CN117681856B - 一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合动力车辆控制技术领域，公开了一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，包括以下步骤：获取整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩以及动力电池电量目标值；根据获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量充足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配；根据获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量不足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配；该方法能够满足车辆动力需求，并对发动机及电机转矩进行合理分配，使发动机工作在高效经济区，提升了燃油经济性且对精细化工况适应性好，能够兼顾能耗的最低。

Description

一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力车辆控制技术领域，具体涉及一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，石油、天然气等能源消耗日益加快，积极推进能源利用、绿色环保可持续发展成为当今世界的发展方向。插电式混合动力汽车动力系统具有发动机和驱动电机两套独立的动力源，通过合理的动力分配，使发动机始终工作在高效经济区，实现电机和发动机的优势互补，不仅能解决传统燃油车的高油耗、高排放问题，提升整车的燃油经济性；还能弥补纯电动汽车的续航里程不足的缺点。

混合动力能量管理策略是提升其燃油经济性和整车性能的有效途径，目前能量管理策略总体上分为规则型和优化型两种。基于规则的能量管理策略由于其控制策略简单，作为基本的控制策略被广泛用于实际车辆的控制策略，主要包括逻辑门限值控制策略和模糊逻辑控制策略，但基于规则的能量管理策略多数依赖于工程师的经验来确定扭矩的分配和工作点，很难适应复杂的行驶工况；而优化型控制策略看似能使能耗达到最优，但是需要精确的子系统模型，对实时运算有着极高的要求，不易实现。因此，现有的能量管理策略太复杂，不太实用，同时适应性不高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，通过考虑多工况扭矩需求、电量状态以及未来电量需求来制定车辆的驱动模式和对整车的发动机与电机的扭矩进行分配，以满足绝大多数工况的运行状态要求和适应精细化工况。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，包括以下步骤：

S1、获取整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩以及动力电池电量目标值；

S2、根据步骤S1中获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量充足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配；

S3、根据步骤S1中获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量不足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配。

进一步地，步骤S2具体包括：

S21、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速小于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩小于P3电机的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为纯电模式；

S22、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为混合驱动模式；

S23、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为发动机直驱模式。

进一步地，纯电模式最佳车速范围的最大值为电机恒扭矩最大转速所对应的车速，且计算公式如下：

其中，表示纯电模式最佳车速范围的最大值，/>表示电机恒扭矩最大转速，/>表示整车车轮半径，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

进一步地，步骤S3具体包括：

S31、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车的当前车速小于速度阈值，则将整车的驱动模式调整为增程模式，并将动力电池充电至动力电池电量目标值；

S32、当电量不足时，即动力电低池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于速度阈值，且整车需求扭矩小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为行车充电模式，并将动力电池充电至动力电池电量目标值；

S33、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最低扭矩，且小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为发动机直驱模式；

S34、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若动力电池当前电量大于动力电池电量最低限值，且整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为混合驱动模式；

S35、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量最低限值，整车输出功率受到限制，并以整车能够维持基本运转为控制目标。

进一步地，当整车的驱动模式为纯电模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示/>电机输出轴的需求扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩。

进一步地，当整车的驱动模式为发动机直驱模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示发动机输出轴的需求扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩。

进一步地，当整车的驱动模式为行车充电模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，/>表示/>电机的扭矩，/>表示发动机输出轴的需求扭矩。

进一步地，当整车的驱动模式为混合驱动模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示差速器输入端的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示发动机最佳燃油消耗区间的扭矩，/>表示整车的变速器传动比，/>表示整车的主减速器传动比，/>表示/>电机的扭矩，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

进一步地，当整车的驱动模式为增程模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示差速器输入端的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩，/>表示需求功率，/>表示电机恒扭矩最大转速，/>表示基于功率跟随式控制方法设置的发电扭矩，为固定值，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

本发明具有以下有益效果：

本发明所采用的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，不仅能够很好的满足整车动力需求，而且通过对发动机以及电机转矩进行合理分配，使发动机和电机尽可能工作在高效经济区，提升了燃油经济性；同时，该能量管理方法对于精细化的工况具有较好的适应性，并且能够兼顾能耗的最低。

附图说明

图1为本发明所提出的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法的流程示意图；

图2为本发明采用的P0+P3混联式混动系统结构示意图；

图3为发动机万有特性曲线示意图；

图4为P3电机参数匹配的结果得出的外特性曲线示意图；

图5为P3电机参数匹配的结果得出的效率map示意图；

图6为P0电机参数匹配的结果得出的外特性曲线示意图；

图7为P0电机参数匹配的结果得出的效率map示意图；

图8为三种驱动模式下稳态工况等效油耗对比示意图；

图9为4倍WLTC循环工况曲线示意图；

图10为Stander标准模式实际车速与目标车速曲线示意图；

图11为Stander标准模式发动机实际扭矩与目标扭矩曲线示意图；

图12为Stander标准模式P3电机实际扭矩与目标扭矩曲线示意图；

图13为Stander标准模式的切换流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，包括以下步骤S1-S3：

S1、获取整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩以及动力电池电量目标值。

如图2所示，图2为本发明采用的P0+P3混联式混动系统结构示意图。本实施例整车为P0+P3混联式混合动力构型汽车，整个驱动系统包含的零部件有发动机、离合器、DCT变速箱、差速器以及减速器，P0电机、P3电机以及动力电池。其中，图2中三个圆圈处为发动机、发动机与DCT变速箱之间为离合器，P0电机不单独驱动车辆，但可以使整个驱动系统工作在增程模式下。并且P0+P3混联式混合动力构型汽车主要通过电机、发动机的启停控制以及离合器的开闭控制来实现整个混动系统的模式切换，包括纯电驱动模式、发动机驱动模式、发动机+P3电机的混合驱动模式，行车充电模式，发动机+P0电机的增程模式以及再生制动模式等。本实施例中，整车及主要零部件的基本参数如表1所示：

如图3所示，图3为发动机万有特性曲线示意图。根据发动机参数匹配结果得到发动机的万有特性曲线，如图3所示，图3中椭圆形区域为本文定义的发动机的最佳工作区域，转速范围在1700~4500rpm之间，扭矩范围在110~190Nm之间，椭圆形曲线的上部分为发动机最佳工作区域的扭矩上限值，即发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩/>，椭圆形曲线的下部分为发动机最佳工作区域的扭矩下限值，即发动机最佳燃油消耗区间的最低扭矩/>，穿过椭圆形的曲线为发动机最佳燃油消耗曲线，即发动机最佳燃油消耗区间的扭矩/>。

如图4所示，图4为P3电机参数匹配的结果得出的外特性曲线示意图。图4中cont表示额定转矩（Continuous torque），其中转矩的单位为牛米（Nm），转速的单位为转/分钟（rpm），峰值转矩持续时间的单位为秒（s）。

如图5所示，图5为P3电机参数匹配的结果得出的效率map示意图。图5中虚线表示额定转矩，横坐标表示转速，单位为转/分钟（rpm），纵坐标表示转矩，单位为牛米（Nm）。

如图6所示，图6为P0电机参数匹配的结果得出的外特性曲线示意图。图6中cont表示额定转矩（Continuous torque），其中转矩的单位为牛米（Nm），转速的单位为转/分钟（rpm），峰值转矩持续时间的单位为秒（s）。

如图7所示，图7为P0电机参数匹配的结果得出的效率map示意图。图7中虚线表示额定转矩，横坐标表示转速，单位为转/分钟（rpm），纵坐标表示转矩，单位为牛米（Nm）。

如图8所示，图8为三种驱动模式下稳态工况等效油耗对比示意图。本实施例中通过仿真对比10~150km/h，间隔10km/h稳态工况的燃油消耗和电耗，仿真工况时长3600s。除了纯电模式分析对比电量消耗外，根据国家标准GB/T 37340-2019电动汽车能耗折算方法中的简单折算法推荐等效系数8.625kWh/L，然后再考虑发动机的热效率，并取40%，则等效系数确定为3.45kWh/L，将其余驱动模式电量的消耗或增长转化为综合等效油耗。发动机直驱模式在低速段工作油耗高，随着车速和负载的增加，燃油经济效率会更好，适合高速巡航时使用；行车充电模式由于在低速阶段需要给P0电机充电，其工作油耗比发动机直驱模式更高，高速段发动机在最佳区间运行使得油耗降低，呈现先下降后上升的趋势；增程模式发动机始终在最佳工况下带动发电机发电，并以电能传给驱动电机驱动车辆行驶，看似能量转化了好几次，但实际上在低速段效率比发动机直驱高，三种模式稳态工况综合油耗数据对比如图8所示，仿真结果表明：（1）车辆在中低速城市工况（0~30km/h）下，增程模式下的燃油经济性要优于发动机直驱模式和行车充电模式下的燃油经济性；（2）在中速工况（30~60km/h）下，发动机直驱模式下的燃油经济性与行车充电模式下的燃油经济性相当，但优于增程模式下的燃油经济性，若车辆没有充电需求，则发动机直驱具有更好的燃油经济性；（3）在高速工况（60~120km/h）下，行车充电模式下的燃油经济性要优于发动机直驱模式和增程模式下的燃油经济性；（4）在超高速工况（120~150km/h）下，发动机直驱模式的燃油经济性要优于行车充电模式和增程模式的燃油经济性。因此，本实施例在稳态工况综合油耗结果对比的基础上，结合整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩、动力电池电量目标值以及动力电池电量最低限值，提出基于整车多工况扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法。其中，整车的当前车速为、动力电池当前电量为/>、整车需求扭矩为以及动力电池电量目标值为/>；动力电池电量最低限值为/>；纯电模式最佳车速范围的最大值为/>；P3电机的最大扭矩为/>；发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩为/>；发动机最佳燃油消耗区间的最低扭矩为/>。

S2、根据步骤S1中获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量充足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配。

具体地，步骤S2具体包括S21-S23：

S21、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速小于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩小于P3电机的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为纯电模式。

具体地，纯电模式最佳车速范围的最大值为电机恒扭矩最大转速所对应的车速，且计算公式如下：

其中，表示纯电模式最佳车速范围的最大值，单位为km/h，/>表示电机恒扭矩最大转速，单位为r/min，/>表示整车车轮半径，单位为m，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

S22、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为混合驱动模式。

S23、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为发动机直驱模式。

S3、根据步骤S1中获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量不足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配。

具体地，步骤S3具体包括S31-S35：

S31、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车的当前车速小于速度阈值，则将整车的驱动模式调整为增程模式，并将动力电池充电至动力电池电量目标值。

对于本实施例中采用的P0+P3混联式混合动力构型汽车而言，此处速度阈值为30km/h，而对于不同的车型来说，速度阈值是不相同的，具体情况，可以参考本文附图8，通过得到驱动模式的综合油耗，去确定不同车型的车速即速度阈值。

S32、当电量不足时，即动力电低池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于速度阈值，且整车需求扭矩小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为行车充电模式，并将动力电池充电至动力电池电量目标值。

S33、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最低扭矩，且小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为发动机直驱模式。

S34、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若动力电池当前电量大于动力电池电量最低限值，且整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为混合驱动模式。

S35、当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量最低限值，整车输出功率受到限制，并以整车能够维持基本运转为控制目标。

本实施例中，当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量最低限值，则整车输出功率受到限制，并以整车能够维持基本运转为控制目标，在实际运行中，一般不允许出现此种情况。并根据整车的各驱动模式为发动机和电机进行扭矩分配。本实施例中动力电池电量最低限值为固定值。

具体地，当整车的驱动模式为纯电模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示/>电机输出轴的需求扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩。

具体地，当整车的驱动模式为发动机直驱模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示发动机输出轴的需求扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩。

具体地，当整车的驱动模式为行车充电模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，/>表示/>电机的扭矩，/>表示发动机输出轴的需求扭矩。

具体地，当整车的驱动模式为混合驱动模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示差速器输入端的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示发动机最佳燃油消耗区间的扭矩，/>表示整车的变速器传动比，/>表示整车的主减速器传动比，/>表示/>电机的扭矩，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

具体地，当整车的驱动模式为增程模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示差速器输入端的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩，/>表示需求功率，/>表示电机恒扭矩最大转速，/>表示基于功率跟随式控制方法设置的发电扭矩，为固定值，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

本实施例中，通过仿真实验验证本发明所提出的能量管理控制方法的合理性和对精细化的工况具有较好的适应性。控制策略模型按驾驶模式分为四个部分，包括EV电动模式和HEV油电混动模式；其中HEV油电混动模式中又包括Sports运动模式、ECO经济模式以及Stander标准模式。

如图9所示，图9为4倍WLTC循环工况曲线示意图。目前的循环工况都有循环时间较短的缺点，单倍循环工况无法准确验证控制方法的合理性，故选择4倍WLTC工况进行仿真验证，工况曲线如图9所示，以stander标准模式为例，对各模式进行验证及仿真分析。

如图10所示，图10为Stander标准模式实际车速与目标车速曲线示意图；图10反映的是Stander标准模式下整车的车速跟随效果，其中，黑色曲线表示Stander标准模式下整车的实际车速，带方形曲线表示Stander标准模式下整车的目标车速。

如图11所示，图11为Stander标准模式发动机实际扭矩与目标扭矩曲线示意图；图11中带方形曲线表示发动机实际扭矩，带圆形曲线表示发动机目标扭矩。

如图12所示，图12为Stander标准模式P3电机实际扭矩与目标扭矩曲线示意图；图12中带方形曲线表示P3电机实际扭矩，带圆形曲线表示P3电机目标扭矩。

本实施例中，图11和图12分别反映的是发动机与P3电机的实际输出转矩有较好的跟随效果，发动机目标扭矩和实际扭矩之间产生的误差是由于在发动机直驱模式和混合驱动模式下，整车会根据实际车速和目标车速对发动机转矩进行微小调整，总体变化趋势依然保持一致，而P3电机目标扭矩和实际扭矩之间的误差是纯电模式下通过调整扭矩产生的。

由于Stander标准模式有纯电驱动模式、发动机直驱模式、行车充电驱动模式以及混合驱动模式，Stander标准模式下，不限制发动机的输出功率，在混合驱动模式下，发动机以最佳燃油消耗区间的最大扭矩曲线工作，动力电池电量目标值/>不设置在较低范围，从而使动力电池保持较高电量，以满足在城市工况下的用电需求，并根据基于整车多工况扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，设计Stander标准模式的状态机以及切换流程。

如图13所示，图13为Stander标准模式的切换流程示意图。将动力电池初始电量、动力电池电量最低限值以及动力电池电量目标值分别设置为不同值，进行实验。（1）动力电池初始电量设定为30%、动力电池电量最低限值为20%、动力电池电量目标值为50%；Stander标准模式电量保持水平持续升高，保持在30%-50%之间；经仿真HEV Stander标准模式燃油消耗量为9.35L/100km，电耗为-2.29Wh/100km，综合等效油耗为8.68L/100km。（2）动力电池初始电量设定为30%、动力电池电量最低限值为20%、动力电池电量目标值为30%；仿真Stander标准模式得到燃油消耗量为8.70L/100km，电耗为-0.46kWh/100km，综合等效油耗为8.56L/100km。（3）动力电池初始电量设定为100%、动力电池电量最低限值为20%；、动力电池电量目标值为20%；仿真Stander标准模式得到燃油消耗量为1.38L/100km，电耗为21.17kWh/100km，综合等效油耗为7.57L/100km。本实施例中，分别设置EV电动模式、Sports运动模式、ECO经济模式以及Stander标准模式在动力电池初始电量以及动力电池电量目标值为不同值时，得到实验结果，如表2所示：

从表2中可以得到，当动力电池电量充足时，即初始电量为100%时，WLTC工况下的整车的燃油消耗为1.38L/100km，电量不足时，即初始电量为30%，设置不同的动力电池电量目标值即30%或70%，仿真得到的燃油消耗量分别为8.70L/100km、12.04 L/100km。其中，仿真结果出现巨大的差异，多达38%左右，由此可见不同的动力电池电量目标值/>对整车燃油经济性有着巨大影响。因此，动力电池电量目标值的设定应该根据车辆行驶工况以及车辆所处环境的变化而变化，故合理的设置动力电池电量目标值才能达到较好的能耗控制效果。同时，同一初始条件下ECO经济模式下的燃油经济性会优于其他驾驶模式，由此也证明了本发明所搭建的考虑驾驶模式的能量管理方法的合理性。对于混动系统能量管理策略，基于规则的能量管理策略容易实现，但有局限性；优化型控制策略对车辆实时算力提出过高要求，难以实现或者不太容易现实，本实施例在将各驱动模式的能耗优势区间进行工况细分的前提下，确定各工况需求及对应的经济能耗驱动模式的选择和对比；在此基础上来建立合理的扭矩分配规则，制定了考虑多工况扭矩需求和电量状态的扭矩分配和驱动方法；该方法不仅能够满足绝大多数工况的运行状态要求，对于精细化的工况也有较好的适应性，同时能够兼顾能耗的最低。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，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，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩以及动力电池电量目标值；

S2、根据步骤S1中获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量充足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配；

S3、根据步骤S1中获取的整车的当前车速、动力电池当前电量、整车需求扭矩，当整车电量不足时，调整整车处于不同工况的驱动模式和对整车扭矩进行分配，具体过程为：

当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车的当前车速小于速度阈值，则将整车的驱动模式调整为增程模式，并将动力电池充电至动力电池电量目标值；

当电量不足时，即动力电低池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于速度阈值，且整车需求扭矩小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为行车充电模式，并将动力电池充电至动力电池电量目标值；

当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最低扭矩，且小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为发动机直驱模式；

当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量目标值，若动力电池当前电量大于动力电池电量最低限值，且整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为混合驱动模式；

当电量不足时，即动力电池当前电量小于动力电池电量最低限值，整车输出功率受到限制，并以整车能够维持基本运转为控制目标。

2.根据权利要求1所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速小于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩小于P3电机的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为纯电模式；

S22、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩大于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为混合驱动模式；

S23、当电量充足时，即动力电池当前电量大于动力电池电量目标值，若整车的当前车速大于纯电模式最佳车速范围的最大值，且整车需求扭矩小于发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，则将整车的驱动模式调整为发动机直驱模式。

3.根据权利要求2所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，纯电模式最佳车速范围的最大值为电机恒扭矩最大转速所对应的车速，且计算公式如下：

其中，表示纯电模式最佳车速范围的最大值，/>表示电机恒扭矩最大转速，/>表示整车车轮半径，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

4.根据权利要求2所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，当整车的驱动模式为纯电模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示/>电机输出轴的需求扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，当整车的驱动模式为发动机直驱模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示发动机输出轴的需求扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩。

6.根据权利要求1所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，当整车的驱动模式为行车充电模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示发动机最佳燃油消耗区间的最大扭矩，/>表示/>电机的扭矩，/>表示发动机输出轴的需求扭矩。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，当整车的驱动模式为混合驱动模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示差速器输入端的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示发动机最佳燃油消耗区间的扭矩，/>表示整车的变速器传动比，/>表示整车的主减速器传动比，/>表示/>电机的扭矩，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。

8.根据权利要求1所述的一种基于整车扭矩需求及电量状态的能量管理控制方法，其特征在于，当整车的驱动模式为增程模式时，调整发动机、P0电机与P3电机的扭矩如下：

其中，表示/>电机的扭矩，/>表示差速器输入端的扭矩，/>表示发动机的扭矩，/>表示/>电机的扭矩，/>表示需求功率，/>表示电机恒扭矩最大转速，/>表示基于功率跟随式控制方法设置的发电扭矩，为固定值，/>表示/>电机耦合到差速器输入端的传动比。