一種用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車能量控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于串聯(lián)式混合動(dòng)力 汽車的能量分配方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前根據(jù)混合動(dòng)力汽車的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式主要分為三類：一、串聯(lián)式混 合動(dòng)力系統(tǒng)、二、并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、三、混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。其中串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng) (Series Hybrid) -般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池， 再由電池傳輸給驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后通過變速機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)汽車。在此聯(lián)結(jié)方式下，電 池需在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。
[0003] 圖1為串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)11、離 合器12、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)13、發(fā)電機(jī)14、驅(qū)動(dòng)電機(jī)15、變速箱16及主減速器17,在車輛啟動(dòng) 后，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩能夠滿足需求扭矩時(shí)，首先進(jìn)入純電動(dòng)模式，隨著車輛的運(yùn)行，動(dòng)力 電池的荷電狀態(tài)值（State of Charge，S0C)不斷下降，到達(dá)設(shè)定的均衡點(diǎn)時(shí)，車輛切換到串 聯(lián)模式?，F(xiàn)有技術(shù)中，串聯(lián)模式是控制發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工作在固定的轉(zhuǎn)速和扭矩條件下，使 該系統(tǒng)的充電功率恒定。
[0004] 由此可見，現(xiàn)有技術(shù)沒有充分考慮車輛在串聯(lián)模式下準(zhǔn)確的功率需求，而是采用 固定的充電功率進(jìn)行能量均衡，此種方式帶來的主要弊端有以下兩方面：一、當(dāng)設(shè)定的發(fā)電 功率大于車輛實(shí)際需求功率時(shí)，會(huì)使電池的S0C在短時(shí)間內(nèi)上升，使系統(tǒng)達(dá)到進(jìn)入純電模 式的條件，當(dāng)車輛在純電模式下運(yùn)行時(shí)，S0C會(huì)隨之下降，又由純電模式進(jìn)入串聯(lián)模式。如 此反復(fù)，頻繁啟停發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅使能耗增加，也會(huì)使車輛排放性能變差。二、當(dāng)設(shè)定的發(fā)電功 率小于車輛實(shí)際需求功率時(shí)，電池的充電功率不足以維持S0C的均衡點(diǎn)，隨著車輛的運(yùn)行， S0C不斷持續(xù)下降，會(huì)使電池電量處于很低的水平，導(dǎo)致電池電壓過低、電池過放等一系列 問題，嚴(yán)重的還會(huì)損壞動(dòng)力電池，使車輛無法正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于對串聯(lián)模式過程中的能量均衡進(jìn)行優(yōu)化， 最大限度降低排放和改善經(jīng)濟(jì)性能。
[0006] 本發(fā)明提供一種用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配方法，包括：獲取整車需求 功率和電池的當(dāng)前荷電狀態(tài)值；根據(jù)當(dāng)前荷電狀態(tài)值與預(yù)設(shè)均衡狀態(tài)值確定需求功率修正 因數(shù)；獲取發(fā)電功率，所述發(fā)電功率是所述需求功率與所述需求功率修正因數(shù)的乘積；根 據(jù)所述發(fā)電功率查表得到與所述發(fā)電功率對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0007] 優(yōu)選地，所述獲取整車需求功率包括：獲取驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率，所述輸出功率是驅(qū) 動(dòng)電機(jī)兩端的電壓與流過所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流的乘積；獲取驅(qū)動(dòng)電機(jī)需求功率，所述驅(qū)動(dòng) 電機(jī)需求功率是所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率與驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率因數(shù)的比值；獲取所述整車需求功 率，所述整車需求功率是所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)需求功率與高壓附件需求功率之和。
[0008] 優(yōu)選地，所述根據(jù)當(dāng)前荷電狀態(tài)值與預(yù)設(shè)均衡狀態(tài)值確定需求功率修正因數(shù)包 括：獲取荷電狀態(tài)比值，所述荷電狀態(tài)比值是所述當(dāng)前荷電狀態(tài)值與所述預(yù)設(shè)均衡狀態(tài)值 的比值；對所述荷電狀態(tài)比值進(jìn)行判斷；確定需求功率修正因數(shù)，其中當(dāng)所述荷電狀態(tài)比 值小于1時(shí)，確定所述需求功率修正因數(shù)大于1 ;當(dāng)所述荷電狀態(tài)比值大于1時(shí)，確定所述 需求功率修正因數(shù)小于1 ;當(dāng)所述荷電狀態(tài)比值等于1時(shí)，確定所述需求功率修正因數(shù)等于 1〇
[0009] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所計(jì)算出的發(fā)電功率查表得到與所述發(fā)電功率對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速包括：在發(fā)動(dòng)機(jī)油耗特性曲線表中確定與所述發(fā)電功率對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速范圍；在所述第 一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)篩選出具有最低油耗的第二轉(zhuǎn)速范圍；在所述第二轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)選定所述發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速，所選定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不等于共振轉(zhuǎn)速。
[0010] 優(yōu)選地，所述高壓附件需求功率包括低壓蓄電池需求功率、轉(zhuǎn)向電機(jī)需求功率、氣 栗電機(jī)需求功率、空調(diào)需求功率、暖風(fēng)機(jī)需求功率。
[0011] 相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配裝置，包括：獲取單 元，用于獲取整車需求功率和電池的當(dāng)前荷電狀態(tài)值；修正單元，用于根據(jù)當(dāng)前荷電狀態(tài)值 與預(yù)設(shè)均衡狀態(tài)值確定需求功率修正因數(shù)；功率計(jì)算單元，用于獲取發(fā)電功率，所述發(fā)電功 率是所述需求功率與所述需求功率修正因數(shù)的乘積；轉(zhuǎn)速確定單元，用于根據(jù)所計(jì)算出的 發(fā)電功率查表得到與所述發(fā)電功率對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0012] 優(yōu)選地，所述獲取單元包括：第一計(jì)算子單元，用于獲取驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率，所述 輸出功率是驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端的電壓與流過所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流的乘積；第二計(jì)算子單元，用 于獲取驅(qū)動(dòng)電機(jī)需求功率，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)需求功率是所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率與驅(qū)動(dòng)電機(jī)效 率因數(shù)的比值；第三計(jì)算子單元，用于獲取所述整車需求功率，所述整車需求功率是所述驅(qū) 動(dòng)電機(jī)需求功率與高壓附件需求功率之和。
[0013] 優(yōu)選地，所述修正單元包括：比值計(jì)算子單元，用于獲取荷電狀態(tài)比值，所述荷電 狀態(tài)比值是所述當(dāng)前荷電狀態(tài)值與所述預(yù)設(shè)均衡狀態(tài)值的比值；對所述荷電狀態(tài)比值進(jìn)行 判斷；比值判斷子單元，用于對所述荷電狀態(tài)比值進(jìn)行判斷；修正因數(shù)確定子單元，用于確 定需求功率修正因數(shù)，其中當(dāng)所述荷電狀態(tài)比值小于1時(shí)，確定所述需求功率修正因數(shù)大 于1;當(dāng)所述荷電狀態(tài)比值大于1時(shí)，確定所述需求功率修正因數(shù)小于1;當(dāng)所述荷電狀態(tài) 比值等于1時(shí)，確定所述需求功率修正因數(shù)等于1。
[0014] 優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)速確定單元包括：第一轉(zhuǎn)速確定子單元，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)油耗特性曲 線表中確定與所計(jì)算出的發(fā)電功率對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速范圍；第二轉(zhuǎn)速確定子單元，用于在所 述第一范圍內(nèi)篩選出具有最低油耗的第二轉(zhuǎn)速范圍；第三轉(zhuǎn)速確定子單元，用于在所述第 二范圍內(nèi)選定所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所選定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不等于共振轉(zhuǎn)速。
[0015] 優(yōu)選地，所述高壓附件需求功率包括低壓蓄電池需求功率、轉(zhuǎn)向電機(jī)需求功率、氣 栗電機(jī)需求功率、空調(diào)需求功率、暖風(fēng)機(jī)需求功率。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配方法和裝 置，可以結(jié)合電池當(dāng)前的荷電狀態(tài)值與預(yù)設(shè)的均衡狀態(tài)值計(jì)算出功率修正因數(shù)，并根據(jù)整 車需求功率與計(jì)算出的修正因數(shù)確定實(shí)際發(fā)電功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的發(fā)電功 率，使整車控制器有效地保護(hù)電池，優(yōu)化串聯(lián)模式下的能量均衡控制。
【附圖說明】
[0017] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0018] 圖1是串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配方法的流 程圖；
[0020] 圖3是串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗特性表；
[0021] 圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例中獲取整車需求功率的流程圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例中確定修正因數(shù)的流程圖；
[0023]圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例中確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的流程圖；
[0024]圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種用于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量分配方法，該方法可 以由機(jī)動(dòng)車的整車控制器執(zhí)行，如圖2所示該方法包括：
[0026] S1，獲取整車需求功率和電池的當(dāng)前荷電狀態(tài)值。整車控制器具有與電池管理系 統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行連接的接口，整車需求功率通常 是指汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下需要使用的功率，該數(shù)值可以通過計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出參數(shù)獲 得。電池的S0C)可以直接通過電池管理系統(tǒng)的輸出參數(shù)獲得，例如S0C的范圍是0_1，0表