[發明專利]電動化車輛的經濟性巡航的模式切換方法、裝置及車輛

在審

• 申請號: 201711188853.2
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107985298A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 林慶峰;劉學冬;王兆杰;李升波;魯光泉;楊世春;陳濤;楊良義;夏芹
• 申請（專利權）人: 中國汽車工程研究院股份有限公司;北京航空航天大學
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W30/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

技術領域

本發明涉及車輛技術領域，特別涉及一種電動化車輛的經濟性巡航的模式切換方法、裝置及車輛。

背景技術

能源節約與環境保護已成為當今世界兩大主題，為克服由于交通運輸帶來的能源消耗和環境污染問題，世界各國政府與學者提出了多種應對方案，包括車輛限購、推行更為嚴格的排放法規、提高傳統車輛的能源利用效率、開發新能源汽車技術等等。其中，新能源汽車技術范疇中的電動化技術是20世紀末期發展起來的一項旨在降低燃油消耗和污染物排放的新技術，是目前階段交通運輸節能減排的重要實現方式。現階段，車輛節能主要從以下幾個方面入手：提高車輛組件效率，如近年來VVT(Variable Valve Timing，可變氣門正時)、DCT(Dual Clutch Transmission，雙離合器變速器)、GDI(Gasoline Direct Injection，汽油缸內直噴)等技術的研發與應用；智能化交通系統，如V2I(Vehicle to Infrastructure)技術、車聯網技術等；新能源開發與利用，如純電動汽車、燃料電池汽車、氫能源汽車等相關技術；經濟性駕駛技術等等。其中，經濟性駕駛技術的投入小，潛力大，是目前的科研熱點，也是車輛節能減排領域的重要發展方向。

周期性控制策略是目前經濟性駕駛中的研究熱點，關于車輛的周期性巡航控制策略，近年來引起了世界各國學者的廣泛關注。相關技術中，將車輛周期性巡航的策略命名為PnG(Pulse and Glide，加速-滑行)，并通過仿真和實車實驗分析了此策略對傳統燃油車的燃油經濟性的影響。比如通過對山區環境下的下坡工況的仿真，有學者提出了利用PnG策略減小燃油消耗的方法。進一步地，將PnG策略應用于跟車工況下，以提高車輛的燃油經濟性，并提出了發動機“S”型噴油曲線，首次從機理上解釋了應用PnG策略提高經濟性的原因。相關技術中針對擋位離散性車輛，提出了一種近似最優的實用PnG策略，并提出了加速時的“強制降檔”策略。實車實驗證明了PnG策略良好的節油能力，從而驗證了PnG策略中空擋滑行優于帶檔滑行的結論。但由于“加速-滑行”類策略存在車速上的波動，不利于成員的乘坐舒適性和貨物的完整性，因此，在實際運用中少有使用。針對“加速-滑行”類策略的缺陷，有學者提出利用電池而非車身存儲發動機多余的能量，從而避免車速發生變化，提高乘坐舒適性和貨物完整性。由此產生了“SoC-PnG”策略，即電量波動型策略。由于存在動力源模式上的切換，因此本質上也屬于切換控制的范疇。

雖然電動化車輛是車輛中節能潛力最大的車輛類型，但是其周期性巡航控制策略的研究目前尚處于空白。作為一類典型多學科交叉系統，電動化車輛深度集成了電氣、機械、化學和熱力學系統，在系統能源利用效率提升的同時，由于多動力源的存在也使得系統的管理和協調更加復雜，此時系統的能量與動力管理策略便直接對系統性能直接產生了影響，亟待解決。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種電動化車輛的經濟性巡航的模式切換方法，該方法可以提高車輛的經濟性、智能性、和實用性，以及提高車輛的平穩性，節約能源。

本發明的另一個目的在于提出一種電動化車輛的經濟性巡航的模式切換裝置。

本發明的再一個目的在于提出一種電動化車輛。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種電動化車輛的經濟性巡航的模式切換方法，其中，電動化車輛的動力系統動力源包括發動機、第一電機和第二電機，方法包括以下步驟：接收車輛巡航速度、初始電池荷電狀態、電池荷電狀態波動量與行駛總里程，并根據所述初始電池荷電狀態與所述電池荷電狀態波動量計算得到電池荷電狀態上界和電池荷電狀態下界；根據所述車輛巡航速度和所述電池荷電狀態控制車輛進入第一巡航階段，并啟動所述發動機和所述第一電機，其中，所述第一電機工作在發電模式，且關閉所述第二電機；在當前電池荷電狀態大于或等于所述電池荷電狀態上界時，控制所述車輛進入第二巡航階段，并啟動所述第二電機，其中，所述第二電機工作在驅動模式，且關閉所述發動機和所述第一電機。

本發明實施例的電動化車輛的經濟性巡航的模式切換方法，首先根據車輛巡航速度和電池荷電狀態控制車輛進入第一巡航階段，其次在當前電池荷電狀態大于或等于電池荷電狀態上界時，控制車輛進入第二巡航階段，根據電池荷電狀態的上界和下界智能地規劃車輛的巡航速度，合理分配車輛發動機和/或多個電機間的動力，從而在滿足用戶使用需求的前提下，提高車輛的經濟性、智能性和實用性，以及提高車輛的平穩性，節約能源。