CN1944139A - 串联式混合动力车辆的整车控制策略 - Google Patents
串联式混合动力车辆的整车控制策略 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1944139A CN1944139A CNA2006101378836A CN200610137883A CN1944139A CN 1944139 A CN1944139 A CN 1944139A CN A2006101378836 A CNA2006101378836 A CN A2006101378836A CN 200610137883 A CN200610137883 A CN 200610137883A CN 1944139 A CN1944139 A CN 1944139A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- power
- mode
- mixed power
- battery pack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 abstract description 3
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 15
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种串联式混合动力车辆的整车控制策略，属于混合动力车辆的行驶控制技术领域，适用于大功率的混合动力车辆的动力学控制和能量系统管理，尤其是混合动力客车和履带车辆。为解决混合动力车辆发动机燃油消耗率高、动力电池组循环使用寿命短和尾气排放严重的问题，本发明旨在提供一种能够改善整车动力性、降低燃油消耗、满足环保要求并延长电池循环使用寿命的串联式混合动力车辆的整车控制策略。基于车辆的作战要求和使用环境，该控制策略提出四种基本工作模式，即高机动性模式、高经济性模式、正常行驶模式和静音行驶模式，驾驶员可根据实际工况来选择、切换车辆的工作模式，以满足不同工况的动力性、经济性和通过性等要求。
Description
技术领域
本发明属于混合动力车辆(HEV，Hybrid Electric Vehicle)的驱动控制技术领域，特别涉及到串联式混合动力车辆的大功率驱动和能量管理技术，更确切的说，本发明提出了一种串联式混合动力车辆的整车控制策略，适用于采用串联式混合动力系统的大客车、履带式军用车辆等混合动力车辆。
背景技术
为了应对世界范围内日益严格的环保法规和未来的石油资源短缺，电动车辆(EV，Electric Vehicle)技术目前成为汽车工程领域的研究热点。由于与纯电动车辆和燃料电池车辆(FCEV，Fuel Cell Elect ric Vehicle)相比，混合动力车辆(HEV，Hybrid ElectricVehicle)的成本相对低廉，而关键技术更易于实现而成为发展最为迅速的电动车辆。
混合动力车辆分为并联式混合动力(Parallel HEV)和串联式混合动力(Serial HEV)两类。跟并联式混合动力技术相比，串联式混合动力车辆的发动机(Engine)与电动机(Motor)之间没有机械连接，驱动功率传递依靠电传动。由于串联式混合动力系统结构简单，电动机功率容量大、低速大扭矩特性好，因此在大功率混合动力车辆领域有很好的前景。
但是，目前公知的串联式混合动力整车控制策略(Control Strategy of Serial HEV)，为保证混合动力车辆的动力性，对发动机进行大功率、恒转速控制，使得车辆的燃油经济性变差；同时，目前公知的电池管理系统控制策略也非常简略，使得电池使用工况恶劣，动力电池组的循环使用寿命受到影响。
发明内容
本发明克服了现有技术的缺点，提出一种串联式混合动力车辆的整车控制策略，使得在各种路面工况和环保要求下，发动机和动力电池组可以受控打开或关闭，驱动功率在发动机和动力电池组之间合理分配，并使两个动力单元分别工作在理想状态。串联式混合动力车辆的整车控制策略在保证混合动力电动车辆动力性的前提下，提高燃油经济性、降低有害排放并延长动力电池组的循环使用寿命。
针对上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现。由于随着路面工况改变，混合动力车辆的负载也相应在大范围内变化，发动机的燃油消耗和动力电池组的电量消耗也随之变化。因此，本发明将影响车辆行驶的基本因素及重要程度依次列举如下：电池荷电状态(SOC)如何；作战要求如何；路面工况如何；动力性要求如何；通过性要求如何；燃油供应是否充足；尾气排放要求如何。本发明根据以上基本因素及其重要程度不同，提出新的串联式混合动力车辆的整车控制策略，将混合动力车辆分为四种控制模式，即高机动性模式、高经济性模式、正常行驶模式和静音行驶模式，驾驶员可根据不同的基本因素及其具体要求来选择、切换混合动力车辆的工作模式，以满足车辆在不同工况下的功能和功率要求。
该整车控制策略是基于串联式混合动力车辆提出的。混合动力车辆的两个主动轮采用分别独立驱动的方式，并由整车动力综合分配控制器对双侧驱动电机的转速和转矩进行协调控制，完全实现电子差速。
车辆在高机动性模式下，发动机启动并工作在大负荷状态，功率电子开关受控打开，动力电池组连接到直流母线并主要工作在放电状态，发动机与动力电池组的功率在直流母线进行耦合并调节其输出电流，进而满足车辆的在恶劣路面工况下的驱动功率需求。该模式的特点是：车辆动力性、机动性和通过性都达到最佳；发动机是主要动力源，燃油消耗率高；而动力电池组提供辅助功率，在极限功率需求工况下，其助力作用明显。该模式适用于以下工况：车辆具有作战要求且燃油供给充足；车辆在高速行驶或超车、小半径转向、爬坡以及穿越越野路面等工况。
车辆在高经济性模式下，发动机启动并工作在低负荷的经济性油耗区域，功率电子开关受控打开，动力电池组连接到直流母线并主要工作在放电状态，发动机与动力电池组的功率在直流母线进行耦合并调节直流母线的输出电流，进而满足车辆的在良好路面工况下的驱动功率需求。该模式的特点是：在保证车辆动力性的前提下，燃油经济性明显有所改善；动力电池组输出功率比例增大，为车辆提供主要的驱动功率；而发动机稳定的工作在低油耗区域，燃油消耗率有所降低，尾气排放得到改善。高经济性模式适用于以下工况：车辆具有作战要求且燃油供应困难；需要增加车辆的续驶里程或作战半径；环境保护要求严格。
车辆在正常行驶模式下，功率电子开关受控关闭，动力电池组脱离开直流母线，不输出驱动功率；而发动机启动并在预定范围内进行转速调节。发动机单独驱动车辆，调节直流母线的输出功率，以满足电机驱动系统在良好路面上的功率需求。该模式的特点是：车辆的动力性好、通过性好，经济性差；动力电池组没有驱动功率输出；而发动机的转速变化范围很宽，覆盖额定功率以下的主要工作区间。较之以上两种工作模式，此种工作模式下发动机的油耗有所上升，排放恶化；但是，由于动力电池组没有大电流放电，该模式有利于保护动力电池组的循环工作寿命。正常行驶模式适用于以下工况：车辆没有作战要求，在良好路面上行驶，很少出现极限工况，且燃油供应充足。
车辆在静音行驶模式下，发动机关闭，而功率电子开关受控打开，动力电池组连接到直流母线，输出电流根据电机驱动系统的功率需求而变化，动力电池组单独驱动车辆在良好路面上行驶。该模式的特点是，车辆的动力性较差；发动机关闭，无功率输出；根据路面负载的变化，动力电池组的输出电流变化范围很大。较之以上三种工作模式，该模式的发动机油耗为零，并实现尾气零排放；车辆行驶噪音大幅度降低；但是车辆续驶里程受到限制。静音行驶模式适用于以下工况：车辆的燃油供应极度缺乏；车辆执行特殊作战任务，比如规避红外射线的探测或者实施潜渡、秘密行军等；车辆在环保要求特殊严格的区域工作。
驾驶员对不同工作模式的选择可根据四种工作模式的选择流程图来操作。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：在各种行驶工况下保证混合动力车辆的动力性的同时，燃油经济性有所改善，并延长动力电池组的循环使用寿命，减少有害尾气排放。
附图说明
图1串联式混合动力车辆传动系统结构方框图
图2串联式混合动力车辆的整车控制策略的基本因素作用图
图3四种工作模式选择流程图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步描述。
若混合动力车辆在越野路面上行驶，由于路面阻力系数大、路面负载高，车辆应选择高机动性模式。在该模式下，发动机工作在大负荷区域，输出功率大；动力电池组连接到直流母线，输出辅助功率；两者的输出功率用电流耦合，以驱动双侧电机来克服地面阻力矩。此模式驱动功率储备充足，可以克服越野路面的大阻力，并维持车辆的越野速度。
若混合动力车辆爬坡或高速行驶，由于行驶阻力大，驾驶员要选择高机动性模式。在此模式下，发动机工作在大负荷区域，输出功率大；动力电池组连接到直流母线，输出辅助功率；两者的输出功率以电流相耦合，以驱动双侧电机来克服行驶阻力。此模式驱动功率储备充足，可以达到国标规定的爬坡要求，或者实现车辆的最高设计时速。
若混合动力车辆在水泥或柏油路面上行驶，要求尽可能增加续驶里程，则选择高经济性模式。在该模式下，发动机维持在小负荷区域，输出功率小；动力电池组连接到直流母线，输出主要功率；两者的输出功率以电流相耦合，来驱动双侧电机来克服行驶阻力。此模式在满足一定动力性的前提下，燃油经济性最好，发动机油耗最低，尾气排放得到改善，车辆的续驶里程可以增加15％-20％。
若混合动力车辆在水泥或柏油路面上行驶，燃油供应充足，则选择正常行驶模式。在该模式下，动力电池组无驱动功率输出，发动机在额定功率范围内进行转速调节，以满足电机驱动功率的需求，维持车辆匀速或缓慢加速行驶。在该模式下，动力电池组无驱动功率输出，动力电池组运行工况简单，有利于维持动力电池组的循环使用寿命。
若混合动力车辆在水或柏油路面上行驶，燃油供应匮乏，或者混合动力车辆执行特殊任务，规避红外或噪声探测，则选择静音行驶模式。在该模式下，发动机关闭，动力电池组通过功率电子开关连接到直流母线，为双侧电机提供驱动功率。在该模式下，车辆行驶过程中，负载功率不断变化，动力电池组的输出电流随之变化。由于发动机关闭，车辆没有燃油消耗，所以车辆实现了尾气零排放；由于发动机关闭，车辆的红外、噪声辐射都大幅度降低，所以车辆在此模式下行驶，有利于规避红外探测和噪声搜索。
Claims (6)
1.一种串联式混合动力车辆的整车控制策略，根据车辆行驶工况选择发动机和动力电池组的工作状态，根据行驶中负载变化实时的调节发动机的转速和动力电池组的充、放电状态，其特征在于，所述的整车控制策略分为四种工作模式，即高机动性模式、高经济性模式、正常行驶模式和静音行驶模式，驾驶员根据作战要求、路面工况和环境保护要求选择、切换相应的车辆工作模式，用以改善车辆的动力性和经济性，并延长动力电池组的循环使用寿命。
2.根据权利要求1所述的串联式混合动力车辆的整车控制策略，其特征是，该控制策略基于串联式混合动力车辆，车辆的两个主动轮采用双侧独立驱动，并按照所述的控制策略实现电子差速。
3.根据权利要求1所述的串联式混合动力车辆的整车控制策略，其特征是，所述的高机动性模式确保发动机和动力电池组同时以最大功率耦合来驱动车辆，用以满足车辆的作战要求和机动性要求。
4.根据权利要求1所述的串联式混合动力车辆的整车控制策略，其特征是，所述的高经济性模式确保发动机工作在低油耗区域，而动力电池组工作在放电模式，用以满足车辆的经济性和排放要求。
5.根据权利要求1所述的串联式混合动力车辆的整车控制策略，其特征是，所述的正常行驶模式确保发动机工作在大负荷区域，而动力电池组从直流母线断开，不参与功率输出，用以满足车辆在良好路面上的一般行驶要求。
6.根据权利要求1所述的串联式混合动力车辆的整车控制策略，其特征是，所述的静音行驶模式采用发动机关闭，动力电池组独立驱动的方式，用以适合于满足苛刻的排放要求、规避红外线探测和增大车辆运动半径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2006101378836A CN1944139A (zh) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | 串联式混合动力车辆的整车控制策略 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2006101378836A CN1944139A (zh) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | 串联式混合动力车辆的整车控制策略 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1944139A true CN1944139A (zh) | 2007-04-11 |
Family
ID=38043846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2006101378836A Pending CN1944139A (zh) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | 串联式混合动力车辆的整车控制策略 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1944139A (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8007401B2 (en) | 2007-05-02 | 2011-08-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hybrid vehicle drive control apparatus and method |
| CN101301888B (zh) * | 2007-05-02 | 2012-04-11 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆驱动控制装置和方法 |
| CN102416950A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-04-18 | 大连理工大学 | 一种基于最小等效燃油消耗的混合动力汽车控制方法 |
| CN101585359B (zh) * | 2008-05-22 | 2013-03-06 | 杨伟斌 | 可外接充电型混合动力汽车电量保持阶段的能量管理方法 |
| CN104417543A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 比亚迪股份有限公司 | 混合动力汽车的控制系统和控制方法 |
| CN106364553A (zh) * | 2015-07-22 | 2017-02-01 | 操纵技术Ip控股公司 | 具有越野阻尼的磁扭矩叠加转向系统 |
| CN106828127A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-13 | 风度（常州）汽车研发院有限公司 | 插电式混合动力车型的动力匹配方法及系统 |
| US9902291B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-02-27 | Byd Company Limited | Vehicle and sliding feedback control system of vehicle and method for the same |
| US10017174B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-07-10 | Byd Company Limited | Control system and control method of hybrid electric vehicle |
| US10077040B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-09-18 | Byd Company Limited | Hybrid electrical vehicle and method for controlling same |
| US10077039B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-09-18 | Byd Company Limited | Hybrid electrical vehicle and method for controlling the same |
| US10099690B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-10-16 | Byd Company Limited | Hybrid electrical vehicle and method for cruising control of the same |
| CN111465541A (zh) * | 2017-12-15 | 2020-07-28 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制方法和混合动力车辆的控制装置 |
| CN111959485A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-11-20 | 山东临工工程机械有限公司 | 一种用于混合动力挖掘机的动力控制方法及装置 |
| CN113911055A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-11 | 博雷顿科技有限公司 | 一种新能源装载机的一键静音方法和系统 |
-
2006
- 2006-11-08 CN CNA2006101378836A patent/CN1944139A/zh active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8007401B2 (en) | 2007-05-02 | 2011-08-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hybrid vehicle drive control apparatus and method |
| CN101301888B (zh) * | 2007-05-02 | 2012-04-11 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆驱动控制装置和方法 |
| CN101585359B (zh) * | 2008-05-22 | 2013-03-06 | 杨伟斌 | 可外接充电型混合动力汽车电量保持阶段的能量管理方法 |
| CN102416950A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-04-18 | 大连理工大学 | 一种基于最小等效燃油消耗的混合动力汽车控制方法 |
| CN102416950B (zh) * | 2011-10-31 | 2013-06-19 | 大连理工大学 | 一种基于最小等效燃油消耗的混合动力汽车控制方法 |
| US10017174B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-07-10 | Byd Company Limited | Control system and control method of hybrid electric vehicle |
| US10077039B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-09-18 | Byd Company Limited | Hybrid electrical vehicle and method for controlling the same |
| US10099690B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-10-16 | Byd Company Limited | Hybrid electrical vehicle and method for cruising control of the same |
| US9902291B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-02-27 | Byd Company Limited | Vehicle and sliding feedback control system of vehicle and method for the same |
| US10011264B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-07-03 | Byd Company Limited | Control system of hybrid electrical vehicle and control method for the same |
| CN104417543A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 比亚迪股份有限公司 | 混合动力汽车的控制系统和控制方法 |
| US10077040B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-09-18 | Byd Company Limited | Hybrid electrical vehicle and method for controlling same |
| CN106364553A (zh) * | 2015-07-22 | 2017-02-01 | 操纵技术Ip控股公司 | 具有越野阻尼的磁扭矩叠加转向系统 |
| CN106364553B (zh) * | 2015-07-22 | 2019-05-07 | 操纵技术Ip控股公司 | 具有越野阻尼的磁扭矩叠加转向系统 |
| US10414433B2 (en) | 2015-07-22 | 2019-09-17 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Magnetic torque overlay steering system with off-road damping |
| US11235801B2 (en) | 2015-07-22 | 2022-02-01 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Magnetic torque overlay steering system with off-road damping |
| CN106828127A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-13 | 风度（常州）汽车研发院有限公司 | 插电式混合动力车型的动力匹配方法及系统 |
| CN111465541A (zh) * | 2017-12-15 | 2020-07-28 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制方法和混合动力车辆的控制装置 |
| CN111959485A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-11-20 | 山东临工工程机械有限公司 | 一种用于混合动力挖掘机的动力控制方法及装置 |
| CN111959485B (zh) * | 2020-09-17 | 2024-04-05 | 山东临工工程机械有限公司 | 一种用于混合动力挖掘机的动力控制方法及装置 |
| CN113911055A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-11 | 博雷顿科技有限公司 | 一种新能源装载机的一键静音方法和系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1944139A (zh) | 串联式混合动力车辆的整车控制策略 | |
| CN101570131B (zh) | 一种四驱混合动力汽车的驱动系统的驱动管理方法 | |
| CN100423963C (zh) | 无级变速混联式混合动力驱动系统 | |
| CN102556055B (zh) | 混合动力汽车多工作模式下的能量切换控制方法及系统 | |
| CN105691182A (zh) | 基于amt的混合动力系统及其控制方法 | |
| CN104760591B (zh) | 混合动力综合控制系统 | |
| CN102358161A (zh) | 混合动力车辆中的动力驱动系统架构及其控制方法 | |
| CN112572122A (zh) | 一种纯电动装载机动力总成 | |
| CN106915260A (zh) | 一种增程式电动汽车续航里程计算及显示系统 | |
| CN103786589A (zh) | 一种混合储能系统电动车的电量控制装置以及控制方法 | |
| CN107719358A (zh) | 一种増程器优化运行控制方法 | |
| CN108248365A (zh) | 混联式气电混合动力车动力系统及控制方法 | |
| CN201155889Y (zh) | 车载独立式空调系统 | |
| CN110843555B (zh) | 一种车用柔性电-电混合电源系统 | |
| CN105365586A (zh) | 新型增程式电动汽车动力系统及增程方法、汽车 | |
| CN106218439A (zh) | 一种车辆分布式能源动力系统及其控制方法 | |
| CN105774504A (zh) | 一种动力驱动系统及汽车 | |
| US20180244161A1 (en) | Electric vehicles with extended range | |
| CN102785563A (zh) | 混合动力电动汽车动力系统 | |
| CN105329111A (zh) | 一种用于新能源汽车的新型电力控制系统 | |
| CN105984319A (zh) | 一种汽车用混合动力驱动系统 | |
| CN204472537U (zh) | 一种大功率太阳能智能混合动力汽车 | |
| CN210363401U (zh) | 电动巡逻车高低档位切换装置及电动巡逻车 | |
| CN103171453A (zh) | 电动汽车动力控制系统 | |
| CN205736876U (zh) | 一种动力驱动系统及汽车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |