阅读说明：本技术 一种新能源汽车用增程器及控制方法 (range extender for new energy automobile and control method ) 是由 陆祖荣 杨继勇 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新能源汽车用增程器,属于新能源汽车的技术领域,旨在提供一种可延长新能源汽车行程的增程器,其技术方案要点是包括发电单元和增程器控制系统,所述发电单元包括发动机、燃油系统和永磁同步发电机,所述发动机的驱动轴连接永磁同步发电机,永磁同步发电机外接车辆自带电池包并联接入车辆的电机。解决了原有新能源车电池续航能力有限、充电麻烦、充电桩分布有限,遇到特殊情况需要增加行程,但电池续航不够难以补充、电池损坏后无法应急等问题。本发明公开了一种增程器的控制方法,属于新能源汽车的技术领域。(The invention discloses a range extender for a new energy automobile, belongs to the technical field of new energy automobiles, and aims to provide a range extender capable of extending the stroke of the new energy automobile. The problems that the battery endurance of an original new energy vehicle is limited, the charging is troublesome, the distribution of charging piles is limited, the stroke needs to be increased when special conditions are met, the battery endurance is difficult to supplement, and emergency cannot be achieved after the battery is damaged are solved. The invention discloses a control method of a range extender, and belongs to the technical field of new energy automobiles.)

一种新能源汽车用增程器及控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车的技术领域，特别涉及一种新能源汽车用增程器及控制方法。

背景技术

随着经济技术的发展和技术的不断创新，新能源电动汽车的发展得到了国家各级政府的高度重视，并得以迅速发展。

目前新能源电动汽车的充电主要采取充电桩进行充电，其存在的缺陷：一是电池续航能力有限、充电麻烦；二是充电桩分布有限，遇到特殊情况需要增加行程，但电池续航不够难以补充；三是电池损坏后无法应急。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种新能源汽车用增程器，具有可延长新能源汽车行程的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种新能源汽车用增程器，包括发电单元和增程器控制系统，所述发电单元包括发动机、燃油系统和永磁同步发电机，所述发动机的驱动轴连接永磁同步发电机，永磁同步发电机外接车辆自带电池包并联接入车辆的电机；

所述增程器控制系统包括发电功率需求模块、状态管理模块、发动机输出功率需求模块、增程器工作模式选择模块、发动机控制模块以及发电机控制模块；

所述发电功率需求模块的输出端连接至状态管理模块的输入端和发动机输入功率需求模块的输入端；状态管理模块的输出端连接发动机控制模块的输入端和发电机控制模块的输入端；发动机输出功率需求模块的输出端连接至发动机控制模块的输入端和发电机控制模块的输入端；增程器工作模式选择模块的输出端连接至发动机控制模块的输入端和发电机控制模块的输入端。

通过采用上述技术方案，发动机在原车自带电池包储备电量不足或原车自带电池包驱动车辆功率不够时启动，带动永磁同步发电机为驱动车辆的电机提供电能。避免车辆在原电池包续航能力不足的情况下，为车辆的电池包充电。

进一步的，增程器还包括与发动机连接的暖风水泵、与暖风水泵连接设置在车辆车厢内的暖风机，所述暖风机还与发动机连接，所述暖风机连接车辆的中控面板。

通过采用上述技术方案，暖风水泵将水通过发动机加热，再通过暖风机向车辆车厢内供热，而不使用电能向暖风机供热，减少电能使用。暖风机和暖风水泵实现按需向汽车内部供暖，室外温度低时，利用充电系统的热能带动车内暖风，进一步节能，避免低温下电池的大电流放电，延长电池寿命、降低电池低温放电失效的风险

进一步的，所述暖风机在车辆车厢内设置有多个暖风出口。

通过采用上述技术方案，多个暖风出口均匀布置在车辆车厢内，使得车辆车厢内的温度更加均匀。

本发明的第二目的是提供一种新能源汽车用增程器的控制方法，具有可延长新能源汽车行程的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种上述的增程器控制方法，

发电功率需求模块接收整车的能量需求，通过转化计算得到增程器系统输出电功率需求值；并将增程器系统输出电功率需求值输入至状态管理模块和发动机输出功率需求模块；

状态管理模块根据增程器控制系统输入信号、整车控制请求信号和增程器系统输出电功率需求确定当前增程器工作状态；并将增程器工作状态输入至发动机控制模块和发电机控制模块；

发动机输出功率需求模块根据增程器系统输出电功率需求和发电机工作效率确定发动机输出功率需求；并根据发动机输出功率需求及发动机最佳工作路径确定发动机工作的目标转速和目标扭矩；并将发动机工作的目标转速和目标扭矩输入至发动机控制模块和发电机控制模块；

增程器工作模式选择模块设置增程器工作模式，并将增程器工作模式输入至发动机控制模块和发电机控制模块；

发动机控制模块根据增程器工作状态、发动机工作的目标转速和目标扭矩、发动机工作模式确定发动机目标指令；

发电机控制模块根据增程器工作状态、发动机工作的目标转速和目标扭矩、发电机工作模式确定发电机目标指令。

通过采用上述技术方案，将增程器与新能源汽车适配使用，解决了原有新能源车电池续航能力有限、充电麻烦、充电桩分布有限，遇到特殊情况需要增加行程，但电池续航不够难以补充、电池损坏后无法应急等问题。

进一步的，所述状态管理模块还包括电池主动均衡子模块，当永磁同步发电机给电池包充电时，所述电池主动均衡子模块将超过设定压差的电芯之间的能量转移，以平衡压差带来的影响。

通过采用上述技术方案，通过高频变压器隔离转换技术，实时的电压电流控制环路来实现电池均衡，杜绝了电车电池过放电、过充电、造成的发热、电解液沸腾蒸发消耗，电池永远保持在最佳的使用状态。

进一步的，増程器充电采用小电流I均衡，根据车辆行驶状况，通过电池主动均衡子模块调节发电机功率，减少电池包放电量，小电流I均衡充电。

通过采用上述技术方案，小电流均衡充电，减少电池充电的热量，提高电池使用寿命。

进一步的，所述小电流I为2A。

通过采用上述技术方案，2A电流不至于过大对车辆自带电池包造成损坏，同时满足均衡条件。

进一步的，采用电压电流采集回路，实时闭环控制电源系统，让反馈信号实时调整转移的能量。

通过采用上述技术方案，电压电流采集精度更高，避免电池充电时电流和电压浮动过大对电路造成破坏。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 通过本发明解决了原有新能源车电池续航能力有限、充电麻烦、充电桩分布有限，遇到特殊情况需要增加行程，但电池续航不够难以补充、电池损坏后无法应急等问题；

2.暖风机和暖风水泵实现按需向汽车内部供暖，室外温度低时，利用充电系统的热能带动车内暖风，进一步节能，避免低温下电池的大电流放电，延长电池寿命、降低电池低温放电失效的风险。

附图说明

图1是实施例1中增程器的系统框图；

图2是实施例1中发电单元的系统框图；

图3是实施例1中暖风进气的示意图；

图4是实施例1中增程器控制系统的系统框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种新能源汽车用增程器，如图1所示，发电单元、暖风水泵、暖风机和增程器控制系统。

如图2所示，发电单元包括发动机、燃油系统和永磁同步发电机，发动机的驱动轴连接永磁同步发电机，永磁同步发电机外接车辆自带电池包并联接入车辆的电机。

如图3所示，暖风机设置在车辆车厢内，并在车辆车厢内设置多个出风口。暖风水泵与暖风机连接向暖风机供热，暖风机冷却的水通入发动机，由发动机产生热量加热。暖风机连接车辆的中控面板，驾驶员可通过中控面板控制是否向车辆车厢内供热。

暖风机和暖风水泵实现按需向车辆内部供暖，室外温度低时，利用发动机的热能带动车内暖风，进一步节能，避免低温下电池的大电流放电，延长电池寿命、降低电池低温放电失效的风险。

如图4所示，增程器控制系统包括发电功率需求模块、状态管理模块、发动机输出功率需求模块、增程器工作模式选择模块、发动机控制模块以及发电机控制模块。

发电功率需求模块的输出端连接至状态管理模块的输入端和发动机输入功率需求模块的输入端；状态管理模块的输出端连接发动机控制模块的输入端和发电机控制模块的输入端；发动机输出功率需求模块的输出端连接至发动机控制模块的输入端和发电机控制模块的输入端；增程器工作模式选择模块的输出端连接至发动机控制模块的输入端和发电机控制模块的输入端。

状态管理模块包括电池主动均衡子模块，当永磁同步发电机给电池包充电时，所述电池主动均衡子模块将超过设定压差的电芯之间的能量转移，以平衡压差带来的影响。

实施例2：一种上述的增程器控制方法，如图1-4所示，发电功率需求模块接收整车的能量需求，通过转化计算得到增程器系统输出电功率需求值；并将增程器系统输出电功率需求值输入至状态管理模块和发动机输出功率需求模块。

状态管理模块根据增程器控制系统输入信号、整车控制请求信号和增程器系统输出电功率需求确定当前增程器工作状态；并将增程器工作状态输入至发动机控制模块和发电机控制模块。状态管理模块还包括电池主动均衡子模块，当永磁同步发电机给电池包充电时，电池主动均衡子模块将超过设定压差的电芯之间的能量转移，以平衡压差带来的影响。増程器充电采用小电流I均衡，根据车辆行驶状况，通过电池主动均衡子模块调节发电机功率，减少电池包放电量，小电流I均衡充电，小电流I为2A。采用电压电流采集回路，实时闭环控制电源系统，让反馈信号实时调整转移的能量。

发动机输出功率需求模块根据增程器系统输出电功率需求和发电机工作效率确定发动机输出功率需求；并根据发动机输出功率需求及发动机最佳工作路径确定发动机工作的目标转速和目标扭矩；并将发动机工作的目标转速和目标扭矩输入至发动机控制模块和发电机控制模块。

增程器工作模式选择模块设置增程器工作模式，并将增程器工作模式输入至发动机控制模块和发电机控制模块。

发动机控制模块根据增程器工作状态、发动机工作的目标转速和目标扭矩、发动机工作模式确定发动机目标指令。

发电机控制模块根据增程器工作状态、发动机工作的目标转速和目标扭矩、发电机工作模式确定发电机目标指令。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。