一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法和系统，该方法首先根据动力电池剩余电量值SOC以及整车功率需求Pdemand，判断增程器开启或关闭，当增程器开启时，进一步判断增程器的发电功率PAPU及最优运行工况点，并控制增程器工作在发电功率PAPU下，在增程器的发电功率跟随整车功率需求时，增程器发电满足驱动电机，有效防止动力电池大功率放电，有利于提高动力电池使用寿命；当增程器恒功率发电在最优工况点时，为驱动电机供电以及为动力电池充电，降低了整车能耗并优化了发动机排放；该系统采用上述方法，采用上述增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，解决了传统功率跟随模式下发动机燃油消耗及排放无法达到最优，并且发动机频繁启动的问题。

A Power Following Control Method and System for Additional Program Pure Electric Vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法和系统
本专利技术涉及汽车制造领域，尤其涉及一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法和系统。
技术介绍
能源危机和环境污染是当今世界的两大危机，大力发展新能源汽车已成解决两大危机的必由之路，新能源汽车有纯电动汽车、混合动力汽车及燃料电池汽车等类型，其中，纯电动汽车可以实现真正意义上的“零排放”，但其具有动力电池能量密度低、充电桩等基础设施不完善、充电时间长等先天性缺点，使其发展受到一定程度的制约。增程式电动汽车(E-REV)作为一种由混合动力汽车向纯电动汽车理想的过渡形式，是在纯电动汽车的基础上安装一套辅助动力单元——增程器(APU，AuxiliaryPowerUnit)，可以降低车辆对动力电池续航里程的依赖程度，提高车辆的续航里程。增程式电动汽车的控制策略不仅会影响整车燃油经济性和排放性能，还对动力电池的寿命有较大影响。目前增程式电动汽车主流控制策略主要有单工况点模式、多工况点模式以及功率跟随模式。在实际应用较多的是功率跟随模式，该模式下，如图1所示，动力电池剩余电量和功率都是仅设有两个阈值，当动力电池剩余电量低于其下限阀值或者需求功率大于其上限阀值时，增程器开启，当动力电池剩余电量高于其上限阀值且需求功率低于其下限阀值时，增程器关闭，其他情况则保持之前状态；增程器启动时，发动机要跟随整车功率需求而不断变换运行工况，发动机燃油消耗及排放无法达到最优，并且发动机频繁启动会对驾驶员产生一定干扰，不利于驾驶体验的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法和系统，解决了传统功率跟随模式下发动机燃油消耗及排放无法达到最优，并且发动机频繁启动的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，包括步骤：S1、采集动力电池当前的剩余电量值SOC，测算整车功率需求Pdemand；S2、根据所述剩余电量值SOC以及整车功率需求Pdemand，判断增程器开启或关闭；S3、当所述增程器工作状态为开启时，进一步判断所述增程器的发电功率PAPU，并控制所述增程器按照所述发电功率PAPU工作。具体地，所述步骤S2判断增程器开启或关闭的方法具体包括：S201、根据动力电池3C放电功率极限确定第一功率需求阈值Phigh；S202、预设剩余电量下限值SOCmin和剩余电量上限值SOCmax；S203、当SOC＜SOCmin和/或Pdemand＞Phigh时，所述增程器开启；当SOC≥SOCmax并且Pdemand≤Phigh时，所述增程器关闭；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pdemand≤Phigh时，所述增程器的开启/关闭状态保持不变。优选地，步骤S3中所述增程器工作状态为开启时，所述增程器的发电功率的判断方法具体包括：S301、通过所述增程器的高效区间计算第二功率需求阈值Pmax；S302、根据动力电池0.3C放电功率极限确定第三功率需求阈值Pmin；S303、当Pdemand＞Phigh时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand；当SOC＜SOCmin并且Pmax＜Pdemand≤Phigh时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Phigh；当SOC＜SOCmin并且Pmin＜Pdemand≤Pmax时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand；当SOC＜SOCmin并且Pdemand≤Pmin时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Pmin。S304、结合增程器的发动机排放、发动机效率、发动机NVH和增程器的发电机效率、发电机NVH实时控制所述增程器工作在满足所述发电功率PAPU的运行工况点；其中，所述运行工况点的参数包括发电转速和发电扭矩。进一步地，当SOCmin≤SOC＜SOCmax、Pdemand≤Phigh并且增程器前一时刻为开启状态时，所述增程器保持开启，此时所述增程器发电功率的判断方法具体包括：当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pmax＜Pdemand≤Phigh时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Pmax；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pmin＜Pdemand≤Pmax时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pdemand≤Pmin时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Pmin。一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制系统，采用上述增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，所述增程式纯电动汽车的功率跟随控制系统包括相互连接的增程器、动力电池、控制器以及驱动电机，所述控制器包括采集模块、第一判断模块及第二判断模块，其中，所述采集模块的输入端连接所述动力电池和所述驱动电机，输出端连接所述第一判断模块，所述第一判断模块的输出端连接所述动力电池和所述第三判断模块的输入端，所述第三判断模块的输出端连接所述增程器；所述采集模块用于采集动力电池当前的剩余电量值SOC，测算整车功率需求Pdemand；所述第一判断模块用于根据所述剩余电量值SOC以及整车功率需求Pdemand，判断并控制所述增程器开启或关闭；还用于当所述增程器的工作状态为关闭时，控制所述动力电池为所述驱动电机供电；所述第二判断模块用于当所述增程器工作状态为开启时，进一步判断所述增程器的发电功率PAPU并控制所述增程器开启工作。优选地，所述第一判断模块包括第一存储单元和第一判断单元，所述第一判断单元的输入端分别连接所述第一存储单元和采集模块，输出端分别连接所述动力电池和所述第二判断模块；所述第一存储单元用于预存储第一功率需求阈值Phigh、剩余电量下限值SOCmin和剩余电量上限值SOCmax，其中，所述第一功率需求阈值Phigh根据动力电池3C放电功率极限确定；所述第一判断单元用于根据剩余电量值SOC和整车功率需求Pdemand判断所述增程器开启或关闭：当SOC＜SOCmin和/或Pdemand＞Phigh时，所述增程器开启；当SOC≥SOCmax并且Pdemand≤Phigh时，所述增程器关闭；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pdemand≤Phigh时，所述增程器的工作状态保持不变。较佳地，所述第二判断模块包括第二存储单元和第二判断单元，所述第二判断单元的输入端分别连接所述第二存储单元和所述第一判断单元，所述第二判断单元的输出端连接所述增程器；所述第二存储单元用于存储第二功率需求阈值Pmax和第三功率需求阈值Pmin，其中，所述第二功率需求阈值Pmax通过所述增程器的高效区间确定，所述第三功率需求阈值Pmin根据动力电池0.3C放电功率极限确定；所述第二判断单元用于判断所述增程器的发电功率，并控制所述增程器发电：当Pdemand＞Phigh时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand，所述增程器发电用于供给所述驱动电机；当SOC＜SOCmin并且Pmax＜Pdemand≤Phigh时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Phigh，所述增程器发电为所述驱动电机供电以及为所述动力电池充电；当SOC＜SOCmin并且Pmin＜Pdemand≤Pmax时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，其特征在于，包括步骤：S1、采集动力电池当前的剩余电量值SOC，测算整车功率需求Pdemand；S2、根据所述剩余电量值SOC以及整车功率需求Pdemand，判断增程器开启或关闭；S3、当所述增程器工作状态为开启时，进一步判断所述增程器的发电功率PAPU，并控制所述增程器按照所述发电功率PAPU工作。

【技术特征摘要】
1.一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，其特征在于，包括步骤：S1、采集动力电池当前的剩余电量值SOC，测算整车功率需求Pdemand；S2、根据所述剩余电量值SOC以及整车功率需求Pdemand，判断增程器开启或关闭；S3、当所述增程器工作状态为开启时，进一步判断所述增程器的发电功率PAPU，并控制所述增程器按照所述发电功率PAPU工作。2.根据权利要求1所述的增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，其特征在于，所述步骤S2判断增程器开启或关闭的方法具体包括：S201、根据动力电池3C放电功率极限确定第一功率需求阈值Phigh；S202、预设剩余电量下限值SOCmin和剩余电量上限值SOCmax；S203、当SOC＜SOCmin和/或Pdemand＞Phigh时，所述增程器开启；当SOC≥SOCmax并且Pdemand≤Phigh时，所述增程器关闭；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pdemand≤Phigh时，所述增程器的开启/关闭状态保持不变。3.根据权利要求2所述的增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，其特征在于，步骤S3中所述增程器工作状态为开启时，所述增程器的发电功率的判断方法具体包括：S301、通过所述增程器的高效区间计算第二功率需求阈值Pmax；S302、根据动力电池0.3C放电功率极限确定第三功率需求阈值Pmin；S303、当Pdemand＞Phigh时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand；当SOC＜SOCmin并且Pmax＜Pdemand≤Phigh时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Phigh；当SOC＜SOCmin并且Pmin＜Pdemand≤Pmax时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand；当SOC＜SOCmin并且Pdemand≤Pmin时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Pmin。S304、结合增程器的发动机排放、发动机效率、发动机NVH和增程器的发电机效率、发电机NVH实时控制所述增程器工作在满足所述发电功率PAPU的运行工况点；其中，所述运行工况点的参数包括发电转速和发电扭矩。4.根据权利要求3所述的增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，其特征在于，当SOCmin≤SOC＜SOCmax、Pdemand≤Phigh并且增程器前一时刻为开启状态时，所述增程器保持开启，此时所述增程器发电功率的判断方法具体包括：当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pmax＜Pdemand≤Phigh时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Pmax；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pmin＜Pdemand≤Pmax时，所述增程器的发电功率跟随整车功率需求，始终保持PAPU＝Pdemand；当SOCmin≤SOC＜SOCmax并且Pdemand≤Pmin时，所述增程器恒功率发电，并且PAPU＝Pmin。5.一种增程式纯电动汽车的功率跟随控制系统，其特征在于，采用上述权利要求1-4中任一权利要求所述的增程式纯电动汽车的功率跟随控制方法，所述增程式纯电动汽车的功率跟随控制系统包括相互连接的增程器、动力电池、控制器以及驱动电机，所述控制器包括采集模块、第一判断模块及第二判断模块，其中，所述采集模块的输入端连接所述动力电池和所述驱动电机，输出端连接所述第一判断模块，所述第一判断模块的输出端连接所述动力电池和所述第三判断模块的输入端，所述第三判断模块的输出端连接所述增程器；所述采集模块用于采集动力电池当前的剩余电量值SOC，测算整车功率需求Pdemand；所述第一判断模块用于根据所述剩余电量值SOC以及整车功率需求Pdemand，判断并控制所述增程器开启或关闭；还用于当所述增程器的工作状态为关闭时，控制所述动力电池为所述驱动电机供电；所述第二判断模块用于当所述增程器工作状态为开启时，进一步判断所述增...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆鹏，曾庆强，曹永昌，兰文刀，
申请(专利权)人：一汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22