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CN112009454A - 一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法 - Google Patents

一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法 Download PDF

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CN112009454A
CN112009454A CN202010845416.9A CN202010845416A CN112009454A CN 112009454 A CN112009454 A CN 112009454A CN 202010845416 A CN202010845416 A CN 202010845416A CN 112009454 A CN112009454 A CN 112009454A
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CN
China
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power
range extender
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power battery
range
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CN202010845416.9A
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邓建明
邹发明
于勤
龚循飞
罗锋
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Jiangxi Isuzu Motors Co Ltd
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Jiangxi Isuzu Motors Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，涉及电动汽车技术领域，根据整车属性目标，对关键部件参数进行选型设计，同时确定增程器工作点；实时获取动力电池当前SOC，当动力电池当前SOC＞SOCmax时，增程器关闭以纯电动行驶，动力电池满足整车所有功率需求；当SOCmin＜动力电池当前SOC＜SOCmax时，增程器保持前一时刻的工作状态；当动力电池当前SOC＜SOCmin时，增程器起动并工作于高效率点；同时根据整车车速决定增程器的运行点，以满足汽车行驶的需求大部分功率，多余的功率或不足的功率，由动力电池充放电进行功率跟随消化；本发明实现增程器在高效率点和恒功率输出，燃油经济性更优，电池包容量更小，能有效地避免增程器频繁切换和功率波动。

Description

一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法。
背景技术
目前动力电池存在容量和寿命方面的瓶颈，纯电动汽车无法短时间内完全取代传统内燃车。增程式电动汽车(REV)是一种特殊的混合动力电动汽车，可有效地减少燃油消耗，又能弥补纯电动车在续驶里程和电池寿命方面的不足，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，是传统内燃机汽车向纯电动汽车的过渡车型。增程式混合动力汽车以可外接充电的动力电池为主要能量来源，增程器APU作为辅助动力起到延长续驶里程和在低SOC状况下增强整车动力性的作用。目前增程器APU控制方法的主要思路分为以下几类:
1)单点控制策略。增程器的功率和转速恒定，工其作点在考虑整车需求功率的前提下固定为增程器的燃油经济点。
2)增程器功率跟随控制策略。发动机的工作点随着整车功率需求而变动，整车需求功率在增程器的输出功率范围内时，增程器的输出功率与整车需求功率保持一致。
上述两种控制方法均存在以下缺陷：
单点控制：电池包经常大电流充放电，对电池寿命不利，同时对应的电池成本高；
增程器功率跟随控制：发动机波动频繁，对发动机的效率、排放及NVH性能造成影响，整车燃油经济性相对较差。
发明内容
为解决现有技术问题，本发明通过采用增程器多点控制-电池包功率跟随控制方法相较于单点或增程器功率跟随燃油经济性更优；同时采用增程器多点控制-电池包功率跟随控制使得整车电池包容量、放点倍率相对于其他控制方法的更小，可以降低整车成本和整车安全性。
本发明具体采用以下技术方案：
一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，根据整车属性目标，对关键部件参数进行选型设计，同时确定增程器工作点；实时获取动力电池当前SOC，当动力电池当前SOC＞SOCmax时，增程器关闭以纯电动行驶，动力电池满足整车所有功率需求；当SOCmin＜动力电池当前SOC＜SOCmax时，增程器保持前一时刻的工作状态；当动力电池当前SOC＜SOCmin时，增程器起动并工作于高效率点；同时根据整车车速决定增程器的运行点，以满足汽车行驶的需求大部分功率，多余的功率或不足的功率，由动力电池充放电进行功率跟随消化；其中，SOCmin为动力电池荷电状态的最小值，SOCmax为动力电池荷电状态的最大值。
进一步的方案是，确定增程器工作点的过程包括根据汽车车速计算出相应的功率需求，由上述得出的增程器需求功率，并结合增程器的油耗map数据，确定增程器工作点。
进一步的方案是，增程器工作点的确定应遵循既满足需求功率又选择增程器的油耗map中的低油耗点的原则。
进一步的方案是，所述的关键部件包括增程器、发电机及控制单元、驱动电机及控制单元以及动力电池：所述参数包括增程器的额定功率、额定转速、外特性数据、低油耗区域、发电机及控制单元的峰值功率、额定功率、最高转速、高效率区域、驱动电机及控制单元的峰值功率、额定功率、最高转速、高效率区域、动力电池的电池电量、最大放电倍率、持续放电倍率。
进一步的方案是，运用所述参数搭建整车模型并计算整车动力性和燃油经济性。
进一步的方案是，将搭建好的整车模型进行编译成.，并加载到NI或daspace硬件在环平台中支持相关控制单元的硬件在环。
本发明的有益效果：
本发明通过采用增程器多点控制-电池包功率跟随控制方法相较于单点或增程器功率跟随燃油经济性更优；同时采用增程器多点控制-电池包功率跟随控制使得整车电池包容量、放点倍率相对于其他控制方法的更小，可以降低整车成本和整车安全性并使得汽车燃油经济性更优；
为整车属性目标(动力性和经济性)进行预测评估以及为VCU-HIL硬件在环测试提供整车模型。
附图说明
图1为本发明实施例一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法的流程图；
图2为本发明实施例中增程器(发动机)油耗map图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-2所示，本发明的一个实施例公开了一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，根据整车属性目标，车速60km/h，考虑ISG电机系统效率(90％)，增程器的功率需要大于19kW；车速80km/h，考虑ISG电机系统效率(90％)，增程器的功率需要大于38kW；车速90km/h，考虑ISG电机系统效率(90％)，增程器的功率需要大于52kW；故汽车在60km/h、80km/h、90km/h匀速行驶时对应的需求功率分别为19kW、38kW、52kW，结合发动机油耗map数据并遵循既满足需求功率又选择增程器的油耗map中的低油耗点的原则选定增程器运行工作点(工作点1：191Nm@1500rpm，工作点2：226Nm@1650rpm，工作点3：226Nm@2250rpm)，增程器启动期间，电池包进行功率跟随补；
SOCmin为动力电池荷电状态的最小值，SOCmax为动力电池荷电状态的最大值，且SOCmin为55％，SOCmax为70％，实时获取动力电池当前SOC，当动力电池当前SOC大于70％时，增程器关闭以纯电动行驶，动力电池满足整车所有功率需求，并实时监测电池包的放电倍率，若超过3C放电倍率的持续时间大于1分钟，则强制启动增程器；
当动力电池当前SOC在55％和70％之间时，增程器保持前一时刻的工作状态；
当动力电池当前SOC小于55％时，增程器启动并工作于高效率点。同时根据整车车速决定增程器的运行点，以满足汽车行驶的需求大部分功率，多余的功率或不足的功率(如加速功率需求)，由动力电池充放电进行功率跟随消化。
通过上述控制方法下的增程器在高效率点和恒功率输出，燃油经济性更优，电池包容量更小，能有效地避免增程器频繁切换和功率波动。
进一步的方案是，所述的关键部件包括增程器、发电机及控制单元、驱动电机及控制单元以及动力电池：所述参数包括增程器的额定功率、额定转速、外特性数据、低油耗区域、发电机及控制单元的峰值功率、额定功率、最高转速、高效率区域、驱动电机及控制单元的峰值功率、额定功率、最高转速、高效率区域、动力电池的电池电量、最大放电倍率、持续放电倍率。
进一步的方案是，运用所述参数搭建整车模型并计算整车动力性和燃油经济性。为整车属性目标(动力性和经济性)进行预测评估。
进一步的方案是，将搭建好的整车模型进行编译成.，并加载到NI或daspace硬件在环平台中支持相关控制单元的硬件在环。为VCU-HIL硬件在环测试提供整车模型。
最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

Claims (6)

1.一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，其特征在于：
根据整车属性目标，对关键部件参数进行选型设计，同时确定增程器工作点；实时获取动力电池当前SOC，当动力电池当前SOC＞SOCmax时，增程器关闭以纯电动行驶，动力电池满足整车所有功率需求；当SOCmin＜动力电池当前SOC＜SOCmax时，增程器保持前一时刻的工作状态；当动力电池当前SOC＜SOCmin时，增程器起动并工作于高效率点；同时根据整车车速决定增程器的运行点，以满足汽车行驶的需求大部分功率，多余的功率或不足的功率，由动力电池充放电进行功率跟随消化；其中，SOCmin为动力电池荷电状态的最小值，SOCmax为动力电池荷电状态的最大值。
2.根据权利要求1所述的一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，其特征在于：
确定增程器工作点的过程包括根据汽车车速计算出相应的功率需求，由上述得出的增程器需求功率，并结合增程器的油耗map数据，确定增程器工作点。
3.根据权利要求2所述的一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，其特征在于：
增程器工作点的确定应遵循既满足需求功率又选择增程器的油耗map中的低油耗点的原则。
4.根据权利要求1所述的一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，其特征在于：
所述的关键部件包括增程器、发电机及控制单元、驱动电机及控制单元以及动力电池：所述参数包括增程器的额定功率、额定转速、外特性数据、低油耗区域、发电机及控制单元的峰值功率、额定功率、最高转速、高效率区域、驱动电机及控制单元的峰值功率、额定功率、最高转速、高效率区域、动力电池的电池电量、最大放电倍率、持续放电倍率。
5.根据权利要求4所述的一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，其特征在于：
运用所述参数搭建整车模型并计算整车动力性和燃油经济性。
6.根据权利要求5所述的一种优化增程式混合动力汽车油耗的方法，其特征在于：
将搭建好的整车模型进行编译成.，并加载到NI或daspace硬件在环平台中支持相关控制单元的硬件在环。
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