一种增程式电动汽车的增程器控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种增程式电动汽车的增程器控制方法，包括：采集电动汽车的速度信息，电动汽车的动力电池电压，动力电池荷电量，根据速度信息和动力电池荷电量计算出增程器的功率需求值；判断功率需求值是否为零并结合停机条件：若是，则增程器停止工作；若否，则根据功率需求值分别计算出发动机对应的目标转速值和发电机对应的目标转矩值，并根据目标转速值调节发动机的转速，以及根据目标转矩值调节发电机的转矩。有益效果：通过采集电动汽车的车速信息和动力电池的荷电量，并根据模糊规则计算出增程器当前所需的功率，合理地控制增程器的工作点，相比现有技术中的控制方法，可以有效地降低电动汽车的油耗。

【技术实现步骤摘要】
一种增程式电动汽车的增程器控制方法及控制系统
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种增程式电动汽车的增程器控制方法及控制系统。
技术介绍
现有增程式电动汽车增程式器控制能量管理为研究热点之一。增程式电动汽车主要动力系统一般包括电驱动系统(电机、变速箱)、增程器系统(发动机+发电机)、动力电池等。其中增程式电动汽车的主要概念是具有较长的纯电动续驶里程，当动力电池电量低于20％左右，增程器系统启动工作，以维持动力电池电量，且满足整车各种工况行驶功率需求。目前主要方案采用恒温器控制策略(增程器单点或者两点恒定工作)、功率跟随控制策略(基于整车车速的功率跟随)进行增程器系统和动力电池系统的功率分配。在现有技术中，存在下列问题：(1)采用恒温器控制策略，例如采用固定一点或者两点、三点增程器工作点，此种方案的燃油经济性效果不佳，也比较不适用于维持动力电池SOC(stateofcharge，充电状态或者荷电量)平衡，增程器工作点与车速不对应，噪声效果等也不满足整车加速时对整车的预期；(2)功率跟随方法虽在恒温器控制策略上进行了改进，燃油经济性效果和SOC平衡策略上都有一定改进和优化，也有的方案采用两者结合，但是该方案抗干扰能力、工况变换的动态响应特性、增程器工作点超调等性能上仍然有优化空间，这些方面的优化都会进一步提升整车燃油经济性。面对日益要求严格的油耗法规要求，策略优化对于增程式电动汽车的要求越来越高。因此，迫切需要一种能够更进一步降低油耗的增程器控制策略。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种增程式电动汽车的增程器控制方法及控制系统。具体技术方案如下：本专利技术包括一种增程式电动汽车的增程器控制方法，所述增程器包括发动机和发电机，包括：步骤S1，采集所述电动汽车的速度信息和所述电动汽车的动力电池荷电量，根据所述速度信息和所述动力电池荷电量计算出所述增程器的功率需求值；步骤S2，判断所述功率需求值是否为零：若是，则所述增程器停止工作；若否，则转向步骤S3；步骤S3，根据所述功率需求值分别计算出所述发动机对应的目标转速值和所述发电机对应的目标转矩值，并根据所述目标转速值调节所述发动机的转速，以及根据所述目标转矩值调节所述发电机的转矩。优选的，所述步骤S1包括：步骤S11，根据所述速度信息计算出所述电动汽车的扭矩需求值；步骤S12，根据所述扭矩需求值结合所述动力电池荷电量计算出一整车需求功率增量值；步骤S13，一第一模糊控制器根据所述整车功率需求增量值和所述动力电池电压，计算得出一增程器功率需求增量值；步骤S14，根据所述增程器需求功率增量值获得所述增程器当前的所述功率需求值。优选的，所述速度信息包括一加速踏板信号和一车速信号。优选的，所述步骤S2还包括：当所述功率需求值为零时，根据所述发动机的水温判断所述增程器是否符合停机条件：若是，则分别控制所述发动机和所述发电机停止工作；若否，则控制所述发动机怠速。优选的，所述步骤S3包括：步骤S31，根据所述功率需求值分别计算出所述发动机对应的目标转速值和所述发电机对应的目标转矩值；步骤S32，将所述目标转速值输入一第二模糊控制器中，所述第二模糊控制器调整所述发动机的转速控制器的控制参数，并将调整后的所述控制参数输入所述转速控制器，所述转速控制器根据所述控制参数输出一节气门开度控制参数，并将所述节气门开度控制参数输入一发动机控制系统，以调节所述发动机的转速，同时，将所述目标转矩值输入一发电机控制系统以调节所述发电机的转矩。优选的，所述转速控制器为参数整定PI控制器。优选的，所述参数整定PI控制器通过下述公式计算出所述节气门开度控制参数：其中，Throttle用于表示所述节气门开度控制参数；Δn用于表示所述目标转速值和当前转速值的差值；Ts用于表示所述参数整定PI控制器的采样时间；z用于表示采用Z变换；Kp用于表示转速比例增益，ΔKP取值范围在[-0.1，0.1]，Kp中值定义为0.1；KI用于表示转速微分增益，ΔKI取值范围在[-0.05，0.05]，KI中值定义为0.01。本专利技术还包括一种增程式电动汽车的增程器控制系统，包括：一第一采集模块，用于采集所述电动汽车的速度信息和加速踏板信息；一第二采集模块，用于采集所述电动汽车的动力电池电压和动力电池荷电量；一第一模糊控制器，分别连接所述第一采集模块和所述第二采集模块，用于根据所述速度信息和所述动力电池电量计算出所述增程器的功率需求值；一第一判断模块，连接所述整车判断所述功率需求值是否为零：若所述功率需求值为零，则向所述增程器输出一第一判断结果，以使所述增程器停止工作；若所述功率需求值不为零，则向所述增程器输出一第二判断结果；一第一计算模块，连接所述第一判断模块，用于接收所述第二判断结果，并根据所述功率需求值计算出所述发动机对应的目标转速值；一第二计算模块，连接所述第一判断模块，用于接收所述第二判断结果，并根据所述功率需求值计算出所述发电机对应的目标转矩值；一执行模块，连接所述计算模块，用于根据所述目标转速值调节所述发动机的转速，以及根据所述目标转矩值调节所述发电机的转矩。优选的，所述执行模块包括：一第二模糊控制器，用于接收所述目标转速值，并根据所述目标转速值调整所述发动机的转速控制器的控制参数；一转速控制器，分别连接所述转矩采集单元和所述第二模糊控制器，所述转速控制器用于根据所述控制参数输出一节气门开度控制参数，以调节所述发动机的转速；一发电机控制系统，用于接收所述目标转矩值并根据所述目标转矩值调节所述发电机的转矩。优选的，所述转速控制器通过下述公式计算出所述节气门开度：其中，Throttle用于表示所述节气门开度控制参数；Δn用于表示所述目标转速值和当前转速值的差值；Ts用于表示所述转速控制器的采样时间；z用于表示采用Z变换；Kp用于表示转速比例增益，ΔKP取值范围在[-0.1，0.1]，Kp中值定义为0.1；KI用于表示转速微分增益，ΔKI取值范围在[-0.05，0.05]，KI中值定义为0.01。上述技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术提供一种增程器控制方法及控制系统，通过采集电动汽车的车速信息和动力电池的电压、动力电池荷电量，并根据模糊规则计算出增程器当前所需的功率，合理地控制增程器的工作点，相比现有技术中的控制方法，可以进一步优化电动汽车的油耗。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术实施例中的增程器控制方法的步骤流程图；图2为本专利技术实施例中步骤S1的具体流程图；...

【技术保护点】
1.一种增程式电动汽车的增程器控制方法，所述增程器包括发动机和发电机，其特征在于，包括：/n步骤S1，采集所述电动汽车的速度信息和所述电动汽车的动力电池荷电量，根据所述速度信息和所述动力电池荷电量计算出所述增程器的功率需求值；/n步骤S2，判断所述功率需求值是否为零：/n若是，则所述增程器停止工作；/n若否，则转向步骤S3；/n步骤S3，根据所述功率需求值分别计算出所述发动机对应的目标转速值和所述发电机对应的目标转矩值，并根据所述目标转速值调节所述发动机的转速，以及根据所述目标转矩值调节所述发电机的转矩。/n

【技术特征摘要】
1.一种增程式电动汽车的增程器控制方法，所述增程器包括发动机和发电机，其特征在于，包括：
步骤S1，采集所述电动汽车的速度信息和所述电动汽车的动力电池荷电量，根据所述速度信息和所述动力电池荷电量计算出所述增程器的功率需求值；
步骤S2，判断所述功率需求值是否为零：
若是，则所述增程器停止工作；
若否，则转向步骤S3；
步骤S3，根据所述功率需求值分别计算出所述发动机对应的目标转速值和所述发电机对应的目标转矩值，并根据所述目标转速值调节所述发动机的转速，以及根据所述目标转矩值调节所述发电机的转矩。


2.根据权利要求1所述的增程器控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11，根据所述速度信息计算出所述电动汽车的扭矩需求值；
步骤S12，根据所述扭矩需求值结合所述动力电池荷电量计算出一整车需求功率增量值；
步骤S13，一第一模糊控制器根据所述整车功率需求增量值和所述动力电池荷电量，计算得出一增程器功率需求增量值；
步骤S14，根据所述增程器需求功率增量值获得所述增程器当前的所述功率需求值。


3.根据权利要求2所述的增程器控制方法，其特征在于，所述速度信息包括一加速踏板信号和一车速信号。


4.根据权利要求1所述的增程器控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
当所述功率需求值为零时，根据所述发动机的水温判断所述增程器是否符合停机条件：
若是，则分别控制所述发动机和所述发电机停止工作；
若否，则控制所述发动机怠速。


5.根据权利要求1所述的增程器控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，根据所述功率需求值分别计算出所述发动机对应的目标转速值和所述发电机对应的目标转矩值；
步骤S32，将所述目标转速值输入一第二模糊控制器中，所述第二模糊控制器调整所述发动机的转速控制器的控制参数，并将调整后的所述控制参数输入所述转速控制器，所述转速控制器根据所述控制参数输出一节气门开度控制参数，并将所述节气门开度控制参数输入一发动机控制系统，以调节所述发动机的转速，同时，将所述目标转矩值输入一发电机控制系统以调节所述发电机的转矩。


6.根据权利要求5所述的增程器控制方法，其特征在于，所述转速控制器为参数整定PI控制器。


7.根据权利要求6所述的增程器控制方法，其特征在于，所述参数整定PI控制器通过下述公式计算出所述节气门开度控制参数：



其中，
Throttle用于表示所述节气门开度控制参数；
Δn用于表示所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲婧瑶，施绍有，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31