[發(fā)明專利]串聯混合動力汽車能量控制方法、裝置以及串聯混合動力汽車

有效

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• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102259646A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 付明勇;湯新寧
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26;B60W20/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本發(fā)明屬于串聯混合動力汽車技術領域，具體涉及一種串聯混合動力汽車能量控制方法、裝置以及包含該能量控制裝置的串聯混合動力汽車。

背景技術

對于串聯混合動力汽車來說，能量控制方法是其關鍵技術之一，合理的控制方法和控制邏輯不但可以優(yōu)化能量配置，而且能夠在很大程度上改善混合動力汽車的性能。對串聯混合動力汽車進行能量控制的主要目的是確定發(fā)動機和電池的工作模式，并合理地在兩者之間分配功率，使發(fā)動機工作在最佳效率區(qū)。

目前，串聯混合動力汽車的能量控制方法一般有兩種，分別是恒溫器控制方法和功率跟隨控制方法。

恒溫器控制方法為：當電池荷電狀態(tài)降到所設定的低門限值時，啟動發(fā)動機，使其在最低油耗范圍或排放點按恒功率輸出，一部分功率用于滿足整車驅動要求，另一部分功率用于向電池充電，而當電池荷電狀態(tài)上升到所設定的高門限值時，關閉發(fā)動機，由電池驅動整車，直至電池荷電狀態(tài)降到設定的低門限值。

功率跟隨控制方法為：當電池荷電狀態(tài)低于設定的高門限值時，發(fā)動機保持在一定的范圍內輸出功率，發(fā)動機輸出功率在保證車輛正常行駛的同時對電池充電，當電池荷電狀態(tài)高于設定的高門限值時，為了使電池處于最佳工作狀態(tài)，需控制電池放電驅動整車運行，不足的功率由發(fā)動機提供，時刻保持電池處于最佳荷電狀態(tài)，使電池在最佳荷電狀態(tài)范圍內以淺循環(huán)放電工作。

恒溫器控制方法的優(yōu)點是發(fā)動機工作在最佳效率區(qū)，降低了整車的油耗和排放，缺點是引起了電池的過度循環(huán)，此種模式對發(fā)動機比較有利而對電池不利；功率跟隨控制方法的優(yōu)點是發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)出的電量可以較多地不經電池直接用于驅動整車，在整車運行過程中，減少了電池的工作量，同時使電池以淺循環(huán)放電工作，因而提升了電池的壽命，缺點是該方法會使整車成本上升，而且發(fā)動機必須在從低到高的整個負荷區(qū)范圍內運行，這種運行方式會損害發(fā)動機的效率和排放性能，因而該方法對電池比較有利而對發(fā)動機不利。

恒溫器控制方法與功率跟隨控制方法各有優(yōu)劣，但是這兩種方法都是依據電池荷電狀態(tài)的變化來進行能量的分配，不能使發(fā)動機工作在最佳效率區(qū)的同時，又不能減少電池的過度循環(huán)與電池的工作量。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種串聯混合動力汽車能量控制方法、裝置以及串連混合動力汽車，使得發(fā)動機處于經濟工作模式下，即發(fā)動機工作在最佳效率區(qū)，同時能夠減少電池工作時間與充放電次數，避免電池的過度循環(huán)，以充分有效地利用資源。

針對現有技術中串聯混合動力汽車中存在的電池過度循環(huán)或發(fā)動機效率不高的缺陷，本發(fā)明人對發(fā)動機的工作狀態(tài)進行分析，找到了一種既能滿足發(fā)動機工作在經濟工作模式區(qū)(即最佳效率區(qū))，同時又減少電池的過度循環(huán)與電池工作量的串聯混合動力汽車能量控制方法。圖1所示為發(fā)動機的工作狀態(tài)圖(P-n圖)。圖中曲線1表示發(fā)動機外特性曲線，即發(fā)動機處于油門全開狀態(tài)下，在發(fā)動機輸出最大功率的情況下測得的發(fā)動機速度特性曲線，其代表了發(fā)動機所具有的最優(yōu)動力性能，是一種發(fā)動機的理想狀態(tài)曲線。曲線2表示實際的發(fā)動機工作曲線。在曲線2中，Pmin表示發(fā)動機的工作下限功率，Pmax表示發(fā)動機的工作上限功率，當發(fā)動機的工作功率處于發(fā)動機的工作下限功率Pmin和發(fā)動機的工作上限功率Pmax之間時，則發(fā)動機工作于經濟工作模式區(qū)，即發(fā)動機工作在圖1中的B^*區(qū)域；當發(fā)動機的工作功率小于發(fā)動機的工作下限功率Pmin或大于發(fā)動機的工作上限功率Pmax時，則發(fā)動機工作于非經濟工作模式區(qū)，即發(fā)動機工作在圖1中的A^*區(qū)域或C^*區(qū)域。

發(fā)明人對圖1進行分析后得到：當發(fā)動機工作于經濟工作模式區(qū)時，即發(fā)動機工作在圖1中的B^*區(qū)域，此時優(yōu)先控制發(fā)動機進行能量輸出而使電池處于非放電狀態(tài)，從而可使發(fā)動機高效率輸出驅動車輛運行，減少電池的工作時間和電池充電次數以保護電池；而當發(fā)動機工作于非經濟工作模式區(qū)時，即發(fā)動機工作在圖1中的A^*區(qū)域或C^*區(qū)域，此時可根據電池的荷電狀態(tài)值SOC控制由發(fā)動機和/或電池驅動車輛，盡量保持發(fā)動機工作在經濟模式下，從而可減少電池的充放電次數，避免電池過度循環(huán)以保護電池，充分有效地利用資源。

因而，解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是該串聯混合動力汽車能量控制方法，其包括以下步驟：

1)實時計算車輛的整車需求功率；