[發明專利]一種用于內燃發電增程式電動車的整車能量管理方法

有效

• 申請號: 201410351762.6
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104163114A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 姚棟偉;吳鋒;蔣建華;范港;張翀
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60W10/26;B60W10/08;B60W30/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于電動車領域，涉及一種增程式電動車的整車能量管理方法，具體涉及一種基于電動車電池SOC值和需求功率預測、內燃發電系統效率優化以及蓄電池儲能優化的整車能量管理方法。

背景技術

能源短缺與環境污染問題促使新能源電動車的使用越來越普遍。電動車具有節能環保、舒適便捷等諸多優勢，但受電池技術水平限制，仍然存在充電時間長，續航里程短等問題。增程式電動車通過在純電動車上安裝增程器，可有效解決電動車續航里程問題，同時仍舊保留了純電動車外接充電口，最大限度減少對化石燃料依賴。

目前增程式電動車增程器主要以內燃發電系統為主，即：在蓄電池電量充足時，由蓄電池提供整車驅動功率需求，此時內燃發電增程器不工作；當蓄電池電量消耗到一定程度時，內燃發電增程器起動，除供給整車驅動功率需求外，富余功率可為蓄電池充電，以保證續航里程要求。內燃發電增程式電動車動力系統示意圖如圖1所示。

配備內燃發電增程器后，電動車整車能量管理，特別是內燃發電系統與原有蓄電池的協調控制變得尤為重要。傳統內燃發電增程式電動車增程器控制方式主要分為兩類：內燃機恒功率模式、內燃機功率跟隨模式。前者在蓄電池虧電時將增程器內燃機始終固定在效率最高的工況點上，雖然燃油經濟性好，但電池存在過充和過放風險；后者考慮了蓄電池狀態，讓增程器內燃機跟隨負載功率變化，但相應燃油經濟性和排放不易控制。如何合理起停內燃發電增程器，如何綜合考慮增程模式下蓄電池充放電狀態、內燃發電系統效率并盡可能增加電能使用，對于提高內燃發電增程器效率、延長蓄電池壽命、增加續航里程、降低排放等都具有重要意義。

發明內容??

為克服現有技術的不足，本發明提出了一種基于電動車電池SOC值和需求功率預測、內燃發電系統效率優化以及蓄電池儲能優化的整車能量管理方法。該方法能夠通過預測蓄電池SOC值進行增程器起停控制，增程模式下通過蓄電池SOC預測值和整車驅動功率預測值判斷，合理選擇增程器內燃機工況，在保證整車動力性和燃油經濟性的同時，優化蓄電池儲能水平。

本發明采用的技術方案是：

根據蓄電池兩端電壓和充放電電流信息，結合開路電壓法和安時積分法等蓄電池SOC檢測方法，獲得當前電動車蓄電池的SOC水平。如果蓄電池的剩余電量SOC水平低于某一下限，則利用增程器ISG電機起動內燃發電增程器；如果蓄電池的剩余電量SOC水平高于某一上限，則關閉內燃發電增程器；如果蓄電池的剩余電量SOC水平處于高低閾值之間，則內燃發電增程器保持前一時刻的工作狀態。基于蓄電池SOC值判定的增程器起停策略具體如下：

1）當蓄電池的SOC值低于預先設定的最低蓄電池SOC值Dn_limit，則起動增程器；

2）當蓄電池的SOC值高于預先設定的最高蓄電池SOC值Up_limit，則關閉增程器；

3）當蓄電池的SOC值在預先設定的最低蓄電池SOC值Dn_limit和最高蓄電池SOC值Up_limit之間，則增程器保持前一時刻工作狀態。

當蓄電池SOC預測值偏低，內燃發電增程器起動，電動車處于增程模式工作狀態時，根據驅動電機和驅動電機控制器放電電壓和電流信息實時預測整車驅動功率需求。將整車驅動需求功率與增程器內燃機經濟運行線上的最佳油耗工況點輸出功率做對比。如果整車驅動需求功率小于增程器內燃機最佳油耗工況點功率，則調整增程器內燃機工作于最佳油耗工況點上，實施恒功率控制，富余功率給蓄電池充電。如果整車驅動需求功率大于增程器內燃機最佳工況點，則區分兩種情況：一是蓄電池SOC值低于預先設定的最低蓄電池SOC值Dn_limit后，內燃發電增程器沿內燃機經濟運行線實施功率跟隨控制，富余功率給蓄電池充電；二是蓄電池SOC值高于預先設定的中等蓄電池SOC值Md_limit后，調整增程器內燃機工作于最佳油耗工況點上，不足功率由蓄電池提供。增程模式下，內燃發電增程器控制策略具體如下：

1）當整車驅動需求功率P的預測值小于等于增程器內燃機最佳油耗工況點輸出功率Popt時，調整增程器內燃機工況至最佳油耗工況點。此時內燃發電增程器實施恒功率控制，既給車輛提供動力來源，同時又給蓄電池充電。