混合动力汽车在串联工作模式下的串联发电控制方法技术

本发明专利技术提供混合动力汽车在串联工作模式下的串联发电控制方法，属于混合动力汽车技术领域。该方法中，首先，确定该串联发电控制方法所需要使用的功率曲线，根据行驶需求功率（Pr）所对应的发动机转速，在最小功率曲线、最佳功率曲线和最大功率曲线上分别确定最小/最大发电功率（Pmin/Pmax）和最佳发电功率（Po），在Pr≤Pmin时，Pc=Po-Pr，并且以（Pc+Pr）（即Po）作为实际发电功率；在Pr＞Pmin且Pr≥Po时，Pc=0，取Pr与Pmax中的较小值作为实际发电功率；在Po＞Pr＞Pmin时，以维持电池荷电状态所需充电功率乘以发电系数k得到的功率作为串联充电的充电功率Pc，取（Pr+Pc）与Po两者中较小值作为实际发电功率。该方法能量效率高、燃油经济性好。

【技术实现步骤摘要】
混合动力汽车在串联工作模式下的串联发电控制方法
本专利技术属于混合动力汽车
，涉及混合动力汽车在串联工作模式下的可以提高动力系统的能量利用效率的串联发电控制方法。
技术介绍
随着混合动力技术不断成熟，其越来越多应用于混合动气汽车的整车动力总成的设计中，混合动气汽车也正处于技术不断完善、市场不但扩大的过程。其中，混合动力汽车的一个重要的需要完善的技术因素是燃油经济性。为了追求更高的燃油经济性，需要不断地优化发动机、电机的运行效率，从局部零部件优化到整车系统及的全局优化，各种混合动力系统技术方案对发动机工作点、整车能量管理的优化在不断深入精细化。图1所示为混合动力汽车在串联工作模式下的基本能量流示意图。如图1所示，通常地，在串联工作模式下，发动机11运转使发电机12发电，发电机12所发的电可以直接提供给电机13以使电机13运转，进而驱使驱动轮15，发电机12所发的电也可以给电池（即动力电池）14充电以维持电池的SOC（荷电状态）。针对混合动力系统的串联工作模式，通常需要从控制策略来优化来提高燃油经济性，在优化控制策略时，主要是从几个方面考虑，第一是能量跟随，发动机11的发电功率首先要满足整车行驶需求功率，从而至少保证能量流路径（发动机11至发电机12至电机13）相对最短的部分；其次，还需要根据电池SOC状态计算对电池充电维持SOC需求功率。但由于在串联工作模式下发动机的能量效率调节可以至少从转速和转矩两个维度进行，所以，实际在这种串联工作模式下，整车系统的效率优化范围相对是比较大的；例如，在车辆行驶中，经常会遇到城市拥挤道路工况，这个时候如果SOC比较低，车辆行驶速度一直都很低，系统进入串联SOC维持（电池的SOC需要维持在一个相对稳定的水平）模式。因此，有必要从发动机的转速和转矩两个方面综合考虑，来设计在串联工作模式下的控制方法，从能量利用效率上来来看，发动机的工作点得到改善，可以从系统层面优化动力系统的能量利用效率，有利于提高混合动力汽车在串联工作模式下的燃油经济性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提高混合动力汽车在串联工作模式下的能量效率，以提高其燃油经济性。为实现以上目的或者其他目的，本专利技术提供混合动力汽车在串联工作模式下的串联发电控制方法，其特征在于，首先，确定该串联发电控制方法所需要使用的功率曲线，其包括步骤：首先，确定该串联发电控制方法所需要使用的功率曲线，其包括步骤：S11，根据发动机的效率图和发电机的效率图，在串联工作模式下，得到发动机在不同转速和转矩下的发电效率图，进而确定发动机在转速-转矩二维条件下的表示系统运行能量效率最高的最佳发电扭矩曲线（L2），同时结合发电机（12）、电池（13）、电机（14）之间的能量流通路径，确定发动机在转速-转矩二维条件下的最小发电扭矩曲线和最大发电扭矩曲线；S12，依据最小发电曲线、最佳发电曲线和最大发电曲线分别转换得到在转速-功率二维条件下的最小功率曲线（P1）、最佳功率曲线（P2）、最大功率曲线（P3）；进一步，所述串联发电控制方法包括以下步骤：S21，根据行驶需求功率（Pr）所对应的发动机转速，在最小功率曲线/最大功率曲线和最佳功率曲线和上分别确定最小/最大发电功率（Pmin/Pmax）和最佳发电功率（Po）；S22，判断行驶需求功率（Pr）是否小于或等于最小发电功率（Pmin），如果判断为“是”，进入步骤S23，如果判断为“否”，进入步骤S25；S23，以最佳发电功率（Po）减去行驶需求功率（Pr）的差值来作为串联充电的充电功率（Pc），并且，对行驶需求功率（Pr）和该充电功率（Pc）求和（S231），得到该情况下的实际发电功率（S30）；S25，判断行驶需求功率（Pr）是否大于或等于最佳发电功率（Po），如果判断为“是”，进入步骤S26，如果判断为“否”，进入步骤S28；S26，串联充电的充电功率（Pc）置为0，进一步取行驶需求功率（Pr）与最大发电功率（Pmax）中的较小值（S261）作为该情况下的实际发电功率（S30）；S28，以维持电池荷电状态所需充电功率乘以发电系数k得到的功率作为串联充电的充电功率（Pc），进一步，对行驶需求功率（Pr）和该充电功率（Pc）求和（S281），行驶需求功率（Pr）与该充电功率（Pc）的和（Pr+Pc）与最佳发电功率（Po）两者中较小值（S282）作为该情况下的实际发电功率（S30）。其中，根据所述发电效率图，确定每个转速条件下所对应的效率最高点的转矩值，基于该转速和对应转矩值相应地得到动力系统的相应的效率点，再串联每个效率点得到所述最佳发电扭矩曲线（L2）。优选地，该串联发电控制方法适合于在小于或等于20公里/小时的低速状况下应用。具体地，所述发电系数k的取值范围为大于0且小于或等于1，步骤S26中，最佳发电功率（Po）与行驶需求功率（Pr）的差值越大，所述发电系数k取值越大。本专利技术的技术效果是，从系统层面能够实现对动力系统实际发电功率的优化调节，从而提高整车系统全局的能量消耗效率，大大提高混合动力汽车在串联工作模式下的燃油经济性。附图说明从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。图1是混合动力汽车在串联工作模式下的基本能量流示意图。图2是按照本专利技术一实施例确定的发动机的串联发电系统效率图。图3是按照图2所示实施例的发电扭矩曲线转换得到的功率曲线的示意图。图4是按照本专利技术一实施例的串联发电控制方法的流程示意图。图5是运用本专利技术实施例的串联发电控制方法后对发动机的工作点的优化示意图。具体实施方式下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本专利技术的基本了解，并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。本专利技术是针对混合动力汽车在串联工作模式下的能量效率而设计，其主要是针对串联发电控制方法。为实现该串联发电控制方法，首先需要确定相应混合动力汽车的功率曲线，以下结合图1至图3进行说明。图2所示为按照本专利技术一实施例确定的发动机的串联发电系统效率图，其中，横坐标表示发动机的转速（单位为rmp），纵坐标表示发动机的转矩（单位为Nm）。如图2所示，根据发动机11的效率图和发电机12的效率图，可以得到不同转速-转矩条件下系统发电效率图，基于该发电效率图，可以找出串联发电时发动机的最佳发电扭矩曲线L2。最佳发电扭矩曲线L2表示系统运行能量效率相对最高的最佳发电扭矩，具体地，其可以通过在发电效率图中，确定每个转速下所对应的效率最高点的转矩值，基于该转速和转矩值，相应地在图2中画出多个点，再串联每个点即可得到最佳发电扭矩曲线L2。同时，考虑到在串联工作模式下能量经过发电机12、电池13、电机14的整个能量流通路径（如图1所示），在图2所示的串联发电系统效率图中得到串联发电下发动机的最小发电扭矩曲线L1和最大发电扭矩曲线L3。最小发电扭矩曲线L1和最大发电扭矩曲线L3分别表示串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车在串联工作模式下的串联发电控制方法，其特征在于，首先，确定该串联发电控制方法所需要使用的功率曲线，其包括步骤：S11，根据发动机的效率图和发电机的效率图，在串联工作模式下，得到发动机在不同转速和转矩下的发电效率图，进而确定发动机在转速‑转矩二维条件下的表示系统运行能量效率最高的最佳发电扭矩曲线（L2），同时结合发电机（12）、电池（13）、电机（14）之间的能量流通路径，确定发动机在转速‑转矩二维条件下的最小发电扭矩曲线和最大发电扭矩曲线；S12，依据最小发电曲线、最佳发电曲线和最大发电曲线分别转换得到在转速‑功率二维条件下的最小功率曲线（P1）、最佳功率曲线（P2）、最大功率曲线（P3）；进一步，所述串联发电控制方法包括以下步骤：S21，根据行驶需求功率（Pr）所对应的发动机转速，在最小功率曲线/最大功率曲线和最佳功率曲线和上分别确定最小/最大发电功率（Pmin/Pmax）和最佳发电功率（Po）；S22，判断行驶需求功率（Pr）是否小于或等于最小发电功率（Pmin），如果判断为“是”，进入步骤S23，如果判断为“否”，进入步骤S25；S23，以最佳发电功率（Po）减去行驶需求功率（Pr）的差值来作为串联充电的充电功率（Pc），并且，对行驶需求功率（Pr）和该充电功率（Pc）求和（S231），得到该情况下的实际发电功率（S30）；S25，判断行驶需求功率（Pr）是否大于或等于最佳发电功率（Po），如果判断为“是”，进入步骤S26，如果判断为“否”，进入步骤S28；S26，串联充电的充电功率（Pc）置为0，进一步取行驶需求功率（Pr）与最大发电功率（Pmax）中的较小值（S261）作为该情况下的实际发电功率（S30）；S28，以维持电池荷电状态所需充电功率乘以发电系数k得到的功率作为串联充电的充电功率（Pc），进一步，对行驶需求功率（Pr）和该充电功率（Pc）求和（S281），行驶需求功率（Pr）与该充电功率（Pc）的和（Pr+Pc）与最佳发电功率（Po）两者中较小值（S282）作为该情况下的实际发电功率（S30）。...

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车在串联工作模式下的串联发电控制方法，其特征在于，首先，确定该串联发电控制方法所需要使用的功率曲线，其包括步骤：S11，根据发动机的效率图和发电机的效率图，在串联工作模式下，得到发动机在不同转速和转矩下的发电效率图，进而确定发动机在转速-转矩二维条件下的表示系统运行能量效率最高的最佳发电扭矩曲线（L2），同时结合发电机（12）、电池（13）、电机（14）之间的能量流通路径，确定发动机在转速-转矩二维条件下的最小发电扭矩曲线和最大发电扭矩曲线；S12，依据最小发电曲线、最佳发电曲线和最大发电曲线分别转换得到在转速-功率二维条件下的最小功率曲线（P1）、最佳功率曲线（P2）、最大功率曲线（P3）；进一步，所述串联发电控制方法包括以下步骤：S21，根据行驶需求功率（Pr）所对应的发动机转速，在最小功率曲线/最大功率曲线和最佳功率曲线和上分别确定最小/最大发电功率（Pmin/Pmax）和最佳发电功率（Po）；S22，判断行驶需求功率（Pr）是否小于或等于最小发电功率（Pmin），如果判断为“是”，进入步骤S23，如果判断为“否”，进入步骤S25；S23，以最佳发电功率（Po）减去行驶需求功率（Pr）的差值来作为串联充电的充电功率（Pc），并且，对行驶需求功率（Pr）和该充电功率（Pc）求和（S231），得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，冷宏祥，张剑锋，马成杰，孙俊，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31