一种增程式电动汽车整车能量管理方法技术

本发明专利技术属于混合动力汽车技术领域，具体提供一种增程式电动汽车整车能量管理方法，包括如下步骤：整车上电后实时计算最近S公里的平均车速及最高车速；当整车的平均车速高于第一阈值且最高车速高于第二阈值时，整车进入普通工况模式运行；在普通工况模式下，利用整车历史能耗平均功率数组计算发动机输出功率基准，结合发动机输出功率SOC变化补偿值、发动机输出功率PID补偿值及发动机输出功率驱动电机补偿值计算发动机的输出功率，实现发动机输出功率自适应跟随整车需求功率。可以对整车当前需求功率进行预测。在保证发动机的响应速度及发动机运行稳定性的同时提升了整车能量利用效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种增程式电动汽车整车能量管理方法


[0001]本专利技术涉及混合动力汽车
，具体涉及一种增程式电动汽车整车能量管理方法。

技术介绍

[0002]近年来，世界能源压力与环境污染的压力愈发严重，各国政府陆续制定了一系列新能源政策推动新能源汽车的发展。在新能源车中，增程式电动汽车因其燃油经济性和无续航里程焦虑而被市场广为接受。与传统的混合动力汽车比，增程式电动汽车结构简单，可以将增程器与整合传动机构解耦，发动机可维持在高效率低排放的工况区间运行。
[0003]增程式电动汽车具有两个能量源，发动机与动力电池，合理的分配这两个能量源的能量对提升增程式电动汽车的燃油经济性和续航里程至关重要。在整车需求功率大于发动机的发电功率时，动力电池向外放电；在整车需求功率小于发动机发电功率时，动力电池进行充电以将多余的电量存储起来。在增程式电动汽车运行过程中，一个良好的增程式电动汽车整车能量管理策略需要考虑维持发动机运行在高效区间，降低油耗，保证燃油经济性；减少动力电池的充放电次数，减少动力电池充放电时的能量损耗，同时延长动力电池的使用寿命；尽量减少发动机的启停，减少启停过程中电能及燃油的损耗，延长发动机启停部件寿命等。当前已有的增程式电动汽车整车能量管理策略存在以下问题：1.控制策略中发动机采用单一运行模式，未针对特定工况下设置特定的运行模式。
[0004]2.发动机输出功率跟随整车驱动电机瞬时功率，导致发动机运行工况变动频繁，无法保证发动机工作在最佳工况区间，增加了油耗。
[0005]3.发动机功率跟随动力电池SOC以固定工况运行，发动机输出功率无法跟随整车需求功率，导致动力电池SOC波动大，增加了动力电池的充放电次数，增加了充放电过程的能量损耗。
[0006]4.利用整车驱动电机当前或整车驱动电机历史消耗的功率计算整车需求功率，忽略了整车中辅机消耗的电量，导致计算结果偏差大。
[0007]5.整车运行过程中发动机频繁启停，浪费了电能及燃油，减少了发动机启停部件的寿命。
[0008]6.需要载重、坡道传感器等，算法较为复杂，实施成本高，不利于工业推广。

技术实现思路

[0009]针对目前管理方法中发动机输出功率跟随整车驱动电机瞬时功率，导致发动机运行工况变动频繁，无法保证发动机工作在最佳工况区间，增加了油耗的问题本专利技术技术方案提供一种有效且易于实施的增程式电动汽车整车能量管理策略实现，在普通工况模式下的功率自适应模式及动力电池低SOC补偿的功率自适应模式，辅以发动机输出功率SOC变化补偿、发动机输出功率PID补偿以及发动机输出功率驱动电机补偿，实现了发动机功率自适
应跟随整车需求功率。
[0010]本专利技术的技术方案提供一种增程式电动汽车整车能量管理方法，包括如下步骤：整车上电后实时计算最近S公里的平均车速及最高车速；当整车的平均车速高于第一阈值且最高车速高于第二阈值时，整车进入普通工况模式运行；在普通工况模式下，利用整车历史能耗平均功率数组计算发动机输出功率基准，结合发动机输出功率SOC变化补偿值、发动机输出功率PID补偿值及发动机输出功率驱动电机补偿值计算发动机的输出功率，实现发动机输出功率自适应跟随整车需求功率。
[0011]作为本专利技术技术方案的进一步限定，所述发动机输出功率基准即通过一定算法对历史多个周期的整车能耗平均功率进行处理，得到当前时刻整车需求功率的预测值，将该预测值设定为发动机输出功率基准。发动机输出功率基准的计算方法包括：对历史多个周期的整车能耗平均功率进行处理，得到当前时刻整车需求功率的预测值，将该预测值设定为发动机输出功率基准，具体计算方法包括：计算并存储历史多个周期的整车能耗平均功率数据，即整车能耗平均功率数组vecAvgPw；当整车能耗平均功率数组的方差小于或等于第一限值时，发动机输出功率基准Engine_OutPw_Basic的算法采用加权平均值算法；Engine_OutPw_Basic =vecAvgPw(1)*W1+ vecAvgPw(2)*W2+
…
+ vecAvgPw(N)*W
N
，其中W1~W
N
为权重系数，且1>W1>W2>
…
>W
N
>0，W1+W2+
…
W
N
‑1+W
N
=1。
[0012]其中vecAvgPw(1)为最近一个周期的整车能耗平均功率，vecAvgPw(N)为最远一个周期的整车能耗平均功率。
[0013]当整车能耗平均功率数组的方差大于第一限值时，将近期i个周期的整车能耗平均功率平均值和与之相邻的远期多个周期的整车能耗平均功率平均值求差；若差值大于第一阈值，则用近期的整车能耗平均功率加权平均值作为发动机输出功率基准；否则计算近期i+p个周期的整车能耗平均功率平均值和与之相邻的远期多个周期的整车能耗平均功率差值的整车能耗平均功率平均值，若差值大于第二阈值，则用近期整车能耗平均功率加权平均值作为发动机输出功率基准；依此计算多次，若最终近期整车能耗平均功率平均值和与之相邻的远期多个周期的整车能耗平均功率平均值差值小于第M阈值，则用全部周期的整车能耗平均功率的加权平均值作为发动机输出功率基准；其中，设定整车能耗平均功率数组长度为f，近期定义为第一个周期到第M个周期，远期定义为第M+1个周期到第f个周期，且，均为自然数；最近一个周期的整车能耗平均功率为vecAvgPw(1)，最远一个周期的整车能耗平均功率为vecAvgPw(f)，则发动机输出功率基准的计算用公式表示为：近期能耗平均功率AvgPwNear=vecAvgPw(1)远期能耗平均功率AvgPwPast=vecAvgPw(2: 4)/3若|AvgPwNear
‑
AvgPwPast|≥C1，则发动机输出功率基准Engine_OutPw_Basic=AvgPwNear否则：近期能耗平均功率AvgPwNear= vecAvgPw(1: 2)/2
远期能耗平均功率AvgPwPast= vecAvgPw(3: 6)/4若|AvgPwNear
‑
AvgPwPast|≥C2，则发动机输出功率基准Engine_OutPw_Basic=AvgPwNear否则：近期能耗平均功率AvgPwNear= vecAvgPw(1: 3)/3远期能耗平均功率AvgPwPast= vecAvgPw(4: 7)/4若|AvgPwNear
‑
AvgPwPast|≥C3，则发动机输出功率基准Engine_OutPw_Basic=AvgPwNear否则：
…
近期能耗平均功率AvgPwNear=[vecAvgPw(1)+...vecAvgPw(e)]/e远期能耗平均功率AvgPwPast=[vecAvgPw(e+1)+...vecAvgPw(f)]/(f
‑
e)若|AvgPwNear
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增程式电动汽车整车能量管理方法，其特征在于，包括如下步骤：整车上电后实时计算最近S公里的平均车速及最高车速；当整车的平均车速高于第一阈值且最高车速高于第二阈值时，整车进入普通工况模式运行；在普通工况模式下，利用整车历史能耗平均功率数组计算发动机输出功率基准，结合发动机输出功率SOC变化补偿值、发动机输出功率PID补偿值及发动机输出功率驱动电机补偿值计算发动机的输出功率，实现发动机输出功率自适应跟随整车需求功率。2.根据权利要求1所述的增程式电动汽车整车能量管理方法，其特征在于，发动机输出功率基准的计算方法包括：对历史多个周期的整车能耗平均功率进行处理，得到当前时刻整车需求功率的预测值，将该预测值设定为发动机输出功率基准，具体计算方法包括：计算并存储历史多个周期的整车能耗平均功率数据，即整车能耗平均功率数组；当整车能耗平均功率数组的方差小于或等于第一限值时，发动机输出功率基准的算法采用加权平均值算法；当整车能耗平均功率数组的方差大于第一限值时，将近期i个周期的整车能耗平均功率平均值和与之相邻的远期多个周期的整车能耗平均功率平均值求差；若差值大于第一阈值，则用近期的整车能耗平均功率加权平均值作为发动机输出功率基准；否则计算近期i+p个周期的整车能耗平均功率平均值和与之相邻的远期多个周期的整车能耗平均功率差值的整车能耗平均功率平均值，若差值大于第二阈值，则用近期整车能耗平均功率加权平均值作为发动机输出功率基准；依此计算多次，若最终近期整车能耗平均功率平均值和与之相邻的远期多个周期的整车能耗平均功率平均值差值小于第M阈值，则用全部周期的整车能耗平均功率的加权平均值作为发动机输出功率基准；其中，设定整车能耗平均功率数组长度为f，近期定义为第一个周期到第M个周期，远期定义为第M+1个周期到第f个周期，且，均为自然数。3.根据权利要求2所述的增程式电动汽车整车能量管理方法，其特征在于，该方法还包括：整车上电时，对存储的整车能耗平均功率数组进行读取，并计算出当前发动机输出功率基准；上电结束后整车开始运行，若整车的行驶车速大于或等于速度阈值且持续时间超过时间阈值，开始对单个周期内的整车能耗平均功率进行计算，每一个计算周期结束后，同步更新整车能耗平均功率数组与发动机输出功率基准并进入一个新的计算周期，直至整车下电；整车下电后，将整车能耗平均功率数组写入存储器中。4.根据权利要求3所述的增程式电动汽车整车能量管理方法，其特征在于，对单个周期内的整车能耗平均功率进行计算的方法包括：单个周期内的整车能耗平均功率=发动机在单个计算周期内平均功率
‑
（动力电池在单个计算周期内剩余电量变化值/周期时间）。5.根据权利要求1所述的增程式电动汽车整车能量管理方法，其特征在于，该方法还包
括：整车在普通工况模式下，当动力电池SOC大于B1时，发动机停机，整车以纯电模式运行；当动力电池SOC大于B2同时不大于B1时，发动机以怠速运行；当动力电池SOC大于B3同时不大于B2时，发动机以最高效率功率运行；当动力电池SOC大于B4同时不大于B3时，发动机以功率自适应模式运行，在功率自适应模式下，设定发动机的输出功率为发动机输出功率基准、发动机输出功率SOC变化补偿值、发动机输出功率PID补偿值及发动机输出功率驱动电机补偿值之和；当动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵同军，郎文嵩，毕研坤，薛云鸿，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：