CN113212173A - 一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法 - 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制动能量回收控制方法，属于混合动力汽车技术领域。控制方法包括以下步骤：当动力电池的电量未充满时，需要进行制动能量的回收；再根据发动机增程器是否处于工作状态中，以使驱动电机分别以不同的发电功率Pmo为动力电池充电，在保证发动机增程器充至动力电池的发电功率为Pe和驱动电机充至动力电池的发电功率Pmo之和不大于动力电池的最大充电功率Pbat的情况下，即Pe+Pmo≤Pbat，以使驱动电机能够以最大的充电功率为动力电池进行充电，从而使发动机增程器在不频繁改变状态下能够以较平缓的方式降低至最小的充电功率为动力电池进行充电。有益效果：提升了发动机增程器的可靠性。

Description

一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法。
背景技术
增程式混合动力汽车在整车进行制动时，一部分制动能量通过机械刹车制动消耗，而另一部分制动能量能够通过驱动电机回收，即在制动工况下通过驱动电机将整车的动能转换为电能并充至存储在动力电池中，以实现制动能量的回收。而增程式混合动力汽车实质为一种串联式混合动力车，由于在增程式混合动力汽车中使用发动机增程器驱动发电机发电，从而为动力电池充电或者提供电能给驱动电机，以使驱动电机能够驱动整车；即在制动工况下，动力电池由驱动电机的回收制动能量和发动机增程器同时进行充电，且驱动电机的回收制动功率和发动机增程器的发电功率总和不能超过动力电池的最大充电功率；即说明了驱动电机的可回收的制动功率不仅与驱动电机的回收能力相关，还与动力电池的充电功率以及发动机增程器的工作状态相关。其中，发动机增程器包括发动机及发电机。
但在目前的增程式混合动力汽车中，在汽车处于制动工况时，仅仅依靠动力电池是否充满电作为判断条件，同时根据汽车的制动功率与驱动电机的最大制动功率之间的大小关系，进行制动能量的控制分配；其虽然能够回收制动能量，但均未考虑到发动机增程器的工作状态，很容易在制动的过程中由于有驱动电机的回收制动能量对动力电池进行充电，为了避免驱动电机的回收制动功率和发动机增程器的发电功率总和超过动力电池的最大充电功率，很容易导致发动机增程器在制动时突然关闭，当在制动结束进入行车工况时，再重新启动发动机增程器对动力电池进行充电，直接导致了发动机增程器的频繁启动，从而使发动机增程器的可靠性较低，驾驶舒适性降低。
综上所述，亟需设计一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，能够避免发动机增程器的频繁启动，以能够提升发动机增程器的可靠性，以提升驾驶的舒适性，同时实现整车的最大制动能量回收。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，用于在制动工况下分配增程式混合动力汽车的制动能量，所述增程式混合动力汽车包括发动机增程器、动力电池、驱动电机及车体，所述发动机增程器包括发动机和发电机，所述发动机用于驱动所述发电机发电，以为所述动力电池充电或者提供电能至所述驱动电机，以使所述驱动电机驱动所述车体，所述驱动电机还用于在制动工况下将所述车体的动能转换为电能并储存在所述动力电池内，所述驱动电机在制动工况下为发电模式，增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法包括以下步骤：
(1)、所述动力电池的电量未充满且所述发动机增程器处于不工作状态时：
S1：当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：所述驱动电机以Pmo＝Pdem的发电功率为所述动力电池充电，整车进行纯电机制动，整车制动功率均由所述驱动电机提供，机械制动不工作；
其中，Pdem为整车的制动功率，Pbat为所述动力电池的最大充电功率，Pmotor为所述驱动电机在当前转速下的最大发电功率，Pmo为所述驱动电机的发电功率；
S2：当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：所述驱动电机以Pmo＝min(Pbat，Pmotor)的发电功率为所述动力电池充电，整车进行混合制动，所述驱动电机产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充；
(2)、所述动力电池的电量未充满且所述发动机增程器处于工作状态时：所述发动机增程器的发电功率为Pe：
S3：当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：所述驱动电机以Pmo＝Pdem的发电功率为所述动力电池充电，整车进行纯电机制动，整车制动功率均由所述驱动电机提供，机械制动不工作，且在纯电机制动的制动过程中：
S31：当Pe+Pmo＜Pbat时：所述发动机增程器的工作状态不变；
S32：当Pe+Pmotor≥Pbat时：所述发动机增程器的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低；
S4：当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：
S41：且当Pbat≤Pmotor时：所述驱动电机以Pmo＝Pbat的发电功率为所述动力电池充电，所述发动机增程器转换为不工作状态，整车进行混合制动，所述驱动电机产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充；
S42：且当Pbat＞Pmotor时：所述驱动电机以Pmo＝Pmotor的发电功率为所述动力电池充电，整车进行混合制动，所述驱动电机产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充，且所述发动机增程器的发电功率Pe按照Pe＝Pbat-Pmotor沿最优油耗功率曲线降低。
优选地，所述增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法还包括以下步骤：
(3)、所述动力电池电量充满时：
所述驱动电机及所述发动机增程器均处于不工作状态，整车进行纯机械制动，制动能量不回收。
优选地，在所述步骤S32中，所述发动机增程器的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低可以通过使所述发动机增程器的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线进行连续变化。
优选地，在所述步骤S32中，所述发动机增程器的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低可以在最优油耗功率曲线上的多个离散点进行所述发动机增程器的工况转移。
优选地，所述发动机增程器的发电功率Pe的最优油耗功率曲线是以所述发动机增程器的转速为横坐标，所述发动机增程器的扭矩为纵坐标形成的曲线图。
本发明的有益效果为：
通过在动力电池的电量未充满的情况下，由于动力电池的电量未充满，因此需要在制动工况下通过驱动电机将车体的动能转换为电能充至动力电池并进行储存，即需要进行制动能量的回收；并能够根据在发动机增程器在不工作或者工作状态下，使驱动电机分别以不同的发电功率为动力电池充电，在保证发动机增程器充至动力电池的发电功率为Pe和驱动电机充至动力电池的发电功率Pmo之和不大于动力电池的最大充电功率Pbat的情况下，以使驱动电机能够以最大的充电功率为动力电池进行充电，使发动机增程器在不频繁改变状态下能够以较平缓的方式降低至最小的充电功率为动力电池进行充电；既能够实现对整车的制动能量进行最大化的回收，以提升汽车的节油率；还能够保证发动机增程器不会频繁启动，且使发动机增程器的发电功率能够位于其最优油耗功率曲线上，以使发动机增程器的工作平稳性较好，从而使发动机增程器的可靠性较高，以使驾驶的舒适性较好。
附图说明
图1是本发明提供的增程式混合动力汽车的结构示意图；
图2为发动机的万有特性曲线图；
图3为发电机的万有特性曲线图；
图4为图2中的发动机与图3中的发电机进行耦合后得到的发动机增程器的万有特性图；
图5是本发明提供的增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法的流程示意图。
图中：
10-发动机增程器；1-发动机；2-发电机；3-动力电池；4-驱动电机；5-变速器；6-车体。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。
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。
本实施例提出了一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，其用于在制动工况下分配增程式混合动力汽车的制动能量；如图1所示，增程式混合动力汽车包括发动机增程器10、动力电池3及驱动电机4，发动机增程器10包括发动机1及发电机2，增程式混合动力汽车的制动能量回收控制即在整车处于制动工况下，分别对发动机1、发电机2、动力电池3、驱动电机4以及机械摩擦的制动能量进行合理的分配，以能够对整车进行制动能量的最大化回收，且同时不会使发动机增程器10频繁启动，以使发动机增程器10的稳定性较好，使驾驶的舒适性较好。其中，制动能量的回收指的是在制动工况下，将整车的动能通过驱动电机4转换为电能并储存在动力电池3内。具体地，如图1所示，增程式混合动力汽车还包括车体6及变速器5，发动机1用于驱动发电机2发电，以为动力电池3充电或者提供电能至驱动电机4，以使动力电池3中的电能或发电机2中的电能传递给驱动电机4，驱动电机4通过变速器5驱动车体6运转；具体而言，增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法包括以下步骤：
(1)、当动力电池3的电量未充满且发动机增程器10处于不工作状态时：此时，需要进行制动能量的回收，即此时仅由驱动电机4为动力电池3进行充电：
S1：当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：驱动电机4以Pmo＝Pdem的发电功率为动力电池3充电，整车进行纯电机制动，整车制动功率均由驱动电机4提供，机械制动不工作；
其中，Pdem为整车的制动功率，Pbat为动力电池3的最大充电功率，Pmotor为驱动电机4在当前转速下的最大发电功率，Pmo为驱动电机4的发电功率；
S2：当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：驱动电机4以Pmo＝min(Pbat，Pmotor)的发电功率为动力电池3充电，整车进行混合制动，驱动电机4产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充；
(2)、当动力电池3的电量未充满且发动机增程器10处于工作状态时：此时，需要进行制动能量回收，且发动机增程器10的发电功率为Pe，即此时由发动机增程器10及驱动电机4同时为动力电池3进行充电：
S3：当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：驱动电机4以Pmo＝Pdem的发电功率为动力电池3充电，整车进行纯电机制动，整车制动功率均由驱动电机4提供，机械制动不工作；且在纯电机制动的制动过程中：
S31：当Pe+Pmo＜Pbat时：发动机增程器10的工作状态不变，仍为工作状态；
S32：当Pe+Pmotor≥Pbat时：发动机增程器10的发电功率Pe需要沿着发动机增程器10的最优油耗功率曲线逐渐降低，以保证在不改变发动机增程器10的状态下，使发动机增程器10的发电功率Pe能够较为平缓地降低，从而达到Pe+Pmo＜Pbat；其中，如图2所示，使发动机增程器10的发电功率Pe沿着发动机增程器10的最优油耗功率曲线逐渐降低，可以使发动机增程器10的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线进行连续变化，也可以在最优油耗功率曲线上的多个离散点进行发动机增程器10的工况转移。
具体地，图2所示为发动机的万有特性曲线，图3所示为发电机的万有特性曲线，由图2所示的发动机与图3所示的发电机进行耦合后以能够得到发动机增程器10的万有特性图，图4所示，即从而能够得到发动机增程器10的发电功率Pe的最优油耗功率曲线；其中，发动机增程器10的发电功率Pe的最优油耗功率曲线是以发动机增程器10的转速(单位：r/min)为横坐标，发动机增程器10的扭矩(单位：Nm)为纵坐标形成的曲线图。
进一步地，当动力电池3的电量未充满且发动机增程器10处于工作状态时：还包括以下步骤：
S4：当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：
S41：且当Pbat≤Pmotor时：驱动电机4以Pmo＝Pbat的发电功率为动力电池3充电，发动机增程器10转换为不工作状态，整车进行混合制动，驱动电机4产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充；
S42：且当Pbat＞Pmotor时：驱动电机4以Pmo＝Pmotor的发电功率为动力电池3充电，整车进行混合制动，驱动电机4产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充，且发动机增程器10的发电功率Pe按照Pe＝Pbat-Pmotor沿最优油耗功率曲线降低。
进一步地，增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法还包括以下步骤：
(3)、动力电池3电量充满时：即此时动力电池3既不需要发动机增程器10进行充电，也不需要驱动电机4进行充电，此时：不需要回收制动能量，即驱动电机4及发动机增程器10均处于不工作状态，整车进行纯机械制动，制动能量不回收。其中，驱动电机4产生的电能通过导线传递至动力电池3。
本实施例中的增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法的具体制动控制过程如下，整车处于制动工况中，如图5所示：
首先，判断动力电池3的电量情况：若动力电池3的电量充满，则不需要进行制动能量的回收，驱动电机4及发动机增程器10均处于不工作状态，整车为纯机械制动；若动力电池3的电量未充满，再判断发动机增程器10的状态。其中，动力电池3的电量通过电量传感器检测，电量传感器用于判断动力电池3的电量是否为充满状态。本实施例中，发动机增程器10的工作状态通过喷油器判断，喷油器的喷油量能够检测发动机增程器10的工作状态。其它实施例中，还可以通过氧传感器或者其它判断方式判断出发动机增程器10是否处在工作状态中。
1、当发动机增程器10处于不工作状态时：
当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：驱动电机4以Pmo＝Pdem的发电功率为动力电池3充电，机械制动不工作，即机械制动功率Pme＝0；
当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：驱动电机4以Pmo＝min(Pbat，Pmotor)的发电功率为动力电池3充电，机械制动功率Pme＝Pdem-Pmotor。
2、当发动机增程器10处于工作状态时：
当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：驱动电机4以Pmo＝Pdem的发电功率为动力电池3充电，机械制动不工作，Pme＝0；且在纯电机制动的制动过程中：当Pe+Pmo＜Pbat时：发动机增程器10的工作状态不变，即Pe不变；当Pe+Pmotor≥Pbat时：发动机增程器10的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低；
当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：
且当Pbat≤Pmotor时：驱动电机4以Pmo＝Pbat的发电功率为动力电池3充电；
且当Pbat＞Pmotor时：驱动电机4以Pmo＝Pmotor的发电功率为动力电池3充电，且发动机增程器10的发电功率Pe按照Pe＝Pbat-Pmotor沿最优油耗功率曲线降低，机械制动功率Pme＝Pdem-Pmo。
通过采用上述制动能量回收控制方法，一方面能够保证发动机增程器10不频繁启动关闭，以提升发动机增程器10的可靠性，另一方面能够实现整车的制动能量的最大化回收。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，用于在制动工况下分配增程式混合动力汽车的制动能量，所述增程式混合动力汽车包括发动机增程器(10)、动力电池(3)、驱动电机(4)及车体(6)，所述发动机增程器(10)包括发动机(1)和发电机(2)，所述发动机(1)用于驱动所述发电机(2)发电，以为所述动力电池(3)充电或者提供电能至所述驱动电机(4)，以使所述驱动电机(4)驱动所述车体(6)，所述驱动电机(4)还用于在制动工况下将所述车体(6)的动能转换为电能并储存在所述动力电池(3)内，其特征在于，所述驱动电机(4)在制动工况下为发电模式，增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法包括以下步骤：
(1)、所述动力电池(3)的电量未充满且所述发动机增程器(10)处于不工作状态时：
S1：当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：所述驱动电机(4)以Pmo＝Pdem的发电功率为所述动力电池(3)充电，整车进行纯电机制动，整车制动功率均由所述驱动电机(4)提供，机械制动不工作；
其中，Pdem为整车的制动功率，Pbat为所述动力电池(3)的最大充电功率，Pmotor为所述驱动电机(4)在当前转速下的最大发电功率，Pmo为所述驱动电机(4)的发电功率；
S2：当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：所述驱动电机(4)以Pmo＝min(Pbat，Pmotor)的发电功率为所述动力电池(3)充电，整车进行混合制动，所述驱动电机(4)产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充；
(2)、所述动力电池(3)的电量未充满且所述发动机增程器(10)处于工作状态时：所述发动机增程器(10)的发电功率为Pe：
S3：当Pdem<min(Pbat，Pmotor)时：所述驱动电机(4)以Pmo＝Pdem的发电功率为所述动力电池(3)充电，整车进行纯电机制动，整车制动功率均由所述驱动电机(4)提供，机械制动不工作，且在纯电机制动的制动过程中：
S31：当Pe+Pmo＜Pbat时：所述发动机增程器(10)的工作状态不变；
S32：当Pe+Pmotor≥Pbat时：所述发动机增程器(10)的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低；
S4：当Pdem≥min(Pbat，Pmotor)时：
S41：且当Pbat≤Pmotor时：所述驱动电机(4)以Pmo＝Pbat的发电功率为所述动力电池(3)充电，所述发动机增程器(10)转换为不工作状态，整车进行混合制动，所述驱动电机(4)产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充；
S42：且当Pbat＞Pmotor时：所述驱动电机(4)以Pmo＝Pmotor的发电功率为所述动力电池(3)充电，整车进行混合制动，所述驱动电机(4)产生最大制动功率，其余制动功率由机械制动补充，且所述发动机增程器(10)的发电功率Pe按照Pe＝Pbat-Pmotor沿最优油耗功率曲线降低。
2.如权利要求1所述的增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，其特征在于，所述增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法还包括以下步骤：
(3)、所述动力电池(3)电量充满时：
所述驱动电机(4)及所述发动机增程器(10)均处于不工作状态，整车进行纯机械制动，制动能量不回收。
3.如权利要求1所述的增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，其特征在于，在所述步骤S32中，所述发动机增程器(10)的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低可以通过使所述发动机增程器(10)的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线进行连续变化。
4.如权利要求3所述的增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，其特征在于，在所述步骤S32中，所述发动机增程器(10)的发电功率Pe沿着最优油耗功率曲线降低可以在最优油耗功率曲线上的多个离散点进行所述发动机增程器(10)的工况转移。
5.如权利要求1所述的增程式混合动力汽车的制动能量回收控制方法，其特征在于，所述发动机增程器(10)的发电功率Pe的最优油耗功率曲线是以所述发动机增程器(10)的转速为横坐标，所述发动机增程器(10)的扭矩为纵坐标形成的曲线图。
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