CN113635786B - 增程式电动汽车发电功率的控制方法 - Google Patents

增程式电动汽车发电功率的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，更具体的说，涉及一种增程式电动汽车发电功率的控制方法。本发明提供了一种增程式电动汽车发电功率的控制方法，包括以下步骤：获取发电工况，计算发电工况对应的发电功率；获取汽车条件参数，计算发电功率保护限值；根据发电功率保护限值与发电工况对应的发电功率，获得增程器最终需求的发电功率。本发明可以在电池放电功率不满足整车动力需求前提下，满足不同发电工况下驾驶实时功率需求变化，提高了能量利用效率，满足较好的用户驾驶体验，进一步满足增程式电动汽车的延长续驶里程需求。

Description

增程式电动汽车发电功率的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，更具体的说，涉及一种增程式电动汽车发电功率的控制方法。
背景技术
増程式电动汽车是一种在电池电量耗尽的情况下使用其他能源(如汽油)进行电能补给的电动汽车。其主要工作特点(理念)是大多数情况下(大概率)工作在纯电动模式，少数情况(小概率)下工作在增程模式，即增程器产生电能提供电机的驱动或者供电池充电。
增程器一般指能够提供额外的电能而导致车辆能够行使更远距离的零部件。传统意义上的增程器指发动机与发电机的组合。
中国实用新型CN201120344650.X提出了一种电动汽车的增程器系统，包括一个发动机组件、一个发电机组件和一个增程器控制器。发动机控制器可信号连接于发动机，发动机控制器可控制发动机的动作。发电机控制器可电连接于和可信号连接于发电机。发电机可输入发动机输出的增程功率，并输出一个交流功率。增程器控制器独立于发电机控制器设置，增程器控制器可信号连接于发电机控制器、发动机控制器和电动汽车的整车控制器。
目前，增程电动汽车通常使用的增程器的发电功率控制方法是选择固定点发电实现给电池充电。该方法只能满足固定点发电需求，不能满足驾驶实时功率需求变化，且容易出现过充的情况，无法满足较好的用户驾驶体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种增程式电动汽车发电功率的控制方法，解决现有技术的增程器发电功率控制方法只能控制在固定点发电的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种增程式电动汽车发电功率的控制方法，包括以下步骤：
获取发电工况，计算发电工况对应的发电功率；
获取汽车条件参数，计算发电功率保护限值；
根据发电功率保护限值与发电工况对应的发电功率，获得增程器最终需求的发电功率。
在一实施例中，所述发电工况包括功率跟随发电工况，对应的发电功率为功率跟随发电功率，
当发电工况为功率跟随发电工况时：
根据驾驶员请求功率和高压负载功率，将驾驶员请求功率和高压负载功率相加计算，得到整车需求功率；
根据整车需求功率和电池实际放电功率，将整车需求功率和电池实际放电功率相减计算，得到功率跟随发电功率。
在一实施例中，当发电工况为功率跟随发电工况时，车辆处于D/R档。
在一实施例中，所述发电工况包括怠速发电工况，对应的发电功率为怠速发电功率，
当发电工况为怠速发电工况时：
根据发电补偿功率和高压负载功率，将发电补偿功率和高压负载功率相加计算，得到怠速发电功率。
在一实施例中，所述发电补偿功率，根据动力电池荷电状态、高压上电状态、发动机允许启机条件和车辆处于P/N档参数查表获得。
在一实施例中，当车辆处于P/N档时，整车控制器根据高压负载实际功率、动力电池荷电状态、高压上电状态和发动机允许启机条件，请求发动机启机后进入怠速发电工况。
在一实施例中，所述汽车条件参数包括：
当前车速；
发动机转速；
发动机水温；
发电机转速；
发电机温度；
发电机控制器温度；
动力电池最大允许充电功率；
动力电池当前实际放电功率。
在一实施例中，发电功率保护限值包括最小发电功率限值和最大功率发电功率限值。
在一实施例中，根据当前车速，查表获得车速条件允许最大发电功率；
根据发动机转速和发动机水温，查表获得EMS允许最大发电功率；
根据发电机转速、发电机温度和发电机控制器温度，查表获得GCU允许最大发电功率；
最小发电功率限值，为车速条件允许最大发电功率、EMS允许最大发电功率、GCU允许最大发电功率和增程器最小允许发电功率中的最小值；
最大发电功率限值，为车速条件允许最大发电功率、EMS允许最大发电功率、GCU允许最大发电功率和增程器最大允许发电功率中的最小值。
在一实施例中，根据驾驶员请求功率和高压负载功率，将驾驶员请求功率和高压负载功率相加计算得到整车需求功率；
将整车需求功率和动力电池最大允许充电功率相加计算，得到增程器最大允许发电功率；
将整车需求功率和动力电池当前实际放电功率相减计算，得到增程器最小允许发电功率。
在一实施例中，发电工况对应的发电功率与最大功率发电功率限值相比较，获得其中的较小值；
将获得的较小值与最小发电功率限值相比较，获得其中的较大值；
获得的较大值作为增程器最终需求的发电功率。
本发明提出的一种增程式电动汽车发电功率的控制方法，可以在电池放电功率不满足整车动力需求前提下，满足不同发电工况下驾驶实时功率需求变化，优先保证增程器发电给负载使用，剩余电路再给电池充电以减少能量的二次使用，不容易出现过充，提高了能量利用效率，满足较好的用户驾驶体验，进一步满足增程式电动汽车的延长续驶里程需求。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明一实施例的增程式电动汽车发电功率的控制方法流程图；
图2揭示了根据本发明一实施例的增程式电动汽车发电功率的控制逻辑示意图；
图3揭示了根据本发明一实施例的功率跟随发电功率的计算方法流程图；
图4揭示了根据本发明一实施例的怠速发电功率的计算方法流程图；
图5揭示了根据本发明一实施例的发电功率保护限值的计算方法流程图；
图6揭示了根据本发明一实施例的增程器最小/最大允许发电功率的计算方法流程图；
图7揭示了根据本发明一实施例的增程器最终需求的发电功率的计算方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
图1揭示了根据本发明一实施例的增程式电动汽车发电功率的控制方法流程图，图2揭示了根据本发明一实施例的增程式电动汽车发电功率的控制逻辑示意图，如图1和图2所示，本发明提出的增程式电动汽车发电功率的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取发电工况，计算发电工况对应的发电功率；
步骤S2、获取汽车条件参数，计算发电功率保护限值；
步骤S3、根据发电功率保护限值与发电工况对应的发电功率，获得增程器最终需求的发电功率。
下面详细说明本发明的每一个步骤。
步骤S1、获取发电工况，计算发电工况对应的发电功率。
发电工况包括功率跟随发电工况和怠速发电工况。
当发电工况为功率跟随发电工况时，车辆有驾驶需求挡位在D/R档。
图3揭示了根据本发明一实施例的功率跟随发电功率的计算方法流程图，如图3所示，对应的发电功率为功率跟随发电功率，计算方式如下：
步骤S101、整车控制器根据驾驶员请求功率和高压负载功率，将驾驶员请求功率和高压负载功率相加计算，得到整车需求功率；
步骤S102、根据整车需求功率和电池实际放电功率，将整车需求功率和电池实际放电功率相减计算，得到功率跟随发电功率。
其中，驾驶员请求功率为驾驶员需求的实际功率；
高压负载功率为高压负载消耗的功率；
整车需求功率为整车总的需求功率；
功率跟随发电功率为需要通过增程器发电产生的功率。
整车控制器根据高压负载实际功率、动力电池SOC(State of Charge，荷电状态)、高压上电状态和发动机允许启机条件，请求发动机启机后进入怠速发电工况。
当发电工况为怠速发电工况时，车辆处于P/N档。
图4揭示了根据本发明一实施例的怠速发电功率的计算方法流程图，如图4所示，对应的发电功率为怠速发电功率，计算方式如下：
步骤S111、根据动力电池荷电状态、高压上电状态、发动机允许启机条件和车辆处于P/N档参数查表获得发电补偿功率；
步骤S112、根据发电补偿功率和高压负载功率，将发电补偿功率和高压负载功率相加计算，得到怠速发电功率。
步骤S2、获取汽车条件参数，计算发电功率保护限值。
汽车条件参数包括：
当前车速、发动机转速、发动机水温、发电机转速、发电机温度、发电机控制器温度、动力电池最大允许充电功率和动力电池当前实际放电功率。
在一实施例中，规定动力电池对外放电功率为正，外界对动力电池充电功率为负。
整车控制器根据当前车速、发动机转速、发动机水温、发电机转速、发电机温度、发电机控制器温度、动力电池允许充电功率，动力电池当前实际放电功率等条件对发电功率做保护限值，确保不出现过充过放问题。
图5揭示了根据本发明一实施例的发电功率保护限值的计算方法流程图，如图2和图5所示，发电功率保护限值包括最小发电功率限值和最大功率发电功率限值，计算方式如下：
步骤S201、根据当前车速，查表获得车速条件允许最大发电功率；
步骤S202、根据发动机转速和发动机水温，查表获得EMS(发动机控制器)允许最大发电功率；
步骤S203、根据发电机转速、发电机温度和发电机控制器温度，查表获得GCU(发电机控制设备)允许最大发电功率；
步骤S204、选择车速条件允许最大发电功率、EMS允许最大发电功率、GCU允许最大发电功率和增程器最小允许发电功率中的最小值作为最小发电功率限值；
步骤S205、选择车速条件允许最大发电功率、EMS允许最大发电功率、GCU允许最大发电功率和增程器最大允许发电功率中的最小值作为最大发电功率限值。
显然，步骤S204和步骤S205并没有先后次序问题，甚至可以是并行计算的。
图6揭示了根据本发明一实施例的增程器最小/最大允许发电功率的计算方法流程图，如图6所示，增程器最小允许发电功率和增程器最大允许发电功率，计算方式如下：
步骤S211、根据驾驶员请求功率和高压负载功率，将驾驶员请求功率和高压负载功率相加计算得到整车需求功率；
步骤S212、将整车需求功率和动力电池最大允许充电功率相加计算，得到增程器最大允许发电功率；
步骤S213、将整车需求功率和动力电池当前实际放电功率相减计算，得到增程器最小允许发电功率。
显然，步骤S212和步骤S213并没有先后次序问题，甚至可以是并行计算的。
步骤S3、根据发电功率保护限值与发电工况对应的发电功率，获得增程器最终需求的发电功率。
图7揭示了根据本发明一实施例的增程器最终需求的发电功率的计算方法流程图，如图2和图7所示，经过限制保护后得到增程器最终需求的发电功率，计算方式具体包括以下步骤：
步骤S301、发电工况对应的发电功率与最大功率发电功率限值相比较，获得其中的较小值，发电工况对应的发电功率可以是功率跟随发电功率或怠速发电功率；
步骤S302、将获得的较小值与最小发电功率限值相比较，获得其中的较大值；
步骤S303、获得的较大值作为增程器最终需求的发电功率。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
本发明提出的一种增程式电动汽车发电功率的控制方法，可以在电池放电功率不满足整车动力需求前提下，满足不同发电工况下驾驶实时功率需求变化，优先保证增程器发电给负载使用，剩余电路再给电池充电以减少能量的二次使用，不容易出现过充，提高了能量利用效率，满足较好的用户驾驶体验，进一步满足增程式电动汽车的延长续驶里程需求。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
此外，本申请的范围并不同限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组分、构件、方法和步骤的特定实施例。所属领域的一般技术人员可从本发明中轻易地了解，可根据本发明使用现有的或即将开发出的，具有与本文所描述的相应实施例实质相同的功能，或能够取得与所述实施例实质相同的结果的过程、机器、制造、物质组分、构件、方法或步骤。相应地，所附权利要求范围旨在包括这些流程、机器、制造、物质组分、构件、方法或步骤。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取发电工况，计算发电工况对应的发电功率；
获取汽车条件参数，计算发电功率保护限值；
根据发电功率保护限值与发电工况对应的发电功率，获得增程器最终需求的发电功率；
所述发电工况包括功率跟随发电工况，对应的发电功率为功率跟随发电功率；
所述发电工况包括怠速发电工况，对应的发电功率为怠速发电功率；
所述发电功率保护限值包括最小发电功率限值和最大功率发电功率限值；
增程器最终需求的发电功率，计算方式如下：
发电工况对应的发电功率与最大功率发电功率限值相比较，获得其中的较小值；
将获得的较小值与最小发电功率限值相比较，获得其中的较大值；
获得的较大值作为增程器最终需求的发电功率。
2.根据权利要求1所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，所述功率跟随发电功率，计算方式如下，
根据驾驶员请求功率和高压负载功率，将驾驶员请求功率和高压负载功率相加计算，得到整车需求功率；
根据整车需求功率和电池实际放电功率，将整车需求功率和电池实际放电功率相减计算，得到功率跟随发电功率。
3.根据权利要求2所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，当发电工况为功率跟随发电工况时，车辆处于D/R档。
4.根据权利要求1所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，所述怠速发电功率，计算方式如下：
根据发电补偿功率和高压负载功率，将发电补偿功率和高压负载功率相加计算，得到怠速发电功率。
5.根据权利要求4所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于：
所述发电补偿功率，根据动力电池荷电状态、高压上电状态、发动机允许启机条件和车辆处于P/N档参数查表获得。
6.根据权利要求4所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，当车辆处于P/N档时，整车控制器根据高压负载实际功率、动力电池荷电状态、高压上电状态和发动机允许启机条件，请求发动机启机后进入怠速发电工况。
7.根据权利要求1所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，所述汽车条件参数包括：
当前车速；
发动机转速；
发动机水温；
发电机转速；
发电机温度；
发电机控制器温度；
动力电池最大允许充电功率；
动力电池当前实际放电功率。
8.根据权利要求1所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，最小发电功率限值和最大功率发电功率限值，计算方式如下：
根据当前车速，查表获得车速条件允许最大发电功率；
根据发动机转速和发动机水温，查表获得发动机控制器允许最大发电功率；
根据发电机转速、发电机温度和发电机控制器温度，查表获得发电机控制设备允许最大发电功率；
最小发电功率限值，为车速条件允许最大发电功率、发动机控制器允许最大发电功率、发电机控制设备允许最大发电功率和增程器最小允许发电功率中的最小值；
最大发电功率限值，为车速条件允许最大发电功率、发动机控制器允许最大发电功率、发电机控制设备允许最大发电功率和增程器最大允许发电功率中的最小值。
9.根据权利要求8所述的增程式电动汽车发电功率的控制方法，其特征在于，增程器最小允许发电功率和增程器最大允许发电功率，计算方式如下：
根据驾驶员请求功率和高压负载功率，将驾驶员请求功率和高压负载功率相加计算得到整车需求功率；
将整车需求功率和动力电池最大允许充电功率相加计算，得到增程器最大允许发电功率；
将整车需求功率和动力电池当前实际放电功率相减计算，得到增程器最小允许发电功率。
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