CN117864094A - 增程器发电控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种增程器发电控制方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括:确定车辆当前所处的增程器发电模式;根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,对经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;利用转速和功率的关系公式,计算经济转速对应的发动机扭矩,并计算发电机的实际转速;将发动机扭矩发送给发动机,以使发动机执行发动机扭矩控制操作,将实际转速发送给发电机,以使发电机执行转速控制操作。本申请能够提升增程式电动汽车在低温环境下的保电能力,并且能够智能调节发电量,从而提高用户的驾驶体验和满意度。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域,尤其涉及一种增程器发电控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
近年来,随着全球环境问题的加剧,"绿色出行"理念被越来越多的人们所接受和倡导。电动汽车因其清洁、环保的特性而受到青睐。然而,纯电动汽车存在的一个主要问题是"里程焦虑",即由于电池容量限制而导致的有限行驶里程。为解决这一问题,增程式电动汽车(ER-EV)应运而生,它们结合了电动汽车的环保优点和传统燃油车的长途驾驶能力。
增程器在增程式电动汽车中扮演着至关重要的角色,它的主要功能是在电池电量不足时提供额外的电力,从而延长车辆的纯电行驶里程。尤其在低温环境下,电池的放电能力会受到影响,这时增程器的保电能力成为保证车辆稳定运行的关键。用户在低温环境或电量较低的情况下尤为担心电池电量不足的问题,这直接影响到他们的驾驶体验和用车习惯。
针对低温环境下的电池保电问题,现有技术主要通过提高增程器启动时的电池电量(SOC)阈值来应对。然而,此方法存在明显的不足:仅提高SOC阈值而未相应增加发电功率。这种做法虽然在一定程度上延长了电池使用时间,但实际上并未有效提升低温环境下的保电能力,仍然存在电量迅速耗尽的风险。并且,现有技术无法智能调节增程器的发电量,因此,也无法确保在低温环境下电池的持续和有效供电,从而降低用户的驾驶体验和满意度。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种增程器发电控制方法、装置、电子设备及存储介质,以解决现有技术存在的未能有效提升低温环境下的保电能力,无法智能调节增程器的发电量,无法智能调节增程器的发电量的问题。
本申请实施例的第一方面,提供了一种增程器发电控制方法,包括:确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;利用预定的转速和功率的关系公式,计算经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;将发动机扭矩发送给发动机,以使发动机执行发动机扭矩控制操作,将实际转速发送给发电机,以使发电机执行转速控制操作。
本申请实施例的第二方面,提供了一种增程器发电控制装置,包括:第一确定模块,被配置为确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;第二确定模块,被配置为根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;查询模块,被配置为确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;计算模块,被配置为利用预定的转速和功率的关系公式,计算经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;控制模块,被配置为将发动机扭矩发送给发动机,以使发动机执行发动机扭矩控制操作,将实际转速发送给发电机,以使发电机执行转速控制操作。
本申请实施例的第三方面,提供了一种电子设备,包括存储器,处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
本申请实施例的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机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。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:
通过确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;利用预定的转速和功率的关系公式,计算经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;将发动机扭矩发送给发动机,以使发动机执行发动机扭矩控制操作,将实际转速发送给发电机,以使发电机执行转速控制操作。本申请能够提升增程式电动汽车在低温环境下的保电能力,并且能够智能调节发电量,以确保在低温环境下电池的持续和有效供电,从而提高用户的驾驶体验和满意度。
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增程器发电控制方法的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的增程器发电控制装置的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的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。
应当理解,本文使用的术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
需要说明的是,术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意,本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
增程电动车(Range-extended Electric Vehicle,REEV)是一种特殊的电动车,它除了具有电池包提供动力的功能,还配置有一个增程器,由发动机和发电机组成。在电池包电量充足时,车辆完全依赖电力驱动,能满足用户激烈驾驶的需求。然而,随着电池包电量的消耗,电池的放电功率逐渐不足,此时就需要启动增程器进行发电,以驱动车辆,并在发电量富余时,还能对电池包进行充电。
鉴于上述背景技术中提出的问题,本申请提供一种新的增程器发电控制方法,旨在提升增程式电动汽车在低温环境下的保电能力。本申请的增程器发电控制策略涉及以下几个方面的内容:
1、发电策略的分类
行车发电:当车速超过一个预设的阈值A时,系统会监测电池的实际SOC(荷电状态)。如果实际SOC低于行车模式下的目标SOC阈值,车辆控制单元(VCU)会指令增程器启动发电。这种模式主要适用于车辆在高速或正常行驶状态下。
原地发电:当车速低于阈值A时,系统同样监测电池的实际SOC。如果SOC低于原地状态的启动SOC阈值,VCU会启动增程器进行发电。这种模式适用于车辆停止或低速行驶的状态。
2、行车目标SOC的确定
电芯温度依赖:行车目标SOC的设定基于当日最低电芯温度。由于电池性能受温度影响显著,这种方法确保在不同的温度条件下,电池能够维持在最优的工作状态。
3、发电等级的确定
SOC差值分析:根据当前实际SOC与目标SOC的差值,系统决定发电等级。这一步骤关键在于确保电池的荷电状态始终保持在理想范围内,既防止电量过低,也避免不必要的能量消耗。
4、发电功率的确定
车速调节:发电功率的计算考虑了当前车速。这意味着车辆在不同的行驶状态下,发电策略会进行相应的调整,以匹配车辆的实际能量需求。
本申请技术方案的优势在于其能够智能地适应不同的行驶条件和电池状态,从而优化发电过程和提升整车性能。通过精确控制发电时机和功率,本方案不仅提升了低温环境下的保电能力,也增加了车辆在各种环境下的驾驶舒适性和可靠性。此外,它还考虑了电池的实际状态和环境温度的影响,使得增程器的工作更加高效和经济。
总的来说,本申请提出的技术方案通过智能集成多个关键参数,如电池温度、车辆模式、车速以及电池SOC,创新地提出了一种更加高效和适应性强的增程式电动汽车发电策略,解决了低温环境下电能保持不足的问题,同时提升了整车的能源管理效率和驾驶体验。该策略通过综合考虑车辆模式、运行状态、电池SOC及增程器效率等因素,智能调节发电量,以确保在低温环境下电池的持续和有效供电,从而提高用户的驾驶体验和满意度。
下面结合附图以及具体实施例对本申请技术方案的内容进行详细描述。
图1是本申请实施例提供的增程器发电控制方法的流程示意图。图1的增程器发电控制方法可以由整车控制器VCU来执行。如图1所示,该增程器发电控制方法具体可以包括:
S101,确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;
S102,根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;
S103,确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;
S104,利用预定的转速和功率的关系公式,计算经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;
S105,将发动机扭矩发送给发动机,以使发动机执行发动机扭矩控制操作,将实际转速发送给发电机,以使发电机执行转速控制操作。
增程器是一种在增程电动车(Range-Extended Electric Vehicle,REEV)中使用的设备,通常由一个内燃发动机和一个发电机组成。其主要目标是提供电力,而不是直接驱动车辆。在增程电动车中,电池包是主要的动力来源。当电池电量充足时,电池包的放电功率足以满足车辆的驾驶需求,包括更激烈的驾驶情境。然而,随着电池电量的下降,电池包的放电功率可能不足以满足车辆的驾驶需求。此时,增程器就会启动,发动机驱动发电机发电,为车辆提供额外的电力,继续驱动车辆前进。如果发电量富余,增程器还可以为电池包充电,以备后续使用。
增程器的存在大大增加了电动车的行驶范围,解决了电池电量有限的问题,同时保持了电动车低噪音、低排放的优点。然而,增程器发电功率较大时会产生更多的噪声和振动,同时油耗也会增加,因此需要谨慎地控制增程器的启动和停止,以保持良好的乘坐舒适性、车辆动力性和用车经济性。
SOC是State of Charge的缩写,用于表示“电池荷电状态”或“电量状态”,作为描述电动车或增程电动车电池包电量状态的一个重要参数。在电动车或增程电动车中,SOC值主要表示电池包当前剩余电量相对于电池包全充电量的比例。
例如,一个SOC值为100%的电池包表示电池包已满电,而一个SOC值为0%的电池包表示电池包已放空。当SOC值在这两个极值之间时,表示电池包剩余的电量。比如SOC值为50%,意味着电池包的剩余电量为其总容量的一半。
在增程电动车中,SOC值用于决定何时启动增程器,以及增程器应该提供的电力量。例如,当SOC值降低到设定阈值时,增程器会启动以提供电力,当SOC值上升超出设定阈值时,增程器则会停止工作。
在一些实施例中,根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值,包括:获取车辆的当前最低电芯温度,将当前电芯最低温度与预先存储的当日最低电芯温度进行比较,根据比较结果对当日最低电芯温度进行更新;利用更新后的当日最低电芯温度对行车目标剩余电量阈值映射关系或原地启动剩余电量阈值映射关系进行查询,得到当前车辆模式下对应的行车目标剩余电量阈值或原地启动剩余电量阈值。
具体地,本申请的增程器发电控制策略中包括电芯温度监测和更新。其中,在电芯温度获取中,车辆系统首先获取当前电池组中的最低电芯温度T1。在温度对比和更新时,将当前获取的最低电芯温度T1与系统中存储的当日最低电芯温度T2进行对比。如果T1低于或等于T2,系统将T2更新为T1,以确保T2始终记录当日的最低温度。如果T1高于T2,则保持T2不变。在实际应用中,本申请实施例还提出日期更新机制,即每日更新时,车辆首次启动将直接采用新获取的温度T1更新T2。
进一步地,本申请的增程器发电控制策略中还包括车辆模式识别和阈值映射。首先,区分车辆模式,根据车辆当前的运行模式,如强制存电模式、存电优先模式或燃油优先模式,采取不同的发电策略。其次,在行车目标SOC阈值映射中,使用更新后的当日最低电芯温度T2,查询预设的行车目标剩余电量阈值映射表。该映射表根据不同的温度条件给出不同车辆模式下的行车目标SOC阈值。另外,在原地启动SOC阈值映射中,使用T2查询原地启动剩余电量阈值映射表,得到当前车辆模式下的原地启动SOC阈值。
进一步地,映射表的存储和应用中包括表格存储和阈值应用。首先,在表格存储中,行车目标剩余电量阈值和原地启动剩余电量阈值映射关系存储在车辆控制系统中,以表格的形式呈现。这些表格包含不同车辆模式在不同温度条件下的SOC阈值数据。其次,在阈值应用中,根据查询结果,VCU在相应的车辆模式下调整发电策略,确保电池在低温环境下保持合适的电量水平,从而改善电池性能和延长电池寿命。
通过上述实施例的方式,车辆能够根据不同的车辆模式和电池温度条件,智能调整发电策略,确保电池在最佳状态下运行,从而提高整车性能和电池的使用寿命。这种策略特别适用于低温环境,可以有效地解决冷天气下电池性能降低的问题,确保车辆的可靠性和驾驶舒适性。
在一些实施例中,在确定增程器发电模式对应的车辆需求功率之前,该方法还包括:确定车辆的当前实际剩余电量与行车目标剩余电量之间的偏移量,利用偏移量及当前实际剩余电量,对预定的保电系数映射关系进行查询,得到行车发电保电系数。
具体地,确定车辆的当前实际SOC(即当前实际剩余电量)与行车目标SOC(即行车目标剩余电量)之间的偏移量ΔSOC,根据偏移量ΔSOC和当前实际SOC对预定的保电系数映射关系进行查询,得到行车发电保电系数K。在实际应用中,保电系数映射关系可以使用表格的形式保存,此时,保电系数映射关系也可以认为是“行车发电保电系数表”,该行车发电保电系数表用于存储偏移量、当前实际剩余电量、以及行车发电保电系数三者之间的映射关系。
在一些实施例中,该方法还包括:当偏移量大于0时,行车发电保电系数小于1;当偏移量小于0时,行车发电保电系数大于或等于1,且行车发电保电系数的值随偏移量绝对值的增大而增大。
具体地,当偏移量ΔSOC>0时,行车发电保电系数K<1;当偏移量ΔSOC<0时,行车发电保电系数K≥1,且随着偏移量ΔSOC的绝对值增大,行车发电保电系数K的值也随之增大。行车发电保电系数K需要根据实车标定和测试确认;偏移量ΔSOC=当前实际SOC-行车目标SOC。
需要说明的是,车辆在静止和行驶时对保电系数的需求是有差异的。当车辆静止时有启动增程器需求时,出于整车的NVH性能的考虑,尽量减小用户对增程启动的感知,原地增程器启动后,采用定点小功率发电,因此保电系数≤1,既保证电池不馈电,又保证整车NVH性能。
在一些实施例中,该方法还包括:为预设的每种车辆模式设置相应的保电目标,根据保电目标建立保电系数映射关系,根据偏移量确定行车发电保电系数与预设的平衡值之间的大小关系;根据不同车辆模式下的实车测试结果,对保电系数映射关系进行标定和调整,以使保电系数映射关系能够满足不同车辆模式下的保电要求;其中,保电系数映射关系中配置有车辆模式、行车发电保电系数、车速、工况、行车目标剩余电量以及当前实际剩余电量之间的映射关系。
具体地,当车辆在行驶过程中,不同车辆模式对应不同的行车发电保电系数,例如,根据不同车辆模式的需求,得到不同的保电目标,根据保电目标建立车辆模式、行车发电保电系数、车速、工况、行车目标剩余电量以及当前实际剩余电量之间的保电系数映射关系。也就是说,通过区分不同车辆模式,结合整车车辆模式需求,根据模式定义的保电目标设定不同车辆模式下的保电系数Map(即保电系数映射关系)。
进一步地,根据当前实际SOC(即当前实际剩余电量)与行车目标SOC(即行车目标剩余电量)之间的偏移量,来确认保电系数的是大于还是小于平衡值(比如1);然后,根据当前车速和工况(如平路驾驶、爬坡等)计算车辆的需求功率。当需求功率较大,可能导致电池电量快速下降时,需要相应地调整保电系数的范围,这是为了确保在高功率需求下,电池的电量仍然可以得到有效保持。
进一步地,最后根据实车测试不同模式下的实际保电能力,标定调整保电系数Map,得到符合车辆模式的保电需求的参数。例如,在不同的车辆模式下进行实车测试,观察各个车辆模式下的实际保电能力。根据实车测试结果,对初步设定的保电系数Map进行调整和标定,以确保其能够满足各个车辆模式下的实际保电需求。
通过上述实施例的方法,本申请技术方案在不同的车辆模式下为增程式电动汽车提供了一个精确调整的保电系数Map。这种方法能够确保在不同的驾驶条件和电池状态下,车辆都能保持最佳的电能状态,从而提升整车的能效和驾驶体验。
在一些实施例中,确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,包括:当增程器发电模式为行车发电模式时,计算车辆在不同车速行驶下整车的阻尼功率,以及车辆在坡道上行驶时需要的额外驱动功率;利用阻尼功率及额外驱动功率,计算车辆行驶需求总功率,利用车辆行驶需求总功率及行车发电保电系数,计算车辆行驶需求功率;当增程器发电模式为原地发电模式时,将原地发电模式下的车辆需求功率设置为固定功率,并将固定功率作为车辆静止需求功率。
具体地,本申请实施例区分两种不同的增程器发电模式来计算不同模式下的车辆需求功率,下面结合具体实施例分别对行车发电模式和原地发电模式时的车辆需求功率的确定过程进行详细说明,具体可以包括以下内容:
当增程器发电模式为行车发电模式时,首先,计算行驶状态下的阻尼功率P1;其中,在计算阻尼功率P1时,通过实车滑行阻力测试获取车辆的滑行阻力曲线,然后根据滑行阻力曲线和车速,计算出在不同车速下整车的阻尼功率P1。在实际应用中,可以使用特定的曲线参数(a、b、c)和车速(v)来计算阻尼功率P1,同时考虑动力系统的驱动效率(ef)。
在一个示例中,可以采用如下公式计算阻尼功率P1:
其中,a、b、c分别表示车辆滑行曲线参数;v表示车速,单位为km/h;ef表示动力系统驱动效率。
其次,根据坡道补偿计算额外驱动功率P2,在计算额外驱动功率P2时,先进行坡道识别,在车辆行驶过程中,当车辆识别到正在坡道上行驶时,需要计算坡道带来的额外驱动负担。然后,计算额外功率,根据当前的坡度(θ)和整车整备质量(m),计算出坡道相比于平路额外的驱动功率P2。
在一个示例中,可以采用如下公式计算额外驱动功率P2:
其中,m表示整车整备质量;θ表示坡度;ef表示动力系统驱动效率。
然后,在经过上述实施例的计算得到阻尼功率P1和额外驱动功率P2之后,将阻尼功率P1与额外驱动功率P2相加,即可得到车辆行驶需求的总功率P3,即车辆行驶需求总功率P3=P1+P2。
最后,将计算得到的车辆行驶需求总功率P3与前述实施例确定的行车发电保电系数K相乘,即可得到最终的车辆行驶需求功率P4,即车辆行驶需求功率P4=P3*K。
通过上述实施例的方法,便可计算出增程式电动汽车(ER-EV)在行车发电模式下的车辆行驶需求功率。上述方法不仅考虑了车辆行驶时的基本物理阻力,还包括了坡道驾驶时的额外负荷,并将这些因素结合起来以确定发电功率的需求。这种方法使得车辆能够根据实际的行驶需求和条件,以及电池的保电需求,调整发电策略,优化能源使用效率,同时考虑到驾乘舒适性
进一步地,当增程器发电模式为原地发电模式时,将车辆在原地状态下的发电功率设置为固定功率,即在原地状态(即车辆停止状态)下,为了考虑整车的NVH(噪声、振动和粗糙度)性能,可以设置车辆需求功率为固定值(比如5KW)。这是因为在原地状态下,用户在车辆静止时对NVH性能更为敏感,因此,可以将增程式电动汽车(ER-EV)在原地状态下的发电功率设置为固定值。
在一些实施例中,本申请还将进一步计算发动机扭矩和发电机的实际转速,下面结合具体实施例对发动机扭矩计算方法及发电机转速计算方法的实现过程及原理进行详细说明,具体可以包括以下内容:
根据车辆需求功率,在考虑增程器效率和限值后,计算实际发电功率P,利用车辆需求功率对经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速ne,然后根据转速和功率的关系公式,计算得到发动机的扭矩(即发电过程中发动机的扭矩)Te。
在一个示例中,可以采用如下公式计算发动机扭矩:
其中,Te表示发动机扭矩,ne表示经济转速,P表示实际发电功率。
需要说明的是,经济转速映射关系可以使用表格的形式进行存储,因此在实际应用中,经济转速映射关系也可以使用经济转速表来代替,经济转速表中包含车辆需求功率与发动机经济转速之间的映射关系。经济转速是指发动机工作效率最高的转速区间。
本申请实施例利用转速和功率的关系公式,计算出在给定的经济转速下所需的发动机扭矩。也就是说,利用上述关系公式确定发动机在最优效率下需要产生多少扭矩以达到所需的发电功率。
进一步地,本申请实施例还将根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速。在发电过程中,发电机的运行是基于转速控制的,这意味着发电机的转速是一个关键因素,需要被精确控制才行。通过明确发动机与发电机之间的转速比γ(即发动机转速与发电机转速的比率),从而计算出发电机的实际转速ng。
在一个示例中,可以采用如下公式计算发电机的实际转速:
ng=ne/γ
其中,ng表示发电机的实际转速,ne表示经济转速,γ表示转速比。
通过上述实施例的方法,本申请技术方案为增程式电动汽车提供了一种基于车辆需求和增程器效率来优化发电过程的方法。通过精确计算发动机的经济转速和相应的扭矩,以及发电机的转速控制,从而优化发电过程中发动机的工作效率。这种方法确保了发电过程的高效性和经济性,同时考虑到了整车的动力需求和能源管理。
在一些实施例中,该方法还包括:在行车发电模式下,当车辆的车速大于预设车速,且当前实际剩余电量小于行车目标剩余电量阈值时,利用整车控制器启动增程器进行发电;在原地发电模式下,当车辆的车速小于预设车速,且当前实际剩余电量小于原地启动剩余电量阈值时,利用整车控制器启动增程器进行发电。
具体地,本申请实施例根据增程器发电模式将增程器发电控制策略划分为行车发电模式和原地发电模式;其中,在行车发电模式下,当车速大于预设车速A,且当前实际SOC低于行车目标SOC阈值时,VCU控制增程器启动进行发电;在原地发电模式下,当车速小于预设车速A,且当前实际SOC低于原地启动SOC阈值时,VCU启动增程器进行发电。
在实际应用中,根据车辆模式的需求,不同的车辆模式可以使用不同的行车目标SOC阈值、原地启动SOC阈值以及车辆保电系数,由此达到不同的车辆发电策略。以下以强制EV为例,该模式下用户希望尽量使用纯电工况,少用油,因此启停SOC阈值可以设置较低,但低温下需要保证车辆性能,需要提高启动阈值。在一个示例中,强制纯电模式下的行车目标SOC阈值和原地启动SOC阈值如下表所示:
根据本申请实施例提供的技术方案,本申请技术方案通过独特的控制策略显著提升了增程式电动汽车(ER-EV)在不同工况和车辆模式下的保电能力。核心策略包括基于当日最低电芯温度调整增程器启动阈值、使用电池荷电状态差(ΔSOC)和实际SOC确定保电系数,以及根据实际驱动需求和保电系数共同决定发电功率。这种综合性的方法提供了以下显著的技术效果:
1)提升各种工况下的保电能力
本申请通过实时监测和调整发电策略,确保了增程汽车在不同环境条件(特别是低温环境)下的电池性能最优化。电池温度对电池性能影响显著,特别是在低温条件下。本技术方案通过考虑电芯温度的变化来调整增程器的启动阈值,从而有效地改善电池在极端温度下的放电能力和续航里程。
2)提升车辆模式下保电能力的标定便捷性
本方案提供了一种便捷的方法来调整和优化不同车辆模式下的保电策略。通过将电池温度与车辆模式结合,可以更灵活地调整增程器的发电策略,满足不同模式下的电池维持需求。这种方法的灵活性和适应性提高了对增程汽车各种模式的保电能力的标定效率。
3)根据实车测试和项目需求调控保电能力
本方案的一个关键优势是其根据实车测试数据和项目需求的适应性。通过实车测试收集的数据可以用于微调和优化发电策略,确保其能够在实际应用中达到最佳性能。这种基于测试和需求的调整机制使得本技术方案在不同环境和工况下都能提供最优的保电能力。
综上所述,本申请技术方案提供了一种全面且高效的方法来优化增程式电动汽车在各种工况和车辆模式下的保电性能。通过智能地考虑电芯温度、电池SOC和车辆需求,本方案不仅提高了电池在低温环境下的性能,也提升了车辆模式下保电能力的调整便捷性和精确性。此外,该方案的灵活性和根据实车测试的适应性使其成为一种高效的解决方案,以满足增程式电动汽车在不同环境下的保电需求。
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增程器发电控制装置的结构示意图。如图2所示,该增程器发电控制装置包括:
第一确定模块201,被配置为确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;
第二确定模块202,被配置为根据车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;
查询模块203,被配置为确定增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;
计算模块204,被配置为利用预定的转速和功率的关系公式,计算经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;
控制模块205,被配置为将发动机扭矩发送给发动机,以使发动机执行发动机扭矩控制操作,将实际转速发送给发电机,以使发电机执行转速控制操作。
在一些实施例中,图2的第二确定模块202获取车辆的当前最低电芯温度,将当前电芯最低温度与预先存储的当日最低电芯温度进行比较,根据比较结果对当日最低电芯温度进行更新;利用更新后的当日最低电芯温度对行车目标剩余电量阈值映射关系或原地启动剩余电量阈值映射关系进行查询,得到当前车辆模式下对应的行车目标剩余电量阈值或原地启动剩余电量阈值。
在一些实施例中,图2的查询模块203在确定增程器发电模式对应的车辆需求功率之前,确定车辆的当前实际剩余电量与行车目标剩余电量之间的偏移量,利用偏移量及当前实际剩余电量,对预定的保电系数映射关系进行查询,得到行车发电保电系数。
在一些实施例中,当偏移量大于0时,行车发电保电系数小于1;当偏移量小于0时,行车发电保电系数大于或等于1,且行车发电保电系数的值随偏移量绝对值的增大而增大。
在一些实施例中,图2的查询模块203为预设的每种车辆模式设置相应的保电目标,根据保电目标建立保电系数映射关系,根据偏移量确定行车发电保电系数与预设的平衡值之间的大小关系;根据不同车辆模式下的实车测试结果,对保电系数映射关系进行标定和调整,以使保电系数映射关系能够满足不同车辆模式下的保电要求;其中,保电系数映射关系中配置有车辆模式、行车发电保电系数、车速、工况、行车目标剩余电量以及当前实际剩余电量之间的映射关系。
在一些实施例中,图2的查询模块203在当增程器发电模式为行车发电模式时,计算车辆在不同车速行驶下整车的阻尼功率,以及车辆在坡道上行驶时需要的额外驱动功率;利用阻尼功率及额外驱动功率,计算车辆行驶需求总功率,利用车辆行驶需求总功率及行车发电保电系数,计算车辆行驶需求功率;当增程器发电模式为原地发电模式时,将原地发电模式下的车辆需求功率设置为固定功率,并将固定功率作为车辆静止需求功率。
在一些实施例中,图2的控制模块205在行车发电模式下,当车辆的车速大于预设车速,且当前实际剩余电量小于行车目标剩余电量阈值时,利用整车控制器启动增程器进行发电;在原地发电模式下,当车辆的车速小于预设车速,且当前实际剩余电量小于原地启动剩余电量阈值时,利用整车控制器启动增程器进行发电。
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。
图3是本申请实施例提供的电子设备3的结构示意图。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中并且可以在处理器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。
示例性地,计算机程序303可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或多个模块/单元被存储在存储器302中,并由处理器301执行,以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述计算机程序303在电子设备3中的执行过程。
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,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如,电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器301可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),也可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable 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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
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 Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,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。存储器302还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
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。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/计算机设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/计算机设备实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元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-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,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 (10)
1.一种增程器发电控制方法,其特征在于,包括:
确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中所述增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;
根据所述车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的所述增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;
确定所述增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用所述车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;
利用预定的转速和功率的关系公式,计算所述经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;
将所述发动机扭矩发送给发动机,以使所述发动机执行发动机扭矩控制操作,将所述实际转速发送给发电机,以使所述发电机执行转速控制操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的所述增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值,包括:
获取所述车辆的当前最低电芯温度,将所述当前电芯最低温度与预先存储的当日最低电芯温度进行比较,根据比较结果对所述当日最低电芯温度进行更新;
利用更新后的当日最低电芯温度对行车目标剩余电量阈值映射关系或原地启动剩余电量阈值映射关系进行查询,得到所述当前车辆模式下对应的行车目标剩余电量阈值或原地启动剩余电量阈值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述确定所述增程器发电模式对应的车辆需求功率之前,所述方法还包括:
确定所述车辆的当前实际剩余电量与行车目标剩余电量之间的偏移量,利用所述偏移量及所述当前实际剩余电量,对预定的保电系数映射关系进行查询,得到行车发电保电系数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述偏移量大于0时,所述行车发电保电系数小于1;当所述偏移量小于0时,所述行车发电保电系数大于或等于1,且所述行车发电保电系数的值随偏移量绝对值的增大而增大。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
为预设的每种车辆模式设置相应的保电目标,根据所述保电目标建立所述保电系数映射关系,根据所述偏移量确定所述行车发电保电系数与预设的平衡值之间的大小关系;
根据不同车辆模式下的实车测试结果,对所述保电系数映射关系进行标定和调整,以使所述保电系数映射关系能够满足不同所述车辆模式下的保电要求;
其中,所述保电系数映射关系中配置有车辆模式、行车发电保电系数、车速、工况、行车目标剩余电量以及当前实际剩余电量之间的映射关系。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定所述增程器发电模式对应的车辆需求功率,包括:
当所述增程器发电模式为行车发电模式时,计算所述车辆在不同车速行驶下整车的阻尼功率,以及所述车辆在坡道上行驶时需要的额外驱动功率;利用所述阻尼功率及所述额外驱动功率,计算车辆行驶需求总功率,利用所述车辆行驶需求总功率及所述行车发电保电系数,计算车辆行驶需求功率;
当所述增程器发电模式为原地发电模式时,将所述原地发电模式下的车辆需求功率设置为固定功率,并将所述固定功率作为车辆静止需求功率。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述行车发电模式下,当所述车辆的车速大于预设车速,且当前实际剩余电量小于行车目标剩余电量阈值时,利用整车控制器启动增程器进行发电;
在所述原地发电模式下,当所述车辆的车速小于预设车速,且当前实际剩余电量小于原地启动剩余电量阈值时,利用整车控制器启动增程器进行发电。
8.一种增程器发电控制装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,被配置为确定车辆当前所处的增程器发电模式,其中所述增程器发电模式包括行车发电模式和原地发电模式;
第二确定模块,被配置为根据所述车辆的当日最低电芯温度,确定当前车辆模式下的所述增程器发电模式对应的电池剩余电量阈值;
查询模块,被配置为确定所述增程器发电模式对应的车辆需求功率,利用所述车辆需求功率对预定的经济转速映射关系进行查询,得到发动机的经济转速;
计算模块,被配置为利用预定的转速和功率的关系公式,计算所述经济转速对应的发动机扭矩,并根据发动机转速与发电机转速之间的转速比,计算发电机的实际转速;
控制模块,被配置为将所述发动机扭矩发送给发动机,以使所述发动机执行发动机扭矩控制操作,将所述实际转速发送给发电机,以使所述发电机执行转速控制操作。
9.一种电子设备,包括存储器,处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机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7中任一项所述的方法。
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