混合动力能量管理策略制定的具体控制逻辑图；

其中相应使用的主要符号说明：

O：发动机最高效率工作点；

A：发动机经济工作区域内低功率工作点；

B：发动机经济工作区域内高功率工作点；

C：发动机最高动力性功率需求工作点；

S：发动机高效工作区域边界；

D：C点到S区域边界最短距离的交点；

E：线段CD与等功率曲线P_H的交点；

P_L：最低经济性需求等功率曲线，kW；

P_H：最高经济性需求等功率曲线，kW；

P_P：最高动力性需求等功率曲线，kW；

P_O：发动机最高效率工作点对应输出功率，为一恒定值，kW；

P_M：最大制动能量回收功率，kW；

P_N：整车需求功率，kW；

P_ICE：发动机输出功率，根据发动机具体工况而变化，kW；

P_{battery_in.N}：动力电池当前需求充电功率，kW；

P_{battery_out.N}：动力电池当前需求输出功率，kW；

P_{battery_in.max}：动力电池在当前电荷状态下可充电最大功率，kW；

P_{battery_out.max}：动力电池在当前电荷状态下可输出最大功率，kW；

P_SL：电池电荷状态为SOC_{_low}时对应可输出最大功率，kW；

P_SH：电池电荷状态为SOC_{_low}时对应可输出最大功率，kW；

SOC_{_high}：发动机经济工作区域对应电荷状态上限值，％；

SOC_{_low}：发动机经济工作区域对应电荷状态下限值，％；

SOC_{_peak}：电池充电上限值，即当电荷状态达到该值后将停止对电池充电，％；

SOC_{_min}：电池放电下限值，即当电荷状态小于该值后停止电池对外输出功率，％。

具体实施方式

如图1为串联式混合动力总成结构图，其中发动机ICE与发电机G之间、驱动电机M与车轮之间分别为机械连接2，发电机G、驱动电机M和动力电池B之间为电线连接4。由于本申请主要强调混合动力汽车的动力总成的能量管理与控制，下文所提的所有如发动机功率、电池输出功率等所有相关功率传输已经包含发电机、驱动机、动力电池的传输效率，后续将不再提及。

本发明专利的关键是基于图1的混合动力汽车对动力总成的发动机工况运行状态和动力电池的运行状态进行管理。

首先，针对发动机工况运行区域的划分，本实施例中考虑兼顾动力总成的经济性、排放性与动力性的需求，将发动机工作区域划分成两个区域，即发动机经济工作区域和发动机高效工作区域。如图2所示，图中P_L、P_H、P_P为三条具代表性的等功率曲线(其余曲线未标出)，S曲线所在区域内为发动机经济工作区域。规定P_L与S曲线的交点A对应发动机功率P_A为发动机经济工作区域对应的输出功率下限值；规定P_H与S曲线的交点B对应功率P_B为发动机经济工作区域对应的输出功率上限值，O点为发动机的最高效率点；规定C点对应功率P_C为发动机需求峰值功率(该值大小需由整车所得)，线段点E为点C到曲线S的最短距离CD与等功率曲线P_H的交点。基于上述发动机的工作MAP图，将发动机的运行区域规定为：

OA段：发动机经济型低功率工作区间；

OB段：发动机经济型高功率工作区间；

CE段：发动机动力型高功率工作区间；

其中，OA段和OB段属于发动机经济工作区域，CE段属于发动机高效工作区域。在上述三个工作区间对应工作环境中，在满足整车动力输出的前提下尽量将发动机运行在更高效率工作点，如针对OA段和OB段，使发动机工况尽量趋向于O点；针对CE段，使发动机工作尽量趋向于E点。

针对动力电池的管理，主要是辅助发动机运行在规定的功率工作区间内，考虑发动机工作状态与电池运行对电荷状态SOC特性设定4个限值。如图3根据电池的电荷状态SOC与发动机运行工况划分的能量管理说明图，首先为保证动力电池长期稳定、安全的工作需设定动力电池的充放电上、下限值，具体为：

电池充电上限值SOC_{_peak}，其表示电池充电过程中若电荷状态SOC达到该值后将强行停止充电；

电池放电下限值SOC_{_min}，其表示电池放电过程中若电荷状态SOC降至该值后将强行停止放电。

其次，为配合发动机在经济工作区域内能够正常运行，如图3，规定了发动机经济工作区域对应的电荷状态上、下限值：

发动机经济工作区域对应的电荷状态下限值SOC_{_low}，规定动力电池的电荷状态SOC在该电荷下限值SOC_{_low}状态时可输出最大功率P_SL与P_L满足条件：

P_SL≥P_L

发动机经济工作区域对应的电荷状态上限值SOC_{_high}，规定动力电池的电荷状态SOC在该电荷状态上限值SOC_{_high}时可输出最大功率P_SH与P_L、P_H满足关系：

P_SH≥MAX(P_H+P_L-P_O，P_O)

如图3所示，针对上述对发动机运行路线的划分，并结合当前电池的电荷状态SOC的大小本将动力总成的工作模式划分成11种模式，通过判断整车需求和总成当前状态判断发动机与电池组的工作模式。见图4，根据不同工作模式下的动力总成工作状态确定11种动力总成的工作模式共有5种能量流传输模式，相同能量流传输模式下的不同动力总成工作模式对应的发动机工况或动力电池状态不同。其中，模式01～11具体定义及判断条件如下：

模式1：满足该模式要求整车需求功率P_N满足：P_N≥P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_peak}。该模式的特点是发动机工作在较低效率的CE区，为尽量降低油耗规定该模式下的发动机只对整车输出功率，同时动力电池只放电，即发动机输出功率P_ICE满足：

P_ICE＝P_N–P_{battery_out.max}

上述公式中，P_N为整车需求功率，P_{battery_out.max}为动力电池在当前电荷状态下可输出最大功率。

模式2：满足该区间要求P_N≥P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}。该模式的特点是发动机工作在较低效率的CE区，由于电荷状态低，因此动力电池不对外提供能量(不放电)且不充电，整车只由发动机驱动，此时，发动机输出功率等于整车需求功率，即：P_ICE＝P_N。

模式3：满足该模式要求P_O≤P_N<P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_high}≤SOC≤SOC_{_peak}。该模式的特点是发动机工作在高效率的OB区，且电荷状态高，整车需求功率大于P_O，因此，为尽量促使发动机工作在较高效率工作点，规定发动机恒定运行在最高效率的O点(恒定工况)，整车需求不足的部分由动力电池提供，即发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_O(恒定工况)，动力电池当前需求输出功率P_{battery_out.N}满足：P_{battery_out.N}＝P_N–P_ICE(动力电池放电)。

模式4：满足该模式要求P_O≤P_N<P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_high}。该模式的特点是发动机工作在高效率的OB区，且整车需求功率大于P_O，由于电荷状态较模式3对应的区间有所下降，规定电池暂时不放电以避免下一循环避免发动机工作在模式2对应的区间内，即该模式下由发动机单独驱动，即发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N。

模式5：满足该模式要求P_O≤P_N<P_H+P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}。该模式的特点是电荷状态很小，需要充电，因此规定发动机驱动在保证整车需求功率输出的前提下要额外给动力电池充电，即发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N+P_{Battery_in.max}(动力电池充电)。

模式6：满足该模式要求P_L≤P_N<P_O且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_high}≤SOC≤SOC_{_peak}。该模式的特点是电荷状态充足，规定发动机不对外做功，整车完全由动力电池驱动，即：发动机输出功率P_ICE＝0；动力电池当前需求输出功率P_{battery_out.N}满足：P_{battery_out.N}＝P_N(动力电池放电)

模式7：满足该模式要求P_L≤P_N<P_O且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_high}。该模式的特点是电荷状态不能保证整车功率需求，动力电池可充电，规定发动机工作在O点恒定工况，即：发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_O(恒定工况)，动力电池当前需求充电功率P_{battery_in.N}满足：P_{battery_in.N}＝P_ICE–P_N(动力电池充电)。

模式8：满足该模式要求P_L≤P_N<P_O且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}。该模式的特点是电荷状态低，须充电，且P_N<P_O，具体发动机工作工况点与动力电池当前状态有关，即：

当P_O≥P_N+P_{Battery_in.max}，则发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_O(恒定工况)，动力电池当前需求充电功率P_{battery_in.N}满足：P_{battery_in.N}＝P_ICE–P_N(动力电池充电)；当P_O＜P_N+P_{Battery_in.max}，则发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_{battery_in.max}+P_N(动力电池充电)。

模式9：满足该模式要求0≤P_N<P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_low}≤SOC≤SOC_{_peak}。该模式的特点是动力电池具备足够能量，整车需求功率非常小，规定整车由动力电池单独驱动，发动不对外做功，即发动机输出功率P_ICE＝0；动力电池当前需求输出功率P_{battery_out.N}满足：P_{Battery_out.N}＝P_N(动力电池放电)。

模式10：满足该模式要求0≤P_N<P_L且电池的荷电状态SOC满足：SOC_{_min}≤SOC≤SOC_{_low}。该模式的特点是电荷状态低，须要充电，同时整车需求功率P_N小于发动机最低经济输出功率P_L，规定发动机工作在OA段，且要求电池尽量以最高充电功率充电同时发动机输出功率不高于P_O，即发动机输出功率P_ICE满足：P_ICE＝P_N+P_{Battery_in.max}(动力电池充电)。

模式11：该模式下，整车处于制动状态，即P_N<0，SOC＜SOC_{_peak}，规定该模式进入能量回收模式；根据制动功率大小判断动力电池充电功率，即：当P_M＞P_{Battery_in.max}，则动力电池当前需求充电功率P_{battery_in.N}满足：P_{battery_in.N}＝P_{Battery_in.max}；当P_M≤P_{Battery_in.max}，则动力电池当前需求充电功率P_{battery_in.N}满足：P_{battery_in.N}＝P_M。当SOC≥SOC_{_peak}，则退出能量回收模式。

一种串联式混合动力汽车能量管理方法，包括：

采集车辆当前时刻的整车需求功率和电池的荷电状态SOC；

控制车辆的各动力总成按照所划分的工作模式进行工作；

下面结合图2、图3和图5提供的相应控制逻辑对本发明确定车辆动力总成当前的工作模式的内容展开进一步详细说明，其流程如下：

S101：循环开始阶段确定SOC的初始值和整车需求功率P_N值，然后根据需求功率大小和电池组电量状态判断动力总成系统的工作状态；

S201：判断P_N≥P_H+P_L。此时整车处于加速等高功率需求阶段，若条件成立进入S202，反之进入S301。

S202：接S201继续判断SOC__low≤SOC≤SOC__peak，若条件成立，则动力总成工作模式为模式1，ICE工作在发动机工作MAP图中的CE段，此时发动机与动力电池共同对外提供动力，即P_ICE＝P_N–P_{battery_out.max}；反之进入S203。

S203：接S202若条件不成立，则动力总成工作模式为模式2，ICE工作发动机工作MAP图中的CE段，动力电池不参与工作，仅由发动机对外输出功率P_ICE＝P_N。

S301：判断P_O≤P_N<P_H+P_L，该功率需求满足发动机经济区工作阶段所能输出功率，但高于最高效效率工作点对应的输出功率P_O。若条件成立进入S302，反之进入S401。

S302：接S301继续判断SOC__high≤SOC≤SOC__peak，若条件成立，则动力总成工作模式为模式3，ICE恒定运行在发动机工作MAP图中的最高效率工作点O处，发动机与动力电池共同对外提供动力，且此时P_ICE＝P_O(发动机运行在O点恒定工况),其余动力由电池提供，即P_{battery_out.N}＝P_N–P_ICE；反之进入S303。

S303：接302继续判断SOC__low≤SOC≤SOC__high，若条件成立，则动力总成工作模式为模式4，ICE工作在发动机工作MAP图中的OB段，动力电池不参与工作，仅有发动机对外输出功率，即P_ICE＝P_N；反之进入S304。

S304：接S303若条件不成立，则动力总成工作模式为模式5，ICE工作在发动机工作MAP图中的OB段，此时发动机输出功率在满足整车功率需求的前提下还需额外输出功率对动力电池充电，即P_ICE＝P_N+P_battery.max。

S401：判断P_L≤P_N<P_O，该功率需求满足发动机经济区工作阶段所能输出功率，但低于最高效率工作点O对应的输出功率。若条件成立进入S402，反之进入S501。

S402：接S401继续判断SOC__high≤SOC≤SOC__peak，若条件成立，则动力总成工作模式为模式6，此时发动机不工作，仅由动力电池对外输出功率，即P_ICE＝0，P_Battery.N＝P_N；反之进入S403。

S403：接S402继续判断SOC__low≤SOC≤SOC__high，若条件成立，则动力总成工作模式为模式7，ICE工作在发动机工作MAP图中的最高效率工作点O处，此时发动机单独对外输出功率，电池不参与工作，即P_ICE＝P_N；反之进入S404。

S404：接S403若条件不成立，则动力总成工作模式为模式8，ICE工作，动力电池充电，此时根据动力电池当前电荷状态继续判断P_O≥P_N+P_{Battery_in.max}。若条件成立，则发动机工作在O点恒定工况，即P_ICE＝P_O，P_{battery_in.N}＝P_ICE–P_N；反之进入S405。

S405：接S404若条件不成立，发动机运行在发动机工作MAP图中的OA段以驱动整车并输出功率对动力电池充电，发动机工况由动力电池当前最大充电功率需求和整车功率需求共同决定，即P_ICE＝P_{battery_in.max}+P_N。

S501：判断0<P_N<P_L。该功率需求已小于发动机经济区工作阶段所能输出最低功率。若条件成立进入S502，反之进入S601。

S502：接S501继续判断SOC__low≤SOC≤SOC__peak，若条件成立，则动力总成工作模式为模式9，ICE工作，此时发动机不工作，整车功率需求仅由动力电池提供，即P_ICE＝0，P_{Battery_out.N}＝P_N；反之进入S503。

S503：接S502若条件不成立，则动力总成工作模式为模式10，ICE工作，此时发动机输出功率在满足整车功率需求的前提下还需额外输出功率对动力电池充电，发动机运行在发动机工作MAP图中的OA段以驱动整车并输出功率对动力电池充电，即P_ICE＝P_N+P_{battery_in.max}。

S601：判断P_N<0。即整车处于停止或制动阶段，若条件成立，进入S602，反之返回开始。

S602：接S601，继续判断SOC≥SOC__peak，若条件成立，此时发动机与动力电池都不参加工作，反之进入S603。

S603：若步骤S602条件不满足，则动力总成工作模式为模式11，ICE不工作，需根据能量回收功率决定动力电池充电功率，继续判断P_M＞P_{Battery_in.max}，若条件成立则动力电池充电功率P_{battery_in.N}＝P_{Battery_in.max}，反之进入S604。

S604：接S603若条件不成立，则P_{battery_in.N}＝P_M。

流程完毕，返回开始。

本发明实施例中，在确定动力总成的工作模式之后，还可以进一步确定车辆的能量流传输模式，可以将能量流传输模式实时输出，起到驾驶员提示作用。此时，所述方法还包括：

将所述能量流传输模式进行输出显示。

具体地，根据所划分的动力总成的工作模式，确定车辆的能量流传输模式的步骤包括：

本发明上述装置，是与上述方法一一对应的实体装置。其具有与上述方法相同的技术效果。

Claims

1.一种串联式混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，包括：

采集车辆当前时刻的整车需求功率和电池的荷电状态SOC；

将所述电池的荷电状态SOC与预先确定的发动机经济工作区域对应的荷电状态上限值SOC_{_high}和荷电状态下限值SOC_{_low}进行比对，得到第二比对结果；

控制车辆的各动力总成按照所划分的工作模式进行工作；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一比对结果和所述第二比对结果，对车辆的动力总成的工作模式进行划分的步骤包括：

其中，在所述对应关系表中，包括11种动力总成的工作模式，每一种工作模式分别对应表示一组发动机和动力电池的工作状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述能量流传输模式进行输出显示。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所划分的动力总成的工作模式，确定车辆的能量流传输模式的步骤包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种串联式混合动力汽车能量管理装置，其特征在于，包括：

8.一种串联式混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求7所述的串联式混合动力汽车能量管理装置。