CN114056321A - 车辆的发电控制方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆的发电控制方法、装置及车辆，该车辆包括发电机、电动机、用于驱动所述发电机发电的发动机、及用于为所述电动机供电的动力电池；该方法包括：在所述发动机驱动所述发电机发电的情况下，获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率，其中，所述实际消耗功率包括发电消耗功率，所述发电消耗功率为所述发动机驱动所述发电机发电所消耗的功率；获取所述发动机的理想消耗功率；比较所述理想消耗功率和所述实际消耗功率，获得比较结果；以及，根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，以调整所述动力电池的充电功率。

Description

车辆的发电控制方法、装置及车辆

技术领域

本公开实施例涉及车辆控制技术领域，更具体地，涉及车辆的发电控制方法、车辆的发电控制装置及车辆。

背景技术

混合动力车辆包括发动机、电动机、由发动机驱动发电的发电机、及可以为电动机供电的动力电池等，其中，发电机发电产生的电能可以为电动机供电，也可以为动力电池充电。对于混合动力车辆，为了将动力电池的荷电状态保持在一定水平上，可以采用通过发动机驱动电动机发电的策略。发明人发现，现有策略中，车辆的主控制器在控制发动机驱动发电机发电时，通常是将发动机的消耗功率划分为多个区间，以根据发动机的实际消耗功率所在的区间，确定发电模式，并根据所确定的发电模式调整发动机驱动电动机发电所消耗的功率。该策略没有考虑发动机的燃油消耗率，其中，燃油消耗率指发动机每发出1kw有效功率，在1h内所消耗的燃油质量，因此，在主控制器控制发动机驱动电动机发电的过程中，就可能出现燃油消耗率较高，或者称发动机效率较低的问题，因此，有必要提供一种新的发电策略，以通过更为经济的燃油消耗率实现发电目标。

发明内容

本公开实施例的一个目的是提供一种关于发电控制的新的技术方案。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种车辆的发电控制方法，所述车辆包括发电机、电动机、用于驱动所述发电机发电的发动机、及用于为所述电动机供电的动力电池；所述方法包括：

在所述发动机驱动所述发电机发电的情况下，获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率，其中，所述实际消耗功率包括发电消耗功率，所述发电消耗功率为所述发动机驱动所述发电机发电所消耗的功率；

获取所述发动机的理想消耗功率；

比较所述理想消耗功率和所述实际消耗功率，获得比较结果；

根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，以调整所述动力电池的充电功率。

根据本公开的第二方面，还提供了一种车辆的发电控制装置，所述车辆包括发电机、电动机、用于驱动所述发电机发电的发动机、及用于为所述电动机供电的动力电池，所述发电控制装置包括：

功率滤波模块，用于在所述发动机驱动所述发电机发电的情况下，获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率，其中，所述实际消耗功率包括发电消耗功率，所述发电消耗功率为所述发动机驱动所述发电机发电所消耗的功率；

理想功率获取模块，用于获取所述发动机的理想消耗功率；

功率比较模块，用于比较所述理想消耗功率和所述实际消耗功率，获得比较结果；以及，

发动机控制模块，用于根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，以调整所述动力电池的充电功率。

根据本公开的第三方面，还提供了一种车辆，包括主控制器、存储器、发动机、由所述发动机驱动的发电机、电动机和动力电池，所述动力电池经第一逆变器与所述电动机的供电电路连接，所述发电机顺次经第二逆变器和所述第一逆变器与所述供电电路连接，所述发电机经所述第二逆变器与所述动力电池的充电电路连接；

所述存储器用于存储计算机程序，所述主控制器用于在所述计算机程序的控制下，控制所述车辆执行根据本公开第一方面所述的方法。

本公开实施例的一个有益效果在于，本公开实施例在发动机驱动发电机向电动机供电的情况下，通过将发动机在预定时间段内的实际消耗功率与发动机的理想消耗功率相比较，可以获得反映该实际消耗功率与理想消耗功率间偏差的比较结果，这样，根据该比较结果调整发动机的发电消耗功率，进而调整动力电池的充电功率，将能够使得发动机以更为经济的燃油消耗率，将动力电池的荷电状态保持在需要的水平上，进而实现能够以更为经济的燃油消耗率满足发电需求的目的。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是能够实施本公开实施例的发电控制方法的车辆的电控结构示意图；

图2是根据一实施例的发电控制方法的流程示意图；

图3示意性地给出了根据一实施例的发动机效率图；

图4是根据另一实施例的发电控制方法的流程示意图；

图5是根据一个实施例的发电控制装置的方框原理图；

图6是根据一个实施例的车辆的硬件结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人物已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<硬件配置>

图1是可用于实施本公开实施例的发电控制方法的车辆的电控结构示意图，图1中的实线表示电连接，虚线表示机械连接。

图1所示的车辆100可以包括主控制器1001、存储器1002、第一电机控制器1011、第一逆变器1012、电动机1013、第二电机控制器1021、第二逆变器1022、发动机1023、发电机1024、感应装置1003、电源管理装置1004、输入装置1005、接口装置1006、输出装置1007和动力电池1030等。

图2所示的车辆100可以采用纯电动驱动方式、纯燃油驱动方式、串联式混合动力驱动方式、或者并联式混合驱动方式，还可以在以上至少两种驱动方式之间进行切换等，在此不做限定。

在纯电动驱动方式下，车辆100仅由电动机1013提供行驶动力，且电动机1013依靠动力电池1030的电力供给提供行驶动力，该提供行驶动力也即为向车辆的车轮轴输出驱动车辆行驶的扭矩。

在纯燃油驱动方式下，车辆100仅由发动机1023提供行驶动力。

在串联式混合动力驱动方式下，车辆100由电动机1013提供行驶动力，且发动机1023驱动发电机1024发电，电动机1013可以依靠发电机1024的电力供给，或者依靠发电机1024和动力电池1030的电力供给提供行驶动力。

在并列式混合动力驱动方式下，车辆100由电动机1013和发动机1023提供行驶动力，其中，电动机1013依靠动力电池1030的电力供给提供行驶动力。

主控制器1001与发动机1023的执行器、第一电机控制器1021、第二电机控制器1021、感应装置1003、电源管理装置1004、输入装置1005、接口装置1006、输出装置1007等连接，以实现对车辆的整体控制。

主控制器1001作为车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的主要器件，用于执行计算机程序，以实现对车辆的整体控制，该计算机程序可以采用比如x86、Arm、RISC、MIPS、SSE等架构的指令集编写。

存储器1002例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等，用于存储以上计算机程序等。

电动机1013的输出轴可以通过减速器等与车辆的车轮轴连接，以驱动车轮轴转动。

第一逆变器1012用于将动力电池1030等输出的直流电转换为交流电，或者将电动机1013在能量回馈时产生的交流电转换为直流电，第一逆变器1012的直流端可以与动力电池1030的输出端连接，第一逆变器1012的交流端与所述电动机1013的电源端连接。

第一电机控制器1011用于根据主控制器1001发送的控制指令，控制第一逆变器1012动作，以控制电动机1013的输入功率，进而控制电动机1013输出的转速和扭矩。

该发电机1024可以与发动机1023的前端或者后端连接，例如，发电机1024可以通过皮带传动机构与发动机1023连接，以实现由发动机1023驱动发电机1024发电的目的。

发电机1024的交流输出端与第二逆变器1022的交流端连接，第二逆变器1022用于将交流电转换为直流电输出，第二逆变器1022输出的直流电可以通过第一逆变器1012为电动机1013供电，和/或为动力电池1030充电，即，第二逆变器1022的直流端可以与第一逆变器1012的直流端连接，还可以与动力电池1030的充电端连接。

第二电机控制器1021用于根据主控制器1001发送的控制指令，控制第二逆变器1022动作，以控制由发动机1023和发电机1024构成的发电系统的发电功率。

感应装置1003可以包括各种传感器等，例如，包括转速传感器、姿态传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等中的至少一项。

电源管理装置1004用于对动力电池1030进行电源管理，该电源管理包括监测动力电池1030的荷电状态(State of Charge，SOC)，并将监测到的荷电状态数据发送至主控制器1001。

输入装置1005可以包括按键、触摸屏、麦克风、旋钮、带油门踏板的油门控制装置、带刹车踏板的刹车控制装置等等，输入装置1005可以通过相适配的电路与主控制器1001连接。

接口装置1006可以包括耳机接口、车载自动诊断系统(On Board Diagnostics，OBD)的诊断接口、动力电池1030的充电接口、USB接口等。

输出装置1007可以包括显示屏、扬声器、蜂鸣器、各种指示灯等。

本实施例中，存储器1002用于存储计算机程序，该计算机程序用于控制主控制器1001进行操作，以执行根据本公开实施例的发电控制方法。技术人员可以根据本发明所公开方案设计该计算机程序。该计算机程序如何控制处理器进行操作，这是本领域公知，故在此不再详细描述。

尽管在图1中示出了车辆的多个装置，但是，本公开实施例的车辆可以仅涉及其中的部分装置，还可以具有其他装置，在此不做限定。

<方法实施例>

图2示出了一个实施例的发电控制方法，由车辆实施，例如由车辆的主控制器实施，该车辆包括发电机、电动机、用于驱动该发电机发电的发动机、及用于为电动机供电的动力电池，该车辆例如是如图1所示的车辆100，现以图1中的车辆100为例，说明本实施例的发电控制方法。

如图2所示，本实施例的发电控制方法可以包括如下步骤S210～S240：

步骤S210，在发动机驱动发电机发电的情况下，获取发动机在预定时间段内的实际消耗功率。

本实施例中，发动机1023驱动发电机1024供电，代表车辆100采用串联式混合驱动方式工作。在串联式混合驱动方式下，电动机1013依靠发电机1024的电力供给输出驱动车辆行驶的扭矩，或者依靠发电机1024和动力电池1030的电力供给输出驱动车辆行驶的扭矩。

本实施例中，在发动机1023驱动发电机1024发电的情况下，发电机1024输出的电能可以仅向电动机1023供电，也可以即向电动机1023供电，又向动力电池1030充电，以将动力电池1030的荷电状态维持在目标荷电状态的水平，进而保证车辆能够对驾驶员可能执行的操作进行相应的响应。

动力电池1030的荷电状态为动力电池1030的剩余容量与动力电池1030处于完全充电状态下的容量的比值，其中，比值越大，代表剩余容量越多，比值越小，代表剩余容量越少。在此，由于动力电池的荷电状态反映了动力电池的剩余容量，因此，本实施例中提及的动力电池的荷电状态可以用动力电池的剩余容量等同替换。

本实施例中，主控制器1001可以按照设定的采样频率和/或根据设定事件的触发，获取发动机1023在采样时刻的实际消耗功率。

该实际消耗功率包括发电消耗功率，该发电消耗功率为该发动机1023驱动发电机1024发电所消耗的功率。

在发动机1023还驱动其他部件动作的情况下，该发动机1023的实际消耗功率还包括发动机1023为驱动其他部件动作所消耗的功率等。

本实施例中，主控制器1001可以根据发动机1023所驱动的部件，获取车辆的感应装置输出的、与发动机的实际消耗功率有关的信号，来确定发动机在各采样时刻的实际消耗功率，这可以用任意已知的手段实现，在此不再赘述。

本实施例中，预定时间段的结束时刻即为根据发电策略需要调整发动机1023的发电消耗功率，以调整动力电池1030的充电功率的时刻，现将该结束时刻记为当前时刻，其中，动力电池1030的充电功率可以理解为是发电机1024对于动力电池1030的发电功率。在此，调整动力电池1030的充电功率可以是增大充电功率，例如，充电功率从零开始增大等，也可以是减小充电功率等。

本实施例中，主控制器1001采用发动机1023在预定时间段内的实际消耗功率代替发动机1023在当前时刻的实际消耗功率，进行步骤S220中的比较，可以有效滤除当前时刻的实际消耗功率中的高频成分，进而提高比较结果的准确性。

在一个实施例中，该步骤S210中获取发动机在预定时间段内的实际消耗功率，可以包括如下步骤：获取发动机在该预定时间段内各采样时刻的实际消耗功率；以及，根据各采样时刻的实际消耗功率，获得发动机在该预定时间段内的平均消耗功率，作为该发动机在该预定时间段内的实际消耗功率。

该实施例中，根据各采样时刻的实际消耗功率，获得发动机在该预定时间段内的平均消耗功率，可以是：计算各采样时刻的实际消耗功率的平均值，作为发动机在该预定时间段内的平均消耗功率。

该平均值可以是算术平均值、几何平均值或者平方平均值等，在此不做限定。

该实施例中，根据各采样时刻的实际消耗功率，获得发动机在该预定时间段内的平均消耗功率，也可以是：计算各采样时刻的实际消耗功率的累加值，并将该累加值与该预定时间段的时间长度的比值，作为发动机在该预定时间段内的平均消耗功率。

在另外的实施例中，主控制器1001也可以采用其他的滤除高频成分的手段，根据发动机1023在该预定时间段内各采样时刻的实际消耗功率，获得发动机1023在该预定时间段内的实际消耗功率，在此不做限定。

步骤S220，获取发动机的理想消耗功率。

本实施例中，发动机的理想消耗功率可以理解为是：发动机在给定转速或者扭矩下，使得发动机的燃油消耗率(brake specific fuel consumption，BSFC)达到最佳所应消耗的功率。

在一个实施例中，可以根据发动机效率图，获得发动机1023的理想消耗功率，其中，如图3所示，发动机效率图的横轴为发动机的转速，纵轴为发动机的扭矩。

图3中示出了表示发动机效率的等高线，发动机效率越高代表燃油消耗率越低，因此，图3中的对应较高效率的曲线L即可代表最佳燃油消耗率曲线。

该实施例中，步骤S220中获取发动机的理想消耗功率可以包括：获取发动机在以上预定时间段内的转速；以及，根据该转速，获得发动机在该转速下的理想消耗功率。

该实施例中，发动机在预定时间段内的转速，可以是在预定时间段内的平均转速，也可以是在当前时刻的转速，在此不做限定。

该实施例中，在根据发动机的转速获得发动机的理想消耗功率的情况下，参见图3所示，可以根据最佳燃油消耗曲线，获得在该转速下的理想扭矩，进而根据该转速与该理想扭矩的乘积，获得该转速下的理想消耗功率，作为发动机的理想消耗功率，其中，该理想消耗功率可以是一个具体数值，也可以是一个数值范围。对应地，主控制器1001在步骤S240中，可以优先通过调节发动机的扭矩来调节发动机1023的发电消耗功率。

该实施例中，步骤S220中获取发动机的理想消耗功率也可以包括：获取发动机在以上预定时间段内的扭矩；以及，根据该扭矩，获得发动机在该扭矩下的理想消耗功率。

该实施例中，发动机在预定时间段内的扭矩，可以是在预定时间段内的平均扭矩，也可以是在当前时刻的扭矩，在此不做限定。

该实施例中，在根据发动机的扭矩获得发动机的理想消耗功率的情况下，参见图3所示，可以根据最佳燃油消耗曲线，获得在该扭矩下的理想转速，进而根据该扭矩与该理想转速的乘积，获得该扭矩下的理想消耗功率，作为发动机的理想消耗功率，其中，该理想消耗功率同样可以是一个具体数值，也可以是一个数值范围。对应地，主控制器1001在步骤S240中，可以优先通过调节发动机的转速来调节发动机1023的发电消耗功率。

步骤S230，比较通过步骤S220获取到的理想消耗功率和通过步骤S210获取到的实际消耗功率，获得比较结果。

该步骤S230中，通过将发动机在预定时间段内的实际消耗功率与发动机的理想消耗功率相比较，可以确定发动机的当前工作点与最佳效率工作点间的偏差。

步骤S240，根据通过步骤S230获得的比较结果调整发动机的发电消耗功率，以调整动力电池的充电功率。

本实施例中，在电动机1013需要的输入功率一定的情况下，根据能量守恒定律，通过调整发动机1023的发电消耗功率，即将实现对动力电池1030的充电功率的调整。

本实施例中，根据该偏差调整发动机1023的发电消耗功率，以调整动力电池1030的充电功率，这可以使得发动机1023能够以更为经济的燃油消耗率，将动力电池1030的荷电状态维持在目标荷电状态的水平，而避免动力电池1030的荷电状态出现较大的波动，提高车辆运行的可靠性。

在一个实施例中，该步骤S240中根据比较结果调整发动机的发电消耗功率，可以包括如下步骤S2411～S2412：

步骤S2411，在该比较结果为实际消耗功率低于理想消耗功率的情况下，获取动力电池的荷电状态。

该实施例中，实际消耗功率低于理想消耗功率，代表发动机1023可以增加实际消耗功率，以使得增加后的实际消耗功率接近该理想消耗功率。

该实施例中，如图1所示的电源管理装置1004可以向主控制器1001提供动力电池1030的荷电状态数据，以供主控制器1001获取。

步骤S2412，在该荷电状态低于目标荷电状态的情况下，以将发动机的实际消耗功率调整为该理想消耗功率为目标，调整发动机的发电消耗功率。

该实施例中，目标荷电状态可以为设定的固定值，也可以根据车辆的运动模式确定对应的目标荷电状态，在此不做限定。

该实施例中，在动力电池1030的荷电状态低于该目标荷电状态的情况下，代表由发动机1023和发电机1024构成的发电系统需要全力为动力电池1030充电，以在设定时间长度内将动力电池1030的荷电状态提升至目标荷电状态。此时，可以以将发动机1023的实际消耗功率调整为该理想消耗功率为目标，调整发动机的发电消耗功率，进而增加该发电系统对于动力电池1030的充电功率，以使其荷电状态快速提升至目标荷电状态，同时，还可以改善发动机1023的燃油消耗率，提高整车经济性。

该实施例中，步骤S2412中以将发动机的实际消耗功率调整为理想消耗功率为目标，调整发动机的发电消耗功率，可以理解为是，在理想状态下，将发动机1023的实际消耗功率调整为理想消耗功率，以使得发动机1023工作在最佳工作点。

该实施例中，步骤S2412中以将发动机的实际消耗功率调整为理想消耗功率为目标，调整发动机的发电消耗功率例如可以是：获取动力电池的荷电状态与目标荷电状态间的第一差值，并根据该第一差值确定在设定时间长度内将动力电池的荷电状态调整为目标荷电状态需要的最低充电功率；获取发动机的实际消耗功率与发动机的理想消耗功率间的第二差值，根据电动机的输出功率(或者称之为行驶需求功率)变化量、第二差值和最低充电功率，确定发动机的目标功率变化量；以及，根据该目标功率变化量调整发动机的实际消耗功率，以使发动机的实际消耗功率达到该理想消耗功率或者接近该理想消耗功率。

在一个实施例中，该步骤S240中根据比较结果调整发动机的发电消耗功率，可以包括如下步骤S2421～S2422：

步骤S2421，在该比较结果为实际消耗功率低于理想消耗功率的情况下，获取动力电池的荷电状态。

步骤S2422，在该荷电状态大于或者等于该目标荷电状态的情况下，以增加动力电池的消耗功率为目标调整发动机的发电消耗功率。

该实施例中，在发动机1023的实际消耗功率低于理想消耗功率，且动力电池1030的荷电状态大于或者等于目标荷电状态的情况下，增加动力电池1030的消耗功率，可以加快其电量下降的速度。这样，为了能够将动力电池1030的荷电状态维持在目标荷电状态的水平，便会增加整车在未来一段时间内对于发动机1023的发电消耗功率的需求，进而达到增加发动机1023的实际消耗功率的目的，以使得发动机1023的实际消耗功率接近理想消耗功率，提高整车经济性。

该实施例中，根据电动机的输出功率变化量，增加动力电池的消耗功率，可以通过降低发动机的发电消耗功率，或者保持发动机当前的发电消耗功率不变等方式实现，在此不做限定。

该实施例中，步骤S2422中以增加动力电池的消耗功率为目标调整发动机的发电消耗功率例如可以是：获取发动机的实际消耗功率与发动机的理想消耗功率间的第二差值，根据该第二差值、目标荷电状态、最低荷电状态及以上设定时间长度，确定动力电池的荷电状态变化量；以及，根据该荷电状态变化量，增加动力电池的消耗功率，以在动力电池减少的荷电状态达到该荷电状态变化量时，发动机能够以理想消耗功率，在设定时间长度内将动力电池的荷电状态提升至目标荷电状态。

在一个实施例中，该步骤S240中根据比较结果调整发动机的发电消耗功率，可以包括如下步骤S2431～S2432：

步骤S2431，在该比较结果为实际消耗功率高于或者等于理想消耗功率的情况下，获取对应于车辆的当前行驶速度的制动回收能量。

该步骤S2431中，对应于车辆的当前行驶速度的制动回收能量是指：如果车辆在当前行驶速度下制动减速，则电动机1013在减速滑行过程中所能向动力电池1030回馈的电能。

该制动回收能量的多少与车辆的当前行驶速度有关，当前行驶速度越大，制动回收能量越多。

该实施例中，主控制器1001可以根据预存的第一映射数据，其中，该第一映射数据反映行驶速度与制动回收能量间的对应关系，获得对应于当前行驶速度的制动回收能量。

该第一映射数据可以是数据表，也可以是函数表达式，在此不做限定。

步骤S2432，根据通过步骤S2431获取到的制动回收能量，调整该目标荷电状态。

该实施例中，由于刹车操作是较为频繁的操作，尤其是在交通拥堵时段，因此，动力电池1030在较短的时间内，即可因司机的刹车操作获得来自于制动回收能量的能量补充。因此，在步骤S2432中，可以根据制动回收能量下调目标荷电状态，以降低动力电池1030对于来自发电机1024的充电功率的需求，从而降低整车对于发动机1023的发电消耗功率的需求。

步骤S2433，根据调整后的目标荷电状态，调整发动机的发电消耗功率。

在发动机的实际消耗功率高于或者等于理想消耗功率的情况下，根据制动回收能量下调目标荷电状态，将能够降低整车对于发动机1023的发电消耗功率的需求，进而能够降低发动机1023的实际消耗功率，以使其更加接近理想消耗功率，从而提高整车经济性。

以上通过主控制器1001确定的一个预定时间段，说明了本实施例的发电控制方法，对于主控制器1001根据发电策略确定的任意一个预定时间段，均可以根据以上步骤S210～S240来调整发动机1023的发电消耗功率，在此不再赘述。

根据以上步骤S210～S240可知，本实施例的方法在发动机1023驱动发电机1024向电动机1013供电的情况下，通过将发动机1023在预定时间段内的实际消耗功率与发动机1023的理想消耗功率相比较，可以获得反映该实际消耗功率与理想消耗功率间偏差的比较结果，这样，根据该比较结果调整发动机1023的发电消耗功率，进而调整动力电池1030的充电功率，将能够使得发动机1023以更为经济的燃油消耗率，将动力电池1030的荷电状态保持在需要的水平上，进而提高整车的经济性。

在一个实施例中，该方法在以上的获取发动机在预定时间段内的实际消耗功率的步骤S210之前，还可以包括如下步骤S2011～S2012：

步骤S2011，根据发动机在各采样时刻的实际消耗功率，获得实际消耗功率的变化率。

该实施例中，主控制器1001可以根据发动机1023在实施步骤S210之前的各采样时刻的实际消耗功率，获得实际消耗功率的变化率。

实际消耗功率的变化率越大，说明即将调整发电消耗功率的时间长度越短。

步骤S2012，根据通过步骤S201获得的变化率，确定该预定时间段，其中，该预定时间段的时间长度随着变化率的增大而缩短。

该实施例中，该预定时间段的起始时刻可以为根据该变化率确定了对应的时间长度的时刻。

该实施例中，可以根据发电策略的需要，设置步骤S2011中的变化率为具有方向符号的数值，即，实际消耗功率的变化率可以为正的变化率，也可以为负的变化率，其中，正的变化率大于负的变化率，对应于正的变化率的时间长度大于对应于负的变化率的时间长度。

该实施例中，也可以根据发电策略的需要，设置步骤S2011中的变化率为变化率的绝对值，这样，在实际消耗功率大幅上升或者大幅下降时，均将在较短的时间长度后即触发调整发动机的发电消耗功率的操作，在此不做限定。

该实施例中，主控制器1001可以根据预存的第二映射数据，获得对应于当前变化率的时间长度。该第二映射数据反映实际消耗功率的变化率与时间长度间的对应关系，该第二映射数据可以是数据表，也可以是函数表达式，在此不做限定。

根据该实施例，在发动机1023的实际消耗功率的变化率较大时，例如在实际消耗功率大幅上升时，主控制器1001将在较短时间内即触发调整发动机1023的发电消耗功率的操作，以避免因调整迟缓而出现“无法将动力电池1030的荷电状态保持在目标荷电状态的水平”的问题，或者避免因调整迟缓而出现“为将动力电池1030的荷电状态保持在目标荷电状态将需要较大程度地增加燃油消耗率”的问题，进而更加智能地响应发电需求。

在一个实施例中，在发动机驱动发电机发电之前，该方法还可以包括如下步骤S2021～S2022：

步骤S2021，获取动力电池的实际放电功率。

该实施例中，在发动机1023驱动发电机1024向电动机1013供电之前，即，车辆在采用串联式混合驱动方式之前，车辆可以处于纯电动驱动模式，也可以处于并联式混合动力驱动模式，在此不做限定。

该实施例中，在发动机1023驱动发电机1024向电动机1013供电之前，获取动力电池1030的实际放电功率，也即为获取动力电池1030的实际消耗功率。

步骤S2022，在动力电池的实际放电功率达到设定值的情况下，启动发动机，以通过发动机驱动发电机发电，其中，该设定值等于该动力电池的最大放电功率与启动功率的差值，该启动功率动力电池为启动发动机所需消耗的功率。

该实施例中，最大放电功率和启动功率可以是预先设置的固定值。

该实施例中，在动力电池1030的实际放电功率达到设定值的情况下，便启动发动机1023驱动发电机1024发电，可以保证在纯电动驱动方式或者并列式混合驱动方式下，动力电池1030有能力启动发动机1023驱动发电机1024发电，以顺利切换至串联式混合驱动方式。

在一个实施例中，获得以上目标荷电状态，可以包括如下步骤S2031～S2033：

步骤S2031，获取车辆的当前运行模式。

该实施例中，车辆可以具有至少两种运行模式，例如，车辆具有第一运行模式和第二运行模式，其中，车辆在第二运行模式下的动力性能强于在第一运行模式下的动力性能，因此，电动机1013在第二运行模式下的最大输出功率要高于在第一运行模式下的最大输出功率。

该实施例中，通过步骤S2031可以获取车辆在发动机1023驱动发电机1024发电状态下的当前运行模式。

步骤S2032，在当前运行模式为第一运行模式的情况下，确定目标荷电状态为第一荷电状态。

该实施例中，第一运行模式例如是经济模式。

该实施例中，可以根据电动机当前的消耗功率与启动功率确定第一荷电状态。

在一个实施例中，该步骤S2032中确定目标荷电状态为第一荷电状态，可以包括：获取电动机的当前消耗功率与启动功率的合计功率，作为第一合计功率，其中，该启动功率为启动发动机所需消耗的功率；以及，获取对应于该第一合计功率的荷电状态，作为第一荷电状态。

该实施例中，可以预置反映动力电池1030的放电功率与荷电状态间的对应关系的第三映射数据，并根据该第三映射数据，获得对应于该第一合计功率的荷电状态，作为第一荷电状态。

步骤S2032，在当前运行模式为第二运行模式的情况下，确定目标荷电状态为第二荷电状态。

该实施例中，第二运行模式例如是运动模式。

在一个实施例中，该步骤S2032中确定目标荷电状态为第二荷电状态，可以包括：获取电动机的当前消耗功率、发动机的启动功率、及对于电动机的需求发电功率的合计功率，其中，该需求发电功率是为满足电动机的需求功率所要辅助提供的发电功率；以及，获取对应于该合计功率的荷电状态，作为该第二荷电状态。

该实施例中，同样可以根据以上第三映射数据，获得对应于该第二合计功率的荷电状态。

该实施例中，由于车辆在第二运行模式下对于动力电池1030的电力供给需求会高于第一运行模式，因此，可以设置第二荷电状态高于第一荷电状态。

根据该实施例的方法，在对于电力供给需求较高的运行模式下，设置较高的目标荷电状态，可以满足该运行模式下的驱动需求，而在对于电力供给需求较低的运行模式下，设置较低的目标荷电状态，以在满足该运行模式下的驱动需求的前提下，尽可能地减少废气排放。

图4是根据一个实施例中发电控制方法的流程示意图。该方法由车辆的主控制器实施，例如由图1中的车辆100的主控制器1001实施。

如图4所示，该实施例中，该控制方法可以包括如下步骤：

步骤S410，在纯电动驱动方式下，获取动力电池的实际放电功率。

步骤S420，判断动力电池的实际放电功率是否达到设定值，如是，则执行步骤S430，如否，则回到步骤S410继续获取动力电池的实际放电功率。

该步骤S420中，该设定值等于该动力电池1030的最大放电功率与发动机1023的启动功率的差值。

步骤S430，启动发动机，并通过发动机驱动发电机发电，以采用串联式混合驱动方式驱动车辆运行，之后进入步骤S440。

步骤S440,根据发动机在各采样时刻的实际消耗功率，获得实际消耗功率的变化率，并根据该变化率确定预定时间段，之后进入步骤S450。

步骤S450，获取发动机在该预定时间段内的实际消耗功率，之后执行步骤S460。

步骤S460，获取发动机的理想消耗功率，之后执行步骤S470。

步骤S470，比较该理想消耗功率和发动机在预定时间段内的实际消耗功率，获得比较结果。

步骤S480，根据车辆的当前运行模式，获得对应的目标荷电状态，之后执行步骤S490。

步骤S490，根据步骤S470获得的比较结果和步骤S480获得的目标荷电状态，调整所述发电消耗功率，以调整动力电池的充电功率，之后回到步骤S440，以继续监控变化率，直至退出串联式混合驱动方式。

该步骤S490中，在比较结果为实际消耗功率低于理想消耗功率的情况下，获取动力电池1030的荷电状态；在该荷电状态低于根据步骤S480获得的目标荷电状态的情况下，以将发动机1023的实际消耗功率调整为理想消耗功率为目标，调整发动机1023的发电消耗功率；而在荷电状态大于或者等于该目标荷电状态的情况下，以增加动力电池1030的消耗功率为目标，调整发动机1023的发电消耗功率。

该步骤S490中，在比较结果为实际消耗功率高于或者等于理想消耗功率的情况下，获取对应于车辆100的当前行驶速度的制动回收能量；根据制动回收能量，调整根据步骤S480获得的目标荷电状态；以及，根据调整后的目标荷电状态，调整发动机1023的发电消耗功率。

<装置实施例>

图5示出了根据一个实施例的车辆的发电控制装置500的方框原理示意图。该实施例中，该车辆包括发电机、电动机、用于驱动发电机发电的发动机、及用于为电动机供电的动力电池。该实施例中，该发电控制装置500包括功率滤波模块510、理想功率获取模块520、功率比较模块530和发动机控制模块540。

该功率滤波模块510用于在发动机驱动发电机发电的情况下，获取发动机在预定时间段内的实际消耗功率，其中，实际消耗功率包括发电消耗功率，发电消耗功率为所述发动机驱动发电机发电所消耗的功率。

该理想功率获取模块520用于获取发动机的理想消耗功率。

该功率比较模块530用于比较理想消耗功率和实际消耗功率，获得比较结果。

该发动机控制模块540用于根据比较结果调整该发电消耗功率，以调整动力电池的充电功率。

在一个实施例中，该功率滤波模块510在获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率时，可以用于：获取所述发动机在所述预定时间段内各采样时刻的实际消耗功率；以及，根据所述各采样时刻的实际消耗功率，获得所述发动机在所述预定时间段内的平均消耗功率，作为所述发动机在所述预定时间段内的实际消耗功率。

在一个实施例中，该发电控制装置500还可以包括定时模块，该定时模块用于在功率滤波模块510获取发动机在预定时间段内的实际消耗功率之前：根据发动机在各采样时刻的实际消耗功率，获得实际消耗功率的变化率；以及，根据所述变化率，确定该预定时间段提供给功率滤波模块510，其中，该预定时间段的时间长度随着所述变化率的增大而缩短。

在一个实施例中，该理想功率获取模块520在获取发动机的理想消耗功率时，可以用于：获取所述发动机在所述预定时间段内的转速；以及，根据所述转速，获得所述发动机在所述转速下的理想消耗功率；或者，也可以用于：获取所述发动机在所述预定时间段内的扭矩；以及，根据所述扭矩，获得所述发动机在所述扭矩下的理想消耗功率。

在一个实施例中，该发电控制装置500还可以包括切换控制模块，该切换控制模块用于在发动机驱动发电机发电之前：获取所述动力电池的实际放电功率；以及，在所述实际放电功率达到设定值的情况下，启动所述发动机驱动所述发电机发电，其中，所述设定值等于所述动力电池的最大放电功率与启动功率的差值，所述启动功率为启动所述发动机所需消耗的功率。

在一个实施例中，该功率比较模块530在根据所述比较结果调整所述发电消耗功率时，可以用于：在所述比较结果为所述实际消耗功率低于所述理想消耗功率的情况下，获取所述动力电池的荷电状态；以及，在所述荷电状态低于目标荷电状态的情况下，以将所述发动机的实际消耗功率调整为所述理想消耗功率为目标，调整发动机的发电消耗功率。

在一个实施例中，该功率比较模块530在根据所述比较结果调整所述发电消耗功率时，可以用于：在所述比较结果为所述实际消耗功率低于所述理想消耗功率的情况下，获取所述动力电池的荷电状态；以及，在所述荷电状态大于或者等于目标荷电状态的情况下，以增加所述动力电池的消耗功率为目标，调整所述发动机的发电消耗功率。

在一个实施例中，该功率比较模块530在根据所述比较结果调整所述发电消耗功率时，可以用于：在所述比较结果为所述实际消耗功率高于或者等于所述理想消耗功率的情况下，获取对应于所述车辆的当前行驶速度的制动回收能量；根据所述制动回收能量，调整该目标荷电状态；以及，根据调整后的目标荷电状态，调整所述发动机的发电消耗功率。

在一个实施例中，该发电控制装置500还可以包括设置模块，该设置模块用于确定目标荷电状态。该设置模块在确定目标荷电状态时，可以用于：获取所述车辆的当前运行模式；在所述当前运行模式为第一运行模式的情况下，确定所述目标荷电状态为第一荷电状态；以及，在所述当前运行模式为第二运行模式的情况下，确定所述目标荷电状态为第二荷电状态；其中，所述电动机在所述第二运行模式下的最大消耗功率高于在所述第一运行模式下的最大消耗功率，所述第二荷电状态高于所述第一荷电状态。

在一个实施例中，该设置模块在确定所述目标荷电状态为第一荷电状态时，可以用于：获取所述电动机的当前消耗功率与所述发动机的启动功率的合计功率，其中，所述启动功率为启动所述发动机所需消耗的功率；以及，获取对应于所述合计功率的荷电状态，作为所述第一荷电状态。

在一个实施例中，该设置模块在确定目标荷电状态为第二荷电状态时，可以用于：获取所述电动机的当前消耗功率、所述发动机的启动功率、及对于所述电动机的需求发电功率的合计功率，其中，所述需求发电功率是为满足所述电动机的需求功率所要辅助提供的发电功率；以及，获取对应于所述合计功率的荷电状态，作为所述第二荷电状态。

<车辆实施例>

图6示出了根据一个实施例的车辆600的方框原理示意图，图中，虚线代表机械连接，单点划线代表供电连接，实线代表控制连接。

如图6所示，该车辆600可以包括主控制器6001、存储器6002、发动机6023、由发动机6023驱动的发电机6024、电动机6013和动力电池6030。动力电池6030经第一逆变器6012与电动机6013的供电电路连接，发电机6024顺次经第二逆变器6022和第一逆变器6012与电动机6013的供电电路连接，发电机6024经第二逆变器6022与动力电池6030的充电电路连接。

该存储器6002用于存储计算机程序，该主控制器6001用于在计算机程序的控制下，控制车辆600执行根据以上任意方法实施例的发电控制方法。

该实施例中，主控制器6001可以通过第一电机控制器控制第一逆变器6012动作，及通过第二电机控制器6021控制第二逆变器6022动作。

该车辆600可以具有与图1中的车辆100类似的硬件结构，在此不做限定。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人物来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人物来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人物能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种车辆的发电控制方法，其特征在于，所述车辆包括发电机、电动机、用于驱动所述发电机发电的发动机、及用于为所述电动机供电的动力电池；所述方法包括：

在所述发动机驱动所述发电机发电的情况下，获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率，其中，所述实际消耗功率包括发电消耗功率，所述发电消耗功率为所述发动机驱动所述发电机发电所消耗的功率；

获取所述发动机的理想消耗功率；

比较所述理想消耗功率和所述实际消耗功率，获得比较结果；

根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，以调整所述动力电池的充电功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率，包括：

获取所述发动机在所述预定时间段内各采样时刻的实际消耗功率；

根据所述各采样时刻的实际消耗功率，获得所述发动机在所述预定时间段内的平均消耗功率，作为所述发动机在所述预定时间段内的实际消耗功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率之前，还包括：

根据所述发动机在各采样时刻的实际消耗功率，获得实际消耗功率的变化率；

根据所述变化率，确定所述预定时间段，其中，所述预定时间段的时间长度随着所述变化率的增大而缩短。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述发动机的理想消耗功率，包括：

获取所述发动机在所述预定时间段内的转速；

根据所述转速，获得所述发动机在所述转速下的理想消耗功率；或者，

获取所述发动机在所述预定时间段内的扭矩；

根据所述扭矩，获得所述发动机在所述扭矩下的理想消耗功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发动机驱动所述发电机发电之前，还包括：

获取所述动力电池的实际放电功率；

在所述实际放电功率达到设定值的情况下，启动所述发动机，以通过所述发动机驱动所述发电机发电，其中，所述设定值等于所述动力电池的最大放电功率与启动功率的差值，所述启动功率为启动所述发动机所需消耗的功率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，包括：

在所述比较结果为所述实际消耗功率低于所述理想消耗功率的情况下，获取所述动力电池的荷电状态；

在所述荷电状态低于目标荷电状态的情况下，以将所述发动机的实际消耗功率调整为所述理想消耗功率为目标，调整发动机的发电消耗功率。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，包括：

在所述比较结果为所述实际消耗功率低于所述理想消耗功率的情况下，获取所述动力电池的荷电状态；

在所述荷电状态大于或者等于目标荷电状态的情况下，以增加所述动力电池的消耗功率为目标，调整所述发动机的发电消耗功率。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，包括：

在所述比较结果为所述实际消耗功率高于或者等于所述理想消耗功率的情况下，获取对应于所述车辆的当前行驶速度的制动回收能量；

根据所述制动回收能量，调整目标荷电状态；

根据调整后的目标荷电状态，调整所述发动机的发电消耗功率。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，获得所述目标荷电状态的步骤，包括：

获取所述车辆的当前运行模式；

在所述当前运行模式为第一运行模式的情况下，确定所述目标荷电状态为第一荷电状态；

在所述当前运行模式为第二运行模式的情况下，确定所述目标荷电状态为第二荷电状态；

其中，所述电动机在所述第二运行模式下的最大消耗功率高于在所述第一运行模式下的最大消耗功率，所述第二荷电状态高于所述第一荷电状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标荷电状态为第一荷电状态，包括：

获取所述电动机的当前消耗功率与所述发动机的启动功率的合计功率，其中，所述启动功率为启动所述发动机所需消耗的功率；

获取对应于所述合计功率的荷电状态，作为所述第一荷电状态。

11.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述确定所述目标荷电状态为第二荷电状态，包括：

获取所述电动机的当前消耗功率、所述发动机的启动功率、及对于所述电动机的需求发电功率的合计功率，其中，所述需求发电功率是为满足所述电动机的需求功率所要辅助提供的发电功率；

获取对应于所述合计功率的荷电状态，作为所述第二荷电状态。

12.一种车辆的发电控制装置，所述车辆包括发电机、电动机、用于驱动所述发电机发电的发动机、及用于为所述电动机供电的动力电池，所述发电控制装置包括：

功率滤波模块，用于在所述发动机驱动所述发电机发电的情况下，获取所述发动机在预定时间段内的实际消耗功率，其中，所述实际消耗功率包括发电消耗功率，所述发电消耗功率为所述发动机驱动所述发电机发电所消耗的功率；

理想功率获取模块，用于获取所述发动机的理想消耗功率；

功率比较模块，用于比较所述理想消耗功率和所述实际消耗功率，获得比较结果；以及，

发动机控制模块，用于根据所述比较结果调整所述发电消耗功率，以调整所述动力电池的充电功率。

13.一种车辆，其特征在于，包括主控制器、存储器、发动机、由所述发动机驱动的发电机、电动机和动力电池，所述动力电池经第一逆变器与所述电动机的供电电路连接，所述发电机顺次经第二逆变器和所述第一逆变器与所述供电电路连接，所述发电机经所述第二逆变器与所述动力电池的充电电路连接；

所述存储器用于存储计算机程序，所述主控制器用于在所述计算机程序的控制下，控制所述车辆执行根据权利要求1至11中任一项的方法。

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