CN117207946B - 一种增程器控制方法、装置、车辆及可读存储介质 - Google Patents

一种增程器控制方法、装置、车辆及可读存储介质 Download PDF

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CN117207946B CN202311258036.5A CN202311258036A CN117207946B CN 117207946 B CN117207946 B CN 117207946B CN 202311258036 A CN202311258036 A CN 202311258036A CN 117207946 B CN117207946 B CN 117207946B
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Abstract

本申请涉及新能源汽车领域,提供了一种增程器控制方法、装置、车辆及可读存储介质。该方法包括:根据增程器的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩确定当前控制发电转速;确定目标修正系数;根据当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;确定目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度;根据修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度计算当前控制发电扭矩;控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩。本申请可实现在复杂场景下同时兼顾增程器的发电效率、发电功率稳定性以及动力输出响应速率,达到综合性能的最优化。

Description

一种增程器控制方法、装置、车辆及可读存储介质
技术领域
本申请涉及新能源汽车领域,尤其涉及一种增程器控制方法、装置、车辆及可读存储介质。
背景技术
增程式电动汽车通过在纯电动汽车上加装增程器来增加电动汽车续驶里程,同时可以大幅降低电池要求,降低整车成本,因其兼顾传统汽车与纯电动汽车的优势,被认为是目前最理想的电动汽车过渡类型。
在不同的场景下,增程器在工作过程中,其发电转速和发电扭矩的变化过程对整车的经济性、动力性以及增程器本身的功率输出稳定性均有较大的影响。例如,在低温场景下,如果增程器的发电转速和扭矩变化过快,就容易导致增程器失稳,不能稳定输出功率,同时也容易导致增程器转速失稳,有损坏增程器的风险;在动力电池功率不足的场景下,增程器的发电转速和扭矩的变化速率会直接影响整车动力性。
相关技术中,大多数的增程器控制方案都是针对单一场景或者单一优化目标来调控增程器的转速和扭矩,而尚未有解决在复杂场景下如何同时兼顾增程器的发电效率、发电功率稳定性以及动力输出响应速率,从而达到增程器综合性能的最优化的问题的相关方案。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种增程器控制方法、装置、车辆及可读存储介质,以解决在复杂场景下如何同时兼顾增程器的发电效率、发电功率稳定性以及动力输出响应速率,从而达到增程器综合性能的最优化的问题。
本申请实施例的第一方面,提供了一种增程器控制方法,包括:
获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率、当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;
基于当前实际发电转速、上一控制发电转速,对当前目标发电转速进行限梯度处理,得到增程器在当前时刻的当前控制发电转速;
获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;
根据增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;
获取并根据增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,目标扭矩下降梯度小于零,目标扭矩上升梯度大于零;
根据上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;
控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩。
本申请实施例的第二方面,提供了一种增程器控制装置,包括:
第一获取模块,被配置为获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率和当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;
处理模块,被配置为基于当前实际发电转速、上一控制发电转速,对当前目标发电转速进行限梯度处理,得到增程器在当前时刻的当前控制发电转速;
第二获取模块,被配置为获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;
确定模块,被配置为根据增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;
第三获取模块,被配置为获取并根据增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,目标扭矩下降梯度小于零,目标扭矩上升梯度大于零;
计算模块,被配置为根据上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;
控制模块,被配置为控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩。
本申请实施例的第三方面,提供了一种车辆,车辆包括:第二方面的增程器控制装置,以及受控于增程器控制装置的增程器。
本申请实施例的第四方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可在处理器上运行的计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
本申请实施例的第五方面,提供了一种可读存储介质,该可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比,其有益效果至少:通过获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率、当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;基于当前实际发电转速、上一控制发电转速,对当前目标发电转速进行限梯度处理,得到增程器在当前时刻的当前控制发电转速;获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;根据增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;获取并根据增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,目标扭矩下降梯度小于零,目标扭矩上升梯度大于零;根据上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩,在复杂场景下同时兼顾增程器的发电效率、发电功率稳定性以及动力输出响应速率,从而达到增程器的综合性能的最优化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请实施例提供的一种增程器控制方法的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的一种增程器控制装置的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
本申请实施例中的新能源汽车是指采用新型能源(非传统石油和柴油能源)并具备先进技术的汽车。这些汽车采用了新型动力系统,能够有效降低汽车排放,减少对环境的影响,提高能源利用效率。本申请实施例的新能源汽车包括但不限于以下类型的汽车:电动汽车(EV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)以及混合动力汽车(HEV)等。
下面将结合附图详细说明根据本申请实施例的一种增程器控制方法和装置。
图1是本申请实施例提供的一种增程器控制方法的流程示意图。图1的增程器控制方法可以由新能源汽车的整车控制器来执行。如图1所示,该增程器控制方法具体可包括如下步骤:
步骤S101,获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率、当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;
步骤S102,基于当前实际发电转速、上一控制发电转速,对当前目标发电转速进行限梯度处理,得到增程器在当前时刻的当前控制发电转速;
步骤S103,获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;
步骤S104,根据增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;
步骤S105,获取并根据增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,目标扭矩下降梯度小于零,目标扭矩上升梯度大于零;
步骤S106,根据上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;
步骤S107,控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩。
在一个示例中,新能源汽车的整车控制器可以通过安装在车辆上的各种传感信息采集器去采集用于计算当前请求发电功率相关的参数,包括车辆在当前时刻下的车速信号、动力电池SOC信号以及加速踏板开度信号;然后将这些采集到的参数输入至预先训练好的发电功率计算模型中进行处理,以获得增程器在当前时刻的当前请求发电功率。其中,该发电功率计算模型可以是预先训练好的深度学习网络模型等。
进一步地,整车控制器可利用上述发电功率计算模型输出的当前请求发电功率,通过查询预先设计好的“请求发电功率-目标发电转速-目标发电扭矩”对应关系表,获得与该当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩。
在一个示例中,本申请实施例根据增程器效标定的“请求发电功率-目标发电转速-目标发电扭矩”对应关系表,如表1所示。
表1“请求发电功率-目标发电转速-目标发电扭矩”对应关系表
请求发电功率 P1 P2 P3 ...... Pn
目标发电转速 S1 S2 S3 ...... Sn
目标发电扭矩 T1 T2 T3 ...... Tn
在已知增程器在当前时刻的当前请求发电功率的情况下,通过查询上述表1即可确定该增程器在当前时刻的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩。例如,已知增程器在当前时刻的当前请求发电功率为P2,那么通过查询上述表1,可以确定该增程器在当前时刻的当前目标发电转速为S2,当前目标发电扭矩为T2。
本申请实施例提供的技术方案,通过利用增程器在当前时刻的当前请求发电功率来确定其当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;再结合驾驶员需求功率和电池包允许放电功率选定与整车动力性需求有关的目标修正系数,并利用该目标修正系数对当前目标发电扭矩进行合理修正,得到兼顾了整车动力性需求的修正发电扭矩;在此基础上,进一步结合增程器的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,并基于该目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度对上述修正发电扭矩做进一步的调整,以获得综合兼顾了增程器工作温度的当前控制发电扭矩;最后,通过控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩,从而实现同时兼顾增程器的发电效率、在不同温度条件下的发电功率稳定性以及在功率不足情况下如何提高动力输出响应速率,尽最大可能达到增程器综合性能的最优化。
在一些实施例中,基于当前实际发电转速、上一控制发电转速,对当前目标发电转速进行限梯度处理,得到增程器在当前时刻的当前控制发电转速,包括:
基于当前实际发电转速和当前目标发电转速,获得针对增程器在当前时刻的目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,其中,目标转速下降梯度小于零,目标转速上升梯度大于零;
根据当前目标发电转速、当前实际发电转速、上一控制发电转速、目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电转速。
进一步地,基于当前实际发电转速和当前目标发电转速,获得针对增程器在当前时刻的目标转速上升梯度,包括:
查询预设的第一查询表获得与当前实际发电转速对应的一系列第一转速上升梯度,其中,第一转速上升梯度均大于零;
计算增程器在当前时刻的当前实际发电转速和当前目标发电转速之间的转速差值;
查询预设的第一查询表获得与转速差值对应的一系列第二转速上升梯度,第二转速上升梯度均大于零;
寻找一系列第一转速上升梯度与一系列第二转速上升梯度中的交叉上升梯度,并将交叉上升梯度确定为目标转速上升梯度。
其中,上述第一查询表由如下步骤构建得到:
获取增程器的最高设计发电转速和最低设计发电转速;
基于预设的第一约束条件,标定增程器在不同的实际发电转速下的一系列第一转速上升梯度,其中,实际发电转速在从最低设计发电转速至最高设计发电转速的发电转速区间内;
计算每一个实际发电转速和与之对应的目标发电转速之间的转速差值,得到一系列转速差值;
基于预设的第二约束条件,标定增程器在不同的转速差值下的一系列第二转速上升梯度;
构建实际发电转速、转速差值、第一转速上升梯度以及第二转速上升梯度之间的对应关系,得到第一查询表。
其中,最高设计发电转速和最低设计发电转速,通常是指可以保证增程器可靠运行的最高发电转速和最低发电转速,其与增程器的型号及其本身的特性有关。
在一个示例中,在整车模态共振转速范围内,以不易感知增程器震动为第一约束条件,标定增程器在不同的实际发电转速下的一系列第一转速上升梯度,对应该第一查询表中的每一列数据(对应表2中的列)。其中,整车模态共振转速范围主要与车辆的车型以及增程器本身的特性有关。在接近最高设计发电转速nn的区域,以增程器转速稳定运行,不出现失稳为第一约束条件,标定增程器在不同实际发电转速下的一系列第一转速上升梯度。
在一个示例中,可以采用如下公式(1)计算每一个实际发电转速和与之对应的目标发电转速之间的转速差值。
NDiff=ntar-nact (1)
式(1)中,NDiff表示实际发电转速和与之对应的目标发电转速之间的转速差值,ntar表示目标发电转速,nact表示实际发电转速。
以驾驶员对增程器噪声变大低敏感度为第二约束条件,标定增程器在不同的转速差值下的一系列第二转速上升梯度,对应该第一查询表中的每一行数据(对应表2中的行)。
最后,构建实际发电转速、转速差值、第一转速上升梯度以及第二转速上升梯度之间的对应关系,得到第一查询表,如表2所示。n1为增程器的最低设计发电转速,nn为增程器的最高设计发电转速。
表2第一查询表
表2中,实际发电转速n1至nn逐渐递增,且均≥0;转速差值N1至Nn逐渐递增,且均≥0;上升梯度下一行的值≥上一行的值,且均>0,例如,上升梯度H11至Hn1逐渐递增,且均>0。
作为一示例,在已知增程器的当前实际发电转速和当前目标发电转速的情况下,通过查询上述表2可获得与当前实际发电转速对应的一系列第一转速上升梯度;采用上述公式(1)计算出增程器的当前实际发电转速和当前目标发电转速之间的转速差值,利用该转速差值,通过查询上述表2可获得与该转速差值对应的一系列第二上升梯度;最后,寻找一系列第一转速上升梯度与一系列第二转速上升梯度之间的交叉上升梯度,并将该交叉上升梯度确定为目标转速上升梯度。例如,增程器的当前实际发电转速为n1,当前目标发电转速为n1',根据上述公式(1)计算得出当前实际发电转速与当前目标发电转速之间的转速差值为N1,那么根据n1查询上述表2可以得到一系列第一转速上升梯度,即H11......Hn1;根据N1查询上述表2可以得到一系列第二转速上升梯度,即H11......H1n;其中,一系列第一转速上升梯度H11......Hn1与一系列第二转速上升梯度H11......H1n的交叉上升梯度为H11,由此可确定目标转速上升梯度为H11。
类似的,关于增程器的实际发电转速、实际发电转速与目标发电转速之间的转速差值、转速下降梯度的对应关系的标定方法可参照上述第一查询表的构建方法。表3是本申请实施例根据预设的第三约束条件和第四约束条件标定的关于增程器的实际发电转速、实际发电转速与目标发电转速之间的转速差值、转速下降梯度的对应关系的第二查询表。具体的,在整车模态共振转速范围内,以不易感知增程器震动为第三约束条件,标定增程器在不同实际发电转速下的一系列发电转速下降梯度(对应表3中的列);在车辆减速增程器功率下降时,以驾驶员对增程器噪声感知线性度为第四约束条件,标定增程器在不同转速差值下的一系列发电转速下降梯度(对应表3中的行)。
表3第二查询表
表3中,实际发电转速n1至nn逐渐递增,且均≥0;转速差值N1至Nn逐渐递增,且均≤0;转速下降梯度下一行的值≥上一行的值,且均<0,例如,转速下降梯度L11至Ln1逐渐递增,且均<0。
作为一示例,在已知增程器的当前实际发电转速和当前目标发电转速的情况下,通过查询上述表3可获得与当前实际发电转速对应的一系列第一转速下降梯度;采用上述公式(1)计算出增程器的当前实际发电转速和当前目标发电转速之间的转速差值,利用该转速差值,通过查询上述表3可获得与该转速差值对应的一系列第二转速下降梯度;最后,寻找一系列第一转速下降梯度与一系列第二转速下降梯度之间的交叉下降梯度,并将该交叉下降梯度确定为目标转速下降梯度。例如,增程器的当前实际发电转速为n1,当前目标发电转速为n1',根据上述公式(1)计算得出当前实际发电转速与当前目标发电转速之间的转速差值为N1,那么根据n1查询上述表3可以得到一系列第一转速下降梯度,即L11......Ln1;根据N1查询上述表3可以得到一系列第二转速下降梯度,即L11......L1n;其中,一系列第一转速下降梯度L11......Ln1与一系列第二转速下降梯度L11......L1n的交叉下降梯度为L11,由此可确定目标转速下降梯度为L11。
在一个示例中,采用如下公式(2)对增程器的当前目标发电转速进行限梯度处理,得到该增程器在当前时刻的当前控制发电转速。
qn=qn-1+min(max(rn-qn-1,Lspe),Hspe) (2)
式(2)中,qn表示增程器在当前时刻的当前控制发电转速,qn-1表示增程器在上一时刻的上一控制发电转速,rn表示增程器在当前时刻的当前目标发电转速,Lspe表示目标转速下降梯度,Hspe表示目标转速上升梯度。
结合上述表2和表3可知,当增程器的目标发电转速越偏离实际发电转速,即目标发电转速与实际发电转速之间的转速差值越大时,转速下降梯度Lspe和转速上升梯度Hspe的绝对值越大,增程器的发电转速的变化越快;反之,当目标发电转速与实际发电转速之间的转速差值越小时,转速下降梯度Lspe和转速上升梯度Hspe的绝对值小,增程器的发电转速的变化越慢。当增程器的实际发电转速越高,越接近增程器的最高设计发电转速(即nn)时,转速上升梯度Hspe越小。因此,当增程器的实际发电转速接近其最高设计发电转速时,适当减小转速上升梯度Hspe,可避免超高速发电时增程器转速上升过快而导致失稳的现象。在整车共振转速范围区间内,通过控制增程器转速快速变化,有利于减小增程器振动。
在一些实施例中,根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数,包括:
计算驾驶员需求功率和电池包允许放电功率之间的功率差值;
从预设的系数查询表中查询获得与功率差值对应的目标修正系数,其中,功率差值与目标修正系数成正比关系。
具体的,整车控制器可通过安装在车辆上的传感信息采集装置采集加速踏板开度信号、车速信号、驾驶模式信号,并根据采集到的这些信息计算出驾驶员需求功率。同时,整车控制器通过电池管理系统(Battery Management System,简称“BMS”)获取电池包允许放电功率,再根据下述公式(3)计算出驾驶员需求功率和电池包允许放电功率之间的功率差值。
PDiff=PD-PB (3)
式(3)中,PDiff表示功率差值,PD表示驾驶员需求功率,PB表示电池包允许放电功率。
在一个示例中,预设的系数查询表如下表4所示。表4是本申请实施例根据整车动力性需求标定的系数查询表。具体的,在标定时,固定动力电池SOC在某个SOC附近,使得电池包允许放电功率PB处于稳定状态,通过调整不同的加速踏板的开度/深度,从而获得不同的驾驶员需求功率PD,再根据整车动力性需求,分别标定在不同功率差值(PD-PB)下的修正系数(Fac),并建立不同功率差值(PD-PB)与修正系数(Fac)之间的对应关系,得到如表4所示的系数查询表。
表4系数查询表
功率差值(PD-PB) PDiff1 PDiff2 PDiff3 ...... PDiffn
修正系数(Fac) F1 F2 F3 ...... Fn
表4中,通常情况下,功率差值PDiffPDiff越大,修正系数Fac越大,Fac的取值范围为[0,1]。
在一些实施例中,根据增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩,包括:
根据当前控制发电转速确定增程器在当前时刻的最高效率点扭矩;
基于目标修正系数,对最高效率点扭矩和当前目标发电扭矩进行加权运算,得到修正发电扭矩。
在一个示例中,在根据上述步骤计算出增程器的当前控制发电转速后,通过查询预设的“控制发电转速-最高效率点扭矩”对应关系表,可以确定增程器在当前时刻的最高效率点扭矩。其中,“控制发电转速-最高效率点扭矩”对应关系表根据增程器效标定得到,其表格形式如下表5所示。
表5“控制发电转速-最高效率点扭矩”对应关系表
控制发电转速 Scon1 Scon2 Scon3 ...... Sconn
最高效率点扭矩 Th1 Th2 Th3 ...... Thn
例如,在已知增程器的当前控制发电转速为Scon2的情况下,通过查询上述表5可以确定与Scon2对应的最高效率点扭矩为Th2
在一个示例中,可采如下公式(4)计算修正发电扭矩。
Tcor=Fac*Ttar+(1-Fac)*Th (4)
式(4)中,Tcor表示修正发电扭矩,Fac表示目标修正系数,Ttar表示增程器的当前目标发电扭矩,Th表示与当前控制发电转速对应的最高效率点扭矩。
在一个示例中,整车控制器可通过采集增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,然后通过查询预先设计好的“发动机实际扭矩-发动机冷却液温度-扭矩上升梯度”对应关系表(如表6所示)获得相应的目标扭矩上升梯度。通过查询预先设计好的“发动机实际扭矩-发动机冷却液温度-扭矩下降梯度”对应关系表(如表7所示)获得相应的目标扭矩下降梯度。
表6“发动机实际扭矩-发动机冷却液温度-扭矩上升梯度”对应关系表
表6中,Teng1至Tengn逐渐递增,且均≥0;C1至Cn逐渐递增;扭矩上升梯度下一行的值≥上一行的值,且均>0。
在标定时,以发动机能够稳定输出扭矩,增程器转速不失稳为目标,标定增程器在不同发动机实际扭矩下的一系列扭矩上升梯度,对应表6中的各列。以发动机能够稳定输出扭矩,不发生抖动为目标,标定增程器在不同发动机冷却液温度下的一系列扭矩上升梯度,对应表6中的各行。
表7“发动机实际扭矩-发动机冷却液温度-扭矩下降梯度”对应关系表
表7中,Teng1至Tengn逐渐递增,且均≥0;C1至Cn逐渐递增;扭矩下降梯度下一行的值≤上一行的值,且均<0。
在标定时,以发动机能够稳定输出扭矩,增程器转速不失稳为目标,标定增程器在不同发动机实际扭矩下的一系列扭矩下降梯度,对应表7中的各列。以发动机能够稳定输出扭矩,不发生抖动为目标,标定增程器在不同发动机冷却液温度下的一系列扭矩下降梯度,对应表7中的各行。
结合表6和表7可知,当增程器的发动机冷却液温度越低时,扭矩上升梯度和扭矩下降梯度的绝对值越小,这说明此时增程器的发动机扭矩变化越缓慢,由此可避免在低温情况下发动机扭矩变化过快而导致发动机扭矩输出不稳定。当发动机实际扭矩接近最高设计扭矩(即Tengn)时,发动机扭矩缓慢上升,可避免发动机扭矩快速上升而导致发动机转速失衡超过最高转速。
在一些实施例中,根据上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩,具体为:采用如下公式(5)计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩:
yn=yn-1+min (max(xn-yn-1,L),H) (5)
其中,yn表示当前控制发电扭矩,xn表示修正发电扭矩,yn-1表示上一控制发电扭矩,L表示目标扭矩下降梯度,H表示目标扭矩上升梯度。
在一应用示例中,整车控制器首先可根据增程器在当前时刻的当前请求发电功率,通过查询上述表1获得与该当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;然后,采集增程器在当前时刻的当前实际发电转速与当前目标发电转速之间的转速差值,利用该当前实际发电转速和该转速差值,通过查询上述表2确定目标转速上升梯度,并通过查询上述表3确定目标转速下降梯度;接着,将当前目标发电转速、目标转速上升梯度、目标转速下降梯度代入上述公式(2)中,计算得出增程器在当前时刻的当前控制发电转速;之后,再根据计算得出的当前控制发电转速,通过查询上述表5确定与该当前控制发电转速对应的最高效率点扭矩;根据驾驶员需求功率和电池包允许放电功率之间的功率差值,查询上述表4确定目标修正系数后,再将该最高效率点扭矩、目标修正系数、当前目标发电扭矩代入上述公式(4)中,求出修正发电扭矩;接下来,通过采集增程器的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,并查询上述表6和表7确定目标扭矩上升梯度和目标扭矩下降梯度;再将修正发电扭矩、上一控制发电转速、目标扭矩上升梯度和目标扭矩下降梯度代入到上述公式(5)中,计算得到增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;最后,控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩。
本申请上述实施例的技术方案,首先兼顾了增程器的当前请求发电功率,并根据当前请求发电功率确定增程器在当前时刻的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩,而这里所得到的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩还不是本申请实际用于控制增程器的转速和扭矩的工作点;为了进一步优化增程器在功率不足的场景下需要快速的动力输出的需求,本申请通过在兼顾增程器的发电功率的前提下,基于增程器的当前控制发电转速确定最高效率电扭矩,并结合与整车动力性需求密切相关的目标修正系数、当前目标发电转速、当前目标发电扭矩,对当前目标发电转速和最高效率点扭矩进行更为合理的分配,从而得到修正发电扭矩;同时为了进一步优化增程器在不同温度下的发电功率稳定性,结合增程器的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩确定目标扭矩上升梯度和目标扭矩下降梯度,并采用目标扭矩上升梯度和目标扭矩下降梯度对上述修正发电扭矩进行限梯度处理,获得当前控制发电扭矩;最后,控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩,从而实现了同时兼顾增程器的发电效率、在不同温度条件下的发电功率稳定性以及在功率不足情况下如何提高动力输出响应速率,达到增程器综合性能的最优化。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本申请的可选实施例,在此不再一一赘述。
下述为本申请装置实施例,可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节,请参照本申请方法实施例。
图2是本申请实施例提供的一种增程器控制装置的示意图。如图2所示,该增程器控制装置包括:
第一获取模块201,被配置为获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率和当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;
处理模块202,被配置为基于当前实际发电转速、上一控制发电转速,对当前目标发电转速进行限梯度处理,得到增程器在当前时刻的当前控制发电转速;
第二获取模块203,被配置为获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;
确定模块204,被配置为根据增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;
第三获取模块205,被配置为获取并根据增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,目标扭矩下降梯度小于零,目标扭矩上升梯度大于零;
计算模块206,被配置为根据上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;
控制模块207,被配置为控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩。
本申请实施例提供的技术方案,通过利用增程器在当前时刻的当前请求发电功率来确定其当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;再结合驾驶员需求功率和电池包允许放电功率选定与整车动力性需求有关的目标修正系数,并利用该目标修正系数对当前目标发电扭矩进行合理修正,得到兼顾了整车动力性需求的修正发电扭矩;在此基础上,进一步结合增程器的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,并基于该目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度对上述修正发电扭矩做进一步的调整,以获得综合兼顾了增程器工作温度的当前控制发电扭矩;最后,通过控制增程器的当前实际发电转速动态转移至当前控制发电转速,以及控制增程器的当前实际发电扭矩动态转移至当前控制发电扭矩,从而实现同时兼顾增程器的发电效率、在不同温度条件下的发电功率稳定性以及在功率不足情况下如何提高动力输出响应速率,尽最大可能达到增程器综合性能的最优化。
在一些实施例中,图2中的处理模块202可包括:
获取单元,被配置为基于当前实际发电转速和当前目标发电转速,获得针对增程器在当前时刻的目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,其中,目标转速下降梯度小于零,目标转速上升梯度大于零;
转速计算单元,被配置为根据当前目标发电转速、当前实际发电转速、上一控制发电转速、目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,计算增程器在当前时刻的当前控制发电转速。
在一些实施例中,上述获取单元可包括:
第一查询组件,被配置为查询预设的第一查询表获得与当前实际发电转速对应的一系列第一转速上升梯度,其中,第一转速上升梯度均大于零;
计算组件,被配置为计算增程器在当前时刻的当前实际发电转速和当前目标发电转速之间的转速差值;
第二查询组件,被配置为查询预设的第一查询表获得与转速差值对应的一系列第二转速上升梯度,第二转速上升梯度均大于零;
寻找组件,被配置为寻找一系列第一转速上升梯度与一系列第二转速上升梯度中的交叉上升梯度,并将交叉上升梯度确定为目标转速上升梯度。
在一些实施例中,第一查询表由如下步骤构建得到:
获取增程器的最高设计发电转速和最低设计发电转速;
基于预设的第一约束条件,标定增程器在不同的实际发电转速下的一系列第一转速上升梯度,其中,实际发电转速在从最低设计发电转速至最高设计发电转速的发电转速区间内;
计算每一个实际发电转速和与之对应的目标发电转速之间的转速差值,得到一系列转速差值;
基于预设的第二约束条件,标定增程器在不同的转速差值下的一系列第二转速上升梯度;
构建实际发电转速、转速差值、第一转速上升梯度以及第二转速上升梯度之间的对应关系,得到第一查询表。
在一些实施例中,图2中的第二获取模块203可包括:
差值计算单元,被配置为计算驾驶员需求功率和电池包允许放电功率之间的功率差值;
系数查询单元,被配置为从预设的系数查询表中查询获得与功率差值对应的目标修正系数,其中,功率差值与目标修正系数成正比关系。
在一些实施例中,图2中的确定模块204可包括:
扭矩确定单元,被配置为根据当前控制发电转速确定增程器在当前时刻的最高效率点扭矩;
运算单元,被配置为基于目标修正系数,对最高效率点扭矩和当前目标发电扭矩进行加权运算,得到修正发电扭矩。
在一些实施例中,图2中的计算模块206具体用于:采用如下公式计算增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩:
yn=yn-1+min(max(xn-yn-1,L),H)
其中,yn表示当前控制发电扭矩,xn表示修正发电扭矩,yn-1表示上一控制发电扭矩,L表示目标扭矩下降梯度,H表示目标扭矩上升梯度。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供了一种车辆,该车辆包括如图2所示的增程器控制装置,以及受控于增程器控制装置的增程器。
图3是本申请实施例提供的电子设备3的示意图。如图3所示,该实施例的电子设备3包括:处理器301、存储器302以及存储在该存储器302中并且可在处理器301上运行的计算机程序303。处理器301执行计算机程序303时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者,处理器301执行计算机程序303时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
电子设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等电子设备。电子设备3可以包括但不仅限于处理器301和存储器302。本领域技术人员可以理解,图3仅仅是电子设备3的示例,并不构成对电子设备3的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者不同的部件。
处理器301可以是中央处理单元(CentraH Processing Unit,CPU),也可以是其它通用处理器、数字信号处理器(DigitaH SignaH Processor,DSP)、专用集成电路(AppHication Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(FieHd-ProgrammabHe Gate Array,FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
存储器302可以是电子设备3的内部存储单元,例如,电子设备3的硬盘或内存。存储器302也可以是电子设备3的外部存储设备,例如,电子设备3上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure DigitaH,SD)卡,闪存卡(FHasH Card)等。存储器302还可以既包括电子设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器302用于存储计算机程序以及电子设备所需的其它程序和数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读存储介质(例如计算机可读存储介质)中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可以实现上述各个方法实施例的步骤。计算机程序可以包括计算机程序代码,计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括:能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-OnHy Memory,ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种增程器控制方法,其特征在于,包括:
获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率、当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与所述当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;
基于所述当前实际发电转速和当前目标发电转速,获得针对所述增程器在当前时刻的目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,其中,所述目标转速下降梯度小于零,所述目标转速上升梯度大于零;
根据所述当前目标发电转速、当前实际发电转速、上一控制发电转速、目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,计算所述增程器在当前时刻的当前控制发电转速;
获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;
根据所述增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;
获取并根据所述增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对所述增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,所述目标扭矩下降梯度小于零,所述目标扭矩上升梯度大于零;
根据所述上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算所述增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;
控制所述增程器的当前实际发电转速动态转移至所述当前控制发电转速,以及控制所述增程器的当前实际发电扭矩动态转移至所述当前控制发电扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述当前实际发电转速和当前目标发电转速,获得针对所述增程器在当前时刻的目标转速上升梯度,包括:
查询预设的第一查询表获得与所述当前实际发电转速对应的一系列第一转速上升梯度,其中,所述第一转速上升梯度均大于零;
计算所述增程器在当前时刻的当前实际发电转速和当前目标发电转速之间的转速差值;
查询预设的第一查询表获得与所述转速差值对应的一系列第二转速上升梯度,所述第二转速上升梯度均大于零;
寻找一系列所述第一转速上升梯度与一系列所述第二转速上升梯度中的交叉上升梯度,并将所述交叉上升梯度确定为目标转速上升梯度。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一查询表由如下步骤构建得到:
获取所述增程器的最高设计发电转速和最低设计发电转速;
基于预设的第一约束条件,标定所述增程器在不同的实际发电转速下的一系列第一转速上升梯度,其中,所述实际发电转速在从所述最低设计发电转速至最高设计发电转速的发电转速区间内;
计算每一个实际发电转速和与之对应的目标发电转速之间的转速差值,得到一系列转速差值;
基于预设的第二约束条件,标定所述增程器在不同的转速差值下的一系列第二转速上升梯度;
构建所述实际发电转速、转速差值、第一转速上升梯度以及第二转速上升梯度之间的对应关系,得到第一查询表。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数,包括:
计算所述驾驶员需求功率和电池包允许放电功率之间的功率差值;
从预设的系数查询表中查询获得与所述功率差值对应的目标修正系数,其中,所述功率差值与所述目标修正系数成正比关系。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩,包括:
根据所述当前控制发电转速确定所述增程器在当前时刻的最高效率点扭矩;
基于所述目标修正系数,对所述最高效率点扭矩和当前目标发电扭矩进行加权运算,得到修正发电扭矩。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算所述增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩,具体为:采用如下公式计算所述增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩:
yn=yn-1+min(max(xn-yn-1,L),H)
其中,yn表示当前控制发电扭矩,xn表示修正发电扭矩,yn-1表示上一控制发电扭矩,L表示目标扭矩下降梯度,H表示目标扭矩上升梯度。
7.一种增程器控制装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,被配置为获取增程器在当前时刻的当前请求发电功率和当前实际发电转速,以及在上一时刻的上一控制发电转速和上一控制发电扭矩,并查询获取与所述当前请求发电功率对应的当前目标发电转速和当前目标发电扭矩;
处理模块,被配置为基于所述当前实际发电转速和当前目标发电转速,获得针对所述增程器在当前时刻的目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,其中,所述目标转速下降梯度小于零,所述目标转速上升梯度大于零;根据所述当前目标发电转速、当前实际发电转速、上一控制发电转速、目标转速下降梯度和目标转速上升梯度,计算所述增程器在当前时刻的当前控制发电转速;
第二获取模块,被配置为获取并根据当前时刻的驾驶员需求功率和电池包允许放电功率,确定目标修正系数;
确定模块,被配置为根据所述增程器在当前时刻的当前控制发电转速、当前目标发电扭矩和目标修正系数,确定修正发电扭矩;
第三获取模块,被配置为获取并根据所述增程器在当前时刻的当前发动机冷却液温度和当前发动机实际扭矩,确定针对所述增程器在当前时刻的目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,其中,所述目标扭矩下降梯度小于零,所述目标扭矩上升梯度大于零;
计算模块,被配置为根据所述上一控制发电扭矩、修正发电扭矩、目标扭矩下降梯度和目标扭矩上升梯度,计算所述增程器在当前时刻的当前控制发电扭矩;
控制模块,被配置为控制所述增程器的当前实际发电转速动态转移至所述当前控制发电转速,以及控制所述增程器的当前实际发电扭矩动态转移至所述当前控制发电扭矩。
8.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括:如权利要求7所述的增程器控制装置,以及受控于所述增程器控制装置的增程器。
9.一种可读存储介质,所述可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
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