混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器

文档序号:444028 发布日期:2021-12-28 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器 (Hybrid power system, hybrid power vehicle, control method of hybrid power vehicle and vehicle control unit ) 是由 王春生 王吉全 许伯良 陈志乐 孟范杰 于 2021-03-08 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器,其中系统包括:发动机;驱动电机;发电机;动力电池;控制器,控制器被配置为在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。由此,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。(The invention discloses a hybrid power system, a hybrid power vehicle, a control method thereof and a vehicle controller, wherein the system comprises: an engine; a drive motor; a generator; a power battery; the controller is configured to determine a power protection target SOC of the hybrid vehicle when a power protection function of the hybrid vehicle is started, acquire the SOC of the power battery, control the hybrid vehicle to enter a first series mode when a difference value between the power protection target SOC and the SOC of the power battery is larger than a first preset value, drive the generator to generate power through the engine, and continuously charge the power battery while supplying power to the driving motor. Therefore, the requirements of the user on energy management can be met from two dimensions, the target power-saving electric quantity can be interacted, the speed of reaching the target electric quantity can be interacted, and the control experience of managing the whole vehicle energy by the user is improved.)

混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器

技术领域

本发明涉及车辆技术领域,尤其涉及一种混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器。

背景技术

随着双模车的发展和普及,更多双模车特有的功能被释放出来,其中一个典型的代表就是SOC(State of Charge,荷电状态)平衡点的操作,即用户目标需求电量与车辆的交互功能。如果简单的用SOC来表征车辆的健康状态,那么一般情况下,SOC越高,车辆就越健康,体现在动力响应快(反应快)、持续动力强(耐力强)以及平顺性更高(动作精细)等方面,这也是双模车带给用户较普遍的体验。

然而,目前插电式混合动力汽车能量管理设计大多基于整车的经济性,则可能达到目的地时,SOC被消耗到较低,与用户目的地有较大电量需求相矛盾。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种混合动力系统,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力车辆。

本发明的第三个目的在于提出一种混合动力车辆的控制方法。

本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第五个目的在于提出一种整车控制器。

为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种混合动力系统,包括:发动机,发动机用以选择性的输出动力至轮端;驱动电机,驱动电机用以输出动力至轮端;发电机,发电机与发动机相连,以在发动机的带动下进行发电;动力电池,动力电池用以给驱动电机供电,以及根据发电机或者驱动电机输出的交流电进行充电;控制器,控制器被配置为在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。

根据本发明实施例的混合动力系统,在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。由此,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出一种混合动力车辆,包括前述的混合动力系统。

根据本发明实施例的混合动力车辆,通过前述的混合动力系统,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种混合动力车辆的控制方法,混合动力车辆包括发动机、驱动电机、发电机和动力电池,发动机用以选择性的输出动力至轮端,驱动电机用以输出动力至轮端,发电机与发动机相连,以在发动机的带动下进行发电,动力电池用以给驱动电机供电,以及根据发电机或者驱动电机输出的交流电进行充电,控制方法包括:在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC;在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。

根据本发明实施例的混合动力车辆的控制方法,在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。由此,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

为达到上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有混合动力车辆的控制程序,该混合动力车辆的控制程序被处理器执行时实现前述的混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质,通过前述的混合动力车辆的控制方法,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

为达到上述目的,本发明第五方面实施例提出了一种整车控制器,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的混合动力车辆的控制程序,处理器执行混合动力车辆的控制程序时,实现前述的混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的整车控制器,通过前述的混合动力车辆的控制方法,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1a为根据本发明第一个实施例的混合动力系统的结构示意图;

图1b为根据本发明第二个实施例的混合动力系统的结构示意图;

图2为根据本发明一个实施例的串联发电经济线示意图;

图3为根据本发明一个实施例的串联发电转速限制示意图;

图4为根据本发明一个实施例的串联发电恒功率示意图;

图5为根据本发明一个实施例的动力电池的充电功率示意图;

图6A-图6B为根据本发明一个实施例的模式切换示意图;

图7为根据本发明一个实施例的发动机直驱经济线示意图;

图8为根据本发明第一个实施例的混合动力系统的控制流程图;

图9为根据本发明第三个实施例的混合动力系统的结构示意图;

图10为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的示意图;

图11为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的控制方法的流程图;

图12为根据本发明一个实施例的整车控制器的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器。

图1a为根据本发明一个实施例的混合动力系统的结构示意图。参考图1a所示,该混合动力系统可包括:发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和控制器50。

其中,发动机10用以选择性的输出动力至轮端。驱动电机20用以输出动力至轮端。发电机30与发动机10相连,以在发动机10的带动下进行发电。动力电池40用以给驱动电机20供电,以及根据发电机30或者驱动电机20输出的交流电进行充电。控制器50被配置为在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池40的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池40的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机10带动发电机30进行发电,在给驱动电机20供电的同时,持续给动力电池40充电。

具体来说,发动机10可为阿特金森循环发动机,发动机10与轮端之间设置有离合器C1,控制器50通过控制离合器C1的分离和结合来控制发动机10与轮端的连接和断开,以使发动机10能够选择性的输出动力至轮端,这样可以实现发动机10直驱,即由发动机10直接输出动力至轮端。例如,当控制器50控制离合器C1分离时,发动机10与轮端断开,发动机10不会直接输出动力至轮端,而当控制器50控制离合器C1结合时,发动机10与轮端连接,发动机10直接输出动力至轮端,实现发动机10直驱。该架构相较于传统的纯增程式混合动力汽车,具有发动机直驱路径,这样能够避免由于传统的纯增程式混合动力汽车缺少发动机直驱路径,即使发动机非常高效(发动机的转速和扭矩均高效),也只能通过发电机发电再提供给驱动电机驱动导致的能量转换损耗,以及动力电池会频繁工作在充放电状态进一步导致能量转换损耗,有效提高了整车经济性。

驱动电机20可为扁线电机,扁线电机的定子绕组采用矩形线圈,提升了定子槽的槽满率,并减小了电机体积,使电机的功率密度得到大幅度提升,驱动电机20与轮端通过齿轮直连,控制器50通过控制驱动电机20工作以输出动力至轮端。可选的,驱动电机20与发电机30的电机轴平行布置,相较于其它设置方式,如驱动电机20与发电机30同轴布置,本实施例的平行布置方式对电机设计要求小,从而使得大功率发电机更容易布置,且成本低。

发电机30可为扁线电机,发电机30连接在离合器C1与发动机10之间,且发电机30与发动机10通过齿轮直连,控制器50通过控制发动机10工作可带动发电机30进行发电,所发出的电可由控制器50进行控制以实现对动力电池40充电或者给驱动电机20供电。

可选的,参考图1a所示,混合动力系统还可包括变速器70和主减速器80。参考图1b所示,变速器70可进一步包括齿轮Z1、Z2、Z3和Z4,其中齿轮Z1的中心轴与离合器C1的一端相连,齿轮Z1与齿轮Z2啮合,齿轮Z2与齿轮Z3啮合,齿轮Z3的中心轴与驱动电机20相连,齿轮Z2的中心轴与齿轮Z4的中心轴相连,齿轮Z4与主减速器80的主减齿轮啮合。当然,变速器70还可以采用其它结构,具体这里不做限制。

动力电池40可为刀片电池,动力电池40与驱动电机20和发电机30分别电连接,在控制器50的控制下,可使动力电池40给驱动电机20供电,或者将发电机30或者驱动电机20输出的交流电转换为直流电后给动力电池40充电,也就是说,动力电池40可由发电机30或者驱动电机20进行充电。

控制器50与发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和离合器C1分别连接,控制器50能够将控制信号发送给发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和离合器C1以实现对发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和离合器C1的控制。

控制器50确定混合动力车辆的保电功能是否开启,例如,车辆上设置有保电功能按键如SAVE键,当用户有保电需求(如用户有明确的目标电量保持需求可能用于混合动力车辆到达目的地后能够作为移动储能电站供电等)时,可按下该按键,此时控制器50确定混合动力车辆的保电功能开启;又如,车辆可以根据实际工况等自行确定是否开启保电功能(如通过地图或导航信息确定前方具有可预知的较长距离的拥堵工况,保证在前方拥堵路段采用EV模式行驶等)。也就是说,保电功能既可以手动开启,也可以自动开启。

在混合动力车辆的保电功能开启时,表示需要快速将动力电池的SOC调整到保电目标SOC,即有快速发电的需求,此时控制器50确定混合动力车辆的保电目标SOC。其中,保电目标SOC可由用户根据实际需求设置,也可以由车辆根据实际工况等自行确定,例如,车辆上设置有保电电量设置端口,用户通过该端口可设置目标保电电量,控制器50根据用户设置的目标保电电量可确定出混合动力车辆的保电目标SOC;又如,车辆可根据实际工况等调节SOC平衡点,该SOC平衡点即为保电目标SOC,示例性的,当车辆通过地图或导航信息确定前方具有可预知的较长距离的拥堵工况,为保证在前方拥堵路段采用EV模式行驶等,此时可将SOC平衡点调高,保电目标SOC即为调高后的SOC平衡点。由此,实现了目标保电电量的交互。

控制器50在确定出混合动力车辆的保电目标SOC后,获取动力电池40的SOC,并判断保电目标SOC与动力电池40的SOC之间的差值是否大于第一预设值(如10%),若是,说明动力电池40的SOC与保电目标SOC的差距较大,此时控制器50控制混合动力车辆进入第一串联模式,该串联模式也称全工况串联模式,在该模式下,控制器50控制发动机10带动发电机30进行发电,所发出的电一方面给驱动电机20供电,以提供所需的驱动需求,另一方面持续给动力电池40充电,以使动力电池40的SOC能够快速达到保电目标SOC,满足用户保电需求。

需要说明的是,在第一串联模式下,发动机10一直给动力电池40充电,动力电池40仅充电不放电,且此时不会进入并联模式,其原因在于并联因发动机10外特性线限制了发电扭矩,发动机工作在经济线时的输出扭矩小,无法达到快速补电的目的,且串联模式与并联模式之间频繁切换,损耗大,也不利于动力电池保电,由此在动力电池40的SOC与保电目标SOC的差距较大时,通过控制混合动力车辆处于第一串联模式能够达到快速保电的目的。

由此,在混合动力车辆的保电功能开启时,确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

在本发明的一些实施例中,混合动力车辆以第一串联模式进行工作时,控制器50还被配置为控制发动机10工作在第二经济线,并根据第二经济线和发动机10的第二转速限制曲线确定第二串联发电限制功率,以及根据发动机10的第二恒功率发电曲线确定第二恒功率发电功率,并获取动力电池40的充电功率和混合动力车辆的驱动需求功率,以及根据第二串联发电限制功率、第二恒功率发电功率、动力电池40的充电功率和混合动力车辆的驱动需求功率确定发动机10的串联发电功率。

进一步的,控制器50被进一步配置为确定动力电池40的充电功率与混合动力车辆的驱动需求功率之和,并确定动力电池40的充电功率与混合动力车辆的驱动需求功率之和与第二恒功率发电功率之间的第一较大值;将第一较大值与第二串联发电限制功率之间的较小值,作为发动机的串联发电功率。

需要说明的是,转速限制曲线是指在满足NVH(Noise、Vibration、Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)的情况下,在全车速范围内发动机10所允许的最高转速曲线。串联发电限制功率是指发动机10工作在经济线(第一经济线或第二经济线)上且在满足NVH的情况下,在全车速范围内所允许的最大输出功率。恒功率发电曲线是指在综合考虑各车速下的驱动功率需求和经济性需求的前提下发动机10带动发电机30恒定发电的功率曲线。恒功率发电功率是指满足各车速需求下发电机30的恒定发电功率。串联发电功率是指在串联模式下发动机10带动发电机30的发电功率。

另外需要说明的是,发动机10串联模式下的经济线可包括多条,以图2所示为例,可包括两条,分别为第一经济线和第二经济线,第一经济线和第二经济线分别为发动机10全转速范围内效率最佳和次佳的工作曲线,且相同转速下发动机10工作在第二经济线的输出扭矩大于等于发动机10工作在第一经济线的输出扭矩。发动机10的转速限制曲线可包括多条,以图3所示为例,可包括两条,分别为第一转速限制曲线和第二转速限制曲线,且相同车速下发动机10的第一转速限制曲线对应的转速小于等于发动机10的第二转速限制曲线对应的转速。发动机10的恒功率发电曲线可包括多条,以图4所示为例,可包括两条,分别为第一恒功率发电曲线和第二恒功率发电曲线,且相同车速下发动机10的第一恒功率发电曲线对应的恒定发电功率小于发动机10的第二恒功率发电曲线对应的恒定发电功率。

具体来说,在混合动力车辆以第一串联模式进行工作时,控制器50控制发动机10工作在图2所示的第二经济线上,并根据第二经济线和图3所示的发动机10的第二转速限制曲线得到第二串联发电限制功率P1_C,具体可先根据混合动力车辆的车速从图3中的第二转速限制曲线中确定出发动机10的转速,而后根据该转速从图2中的第二经济线上确定出发动机的输出扭矩,根据转速和扭矩即可确定出发动机10的第二串联发电限制功率P1_C。同时,根据图4所示的发动机10的第二恒功率发电曲线确定第二恒功率发电功率P2_C,具体可根据混合动力车辆的车速从图4所示的第二恒功率发电曲线中确定出第二恒功率发电功率P2_C。同时,根据油门、车速条件,计算此时混合动力车辆的驱动需求功率P3,并获取动力电池40的充电功率P4,具体可根据混合动力车辆的车速从图5所示的动力电池40的发电功率曲线中确定出动力电池40的充电功率P4(需要说明的是,从图5可以看出,随着车速的增加,动力电池40的充电功率呈上升趋势,以尽可能满足高速时对动力电池的充电速度,保证高速时可能对动力电池的能量需求)。最后,根据第二串联发电限制功率P1_C、第二恒功率发电功率P2_C、动力电池40的充电功率P4和混合动力车辆的驱动需求功率P3确定发动机10的串联发电功率,即串联发电功率=min[P1_C,max(P2_C,P3+P4)],也就是说,为达到保电目的,串联发电的功率首先需要满足P3,且增加额外发电功率即动力电池40的充电功率P4,当P3+P4小于P2_C时,则执行P2_C恒功率发电进行补电,同时受限于串联发电限制功率P1_C。由此,串联发电的功率较高,整车保电能力强。

在本发明的一些实施例中,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第二预设值且小于等于第一预设值时,控制器50还被配置为,获取混合动力车辆的车速和轮端需求扭矩,并根据动力电池40的SOC和车速确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值。其中,在车速大于等于预设车速阈值、以及轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值且小于等于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第一并联模式;在车速小于预设车速阈值、或者在车速大于等于预设车速阈值且轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值、或者在车速大于等于预设车速阈值且轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第二串联模式。

在本发明的一些实施例中,混合动力车辆以第二串联模式进行工作时,控制器50还被配置为,控制发动机10工作在第二经济线,并根据第二经济线和发动机10的第二转速限制曲线确定第二串联发电限制功率,以及根据发动机10的第二恒功率发电曲线确定第二恒功率发电功率,并获取混合动力车辆的驱动需求功率,其中,确定混合动力车辆的驱动需求功率与第二恒功率发电功率之间的第二较大值,并将第二较大值与第二串联发电限制功率之间的较小值,作为发动机10的串联发电功率。

在本发明的一些实施例中,混合动力车辆以第一并联模式进行工作时,控制器50还被配置为,如果轮端需求扭矩小于等于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第一扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第二直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20给动力电池40充电;如果轮端需求扭矩大于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第一扭矩阈值之差且小于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第二扭矩阈值之差,则控制发动机10保持上一状态的经济线进行工作;如果轮端需求扭矩大于等于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第二扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第三直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20给动力电池40充电;其中,第一直驱经济线为并联模式的最优经济线,第三直驱经济线与发动机的外特性线基本重合,第二直驱经济线位于第一直驱经济线和第三直驱经济线之间。

需要说明的是,发动机10的工作区域包括经济区,在该经济区内发动机能够一直高效率工作,并且该经济区可包括多条直驱经济线,发动机在工作时具体是工作在经济区的直驱经济线上。以图7所示为例,可包括三条直驱经济线,分别为第一直驱经济线、第二直驱经济线和第三直驱经济线,其中第一直驱经济线为并联模式的最优经济线,第三直驱经济线与发动机的外特性线基本重合,第二直驱经济线位于第一直驱经济线和第三直驱经济线之间。

具体来说,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第二预设值(如5%)且小于等于第一预设值(如10%)时,说明动力电池40的SOC与保电目标SOC有一定的差距,此时控制器50获取混合动力车辆的车速和轮端需求扭矩,并根据动力电池40的SOC和车速,通过查表确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值,如图6B所示,第一轮端扭矩阈值T1_C小于发动机10工作在第三直驱经济线时的输出扭矩T4_C,第二轮端扭矩阈值T2_C等于发动机10工作在第三直驱经济线时的输出扭矩T4_C(可以理解的是,在动力电池40的SOC与保电目标SOC有一定的差距时,需要尽可能的多发电,且保证整车经济性又不至于太低,因此可以以发动机10工作在第三直驱经济线时的输出扭矩T4_C为参考确定第一轮端扭矩阈值T1_C和第二轮端扭矩阈值T2_C)。并且,如图6B所示,在车速大于等于预设车速阈值、以及轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值T1_C且小于等于第二轮端扭矩阈值T2_C时,控制混合动力车辆进入第一并联模式;在车速小于预设车速阈值、或者在车速大于等于预设车速阈值且轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值T1_C、或者在车速大于等于预设车速阈值且轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值T2_C时,控制混合动力车辆进入第二串联模式。也就是说,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第二预设值且小于等于第一预设值时,禁止混合动力车辆进入EV模式,而是以第一并联模式或者第二串联模式进行工作。

在混合动力车辆以第二串联模式进行工作时,控制器50控制发动机10工作在图2所示的第二经济线,并根据第二经济线和图3所示的发动机10的第二转速限制曲线确定第二串联发电限制功率P1_C,同时根据图4所示的发动机10的第二恒功率发电曲线确定第二恒功率发电功率P2_C,并获取混合动力车辆的驱动需求功率P3,最后根据第二串联发电限制功率P1_C、第二恒功率发电功率P2_C和混合动力车辆的驱动需求功率P3确定发动机10的串联发电功率,即串联发电功率=min[P1_C,max(P2_C,P3)],也就是说,为达到保电目的,串联发电的功率首先需要满足P3,当P3小于P2_C时,则执行P2_C恒功率发电进行补电,同时受限于串联发电限制功率P1_C。由此,串联发电的功率限制有一定放宽,且串联发电的恒功率较高,整车保电能力强。需要说明的是,在第二串联模式下,动力电池40不工作,如果发动机10具有多余的能量可以给动力电池40充电,如果没有多余的能量仅响应轮端需求。

在混合动力车辆以第一并联模式进行工作时,如果轮端需求扭矩小于等于发动机10以图7所示的第一直驱经济线工作时的输出扭矩T4_A(可通过查表获得)与第一扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第二直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20给动力电池40充电,也就是说,为满足发电需求,可提前让发动机10工作在第二直驱经济线,而不是继续以第一直驱经济线工作,这样多余的扭矩可以用于通过驱动发电机30或驱动电机20进行并联发电,从而有利于快速保电,其中,驱动电机20的发电功率高于发电机30的发电功率,且驱动电机20空转损耗大于发电机30的空转损耗,因此优选采用驱动电机20发电,以达到快速补电的目的。如果轮端需求扭矩大于发动机10以图7所示的第一直驱经济线工作时的输出扭矩T4_A与第一扭矩阈值之差且小于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩T4_B(可通过查表获得)与第二扭矩阈值之差,则控制发动机10保持上一状态的经济线进行工作,这样可以避免发动机10的工作线频繁切换。如果轮端需求扭矩大于等于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩T4_B与第二扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第三直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20给动力电池40充电,也就是说,为满足发电需求,可提前让发动机10工作在第三直驱经济线,而不是继续以第二直驱经济线工作,这样多余的扭矩可以用于通过驱动发电机30或驱动电机20进行并联发电,从而有利于快速保电,其中,驱动电机20的发电功率高于驱动发电机30的发电功率,且驱动电机20空转损耗大于发电机30的空转损耗,因此优选采用驱动电机20发电,以达到快速补电的目的。由此,通过将并联发电时,高扭矩经济性切换的条件提前,增加了并联高扭矩的工作时间和概率,从而提高第一并联模式下并联发电时的保电能力。

需要说明的是,当发动机10被分配的直驱扭矩小于发动机10工作在经济区中经济线的输出扭矩时,说明进入了发动机10直驱非高效区,此时退出并联模式,如图7所示,当发动机10被分配的直驱扭矩小于直驱退出线对应的输出扭矩时,退出并联模式,以保证在发动机处于工作状态时处于高效区。

在本发明的一些实施例中,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第三预设值且小于等于第二预设值时,控制器50还被配置为,获取混合动力车辆的车速和轮端需求扭矩,并在车速大于等于预设车速阈值时根据动力电池40的SOC和车速确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值,其中,在轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值且小于等于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第二并联模式;在轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入EV模式;在轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第三串联模式;并且,第三预设值小于第二预设值,第二预设值小于第一预设值。

在本发明的一些实施例中,在车速小于预设车速阈值时,控制器50还被配置为,根据动力电池40的SOC和车速确定混合动力车辆进入串联模式的第三轮端扭矩阈值,其中,在轮端需求扭矩大于等于第三轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第三串联模式;在轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入EV模式。

在本发明的一些实施例中,混合动力车辆以第三串联模式进行工作时,控制器50还被配置为,控制发动机10工作在第一经济线,并根据第一经济线和发动机10的第一转速限制曲线确定第一串联发电限制功率,以及根据发动机10的第一恒功率发电曲线确定第一恒功率发电功率,并获取混合动力车辆的驱动需求功率,其中,确定混合动力车辆的驱动需求功率与第一恒功率发电功率之间的第三较大值,并将第三较大值与第一串联发电限制功率之间的较小值,作为发动机10的串联发电功率;并且,第一经济线和第二经济线为发动机10全转速范围内,效率最佳和次佳的工作曲线,且相同转速下发动机10工作在第二经济线的输出扭矩大于等于发动机10工作在第一经济线的输出扭矩。

在本发明的一些实施例中,混合动力车辆以第二并联模式进行工作时,控制器50还被配置为,如果轮端需求扭矩小于等于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第三扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第二直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20或者发电机30给动力电池40充电;如果轮端需求扭矩大于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第三扭矩阈值之差且小于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第四扭矩阈值之差,则根据发动机10的需求控制发动机10工作在相应的直驱经济线;如果轮端需求扭矩大于等于发动机以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第四扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第三直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20给动力电池40充电;其中,第一直驱经济线为并联模式的最优经济线,第三直驱经济线与发动机的外特性线基本重合,第二直驱经济线位于第一直驱经济线和第三直驱经济线之间。

具体来说,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第三预设值(如-5%)且小于等于第二预设值(如5%)时,说明动力电池40的SOC与保电目标SOC较为接近,此时控制器50获取混合动力车辆的车速和轮端需求扭矩,并在车速大于等于预设车速阈值时,根据动力电池40的SOC和车速,通过查表确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值,如图6A所示,第一轮端扭矩阈值T1_A小于发动机10工作在第二直驱经济线时的输出扭矩T4_B,第二轮端扭矩阈值T2_A大于发动机10工作在第二直驱经济线时的输出扭矩T4_B(可以理解的是,在动力电池40的SOC与保电目标SOC较为接近时,在保证发电的前提下尽可能提高经济性,因此可以以发动机10工作在第二直驱经济线时的输出扭矩T4_B为参考确定第一轮端扭矩阈值T1_A和第二轮端扭矩阈值T2_A)。并且,如图6A所示,在轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值T1_A且小于等于第二轮端扭矩阈值T2_A时,控制混合动力车辆进入第二并联模式;在轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值T1_A时,控制混合动力车辆进入EV模式;在轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值T2_A时,控制混合动力车辆进入第三串联模式。而在车速小于预设车速阈值时,控制器50根据动力电池40的SOC和车速,通过查表确定混合动力车辆进入串联模式的第三轮端扭矩阈值T3_A,并且如图6A所示,在轮端需求扭矩大于等于第三轮端扭矩阈值T3_A时,控制混合动力车辆进入第三串联模式;在轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值T3_A时,控制混合动力车辆进入EV模式。

也就是说,当车速小于预设车速阈值时,实际的工作模式仅EV模式和第三串联模式,根据SOC以及车速条件判断进入第三串联模式的第三轮端扭矩阈值,若轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值,则进入EV模式,否则进入第三串联模式。当车速大于等于预设车速阈值时,实际的工作模式包括EV模式、第三串联模式和第二并联模式,并根据SOC以及车速条件判断进入第二并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值,若轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值,则进入EV模式;若轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值,则进入第三串联模式;若第一轮端扭矩阈值小于等于轮端需求扭矩小于等于第二轮端扭矩阈值,则进入第二并联模式。并且,在第二并联模式状态下,若轮端需求扭矩大于发动机工作在第二直驱经济线的输出扭矩T4_B,则工作在并联助力状态,否则工作在并联发电状态。

在混合动力车辆以EV模式进行工作时,全部轮端需求扭矩由动力电池40驱动驱动电机20提供。

在混合动力车辆以第三串联模式进行工作时,控制器50控制发动机10工作在图2所示的第一经济线,并根据第一经济线和图3所示的发动机10的第一转速限制曲线确定第一串联发电限制功率P1_A,同时根据图4所示的发动机10的第一恒功率发电曲线确定第一恒功率发电功率P2_A,并获取混合动力车辆的驱动需求功率P3,最后根据第一串联发电限制功率P1_A、第一恒功率发电功率P2_A和混合动力车辆的驱动需求功率P3确定发动机10的串联发电功率,即串联发电功率=min[P1_A,max(P2_A,P3)],也就是说,为达到保电目的,串联发电的功率首先需要满足P3,当P3小于P2_A时,则执行P2_A恒功率发电进行补电,同时受限于串联发电限制功率P1_A。由此,串联发电的功率限制有一定放宽,且串联发电的恒功率较高,整车保电能力强。

在混合动力车辆以第二并联模式进行工作时,如果轮端需求扭矩小于等于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩T4_A与第三扭矩阈值(第三扭矩阈值小于第一扭矩阈值)之差,则控制发动机10工作在第二直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20或者发电机30给动力电池40充电,也就是说,为满足发电需求,可提前让发动机10工作在第二直驱经济线,多余的扭矩用于通过驱动发电机30或驱动电机20进行并联发电;如果轮端需求扭矩大于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩T4_A与第三扭矩阈值之差且小于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩T4_B与第四扭矩阈值(第四扭矩阈值小于第二扭矩阈值)之差,则根据发动机10的需求控制发动机10工作在相应的直驱经济线,如控制发动机10保持上一状态的经济线进行工作,这样可以避免发动机10的工作线频繁切换;如果轮端需求扭矩大于等于发动机以第二直驱经济线工作时的输出扭矩T4_B与第四扭矩阈值之差,则控制发动机10工作在第三直驱经济线,以便发动机10将输出的多余扭矩通过驱动电机20给动力电池40充电,也就是说,为满足发电需求,可提前让发动机10工作在第三直驱经济线,多余的扭矩用于通过驱动发电机30或驱动电机20进行并联发电。由此,通过将并联发电时,高扭矩经济性切换的条件提前,增加了并联高扭矩的工作时间和概率,从而提高并联发电时的保电能力。

在本发明的一些实施例中,控制器50还被配置为,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值小于等于第三预设值时获取混合动力车辆的行车参数,并根据行车参数对发动机10、驱动电机20和发电机30进行控制,以通过对动力电池40进行充放电控制,使发动机10工作在经济区,并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗,以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式,其中,行车参数包括轮端需求扭矩、动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个。

在本发明的一些实施例中,控制器50还被配置为,在混合动力车辆的保电功能未开启时,获取混合动力车辆的行车参数,并根据行车参数对发动机10、驱动电机20和发电机30进行控制,以通过对动力电池40进行充放电控制,使发动机10工作在经济区,并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗,以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式,其中,行车参数包括轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个。

也就是说,当保电目标SOC与动力电池40的SOC之间的差值小于等于第一预设值时,或者,在混合动力车辆的保电功能未开启时,说明无快速发电需求,此时表示无快速发电需求,此时按照整车优先经济性进行能量管理。

具体地,控制器50获取混合动力车辆的行车参数,行车参数可包括轮端需求扭矩、动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个,控制器50根据行车参数对发动机10、驱动电机20和发电机30进行控制,以通过对动力电池40进行充放电控制,使得发动机10工作在经济区,并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗,以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。需要说明的是,在进行等效油耗比较时,是基于发动机10工作在经济区时的比较,例如,发动机10工作在经济区25kW,但是结合行车参数如轮端需求扭矩等,可能并联模式的油耗比串联模式的油耗低,也比EV模式的油耗低,此时控制混合动力车辆以并联模式运行,而如果EV模式的油耗比并联模式油耗低,也比串联模式的油耗低,则控制混合动力车辆以EV模式运行。另外需要说明的是,等效油耗是指发动机10自身消耗的油和动力电池40消耗的电等效的油之和,其中可根据经验值将动力电池40消耗的电量转换为油以获得动力电池40消耗的电等效的油,且在动力电池40充电时,动力电池40消耗的电等效的油为负值,在动力电池40放电时,动力电池40消耗的电等效的油为正值。也就是说,控制器50可对混合动力车辆的行车参数,如轮端需求扭矩、动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速,以及混合动力车辆在不同工作模式下的等效油耗进行综合判断,在满足动力需求及NVH等的情况下,使得混合动力车辆处于等效油耗最低的工作模式,从而使得混合动力车辆具有较高的经济性。

作为一个具体示例,控制器50可被配置为按照图8所示控制逻辑对混合动力车辆进行控制,具体可包括以下步骤:

步骤S101,保电功能是否开启。如果是,则执行步骤S102,否则执行步骤S103。

步骤S102,获取保电目标SOC和动力电池的SOC(当前实际SOC)。

步骤S103,无保电需求,整车按照经济性策略控制。

步骤S104,保电目标SOC-动力电池的SOC≤第三预设值是否成立。如果是,则返回步骤S103,否则执行步骤S105。

步骤S105,保电目标SOC-动力电池的SOC≤第二预设值是否成立。如果是,则执行步骤S106,否则执行步骤S115。

步骤S106,根据图6A确定混合动力车辆是否以串联模式运行。如果是,则执行步骤S107,否则执行步骤S108。

步骤S107,控制混合动力车辆以第三串联模式工作,此时控制发动机工作在第一直驱经济线,且串联发电功率=min[P1_A,max(P2_A,P3)]。

步骤S108,根据图6A确定混合动力车辆是否以并联模式运行。如果是,则执行步骤S110,否则执行步骤S109。

步骤S109,控制混合动力车辆以EV模式工作。

步骤S110,T≤T4_A-△T3是否成立,即轮端需求扭矩T小于等于发动机10以第一直驱经济线工作时的输出扭矩T4_A与第三扭矩阈值△T3之差。如果是,则执行步骤S111,否则执行步骤S112。

步骤S111,控制发动机工作在第二直驱经济线,工作扭矩为T4_B。

步骤S112,T≥T4_B-△T4是否成立,即轮端需求扭矩T大于等于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩T4_B与第四扭矩阈值△T4之差。如果是,则执行步骤S113,否则执行步骤S114。

步骤S113,控制发动机工作在第三直驱经济线,工作扭矩为T4_C。

步骤S114,维持上一状态。

步骤S115,保电目标SOC-动力电池的SOC≤第一预设值是否成立。如果是,则执行步骤S117,否则执行步骤S116。

步骤S116,控制混合动力车辆以第一串联模式工作,此时控制发动机工作在第二直驱经济线,且串联发电功率=min[P1_C,max(P2_C,P3+P4)]。

步骤S117,根据图6B确定混合动力车辆是否以并联模式运行。如果是,则执行步骤S119,否则执行步骤S118。

步骤S118,控制混合动力车辆以第二串联模式工作,此时控制发动机工作在第二直驱经济线,且串联发电功率=min[P1_C,max(P2_C,P3)]。

步骤S119,T≤T4_A-△T1是否成立,即轮端需求扭矩T小于等于发动机以第一直驱经济线工作时的输出扭矩T4_A与第一扭矩阈值△T1之差。如果是,则执行步骤S120,否则执行步骤S121。

步骤S120,控制发动机工作在第二直驱经济线,工作扭矩为T4_B。

步骤S121,T≥T4_B-△T2是否成立,即轮端需求扭矩T大于等于发动机10以第二直驱经济线工作时的输出扭矩T4_B与第二扭矩阈值△T2之差。如果是,则执行步骤S122,否则执行步骤S123。

步骤S122,控制发动机工作在第三直驱经济线,工作扭矩为T4_C。

步骤S123,维持上一状态。

由此,在有保电需求时,优先考虑发电速度,以较快的速度发电至目标电量,在无保电需求时,优先考虑整车经济性,尽快以效率最优发电到目标电量。

在本发明的一些实施例中,前述的混合动力系统还包括双电控模块60,双电控模块60分别与驱动电机20和发电机30相连,双电控模块60根据发电机输出的交流电给驱动电机20供电;动力电池40与双电控模块60相连,动力电池40通过双电控模块60给驱动电机20供电,或者通过双电控模块60根据发电机30或者驱动电机20输出的交流电进行充电,双电控模块60包括第一逆变器61、第二逆变器62和DC/DC63,第一逆变器61的交流端连接到驱动电机20,第一逆变器61的直流端分别与第二逆变器62的直流端和DC/DC63的第一直流端相连,第二逆变器62的交流端连接到发电机30,DC/DC63的第二直流端连接到动力电池40。

下面结合图9说明混合动力车辆处于不同工作模式时双电控模块60的工作状态。具体的,当发动机10与轮端之间的动力输出切断、且带动发电机10进行发电时,混合动力车辆进入串联模式,其中,发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电,并通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20,以便驱动电机20进行驱动工作;或者发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电,并通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20,同时动力电池40输出的直流电通过DC/DC63转换后通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20,以便驱动电机20进行驱动工作;或者发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电,并通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20,以便驱动电机20进行驱动工作,同时DC/DC63将直流电转换后给动力电池40充电。

当发动机10与发电机30不工作,以及动力电池40给驱动电机20供电时,混合动力车辆进入EV模式,其中,动力电池40输出的直流电通过DC/DC63后,通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20,以便驱动电机20进行驱动工作。

当发动机10与轮端之间进行动力耦合、且发电机30空转,以及发动机10带动驱动电机20进行发电时,混合动力车辆进入并联发电模式,驱动电机20输出的交流电通过第一逆变器61转换为直流电,并通过DC/DC将直流电转换后以给动力电池40充电;或者,当发动机10与轮端之间进行动力耦合、且驱动电机20空转,以及发动机10带动发电机30进行发电时,混合动力车辆进入并联发电模式,发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电,并通过DC/DC将直流电转换后以给动力电池40充电。当发动机10与轮端之间进行动力耦合、且发电机30空转,以及动力电池40给驱动电机20供电时,混合动力车辆进入并联助力模式,其中,动力电池40输出的直流电通过DC/DC63转换后通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20,以便驱动电机20进行驱动工作,同时发动机10输出动力至轮端,以便参与驱动工作。由此,通过双电控模块可使得混合动力车辆工作在不同模式。

根据本发明实施例的混合动力系统,在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。由此,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

图10为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的结构示意图,参考图10所示,该混合动力车辆1000包括前述的混合动力系统100。

根据本发明实施例的混合动力车辆,通过前述的混合动力系统,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

图11为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的控制方法的流程图。其中,如图1a所示,混合动力车辆包括发动机、驱动电机、发电机和动力电池,发动机用以选择性的输出动力至轮端,驱动电机用以输出动力至轮端,发电机与发动机相连,以在发动机的带动下进行发电,动力电池用以给驱动电机供电,以及根据发电机或者驱动电机输出的交流电进行充电。

参考图11所示,混合动力车辆的控制方法包括:

步骤S201,在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC。

步骤S202,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。

在本发明的一些实施例中,在混合动力车辆以第一串联模式进行工作时,控制发动机工作在第二经济线,并根据第二经济线和发动机的第二转速限制曲线确定第二串联发电限制功率,以及根据发动机的第二恒功率发电曲线确定第二恒功率发电功率,并获取动力电池的充电功率和混合动力车辆的驱动需求功率,以及根据第二串联发电限制功率、第二恒功率发电功率、动力电池的充电功率和混合动力车辆的驱动需求功率确定发动机的串联发电功率。

在本发明的一些实施例中,根据第二串联发电限制功率、第二恒功率发电功率、动力电池的充电功率和混合动力车辆的驱动需求功率确定发动机的串联发电功率,包括:确定动力电池的充电功率与混合动力车辆的驱动需求功率之和,并确定动力电池的充电功率与混合动力车辆的驱动需求功率之和,与第二恒功率发电功率之间的第一较大值;将第一较大值与第二串联发电限制功率之间的较小值,作为发动机的串联发电功率。

在本发明的一些实施例中,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第二预设值且小于等于第一预设值时,还获取混合动力车辆的车速和轮端需求扭矩,并根据动力电池的SOC和车速确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值,其中,在车速大于等于预设车速阈值、以及轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值且小于等于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第一并联模式;在车速小于预设车速阈值、或者在车速大于等于预设车速阈值且轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值、或者在车速大于等于预设车速阈值且轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第二串联模式。

在本发明的一些实施例中,在混合动力车辆以第二串联模式进行工作时,控制发动机工作在第二经济线,并根据第二经济线和发动机的第二转速限制曲线确定第二串联发电限制功率,以及根据发动机的第二恒功率发电曲线确定第二恒功率发电功率,并获取混合动力车辆的驱动需求功率,其中,确定混合动力车辆的驱动需求功率与第二恒功率发电功率之间的第二较大值,并将第二较大值与第二串联发电限制功率之间的较小值,作为发动机的串联发电功率。

在本发明的一些实施例中,在混合动力车辆以第一并联模式进行工作时,如果轮端需求扭矩小于等于发动机以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第一扭矩阈值之差,则控制发动机工作在第二直驱经济线,以便发动机将输出的多余扭矩通过驱动电机给动力电池充电;如果轮端需求扭矩大于发动机以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第一扭矩阈值之差且小于发动机以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第二扭矩阈值之差,则控制发动机保持上一状态的经济线进行工作;如果轮端需求扭矩大于等于发动机以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第二扭矩阈值之差,则控制发动机工作在第三直驱经济线,以便发动机将输出的多余扭矩通过驱动电机给动力电池充电;其中,第一直驱经济线为并联模式的最优经济线,第三直驱经济线与发动机的外特性线基本重合,第二直驱经济线位于第一直驱经济线和第三直驱经济线之间。

在本发明的一些实施例中,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第三预设值且小于等于第二预设值时,还获取混合动力车辆的车速和轮端需求扭矩,并在车速大于等于预设车速阈值时根据动力电池的SOC和车速确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值,其中,在轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值且小于等于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第二并联模式;在轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入EV模式;在轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第三串联模式;并且,第三预设值小于第二预设值,第二预设值小于第一预设值。

在本发明的一些实施例中,在车速小于预设车速阈值时,还根据动力电池的SOC和车速确定混合动力车辆进入串联模式的第三轮端扭矩阈值,其中,在轮端需求扭矩大于等于第三轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入第三串联模式;在轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值时,控制混合动力车辆进入EV模式。

在本发明的一些实施例中,在混合动力车辆以第三串联模式进行工作时,控制发动机工作在第一经济线,并根据第一经济线和发动机的第一转速限制曲线确定第一串联发电限制功率,以及根据发动机的第一恒功率发电曲线确定第一恒功率发电功率,并获取混合动力车辆的驱动需求功率,其中,确定混合动力车辆的驱动需求功率与第一恒功率发电功率之间的第三较大值,并将第三较大值与第一串联发电限制功率之间的较小值,作为发动机的串联发电功率;并且,第一经济线和第二经济线为发动机全转速范围内,效率最佳和次佳的工作曲线,且相同转速下发动机工作在第二经济线的输出扭矩大于等于发动机工作在第一经济线的输出扭矩。

在本发明的一些实施例中,在混合动力车辆以第二并联模式进行工作时,如果轮端需求扭矩小于等于发动机以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第三扭矩阈值之差,则控制发动机工作在第二直驱经济线,以便发动机将输出的多余扭矩通过驱动电机或者发电机给动力电池充电;如果轮端需求扭矩大于发动机以第一直驱经济线工作时的输出扭矩与第三扭矩阈值之差且小于发动机以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第四扭矩阈值之差,则根据发动机的需求控制发动机工作在相应的直驱经济线;如果轮端需求扭矩大于等于发动机以第二直驱经济线工作时的输出扭矩与第四扭矩阈值之差,则控制发动机工作在第三直驱经济线,以便发动机将输出的多余扭矩通过驱动电机给动力电池充电;其中,第一直驱经济线为并联模式的最优经济线,第三直驱经济线与发动机的外特性线基本重合,第二直驱经济线位于第一直驱经济线和第三直驱经济线之间。

在本发明的一些实施例中,在混合动力车辆的保电功能未开启时,还获取混合动力车辆的行车参数,并根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制,以通过对动力电池进行充放电控制,使发动机工作在经济区,并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗,以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式,其中,行车参数包括轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个。

在本发明的一些实施例中,在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值小于等于第三预设值时,还获取混合动力车辆的行车参数,并根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制,以通过对动力电池进行充放电控制,使发动机工作在经济区,并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗,以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式,其中,行车参数包括轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个。

需要说明的是,关于本申请中的混合动力车辆的控制方法的描述,请参考本申请中关于的混合动力系统的描述,具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的混合动力车辆的控制方法,在混合动力车辆的保电功能开启时确定混合动力车辆的保电目标SOC,并获取动力电池的SOC,以及在保电目标SOC与动力电池的SOC之间的差值大于第一预设值时控制混合动力车辆进入第一串联模式,通过发动机带动发电机进行发电,在给驱动电机供电的同时,持续给动力电池充电。由此,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

在一些实施例中,还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有混合动力车辆的控制程序,该混合动力车辆的控制程序被处理器执行时实现前述的混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质,通过前述的混合动力车辆的控制方法,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

图12为根据本发明一个实施例的整车控制器的结构示意图,参考图12所示,该整车控制器2000包括存储器2100、处理器2200及存储在存储器2100上并可在处理器上运行的混合动力车辆的控制程序,处理器2200执行混合动力车辆的控制程序时,实现前述混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的整车控制器,通过前述的混合动力车辆的控制方法,能够从两个维度满足用户对能量管理的需求,不仅可以交互目标保电电量,还可以交互到达目标电量的速度,提升用户管理整车能量的控制体验。

需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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