CN105172607A - 一种电动汽车动力切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车动力控制技术领域，提供一种电动汽车动力切换控制方法，所述方法包括：对动力电池的剩余电量、动力电池的放电电流以及电机的消耗电流分别进行检测，并与预先设置的控制参数数据进行比较，判断增程器的开启状态，以实现电池供电模式和增程模式的切换，在增程模式下，动力电池和增程器同时对电动汽车进行供电，减小动力电池的运行负担，提高电池的使用寿命，同时，满足电动汽车的动力电池的使用要求和提高电动汽车的续航里程，而且可以减小电池的容量，降低汽车成本。

Description

一种电动汽车动力切换控制方法

技术领域

本发明属于电动车动力控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力切换控制方法。

背景技术

随着时间的发展，现阶段电动汽车发展越来越迅速，电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。

目前，由于动力电池技术的限制，使得电动汽车续航里程受到极大限制，在电动汽车领域形成一“里程焦虑”的概念，这也成为限制电动汽车行业发展的重要因素；在提高电动汽车的续航里程的同时，大容量的电池必不可少，这又使得电动汽车整车制造成本大幅增加。

同时，图1给出了现有技术中，电动汽车动力系统的工况曲线图，其中，在图1中，分别示出了平路工况和爬坡工况下电池电流和时间的对应关系，在该时间段内电动汽车动力系统消耗的电量为图1曲线围成部分的面积之和，即Q1＝S1+S2，其中，S1为电动汽车在平路工况下所消耗的电池电量，S2为在爬坡工况下电动汽车所消耗的电池电量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车动力切换控制方法，旨在解决现有技术中由于电池技术的限制，电动汽车续航里程受到极大限制，在提高电动汽车的续航里程的同时，又使得电动汽车整车制造成本大幅增加的问题。

本发明是这样实现的，一种电动汽车动力切换控制方法，所述方法包括下述步骤：

步骤(1)：系统上电，电池管理系统对当前动力电池的剩余电量进行检测，并将所述动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值进行比较判断；

步骤(2)：根据动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值的判断比较结果，所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测，然后，增程器控制器将在预设的第一检测时间内所述动力电池的放电电流的平均值与预先设置的动力电池平均放电电流进行比较判断，判断是否需要开启增程器，以控制电动汽车进入增程模式；

步骤(3)：当需要开启增程器时，所述增程器控制器控制开启所述增程器，控制电动汽车进入增程模式，其中，在所述增程模式下，所述动力电池和增程器一并为所述电动汽车供电；

步骤(4)：当所述电动汽车进入增程模式时，所述电池管理系统继续对当前动力电池的剩余电量进行检测，并将所述动力电池的剩余电量与所述动力电池的电量阈值进行比较判断；

步骤(5)：根据动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值的判断比较结果，电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测，所述增程器控制将在预设的第二检测时间内所述电机的消耗电流的平均值与预先设置的电机的平均消耗电流进行比较判断，判断是否需要关闭增程器，以控制电动汽车进入电池供电模式；

步骤(6)：当需要关闭增程器时，所述增程器控制器控制关闭所述增程器，控制电动汽车进入电池供电模式，其中，在所述电池供电模式下，所述动力电池为所述电动汽车供电。

作为一种改进的方案，所述预先设置的动力电池的平均放电电流包括第一动力电池的平均放电电流和第二动力电池的平均放电电流；

所述步骤(2)具体包括下述步骤：

当所述动力电池的剩余电量小于等于动力电池的电量阈值时，执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第一检测时间内，所述动力电池的放电电流的平均值是否大于第一动力电池的平均放电电流，若是则执行步骤(3)，若否则返回执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测的步骤；

当所述动力电池的剩余电量大于动力电池的电量阈值时，执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第一检测时间内，所述动力电池的放电电流的平均值是否大于第二动力电池的平均放电电流，若是则执行步骤(3)，若否则返回执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测的步骤。

作为一种改进的方案，所述第二检测时间包括第三检测时间和第四检测时间，所述预先设置的电机的平均消耗电流包括第一电机的平均消耗电流和第二电机的平均消耗电流；

所述步骤(5)具体包括下述步骤：

当所述动力电池的剩余电量小于等于动力电池的电量阈值时，执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第三检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第一电机的平均消耗电流，若是则返回执行步骤(3)，若否则执行步骤(6)；

当所述动力电池的剩余电量大于动力电池的电量阈值时，执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第四检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第二电机的平均消耗电流，若是则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤，若否则执行步骤(6)。

作为一种改进的方案，所述第一电机的平均消耗电流与所述第一动力电池的平均放电电流的数值相等。

作为一种改进的方案，所述增程器控制器判断在所述第四检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第二电机的平均消耗电流，若是则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的步骤具体包括下述步骤：

在所述第四检测时间内，当所述电机的消耗电流的平均值大于第二电机的平均消耗电流时，所述增程器控制器判断在所述第三检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第三电机的平均消耗电流，若是则返回执行步骤(3)，若否则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测的步骤。

作为一种改进的方案，所述第三电机的平均消耗电流与所述第二动力电池的平均放电电流的数值相等。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

对电池管理系统、电机控制器以及增程器控制器进行初始化，预先设置生成相应的控制参数数据，所述控制参数数据包括动力电池的电量阈值、第一检测时间、第二检测时间、第三检测时间、第四检测时间、第一动力电池的放电电流、第二动力电池的放电电流、第一电机的平均消耗电流、第二电机的平均消耗电流以及第三电机的平均消耗电流。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

所述增程器控制器接收用户手动输入的增程器开启指令，并执行所述步骤(3)，所述增程器开启指令包括用户手动在电动汽车的增程器开启档位的触发指令和通过远程终端生成的命令指令。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

所述增程器控制器接收用户输入的增程器关机指令，并执行所述步骤(6)，其中，所述增程器关机指令包括CAN总线切断信号指令、用户手动在电动汽车的增程器关闭档位的触发指令以及电动汽车的OFF档位所产生的指令。

在本发明中，对动力电池的剩余电量、动力电池的放电电流以及电机的消耗电流分别进行检测，并与预先设置的控制参数数据进行比较，判断增程器的开启状态，以实现电池供电模式和增程模式的切换，在增程模式下，动力电池和增程器同时对电动汽车进行供电，减小动力电池的运行负担，提高动力电池的使用寿命，同时，满足电动汽车的动力电池的使用要求和提高电动汽车的续航里程，而且可以减小电池的容量，降低汽车成本。

附图说明

图1是现有技术提供的电动汽车的工况曲线图；

图2是本发明实施例提供的电动汽车动力切换控制方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的电动汽车动力系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电动汽车的工况曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的电动汽车动力切换控制方法的实现流程图，其具体包括下述步骤：

在步骤(1)中：系统上电，电池管理系统对当前动力电池的剩余电量进行检测，并将动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值进行比较判断；

在步骤(2)中：根据动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值的判断比较结果，电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测，然后，增程器控制器将在预设的第一检测时间内动力电池的放电电流的平均值与预先设置的动力电池平均放电电流进行比较判断，判断是否需要开启增程器，以控制电动汽车进入增程模式；

在步骤(3)中：当需要开启增程器时，增程器控制器控制开启增程器，控制电动汽车进入增程模式，其中，在增程模式下，动力电池和增程器一并为电动汽车供电；

在步骤(4)中：当电动汽车进入增程模式时，电池管理系统继续对当前动力电池的剩余电量进行检测，并将动力电池的剩余电量与动力电池的电量阈值进行比较判断；

在步骤(5)中：根据动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值的判断比较结果，电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测，增程器控制将在预设的第二检测时间内电机的消耗电流的平均值与预先设置的电机的平均消耗电流进行比较判断，判断是否需要关闭增程器，以控制电动汽车进入电池供电模式；

在步骤(6)中：当需要关闭增程器时，增程器控制器控制关闭增程器，控制电动汽车进入电池供电模式，其中，在电池供电模式下，动力电池为电动汽车供电。

其中，如图2所示，电动汽车动力系统包括电池系统、电机系统以及增程器系统，其中，电池系统包括动力电池和电池管理系统，电机系统包括电机和电机控制器，增程器系统包括增程器和增程器控制器；

在该电动汽车动力系统中，电池系统、电机系统以及增程器系统之间通过CAN总线进行数据交互，增程器系统与电池系统并联连接。

在本发明实施例中，在实施上述电动汽车动力切换控制方法的步骤之前，需要执行下述步骤：

对电池管理系统、电机控制器以及增程器控制器进行初始化，预先设置生成相应的控制参数数据，控制参数数据包括动力电池的电量阈值、第一检测时间、第二检测时间、第一动力电池的放电电流、第二动力电池的放电电流、第一电机的平均消耗电流、第二电机的平均消耗电流以及第三电机的平均消耗电流，其中，该第二检测时间包括第三检测时间和第四检测时间；

其中，在该实施例中，上述各个控制参数数据可以依据在本领域中，常规的设计需求来设置和约定，在此不再赘述，但不用以限制本发明。

其中，上述预先设置的动力电池的平均放电电流包括第一动力电池的平均放电电流和第二动力电池的平均放电电流；

从上可知，上述步骤(2)具体包括下述步骤：

当动力电池的剩余电量小于等于动力电池的电量阈值时，执行电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测步骤的同时，增程器控制器判断在第一检测时间内，动力电池的放电电流的平均值是否大于第一动力电池的平均放电电流，若是则执行步骤(3)，若否则返回执行电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测的步骤；

当动力电池的剩余电量大于动力电池的电量阈值时，执行电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测步骤的同时，增程器控制器判断在第一检测时间内，动力电池的放电电流的平均值是否大于第二动力电池的平均放电电流，若是则执行步骤(3)，若否则返回执行电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测的步骤。

其中，该第一检测时间，可以理解在预定的多少秒内，对动力电池的放电电流的平均值进行计算，依此作为后续判断是否开启增程器的标准，例如5秒；

该第一动力电池的平均放电电流和第二动力电池的平均放电电流均为预先设置的数值，其作为对动力电池使用和动力电池的续航里程的保护的判断依据，而设置的数值，其可以通过实际的试验得出的对应数据，在此不再赘述，下述各个参数雷同，在此不再赘述。

在本发明实施例中，第二检测时间包括第三检测时间和第四检测时间，预先设置的电机的平均消耗电流包括第一电机的平均消耗电流和第二电机的平均消耗电流，其中，各个检测时间的定义如上第一检测时间，在此不再赘述；

上述步骤(5)具体包括下述步骤：

当动力电池的剩余电量小于等于动力电池的电量阈值时，执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的同时，增程器控制器判断在第三检测时间内，电机的消耗电流的平均值是否大于第一电机的平均消耗电流，若是则返回执行步骤(3)，若否则执行步骤(6)；

当动力电池的剩余电量大于动力电池的电量阈值时，执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的同时，增程器控制器判断在第四检测时间内，电机的消耗电流的平均值是否大于第二电机的平均消耗电流，若是则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤，若否则执行步骤(6)。

在该实施例中，为了使整个电动汽车动力系统的控制更加准确，可以采用如下设置：

第一电机的平均消耗电流与第一动力电池的平均放电电流的数值相等，即增程器控制器所采集到的两次电流值相同，判断标准相同。

在该实施例的基础上，增程器控制器判断在第四检测时间内，电机的消耗电流的平均值是否大于第二电机的平均消耗电流，若是则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的步骤具体包括下述步骤：

在第四检测时间内，当电机的消耗电流的平均值大于第二电机的平均消耗电流时，增程器控制器判断在第三检测时间内，电机的消耗电流的平均值是否大于第三电机的平均消耗电流，若是则返回执行步骤(3)，若否则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测的步骤。

其中，第三电机的平均消耗电流与第二动力电池的平均放电电流的数值相等，满足准确控制的目的。

如图4所示，同时与图1进行比较，可知：

电动汽车动力系统增加增程器系统后，该图4所示的曲线表示在一段平路工况和爬坡工况下电池电流和时间的对应关系，与图1相对应，该时间段内所消耗电量为各曲线围成部分面积之和即Q2＝S3+S4+S5,其中，S3表示汽车在平路工况下所消耗电池电量，S4表示汽车在爬坡工况下所消耗电池电量，S5表示汽车在爬坡工况下增程器系统提供的电量；

当然，上述爬坡工况仅为一种模拟状态，模拟大功率工况的情形，在此不用以限制本发明。

由图1和图4的比较可知，当没有增程器系统的时候，在爬坡工况时，电动汽车会进行大电流放电，进而消耗大量的电量，电动汽车在使用过程中，如果经常长时间大电流放电，会减少电池使用寿命，在具有增程器系统的电动汽车上，可以看出当电动汽车需要长时间进行大电流发电时，增程器会对动力电池进行供电辅助，对动力电池分担一部分电流，从而减小动力电池的负担，对动力电池进行保护；同时，由于增程器系统存在，在满足相同使用要求(如续航里程)的同时，电动汽车电池容量可适当减少，以降低汽车生产成本。

在本发明实施例中，上述电动汽车动力系统中，还可以增加车载GPS模块，如图3所示，其中，该车载GPS模块CAN总线(网络)可以与电池管理系统、电机控制器以及增程器控制进行互联，与电动汽车动力系统形成动力控制网络。

其中，上述电动汽车动力切换控制方法还包括下述步骤：

增程器控制器接收用户手动输入的增程器开启指令，并执行步骤(3)，增程器开启指令包括用户手动在电动汽车的增程器开启档位的触发指令和通过远程终端生成的命令指令；

增程器控制器接收用户输入的增程器关机指令，并执行步骤(6)，其中，增程器关机指令包括CAN总线切断信号指令、用户手动在电动汽车的增程器关闭档位的触发指令以及电动汽车的OFF档位所产生的指令，其中，该CAN总线切换信号指令是指整个电动汽车动力系统的系统发生意外情况致使CAN总线切换的情形；

其中，该远程终端生成的命令指令即通过车载GPS模块和CAN总线传递给该增程器控制器，在此不再赘述；

在该实施例中，若用户想使电动汽车获得更快的速度，用户通过手机端的APP软件发送更改电机控制器的电机转速参数指令，该指令通过车载GPS模块上报至CAN总线，电机控制器接收到更改指令后，对电机最高转速参数进行相应更改，电机控制器最高转速参数更改之后，会使电机电流增加，此时用户可根据实际情况手动启动增程器进行辅助。

同时，由于手机端的APP软件可与车载GPS模块以及增程器控制器进行互联，车载GPS模块以及增程器控制器处于整车CAN网络之中，通过手机APP也可控制其他元器件如电池管理系统、增程器控制器等，在此不再赘述。

在本发明实施例中，分别对动力电池的剩余电量、动力电池的放电电流以及电机的消耗电流进行检测，并与预先设置的控制参数数据进行比较，判断增程器的开启状态，以实现电池供电模式和增程模式的切换，在增程模式下，增程器对动力电池进行工作辅助，减小动力电池的运行负担，提高电池的使用寿命，同时，满足电动汽车的动力电池的使用要求和提高电动汽车的续航里程，而且可以减小电池的容量，降低汽车成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤(1)：系统上电，电池管理系统对当前动力电池的剩余电量进行检测，并将所述动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值进行比较判断；

步骤(2)：根据动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值的判断比较结果，所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测，然后，增程器控制器将在预设的第一检测时间内所述动力电池的放电电流的平均值与预先设置的动力电池平均放电电流进行比较判断，判断是否需要开启增程器，以控制电动汽车进入增程模式；

步骤(3)：当需要开启增程器时，所述增程器控制器控制开启所述增程器，控制电动汽车进入增程模式，其中，在所述增程模式下，所述动力电池和增程器一并为所述电动汽车供电；

步骤(4)：当所述电动汽车进入增程模式时，所述电池管理系统继续对当前动力电池的剩余电量进行检测，并将所述动力电池的剩余电量与所述动力电池的电量阈值进行比较判断；

步骤(5)：根据动力电池的剩余电量与预先设置的动力电池的电量阈值的判断比较结果，电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测，所述增程器控制将在预设的第二检测时间内所述电机的消耗电流的平均值与预先设置的电机的平均消耗电流进行比较判断，判断是否需要关闭增程器，以控制电动汽车进入电池供电模式；

步骤(6)：当需要关闭增程器时，所述增程器控制器控制关闭所述增程器，控制电动汽车进入电池供电模式，其中，在所述电池供电模式下，所述动力电池为所述电动汽车供电。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述预先设置的动力电池的平均放电电流包括第一动力电池的平均放电电流和第二动力电池的平均放电电流；

所述步骤(2)具体包括下述步骤：

当所述动力电池的剩余电量小于等于动力电池的电量阈值时，执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第一检测时间内，所述动力电池的放电电流的平均值是否大于第一动力电池的平均放电电流，若是则执行步骤(3)，若否则返回执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测的步骤；

当所述动力电池的剩余电量大于动力电池的电量阈值时，执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第一检测时间内，所述动力电池的放电电流的平均值是否大于第二动力电池的平均放电电流，若是则执行步骤(3)，若否则返回执行所述电池管理系统对当前动力电池的放电电流进行检测的步骤。

3.根据权利要求2所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述第二检测时间包括第三检测时间和第四检测时间，所述预先设置的电机的平均消耗电流包括第一电机的平均消耗电流和第二电机的平均消耗电流；

所述步骤(5)具体包括下述步骤：

当所述动力电池的剩余电量小于等于动力电池的电量阈值时，执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第三检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第一电机的平均消耗电流，若是则返回执行步骤(3)，若否则执行步骤(6)；

当所述动力电池的剩余电量大于动力电池的电量阈值时，执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的同时，所述增程器控制器判断在所述第四检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第二电机的平均消耗电流，若是则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤，若否则执行步骤(6)。

4.根据权利要求3所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述第一电机的平均消耗电流与所述第一动力电池的平均放电电流的数值相等。

5.根据权利要求3所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述增程器控制器判断在所述第四检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第二电机的平均消耗电流，若是则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测步骤的步骤具体包括下述步骤：

在所述第四检测时间内，当所述电机的消耗电流的平均值大于第二电机的平均消耗电流时，所述增程器控制器判断在所述第三检测时间内，所述电机的消耗电流的平均值是否大于第三电机的平均消耗电流，若是则返回执行步骤(3)，若否则返回执行电机控制器对当前电机的消耗电流进行检测的步骤。

6.根据权利要求5所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述第三电机的平均消耗电流与所述第二动力电池的平均放电电流的数值相等。

7.根据权利要求5所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

对电池管理系统、电机控制器以及增程器控制器进行初始化，预先设置生成相应的控制参数数据，所述控制参数数据包括动力电池的电量阈值、第一检测时间、第二检测时间、第一动力电池的放电电流、第二动力电池的放电电流、第一电机的平均消耗电流、第二电机的平均消耗电流以及第三电机的平均消耗电流。

8.根据权利要求1所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

所述增程器控制器接收用户手动输入的增程器开启指令，并执行所述步骤(3)，所述增程器开启指令包括用户手动在电动汽车的增程器开启档位的触发指令和通过远程终端生成的命令指令。

9.根据权利要求1所述的电动汽车动力切换控制方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

所述增程器控制器接收用户输入的增程器关机指令，并执行所述步骤(6)，其中，所述增程器关机指令包括CAN总线切断信号指令、用户手动在电动汽车的增程器关闭档位的触发指令以及电动汽车的OFF档位所产生的指令。