串联混合动力汽车能量控制方法、装置以及串联混合动力汽车制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种串联混合动力汽车能量控制方法，包含下列步骤：实时计算车辆的整车需求功率；判断计算得到的整车需求功率是否处于发动机的经济工作模式区；根据判断结果来控制发动机和/或电池工作：当整车需求功率处于发动机的经济工作模式区时，控制由发动机驱动车辆，使电池处于非放电状态；当整车需求功率处于发动机的非经济工作模式区时，根据电池的荷电状态控制由发动机和/或电池驱动车辆。相应地，提供一种串联混合动力汽车能量控制装置以及串联混合动力汽车。本发明专利技术提供的能量控制方法和装置在满足整车运行的前提下，使得发动机工作于经济工作模式区，同时减少了电池工作时间与充放电次数，充分有效地利用资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属 于串联混合动力汽车
，具体涉及一种串联混合动力汽车能量控制方法、装置以及包含该能量控制装置的串联混合动力汽车。
技术介绍
对于串联混合动力汽车来说，能量控制方法是其关键技术之一，合理的控制方法和控制逻辑不但可以优化能量配置，而且能够在很大程度上改善混合动力汽车的性能。对串联混合动力汽车进行能量控制的主要目的是确定发动机和电池的工作模式，并合理地在两者之间分配功率，使发动机工作在最佳效率区。目前，串联混合动力汽车的能量控制方法一般有两种，分别是恒温器控制方法和功率跟随控制方法。恒温器控制方法为当电池荷电状态降到所设定的低门限值时，启动发动机，使其在最低油耗范围或排放点按恒功率输出，一部分功率用于满足整车驱动要求，另一部分功率用于向电池充电，而当电池荷电状态上升到所设定的高门限值时，关闭发动机，由电池驱动整车，直至电池荷电状态降到设定的低门限值。功率跟随控制方法为当电池荷电状态低于设定的高门限值时，发动机保持在一定的范围内输出功率，发动机输出功率在保证车辆正常行驶的同时对电池充电，当电池荷电状态高于设定的高门限值时，为了使电池处于最佳工作状态，需控制电池放电驱动整车运行，不足的功率由发动机提供，时刻保持电池处于最佳荷电状态，使电池在最佳荷电状态范围内以浅循环放电工作。恒温器控制方法的优点是发动机工作在最佳效率区，降低了整车的油耗和排放， 缺点是引起了电池的过度循环，此种模式对发动机比较有利而对电池不利；功率跟随控制方法的优点是发动机带动发电机发出的电量可以较多地不经电池直接用于驱动整车，在整车运行过程中，减少了电池的工作量，同时使电池以浅循环放电工作，因而提升了电池的寿命，缺点是该方法会使整车成本上升，而且发动机必须在从低到高的整个负荷区范围内运行，这种运行方式会损害发动机的效率和排放性能，因而该方法对电池比较有利而对发动机不利。恒温器控制方法与功率跟随控制方法各有优劣，但是这两种方法都是依据电池荷电状态的变化来进行能量的分配，不能使发动机工作在最佳效率区的同时，又不能减少电池的过度循环与电池的工作量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种串联混合动力汽车能量控制方法、装置以及串连混合动力汽车，使得发动机处于经济工作模式下， 即发动机工作在最佳效率区，同时能够减少电池工作时间与充放电次数，避免电池的过度循环，以充分有效地利用资源。针对现有技术中串联混合动力汽车中存在的电池过度循环或发动机效率不高的缺陷，本专利技术人对发动机的工作状态进行分析，找到了一种既能满足发动机工作在经济工作模式区(即最佳效率区)，同时又减少电池的过度循环与电池工作量的串联混合动力汽车能量控制方法。图1所示为发动机的工作状态图(P-n图)。图中曲线1表示发动机外特性曲线，即发动机处于油门全开状态下，在发动机输出最大功率的情况下测得的发动机速度特性曲线，其代表了发动机所具有的最优动力性能，是一种发动机的理想状态曲线。曲线2表示实际的发动机工作曲线。在曲线2中，Pmin表示发动机的工作下限功率，Pmax表示发动机的工作上限功率，当发动机的工作功率处于发动机的工作下限功率Pmin和发动机的工作上限功率Pmax之间时，则发动机工作于经济工作模式区，即发动机工作在图1中的B*区域；当发动机的工作功率小于发动机的工作下限功率Pmin或大于发动机的工作上限功率Pmax时，则发动机工作于非经济工作模式区，即发动机工作在图1中的A*区域或C* 区域。专利技术人对图1进行分析后得到当发动机工作于经济工作模式区时，即发动机工作在图1中的B*区域，此时优先控制发动机进行能量输出而使电池处于非放电状态，从而可使发动机高效率输出驱动车辆运行，减少电池的工作时间和电池充电次数以保护电池； 而当发动机工作于非经济工作模式区时，即发动机工作在图1中的A*区域或Cf区域，此时可根据电池的荷电状态值SOC控制由发动机和/或电池驱动车辆，尽量保持发动机工作在经济模式下，从而可减少电池的充放电次数，避免电池过度循环以保护电池，充分有效地利用资源。因而，解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该串联混合动力汽车能量控制方法，其包括以下步骤1)实时计算车辆的整车需求功率；2)实时判断计算得到的整车需求功率是否处于发动机的经济工作模式区，所述发动机的经济工作模式区为发动机的工作上限功率与发动机的工作下限功率之间的区域；3)根据判断结果来控制发动机和/或电池工作31)当整车需求功率处于发动机的经济工作模式区时，控制由发动机驱动车辆，使电池处于非放电状态；32)当整车需求功率处于发动机的非经济工作模式区时，即整车需求功率小于发动机的工作下限功率或者大于发动机的工作上限功率时，根据电池的荷电状态控制由发动机和/或电池驱动车辆。其中，所述电池的非放电状态包括充电状态和休眠状态。优选的是，在步骤31)中，根据电池的荷电状态控制电池处于充电状态或休眠状态311)如果电池的 荷电状态低于电池荷电状态下限值，控制由发动机对电池进行充电，电池处于充电状态；312)如果电池的荷电状态等于或高于电池荷电状态下限值，控制电池处于休眠状态。进一步优选的是，在步骤311)中，使发动机对电池的充电功率小于或等于发动机的工作上限功率与整车需求功率之差；设定电池荷电状态上限值，当发动机对电池充电达到所述电池荷电状态上限值时，控制发动机停止对电池充电，使电池处于休眠状态。优选的是，在步骤32)中，当整车需求功率小于发动机的工作下限功率时，根据电池的荷电状态来控制电池是否工作321)如果电池的荷电状态低于电池荷电状态下限值，控制由发动机对电池进行充电，电池处于充电状态；322)如果电池的荷电状态等于或高于电池荷电状态下限值，控制由电池驱动车辆。 进一步优选的是，在步骤321)中，使发动机对电池的充电功率满足发动机的工作下限功率与整车需求功率之差《发动机对电池的充电功率《发动机对电池的充电功率 《发动机的工作上限功率与整车需求功率之差，以使发动机工作在经济工作模式区；设定电池荷电状态上限值，当发动机对电池充电达到所述电池荷电状态上限值时，控制发动机关闭，由电池驱动车辆。优选的是，在步骤32)中，当整车需求功率大于发动机的工作上限功率时，根据电池的荷电状态来控制电池是否工作323)如果电池的荷电状态低于电池荷电状态下限值，控制由发动机驱动车辆，使电池处于休眠状态；324)如果电池的荷电状态等于或高于电池荷电状态下限值，控制由发动机和电池共同驱动车辆。进一步优选的是，在步骤324)中，控制发动机工作在发动机的工作上限功率和发动机的工作下限功率之间，即使发动机工作在经济工作模式区，剩下的功率由电池提供。其中，设定电池荷电状态下限值来判断电池的荷电状态是否释放能量如果电池的荷电状态小于所述电池荷电状态下限值，判断电池的荷电状态不能释放能量；如果电池的荷电状态等于或大于所述电池荷电状态下限值，判断电池的荷电状态能够释放能量。一种串联混合动力汽车能量控制装置，包括计算单元、判断单元、电池荷电状态监控单元和控制单元，其中计算单元，用于实时计算整车需求功率并将计算结果传送给判断单元；判断单元，用于实时接收计算单元中计算出的整车需求功率并判断其是否处于发动机的经济工作模式区，再将判本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种串联混合动力汽车能量控制方法，包括以下步骤：１）实时计算车辆的整车需求功率；２）实时判断计算得到的整车需求功率是否处于发动机的经济工作模式区，所述发动机的经济工作模式区为发动机的工作上限功率与发动机的工作下限功率之间的区域；３）根据判断结果来控制发动机和／或电池工作：３１）当整车需求功率处于发动机的经济工作模式区时，控制由发动机驱动车辆，并使电池处于非放电状态；３２）当整车需求功率小于发动机的工作下限功率或者大于发动机的工作上限功率时，根据电池的荷电状态控制由发动机和／或电池驱动车辆。

【技术特征摘要】
1.一种串联混合动力汽车能量控制方法，包括以下步骤1)实时计算车辆的整车需求功率；2)实时判断计算得到的整车需求功率是否处于发动机的经济工作模式区，所述发动机的经济工作模式区为发动机的工作上限功率与发动机的工作下限功率之间的区域；3)根据判断结果来控制发动机和/或电池工作31)当整车需求功率处于发动机的经济工作模式区时，控制由发动机驱动车辆，并使电池处于非放电状态；32)当整车需求功率小于发动机的工作下限功率或者大于发动机的工作上限功率时， 根据电池的荷电状态控制由发动机和/或电池驱动车辆。2.根据权利要求1所述的串联混合动力汽车能量控制方法，其特征在于，在步骤31) 中，所述电池的非放电状态包括充电状态和休眠状态，根据电池的荷电状态控制电池处于充电状态或休眠状态311)如果电池的荷电状态低于电池荷电状态下限值，控制由发动机对电池进行充电， 电池处于充电状态；312)如果电池的荷电状态等于或高于电池荷电状态下限值，控制电池处于休眠状态。3.根据权利要求2所述的串联混合动力汽车能量控制方法，其特征在于，在步骤311) 中，使发动机对电池的充电功率小于或等于发动机的工作上限功率与整车需求功率之差； 设定电池荷电状态上限值，当发动机对电池充电达到所述电池荷电状态上限值时，控制发动机停止对电池充电，使电池处于休眠状态。4.根据权利要求1所述的串联混合动力汽车能量控制方法，其特征在于，在步骤32) 中，当整车需求功率小于发动机的工作下限功率时，根据电池的荷电状态来控制电池是否工作321)如果电池的荷电状态低于电池荷电状态下限值，控制由发动机对电池进行充电， 电池处于充电状态；322)如果电池的荷电状态等于或高于电池荷电状态下限值，控制由电池驱动车辆。5.根据权利要求4所述的串联混合动力汽车能量控制方法，其特征在于，在步骤321) 中，使发动机对电池的充电功率满足发动机的工作下限功率与整车需求功率之差《发动机对电池的充电功率《发动机的工作上限功率与整车需求功率之差，以使发动机工作在发动机的经济工作模式区；设定电池荷电状态上限值，当发动机对电池充电达到所述电池荷电状态上限值时，控制发动机关闭，由电池驱动车辆。6.根据权利要求1所述的串联混合动力汽车能量控制方法，其特征在于，在步骤32) 中，当整车需求功率大于发动机的工作上限功率时，根据电池的荷电状态来控制电池是否工作323)如果电池的荷电状态低于电池荷电状态下限值，控制由发动机驱动车辆，使电池处于休眠状态；324)如果电池的荷电状态等于或高于电池荷电状态下限值，控制由发动机和电池共同驱动车辆。7.根据权利要求6所述的串联混合动力汽车能量控制方法，其特征在于，在步骤324) 中，控制发动机工作在发动机的工作上限功率和发动机的工作下限功率之间，即使发动机工作在经济工作模式区，剩下的功率由电池提供。8.一种串联混合动力汽车能量控制装置，其特征在于包括计算单元、判断单元、电池荷电状态监控单元和控制单元，其中计算单元，用于实时计算整车需求功率并将计算结果传送给判断单元；判断单元，用于实时接收计算单元中计算出的整车需求功率并判断其是否处于发动机的经济工作模...

【专利技术属性】
技术研发人员：付明勇，汤新宁，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34