一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，增程系统采用内燃机与混合励磁发电机进行耦合，系统的工作模式包括：停机模式、怠速模式及发电模式，控制方法包括：S1：开始，进入步骤S2；S2：增程系统进行初始化，进入步骤S3；S3：增程系统进入停机模式，响应起动指令，进入步骤S4；或，响应退出指令，进入步骤S6；S4：增程系统进入怠速模式，响应停机指令，返回步骤S；或，保持怠速模式；或，响应发电请求，进入步骤S5；S5：增程系统进入发电模式，发电模式包括：恒功率子模式、恒电流子模式及恒电压子模式；发电模式下，若系统接到取消发电的指令，则返回步骤S4，进入怠速模式；S6：系统断电，进入步骤S7；S7：结束。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法
本专利技术涉及新能源汽车
，尤其涉及一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法。
技术介绍
为了缓解纯电动车续驶里程短和充电不方便的难题，增程技术应运而生。目前，应用最广泛的内燃发电型增程器是通过内燃机和发电机直接耦合连接而组成的。增程式电动汽车通过在传统电动汽车平台上增加一套内燃机发电装置，不仅保留了纯电动车节能环保的特点，又解决了现有纯电动车存在的续航里程短、充电不方便、充电等候时间长等问题。增程器作为整车的动力模块，其控制系统一方面需要实时响应整车命令进行模式切换并给予反馈，另一方面需要保证增程器在满足整车驱动功率需求的前提下，尽可能多的降低油耗和排放、加快响应速度、提高稳定性。目前内燃发电型增程器普遍采用内燃机与永磁同步发电机直接机械耦合，针对永磁同步增程器的控制需要依赖IGBT可控整流桥，增加了控制难度和系统成本。目前针对混合励磁式内燃发电增程系统控制方法的研究仍较少，且一般存在以下问题。由于混合励磁式内燃发电增程系统是通过调节励磁电流改变励磁磁场的强弱，进而大范围地改变给定转速下的输出电压，从而间接控制输出功率，因此，存在输出电压或输出电流过高的情况，会对电子器件产生不利影响；并且调节励磁电流并不能直接控制输出功率的大小，即使用单级调控的控制方式存在较大的干扰。鉴于上述分析，设计和开发一种针对混合励磁增程器的控制方法，对于增程式电动汽车的发展具有重要意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：降低增程器的控制成本和控制难度，保证增程器在新能源电动车动力电池亏电情况下能够提供稳定电能供应，以及提高增程器的安全性。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机进行耦合，系统的工作模式包括：停机模式、怠速模式及发电模式，基于这三种工作模式，所述控制方法包括如下步骤：S1：开始，进入步骤S2；S2：增程系统进行初始化，进入步骤S3；S3：增程系统进入停机模式，实时监测并及时响应由VCU或上位机发来的起动或退出指令——1)增程系统响应由VCU或上位机发来的起动指令后，进入步骤S4；2)增程系统响应由VCU或上位机发来的退出指令后，则进入步骤S6；S4：增程系统进入怠速模式后——1)响应由VCU或上位机发来的停机指令，返回步骤S3、进入停机模式；2)保持怠速模式；3)响应由VCU或上位机发来的发电请求，进入步骤S5；S5：增程系统进入发电模式，所述发电模式又详细划分三个子模式：恒功率子模式、恒电流子模式以及恒电压子模式，分别对应接下来的步骤S51、S52及S53；S51：增程系统进入发电模式中的恒功率子模式；S52：增程系统进入发电模式中的恒电流子模式；S53：增程系统进入发电模式中的恒电压子模式；在发电模式下，无论处于哪个子模式，若系统接到由VCU或上位机发来的取消发电的指令，则直接返回步骤S4，进入怠速模式；S6：系统断电，进入步骤S7；S7：结束。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。优选地，所述恒功率子模式为默认模式，系统响应由VCU或上位机发来的发电请求，对外输出所请求的功率；恒功率子模式下系统针对VCU或上位机请求的功率做闭环控制，维持输出功率恒定；该模式下实时监测母线电流和电压，如果母线电流超限就切换到恒电流子模式，如果母线电压超限就切换到恒电压子模式。优选地，系统处于恒电流子模式下，以母线电流为目标进行闭环控制；该模式下实时监测功率和母线电压，如果母线电压超限就切换到恒电压子模式，如果功率超限就切换到恒功率子模式。优选地，系统处于恒电压子模式下，以母线电压为目标进行闭环控制；该模式下实时监测功率和母线电流，如果母线电流超限就切换到恒电流子模式，如果功率超限就切换到恒功率子模式。优选地，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机通过连接轴进行耦合，所述内燃机的转速和所述混合励磁发电机的转速相等；所述混合励磁发电机的输出端连接有三相整流桥，所述混合励磁发电机输出的电能经所述三相整流桥整流后向外输出；所述增程系统中还设有转速闭环PI控制器，所述内燃机的输入端电连接至所述转速闭环PI控制器的输出端，所述内燃机的输出端还电连接至所述转速闭环PI控制器的输入端；怠速模式下内燃机的转速闭环控制的具体实现过程为：预定目标怠速转速nit作为给定量，内燃机的实际转速ni作为反馈量，通过所述转速闭环PI控制器的闭环调节输出汽车节气门开度θ控制量，控制内燃机的转速。优选地，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机通过连接轴进行耦合，所述内燃机的转速和所述混合励磁发电机的转速相等；所述混合励磁发电机的输出端连接有三相整流桥，所述混合励磁发电机输出的电能经所述三相整流桥整流后向外输出；所述增程系统中还设有励磁电流PI控制器，所述混合励磁发电机的输入端电连接至所述励磁电流PI控制器的输出端，所述混合励磁发电机的输出端还电连接至所述励磁电流PI控制器的输入端；怠速模式下混合励磁发电机的励磁电流闭环控制的具体实现过程为：预定目标励磁电流Ict作为给定量，混合励磁发电机实际励磁电流Ic作为反馈量，通过所述励磁电流PI控制器的闭环调节输出给定励磁占空比D控制量到混合励磁发电机进行励磁调节。优选地，所述增程系统中还设有VCU和最佳发电转速脉普，所述VCU通过所述最佳发电转速脉普电连接至所述转速闭环PI控制器的输入端；发电模式下内燃机的转速闭环控制的具体实现过程为：VCU发送发电功率请求Preq作为目标发电功率，目标发电功率输入至最佳发电转速脉普，查询出对应的最佳发电转速nreq；查询到的最佳发电转速作为给定量，内燃机的实际转速nr作为反馈量，通过所述转速闭环PI控制器的闭环调节输出汽车节气门开度控制量θ，控制内燃机的转速。优选地，所述增程系统中还设有VCU、功率闭环PI控制器、电压闭环PI控制器、电流闭环PI控制器及发电模式控制模块，其中，所述VCU与三相整流桥的输出端分别电连接至所述功率闭环PI控制器的输入端，所述三相整流桥的输出端还分别电连接至所述电压闭环PI控制器、电流闭环PI控制器的输入端；所述功率闭环PI控制器、电压闭环PI控制器和电流闭环PI控制器的输出端分别电连接至所述发电模式控制模块的输入端，所述发电模式控制模块的输出端电连接至所述励磁电流PI控制器的输入端；发电模式下混合励磁发电机的功率闭环控制的具体实现过程为：VCU发送发电功率请求作为目标发电功率Preq，目标发电功率作为给定量，混合励磁发电机通过三相整流桥整流后的实际发电功率Pr作为反馈量，通过所述功率闭环PI控制器的闭环调节输出给定励磁电流控制量Ict1到发电模式控制模块；发电模式下混合励磁发电机的电压闭环控制的具体实现过程为：初始设定的发电电压上限UL作为目标发电电压，目标发电电压作为给定量，混合励磁发电机通过三相整流桥整流后的实际发电电压Ur作为反馈量，通过所述电压闭环PI控制器的闭环调节输出给定励磁电流控制量Ict2到发电模式控制模块；发电模式下混合励磁发电机的电流闭环控制的具体实现过程为：初始设定的发电电流上限IL作为目标发电电流，目标发电电流作为给定量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机进行耦合，系统的工作模式包括：停机模式、怠速模式及发电模式，基于这三种工作模式，所述控制方法包括如下步骤：S1：开始，进入步骤S2；S2：增程系统进行初始化，进入步骤S3；S3：增程系统进入停机模式，实时监测并及时响应由VCU或上位机发来的起动或退出指令——1)增程系统响应由VCU或上位机发来的起动指令后，进入步骤S4；2)增程系统响应由VCU或上位机发来的退出指令后，则进入步骤S6；S4：增程系统进入怠速模式后——1)响应由VCU或上位机发来的停机指令，返回步骤S3、进入停机模式；2)保持怠速模式；3)响应由VCU或上位机发来的发电请求，进入步骤S5；S5：增程系统进入发电模式，所述发电模式又详细划分三个子模式：恒功率子模式、恒电流子模式以及恒电压子模式，分别对应接下来的步骤S51、S52及S53；S51：增程系统进入发电模式中的恒功率子模式；S52：增程系统进入发电模式中的恒电流子模式；S53：增程系统进入发电模式中的恒电压子模式；在发电模式下，无论处于哪个子模式，若系统接到由VCU或上位机发来的取消发电的指令，则直接返回步骤S4，进入怠速模式；S6：系统断电，进入步骤S7；S7：结束。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机进行耦合，系统的工作模式包括：停机模式、怠速模式及发电模式，基于这三种工作模式，所述控制方法包括如下步骤：S1：开始，进入步骤S2；S2：增程系统进行初始化，进入步骤S3；S3：增程系统进入停机模式，实时监测并及时响应由VCU或上位机发来的起动或退出指令——1)增程系统响应由VCU或上位机发来的起动指令后，进入步骤S4；2)增程系统响应由VCU或上位机发来的退出指令后，则进入步骤S6；S4：增程系统进入怠速模式后——1)响应由VCU或上位机发来的停机指令，返回步骤S3、进入停机模式；2)保持怠速模式；3)响应由VCU或上位机发来的发电请求，进入步骤S5；S5：增程系统进入发电模式，所述发电模式又详细划分三个子模式：恒功率子模式、恒电流子模式以及恒电压子模式，分别对应接下来的步骤S51、S52及S53；S51：增程系统进入发电模式中的恒功率子模式；S52：增程系统进入发电模式中的恒电流子模式；S53：增程系统进入发电模式中的恒电压子模式；在发电模式下，无论处于哪个子模式，若系统接到由VCU或上位机发来的取消发电的指令，则直接返回步骤S4，进入怠速模式；S6：系统断电，进入步骤S7；S7：结束。2.根据权利要求1所述的电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，所述恒功率子模式为默认模式，系统响应由VCU或上位机发来的发电请求，对外输出所请求的功率；恒功率子模式下系统针对VCU或上位机请求的功率做闭环控制，维持输出功率恒定；该模式下实时监测母线电流和电压，如果母线电流超限就切换到恒电流子模式，如果母线电压超限就切换到恒电压子模式。3.根据权利要求2所述的电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，系统处于恒电流子模式下，以母线电流为目标进行闭环控制；该模式下实时监测功率和母线电压，如果母线电压超限就切换到恒电压子模式，如果功率超限就切换到恒功率子模式。4.根据权利要求2或3所述的电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，系统处于恒电压子模式下，以母线电压为目标进行闭环控制；该模式下实时监测功率和母线电流，如果母线电流超限就切换到恒电流子模式，如果功率超限就切换到恒功率子模式。5.根据权利要求1所述的电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机通过连接轴进行耦合，所述内燃机的转速和所述混合励磁发电机的转速相等；所述混合励磁发电机的输出端连接有三相整流桥，所述混合励磁发电机输出的电能经所述三相整流桥整流后向外输出；所述增程系统中还设有转速闭环PI控制器，所述内燃机的输入端电连接至所述转速闭环PI控制器的输出端，所述内燃机的输出端还电连接至所述转速闭环PI控制器的输入端；怠速模式下内燃机的转速闭环控制的具体实现过程为：预定目标怠速转速nit作为给定量，内燃机的实际转速ni作为反馈量，通过所述转速闭环PI控制器的闭环调节输出汽车节气门开度θ控制量，控制内燃机的转速。6.根据权利要求1所述的电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机通过连接轴进行耦合，所述内燃机的转速和所述混合励磁发电机的转速相等；所述混合励磁发电机的输出端连接有三相整流桥，所述混合励磁发电机输出的电能经所述三相整流桥整流后向外输出；所述增程系统中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涵，
申请(专利权)人：杭州赫日新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33