CN112677776B - 增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法 - Google Patents

增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，车辆增程系统、车辆热管理系统、车辆驱动系统、DCDC转换器和车辆电池管理系统之间的高压连接方式为并联；车辆增程系统发电为其他系统提供能量；针对车辆的驾驶模式，整车控制器根据采集及接收到的车辆信息采用不同的能量管理系统策略，车辆静止、行驶状态进行能量管理计算时，当电池允许峰值放电功率较小时，允许车辆增程系统启动，并降低增程系统启动消耗功率；车辆回馈状态增程系统发电功率能量管理计算时，当电池允许峰值充电功率较小时，禁止车辆增程系统启动或限制车辆增程系统的输出功率，提高车辆增程系统在启动瞬间及车辆增程系统工作过程中车辆行驶的安全性。

Description

增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法
技术领域
本发明涉及一种增程式电动汽车的控制方法，尤其涉及增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法。
背景技术
随着新能源汽车的逐渐发展，更多的用户开始选择增程式电动汽车。增程式汽车以车辆行驶过程中污染小，油耗低，驾驶性舒适，加速性好，续驶里程长等众多优势被越来越多的客户所选择。同时增程式电动汽车与传统燃油车和纯电动汽车相比，车辆内部结构及技术更加复杂，因此保证增程系统稳定工作对于车辆安全来说至关重要，本发明的目的在于通过提供增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，提高增程式电动汽车的行车安全。
发明内容
针对现有技术，本发明提出的一种增程式电动汽车增程系统的安全控制方法，其目的在于提高使用者在不同驾驶环境下的车辆行驶安全性。
为了解决上述技术问题，本发明提出增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，车辆增程系统、车辆热管理系统、车辆驱动系统、DCDC转换器和车辆电池管理系统之间的高压连接方式为并联；所述车辆增程系统发电为所述车辆热管理系统、车辆驱动系统、DCDC转换器和车辆电池管理系统提供能量；针对车辆的驾驶模式，整车控制器根据采集及接收到的车辆信息采用不同的能量管理系统策略，以提高增程系统工作时的安全性。
车辆的驾驶模式包括静止工况、驱动行驶工况及回馈行驶工况；车辆信息包括车辆热管理系统消耗功率、车辆驱动系统的功率、DCDC消耗功率、电池允许峰值放电功率和电池允许峰值充电功率；
当车辆允许峰值放电功率在小于4kW，整车控制器禁止车辆增程系统启动；当车辆允许峰值放电功率在4kW～8kW，整车控制器允许车辆增程系统启动，并控制其以低功率消耗的启动方式启动；当电池允许峰值充电功率在0kW～3kW，整车控制器禁止车辆增程系统启动或限制车辆增程系统的输出功率。
进一步讲，本发明所述的增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其中：不同的能量管理系统策略如下：
A)车辆的驾驶模式为静止工况，且车辆允许峰值放电功率在4kW～8kW，车辆增程系统启动前，整车控制器控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动车辆增程系统，即：车辆允许峰值放电功率＝(电池允许峰值放电功率-车辆热管理消耗功率-DCDC消耗功率)＜8kW；车辆增程系统工作过程中，车辆控制器控制增大车辆增程系统发电功率，为车辆热管理系统及DCDC转换器提供能量，即：(电池允许峰值放电功率+增程系统输出功率)＞(车辆热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率)。
B)车辆的驾驶模式为驱动行驶工况，且车辆允许峰值放电功率在4kW～8kW，车辆增程系统启动前，整车控制器控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动车辆增程系统，即：车辆允许峰值放电功率＝(电池允许峰值放电功率-车辆热管理消耗功率-DCDC消耗功率-车辆驱动消耗功率)＜8kW；车辆增程系统工作过程中，整车控制器控制增大车辆增程系统发电功率，为车辆热管理系统、DCDC转换器及车辆驱动系统提供能量，即：(电池允许峰值放电功率+车辆增程系统输出功率)＞(车辆热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率+车辆驱动消耗功率)。
C)车辆的驾驶模式为回馈行驶工况，且车辆允许峰值充电功率在0kW～3kW，车辆增程系统启动前，车辆允许峰值充电功率在0kW～3kW，整车控制器禁止增程系统启动，即：车辆允许峰值充电功率＝(电池允许峰值充电功率+热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率-车辆驱动系统回馈功率)＜3kW；车辆增程系统工作过程中，整车控制器限制车辆增程系统的输出功率，即：(车辆驱动系统回馈功率+增程系统发电功率)＜(电池允许峰值充电功率-热管理系统消耗功率-DCDC消耗功率)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)车辆处于静止工况下，此时可以通过本发明描述的增程器功率安全的方法，避免因增程系统启动瞬间车辆需求功率过大或增程系统工作时车辆需求功率过大导致的电池包瞬时放电功率过大带来的电池损坏风险及降低电池寿命影响，提高增程式电动汽车行驶安全性。
(2)车辆处于驱动行驶工况下，此时可以通过本发明描述的增程器功率安全的方法，避免因增程系统启动瞬间车辆需求功率过大或增程系统工作时车辆需求功率过大导致的电池包瞬时放电功率过大带来的电池损坏风险及降低电池寿命影响，提高增程式电动汽车行驶安全性。
(3)车辆处于回馈工况下，此时可以通过本发明描述的增程器功率安全的方法，避免因增程系统启动瞬间车辆需求功率过大或增程系统工作时车辆需求功率过大导致的电池包瞬时充电功率过大带来的电池损坏风险及降低电池寿命影响，提高增程式电动汽车行驶安全性。
附图说明
图1为本发明所述的增程系统功率安全控制方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
本发明方法的设计思路是，采取当车辆在不同的驾驶模式下(静止模式、驱动模式及回馈模式)采用不同的能量管理策略。通过不同的能量管理策略，即电池允许峰值充电功率较小时禁止增程系统启动或限制增程系统输出功率，电池允许峰值放电功率较小时允许增程系统启动并控制增程系统处于低功率消耗的启动方式启动；车辆静止、行驶状态进行能量管理计算时，降低增程系统启动消耗功率；车辆回馈状态增程系统发电功率进行能量管理计算时，增程系统发电功率及车辆回馈功率计算之和小于电池允许持续发电功率的方法，提高车辆增程系统在启动瞬间及车辆增程系统工作过程中车辆行驶的安全性。
如图1所示，本发明的一种增程式电动汽车增程系统的安全控制方法，具体内容如下：
(1)车辆在静止工况下，增程系统启动前，通过车辆允许峰值放电功率＝(电池允许峰值放电功率-车辆热管理消耗功率-DCDC消耗功率)的能量管理策略(包括车辆允许峰值放电功率小于4kW时，禁止增程系统启动的方法；车辆允许峰值放电功率在4kW-8kW时，通过控制发动机在较低转速就进行点火的方法)，提高增程式电动汽车增程系统启动时功率安全。
(2)车辆在静止工况下，增程系统工作过程中，通过控制(电池允许峰值放电功率+增程系统输出功率)＞(车辆热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率)的能量管理策略，提高增程式电动汽车增程器工作时功率安全。
(3)车辆在驱动行驶工况下，增程系统启动前，车辆允许峰值放电功率小于4kW时，禁止增程系统启动的方法；车辆允许峰值放电功率在4kW-8kW时，控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动，车辆允许峰值放电功率＝(电池允许峰值放电功率-车辆热管理消耗功率-DCDC消耗功率-车辆驱动消耗功率)；增程系统工作过程中，通过控制(电池允许峰值放电功率+增程系统输出功率)＞(车辆热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率+车辆驱动消耗功率)的能量管理策略，提高增程式电动汽车增程系统启动及工作时功率安全。
(4)车辆在回馈行驶工况下，车辆允许峰值充电功率在0kW～3kW，通过控制禁止增程系统启动，车辆允许峰值充电功率＝(电池允许峰值充电功率+热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率-车辆驱动系统回馈功率)＜3kW；增程系统工作过程中，通过控制(车辆驱动系统回馈功率+增程系统发电功率)＜(电池允许峰值充电功率-热管理系统消耗功率-DCDC消耗功率)的能量管理策略，以提高增程式电动汽车增程器工作时的功率安全。
本发明的安全控制方法中，车辆的驾驶模式分别为静止工况、驱动行驶工况和回馈行驶工况时，车辆处于高压上电状态且车辆增程系统均可正常启动和停机。
所述的车辆增程系统启动是由发电机拖动发动机启动，且车辆增程系统启动消耗功率为发电机拖动发动机实际消耗的的功率。
车辆控制器控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动车辆增程系统，是指：当车辆允许峰值放电功率大于8kW时，车辆控制器控制发电机把发动机拖动到1000rpm后再控制发动机点火工作来启动车辆增程系统，以降低车辆增程系统启动时的油耗；当车辆允许峰值放电功率在4kW～8kW，整车控制器控制发电机把发动机拖动到300rpm后控制发动机点火工作来启动车辆增程系统，以降低车辆增程系统启动时的功率消耗。
所述的车辆热管理系统消耗功率包括(但不限于)由整车控制器根据乘员舱加热或制冷消耗的功率、电池包加热或制冷消耗的功率、车辆电除霜系统消耗的功率计算所得的车辆实时消耗的功率。
所述的电池允许峰值放电功率是由电池管理系统根据电池剩余电量及电池温度实时计算所得。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其特征在于，车辆增程系统、车辆热管理系统、车辆驱动系统、DCDC转换器和车辆电池管理系统之间的高压连接方式为并联；所述车辆增程系统发电为所述车辆热管理系统、车辆驱动系统、DCDC转换器和车辆电池管理系统提供能量；针对车辆的驾驶模式，整车控制器根据采集及接收到的车辆信息采用不同的能量管理系统策略，以提高增程系统工作时的安全性；
其中，车辆的驾驶模式包括静止工况、驱动行驶工况及回馈行驶工况；
车辆信息包括车辆热管理系统消耗功率、车辆驱动系统的消耗功率、DCDC消耗功率、电池允许峰值放电功率和电池允许峰值充电功率；
当车辆允许峰值放电功率在小于4kW，整车控制器禁止车辆增程系统启动；
当车辆允许峰值放电功率在4kW~8kW，整车控制器允许车辆增程系统启动，并控制其以低功率消耗的启动方式启动；
当车辆允许峰值充电功率在0kW~3kW，整车控制器禁止车辆增程系统启动或限制车辆增程系统的输出功率；
所述的能量管理系统策略包括：
A)车辆的驾驶模式为静止工况，且车辆允许峰值放电功率在4kW~8kW，
车辆增程系统启动前，整车控制器控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动车辆增程系统，即：车辆允许峰值放电功率 =（电池允许峰值放电功率-车辆车热管理消耗功率-DCDC消耗功率）＜ 8kW；
车辆增程系统工作过程中，整车控制器控制增大车辆增程系统发电功率，为车辆热管理系统及DCDC转换器提供能量，即：（电池允许峰值放电功率+增程系统输出功率）＞（车辆热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率）；
B)车辆的驾驶模式为驱动行驶工况，且车辆允许峰值放电功率在4kW~8kW，
车辆增程系统启动前，整车控制器控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动车辆增程系统，即：车辆允许峰值放电功率=（电池允许峰值放电功率-车辆热管理消耗功率-DCDC消耗功率-车辆驱动消耗功率）＜ 8kW；
车辆增程系统工作过程中，整车控制器控制增大车辆增程系统发电功率，为车辆热管理系统、DCDC转换器及车辆驱动系统提供能量，即：（电池允许峰值放电功率+车辆增程系统输出功率）＞（车辆热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率+车辆驱动消耗功率）；
C) 车辆的驾驶模式为回馈行驶工况，且车辆允许峰值充电功率在0kW~3kW，
车辆增程系统启动前，车辆允许峰值充电功率在0kW~3kW，车辆控制器禁止增程系统启动，即：车辆允许峰值充电功率 = （电池允许峰值充电功率+热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率-车辆驱动系统回馈功率）＜ 3kW；
车辆增程系统工作过程中，整车控制器限制车辆增程系统的输出功率，即：（车辆驱动系统回馈功率+增程系统发电功率）＜（电池允许峰值充电功率+热管理系统消耗功率+DCDC消耗功率）。
2.根据权利要求1所述的增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其特征在于，车辆的驾驶模式分别为静止工况、驱动行驶工况和回馈行驶工况时，车辆处于高压上电状态且车辆增程系统均可正常启动和停机。
3.根据权利要求1所述的增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其特征在于，所述的车辆增程系统启动是由发电机拖动发动机启动，且车辆增程系统启动消耗功率为发电机拖动发动机实际消耗的的功率。
4.根据权利要求1所述的增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其特征在于，整车控制器控制车辆增程系统处于低功率消耗方式的方法启动车辆增程系统，是指：
当电池允许峰值放电功率大于8kW时，整车控制器控制发电机把发动机拖动到1000rpm后再控制发动机点火工作来启动车辆增程系统，以降低车辆增程系统启动时的油耗；
当电池允许峰值放电功率在4kW~8kW，整车控制器控制发电机把发动机拖动到300rpm后控制发动机点火工作来启动车辆增程系统，以降低车辆增程系统启动时的功率消耗。
5.根据权利要求1所述的增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其特征在于，所述的车辆热管理系统消耗功率包括由整车控制器根据乘员舱加热或制冷消耗的功率、电池包加热或制冷消耗的功率、车辆电除霜系统消耗的功率计算所得的车辆实时消耗的功率。
6.根据权利要求1所述的增程式电动汽车增程系统功率安全控制方法，其特征在于，所述的电池允许峰值放电功率是由电池管理系统根据电池剩余电量及电池温度实时计算所得。
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