CN102874122A - 一种增程式电动车发动机启停控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种增程式电动车发动机启停控制方法，其特征在于，在新能源增程式电动客车上安装动力电池和超级电容双电压平台，超级电容用来储存制动能量，动力电池和发动机APU系统提供驱动能量；在电气线路上接入发动机启动信号和唤醒信号，由整车控制器发送给ECU；超级电容管理系统CAN总线和整车控制器在一路，在车辆行使的过程之中，由整车控制器实时采集超级电容电压值，判断回收的制动能量，对车载超级电容中所储存的制动能量进行实时监控，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机，此时车辆行驶所需的能量都从超级电容中储存的制动能量中获得，汽车依靠车载超级电容的能量行驶。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动车发动机启停控制方法，特别是涉及一种增程式电动车发动机启停控制方法。
背景技术
面对着环境污染、石油资源匮乏两大难题，绿色环保的节能型新能源客车越来越受到各个国家的重视，环保和节能是21世纪汽车技术的一个重要发展方向。同时各国的排放法规也日趋严格，增程式电动车正是具有低污染、低油耗特点的新一代清洁能源汽车。
增程式电动车是一种配有地面充电和车载供电功能的纯电驱动的电动汽车。 其动力系统由动力电池系统、动力驱动系统、整车控制系统和辅助动力系统（APU）组成。由整车控制器完成运行控制策略。 电池组可由地面充电桩或车载充电器充电，发动机可采用燃油型或燃气型。整车运行模式可根据需要工作于纯电动模式、增程模式或混合动力模式（HEV）。 当工作于增程模式时，节油率随电池组容量增大无限接近纯电动汽车，是纯电动汽车的平稳过渡车型。由于低速扭矩大，高速运行平稳，刹车能量回收效率高，结构简单易维修，是一种特别适用于城市公交的纯电动客车。增程式电动车由底盘与车体、储能系统（包括动力电池、超级电容和配套管理系统）、主驱动电机及控制器、发动机及发电机系统、整车控制器、操作显示仪表及CAN总线、车载充电器或地面充电桩组成.现有技术中，增程式车辆回收的制动能量储存在超级电容中，整车控制器通过对工况以及超级电容电压的值，判断是否怠速停机。在城市公交工况下，发动机怠速时间占整个循环工况时间的30%~50%；且发动机怠速时，造成了燃料的浪费。怠速停机是新能源汽车节油的关键技术之一，怠速停机控制方法可以使新能源汽车在车辆静止或滑行时关闭发动机，从而避免了发动机长时间运行在油耗及有害气体排放较高的怠速区，同时也能提高制动能量使用的效率。目前增程式电动车怠速停机控制方法是：通过电池SOC值（state of charge的缩写，指荷电状态）来进行判断，当电池SOC值处于其效率区间时，增程式电动车发动机停机，进入纯电行驶模式。当SOC较低时，发动机启动开始发电。
现有技术无法充分利用回收的制动能量，而且过多的进入纯电模式以动力电池作为能源会过多的消耗电池，使得增程式电动车续驶里程降低。当APU再次启动时，需要对电池充电。频繁的对电池充放电，又会加速电池的衰减，缩短电池的寿命。
因此有必要对于现有技术中所存在的缺陷进行进一步地改进，以达到更高的节能减排要求，同时又不会对增程式电动车的动力电池和续驶里程造成不良影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有技术中增程式车辆在行驶过程中不能充分利用刹车制动时的能量；并且频繁使用APU启动，需要对电池频繁充放电，这大大减少了电池的寿命，使得车辆的运行成本上升；同时也会使得电动车的续驶里程下降，在储备了同等最大燃料情况下的车辆中，最终所行使的里程相对减少。
为了解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种增程式电动车发动机启停控制方法：
在新能源增程式电动客车上安装动力电池和超级电容双电压平台，超级电容用来储存制动能量，动力电池和发动机APU系统提供驱动能量；在电气线路上接入发动机启动信号和唤醒信号，由整车控制器发送给ECU；超级电容管理系统CAN总线和整车控制器在一路，在车辆行使的过程之中，由整车控制器实时采集超级电容电压值，判断回收的制动能量，对车载超级电容中所储存的制动能量进行实时监控，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机，此时车辆行驶所需的能量都从超级电容中储存的制动能量中获得，汽车依靠车载超级电容的能量行驶。这样既可以达到节能减排的效果，又不会对增程式电动车的动力电池和续驶里程造成影响。
进一步地，所述的当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，当超级电容电压大于正常停机电压时，整车控制器判定当前超级电容存储的电量可以维持车辆纯电行驶一段路程，发动机直接熄火;若超级电容电压未达到正常停机电压，则需要根据当前车速给定超级电容电压map图，来获得当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，然后判断当前的超级电容电压是否超过当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，如果超过了，则发动机停机，使用超级电容中的制动能量来提供车辆继续行驶下去的能量，如果未超过，则发动机继续正常工作。
进一步地，所述的当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，如果超级电容电压值大于540V，有足够的能量维持车辆以纯电模式行驶一段路程，此时发动机停机。若电压值小于540V且没有油门信号，对当前车速进行判断，根据车速给定超级电容电压map值；车速如果达到80km/h，超级电容电压只需420V就能怠速停机；如果车速达到50km/h，超级电容电压值需要460V发动机才会怠速停机；发动机停机后，整车控制器通过采集司机踏板值，计算电机需求功率。如果需求功率大于10kW且电容电压值小于420V，发动机再次启动，由APU和动力电池提供电机驱动功率。
进一步地，当车辆使用超级电容中的制动能量行驶时，由于电容中的能量会逐渐减少，当能量减少到超级电容存储电量使用完，且电机目标需求功率大于10kW时，发动机启动并正常工作。
进一步地，当电机目标需求功率不足10kW时，可直接使用动力电池维持车辆行驶。
与现有技术相比，本发明的优点在于：充分的利用回收制动能量，减少发动机在怠速区间工作的时间。发动机怠速时无法发电且自身处于非经济区间，造成燃料的浪费。缩短发动机怠速工况时间，能极大提高增程式电动车节油效果，降低发动机排放量。本发明的关键点是：使用超级电容回收制动能量，提供车辆驱动功率。在此期间，发动机实现怠速停机，达到节能减排、绿色环保的效果。并且保留一部分制动能量，使其满足发动机再次启动到开始发电之间车辆运行的能量。当车辆处于溜车状态时，通过车速给定发动机怠速停机的电压值，从而实现溜车怠速停机功能。
附图说明
图1为本发明的控制策略流程图
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地描述。
附图1为本发明的一个控制策略流程图，通过附图可以看出，本发明涉及一种增程式电动车发动机启停控制方法：
在新能源增程式电动客车上安装动力电池和超级电容双电压平台，超级电容用来储存制动能量，动力电池和发动机APU系统提供驱动能量；在电气线路上接入发动机启动信号和唤醒信号，由整车控制器发送给ECU；超级电容管理系统CAN总线和整车控制器在一路，在车辆行使的过程之中，由整车控制器实时采集超级电容电压值，判断回收的制动能量，对车载超级电容中所储存的制动能量进行实时监控，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机，此时车辆行驶所需的能量都从超级电容中储存的制动能量中获得，汽车依靠车载超级电容的能量行驶。这样既可以达到节能减排的效果，又不会对增程式电动车的动力电池和续驶里程造成影响。
进一步地，所述的当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，当超级电容电压大于正常停机电压时，整车控制器判定当前超级电容存储的电量可以维持车辆纯电行驶一段路程，发动机直接熄火;若超级电容电压未达到正常停机电压，则需要根据当前车速给定超级电容电压map图，来获得当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，然后判断当前的超级电容电压是否超过当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，如果超过了，则发动机停机，使用超级电容中的制动能量来提供车辆继续行驶下去的能量，如果未超过，则发动机继续正常工作。
进一步地，所述的当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，如果超级电容电压值大于540V，有足够的能量维持车辆以纯电模式行驶一段路程，此时发动机停机。若电压值小于540V且没有油门信号，对当前车速进行判断，根据车速给定超级电容电压map值；车速如果达到80km/h，超级电容电压只需420V就能怠速停机；如果车速达到50km/h，超级电容电压值需要460V发动机才会怠速停机；发动机停机后，整车控制器通过采集司机踏板值，计算电机需求功率。如果需求功率大于10kW且电容电压值小于420V，发动机再次启动，由APU和动力电池提供电机驱动功率。
进一步地，当车辆使用超级电容中的制动能量行驶时，由于电容中的能量会逐渐减少，当能量减少到超级电容存储电量使用完，且电机目标需求功率大于10kW时，发动机启动并正常工作。
进一步地，当电机目标需求功率不足10kW时，可直接使用动力电池维持车辆行驶。
实施例一
一种增程式电动车发动机启停控制方法：在车辆行使的过程之中，对于车载超级电容中所储存的制动能量进行实时监控，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机在控制之下停止工作，此时车辆行驶所需的能量都从超级电容中储存的制动能量中获得，汽车可以依靠其中的能量行驶一段距离。
若超级电容电压小于正常停机电压值时，先根据当前车速给定超级电容电压map图，来获得当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，然后判断当前的超级电容电压是否超过当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，如果超过了，则发动机停机，使用超级电容中的制动能量来提供车辆继续行驶下去的能量，如果未超过，则发动机继续正常工作。
当车辆使用超级电容中的制动能量行驶时，由于电容中的能量会逐渐减少，当能量减少到超级电容存储电量使用完且电机目标需求功率大于10kW时，发动机启动并正常工作。
当电机目标需求功率不足10kW时，可直接使用动力电池维持车辆行驶。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
1、在新能源增程式电动客车上安装动力电池和超级电容双电压平台，超级电容用来储存制动能量，动力电池和发动机APU系统提供驱动能量。
2、车辆需要使用电动的空调、打气泵、助力转向电机，避免在发动机怠速停机时，这些部件无法工作。
3、在电气线路上接入发动机启动信号和唤醒信号，由整车控制器发送给ECU。
4、超级电容管理系统CAN总线要和整车控制器在一路，整车控制器能够实时采集超级电容电压值。
5、对超级电容电压和整车工况进行判断：
如果超级电容电压值大于540V，有足够的能量维持车辆以纯电模式行驶一段路程，此时发动机停机。若电压值小于540V且没有油门信号，对当前车速进行判断，根据车速给定超级电容电压map值；车速如果达到80km/h，超级电容电压只需420V就能怠速停机；如果车速达到50km/h，超级电容电压值需要460V发动机才会怠速停机。
6、发动机停机后，整车控制器通过采集司机踏板值，计算电机需求功率。如果需求功率大于10kW且电容电压值小于420V，发动机再次启动，由APU和动力电池提供电机驱动功 率。
本发明的优点
1、通过双电压平台，使制动能量储存在超级电容中，能最大程度回收制动能量，不需要考虑限制回收制动电流，也可避免电池和电容之间出现环流，
提高回收制动能量的效率。
2、整车控制器通过对电容电压的判断给出发动机怠速停机的指令，能够避免直接使用电池进行驱动；通过回收的制动能量给电机提供驱动功率，避免了电池的消耗，有效的提高增程式电动车增程模式的续驶。
Claims (5)
1.一种增程式电动车发动机启停控制方法，其特征在于，在新能源增程式电动客车上安装动力电池和超级电容双电压平台，超级电容用来储存制动能量，动力电池和发动机APU系统提供驱动能量；在电气线路上接入发动机启动信号和唤醒信号，由整车控制器发送给ECU；超级电容管理系统CAN总线和整车控制器在一路，在车辆行使的过程之中，由整车控制器实时采集超级电容电压值，判断回收的制动能量，对车载超级电容中所储存的制动能量进行实时监控，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机，此时车辆行驶所需的能量都从超级电容中储存的制动能量中获得，汽车依靠车载超级电容的能量行驶。
2.如权利要求1所述的一种增程式电动车发动机启停控制方法，其特征在于，所述的当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，当超级电容电压大于正常停机电压时，整车控制器判定当前超级电容存储的电量可以维持车辆纯电行驶一段路程，发动机直接熄火;若超级电容电压未达到正常停机电压，则需要根据当前车速给定超级电容电压map图，来获得当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，然后判断当前的超级电容电压是否超过当前车速下所允许停机的超级电容的电压值，如果超过了，则发动机停机，使用超级电容中的制动能量来提供车辆继续行驶下去的能量，如果未超过，则发动机继续正常工作。
3.如权利要求1或2所述的一种增程式电动车发动机启停控制方法，其特征在于，所述的当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，当车载超级电容之中的电压大于正常停机的电压值时，发动机才怠速停机是指，如果超级电容电压值大于540V，有足够的能量维持车辆以纯电模式行驶一段路程，此时发动机停机；
若电压值小于540V且没有油门信号，对当前车速进行判断，根据车速给定超级电容电压map值；车速如果达到80km/h，超级电容电压只需420V就能怠速停机；如果车速达到50km/h，超级电容电压值需要460V发动机才会怠速停机；发动机停机后，整车控制器通过采集司机踏板值，计算电机需求功率；
如果需求功率大于10kW且电容电压值小于420V，发动机再次启动，由APU和动力电池提供电机驱动功率。
4.如权利要求1或2所述的一种增程式电动车发动机启停控制方法，其特征在于，当车辆使用超级电容中的制动能量行驶时，由于电容中的能量会逐渐减少，当能量减少到超级电容存储电量使用完，且电机目标需求功率大于10kW时，发动机启动并正常工作。
5.如权利要求1或2所述的一种增程式电动车发动机启停控制方法，其特征在于，当电机目标需求功率不足10kW时，可直接使用动力电池维持车辆行驶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Guo Shuying Inventor after: Li Cheng Inventor after: Pei Hailing Inventor after: Xie Yongbo Inventor after: Wang Wenming Inventor after: Song Chao Inventor before: Li Cheng Inventor before: Pei Hailing Inventor before: Xie Yongbo Inventor before: Wang Wenming Inventor before: Song Chao |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 412007 Liyu Industrial Park, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Patentee after: Zhongche Times Electric Vehicle Co.,Ltd. Address before: 412007 Liyu Industrial Park, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Patentee before: HUNAN CRRC TIMES ELECTRIC VEHICLE Co.,Ltd. Address after: 412007 Liyu Industrial Park, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Patentee after: HUNAN CRRC TIMES ELECTRIC VEHICLE Co.,Ltd. Address before: 412007 Liyu Industrial Park, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Patentee before: HUNAN CSR TIMES ELECTRIC VEHICLE Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210715 Address after: 410000 Hunan Changsha Yuelu District bachelor road 336 Huigu science and Technology Industrial Park C-4 to C-8 detection workshop 3-102, - 103, 105, 106 Patentee after: Changsha CRRC Zhiyu New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 412007 fifty-seven zone, chestnut rain Industrial Zone, national hi tech Development Zone, Tianyuan District, Hunan, Zhuzhou Patentee before: Zhongche Times Electric Vehicle Co.,Ltd. |